IMS的網(wǎng)絡(luò )定位和業(yè)務(wù)實(shí)現
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(hù)和固定寬帶用戶(hù)提供融合業(yè)務(wù)的統一網(wǎng)絡(luò )。對于固定寬帶用戶(hù),軟交換是IMS的一種實(shí)現。PSTN/窄帶軟交換與統一IMS分屬不同的網(wǎng)絡(luò )并且將長(cháng)期并存。為寬帶終端提供業(yè)務(wù)的軟交換設備必然要成為統一IMS的一部分,覆蓋固定寬帶終端的網(wǎng)絡(luò )將向統一IMS演進(jìn)。本文還介紹了呈現、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(yǔ)音融合業(yè)務(wù)的實(shí)現方案。
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機制的傳送技術(shù),實(shí)現與底層傳送技術(shù)無(wú)關(guān)的業(yè)務(wù)相關(guān)功能,使得用戶(hù)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(hù)提供業(yè)務(wù)。NGN由運營(yíng)商網(wǎng)絡(luò )和終端用戶(hù)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(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(hù)提供IP多媒體業(yè)務(wù)的能力。因此,在3GPP對IMS進(jìn)行標準化的基礎之上,ETSI TISPAN和ITU-T把IMS作為NGN第一階段的內容首先對其提出標準,并且在傳送層對IMS在固定接入方式、RACS(網(wǎng)絡(luò )附著(zhù)控制子系統)功能、NASS(資源接入控制子系統)功能等方面作出了擴展,為IMS技術(shù)支持固定形式的IP多媒體應用提供了QoS保障。
隨著(zhù)對無(wú)縫通信的要求越來(lái)越高,用戶(hù)期望在任何地方、任何時(shí)候,使用多種終端設備得到具有相同體驗的多媒體通信服務(wù),這種服務(wù)不僅僅局限于語(yǔ)音,還包括視頻在內的多媒體應用。國際上把NGN第一階段所提供的業(yè)務(wù)分為5類(lèi):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)、數據通信業(yè)務(wù)(其他業(yè)務(wù)和應用)。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(lèi)業(yè)務(wù)由其他的業(yè)務(wù)部件提供。考慮到國內運營(yíng)商的需求,IMS應是為3G的IMS域用戶(hù)和固定寬帶用戶(hù)提供業(yè)務(wù)統一的融合網(wǎng)絡(luò ),IMS業(yè)務(wù)本身也可認為是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等應同時(shí)為3G的IMS域用戶(hù)和固定寬帶用戶(hù)提供。
在向NGN轉型的過(guò)程中,中國運營(yíng)商朝著(zhù)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)展和相應國際標準進(jìn)展來(lái)看,IMS架構因其具有統一的核心層面、接入的無(wú)關(guān)性、支持寬帶和多媒體業(yè)務(wù)等優(yōu)勢,成為眾多運營(yíng)商和廠(chǎng)商優(yōu)選的下一代網(wǎng)絡(luò )及應用的解決方案,也是中國運營(yíng)商網(wǎng)絡(luò )演進(jìn)的主要方向。
中國運營(yíng)商IMS網(wǎng)絡(luò )的定位
1.是統一IMS,不是移動(dòng)IMS
從國際標準化組織的研究來(lái)看,IMS的網(wǎng)絡(luò )架構是覆蓋3G終端和固定寬帶終端的統一IMS。3GPPR7研究的是支持移動(dòng)和固定接入的統一IMS,ETSI
TISPAN和ITU-T GSI的NGN研究的也是覆蓋固定和移動(dòng)終端的統一IMS,目前中國標準化組織CCSA也準備制定統一IMS Release
1的標準。
建設統一IMS是運營(yíng)商為了滿(mǎn)足用戶(hù)業(yè)務(wù)需求而達到的必然結果,隨著(zhù)通信技術(shù)的不斷提高,網(wǎng)絡(luò )從單純地提供語(yǔ)音業(yè)務(wù)發(fā)展到能提供多媒體業(yè)務(wù),移動(dòng)網(wǎng)出現了IMS域,固定網(wǎng)出現了基于SIP的寬帶終端。運營(yíng)商要用自己的網(wǎng)絡(luò )為用戶(hù)提供更多、更好的業(yè)務(wù)。
建設統一IMS是運營(yíng)商提供差異化競爭的有效手段,運營(yíng)商可以利用現有的固定IP網(wǎng)絡(luò ),為固定接入用戶(hù)提供更大的帶寬,更好的語(yǔ)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。
建設統一IMS是運營(yíng)商網(wǎng)絡(luò )演進(jìn)的必然結果,網(wǎng)絡(luò )是為用戶(hù)提供業(yè)務(wù)的根本,全業(yè)務(wù)運營(yíng)商在考慮建設和維護多媒體業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò )時(shí),用統一網(wǎng)絡(luò )的方式,可以降低網(wǎng)絡(luò )建設和運營(yíng)成本。
2.寬帶軟交換需向IMS演進(jìn)
