632
5G到來(lái)之后，給全球通信行業(yè)的發(fā)展帶來(lái)了巨大的改變。
這個(gè)改變，不僅僅體現(xiàn)在通信技術(shù)的演進(jìn)和升級(jí)上，更體現(xiàn)在通信應(yīng)用場(chǎng)景的變遷上。人們不再僅僅關(guān)注以手機(jī)為代表的消費(fèi)互聯(lián)網(wǎng)，而是將更多的注意力放在蓬勃發(fā)展的行業(yè)互聯(lián)網(wǎng)上。
以工業(yè)制造、能源電力、交通物流、醫(yī)療教育等為代表的百行千業(yè)，都開(kāi)始引入先進(jìn)的通信技術(shù)，進(jìn)行數(shù)字化智能化改造，走向數(shù)字化轉(zhuǎn)型之路。
傳統(tǒng)的專(zhuān)網(wǎng)通信技術(shù)，已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足時(shí)代發(fā)展的需求。企業(yè)需要對(duì)內(nèi)部通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行全面升級(jí)，以滿(mǎn)足業(yè)務(wù)高速發(fā)展的需要。
其實(shí)，除了5G之外，還有很多通信和IT技術(shù)正在被企業(yè)所接受，融入到這場(chǎng)百年一遇的變革之中，包括園區(qū)光網(wǎng)絡(luò)（PON）、Wi-Fi 6/7、Cat.1、NB-IoT、eMTC等等。
這些技術(shù)基本都屬于底層連接技術(shù)。
今天，小棗君要給大家介紹的，是一個(gè)上層通信技術(shù)，是圍繞業(yè)務(wù)和服務(wù)的技術(shù)。沒(méi)錯(cuò)，這個(gè)技術(shù)，就是大名鼎鼎的IMS。
█ 什么是IMS
IMS，英文全名叫做IP Multimedia Subsystem，IP多媒體子系統(tǒng)。很多讀者對(duì)它的了解，來(lái)自此前很火的VoLTE業(yè)務(wù)。還有，去年和今年熱度極高的5G消息（RCS）、5G新通話(huà)（VoNR），也都和IMS有密切的聯(lián)系。
IMS最早提出于20世紀(jì)90年代末。當(dāng)時(shí)，它被認(rèn)為是國(guó)際公認(rèn)的下一代核心網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)。2022年6月凍結(jié)的3GPP R5版本，完成了對(duì)IMS的早期標(biāo)準(zhǔn)定義，從而將其推到了商用階段。
在世界各大運(yùn)營(yíng)商全面IP化的浪潮下，IMS是必不可少的重要系統(tǒng)，是實(shí)現(xiàn)固定通信網(wǎng)和移動(dòng)通信網(wǎng)融合的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，是通信網(wǎng)絡(luò)從TDM向IP演進(jìn)的基石。
IMS真的有這么強(qiáng)嗎？它到底能帶來(lái)什么？
其實(shí)，IMS（IP Multimedia Subsystem）的命名本身，就已經(jīng)向我們透露了一部分答案。
首先，IP，代表IMS基于IP承載，完全采用了IP技術(shù)。
IMS的核心協(xié)議是SIP（Session Initiation Protocol，會(huì)話(huà)初始協(xié)議）。這是IETF基于Internet量身定制的應(yīng)用層控制協(xié)議。它獨(dú)立于底層協(xié)議之上，非常開(kāi)放靈活，具有很強(qiáng)的擴(kuò)展性，特別適合多媒體通信。
其次，Multimedia（多媒體），是指IMS可以實(shí)現(xiàn)多媒體業(yè)務(wù)。
傳統(tǒng)理解的多媒體業(yè)務(wù)是語(yǔ)音、圖像、音頻、視頻等。IMS標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)多媒體業(yè)務(wù)進(jìn)行了更細(xì)致的劃分，包括IP電話(huà)類(lèi)業(yè)務(wù)、多媒體會(huì)議類(lèi)業(yè)務(wù)、協(xié)同辦公類(lèi)業(yè)務(wù)、通信助理業(yè)務(wù)等。
