1、引言 現(xiàn)代個(gè)人通信正朝著個(gè)性化、移動(dòng)化、智能化的方向發(fā)展,用戶期望在任何地點(diǎn)、任何時(shí)間,以任何方式都能得到具有相同體驗(yàn)的通信服務(wù),這使得電信運(yùn)營(yíng)商將不再限于提供簡(jiǎn)單的網(wǎng)絡(luò)服務(wù),而要成為能夠提供終端、內(nèi)容、應(yīng)用、服務(wù)整套解決方案的綜合信息服務(wù)商;同時(shí),日益激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)迫使原來(lái)單一經(jīng)營(yíng)固定或移動(dòng)業(yè)務(wù)的運(yùn)營(yíng)商積極向全業(yè)務(wù)經(jīng)營(yíng)模式轉(zhuǎn)型。因此,如何更好地集成移動(dòng)與固網(wǎng)技術(shù)的特點(diǎn),結(jié)合移動(dòng)和固定通信的優(yōu)勢(shì),發(fā)展融合業(yè)務(wù)和融合終端,來(lái)滿足人們通信業(yè)務(wù)的需求,成為運(yùn)營(yíng)商乃至整個(gè)電信業(yè)界關(guān)注的目標(biāo)。
2、FMC概述
目前,許多國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織都對(duì)FMC技術(shù)展開(kāi)了積極的研究。關(guān)于FMC概念的具體定義,得到業(yè)界普遍認(rèn)同的主要有ITU-T和TISPAN提出的兩種。
● ITU-T:FMC是在一個(gè)給定的網(wǎng)絡(luò)配置中,向終端用戶提供業(yè)務(wù)和應(yīng)用的能力,這種能力與固定或移動(dòng)接入技術(shù)無(wú)關(guān),獨(dú)立于用戶所處的位置。在NGN環(huán)境中,就意味著向終端用戶提供與固定或移動(dòng)接入技術(shù)無(wú)關(guān)的NGN業(yè)務(wù)。
● TISPAN:FMC關(guān)注的是獨(dú)立于接入技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)能力,并不一定指網(wǎng)絡(luò)的物理層面的融合。FMC關(guān)注融合的網(wǎng)絡(luò)能力和支撐標(biāo)準(zhǔn),這些標(biāo)準(zhǔn)可以支持一系列連續(xù)的服務(wù),而這服務(wù)可以通過(guò)固定、移動(dòng)、公共或私有的網(wǎng)絡(luò)提供。
從用戶的角度看,F(xiàn)MC的目標(biāo)是為用戶提供完整、無(wú)縫、一致的通信業(yè)務(wù)體驗(yàn),讓用戶擺脫空間與網(wǎng)絡(luò)的限制。其主要特征是用戶訂閱的業(yè)務(wù)與接入和終端無(wú)關(guān),也就是允許用戶從任何合適的固定或移動(dòng)接入點(diǎn)使用同一業(yè)務(wù)。FMC可以使用戶在一個(gè)號(hào)碼、一個(gè)終端、一個(gè)賬單的前提下,在辦公室或家里使用固定網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信,而在戶外則通過(guò)無(wú)線,移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信。對(duì)于運(yùn)營(yíng)商來(lái)說(shuō),實(shí)現(xiàn)FMC的技術(shù)可以涵蓋包括運(yùn)營(yíng)支撐、業(yè)務(wù)、控制、終端在內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)的各個(gè)層面。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)不同層面的融合,可以滿足不同融合業(yè)務(wù)的需求,某一種融合業(yè)務(wù)可能包含了多種融合技術(shù)。
