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近來IMS成為媒體關(guān)注的焦點(diǎn)，大有取代所有網(wǎng)絡(luò)的氣勢(shì)，多個(gè)國際標(biāo)準(zhǔn)組織也在加緊制定其標(biāo)準(zhǔn)。
目前電信運(yùn)營(yíng)商實(shí)施網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)型的目的是要簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、減少網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)成本，加速將新業(yè)務(wù)推向用戶的能力和速度，優(yōu)化運(yùn)營(yíng)商與用戶之間的關(guān)系。網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的發(fā)展凸顯融合、調(diào)整、變革的新趨勢(shì)，但運(yùn)營(yíng)商會(huì)根據(jù)自身的網(wǎng)絡(luò)情況采用成熟穩(wěn)健的策略。
一、IMS標(biāo)準(zhǔn)化概況
1.TISPAN
TISPAN是2003年9月由從事固定網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化的SPAN組織和進(jìn)行VoIP研究的TIPHON組織進(jìn)行了合并而成的，是ETSI旗下的從事NGN標(biāo)準(zhǔn)化研究的主要機(jī)構(gòu)。TISPAN分為八個(gè)工作組，包括業(yè)務(wù)、體系、協(xié)議、號(hào)碼與路由、服務(wù)質(zhì)量、測(cè)試、安全和網(wǎng)絡(luò)管理工作組。
TISPAN將他們的研究計(jì)劃分為階段完成，第一階段(Release1)主要研究能夠提供多媒體業(yè)務(wù)的NGN系統(tǒng)，并計(jì)劃于2005年中期完成Release1的研究。
目前，TISPAN定義的NGNRelease1業(yè)務(wù)能力要求能夠支持PSTNEmulation業(yè)務(wù)、PSTN Simuiation業(yè)務(wù)、多媒體業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)等業(yè)務(wù)能力。TISPAN定義的NGN體系結(jié)構(gòu)包括PSTN仿真子系統(tǒng)(PSTN Emulation)、IP多媒體(IMS)、流媒體和其他業(yè)務(wù)等四個(gè)業(yè)務(wù)子系統(tǒng)，以及網(wǎng)絡(luò)附著(NASS)和資源控制與接納(RACS)子系統(tǒng)。Release 1將對(duì)PSTN仿真子系統(tǒng)(PSTN Emulation)、IP多媒體業(yè)務(wù)系統(tǒng)以及NASS、RACS接入子系統(tǒng)進(jìn)行規(guī)范和研究。
IP多媒體子系統(tǒng)主要使用3GPP的IMS的核心網(wǎng)絡(luò)作為核心控制系統(tǒng)，并在3GPP規(guī)范的基礎(chǔ)上對(duì)IMS系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)展以支持xDSL等固定接入方式。由于有線和無線網(wǎng)絡(luò)在網(wǎng)絡(luò)帶寬、終端鑒權(quán)、位置信息和資源管理等多方面存在差異，TISPAN將在這些方面加以擴(kuò)展，實(shí)現(xiàn)固定接入。對(duì)于IP多媒體子系統(tǒng)的另一個(gè)研究重點(diǎn)在于完善IMS子系統(tǒng)與PSTN仿真子系統(tǒng)、RACS子系統(tǒng)和NASS子系統(tǒng)的互通。
對(duì)于PSTN仿真子系統(tǒng)的定義目前還存在較大的分歧，一種意見是使用軟交換作為PSTN仿真子系統(tǒng)的核心結(jié)構(gòu)，軟交換與IMS并存;另一種意見是使用IMS作為PSTN仿真子系統(tǒng)的核心結(jié)構(gòu)，采用統(tǒng)一的核心網(wǎng)絡(luò)來提供業(yè)務(wù)。由于目前對(duì)于這兩種方式還沒有達(dá)成一致的意見，TISPAN也只對(duì)外部接口以及與RACS等其子系統(tǒng)的互通進(jìn)行了定義，并沒有對(duì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)做詳細(xì)的定義。
NASS子系統(tǒng)的主要功能是提供用戶和終端的IP地址分配、用戶的認(rèn)證和鑒權(quán)、根據(jù)用戶屬性進(jìn)行接入網(wǎng)資源配置、用戶位置管理等功能。目前，TISPAN重點(diǎn)研究NASS的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與接口、外部接口以及與業(yè)務(wù)系統(tǒng)和RACS系統(tǒng)的互通。NASS子系統(tǒng)的引入使固定終端具有游牧特性成為可能。
