IMS实现移动和固定网络融合

发布: 2010-10-19 15:30 | 作者: | 来源: | 字体: 小中大

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　　IMS（IP Multimedia Subsystem）是3GPPR5提出的提供IP多媒体业务的子系统，包括CSCF、HSS、MGCF、MRF、CCF、PDF、AS等功能实体，主要采用SIP（Session Initiation Protocol）、Diameter等协议，与上层控制子系统和具体的接入技术无关。是业界普遍认同的解决移动和固定网络融合的理想方案和发展方向。

　　从架构上看，IMS是与接入技术无关的网络，不论用户通过使用ADSL的计算机接入，还是使用WCDMA手机等无线方式接入，都可体验相同的业务。IMS网络架构分为接入互联层、会话控制层、和应用层。接入互联层完成的主要功能包括各类SIP终端SIP会话的发起终结；实现IP分组承载各种承载类型之间的转换；根据业务部署和会话层的控制实现各种QoS策略；完成与传统PSTN/PLMN间的互联互通等功能。接入互联层包括各类SIP终端、有线接入、无线接入、互联互通网关等设备。

　　会话层完成基本会话的控制，完成用户注册、SIP会话路由控制，与应用服务器交互执行应用业务中的会话、维护管理用户数据、管理业务QoS策略等功能，与应用层一起为所有用户提供一致的业务环境。会话层包括CSCF（Call Server Control Function）、MRFC（Multimedia Resource Function Controller）、BGCF、IM－SSF等功能实体。其中CSCF包括P－CSCF（Proxy CSCF）、I－CSCF（Interrogating CSCF）、S－CSCF（Serving CSCF）等类型，在物理上可以是合一的，也可以分别设置。在实际组网时，其划分和部署须综合考虑对IMS业务接入方式、IMS接入点位置、CSCF的容量、能力及用户业务量需求等因素，另外也与运营商网络拓扑隐藏及互通需求有关。P－CSCF是UE接入IMS系统的入口，实现了在SIP协议中的Proxy和UserAgent功能。S－CSCF在IMS核心网中处于核心的控制地位，负责对UE的注册鉴权和会话控制，执行针对主叫端及被叫端IMS用户的基本会话路由功能，并根据用户签约的IMS触发规则，在条件满足时进行到AS（Application Server）的增值业务触发及业务控制交互。I－CSCF在IMS核心网中起到关口节点的作用，提供本域用户服务节点分配、路由查询以及不同IMS域间拓扑隐藏等功能。确定哪个S－CSCF为用户提供服务就是由I－CSCF通过各种组合条件决定的。应用层，向用户提供业务逻辑，包括实现传统的基本电话业务，如呼叫前转、呼叫等待、会议等业务；IMS通过IM－SSF（IP Multimedia－ Services Switching Function）和传统智能业务（CAMEL、INAP等）的互通，实现CS和PS已有的智能业务的继承。IMS架构除了可以实现CS、PS已有的业务外，IMS通过AS可以提供基于SIP的非传统电信业务，如IM、PTT、Presence等。另外，IMS通过OSA－GW（Open Services Access－Gateway）提供简单API接口，以便第三方能够通过这个接口安全地使用网络资源和提供业务，实现丰富的娱乐、游戏业务。另外IMS充分考虑了实际运营的需求，在QoS、安全、计费以及和其它网络的互通方面都制订了相关规范。

　　用IMS实现移动网与固定网融合的优势

　　IMS基于SIP进行业务处理

　　SIP（RFC3261）是IMS控制层的基本协议，是IETF制订的多媒体通信系统框架协议之一，是用于建立、改变或结束多媒体会话的应用层协议，与RTP/RTCP、SDP、RTSP、DNS等协议配合，共同完成IMS中的会话建立及媒体协商。一旦建立会话，媒体流将使用RTP协议在承载层中直接传送，在一次会话中可以灵活地交互多种媒体。

　　采用SIP作为控制层协议的优势包括：

　　（1）基于公开的Internet标准，在语音、数据业务结合和互通方面具有天然优势，能跨越媒体和设备实现呼叫控制，支持丰富的媒体格式，可动态增/删媒体流，容易实现不同网络间的互联互通以及实现更加丰富的业务特性。