● 運(yùn)營(yíng)支撐融合:將固話業(yè)務(wù)、寬帶接入、移動(dòng)業(yè)務(wù)等多種應(yīng)用捆綁提供給用戶,實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一認(rèn)證、統(tǒng)一賬單、統(tǒng)一計(jì)費(fèi)、統(tǒng)一門(mén)戶等,給用戶帶來(lái)資費(fèi)的優(yōu)惠與使用的便捷。
● 業(yè)務(wù)層面融合:在業(yè)務(wù)層提供訪問(wèn)控制多種網(wǎng)絡(luò)的能力,實(shí)現(xiàn)移動(dòng)業(yè)務(wù)或固網(wǎng)業(yè)務(wù)在對(duì)方網(wǎng)絡(luò)的延伸,讓用戶能夠享受到不受網(wǎng)絡(luò)限制的通信服務(wù)。
● 網(wǎng)絡(luò)層面融合:統(tǒng)一的核心網(wǎng)控制,向下不依賴于任何接入技術(shù),向上提供標(biāo)準(zhǔn)的開(kāi)放業(yè)務(wù)接口。IMS技術(shù)即是一種實(shí)現(xiàn)固定移動(dòng)融合的控制核心架構(gòu),被業(yè)界公認(rèn)為最終FMC網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)方向。
● 終端層面融合:復(fù)合型雙模或多模終端,支持多種接入制式,能夠滿足用戶“一機(jī)在手,多點(diǎn)接入,全網(wǎng)通信”的需求。終端的融合為FMC應(yīng)用的發(fā)展和推廣創(chuàng)造了條件。
3、業(yè)務(wù)融合實(shí)現(xiàn)FMC的方案
本文重點(diǎn)討論通過(guò)業(yè)務(wù)融合來(lái)實(shí)現(xiàn)FMC的方案,即借助業(yè)務(wù)層的能力和雙模終端的配合來(lái)為用戶提供跨網(wǎng)絡(luò)的連續(xù)業(yè)務(wù)體驗(yàn),并針對(duì)跨PSTN/PHS網(wǎng)絡(luò)、跨PSTN/UMTS網(wǎng)絡(luò)、跨IMS/UMTS網(wǎng)絡(luò)的3種應(yīng)用場(chǎng)景分別提出相應(yīng)的技術(shù)方案。
3.1 跨PSTN/PHS網(wǎng)絡(luò)的FMC方案
跨PSTN/PHS網(wǎng)絡(luò)的FMC方案通過(guò)結(jié)合PHS公/私網(wǎng)雙模終端和PHS家庭接入網(wǎng)關(guān),為用戶提供小靈通無(wú)繩電話業(yè)務(wù)。用戶所使用的PHS公/私網(wǎng)雙模終端,在室外由PHS公網(wǎng)覆蓋為用戶提供服務(wù),在室內(nèi)由PHS家庭接入網(wǎng)關(guān)覆蓋的私網(wǎng)配合網(wǎng)絡(luò)側(cè)業(yè)務(wù)平臺(tái)為用戶提供服務(wù)。用戶進(jìn)入PHS家庭接入網(wǎng)關(guān)覆蓋范圍后,雙模終端將自動(dòng)注冊(cè)成為PHS家庭接入網(wǎng)關(guān)的一個(gè)無(wú)繩電話子機(jī)(通過(guò)私網(wǎng)注冊(cè)進(jìn)行位置登記)。此時(shí),用戶的呼入/呼出都優(yōu)先選擇私網(wǎng),即小靈通呼叫經(jīng)過(guò)PHS家庭接入網(wǎng)關(guān)接入PSTN;當(dāng)PSTN忙時(shí),再嘗試從PHS公網(wǎng)進(jìn)行通信。用戶離開(kāi)PHS家庭接入網(wǎng)關(guān)覆蓋范圍后,雙模終端將從PHS公網(wǎng)發(fā)起注銷流程(或PHS家庭接入網(wǎng)關(guān)發(fā)現(xiàn)與終端之間的心跳消息沒(méi)有響應(yīng)后發(fā)起注銷流程),注銷業(yè)務(wù)平臺(tái)上登記的位置信息,用戶的小靈通呼叫由PHS公網(wǎng)提供。PSTN/PHS方案的終端注冊(cè)流程和呼入流程分別如圖1和圖2所示。

圖1 PHS雙模終端在私網(wǎng)下的注冊(cè)流程

圖2 PHS雙模終端在私網(wǎng)下的呼入流程
3.2 跨PSTN/UMTS網(wǎng)絡(luò)的FMC方案
