基于IMS實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)融合

鮮偉　李小文 2008/07/18

圖1　IMS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　在IMS體系結(jié)構(gòu)中，最底層為承載層。承載網(wǎng)是基于分組交換的，用于提供IMSSIP會(huì)話的接入和傳輸。主要的承載層設(shè)備有SGSN（GPRS業(yè)務(wù)支撐節(jié)點(diǎn)）、GGSN（網(wǎng)關(guān)GPRS業(yè)務(wù)支撐節(jié)點(diǎn)）以及MGW（媒體網(wǎng)關(guān)）。其中SGSN和GGSN可以重復(fù)利用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，不需要硬件升級(jí)，僅通過(guò)做相關(guān)配置就可以支持IMS。MGW是負(fù)責(zé)媒體流在IMS域和CS（電路交換）域互通的功能實(shí)體，主要解決語(yǔ)音互通問(wèn)題。無(wú)論具體采用哪一種接入方式，只要基于IP技術(shù)，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(wǎng)絡(luò)控制服務(wù)器組成，負(fù)責(zé)呼叫管理及會(huì)話設(shè)置、修改和釋放，所有IP多媒體業(yè)務(wù)的信令控制都在這一層完成。主要的功能實(shí)體有CSCF、HSS（Home Subscriber Server，歸屬用戶服務(wù)器）、MGCF等，這些網(wǎng)元執(zhí)行不同的角色，如信令控制服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)、媒體網(wǎng)關(guān)服務(wù)器等，協(xié)同完成信令層面的處理功能，如SIP會(huì)話的建立、釋放。這一層僅對(duì)IMS信令負(fù)責(zé)，最終的IMS業(yè)務(wù)流不經(jīng)過(guò)這一層，完全通過(guò)底層的承載層做路由實(shí)現(xiàn)端到端通信。

　　最上層為應(yīng)用層，由應(yīng)用服務(wù)器和內(nèi)容服務(wù)器組成，負(fù)責(zé)為用戶提供IMS增值業(yè)務(wù)，主要網(wǎng)元是一系列通過(guò)CAMEL、OSA/Parlay和SIP技術(shù)提供多媒體業(yè)務(wù)的應(yīng)用平臺(tái)。運(yùn)營(yíng)商可以自行開(kāi)發(fā)一些基于SIP的應(yīng)用，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)SIP接口與IMS系統(tǒng)連接；如果運(yùn)營(yíng)商需要連接第三方SP的應(yīng)用，IMS可以和標(biāo)準(zhǔn)的API，如OSAAPI連接，通過(guò)OSA/Parlay GW對(duì)第三方非信任的SP業(yè)務(wù)進(jìn)行鑒權(quán)和管理。

　　3、IMS實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)融合的優(yōu)勢(shì)

　　隨著通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展與演進(jìn)，融合不可避免，固網(wǎng)和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的融合（FMC）更是迫切需要解決的問(wèn)題。IMS進(jìn)一步發(fā)揚(yáng)了軟交換結(jié)構(gòu)中業(yè)務(wù)與控制分離、控制與承載分離的思想，比軟交換進(jìn)行了更充分的網(wǎng)絡(luò)解聚，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更加清晰合理。網(wǎng)絡(luò)的解聚使得垂直業(yè)務(wù)模式被打破，有利于業(yè)務(wù)的發(fā)展；另外，不同類型網(wǎng)絡(luò)的解聚也為網(wǎng)絡(luò)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(wǎng)絡(luò)融合的過(guò)程。利用IMS實(shí)現(xiàn)對(duì)固定接入和移動(dòng)接入的統(tǒng)一核心控制，主要是IMS具有以下特點(diǎn)：

　　（1）與接入的無(wú)關(guān)性。雖然3GPP IMS是為移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的，TISPANNGN是為固定xDSL寬帶接入設(shè)計(jì)的，但它們采用的IMS網(wǎng)絡(luò)技術(shù)卻可以做到與接入無(wú)關(guān)，因而能確保對(duì)FMC的支持。從理論上可以實(shí)現(xiàn)不論用戶使用什么設(shè)備、在何地接入IMS網(wǎng)絡(luò)，都可以使用歸屬地的業(yè)務(wù)。控制層和業(yè)務(wù)層之間的開(kāi)放接口使得來(lái)自不同接入網(wǎng)絡(luò)的呼叫/會(huì)話可以進(jìn)行統(tǒng)一的處理。