NGN是現有固網(wǎng)演進(jìn)的目標,國際上定義的NGN的功能架構包括為POTS用戶(hù)提供服務(wù)的PSTN/ISDN仿真業(yè)務(wù)部件和為固定寬帶用戶(hù)及移動(dòng)用戶(hù)提供服務(wù)的IMS。軟交換是目前國內固網(wǎng)運營(yíng)商采用的向固定用戶(hù)提供語(yǔ)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,中國運營(yíng)商并沒(méi)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,解決現有PSTN的替代問(wèn)題,又包括IMS的功能,能向固定寬帶用戶(hù)提供IP多媒體業(yè)務(wù)。軟交換是NGN的一種實(shí)現,對于固定寬帶用戶(hù)來(lái)說(shuō),軟交換是IMS的一種實(shí)現。
用戶(hù)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(yǔ)音業(yè)務(wù),軟交換代替PSTN用仿真的方式為用戶(hù)提供語(yǔ)音業(yè)務(wù)。對于基于SIP的寬帶終端,語(yǔ)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(hù)提供,其采用模擬的方式。即使對于語(yǔ)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)現方式也是不一樣的,并且寬帶軟交換如果不單獨組網(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地演進(jìn),而不必和PSTN綁定在一起。
運營(yíng)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),從運營(yíng)商的業(yè)務(wù)需求和網(wǎng)絡(luò )運營(yíng)方面考慮,為固定寬帶終端提供業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò )應該是與為移動(dòng)終端提供業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò )是同一個(gè)網(wǎng)絡(luò ),即統一IMS。因此,為寬帶終端提供IP多媒體業(yè)務(wù)的軟交換設備必然要成為統一IMS的一部分,覆蓋固定寬帶終端的軟交換網(wǎng)絡(luò )向統一IMS演進(jìn)。在演進(jìn)中應將寬帶用戶(hù)的用戶(hù)數據統一到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)機制、鑒權方式、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 ))卻不一定要歸屬到統一IMS中。因為在中國還存在相當數量的PTSN用戶(hù),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(wèn)題,“網(wǎng)絡(luò )智能化”和IMS的業(yè)務(wù)實(shí)現方式不一樣。“網(wǎng)絡(luò )智能化”只適用于呼叫類(lèi)的業(yè)務(wù),采用由SHLR觸發(fā)的方式,交換機與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是不現實(shí)的。
3.統一IMS在網(wǎng)絡(luò )中的位置
統一IMS在運營(yíng)商網(wǎng)絡(luò )中的位置應如圖1所示。基于SIP會(huì )話(huà)控制類(lèi)業(yè)務(wù)的應用服務(wù)器構架在IMS核心網(wǎng)之上,IMS核心網(wǎng)保證會(huì )話(huà)控制信令的傳遞,保證業(yè)務(wù)的觸發(fā),為用戶(hù)提供統一的鑒權。現有軟交換設備可以升級為統一IMS網(wǎng)絡(luò )中的P-CSCF或者S/I-CSCF或者PSS應用服務(wù)器,最合理的升級方式是軟交換升級為P-CSCF。
圖1 統一IMS在運營(yíng)商網(wǎng)絡(luò )中的位置
在NGN的傳送層,RACS和NASS應是基于IP承載網(wǎng)的,為包括統一IMS在內的整個(gè)NGN提供QoS保障和認證機制。
因此PSTN、窄帶軟交換與統一IMS長(cháng)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 )。
統一IMS業(yè)務(wù)的實(shí)現
1.呈現、即時(shí)消息業(yè)務(wù)的實(shí)現
在統一IMS中,基本業(yè)務(wù)能力包括:語(yǔ)音、視頻、組管理、呈現、消息、位置等,這些能力需由核心網(wǎng)和相應的服務(wù)器支持。組管理、呈現、消息、位置等能力應該可以被多種業(yè)務(wù)使用,因此需要將這些能力獨立出來(lái)實(shí)現,并被所有業(yè)務(wù)共享。
OMA雖然定義了XDM、Presence(呈現)、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,確定運營(yíng)商開(kāi)放此類(lèi)業(yè)務(wù)對設備和協(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(hù)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(kāi)發(fā)統一IMS的業(yè)務(wù)時(shí)應先定義終端到應用服務(wù)器業(yè)務(wù)管理數據的接口格式。可擴展的標記語(yǔ)言配置接入協(xié)議(XCAP)可以作為IMS業(yè)務(wù)中終端獲得業(yè)務(wù)管理數據的標準協(xié)議格式,保證良好的開(kāi)放性和可擴展性,容易統一業(yè)務(wù)的配置方式,有利于終端和應用服務(wù)器分別開(kāi)發(fā)業(yè)務(wù),有利于IMS業(yè)務(wù)的標準化。
