达成铁路ＩＭＳ取代既有程控电话的方案研究

关键词：IMS;程控交换;组网;规划

中图法分类号：TP393 文献标识码：A

1背景

铁路语音系统主要承担铁路调度、生产、运营等多方面的任务，目前铁路语音系统利用程控电话交换机来满足通信业务需求。随着通信技术的发展，采用电路交换技术的传统程控电路交换机已超过使用年限，出现了无备板备件、网络无法继续扩容、厂商不再提供技术支持等问题，如何在保持接入网设备及V5接口不变的情况下，替换传统程控交换设备，提升网络稳定性、节省运维成本、有效利用现有资产、节省投资成本，已成为一个不可忽视的问题。

2达成铁路程控电话交换机现状

目前，承载达成铁路语音业务的接入网是在车站、货运楼、牵引变电所（配电所）、动车运用所等设置接入网网络单元（ONU），再利用传输系统提供的2Mb/s通道接入地区节点所设置的接入网局端设备（OLT设备，采用V5.2接口）与程控交换互联来满足通信业务需求。

达成铁路遂宁通信站及南充通信站设有1500L程控交换机1台、OLT设备1套。其中，遂宁通信站管辖城厢、金堂、道观音、淮口、隆盛、积金、梓潼、仓山镇、大英、遂宁西、遂宁信号楼，温家店、高板、转龙、会龙、骑龙、玉峰、星光等站点的OUN设备;南充通信站管辖蓬溪、南充、蓬安、大通、南充東，营山、小桥、土溪等站点的ONU设备。万州通信站程控机下挂在南充通信站既有程控交换机上。相关组网详见图1。

由于ICT技术的发展以及生产厂家技术升级，传统的电路交换技术已经被淘汰，达成铁路既有程控交换备品备件的采购及维修均存在很大困难。同时，随着运量的增加，原有系统的容量已经不能满足生产需要。因此，如何对遂宁通信站和南充通信站的程控交换机进行升级改造已经成为一个刻不容缓的问题。

3达成铁路IMS解决方案

3.1整体网络组网

在成都铁路局集团公司调度所设置IMS核心节点及中继网关取代达成铁路既有程控交换机，承担和接管既往一切电话、数据等业务。利用新建中继网关与运营商网络及既有程控交换机对接ISUP中继，通过E1接口与既有遂宁通信站、南充通信站、万州通信站的OLT对接V5中继。整体网络架构详见图2。

3.2VPN规划

建议成都铁路局集团公司承载网采用MPLSVPN方式实现不同业务在数据通信网上的隔离。本方案需要在IP承载网中增加一个VPN，即IMSVPN，用来承载IMS媒体和信令信息。

IMS网管系统需要根据成都铁路局集团公司的规划承载IP承载网。由于IMS网管系统不存在跨域的管理需求[1]，因此在成都铁路局集团公司中心机房单独集中设置IMS网管系统，以满足IMS管理需求。为此，需规划一个网管VPN进行承载。

成都铁路局集团公司IP承载网中新增IMSVPN实现端到端承载IMS媒体和信令信息。

3.3IP地址规划

为保证网络安全，IMS核心网元应做到各类IP地址和业务流的物理端口隔离。对于IP地址的规划，按照功能进行划分，即按照信令、媒体、运营和维护、运营商网络IP中继互通等功能需求，分别规划IP地址，使功能的各异IP地址尽量保持连续性。

3.4接入层规划

成都铁路局集团公司的V5用户接入既有OLT设备，通过AGCF中继网关接入IMS网络;普通用户接入新建IAD，通过IP承载网接入IMS网络。

3.5互联互通方案

IMS的互联互通涉及与电信运营商交换网络的互联互通、与当前网络的互联互通及IMS域内用户互联互通[2]。IMS网络域内用户通过S?CSCF和I?CSCF进行互通。IMS网络与运营商网络及既有网络互通的主要设备是MGCF，IM?MGW，BGCF和MGCF，以实现SIP信令与ISUP的映射。其中，IM?MGW在用户层面进行协议转换，同时提供编码格式转换、回声抑制等功能;MGCF对IM?MGW的行为进行控制[3]。

（1）与电信运营商交换网互通

成都铁路局集团公司的IMS网络通过MGCF和IM?MGW与当地运营商语音交换设备实现ISUP中继互通。IMS网络通过综合接入网关实现与当地运营商的语音互通;综合接入网关与运营商语音交换设备通过ISUP中继互通;综合接入网关通过ISUP中继与IMS互通。相关组网详见图3。

（2）与现网程控交换机的互通方案IMS网络通过MGCF和IM?MGW与成都铁路局集团公司既有语音交换设备进行ISUP中继互通。

IMS网络通过成都铁路局集团公司的综合接入网关实现与南充通信站既有语音交换设备互通;成都铁路局集团公司调度所与既有语音交换设备进行ISUP中继互通;综合接入网关通过ISUP中继与IMS互通。相关组网详见图4。

（3）IMS域内用户互通方案

IMS交换网用户呼叫本域IMS用户，信令媒体均在IMS内部实现，主叫S?CSCF基于本域ENUM/DNS解析将呼叫路由信令传送至被叫I?CSCF，被叫I?CSCF通过查询HSS得到被叫服务的S?CSCF，从而将话路路由信令传送至被叫设备。

3.6IMS网管方案

成都铁路局集团公司中心机房设置网管服务器。维护人员可以分散在各个地方，通过IP网络远程登录到网管服务器进行远程维护。网管服务器采用分权分域管理方式，便于各地区或各部门维护。网管服务器可对S?CSCF，I?CSCF，BGCF，P?CSCF，HSS，MGCF，IM?MGW，MRFC，MRFP，ENS（ENUM/DNS）等设备进行管理。

4结论

（1）达成铁路利用IMS系统取代即将淘汰的程控交换机，在不改变现有程控交换系统的结构上，最大程度上兼容了成都铁路局集团公司已建成的接入网系统，节省了资金投入，不会对既有达成铁路通信系统造成影响。IMS系统为达成铁路程控交换改造提供了最佳解决方案，其不仅可以实现达成铁路所需的VoIP业务，更重要的是IMS系统将更有效地对网络资源、用户资源及应用资源进行管理，提高网络的智能化水准。在成都铁路局集团公司构建IMS系统能很好地解决各条铁路既有程控交换系统维护难、扩容难、业务种类单一等问题。

（2）随着通信技术的发展，采用电路交换技术的传统程控电路交换机已超过使用年限，既有铁路电话交换网络普遍存在达成铁路所面临的问题。IMS系统取代既有程控电话交换网络是技术发展和铁路语音业务发展的必然趋势。达成铁路IMS系统的开通和使用，为今后既有铁路程控交换机改造提供了理论依据和实践经验，具有借鉴和指导意义。

（3）在IMS系统取代既有程控电话交换机的改造工程中，需要注意提前做好传输通道测试及带宽划分工作，在充分利旧既有设备的情况下，不改变使用单位的维护习惯，做好VPN和IP地址及接入层的规划，提前做好与电信运营商交换网络的互联互通的方案与申报以及做好IMS域内用户互通方案。

作者简介：

周舟（1983—），本科，工程师，研究方向：铁路通信设计。