IMS實(shí)現(xiàn)移動(dòng)和固定網(wǎng)絡(luò)融合

　　IMS（IP Multimedia Subsystem）是3GPPR5提出的提供IP多媒體業(yè)務(wù)的子系統(tǒng)，包括CSCF、HSS、MGCF、MRF、CCF、PDF、AS等功能實(shí)體，主要采用SIP（Session Initiation Protocol）、Diameter等協(xié)議，與上層控制子系統(tǒng)和具體的接入技術(shù)無(wú)關(guān)。是業(yè)界普遍認(rèn)同的解決移動(dòng)和固定網(wǎng)絡(luò)融合的理想方案和發(fā)展方向。

　　從架構(gòu)上看，IMS是與接入技術(shù)無(wú)關(guān)的網(wǎng)絡(luò)，不論用戶通過(guò)使用ADSL的計(jì)算機(jī)接入，還是使用WCDMA手機(jī)等無(wú)線方式接入，都可體驗(yàn)相同的業(yè)務(wù)。IMS網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)分為接入互聯(lián)層、會(huì)話控制層、和應(yīng)用層。接入互聯(lián)層完成的主要功能包括各類SIP終端SIP會(huì)話的發(fā)起終結(jié)；實(shí)現(xiàn)IP分組承載各種承載類型之間的轉(zhuǎn)換；根據(jù)業(yè)務(wù)部署和會(huì)話層的控制實(shí)現(xiàn)各種QoS策略；完成與傳統(tǒng)PSTN/PLMN間的互聯(lián)互通等功能。接入互聯(lián)層包括各類SIP終端、有線接入、無(wú)線接入、互聯(lián)互通網(wǎng)關(guān)等設(shè)備。

　　會(huì)話層完成基本會(huì)話的控制，完成用戶注冊(cè)、SIP會(huì)話路由控制，與應(yīng)用服務(wù)器交互執(zhí)行應(yīng)用業(yè)務(wù)中的會(huì)話、維護(hù)管理用戶數(shù)據(jù)、管理業(yè)務(wù)QoS策略等功能，與應(yīng)用層一起為所有用戶提供一致的業(yè)務(wù)環(huán)境。會(huì)話層包括CSCF（Call Server Control Function）、MRFC（Multimedia Resource Function Controller）、BGCF、IM－SSF等功能實(shí)體。其中CSCF包括P－CSCF（Proxy CSCF）、I－CSCF（Interrogating CSCF）、S－CSCF（Serving CSCF）等類型，在物理上可以是合一的，也可以分別設(shè)置。在實(shí)際組網(wǎng)時(shí)，其劃分和部署須綜合考慮對(duì)IMS業(yè)務(wù)接入方式、IMS接入點(diǎn)位置、CSCF的容量、能力及用戶業(yè)務(wù)量需求等因素，另外也與運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)拓?fù)潆[藏及互通需求有關(guān)。P－CSCF是UE接入IMS系統(tǒng)的入口，實(shí)現(xiàn)了在SIP協(xié)議中的Proxy和UserAgent功能。S－CSCF在IMS核心網(wǎng)中處于核心的控制地位，負(fù)責(zé)對(duì)UE的注冊(cè)鑒權(quán)和會(huì)話控制，執(zhí)行針對(duì)主叫端及被叫端IMS用戶的基本會(huì)話路由功能，并根據(jù)用戶簽約的IMS觸發(fā)規(guī)則，在條件滿足時(shí)進(jìn)行到AS（Application Server）的增值業(yè)務(wù)觸發(fā)及業(yè)務(wù)控制交互。I－CSCF在IMS核心網(wǎng)中起到關(guān)口節(jié)點(diǎn)的作用，提供本域用戶服務(wù)節(jié)點(diǎn)分配、路由查詢以及不同IMS域間拓?fù)潆[藏等功能。確定哪個(gè)S－CSCF為用戶提供服務(wù)就是由I－CSCF通過(guò)各種組合條件決定的。應(yīng)用層，向用戶提供業(yè)務(wù)邏輯，包括實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)的基本電話業(yè)務(wù)，如呼叫前轉(zhuǎn)、呼叫等待、會(huì)議等業(yè)務(wù)；IMS通過(guò)IM－SSF（IP Multimedia－ Services Switching Function）和傳統(tǒng)智能業(yè)務(wù)（CAMEL、INAP等）的互通，實(shí)現(xiàn)CS和PS已有的智能業(yè)務(wù)的繼承。IMS架構(gòu)除了可以實(shí)現(xiàn)CS、PS已有的業(yè)務(wù)外，IMS通過(guò)AS可以提供基于SIP的非傳統(tǒng)電信業(yè)務(wù)，如IM、PTT、Presence等。另外，IMS通過(guò)OSA－GW（Open Services Access－Gateway）提供簡(jiǎn)單API接口，以便第三方能夠通過(guò)這個(gè)接口安全地使用網(wǎng)絡(luò)資源和提供業(yè)務(wù)，實(shí)現(xiàn)豐富的娛樂、游戲業(yè)務(wù)。另外IMS充分考慮了實(shí)際運(yùn)營(yíng)的需求，在QoS、安全、計(jì)費(fèi)以及和其它網(wǎng)絡(luò)的互通方面都制訂了相關(guān)規(guī)范。

