IMS的網(wǎng)絡(luò)定位和業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)
2007/06/26
摘要 IMS是NGN的IP多媒體業(yè)務(wù)部件，是為3G的IMS域用戶和固定寬帶用戶提供融合業(yè)務(wù)的統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)。對于固定寬帶用戶，軟交換是IMS的一種實(shí)現(xiàn)。PSTN/窄帶軟交換與統(tǒng)一IMS分屬不同的網(wǎng)絡(luò)并且將長期并存。為寬帶終端提供業(yè)務(wù)的軟交換設(shè)備必然要成為統(tǒng)一IMS的一部分，覆蓋固定寬帶終端的網(wǎng)絡(luò)將向統(tǒng)一IMS演進(jìn)。本文還介紹了呈現(xiàn)、即時(shí)消息等業(yè)務(wù)服務(wù)器的組網(wǎng)方式以及基于IMS的語音融合業(yè)務(wù)的實(shí)現(xiàn)方案。
下一代網(wǎng)絡(luò)中的IMS
下一代網(wǎng)絡(luò)（NGN）是一個(gè)基于分組提供電信業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)，它能夠利用多種寬帶和具有QoS機(jī)制的傳送技術(shù)，實(shí)現(xiàn)與底層傳送技術(shù)無關(guān)的業(yè)務(wù)相關(guān)功能，使得用戶可以自由地接入不同的業(yè)務(wù)提供商，并支持通用移動(dòng)性，可以隨時(shí)隨地為用戶提供業(yè)務(wù)。NGN由運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)和終端用戶功能組成，網(wǎng)絡(luò)又分為傳送層和業(yè)務(wù)層。傳送層為整個(gè)NGN提供統(tǒng)一的媒體和信令的承載與QoS保證，業(yè)務(wù)層包括PSTN/ISDN仿真業(yè)務(wù)部件、IP多媒體子系統(tǒng)（IMS）和其他NGN業(yè)務(wù)部件。
IMS作為NGN業(yè)務(wù)層中的IP多媒體業(yè)務(wù)部件，能為用戶提供IP多媒體業(yè)務(wù)的能力。因此，在3GPP對IMS進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化的基礎(chǔ)之上，ETSI TISPAN和ITU-T把IMS作為NGN第一階段的內(nèi)容首先對其提出標(biāo)準(zhǔn)，并且在傳送層對IMS在固定接入方式、RACS（網(wǎng)絡(luò)附著控制子系統(tǒng)）功能、NASS（資源接入控制子系統(tǒng)）功能等方面作出了擴(kuò)展，為IMS技術(shù)支持固定形式的IP多媒體應(yīng)用提供了QoS保障。
隨著對無縫通信的要求越來越高，用戶期望在任何地方、任何時(shí)候，使用多種終端設(shè)備得到具有相同體驗(yàn)的多媒體通信服務(wù)，這種服務(wù)不僅僅局限于語音，還包括視頻在內(nèi)的多媒體應(yīng)用。國際上把NGN第一階段所提供的業(yè)務(wù)分為5類：多媒體業(yè)務(wù)、PSTN/ISDN仿真業(yè)務(wù)、PSTN/ISDN模擬業(yè)務(wù)、公共利益業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)（其他業(yè)務(wù)和應(yīng)用）。IMS主要提供多媒體業(yè)務(wù)、PSTN/ISDN模擬業(yè)務(wù)和公共利益業(yè)務(wù)，另外兩類業(yè)務(wù)由其他的業(yè)務(wù)部件提供。考慮到國內(nèi)運(yùn)營商的需求，IMS應(yīng)是為3G的IMS域用戶和固定寬帶用戶提供業(yè)務(wù)統(tǒng)一的融合網(wǎng)絡(luò)，IMS業(yè)務(wù)本身也可認(rèn)為是FMC（固定與移動(dòng)融合）的業(yè)務(wù)，即同樣的業(yè)務(wù)如Instant
Message（即時(shí)消息）、Video Sharing（視頻共享）、PoC、IP Centrex等應(yīng)同時(shí)為3G的IMS域用戶和固定寬帶用戶提供。