跨PSTN/UMTS網(wǎng)絡(luò)的FMC方案是通過(guò)超級(jí)無(wú)繩網(wǎng)關(guān)和相應(yīng)配套的超級(jí)無(wú)繩雙模終端為用戶提供超級(jí)無(wú)繩業(yè)務(wù)。超級(jí)無(wú)繩網(wǎng)關(guān)提供室內(nèi)無(wú)線覆蓋,經(jīng)由固定線路連接到PSTN,室內(nèi)覆蓋技術(shù)可以根據(jù)需求選擇WLAN、Bluetooth或PHS。用戶使用配套的UMTS/Wi-Fi、UMTS/Bluetooth或UMTS/PHS雙模終端進(jìn)入超級(jí)無(wú)繩網(wǎng)關(guān)覆蓋范圍后,通過(guò)注冊(cè)呼叫流程向SCP登記當(dāng)前位置信息,即綁定用戶的IMSI號(hào)碼和網(wǎng)關(guān)的PSTN號(hào)碼。注冊(cè)成功之后,用戶在超級(jí)無(wú)繩網(wǎng)關(guān)下的呼叫將通過(guò)PSTN固定接入轉(zhuǎn)到UMTS網(wǎng)絡(luò),由UMTS網(wǎng)絡(luò)提供服務(wù)。用戶走出超級(jí)無(wú)繩網(wǎng)關(guān)覆蓋范圍后,雙模終端仍作為普通UMTS手機(jī)使用。無(wú)論從室內(nèi)固定接入還是由室外移動(dòng)接入,用戶都使用自己的MSISDN號(hào)碼進(jìn)行通信,保征了用戶統(tǒng)一的業(yè)務(wù)使用體驗(yàn)。
圖3是雙模終端的業(yè)務(wù)注冊(cè)流程。超級(jí)無(wú)繩網(wǎng)關(guān)收到雙模終端的注冊(cè)請(qǐng)求,發(fā)起一個(gè)注冊(cè)呼叫,該注冊(cè)呼叫由PSTN交換機(jī)路由到UMTS網(wǎng)絡(luò)的GMSC/SSP,通過(guò)接入碼方式觸發(fā)到SCP。SCP控制IP接收用戶的IMSI號(hào)碼,鑒權(quán)成功后將IMSI號(hào)碼與超級(jí)無(wú)繩網(wǎng)關(guān)的PSTN號(hào)碼進(jìn)行綁定,同時(shí)在HLR中激活用戶的超級(jí)無(wú)繩業(yè)務(wù)屬性。圖4是GMSC/SSP收到對(duì)超級(jí)無(wú)繩用戶的呼叫請(qǐng)求,查詢HLR發(fā)現(xiàn)用戶已經(jīng)激活了超級(jí)無(wú)繩業(yè)務(wù),通過(guò)T-CSI方式觸發(fā)到SCP進(jìn)行業(yè)務(wù)處理。SCP根據(jù)用戶注冊(cè)時(shí)登記的號(hào)碼綁定信息,將呼叫路由到PSTN端局連接的超級(jí)無(wú)繩網(wǎng)關(guān),再由超級(jí)無(wú)繩網(wǎng)關(guān)尋呼用戶的雙模終端。

圖3 雙模終端在超級(jí)無(wú)繩網(wǎng)關(guān)下的注冊(cè)流程

圖4 雙模終端在超級(jí)無(wú)繩網(wǎng)關(guān)下的呼入流程
3.3 跨IMS/UMTS的FMC方案
IMS技術(shù)具備了將各種接入方式匯聚到統(tǒng)一核心網(wǎng),從核心網(wǎng)層面實(shí)現(xiàn)FMC的能力。但是,鑒于IMS標(biāo)準(zhǔn)體系和設(shè)備供應(yīng)尚未完全成熟,IMS網(wǎng)絡(luò)的大規(guī)模商用必定晚于UMTS網(wǎng)絡(luò)建設(shè),所以在引入IMS之后將會(huì)出現(xiàn)較長(zhǎng)時(shí)期IMS網(wǎng)絡(luò)和UMTS網(wǎng)絡(luò)共存的場(chǎng)景?鏘MS/UMTS的FMC方案是為擁有MSISDN號(hào)碼和UMTS/Wi-Fi雙模終端的用戶提供FMC業(yè)務(wù),用戶通過(guò)UMTS無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接入CS域能夠享受的業(yè)務(wù),在用戶漫游到WLAN接入的IMS網(wǎng)絡(luò)之后,能夠繼續(xù)用MSISDN號(hào)碼和雙模終端獲得相同的業(yè)務(wù)。
