IMS在全業務運營下的網絡建設研究

摘要；隨著3G的商用、全業務運營以及物聯網的發展，對于核心網的要求也逐漸提高，移動核心網不僅要滿足大容量、組網簡單的要求，更要提供各種豐富的業務，而目前的網絡顯然不能滿足這種需求。因此，引入IMS無疑是今后固網、移動網絡融合核心網的必然選擇。本文針對上述問題，提出了IMS在全業務運營下的建設策略及建設方案，以實現核心網對全業務運營的有力支撐。

關鍵詞：IMS

1 IMS將成為下一代網絡核心

IMS，全稱為IP多媒體子系統（IP Multimedia Subsystem），最初是由3GPP在Release 5標準中提出的基于SIP會話控制的網絡體系架構，目的是滿足移動多媒體業務的需求，從而豐富移動網的業務種類，加快業務提供過程。IMS具有分布式、與接入無關以及開放業務接口等特點，經過R5、R6和R7不斷發展，已經成為業界矚目的體系架構，被ITU-T、TISPAN（電信和互聯網融合業務及高級網絡協議，ETSI從事下一代網絡研究的標準化組織）等標準化組織廣泛采用，成為下一代網絡（NGN）的核心技術。

2 IMS在全業務下的網絡架構

結合移動網與固定網的特點，我們給出基于IMS的全業務下一代網絡架構，如圖1所示：

2.1 接入網 接入層包括各種終端（如移動SIP終端、PDA、PC、機頂盒等）和IP接入網。IP接入網分為移動接入（GPRS）、無線寬帶接入（如WiFi、WiMAX）和固定接入（如DSL）。3G通過SGSN和GGSN接入IMS網絡，DSL通過DSLAM和寬帶接入服務器（BRAS）接入IMS網絡。基于WiFi的IP接入通過無線接入通路WAG和分組數據通路（PDG）接入IMS網絡。SBC（軟交換邊界控制器）充當網絡附著子系統（NASS）與資源接納控制子系統（RACS）完成接入控制。

2.2 會話控制層 無論用戶通過何種方式接入（固定智能終端與移動智能終端分別通過各自的P-CSCF接入），由統一的S-CSCF負責鑒權，執行會話控制業務并維護每一個會話的狀態。歸屬業務提供能力支持用戶移動性，用戶無論漫游到任何地方，信令消息都會路由到歸屬域。AGCF功能負責傳統終端的接入控制，實現PSTN/ISDN演進功能。BGCF、MGCF與SGF等用于和PSTN或PLMNCS域的互通。BGCF完成到PSTN的路由功能、MGCF完成SIP和H.248的互通，并通過H.248對媒體網關IM-MGW實現控制。媒體資源功能提供語音和視頻會議的必要支持，包括控制部分和用戶平面的處理部分（如音頻/視頻流的混合）。IMS與其他IP網絡之間的互通由IBCF/IWF以及IBGF實現。

2.3 統一的用戶數據 該融合網絡架構中業務共享一個數據庫。統一的用戶數據是網絡融合的基礎。用戶數據系統包括GUP（通用用戶屬性）、HLR/鑒權中心（HSS）和用戶定位功能。

2.4 統一的業務與應用平臺 統一的業務平臺和應用平臺使得所有的應用層資源得以在所有業務之間共享。如用戶業務數據、在線狀態、位置信息、好友列表等。IMS通過多媒體業務交換功能IMSSF和傳統智能業務（移動網絡增強型邏輯的客戶化應用（CAMEL）、智能網應用協議（INAP）等）互通，實現CS域和PS域已有智能業務的繼承。IMS通過Parlay網關提供標準開放的API，以便第三方能夠通過這個接口安全使用網絡資源和業務提供能力，實現豐富的娛樂、游戲等業務。

