基于IMS實現(xiàn)網(wǎng)絡融合

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會話的接入和傳輸。主要的承載層設(shè)備有SGSN（GPRS業(yè)務支撐節(jié)點）、GGSN（網(wǎng)關(guān)GPRS業(yè)務支撐節(jié)點）以及MGW（媒體網(wǎng)關(guān)）。其中SGSN和GGSN可以重復利用現(xiàn)有網(wǎng)絡設(shè)備，不需要硬件升級，僅通過做相關(guān)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(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)絡控制服務器組成，負責呼叫管理及會話設(shè)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(wǎng)元執(zhí)行不同的角色，如信令控制服務器、數(shù)據(jù)庫、媒體網(wǎng)關(guān)服務器等，協(xié)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(jīng)過這一層，完全通過底層的承載層做路由實現(xiàn)端到端通信。

　　最上層為應用層，由應用服務器和內(nèi)容服務器組成，負責為用戶提供IMS增值業(yè)務，主要網(wǎng)元是一系列通過CAMEL、OSA/Parlay和SIP技術(shù)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(quán)和管理。

　　3、IMS實現(xiàn)網(wǎng)絡融合的優(yōu)勢

　　隨著通信網(wǎng)絡的發(fā)展與演進，融合不可避免，固網(wǎng)和移動網(wǎng)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(jié)構(gòu)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(wǎng)絡解聚，網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)更加清晰合理。網(wǎng)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(wǎng)絡的解聚也為網(wǎng)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(wǎng)絡融合的過程。利用IMS實現(xiàn)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(guān)性。雖然3GPP IMS是為移動網(wǎng)絡設(shè)計的，TISPANNGN是為固定xDSL寬帶接入設(shè)計的，但它們采用的IMS網(wǎng)絡技術(shù)卻可以做到與接入無關(guān)，因而能確保對FMC的支持。從理論上可以實現(xiàn)不論用戶使用什么設(shè)備、在何地接入IMS網(wǎng)絡，都可以使用歸屬地的業(yè)務�？刂茖雍蜆I(yè)務層之間的開放接口使得來自不同接入網(wǎng)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(xiàn)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(xiàn)，IMS核心控制只根據(jù)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(guān)功能實體和業(yè)務之間的綁定關(guān)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(xiàn)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(wǎng)絡協(xié)議，屏蔽了網(wǎng)絡協(xié)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(shè)備有關(guān)系。在歸屬網(wǎng)絡，已經(jīng)開通的業(yè)務在漫游地設(shè)備并不一定能夠提供。IMS在這方有很大的變化，所有業(yè)務處理信令都要回到歸屬網(wǎng)絡，業(yè)務環(huán)境也是由歸屬網(wǎng)絡提供的。IMS采用分層結(jié)構(gòu)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(jù)用戶簽約數(shù)據(jù)將業(yè)務觸發(fā)到本網(wǎng)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(shù)據(jù)庫。HSS（歸屬業(yè)務服務器）是一個統(tǒng)一的用戶數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，既可以存儲移動IMS用戶的數(shù)據(jù)，也可以存儲固定IMS用戶的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)庫來講完全是透明數(shù)據(jù)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(shù)基礎(chǔ)，使得網(wǎng)絡融合成為可能。

　　4、結(jié)束語

　　IMS作為一種網(wǎng)絡框架結(jié)構(gòu)的標準，在現(xiàn)有網(wǎng)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(gòu)，IMS卻是未來電信網(wǎng)進一步發(fā)展和演進的方向。從IMS的體系結(jié)構(gòu)來看，用IMS實現(xiàn)網(wǎng)絡融合具有不可比擬的優(yōu)勢，但IMS仍然面臨網(wǎng)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(wǎng)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(wǎng)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(xiàn)固定網(wǎng)絡和移動網(wǎng)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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