IMS實現(xiàn)移動和固定網(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)無關(guān)。是業(yè)界普遍認同的解決移動和固定網(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)無關(guān)的網(wǎng)絡(luò)，不論用戶通過使用ADSL的計算機接入，還是使用WCDMA手機等無線方式接入，都可體驗相同的業(yè)務(wù)。IMS網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)分為接入互聯(lián)層、會話控制層、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會話的發(fā)起終結(jié)；實現(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)部署和會話層的控制實現(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、無線接入、互聯(lián)互通網(wǎng)關(guān)等設(shè)備。

　　會話層完成基本會話的控制，完成用戶注冊、SIP會話路由控制，與應(yīng)用服務(wù)器交互執(zhí)行應(yīng)用業(yè)務(wù)中的會話、維護管理用戶數(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。會話層包括CSCF（Call Server Control Function）、MRFC（Multimedia Resource Function Controller）、BGCF、IM－SSF等功能實體。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。在實際組網(wǎng)時，其劃分和部署須綜合考慮對IMS業(yè)務(wù)接入方式、IMS接入點位置、CSCF的容量、能力及用戶業(yè)務(wù)量需求等因素，另外也與運營商網(wǎng)絡(luò)拓撲隱藏及互通需求有關(guān)。P－CSCF是UE接入IMS系統(tǒng)的入口，實現(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，負責對UE的注冊鑒權(quán)和會話控制，執(zhí)行針對主叫端及被叫端IMS用戶的基本會話路由功能，并根據(jù)用戶簽約的IMS觸發(fā)規(guī)則，在條件滿足時進行到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)點的作用，提供本域用戶服務(wù)節(jié)點分配、路由查詢以及不同IMS域間拓撲隱藏等功能。確定哪個S－CSCF為用戶提供服務(wù)就是由I－CSCF通過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、會議等業(yè)務(wù)；IMS通過IM－SSF（IP Multimedia－ Services Switching Function）和傳統(tǒng)智能業(yè)務(wù)（CAMEL、INAP等）的互通，實現(xiàn)CS和PS已有的智能業(yè)務(wù)的繼承。IMS架構(gòu)除了可以實現(xiàn)CS、PS已有的業(yè)務(wù)外，IMS通過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OSA－GW（Open Services Access－Gateway）提供簡單API接口，以便第三方能夠通過這個接口安全地使用網(wǎng)絡(luò)資源和提供業(yè)務(wù)，實現(xiàn)豐富的娛樂、游戲業(yè)務(wù)。另外IMS充分考慮了實際運營的需求，在QoS、安全、計費以及和其它網(wǎng)絡(luò)的互通方面都制訂了相關(guān)規(guī)范。

　　用IMS實現(xiàn)移動網(wǎng)與固定網(wǎng)融合的優(yōu)勢

　　IMS基于SIP進行業(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中的會話建立及媒體協(xié)商。一旦建立會話，媒體流將使用RTP協(xié)議在承載層中直接傳送，在一次會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)勢包括：

　�。�1）基于公開的Internet標準，在語音、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)結(jié)合和互通方面具有天然優(yōu)勢，能跨越媒體和設(shè)備實現(xiàn)呼叫控制，支持豐富的媒體格式，可動態(tài)增/刪媒體流，容易實現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)間的互聯(lián)互通以及實現(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)的負擔，業(yè)務(wù)提供和會話控制分層，業(yè)務(wù)和會話控制網(wǎng)絡(luò)的關(guān)聯(lián)減少，方便業(yè)務(wù)開展。

　�。�3）SIP支持應(yīng)用層移動性功能，包括動態(tài)注冊機制、位置管理機制、重定向機制等。

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

　�。�5）協(xié)議簡單，具有公認的擴展?jié)摿�。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習慣，集成視音頻電話、消息、WEB、電子郵件、同步瀏覽、會議等業(yè)務(wù)為一體的新的通信方式，將給電信業(yè)帶來創(chuàng)新，為移動網(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iFC提供了統(tǒng)一的觸發(fā)控制。

　　通過OSA，IMS的業(yè)務(wù)除由運營商自己提供以外，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)能力的標準接口，開放網(wǎng)絡(luò)能力，業(yè)務(wù)開發(fā)基于API而不是直接面對復雜的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，屏蔽了網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的復雜性。為了給通信業(yè)務(wù)提供簡單的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來對用戶信令作出歸屬地控制，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)送回歸屬網(wǎng)。此外，采用集中式的HSS數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)用戶一致的注冊和業(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(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在移動和固定網(wǎng)絡(luò)融合方面的研究進展

　　在網(wǎng)絡(luò)融合的發(fā)展趨勢下，3GPP、ETSI和ITU－T都在研究基于IMS的網(wǎng)絡(luò)融合方案，多個國際組織都在對IMS實現(xiàn)移動固定融合方面進行研究。目的是使IMS成為基于SIP會話的通用平臺，同時支持移動和固定的多種接入方式，實現(xiàn)移動和固定網(wǎng)絡(luò)的融合。

　　在3GPP，固網(wǎng)NGN接入IMS是當前研究的一個熱點問題。在3GPP協(xié)議中，目前IMS支持2G和3G的移動接入方式，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，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)問題。ITU－TFGNGN也在對IMS進行研究，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的移動和固定網(wǎng)絡(luò)融合是可行的，是目前能夠普遍認同的最佳解決方案。移動固定融合技術(shù)的研究還在進行中，距離可以部署的融合尚需時日，需要分步實施循序漸進。首先實現(xiàn)互通，然后實現(xiàn)融合。