2.語(yǔ)音融合業(yè)務(wù)的實(shí)現
電信運營(yíng)商在FMC方面的發(fā)展策略是從分析用戶(hù)的業(yè)務(wù)需求入手,并考慮充分利用現有固網(wǎng)的優(yōu)勢,為用戶(hù)提供FMC的業(yè)務(wù)體驗。由于用戶(hù)業(yè)務(wù)需求的差異,出現了多種FMC相關(guān)技術(shù),相當于多種不同的應用場(chǎng)景,在網(wǎng)絡(luò )建設上,對于不同的應用場(chǎng)景有不同的解決方案,現階段FMC業(yè)務(wù)的實(shí)現應以提供語(yǔ)音融合業(yè)務(wù)為主,并考慮多媒體融合業(yè)務(wù)的提供。
中國的電信運營(yíng)商對于語(yǔ)音融合業(yè)務(wù)的應用場(chǎng)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(hù)可采用多模終端,通過(guò)藍牙/PHS等接入方式,通過(guò)網(wǎng)關(guān),經(jīng)由PSTN接入到3G網(wǎng)絡(luò )電路域,享用無(wú)差別的語(yǔ)音通信業(yè)務(wù)。
- 基于IMS的語(yǔ)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(hù)不僅能通過(guò)UMTS無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )接入CS域享受語(yǔ)音基本業(yè)務(wù)、補充業(yè)務(wù)和智能業(yè)務(wù),當用戶(hù)漫游到WLAN覆蓋范圍內,雙模終端通過(guò)WLAN接入到IMS網(wǎng)絡(luò )后,仍然能夠使用UMTS號碼進(jìn)行語(yǔ)音通信。
- VCC(voice call continuous)是基于IMS的語(yǔ)音FMC業(yè)務(wù)的延伸,它在基于IMS的語(yǔ)音FMC業(yè)務(wù)的基礎上又為用戶(hù)提供通話(huà)中的跨網(wǎng)無(wú)縫切換,保證了語(yǔ)音的連續性,為用戶(hù)提供了更高的服務(wù)質(zhì)量。
語(yǔ)音融合業(yè)務(wù)能充分發(fā)揮運營(yíng)商現有固定網(wǎng)絡(luò )的競爭優(yōu)勢,通過(guò)固網(wǎng)接入,保證了價(jià)格優(yōu)勢,并彌補網(wǎng)絡(luò )覆蓋。統一IMS將是提供基于IMS的語(yǔ)音FMC業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò ),在IMS的網(wǎng)絡(luò )建設中,應考慮把提供基于IMS的語(yǔ)音FMC業(yè)務(wù)作為必選項并且應該向能提供VCC的網(wǎng)絡(luò )架構演進(jìn)。支持基于IMS的語(yǔ)音FMC業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò )架構如圖3所示,其中涉及的網(wǎng)絡(luò )設備如下:
圖3 支持基于IMS的語(yǔ)音FMC業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò )架構
IM-SSF+SCP:提供語(yǔ)音FMC業(yè)務(wù)的業(yè)務(wù)邏輯;
GMSC/SSP:完成UMTS網(wǎng)絡(luò )內業(yè)務(wù)的觸發(fā);
S-CSCF:完成IMS網(wǎng)絡(luò )內業(yè)務(wù)的觸發(fā);
HLR:存儲CS用戶(hù)標識、智能業(yè)務(wù)簽約屬性等信息;
HSS:存儲IMS用戶(hù)標識、過(guò)濾準則等信息;
BGCF/MGCF:完成IMS網(wǎng)絡(luò )和UMTS網(wǎng)絡(luò )的互通;
OCS/Hotbilling:在線(xiàn)計費/熱計費系統,負責對預付費用戶(hù)的實(shí)時(shí)計費。
結束語(yǔ)
IMS是適應移動(dòng)化和多媒體化的通信發(fā)展需求的,采用標準方式實(shí)現語(yǔ)音、視頻與數據相結合業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò )體系,應根據運營(yíng)商的業(yè)務(wù)需求,建設統一的IMS網(wǎng)絡(luò )架構,提供固定移動(dòng)融合的IP多媒體業(yè)務(wù)能力,發(fā)揮運營(yíng)商全業(yè)務(wù)經(jīng)營(yíng)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)現傳統電信服務(wù)的網(wǎng)絡(luò )體系,可以為現有PSTN用戶(hù)提供基本語(yǔ)音業(yè)務(wù)和語(yǔ)音增值業(yè)務(wù)。軟交換寬帶域(為寬帶用戶(hù)提供IP多媒體業(yè)務(wù))需逐步向統一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(lái)為3G
IMS用戶(hù)提供,歸納到IMS網(wǎng)絡(luò )的業(yè)務(wù)。
近期應不斷完善IMS的標準,建立基于IMS的融合網(wǎng)絡(luò )的標準體系,確定中國統一IMS Release 1的業(yè)務(wù)和能力、協(xié)議要求、設備要求等,使標準化更有針對性。同時(shí)應大力開(kāi)展網(wǎng)絡(luò )試驗,進(jìn)行互通測試,完善相關(guān)的接口和協(xié)議標準,推動(dòng)IMS技術(shù)的成熟。
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