在向NGN轉(zhuǎn)型的過程中，中國運(yùn)營商朝著覆蓋固定移動(dòng)業(yè)務(wù)的全業(yè)務(wù)提供商的方向發(fā)展。從IMS技術(shù)發(fā)展和相應(yīng)國際標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)展來看，IMS架構(gòu)因其具有統(tǒng)一的核心層面、接入的無關(guān)性、支持寬帶和多媒體業(yè)務(wù)等優(yōu)勢，成為眾多運(yùn)營商和廠商優(yōu)選的下一代網(wǎng)絡(luò)及應(yīng)用的解決方案，也是中國運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的主要方向。
中國運(yùn)營商IMS網(wǎng)絡(luò)的定位
1.是統(tǒng)一IMS，不是移動(dòng)IMS
從國際標(biāo)準(zhǔn)化組織的研究來看，IMS的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)是覆蓋3G終端和固定寬帶終端的統(tǒng)一IMS。3GPPR7研究的是支持移動(dòng)和固定接入的統(tǒng)一IMS，ETSI
TISPAN和ITU-T GSI的NGN研究的也是覆蓋固定和移動(dòng)終端的統(tǒng)一IMS，目前中國標(biāo)準(zhǔn)化組織CCSA也準(zhǔn)備制定統(tǒng)一IMS Release
1的標(biāo)準(zhǔn)。
建設(shè)統(tǒng)一IMS是運(yùn)營商為了滿足用戶業(yè)務(wù)需求而達(dá)到的必然結(jié)果，隨著通信技術(shù)的不斷提高，網(wǎng)絡(luò)從單純地提供語音業(yè)務(wù)發(fā)展到能提供多媒體業(yè)務(wù)，移動(dòng)網(wǎng)出現(xiàn)了IMS域，固定網(wǎng)出現(xiàn)了基于SIP的寬帶終端。運(yùn)營商要用自己的網(wǎng)絡(luò)為用戶提供更多、更好的業(yè)務(wù)。
建設(shè)統(tǒng)一IMS是運(yùn)營商提供差異化競爭的有效手段，運(yùn)營商可以利用現(xiàn)有的固定IP網(wǎng)絡(luò)，為固定接入用戶提供更大的帶寬，更好的語音質(zhì)量，更低的成本，而不是單純地靠移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)去競爭。
建設(shè)統(tǒng)一IMS是運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的必然結(jié)果，網(wǎng)絡(luò)是為用戶提供業(yè)務(wù)的根本，全業(yè)務(wù)運(yùn)營商在考慮建設(shè)和維護(hù)多媒體業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)時(shí)，用統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)的方式，可以降低網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和運(yùn)營成本。
2.寬帶軟交換需向IMS演進(jìn)
NGN是現(xiàn)有固網(wǎng)演進(jìn)的目標(biāo)，國際上定義的NGN的功能架構(gòu)包括為POTS用戶提供服務(wù)的PSTN/ISDN仿真業(yè)務(wù)部件和為固定寬帶用戶及移動(dòng)用戶提供服務(wù)的IMS。軟交換是目前國內(nèi)固網(wǎng)運(yùn)營商采用的向固定用戶提供語音和IP多媒體業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)，實(shí)際上軟交換與IMS并不沖突，中國運(yùn)營商并沒有采用與國際上不同的演進(jìn)方式，軟交換網(wǎng)絡(luò)既包括PSTN/ISDN仿真業(yè)務(wù)部件的功能，解決現(xiàn)有PSTN的替代問題，又包括IMS的功能，能向固定寬帶用戶提供IP多媒體業(yè)務(wù)。軟交換是NGN的一種實(shí)現(xiàn)，對于固定寬帶用戶來說，軟交換是IMS的一種實(shí)現(xiàn)。