RACS子系統(tǒng)主要提供接納控制、資源預(yù)留、策略控制(QoS控制)和關(guān)口控制(NAT轉(zhuǎn)換控制)功能。RACS的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和接口是目前研究的熱點(diǎn)。TISPAN將3GPP定義的Gq接口的功能進(jìn)行擴(kuò)展并定義成Gq’接口。目前，Gq’接口到底采用什么協(xié)議還沒有定論，H.248、RADIUS、DI-AMTER或重新定義新的協(xié)議都有可能。
[table]
R5 | R6 | R7正在制定的內(nèi)容 |
2002年6月凍結(jié)； | 2004年12月凍結(jié)； | 群呼； |
從目前的情況來看，TISPAN的標(biāo)準(zhǔn)推進(jìn)速度較快，也具有可操作性。并且TISPAN和3GPP的合作較為緊密，TISPAN主要在3GPP規(guī)范的基礎(chǔ)上加以擴(kuò)展來實(shí)現(xiàn)固定的特性，并爭(zhēng)取與3GPP盡量保持一致。
2.3GPP
IMS作為3GPP在R5版本中提出的IP多媒體架構(gòu)，到目前為止有R5、R6和R7三個(gè)版本。R5提出了全I(xiàn)P的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，采用SIP協(xié)議進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)性管理、多媒體會(huì)話信令和載體業(yè)務(wù)傳輸，實(shí)現(xiàn)端到端的IP業(yè)務(wù)。R6版本，在網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)方面已沒有太大的變更，主要是更改計(jì)費(fèi)架構(gòu)，支持WLAN接入等。正在制定的R7版本，支持xDSL/Cable接入和CSI等功能。R5、R6和R7標(biāo)準(zhǔn)的大致內(nèi)容如表1所示：
從協(xié)議的成熟度分析，IMS在移動(dòng)網(wǎng)內(nèi)已經(jīng)能夠達(dá)到商用標(biāo)準(zhǔn)。由于移動(dòng)的接入網(wǎng)已經(jīng)具備了NASS和RACS子系統(tǒng)的大部分功能，通過設(shè)備提供商提供的信息判斷，在近1～2年內(nèi)，IMS在移動(dòng)網(wǎng)可以商用。
3GPPR6版本在R5提出IMS的基礎(chǔ)上，主要研究策略控制(Gq接口)、WLAN接入、IMS到CS域的互通、IMS到PS域的互通、Presence等新業(yè)務(wù)，并在IETF SIP協(xié)議的基礎(chǔ)上對(duì)協(xié)議進(jìn)行了擴(kuò)展。3GPP在R7版本主要考慮支持通過CS域承載IMS話音、通過PS域提供緊急服務(wù)、提供基于WLAN的IMS話音與GSM網(wǎng)絡(luò)的電路域的互通、提供xDSL和CableModem等固定接入方式。
3GPP對(duì)于固定和移動(dòng)的融合將與TISPAN合作，共同推進(jìn)研究工作。
3GPP定義的IMS是用來將移動(dòng)語音服務(wù)進(jìn)入多媒體領(lǐng)域而設(shè)計(jì)的。它容許建立為兩個(gè)或兩個(gè)以上單位或用戶的以及一個(gè)或多個(gè)媒體的會(huì)晤鏈接。IMS可以支持很多服務(wù)，特別是支持各種接入方面有明顯的長(zhǎng)處。但限于它是專為移動(dòng)語音服務(wù)制定的，因此不能支持NGN的所有服務(wù)，比如說，廣播和流媒體服務(wù)等。因此，有必要對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)以適應(yīng)NGN的需要。為了加快IMS應(yīng)用于NGN的研究，并且保持與3GPP和TISPAN定義的IMS的一致性，F(xiàn)GNGN成立了IMSforNextGeneration Networks(IFN)的研究專題。但是IMS并不是NGN網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的唯一的基礎(chǔ)技術(shù)，而是作為一種選擇方案，2005年6月中國電信提交的文稿《基于Call Server的PSTN Emulation》就體現(xiàn)出軟交換也是實(shí)現(xiàn)NGN的一種基本網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。