　　（2）統(tǒng)一的業(yè)務(wù)觸發(fā)機(jī)制。IMS核心控制部分不實(shí)現(xiàn)具體業(yè)務(wù)，所有的業(yè)務(wù)包括傳統(tǒng)概念上的補(bǔ)充業(yè)務(wù)都由業(yè)務(wù)應(yīng)用平臺(tái)來(lái)實(shí)現(xiàn)，IMS核心控制只根據(jù)初始過(guò)濾規(guī)則進(jìn)行業(yè)務(wù)觸發(fā)，這樣消除了核心控制相關(guān)功能實(shí)體和業(yè)務(wù)之間的綁定關(guān)系，無(wú)論固定接入還是移動(dòng)接入都可以使用IMS中定義的業(yè)務(wù)觸發(fā)機(jī)制實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一觸發(fā)。

　　（3）開(kāi)放的業(yè)務(wù)環(huán)境。IMS的業(yè)務(wù)除由運(yùn)營(yíng)商自己提供以外，還允許由第三方提供。IMS提供標(biāo)準(zhǔn)接口，業(yè)務(wù)開(kāi)發(fā)基于API而不是直接面對(duì)復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，屏蔽了網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的復(fù)雜性。

　　（4）一致的業(yè)務(wù)歸屬能力。在CS域和PS域以及PSTN，業(yè)務(wù)提供能力都與用戶當(dāng)前所在的設(shè)備有關(guān)系。在歸屬網(wǎng)絡(luò)，已經(jīng)開(kāi)通的業(yè)務(wù)在漫游地設(shè)備并不一定能夠提供。IMS在這方有很大的變化，所有業(yè)務(wù)處理信令都要回到歸屬網(wǎng)絡(luò)，業(yè)務(wù)環(huán)境也是由歸屬網(wǎng)絡(luò)提供的。IMS采用分層結(jié)構(gòu)的P-CSCF，I-CSCF和S-CSCF來(lái)對(duì)用戶信令做出歸屬地控制，支持用戶移動(dòng)性，用戶無(wú)論漫游到任何地方，信令信息都會(huì)發(fā)送回歸屬地。漫游用戶的所有業(yè)務(wù)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(wù)并根據(jù)用戶簽約數(shù)據(jù)將業(yè)務(wù)觸發(fā)到本網(wǎng)或者第三方的應(yīng)用上，從而保障了業(yè)務(wù)的一致性、簡(jiǎn)單性，使得用戶無(wú)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(wù)感受，IMS向用戶提供了VHE（虛擬歸屬業(yè)務(wù)環(huán)境）的能力。

　　（5）統(tǒng)一的用戶數(shù)據(jù)庫(kù)。HSS（歸屬業(yè)務(wù)服務(wù)器）是一個(gè)統(tǒng)一的用戶數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，既可以存儲(chǔ)移動(dòng)IMS用戶的數(shù)據(jù)，也可以存儲(chǔ)固定IMS用戶的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)庫(kù)本身不再區(qū)分固定用戶和移動(dòng)用戶。特別是業(yè)務(wù)觸發(fā)機(jī)制中使用的初始過(guò)濾規(guī)則，對(duì)IMS中所定義的數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)講完全是透明數(shù)據(jù)的概念，屏蔽了固定和移動(dòng)用戶在業(yè)務(wù)屬性上的差異。

　　IMS所具有這些特征可以同時(shí)為移動(dòng)用戶和固定用戶所共用，這就為同時(shí)支持固定和移動(dòng)接入提供了技術(shù)基礎(chǔ)，使得網(wǎng)絡(luò)融合成為可能。

　　4、結(jié)束語(yǔ)

　　IMS作為一種網(wǎng)絡(luò)框架結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)，在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用還不多；但是它作為移動(dòng)和固定接入融合的統(tǒng)一架構(gòu)，IMS卻是未來(lái)電信網(wǎng)進(jìn)一步發(fā)展和演進(jìn)的方向。從IMS的體系結(jié)構(gòu)來(lái)看，用IMS實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)融合具有不可比擬的優(yōu)勢(shì)，但I(xiàn)MS仍然面臨網(wǎng)絡(luò)、業(yè)務(wù)、管理、運(yùn)營(yíng)和體制等多個(gè)層面的問(wèn)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(jìn)行擴(kuò)展；多種接入方式的引入，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜度大大提高。IMS需要綜合考慮各種固定和移動(dòng)接入網(wǎng)絡(luò)的特征，確保為各種終端都能提供服務(wù)。由此可見(jiàn)，基于IMS實(shí)現(xiàn)固定網(wǎng)絡(luò)和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的融合不是一蹴而就的，必定是一個(gè)循序漸進(jìn)的過(guò)程，是一個(gè)不斷完善的過(guò)程。

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