用戶使用POTS終端和使用寬帶終端所享受到的業(yè)務(wù)是不同的。實(shí)際上，對于固定的POTS終端，只包括PSTN語音業(yè)務(wù)，軟交換代替PSTN用仿真的方式為用戶提供語音業(yè)務(wù)。對于基于SIP的寬帶終端，語音作為多媒體業(yè)務(wù)的一種，和其他IP多媒體業(yè)務(wù)一起為用戶提供，其采用模擬的方式。即使對于語音業(yè)務(wù)，為POTS終端提供業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)與為寬帶終端提供業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)方式也是不一樣的，并且寬帶軟交換如果不單獨(dú)組網(wǎng)，多媒體的呼叫進(jìn)入PSTN后就會(huì)喪失多媒體業(yè)務(wù)的能力，而覆蓋POTS終端的軟交換網(wǎng)絡(luò)是可以與PSTN混合組網(wǎng)的。這就決定了寬帶軟交換可以單獨(dú)地演進(jìn)，而不必和PSTN綁定在一起。
運(yùn)營商需要為固定寬帶終端提供與移動(dòng)終端相同或相似的IP多媒體業(yè)務(wù)，從運(yùn)營商的業(yè)務(wù)需求和網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營方面考慮，為固定寬帶終端提供業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該是與為移動(dòng)終端提供業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)是同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，即統(tǒng)一IMS。因此，為寬帶終端提供IP多媒體業(yè)務(wù)的軟交換設(shè)備必然要成為統(tǒng)一IMS的一部分，覆蓋固定寬帶終端的軟交換網(wǎng)絡(luò)向統(tǒng)一IMS演進(jìn)。在演進(jìn)中應(yīng)將寬帶用戶的用戶數(shù)據(jù)統(tǒng)一到HSS中，在組網(wǎng)中需改變寬帶軟交換網(wǎng)絡(luò)原有的觸發(fā)機(jī)制、鑒權(quán)方式、路由功能。
而對于為POTS終端提供仿真的PSTN業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)（或者叫窄帶軟交換網(wǎng)絡(luò)）卻不一定要?dú)w屬到統(tǒng)一IMS中。因?yàn)樵谥袊�存在相當(dāng)數(shù)量的PTSN用戶，窄帶軟交換網(wǎng)絡(luò)與PSTN一樣，都采用“網(wǎng)絡(luò)智能化”的方式為POTS終端提供PSTN的增值業(yè)務(wù)，“網(wǎng)絡(luò)智能化”在PSTN和窄帶軟交換網(wǎng)絡(luò)中引入了SHLR，解決了業(yè)務(wù)觸發(fā)和業(yè)務(wù)嵌套問題，“網(wǎng)絡(luò)智能化”和IMS的業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)方式不一樣�！熬W(wǎng)絡(luò)智能化”只適用于呼叫類的業(yè)務(wù)，采用由SHLR觸發(fā)的方式，交換機(jī)與SHLR之間采用MAP+協(xié)議，而IMS采用CSCF從HSS下載IFC，由CSCF直接觸發(fā)的方式，與“網(wǎng)絡(luò)智能化”有很大不同。因此，把“網(wǎng)絡(luò)智能化”演進(jìn)到IMS是不現(xiàn)實(shí)的。
3.統(tǒng)一IMS在網(wǎng)絡(luò)中的位置
統(tǒng)一IMS在運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)中的位置應(yīng)如圖1所示�；赟IP會(huì)話控制類業(yè)務(wù)的應(yīng)用服務(wù)器構(gòu)架在IMS核心網(wǎng)之上，IMS核心網(wǎng)保證會(huì)話控制信令的傳遞，保證業(yè)務(wù)的觸發(fā)，為用戶提供統(tǒng)一的鑒權(quán)�，F(xiàn)有軟交換設(shè)備可以升級為統(tǒng)一IMS網(wǎng)絡(luò)中的P-CSCF或者S/I-CSCF或者PSS應(yīng)用服務(wù)器，最合理的升級方式是軟交換升級為P-CSCF。
圖1 統(tǒng)一IMS在運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)中的位置
在NGN的傳送層，RACS和NASS應(yīng)是基于IP承載網(wǎng)的，為包括統(tǒng)一IMS在內(nèi)的整個(gè)NGN提供QoS保障和認(rèn)證機(jī)制。
因此PSTN、窄帶軟交換與統(tǒng)一IMS長期并存，并保持互通關(guān)系，不需要把PSTN和窄帶軟交換改造成IMS網(wǎng)絡(luò)。