　　（2）支持智能向应用和终端侧发展，减轻网络的负担，业务提供和会话控制分层，业务和会话控制网络的关联减少，方便业务开展。

　　（3）SIP支持应用层移动性功能，包括动态注册机制、位置管理机制、重定向机制等。

　　（4）SIP本身具有Presence/Fork/订阅特性，便于扩展新业务。

　　（5）协议简单，具有公认的扩展潜力。SIP将从根本上改变通信服务提供方式以及用户的通信消费习惯，集成视音频电话、消息、WEB、电子邮件、同步浏览、会议等业务为一体的新的通信方式，将给电信业带来创新，为移动网与固定网的融合提供基础。

　　开放的业务环境

　　从上面网络架构可以看出，IMS提供了三种业务开放模式：SIPAS，IM－SSF以及OSASCS，通过iFC提供了统一的触发控制。

　　通过OSA，IMS的业务除由运营商自己提供以外，还允许由第三方提供；OSA（Open Services Architecture）是3GPP制定的统一的业务开放模型，OSASCS（OSA Service Capability Servers）为第三方应用服务提供开放的和安全的使用网络资源的能力。提供网络能力的标准接口，开放网络能力，业务开发基于API而不是直接面对复杂的网络协议，屏蔽了网络协议的复杂性。为了给通信业务提供简单的API接口，Parlay论坛和3GPP以及ETSI组织紧密合作，已经制定电信网Parlay API。SIP和Parlay API的互通是在OSA－GW（Open Services Access－Gateway）实现的。OSA－GW也是属于IMS应用层的一部分。OSA－GW允许Parlay应用得到当前状态以及呼叫状态信息，建立拆除呼叫，处理呼叫分支。Parlay应用注册到OSA－GW，接入使用网络资源。

　　一致的归属业务提供能力

　　在CS和PS域以及PSTN，业务提供能力都与用户当前所在的设备有关系。在归属网络，已经开通的业务在漫游地设备并不一定能够提供。IMS在这方有很大的变化，所有业务处理信令都要回到归属网络，业务环境也是由归属网络提供的。IMS采用分层结构的P－CSCF，I－CSCF和S－CSCF来对用户信令作出归属地控制，支持用户移动性，用户无论漫游到任何地方，信令信息都会发送回归属网。此外，采用集中式的HSS数据库，实现用户一致的注册和业务触发功能。

　　漫游用户的所有业务都由拜访地的P－CSCF路由到归属地，由归属地的S－CSCF控制用户业务并根据用户签约数据将业务触发到本网AS或者第三方的应用上，从而保障了业务的一致性、简单性，使得用户无论在何处接入，采用何种接入方式均可享受与在归属地一样的业务感受，IMS向用户提供了VHE（虚拟归属业务环境）的能力。

　　IMS在移动和固定网络融合方面的研究进展

　　在网络融合的发展趋势下，3GPP、ETSI和ITU－T都在研究基于IMS的网络融合方案，多个国际组织都在对IMS实现移动固定融合方面进行研究。目的是使IMS成为基于SIP会话的通用平台，同时支持移动和固定的多种接入方式，实现移动和固定网络的融合。

　　在3GPP，固网NGN接入IMS是当前研究的一个热点问题。在3GPP协议中，目前IMS支持2G和3G的移动接入方式，还不能支持固定接入方式。在互通方面，3GPP已经制定了与PSTN、CS域以及其他IP多媒体系统的互通，网络互通的框架结构和与传统电路交换网络的协议互通都已经完成定义。

　　ETSITISPANNGN核心网中基于SIP的核心网将采用3GPP定义的IMS平台，并尽可能重用IMS的相关规范，与3GPP协议相比，要求支持更多的接入方式，包括xDSL、WLAN、LAN等。

　　关于引入IMS的研究，ETSITISPAN与3GPP的合作比较紧密，并成立了联合工作组研究NGN和IMS相关问题。ITU－TFGNGN也在对IMS进行研究，目前涉及到IMS在业务和网络框架方面。

　　总之，基于IMS的移动和固定网络融合是可行的，是目前能够普遍认同的最佳解决方案。移动固定融合技术的研究还在进行中，距离可以部署的融合尚需时日，需要分步实施循序渐进。首先实现互通，然后实现融合。

来源：人民邮电报