由于IMS不能完全滿足NGN在固網(wǎng)中的應(yīng)用，因此為了支持多種接入方式(比如xDSL和WLAN)接入IMS，3GPPR7和FGNGN對(duì)IMS的架構(gòu)進(jìn)行了如下擴(kuò)展：對(duì)接入網(wǎng)的控制，如QoS、接入許可和鑒權(quán)等;對(duì)核心傳輸網(wǎng)的資源進(jìn)行控制;與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)和其它網(wǎng)絡(luò)的互通;減少業(yè)務(wù)與會(huì)話控制層和傳輸層的耦合性;與接入無關(guān)會(huì)話和業(yè)務(wù)層。
有關(guān)IMS在固網(wǎng)應(yīng)用的要求還在討論當(dāng)中。
3.FGNGN
FGNGN正在負(fù)責(zé)制定NGN的功能架構(gòu)，目的是為了制定一個(gè)普遍適用的下一代網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。根據(jù)Y.2001的定義，NGN是基于多種寬帶接入、有QoS傳輸技術(shù)保障的、提供業(yè)務(wù)與傳輸網(wǎng)絡(luò)無關(guān)的分組網(wǎng)絡(luò);用戶可以無限制的接入多種通信業(yè)務(wù);NGN提供無限制的移動(dòng)性，為用戶提供統(tǒng)一的、無處不在的服務(wù)。FGNGN定義的NGN架構(gòu)考慮了從PSTN/ISDN、xDSL、IP、移動(dòng)網(wǎng)和Internet等多種網(wǎng)絡(luò)向下一代網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的通用的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，并且側(cè)重于網(wǎng)絡(luò)融合的研究。
2004年6月ITU-TFGNGN的第一次會(huì)議上已經(jīng)確定了將IMS作為NGN核心網(wǎng)基于SIP會(huì)話的子系統(tǒng)的基本架構(gòu)，這標(biāo)志ITU正式開始了對(duì)IMS的研究。與此同時(shí)，3GPP和TISPAN也都在進(jìn)行這方面的研究，這兩個(gè)組織也是ITU-TFGNGN的供稿方，通過提案和互致聯(lián)絡(luò)函的方式達(dá)到溝通，避免重復(fù)研究。在NGN的框架中，終端和接入網(wǎng)絡(luò)是各種各樣的，而基于SIP會(huì)話的核心網(wǎng)絡(luò)只有一個(gè)IMS，它同時(shí)為固定和移動(dòng)終端提供服務(wù)。這就需要IMS網(wǎng)絡(luò)從網(wǎng)元功能、接口協(xié)議、QoS和安全、計(jì)費(fèi)等方面全面支持固定的接入方式。
4.在話音網(wǎng)仿真方面軟交換和IMS的爭(zhēng)論
2005年6月國際電聯(lián)在北京召開了FGNGN的第7次會(huì)議，會(huì)議在開展基于軟交換的標(biāo)準(zhǔn)研究方面展開了激烈的討論，中國通信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)就有關(guān)開展基于軟交換標(biāo)準(zhǔn)的研究專門給FGNGN提出了聯(lián)絡(luò)聲明，中國電信提交了8篇有關(guān)基于軟交換研究的文稿。會(huì)議就軟交換的研究爭(zhēng)論熱烈，會(huì)上主要存在3個(gè)爭(zhēng)論點(diǎn)。第一個(gè)爭(zhēng)論點(diǎn)是課題的研究范圍。大會(huì)通過激烈的討論，最后決定對(duì)文稿的研究范圍進(jìn)行修訂，即研究PSTN/ISDN仿真的體系架構(gòu)。第二個(gè)爭(zhēng)論點(diǎn)是PSTN/ISDN仿真子系統(tǒng)的架構(gòu)是否應(yīng)該是NGN體系架構(gòu)的子集，而不能增加新的功能實(shí)體。會(huì)上通過充分的討論，一致認(rèn)為NGN功能架構(gòu)是總體架構(gòu)，如果是通用的功能實(shí)體應(yīng)該在NGN體系架構(gòu)中增加，如果僅僅是針對(duì)PSTN/ISDN仿真的體系結(jié)構(gòu)也可以只在PSTN/ISDN仿真的體系結(jié)構(gòu)中定義，并建議下一次會(huì)議對(duì)這兩個(gè)功能實(shí)體進(jìn)行詳細(xì)論證。第三個(gè)爭(zhēng)論點(diǎn)是基于軟交換的PSTN/ISDNe仿真子系統(tǒng)屬不屬于需要重新開展的研究?jī)?nèi)容。通過大家的充分討論，一致認(rèn)為PSTN/ISDN仿真子系統(tǒng)屬于NGNRelease1的內(nèi)容，應(yīng)該不屬于新的研究?jī)?nèi)容，因此同意開展PSTN/ISDN仿真子系統(tǒng)的研究工作。