最后，Subsystem（子系統(tǒng)），表明IMS是整個(gè)通信系統(tǒng)的一個(gè)重要組件。它可以配合其它網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)功能。例如，IMS與LTE進(jìn)行配合，可以實(shí)現(xiàn)VoLTE。IMS與5G配合，可以實(shí)現(xiàn)VoNR業(yè)務(wù)。IMS與即時(shí)消息配合，可以實(shí)現(xiàn)RCS。……
簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，IMS就是部署在IP網(wǎng)絡(luò)上的“多媒體服務(wù)器”。通過(guò)它的控制協(xié)調(diào)，IP網(wǎng)絡(luò)上的用戶(hù)就可以互相進(jìn)行視頻電話(huà)這樣的多媒體業(yè)務(wù)。
IMS的核心目標(biāo)，是構(gòu)建一個(gè)與接入無(wú)關(guān)、支持廣泛多媒體業(yè)務(wù)的融合平臺(tái)，為IP網(wǎng)絡(luò)賦能，為客戶(hù)需求服務(wù)。
IMS誕生于3G，成熟于4G。它的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)逐漸完善，得到各大主流運(yùn)營(yíng)商的廣泛認(rèn)可，并在全球范圍內(nèi)應(yīng)用普及。
█ IMS與數(shù)字電力專(zhuān)網(wǎng)
電力通信專(zhuān)網(wǎng)，是國(guó)內(nèi)企業(yè)專(zhuān)網(wǎng)通信最具代表性的一個(gè)專(zhuān)網(wǎng)類(lèi)型。
近年來(lái)，在國(guó)家電網(wǎng)公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“國(guó)網(wǎng)”）的大力推動(dòng)下，電力專(zhuān)網(wǎng)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型也在緊鑼密鼓地進(jìn)行之中。
電力專(zhuān)網(wǎng)是實(shí)現(xiàn)電力數(shù)字化轉(zhuǎn)型的基礎(chǔ)平臺(tái)，是保障電網(wǎng)調(diào)度指令暢通的重要支撐。在國(guó)網(wǎng)已實(shí)現(xiàn)全光纖資源35kV及以上廠站、自有物業(yè)辦公場(chǎng)所/營(yíng)業(yè)所全覆蓋基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)上，國(guó)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)資源、信息化程度處于全國(guó)領(lǐng)先水平。
但是，國(guó)網(wǎng)內(nèi)部的信息系統(tǒng)繁多，難以高效協(xié)同，已成為中國(guó)當(dāng)下數(shù)字化轉(zhuǎn)型的重點(diǎn)研究課題。信息和通信技術(shù)融合，推動(dòng)電網(wǎng)數(shù)字化程度不斷加速，網(wǎng)絡(luò)規(guī)模急劇擴(kuò)大，電網(wǎng)的“神經(jīng)末梢”以爆炸的形式快速擴(kuò)張。在支撐電網(wǎng)安全的信息通信網(wǎng)絡(luò)體系中，容納了千千萬(wàn)萬(wàn)的終端和設(shè)備。
傳統(tǒng)以語(yǔ)音為主的程控交換技術(shù)，面臨停產(chǎn)停服、高能耗、應(yīng)急修復(fù)能力弱等問(wèn)題。而軟交換技術(shù)，又存在標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、業(yè)務(wù)擴(kuò)展難、協(xié)同交互能力弱等問(wèn)題。它們無(wú)法適應(yīng)電網(wǎng)數(shù)字化發(fā)展需求。
國(guó)網(wǎng)的組網(wǎng)架構(gòu)采用國(guó)網(wǎng)、省公司兩級(jí)匯接制。隨著時(shí)間的推移，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更加錯(cuò)綜復(fù)雜、邊界更加模糊，網(wǎng)絡(luò)安全、各種終端和系統(tǒng)維護(hù)量巨增，協(xié)同能力弱、應(yīng)急保障效率低、多媒體通信能力差，以及開(kāi)放性不足等問(wèn)題逐漸擴(kuò)大。所有這些，都極大制約了國(guó)網(wǎng)“數(shù)智電網(wǎng)”建設(shè)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。
