IMS的網(wǎng)絡定位和業(yè)務實現(xiàn)
2007/06/26
摘要 IMS是NGN的IP多媒體業(yè)務部件,是為3G的IMS域用戶和固定寬帶用戶提供融合業(yè)務的統(tǒng)一網(wǎng)絡。對于固定寬帶用戶,軟交換是IMS的一種實現(xiàn)。PSTN/窄帶軟交換與統(tǒng)一IMS分屬不同的網(wǎng)絡并且將長期并存。為寬帶終端提供業(yè)務的軟交換設備必然要成為統(tǒng)一IMS的一部分,覆蓋固定寬帶終端的網(wǎng)絡將向統(tǒng)一IMS演進。本文還介紹了呈現(xiàn)、即時消息等業(yè)務服務器的組網(wǎng)方式以及基于IMS的語音融合業(yè)務的實現(xiàn)方案。
下一代網(wǎng)絡中的IMS
下一代網(wǎng)絡(NGN)是一個基于分組提供電信業(yè)務的網(wǎng)絡,它能夠利用多種寬帶和具有QoS機制的傳送技術,實現(xiàn)與底層傳送技術無關的業(yè)務相關功能,使得用戶可以自由地接入不同的業(yè)務提供商,并支持通用移動性,可以隨時隨地為用戶提供業(yè)務。NGN由運營商網(wǎng)絡和終端用戶功能組成,網(wǎng)絡又分為傳送層和業(yè)務層。傳送層為整個NGN提供統(tǒng)一的媒體和信令的承載與QoS保證,業(yè)務層包括PSTN/ISDN仿真業(yè)務部件、IP多媒體子系統(tǒng)(IMS)和其他NGN業(yè)務部件。
IMS作為NGN業(yè)務層中的IP多媒體業(yè)務部件,能為用戶提供IP多媒體業(yè)務的能力。因此,在3GPP對IMS進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(nèi)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展,為IMS技術支持固定形式的IP多媒體應用提供了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,這種服務不僅僅局限于語音,還包括視頻在內(nèi)的多媒體應用。國際上把NGN第一階段所提供的業(yè)務分為5類:多媒體業(yè)務、PSTN/ISDN仿真業(yè)務、PSTN/ISDN模擬業(yè)務、公共利益業(yè)務、數(shù)據(jù)通信業(yè)務(其他業(yè)務和應用)。IMS主要提供多媒體業(yè)務、PSTN/ISDN模擬業(yè)務和公共利益業(yè)務,另外兩類業(yè)務由其他的業(yè)務部件提供。考慮到國內(nèi)運營商的需求,IMS應是為3G的IMS域用戶和固定寬帶用戶提供業(yè)務統(tǒng)一的融合網(wǎng)絡,IMS業(yè)務本身也可認為是FMC(固定與移動融合)的業(yè)務,即同樣的業(yè)務如Instant
Message(即時消息)、Video Sharing(視頻共享)、PoC、IP Centrex等應同時為3G的IMS域用戶和固定寬帶用戶提供。
在向NGN轉型的過程中,中國運營商朝著覆蓋固定移動業(yè)務的全業(yè)務提供商的方向發(fā)展。從IMS技術發(fā)展和相應國際標準進展來看,IMS架構因其具有統(tǒng)一的核心層面、接入的無關性、支持寬帶和多媒體業(yè)務等優(yōu)勢,成為眾多運營商和廠商優(yōu)選的下一代網(wǎng)絡及應用的解決方案,也是中國運營商網(wǎng)絡演進的主要方向。
中國運營商IMS網(wǎng)絡的定位
1.是統(tǒng)一IMS,不是移動IMS
從國際標準化組織的研究來看,IMS的網(wǎng)絡架構是覆蓋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終端的統(tǒng)一IMS,目前中國標準化組織CCSA也準備制定統(tǒng)一IMS Release
1的標準。
建設統(tǒng)一IMS是運營商為了滿足用戶業(yè)務需求而達到的必然結果,隨著通信技術的不斷提高,網(wǎng)絡從單純地提供語音業(yè)務發(fā)展到能提供多媒體業(yè)務,移動網(wǎng)出現(xiàn)了IMS域,固定網(wǎng)出現(xiàn)了基于SIP的寬帶終端。運營商要用自己的網(wǎng)絡為用戶提供更多、更好的業(yè)務。
建設統(tǒng)一IMS是運營商提供差異化競爭的有效手段,運營商可以利用現(xiàn)有的固定IP網(wǎng)絡,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網(wǎng)絡去競爭。
建設統(tǒng)一IMS是運營商網(wǎng)絡演進的必然結果,網(wǎng)絡是為用戶提供業(yè)務的根本,全業(yè)務運營商在考慮建設和維護多媒體業(yè)務網(wǎng)絡時,用統(tǒng)一網(wǎng)絡的方式,可以降低網(wǎng)絡建設和運營成本。
2.寬帶軟交換需向IMS演進
