基于IMS實現網絡融合

鮮偉　李小文 2008/07/18

圖1　IMS系統(tǒng)結構

　　在IMS體系結構中，最底層為承載層。承載網是基于分組交換的，用于提供IMSSIP會話的接入和傳輸。主要的承載層設備有SGSN（GPRS業(yè)務支撐節(jié)點）、GGSN（網關GPRS業(yè)務支撐節(jié)點）以及MGW（媒體網關）。其中SGSN和GGSN可以重復利用現有網絡設備，不需要硬件升級，僅通過做相關配置就可以支持IMS。MGW是負責媒體流在IMS域和CS（電路交換）域互通的功能實體，主要解決語音互通問題。無論具體采用哪一種接入方式，只要基于IP技術，所有的IMS用戶信令就可以很好地傳送到控制層。

　　中間層為信令控制層，由網絡控制服務器組成，負責呼叫管理及會話設置、修改和釋放，所有IP多媒體業(yè)務的信令控制都在這一層完成。主要的功能實體有CSCF、HSS（Home Subscriber Server，歸屬用戶服務器）、MGCF等，這些網元執(zhí)行不同的角色，如信令控制服務器、數據庫、媒體網關服務器等，協同完成信令層面的處理功能，如SIP會話的建立、釋放。這一層僅對IMS信令負責，最終的IMS業(yè)務流不經過這一層，完全通過底層的承載層做路由實現端到端通信。

　　最上層為應用層，由應用服務器和內容服務器組成，負責為用戶提供IMS增值業(yè)務，主要網元是一系列通過CAMEL、OSA/Parlay和SIP技術提供多媒體業(yè)務的應用平臺。運營商可以自行開發(fā)一些基于SIP的應用，通過標準SIP接口與IMS系統(tǒng)連接；如果運營商需要連接第三方SP的應用，IMS可以和標準的API，如OSAAPI連接，通過OSA/Parlay GW對第三方非信任的SP業(yè)務進行鑒權和管理。

　　3、IMS實現網絡融合的優(yōu)勢

　　隨著通信網絡的發(fā)展與演進，融合不可避免，固網和移動網絡的融合（FMC）更是迫切需要解決的問題。IMS進一步發(fā)揚了軟交換結構中業(yè)務與控制分離、控制與承載分離的思想，比軟交換進行了更充分的網絡解聚，網絡結構更加清晰合理。網絡的解聚使得垂直業(yè)務模式被打破，有利于業(yè)務的發(fā)展；另外，不同類型網絡的解聚也為網絡在不同層次上的重新聚合創(chuàng)造了條件。這種重新聚合，就是網絡融合的過程。利用IMS實現對固定接入和移動接入的統(tǒng)一核心控制，主要是IMS具有以下特點：

　　（1）與接入的無關性。雖然3GPP IMS是為移動網絡設計的，TISPANNGN是為固定xDSL寬帶接入設計的，但它們采用的IMS網絡技術卻可以做到與接入無關，因而能確保對FMC的支持。從理論上可以實現不論用戶使用什么設備、在何地接入IMS網絡，都可以使用歸屬地的業(yè)務。控制層和業(yè)務層之間的開放接口使得來自不同接入網絡的呼叫/會話可以進行統(tǒng)一的處理。

　　（2）統(tǒng)一的業(yè)務觸發(fā)機制。IMS核心控制部分不實現具體業(yè)務，所有的業(yè)務包括傳統(tǒng)概念上的補充業(yè)務都由業(yè)務應用平臺來實現，IMS核心控制只根據初始過濾規(guī)則進行業(yè)務觸發(fā)，這樣消除了核心控制相關功能實體和業(yè)務之間的綁定關系，無論固定接入還是移動接入都可以使用IMS中定義的業(yè)務觸發(fā)機制實現統(tǒng)一觸發(fā)。

　　（3）開放的業(yè)務環(huán)境。IMS的業(yè)務除由運營商自己提供以外，還允許由第三方提供。IMS提供標準接口，業(yè)務開發(fā)基于API而不是直接面對復雜的網絡協議，屏蔽了網絡協議的復雜性。

　　（4）一致的業(yè)務歸屬能力。在CS域和PS域以及PSTN，業(yè)務提供能力都與用戶當前所在的設備有關系。在歸屬網絡，已經開通的業(yè)務在漫游地設備并不一定能夠提供。IMS在這方有很大的變化，所有業(yè)務處理信令都要回到歸屬網絡，業(yè)務環(huán)境也是由歸屬網絡提供的。IMS采用分層結構的P-CSCF，I-CSCF和S-CSCF來對用戶信令做出歸屬地控制，支持用戶移動性，用戶無論漫游到任何地方，信令信息都會發(fā)送回歸屬地。漫游用戶的所有業(yè)務都由拜訪地的P-CSCF路由到歸屬地，由歸屬地的S-CSCF控制用戶業(yè)務并根據用戶簽約數據將業(yè)務觸發(fā)到本網或者第三方的應用上，從而保障了業(yè)務的一致性、簡單性，使得用戶無論在何處接入，采用何種接入方式均可享受與在歸屬地一樣的業(yè)務感受，IMS向用戶提供了VHE（虛擬歸屬業(yè)務環(huán)境）的能力。

　　（5）統(tǒng)一的用戶數據庫。HSS（歸屬業(yè)務服務器）是一個統(tǒng)一的用戶數據庫系統(tǒng)，既可以存儲移動IMS用戶的數據，也可以存儲固定IMS用戶的數據，數據庫本身不再區(qū)分固定用戶和移動用戶。特別是業(yè)務觸發(fā)機制中使用的初始過濾規(guī)則，對IMS中所定義的數據庫來講完全是透明數據的概念，屏蔽了固定和移動用戶在業(yè)務屬性上的差異。

　　IMS所具有這些特征可以同時為移動用戶和固定用戶所共用，這就為同時支持固定和移動接入提供了技術基礎，使得網絡融合成為可能。

　　4、結束語

　　IMS作為一種網絡框架結構的標準，在現有網絡中的應用還不多；但是它作為移動和固定接入融合的統(tǒng)一架構，IMS卻是未來電信網進一步發(fā)展和演進的方向。從IMS的體系結構來看，用IMS實現網絡融合具有不可比擬的優(yōu)勢，但IMS仍然面臨網絡、業(yè)務、管理、運營和體制等多個層面的問題，并且其許多功能尚需完善。由于IMS最初并未考慮到固定接入的需求，使得規(guī)范上需要進行擴展；多種接入方式的引入，整個網絡的復雜度大大提高。IMS需要綜合考慮各種固定和移動接入網絡的特征，確保為各種終端都能提供服務。由此可見，基于IMS實現固定網絡和移動網絡的融合不是一蹴而就的，必定是一個循序漸進的過程，是一個不斷完善的過程。

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