統(tǒng)一IMS業(yè)務(wù)的實(shí)現(xiàn)
1.呈現(xiàn)、即時(shí)消息業(yè)務(wù)的實(shí)現(xiàn)
在統(tǒng)一IMS中，基本業(yè)務(wù)能力包括：語音、視頻、組管理、呈現(xiàn)、消息、位置等，這些能力需由核心網(wǎng)和相應(yīng)的服務(wù)器支持。組管理、呈現(xiàn)、消息、位置等能力應(yīng)該可以被多種業(yè)務(wù)使用，因此需要將這些能力獨(dú)立出來實(shí)現(xiàn)，并被所有業(yè)務(wù)共享。
OMA雖然定義了XDM、Presence（呈現(xiàn)）、Instant Message和PoC等業(yè)務(wù)的功能實(shí)體和參考點(diǎn)，但是為了在網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)以上業(yè)務(wù)，需要將OMA定義的功能實(shí)體和參考點(diǎn)映射成物理實(shí)體和協(xié)議，確定運(yùn)營商開放此類業(yè)務(wù)對設(shè)備和協(xié)議的要求，圖2給出了一種映射的方式。XDM服務(wù)器包含的共享XDMS功能提供公共群組的能力，有利于用戶在使用PoC、IM等業(yè)務(wù)時(shí)也能共享此群組。
圖2 基本業(yè)務(wù)功能實(shí)體到物理實(shí)體的映射
開發(fā)統(tǒng)一IMS的業(yè)務(wù)時(shí)應(yīng)先定義終端到應(yīng)用服務(wù)器業(yè)務(wù)管理數(shù)據(jù)的接口格式�？蓴U(kuò)展的標(biāo)記語言配置接入?yún)f(xié)議（XCAP）可以作為IMS業(yè)務(wù)中終端獲得業(yè)務(wù)管理數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議格式，保證良好的開放性和可擴(kuò)展性，容易統(tǒng)一業(yè)務(wù)的配置方式，有利于終端和應(yīng)用服務(wù)器分別開發(fā)業(yè)務(wù)，有利于IMS業(yè)務(wù)的標(biāo)準(zhǔn)化。
2.語音融合業(yè)務(wù)的實(shí)現(xiàn)
電信運(yùn)營商在FMC方面的發(fā)展策略是從分析用戶的業(yè)務(wù)需求入手，并考慮充分利用現(xiàn)有固網(wǎng)的優(yōu)勢，為用戶提供FMC的業(yè)務(wù)體驗(yàn)。由于用戶業(yè)務(wù)需求的差異，出現(xiàn)了多種FMC相關(guān)技術(shù)，相當(dāng)于多種不同的應(yīng)用場景，在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)上，對于不同的應(yīng)用場景有不同的解決方案，現(xiàn)階段FMC業(yè)務(wù)的實(shí)現(xiàn)應(yīng)以提供語音融合業(yè)務(wù)為主，并考慮多媒體融合業(yè)務(wù)的提供。
中國的電信運(yùn)營商對于語音融合業(yè)務(wù)的應(yīng)用場景分為以下幾種方式：
- PAU（PSTN access UMTS）是基于PSTN和3G CS（電路交換）域的融合業(yè)務(wù)，3G用戶可采用多模終端，通過藍(lán)牙/PHS等接入方式，通過網(wǎng)關(guān)，經(jīng)由PSTN接入到3G網(wǎng)絡(luò)電路域，享用無差別的語音通信業(yè)務(wù)。
- 基于IMS的語音FMC業(yè)務(wù)是基于IMS和CS域的融合業(yè)務(wù)，擁有UMTS號碼和UMTS/WLAN雙模終端的用戶不僅能通過UMTS無線網(wǎng)絡(luò)接入CS域享受語音基本業(yè)務(wù)、補(bǔ)充業(yè)務(wù)和智能業(yè)務(wù)，當(dāng)用戶漫游到WLAN覆蓋范圍內(nèi)，雙模終端通過WLAN接入到IMS網(wǎng)絡(luò)后，仍然能夠使用UMTS號碼進(jìn)行語音通信。
- VCC（voice call continuous）是基于IMS的語音FMC業(yè)務(wù)的延伸，它在基于IMS的語音FMC業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)上又為用戶提供通話中的跨網(wǎng)無縫切換，保證了語音的連續(xù)性，為用戶提供了更高的服務(wù)質(zhì)量。