用戶手持UMTS/Wi-Fi雙模終端進(jìn)入WLAN覆蓋范圍后,雙模終端將自動(dòng)發(fā)起到IMS的注冊(cè)請(qǐng)求。S-CSCF收到用戶的Register消息后,首先對(duì)私有用戶標(biāo)識(shí)進(jìn)行鑒權(quán),然后從HSS下載過(guò)濾準(zhǔn)則,匹配FMC業(yè)務(wù)對(duì)應(yīng)的過(guò)濾準(zhǔn)則后向AS發(fā)起第三方注冊(cè)。AS發(fā)送訂閱請(qǐng)求到S-CSCF訂閱用戶的注冊(cè)狀態(tài),并到HLR激活語(yǔ)音FMC業(yè)務(wù)的T-CSI,同時(shí)保存用戶IMSI號(hào)碼、MSISDN號(hào)碼、私有用戶標(biāo)識(shí)和多個(gè)公有用戶標(biāo)識(shí)的關(guān)聯(lián)信息。注冊(cè)流程如圖5所示。當(dāng)呼叫雙模終端用戶的MSISDN號(hào)碼時(shí),呼叫先被路由到UMTS網(wǎng)絡(luò)的GMSC/SSP,由GMSC/SSP向HLR查詢被叫用戶T-CSI簽約信息,觸發(fā)到AS進(jìn)行業(yè)務(wù)處理。如果用戶選擇了IMS網(wǎng)絡(luò)接入,AS根據(jù)用戶注冊(cè)的信息進(jìn)行號(hào)碼變換,將呼叫路由到MG-CF,繼而由IMS網(wǎng)絡(luò)完成對(duì)UMTS/Wi-Fi雙模終端的接續(xù),呼入流程如圖6所示。

圖5 UMTS/Wi-Fi雙模終端在IMS下的注冊(cè)流程

圖6 UMTS/Wi-Fi雙模終端在IMS下的呼叫流程
4、結(jié)束語(yǔ)
上文介紹的3種技術(shù)方案都是由業(yè)務(wù)層記錄和提供用戶固定/移動(dòng)位置信息的變換,加上相應(yīng)雙模終端的配合來(lái)實(shí)現(xiàn)跨越固定/移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的FMC應(yīng)用。這類FMC應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了固定接入和移動(dòng)接入的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ),既可以根據(jù)用戶當(dāng)前的位置選擇最優(yōu)的通信接入方式,又可以使用戶在任何地方都能獲得連續(xù)的、相同的通信體驗(yàn)。由于融合的網(wǎng)絡(luò)對(duì)象不同以及網(wǎng)絡(luò)能力和終端能力的差異性,3種方案在技術(shù)實(shí)現(xiàn)上各有特點(diǎn)。方案一主要是借助PSTN固定接入和PHS家庭接入網(wǎng)關(guān)來(lái)彌補(bǔ)PHS室內(nèi)覆蓋不足的問(wèn)題。方案二是要實(shí)現(xiàn)用戶移動(dòng)號(hào)碼在固定環(huán)境下的延續(xù),所以用戶在固定接入下進(jìn)行的通信仍然由固定網(wǎng)絡(luò)路由回移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)處理,但是固定接入的無(wú)線技術(shù)可以靈活選擇。方案三是考慮引入IMS之后,如何使已經(jīng)擁有MSISDN號(hào)碼的用戶在IMS環(huán)境下繼續(xù)保持原來(lái)的業(yè)務(wù)體驗(yàn)。雖然也是通過(guò)一個(gè)注冊(cè)流程向業(yè)務(wù)平臺(tái)登記用戶當(dāng)前位置信息和號(hào)碼綁定信息,但I(xiàn)MS終端可以方便地通過(guò)SIP注冊(cè)信令來(lái)實(shí)現(xiàn)該過(guò)程,優(yōu)于前兩種方案依靠呼叫來(lái)完成注冊(cè)的方式。同時(shí),由于WLAN接入比傳統(tǒng)PSTN固定接入具有更多的帶寬優(yōu)勢(shì),因此為用戶漫游到IMS控制和WLAN接入后繼續(xù)使用在UMTS網(wǎng)絡(luò)訂閱的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)提供了可能性,具體實(shí)現(xiàn)方案將是下一步研究的目標(biāo)。