　　用IMS實(shí)現(xiàn)移動(dòng)網(wǎng)與固定網(wǎng)融合的優(yōu)勢(shì)

　　IMS基于SIP進(jìn)行業(yè)務(wù)處理

　　SIP（RFC3261）是IMS控制層的基本協(xié)議，是IETF制訂的多媒體通信系統(tǒng)框架協(xié)議之一，是用于建立、改變或結(jié)束多媒體會(huì)話的應(yīng)用層協(xié)議，與RTP/RTCP、SDP、RTSP、DNS等協(xié)議配合，共同完成IMS中的會(huì)話建立及媒體協(xié)商。一旦建立會(huì)話，媒體流將使用RTP協(xié)議在承載層中直接傳送，在一次會(huì)話中可以靈活地交互多種媒體。

　　采用SIP作為控制層協(xié)議的優(yōu)勢(shì)包括：

　�。�1）基于公開的Internet標(biāo)準(zhǔn)，在語(yǔ)音、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)結(jié)合和互通方面具有天然優(yōu)勢(shì)，能跨越媒體和設(shè)備實(shí)現(xiàn)呼叫控制，支持豐富的媒體格式，可動(dòng)態(tài)增/刪媒體流，容易實(shí)現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)間的互聯(lián)互通以及實(shí)現(xiàn)更加豐富的業(yè)務(wù)特性。

　　（2）支持智能向應(yīng)用和終端側(cè)發(fā)展，減輕網(wǎng)絡(luò)的負(fù)擔(dān)，業(yè)務(wù)提供和會(huì)話控制分層，業(yè)務(wù)和會(huì)話控制網(wǎng)絡(luò)的關(guān)聯(lián)減少，方便業(yè)務(wù)開展。

　�。�3）SIP支持應(yīng)用層移動(dòng)性功能，包括動(dòng)態(tài)注冊(cè)機(jī)制、位置管理機(jī)制、重定向機(jī)制等。

　　（4）SIP本身具有Presence/Fork/訂閱特性，便于擴(kuò)展新業(yè)務(wù)。

　�。�5）協(xié)議簡(jiǎn)單，具有公認(rèn)的擴(kuò)展?jié)摿Α�SIP將從根本上改變通信服務(wù)提供方式以及用戶的通信消費(fèi)習(xí)慣，集成視音頻電話、消息、WEB、電子郵件、同步瀏覽、會(huì)議等業(yè)務(wù)為一體的新的通信方式，將給電信業(yè)帶來(lái)創(chuàng)新，為移動(dòng)網(wǎng)與固定網(wǎng)的融合提供基礎(chǔ)。