根據(jù)目前FGNGN研究的NGN的體系架構(gòu)，已經(jīng)明確PSTN/ISDN仿真作為四個(gè)業(yè)務(wù)子系統(tǒng)之一。因此中國電信建議應(yīng)該研究PSTN/ISDN仿真的體系結(jié)構(gòu)來解決運(yùn)營(yíng)商面臨的網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)問題。目前實(shí)現(xiàn)PSTN/ISDN仿真有兩種方式，一種是用IMS實(shí)現(xiàn)PSTN/ISDN仿真，一種是用軟交換來實(shí)現(xiàn)PSTN/ISDN仿真。但是由于IMS實(shí)現(xiàn)PSTN/ISDN仿真的演進(jìn)方式還不成熟，而軟交換已經(jīng)比較成熟，目前運(yùn)營(yíng)商面臨的網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)問題可通過軟交換的方式來解決。
二、軟交換技術(shù)的應(yīng)用
軟交換技術(shù)是NGN所包含的技術(shù)之一。是近年發(fā)展起來的一種新的呼叫控制技術(shù)，它具有分層的體系架構(gòu)、基于分組傳輸、能夠提供多種接入方式等特點(diǎn)，并能綜合提供語音、數(shù)據(jù)、多媒體業(yè)務(wù)。近三年來的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)、特別是近一年來的規(guī)模試商用結(jié)果證明，軟交換體系在技術(shù)上已經(jīng)基本成熟，經(jīng)濟(jì)分析可行，軟交換技術(shù)正在逐步從試驗(yàn)階段走向商用階段。
軟交換系統(tǒng)由多種設(shè)備組成，主要包括軟交換設(shè)備、中繼網(wǎng)關(guān)、信令網(wǎng)關(guān)、接入網(wǎng)關(guān)、媒體服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器等網(wǎng)絡(luò)側(cè)設(shè)備以及IAD、SIP終端等終端側(cè)設(shè)備。主流廠家的軟交換系統(tǒng)在國內(nèi)外已有商用實(shí)例，主要應(yīng)用集中在利用軟交換提供長(zhǎng)途匯接和本地用戶接入業(yè)務(wù)，以及為企業(yè)用戶提供綜合通信解決方案。
軟交換技術(shù)從1997年開始發(fā)展，正在逐步從試驗(yàn)階段走向商用階段，并在國內(nèi)外得到應(yīng)用�？傮w上看，美國的運(yùn)營(yíng)商要領(lǐng)先于歐洲，新興運(yùn)營(yíng)商要積極于傳統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商。中國通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)網(wǎng)絡(luò)與交換技術(shù)委員會(huì)從2001年起開始制定軟交換系統(tǒng)相關(guān)規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)，主要包括設(shè)備規(guī)范、協(xié)議規(guī)范、接口規(guī)范和業(yè)務(wù)相關(guān)規(guī)范等，共完成相關(guān)規(guī)范59個(gè)。
軟交換業(yè)務(wù)提供方式有三種：由軟交換設(shè)備提供PSTN基本業(yè)務(wù)及補(bǔ)充業(yè)務(wù);采用SIP應(yīng)用服務(wù)器或Parlay應(yīng)用服務(wù)器來提供運(yùn)營(yíng)商自營(yíng)的新型業(yè)務(wù);利用PARLAY應(yīng)用服務(wù)器通過第三方提供業(yè)務(wù)，此種方式仍處于探索階段，應(yīng)進(jìn)一步深入研究和實(shí)踐。
電話網(wǎng)是中國電信的最大網(wǎng)絡(luò)之一，而網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)是一個(gè)長(zhǎng)期過程，因此電路交換向NGN演進(jìn)的過程中應(yīng)注重網(wǎng)絡(luò)的銜接性、業(yè)務(wù)的連續(xù)性以及網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)管理的穩(wěn)妥性，實(shí)踐證明軟交換已經(jīng)具備替代電路交換設(shè)備的能力，靈活提供業(yè)務(wù)的能力也已經(jīng)得到驗(yàn)證，同時(shí)軟交換符合電路交換向分組交換轉(zhuǎn)型的總體發(fā)展趨勢(shì)，在話音網(wǎng)絡(luò)引入軟交換技術(shù)應(yīng)認(rèn)真研究引入的策略，組網(wǎng)架構(gòu)和不同廠家業(yè)務(wù)平臺(tái)的互通。電話網(wǎng)向下一代網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)過程中，軟交換是一個(gè)不可逾越的階段。