隨著5G新一代通信技術(shù)發(fā)展，國(guó)網(wǎng)迫切需要建設(shè)以零信任網(wǎng)絡(luò)安全為基礎(chǔ)，以先進(jìn)通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為引領(lǐng)的新型信息通信融合網(wǎng)絡(luò)，以此支撐企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。涉及最后一公里的接入終端可信接入管控、多系統(tǒng)及應(yīng)用協(xié)同融合、跨網(wǎng)絡(luò)安全互通等系列難題，都需要盡快解決。
所以，將IMS引入電力通信專(zhuān)網(wǎng)建設(shè)，是大勢(shì)所趨，也是時(shí)代必然。
█ 電力專(zhuān)網(wǎng)引入IMS的意義
國(guó)家電網(wǎng)在2018年以前就開(kāi)始引入IMS技術(shù)。目前，國(guó)家電網(wǎng)的電力行政交換網(wǎng)已經(jīng)逐漸演變到IMS交換技術(shù)體制。
國(guó)家電網(wǎng)不斷擁抱IMS技術(shù)，到底有什么重要意義？
1、IMS作為國(guó)際確立的新一代通信交換技術(shù)“標(biāo)準(zhǔn)”地位。
IMS是國(guó)際公認(rèn)的固移融合網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，也是根正苗紅的3GPP標(biāo)準(zhǔn)。不僅3G/4G/5G會(huì)持續(xù)使用，未來(lái)6G也少不了它。6G標(biāo)準(zhǔn)制定的過(guò)程中，也需要IMS技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)同步優(yōu)化補(bǔ)充。
因此，國(guó)家電網(wǎng)引入IMS技術(shù)，不僅對(duì)能源電力企業(yè)轉(zhuǎn)型研究的一種促進(jìn)，也能探索突破制約應(yīng)用落地的關(guān)鍵技術(shù)難題， 對(duì)國(guó)家電網(wǎng)信息與通信融合標(biāo)準(zhǔn)化制訂有非常重要的意義。
加強(qiáng)IMS在國(guó)內(nèi)電力專(zhuān)網(wǎng)領(lǐng)域的研究和探索，對(duì)增強(qiáng)中國(guó)在IMS國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的話(huà)語(yǔ)權(quán)，有舉足輕重的關(guān)鍵作用。
2、對(duì)構(gòu)建零信任信息通信網(wǎng)絡(luò)有標(biāo)準(zhǔn)引領(lǐng)研究?jī)r(jià)值。
網(wǎng)絡(luò)安全關(guān)系國(guó)家安全。構(gòu)建零信任網(wǎng)絡(luò)、協(xié)同電網(wǎng)與信息通信網(wǎng)絡(luò)中各種資源實(shí)現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，必須要有“統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)”引領(lǐng)。
國(guó)家電網(wǎng)引入IMS，并基于實(shí)際應(yīng)用，破解制約落地的關(guān)鍵技術(shù)障礙，對(duì)構(gòu)建電網(wǎng)零信任信息通信網(wǎng)絡(luò)有標(biāo)準(zhǔn)引領(lǐng)的意義，也有重要研究?jī)r(jià)值。
3、為電網(wǎng)5G應(yīng)用落地及數(shù)字化轉(zhuǎn)型探索領(lǐng)先的解決方案。
IMS作為5G核心交換承載平臺(tái)，在電網(wǎng)5G應(yīng)用落地探索中，也同樣涉及網(wǎng)絡(luò)安全、最后一公里接入、多系統(tǒng)協(xié)同及應(yīng)用互通等系列難題。