語音融合業(yè)務(wù)能充分發(fā)揮運(yùn)營商現(xiàn)有固定網(wǎng)絡(luò)的競爭優(yōu)勢，通過固網(wǎng)接入，保證了價(jià)格優(yōu)勢，并彌補(bǔ)網(wǎng)絡(luò)覆蓋。統(tǒng)一IMS將是提供基于IMS的語音FMC業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)，在IMS的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中，應(yīng)考慮把提供基于IMS的語音FMC業(yè)務(wù)作為必選項(xiàng)并且應(yīng)該向能提供VCC的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)演進(jìn)。支持基于IMS的語音FMC業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)如圖3所示，其中涉及的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備如下：
圖3 支持基于IMS的語音FMC業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)
IM-SSF+SCP：提供語音FMC業(yè)務(wù)的業(yè)務(wù)邏輯；
GMSC/SSP：完成UMTS網(wǎng)絡(luò)內(nèi)業(yè)務(wù)的觸發(fā)；
S-CSCF：完成IMS網(wǎng)絡(luò)內(nèi)業(yè)務(wù)的觸發(fā)；
HLR：存儲(chǔ)CS用戶標(biāo)識、智能業(yè)務(wù)簽約屬性等信息；
HSS：存儲(chǔ)IMS用戶標(biāo)識、過濾準(zhǔn)則等信息；
BGCF/MGCF：完成IMS網(wǎng)絡(luò)和UMTS網(wǎng)絡(luò)的互通；
OCS/Hotbilling：在線計(jì)費(fèi)/熱計(jì)費(fèi)系統(tǒng)，負(fù)責(zé)對預(yù)付費(fèi)用戶的實(shí)時(shí)計(jì)費(fèi)。
結(jié)束語
IMS是適應(yīng)移動(dòng)化和多媒體化的通信發(fā)展需求的，采用標(biāo)準(zhǔn)方式實(shí)現(xiàn)語音、視頻與數(shù)據(jù)相結(jié)合業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)體系，應(yīng)根據(jù)運(yùn)營商的業(yè)務(wù)需求，建設(shè)統(tǒng)一的IMS網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，提供固定移動(dòng)融合的IP多媒體業(yè)務(wù)能力，發(fā)揮運(yùn)營商全業(yè)務(wù)經(jīng)營優(yōu)勢。
軟交換網(wǎng)絡(luò)首先是下一代網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)電信服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)體系，可以為現(xiàn)有PSTN用戶提供基本語音業(yè)務(wù)和語音增值業(yè)務(wù)。軟交換寬帶域（為寬帶用戶提供IP多媒體業(yè)務(wù)）需逐步向統(tǒng)一IMS網(wǎng)絡(luò)遷移，今后軟交換提供的寬帶IP多媒體業(yè)務(wù)要考慮將來為3G
IMS用戶提供，歸納到IMS網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)。
近期應(yīng)不斷完善IMS的標(biāo)準(zhǔn)，建立基于IMS的融合網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)體系，確定中國統(tǒng)一IMS Release 1的業(yè)務(wù)和能力、協(xié)議要求、設(shè)備要求等，使標(biāo)準(zhǔn)化更有針對性。同時(shí)應(yīng)大力開展網(wǎng)絡(luò)試驗(yàn)，進(jìn)行互通測試，完善相關(guān)的接口和協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，推動(dòng)IMS技術(shù)的成熟。
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