采用軟交換技術(shù)實(shí)現(xiàn)電話網(wǎng)的演進(jìn)，使電話網(wǎng)向分組化、寬帶化、智能化的方面發(fā)展，將大大提升電話網(wǎng)的業(yè)務(wù)能力，符合網(wǎng)絡(luò)的未來發(fā)展趨勢(shì)。
軟交換是電話網(wǎng)演進(jìn)不可逾越的發(fā)展階段。近期軟交換網(wǎng)絡(luò)，應(yīng)能夠接入窄帶用戶，解決現(xiàn)有電路交換網(wǎng)的整體轉(zhuǎn)型問題;并積極拓展寬帶用戶，搶占大客戶和寬帶用戶市場(chǎng)。軟交換系統(tǒng)應(yīng)支持獨(dú)立用戶數(shù)據(jù)庫，支持寬帶用戶向IMS遷移的能力。
中國的軟交換實(shí)踐與國外不同，軟交換功能既具備窄代的功能也同時(shí)具備寬帶的功能，可以說中國的軟交換已經(jīng)部分地實(shí)現(xiàn)了IMS功能，但還沒有實(shí)現(xiàn)移動(dòng)性管理的功能和HSS功能。隨著標(biāo)準(zhǔn)的成熟性，特別是IMS在固網(wǎng)應(yīng)用的成熟性的進(jìn)程，寬帶用戶數(shù)量的增多和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，逐步將寬帶用戶從軟交換網(wǎng)絡(luò)中分離，構(gòu)建獨(dú)立的IMS網(wǎng)絡(luò)。
三、IMS應(yīng)用在固網(wǎng)NGN面臨的主要問題
IMS與軟交換網(wǎng)絡(luò)的關(guān)系是困擾融合的主要方面。由于標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)備的成熟度不同，網(wǎng)絡(luò)的部署時(shí)間也不同，如何減少IMS對(duì)于軟交換網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)的影響，簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和投資是目前亟待解決的問題。
3GPP組織擴(kuò)展和修改了IETF定義的SIP協(xié)議，根據(jù)移動(dòng)網(wǎng)的特點(diǎn)加強(qiáng)了用戶接入安全控制SIP包中攜帶的某些參數(shù)也與固網(wǎng)的SIP協(xié)議略有不同，因此IMS設(shè)備需要支持IETF SIP協(xié)議才能支持固網(wǎng)寬帶用戶的接入。為了使固網(wǎng)用戶體驗(yàn)到與傳統(tǒng)電話相同的功能，IMS域需要通過應(yīng)用服務(wù)器模擬PSTN的基本和補(bǔ)充業(yè)務(wù)，由于PSTN在長(zhǎng)期的發(fā)展過程中積累了種類繁多的業(yè)務(wù)，目前尚無應(yīng)用服務(wù)器廠商宣稱能夠支持所用傳統(tǒng)業(yè)務(wù)。產(chǎn)生上述問題的原因一是3GPP在制定IMS的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，沒有考慮在固網(wǎng)的應(yīng)用，并且ITU和TISPAN的NGN標(biāo)準(zhǔn)制定剛剛起步，還沒有詳細(xì)的協(xié)議可參考;二是運(yùn)營(yíng)商對(duì)固定和移動(dòng)融合的需求還不明確，因此設(shè)備提供商對(duì)IMS支持固網(wǎng)接入的研發(fā)投入不大。隨著NGN標(biāo)準(zhǔn)的成熟，以上問題可以在一到兩年內(nèi)解決。
比較固定接入網(wǎng)和移動(dòng)接入網(wǎng)的特點(diǎn)會(huì)發(fā)現(xiàn)，移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)于接入網(wǎng)的控制機(jī)制非常完備，用戶的鑒權(quán)、資源分配、接入網(wǎng)定位、計(jì)費(fèi)采集點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)監(jiān)控等方面都遠(yuǎn)比固定接入網(wǎng)復(fù)雜。3GPPR6中已經(jīng)定義WLAN接入IMS域，在R7中將支持ADSL接入，但是只規(guī)定了功能框架，對(duì)于QoS、移動(dòng)性和計(jì)費(fèi)等功能的支持需要進(jìn)一步定義。TISPAN和FGNGN在R1中定義了RACS和NASS的內(nèi)部功能模塊，詳細(xì)的功能和流程將在后續(xù)版本中規(guī)定。IMS的與傳輸、接入網(wǎng)絡(luò)無關(guān)性、移動(dòng)性管理和QoS控制等功能都是體現(xiàn)在對(duì)接入網(wǎng)的控制，因此在固網(wǎng)制定NASS和RACS子系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)和替換、升級(jí)原有的接入網(wǎng)控制設(shè)備和終端將是一項(xiàng)長(zhǎng)期的工程。