NGN是現(xiàn)有固網(wǎng)演進的目標,國際上定義的NGN的功能架構包括為POTS用戶提供服務的PSTN/ISDN仿真業(yè)務部件和為固定寬帶用戶及移動用戶提供服務的IMS。軟交換是目前國內(nèi)固網(wǎng)運營商采用的向固定用戶提供語音和IP多媒體業(yè)務的網(wǎng)絡,實際上軟交換與IMS并不沖突,中國運營商并沒有采用與國際上不同的演進方式,軟交換網(wǎng)絡既包括PSTN/ISDN仿真業(yè)務部件的功能,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。軟交換是NGN的一種實現(xiàn),對于固定寬帶用戶來說,軟交換是IMS的一種實現(xiàn)。
用戶使用POTS終端和使用寬帶終端所享受到的業(yè)務是不同的。實際上,對于固定的POTS終端,只包括PSTN語音業(yè)務,軟交換代替PSTN用仿真的方式為用戶提供語音業(yè)務。對于基于SIP的寬帶終端,語音作為多媒體業(yè)務的一種,和其他IP多媒體業(yè)務一起為用戶提供,其采用模擬的方式。即使對于語音業(yè)務,為POTS終端提供業(yè)務的網(wǎng)絡與為寬帶終端提供業(yè)務的網(wǎng)絡的實現(xiàn)方式也是不一樣的,并且寬帶軟交換如果不單獨組網(wǎng),多媒體的呼叫進入PSTN后就會喪失多媒體業(yè)務的能力,而覆蓋POTS終端的軟交換網(wǎng)絡是可以與PSTN混合組網(wǎng)的。這就決定了寬帶軟交換可以單獨地演進,而不必和PSTN綁定在一起。
運營商需要為固定寬帶終端提供與移動終端相同或相似的IP多媒體業(yè)務,從運營商的業(yè)務需求和網(wǎng)絡運營方面考慮,為固定寬帶終端提供業(yè)務的網(wǎng)絡應該是與為移動終端提供業(yè)務的網(wǎng)絡是同一個網(wǎng)絡,即統(tǒng)一IMS。因此,為寬帶終端提供IP多媒體業(yè)務的軟交換設備必然要成為統(tǒng)一IMS的一部分,覆蓋固定寬帶終端的軟交換網(wǎng)絡向統(tǒng)一IMS演進。在演進中應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)務的網(wǎng)絡(或者叫窄帶軟交換網(wǎng)絡)卻不一定要歸屬到統(tǒng)一IMS中。因為在中國還存在相當數(shù)量的PTSN用戶,窄帶軟交換網(wǎng)絡與PSTN一樣,都采用“網(wǎng)絡智能化”的方式為POTS終端提供PSTN的增值業(yè)務,“網(wǎng)絡智能化”在PSTN和窄帶軟交換網(wǎng)絡中引入了SHLR,解決了業(yè)務觸發(fā)和業(yè)務嵌套問題,“網(wǎng)絡智能化”和IMS的業(yè)務實現(xiàn)方式不一樣。“網(wǎng)絡智能化”只適用于呼叫類的業(yè)務,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)絡智能化”有很大不同。因此,把“網(wǎng)絡智能化”演進到IMS是不現(xiàn)實的。
3.統(tǒng)一IMS在網(wǎng)絡中的位置
統(tǒng)一IMS在運營商網(wǎng)絡中的位置應如圖1所示。基于SIP會話控制類業(yè)務的應用服務器構架在IMS核心網(wǎng)之上,IMS核心網(wǎng)保證會話控制信令的傳遞,保證業(yè)務的觸發(fā),為用戶提供統(tǒng)一的鑒權。現(xiàn)有軟交換設備可以升級為統(tǒng)一IMS網(wǎng)絡中的P-CSCF或者S/I-CSCF或者PSS應用服務器,最合理的升級方式是軟交換升級為P-CSCF。
圖1 統(tǒng)一IMS在運營商網(wǎng)絡中的位置
在NGN的傳送層,RACS和NASS應是基于IP承載網(wǎng)的,為包括統(tǒng)一IMS在內(nèi)的整個NGN提供QoS保障和認證機制。
因此PSTN、窄帶軟交換與統(tǒng)一IMS長期并存,并保持互通關系,不需要把PSTN和窄帶軟交換改造成IMS網(wǎng)絡。
統(tǒng)一IMS業(yè)務的實現(xiàn)
1.呈現(xiàn)、即時消息業(yè)務的實現(xiàn)
在統(tǒng)一IMS中,基本業(yè)務能力包括: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)和相應的服務器支持。組管理、呈現(xiàn)、消息、位置等能力應該可以被多種業(yè)務使用,因此需要將這些能力獨立出來實現(xiàn),并被所有業(yè)務共享。
OMA雖然定義了XDM、Presence(呈現(xiàn))、Instant Message和PoC等業(yè)務的功能實體和參考點,但是為了在網(wǎng)絡中實現(xiàn)以上業(yè)務,需要將OMA定義的功能實體和參考點映射成物理實體和協(xié)議,確定運營商開放此類業(yè)務對設備和協(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)務時也能共享此群組。