3 基于IMS的全業務NGN所提供的業務

網絡融合的最終目的是為了今后業務的融合，這種基于IMS的全業務NGN可以提供融合的業務，實現廣義的移動性，即用戶無論在何處，何種網絡下都可以使用相同的業務。

3.1 能力集的提出以及基于能力集的業務開發 為了支持多業務，允許靈活的業務設計、創建與開發，以及第三方的介入，能力的概念作為全業務NGN的業務特征被提出來，全業務NGN應該能支持一套標準的能力集。表現網絡能力的業務能力特征集（SCFs）通過業務能力特征服務器（SCS）對外提供OSA的開放接口，業務開發者通過業務開發工具組合不同的SCF，實現新的業務。ITU-T將下一代網絡應支持的能力分為兩組：一種是基本能力，另一種是業務支持能力。基本能力主要與傳送層有關，主要包括網絡管理，路由，網絡認證與鑒權，媒體資源管理以及優先級管理等。而業務支持能力集則主要與業務層有關，能夠直接被NGN應用所調用，主要包括Presence（呈現）、GroupManagement（群組管理）、MessageHandling（消息處理）、Broadcast/Multicast（廣播/多點傳送）、Push、SessionHandling（會話處理）和DeviceManagement（設備管理）等業務能力。第三方業務提供者可以利用這些能力來建立多種業務，如建立一個多媒體會議業務，需要包含呈現，組管理，消息處理，廣播，會話處理能力。呈現能力用于確定其他會議成員的地址與狀態，消息處理能力用于基于消息的通信，廣播用戶在多個用戶中發送信息，會話處理用戶管理會議的會話與成員的加入與離開。

3.2 ParlayAPI——最有前途的OSA實現 OSA是統一的業務開放模型，通過OSA，可以開放網絡能力，允許第三方提供業務。ParlayAPI是眾多OSA架構的一種，由Parlay組織制定，目前已被大多數工業組織所采用，將成為下一代網絡開放的標準接口。Parlay的目的是通過提供一套API應用安全地訪問網絡能力提供支持。Parlay的體系結構分為三部分：由業務提供商提供的應用服務器、由網絡運營商提供的業務能力服務器及框架部分。應用服務器：即Parlay的客戶端，可由網絡運營者或第三方在此開發業務的應用程序。應用可以由用戶終端執行，或在核心網絡之外的應用服務器上執行。業務能力服務器（SCS）：即Parlay的服務器端，也稱Parlay網關，它將ParlayAPI映射到下層通信協議，由此對應用服務器屏蔽下層復雜的網絡通信協議?？蚣埽簽闃I務層提供基本運作機制，使承載網絡的業務能力可以安全地被業務應用程序利用，框架部分典型的運作機制為鑒權和發現機制。

3.3 全業務下的網絡所提供的業務 全業務下網絡應該能夠提供如下的業務：①多媒體業務：典型的多媒體業務包括：實時語音業務；消息類業務，如即時通信、短消息、多媒體消息等；PUSHTOTALK業務；點對點的交互型多媒體業務；內容提供業務；基于PUSH的業務；廣播/多播業務；信息類業務；基于位置的業務；呈現和通知業務。②PSTN/ISDN仿真業務：此類業務主要是為了支持NGN網絡對PSTN/ISDN網絡的替代，向連接到NGN網絡的傳統PSTN/ISDN終端提供原有的業務。③PSTN/ISDN演進業務：此類業務是向NGN終端提供類似于PSTN/ISDN的業務，包括PSTN/ISDN的基本業務和補充業務，但不一定是全部，同時也包含基于SIP的業務。④Internet接入業務：能夠向NGN用戶提供到公共Internet的接入，使用戶能夠享受到Internet端到端的服務，且對于NGN網絡來講是透明的。⑤其他業務：還有一些業務是由NGN網絡提供的基于分組網絡的多種數據業務，例如：虛擬專網業務；數據提取業務；數據通信業務；在線應用；傳感器網絡業務；遠端控制業務；設備管理業務。⑥公共業務：這里所說的公共業務主要是指從政府的角度需要提供的業務，主要包含以下幾種：合法監聽業務；惡意呼叫追查業務；用戶標識呈現和保密業務；緊急通信業務（包括個人到官方的通信（119）、官方到官方的通信（災難恢復等）、官方到個人（災難通知）；對殘疾用戶的支持；能夠選擇業務提供者；號碼攜帶。

4 結論

固定和移動融合而帶來的基于IMS的全業務下一代網絡既代表了未來的發展方向，也有重大的現實意義?；贗MS的全業務NGN體系架構為人們勾畫出了固定和移動融合的美好前景，必將成為通信行業未來追逐的重要目標。