因此，在以“安全”為紅線(xiàn)的零信任網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)略規(guī)劃及建設(shè)中，圍繞IMS標(biāo)準(zhǔn)探索開(kāi)發(fā)制約應(yīng)用落地難的關(guān)鍵技術(shù)，不僅能助力電網(wǎng)行政辦公通信網(wǎng)和調(diào)度通信網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范統(tǒng)一，同時(shí)為電網(wǎng)5G應(yīng)用落地及數(shù)字化轉(zhuǎn)型探索一種領(lǐng)先的解決方案。
█ 電網(wǎng)引入IMS技術(shù)面臨的主要困難
在電網(wǎng)引入IMS技術(shù)的過(guò)程中，也普遍遇到了一些困難，具體表現(xiàn)在：
1、對(duì)IMS技術(shù)定位的認(rèn)知差異
在IMS落地早期，很多人對(duì)IMS技術(shù)定位的認(rèn)知存在偏差。
這些人認(rèn)為，IMS僅是立足“打電話(huà)”需求，和傳統(tǒng)軟交換技術(shù)“差不多”。甚至有部分軟交換設(shè)備廠家，以此來(lái)“誤導(dǎo)”用戶(hù)，試圖拖延IMS的普及。
這種觀點(diǎn)和做法，阻礙和制約了IMS技術(shù)在電網(wǎng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型中的關(guān)鍵技術(shù)突破和研究。
2、對(duì)IMS技術(shù)優(yōu)勢(shì)的認(rèn)知不足
IMS作為國(guó)際通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，在普通用戶(hù)中的知名度較低。其實(shí)，IMS的技術(shù)優(yōu)勢(shì)是非常明顯的。它相比軟交換更“軟”、業(yè)務(wù)定義更規(guī)范嚴(yán)謹(jǐn)，安全可靠性更高，主要優(yōu)勢(shì)在于：
1）多媒體通信交換能力
多媒體交換是IMS區(qū)別于軟交換的關(guān)鍵。IMS不僅支持SIP協(xié)議視頻通話(huà)，同時(shí)支持VoLTE/VoNR視頻通信，具備與不同RTC和監(jiān)控媒體流的多視場(chǎng)交互能力。
此外，IMS還具備涉及應(yīng)急通信保障的全業(yè)務(wù)呼叫轉(zhuǎn)移能力。
IMS底層技術(shù)架構(gòu)演進(jìn)及關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)化補(bǔ)充，對(duì)商業(yè)模式及應(yīng)用落地有很大的促進(jìn)作用。
2）標(biāo)準(zhǔn)引領(lǐng)多系統(tǒng)融合的重要作用
IMS不僅可以實(shí)現(xiàn)軟交換的VoIP業(yè)務(wù)，更重要的是將有效地對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源、用戶(hù)資源及應(yīng)用資源進(jìn)行管理，提高網(wǎng)絡(luò)的智能性。
以IMS標(biāo)準(zhǔn)引領(lǐng)多系統(tǒng)（子系統(tǒng)）融合，使得用戶(hù)可以跨網(wǎng)絡(luò)并使用多種終端，感受融合的通信體驗(yàn)。
3、IMS技術(shù)開(kāi)放性不足導(dǎo)致標(biāo)準(zhǔn)制定和應(yīng)用落地困難
IMS的應(yīng)用落地速度不理想，與全球?qū)MS的應(yīng)用仍停留在探索階段有一定關(guān)系。更關(guān)鍵的原因在于，廠家的開(kāi)放性不足。
IMS雖然作為一種技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，但應(yīng)用需要結(jié)合用戶(hù)自身需求開(kāi)發(fā)。鑒于設(shè)備廠家的開(kāi)放性不足，國(guó)家電網(wǎng)即便有強(qiáng)大的專(zhuān)業(yè)開(kāi)發(fā)能力，也無(wú)法有效參與到IMS標(biāo)準(zhǔn)制定和應(yīng)用落地關(guān)鍵技術(shù)研究中。
由此所涉及到構(gòu)建零信任信息通信網(wǎng)絡(luò)的安全、最后一公里接入、多系統(tǒng)協(xié)同和應(yīng)用互通等問(wèn)題，直接制約了進(jìn)一步融合AI、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等先進(jìn)技術(shù)向數(shù)字化轉(zhuǎn)型的研究和探索。