　　開放的業(yè)務(wù)環(huán)境

　　從上面網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)可以看出，IMS提供了三種業(yè)務(wù)開放模式：SIPAS，IM－SSF以及OSASCS，通過(guò)iFC提供了統(tǒng)一的觸發(fā)控制。

　　通過(guò)OSA，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；OSA（Open Services Architecture）是3GPP制定的統(tǒng)一的業(yè)務(wù)開放模型，OSASCS（OSA Service Capability Servers）為第三方應(yīng)用服務(wù)提供開放的和安全的使用網(wǎng)絡(luò)資源的能力。提供網(wǎng)絡(luò)能力的標(biāo)準(zhǔn)接口，開放網(wǎng)絡(luò)能力，業(yè)務(wù)開發(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。為了給通信業(yè)務(wù)提供簡(jiǎn)單的API接口，Parlay論壇和3GPP以及ETSI組織緊密合作，已經(jīng)制定電信網(wǎng)Parlay API。SIP和Parlay API的互通是在OSA－GW（Open Services Access－Gateway）實(shí)現(xiàn)的。OSA－GW也是屬于IMS應(yīng)用層的一部分。OSA－GW允許Parlay應(yīng)用得到當(dāng)前狀態(tài)以及呼叫狀態(tài)信息，建立拆除呼叫，處理呼叫分支。Parlay應(yīng)用注冊(cè)到OSA－GW，接入使用網(wǎng)絡(luò)資源。

　　一致的歸屬業(yè)務(wù)提供能力

　　在CS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)用戶信令作出歸屬地控制，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)送回歸屬網(wǎng)。此外，采用集中式的HSS數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)用戶一致的注冊(cè)和業(yè)務(wù)觸發(fā)功能。

　　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)AS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。

　　IMS在移動(dòng)和固定網(wǎng)絡(luò)融合方面的研究進(jìn)展

　　在網(wǎng)絡(luò)融合的發(fā)展趨勢(shì)下，3GPP、ETSI和ITU－T都在研究基于IMS的網(wǎng)絡(luò)融合方案，多個(gè)國(guó)際組織都在對(duì)IMS實(shí)現(xiàn)移動(dòng)固定融合方面進(jìn)行研究。目的是使IMS成為基于SIP會(huì)話的通用平臺(tái)，同時(shí)支持移動(dòng)和固定的多種接入方式，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)和固定網(wǎng)絡(luò)的融合。

　　在3GPP，固網(wǎng)NGN接入IMS是當(dāng)前研究的一個(gè)熱點(diǎn)問(wèn)題。在3GPP協(xié)議中，目前IMS支持2G和3G的移動(dòng)接入方式，還不能支持固定接入方式。在互通方面，3GPP已經(jīng)制定了與PSTN、CS域以及其他IP多媒體系統(tǒng)的互通，網(wǎng)絡(luò)互通的框架結(jié)構(gòu)和與傳統(tǒng)電路交換網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議互通都已經(jīng)完成定義。

　　ETSITISPANNGN核心網(wǎng)中基于SIP的核心網(wǎng)將采用3GPP定義的IMS平臺(tái)，并盡可能重用IMS的相關(guān)規(guī)范，與3GPP協(xié)議相比，要求支持更多的接入方式，包括xDSL、WLAN、LAN等。

　　關(guān)于引入IMS的研究，ETSITISPAN與3GPP的合作比較緊密，并成立了聯(lián)合工作組研究NGN和IMS相關(guān)問(wèn)題。ITU－TFGNGN也在對(duì)IMS進(jìn)行研究，目前涉及到IMS在業(yè)務(wù)和網(wǎng)絡(luò)框架方面。

　　總之，基于IMS的移動(dòng)和固定網(wǎng)絡(luò)融合是可行的，是目前能夠普遍認(rèn)同的最佳解決方案。移動(dòng)固定融合技術(shù)的研究還在進(jìn)行中，距離可以部署的融合尚需時(shí)日，需要分步實(shí)施循序漸進(jìn)。首先實(shí)現(xiàn)互通，然后實(shí)現(xiàn)融合。