圖2 基本業(yè)務功能實體到物理實體的映射
開發(fā)統(tǒng)一IMS的業(yè)務時應先定義終端到應用服務器業(yè)務管理數(shù)據(jù)的接口格式。可擴展的標記語言配置接入?yún)f(xié)議(XCAP)可以作為IMS業(yè)務中終端獲得業(yè)務管理數(shù)據(jù)的標準協(xié)議格式,保證良好的開放性和可擴展性,容易統(tǒng)一業(yè)務的配置方式,有利于終端和應用服務器分別開發(fā)業(yè)務,有利于IMS業(yè)務的標準化。
2.語音融合業(yè)務的實現(xiàn)
電信運營商在FMC方面的發(fā)展策略是從分析用戶的業(yè)務需求入手,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)務體驗。由于用戶業(yè)務需求的差異,出現(xiàn)了多種FMC相關技術,相當于多種不同的應用場景,在網(wǎng)絡建設上,對于不同的應用場景有不同的解決方案,現(xiàn)階段FMC業(yè)務的實現(xiàn)應以提供語音融合業(yè)務為主,并考慮多媒體融合業(yè)務的提供。
中國的電信運營商對于語音融合業(yè)務的應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,3G用戶可采用多模終端,通過藍牙/PHS等接入方式,通過網(wǎng)關,經(jīng)由PSTN接入到3G網(wǎng)絡電路域,享用無差別的語音通信業(yè)務。
- 基于IMS的語音FMC業(yè)務是基于IMS和CS域的融合業(yè)務,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)絡接入CS域享受語音基本業(yè)務、補充業(yè)務和智能業(yè)務,當用戶漫游到WLAN覆蓋范圍內(nèi),雙模終端通過WLAN接入到IMS網(wǎng)絡后,仍然能夠使用UMTS號碼進行語音通信。
- VCC(voice call continuous)是基于IMS的語音FMC業(yè)務的延伸,它在基于IMS的語音FMC業(yè)務的基礎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質(zhì)量。
語音融合業(yè)務能充分發(fā)揮運營商現(xiàn)有固定網(wǎng)絡的競爭優(yōu)勢,通過固網(wǎng)接入,保證了價格優(yōu)勢,并彌補網(wǎng)絡覆蓋。統(tǒng)一IMS將是提供基于IMS的語音FMC業(yè)務的網(wǎng)絡,在IMS的網(wǎng)絡建設中,應考慮把提供基于IMS的語音FMC業(yè)務作為必選項并且應該向能提供VCC的網(wǎng)絡架構演進。支持基于IMS的語音FMC業(yè)務的網(wǎng)絡架構如圖3所示,其中涉及的網(wǎng)絡設備如下:
圖3 支持基于IMS的語音FMC業(yè)務的網(wǎng)絡架構
IM-SSF+SCP:提供語音FMC業(yè)務的業(yè)務邏輯;
GMSC/SSP:完成UMTS網(wǎng)絡內(nèi)業(yè)務的觸發(fā);
S-CSCF:完成IMS網(wǎng)絡內(nèi)業(yè)務的觸發(fā);
HLR:存儲CS用戶標識、智能業(yè)務簽約屬性等信息;
HSS:存儲IMS用戶標識、過濾準則等信息;
BGCF/MGCF:完成IMS網(wǎng)絡和UMTS網(wǎng)絡的互通;
OCS/Hotbilling:在線計費/熱計費系統(tǒng),負責對預付費用戶的實時計費。
結束語
IMS是適應移動化和多媒體化的通信發(fā)展需求的,采用標準方式實現(xiàn)語音、視頻與數(shù)據(jù)相結合業(yè)務的網(wǎng)絡體系,應根據(jù)運營商的業(yè)務需求,建設統(tǒng)一的IMS網(wǎng)絡架構,提供固定移動融合的IP多媒體業(yè)務能力,發(fā)揮運營商全業(yè)務經(jīng)營優(yōu)勢。
軟交換網(wǎng)絡首先是下一代網(wǎng)絡環(huán)境下實現(xiàn)傳統(tǒng)電信服務的網(wǎng)絡體系,可以為現(xiàn)有PSTN用戶提供基本語音業(yè)務和語音增值業(yè)務。軟交換寬帶域(為寬帶用戶提供IP多媒體業(yè)務)需逐步向統(tǒng)一IMS網(wǎng)絡遷移,今后軟交換提供的寬帶IP多媒體業(yè)務要考慮將來為3G
IMS用戶提供,歸納到IMS網(wǎng)絡的業(yè)務。
近期應不斷完善IMS的標準,建立基于IMS的融合網(wǎng)絡的標準體系,確定中國統(tǒng)一IMS Release 1的業(yè)務和能力、協(xié)議要求、設備要求等,使標準化更有針對性。同時應大力開展網(wǎng)絡試驗,進行互通測試,完善相關的接口和協(xié)議標準,推動IMS技術的成熟。
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