█ IMS在電網(wǎng)5G應(yīng)用探索中的作用
早在2019年國(guó)內(nèi)運(yùn)營(yíng)商正式商用5G之前，大約在2017年，電力專(zhuān)網(wǎng)就啟用了針對(duì)5G的的應(yīng)用研究。
此后，針對(duì)“電力+5G”的各種應(yīng)用場(chǎng)景，集團(tuán)總部和各地電網(wǎng)公司與不同的通信運(yùn)營(yíng)商合作開(kāi)展了深度不一的試點(diǎn)測(cè)試。
例如，陜西電力聯(lián)合合作伙伴，開(kāi)展了首家廣電700Mhz低頻段5G的電力應(yīng)用試點(diǎn)。
試點(diǎn)主要結(jié)合電力供電服務(wù)指揮當(dāng)前無(wú)法指揮到具體工作人員、無(wú)法監(jiān)督管控現(xiàn)場(chǎng)工作情況及進(jìn)展、無(wú)法精準(zhǔn)管控指揮、指揮失聯(lián)等業(yè)務(wù)現(xiàn)狀，圍繞5G在單兵指揮和應(yīng)急搶修中的應(yīng)用，進(jìn)行了深入的測(cè)試和驗(yàn)證。
首先，基于IMS技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)過(guò)電力專(zhuān)家團(tuán)隊(duì)指導(dǎo)，開(kāi)發(fā)出國(guó)際首款5G物理隔離多媒體通信網(wǎng)關(guān)，解決電力IMS專(zhuān)網(wǎng)與運(yùn)營(yíng)商IMS核心網(wǎng)超低延時(shí)視頻類(lèi)業(yè)務(wù)互通障礙。
其次，通過(guò)雙向四因子終端KEY加密技術(shù)開(kāi)發(fā)，進(jìn)一步強(qiáng)化與IMS專(zhuān)網(wǎng)視頻類(lèi)業(yè)務(wù)互通終端的安全隔離審核，構(gòu)建起安全為基礎(chǔ)的零信任信息通信網(wǎng)絡(luò)體系。以此建設(shè)起無(wú)使用范圍和場(chǎng)景限制的雙向指揮系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)單兵裝置接入，完成單兵指揮監(jiān)督。
經(jīng)過(guò)5G試點(diǎn)應(yīng)用驗(yàn)證及開(kāi)發(fā)，最終破解了多項(xiàng)制約應(yīng)用落地的關(guān)鍵技術(shù)障礙。
█ 結(jié)語(yǔ)
IMS技術(shù)本身已足夠成熟，自國(guó)內(nèi)運(yùn)營(yíng)商4G網(wǎng)絡(luò)全面引入IMS以來(lái)，IMS的應(yīng)用已經(jīng)取得了很多的成果和經(jīng)驗(yàn)。但是，因?yàn)殛P(guān)鍵技術(shù)障礙、專(zhuān)業(yè)認(rèn)知、商業(yè)模式和開(kāi)放性等一直處于探索階段的原因，IMS的應(yīng)用落地還是有很大的空間。
2021年9月，國(guó)內(nèi)三大運(yùn)營(yíng)商實(shí)現(xiàn)IMS網(wǎng)間互聯(lián)互通，預(yù)示著以IMS為標(biāo)準(zhǔn)引領(lǐng)的全新通信網(wǎng)絡(luò)生態(tài)體系建設(shè)拉開(kāi)帷幕。
國(guó)家電網(wǎng)公司順應(yīng)能源革命和數(shù)字革命融合發(fā)展的趨勢(shì)，創(chuàng)造性地提出了建設(shè)“三型兩網(wǎng)”世界一流能源互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)的戰(zhàn)略目標(biāo)。陜西省電力積極響應(yīng)國(guó)網(wǎng)提出的雙碳和數(shù)字化轉(zhuǎn)型探索文件精神，率先開(kāi)展IMS技術(shù)在電網(wǎng)中的試點(diǎn)應(yīng)用，并取得了全國(guó)領(lǐng)先的成果。
相信隨著時(shí)間的推移，IMS與電力專(zhuān)網(wǎng)通信的融合將變得更加緊密。IMS將在更多的專(zhuān)網(wǎng)場(chǎng)景落地發(fā)芽，并孵化出種類(lèi)繁多的數(shù)字多媒體應(yīng)用，幫助企業(yè)提升生產(chǎn)效率，改進(jìn)業(yè)務(wù)流程，最終助力企業(yè)成功實(shí)現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。
