基于IMS技術(shù)的下一代網(wǎng)絡(luò)及其發(fā)展前景展望

【摘要】3GPP在Release5版本中首次提出的支持IP多媒體業(yè)務(wù)的子系統(tǒng)（IPMultimediaSubsystem，IMS）技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，將蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)技術(shù)和Internet技術(shù)有機(jī)地結(jié)合了起來(lái)。可以滿(mǎn)足用戶(hù)通過(guò)手機(jī)終端不受接入線路的限制，可以在任何地點(diǎn)、任何狀態(tài)下自由使用Internet技術(shù)給用戶(hù)提供各種方便而靈活地信息服務(wù)。IMS自提出以來(lái)，由于其與接入無(wú)關(guān)、統(tǒng)一的會(huì)話(huà)控制和用戶(hù)數(shù)據(jù)、開(kāi)放和統(tǒng)一的應(yīng)用平臺(tái)等技術(shù)特性，為未來(lái)的手機(jī)多媒體應(yīng)用提供了一個(gè)通用的業(yè)務(wù)平臺(tái)，是業(yè)界普遍認(rèn)同的下一代網(wǎng)的理想方案和發(fā)展方向。

【關(guān)鍵詞】IMS技術(shù)下一代網(wǎng)發(fā)展前景

1IMS概念

IP多媒體子系統(tǒng)（IMS，IPMultimediaSubsystem）最初是由3GPP在Release5標(biāo)準(zhǔn)中提出的基于SIP會(huì)話(huà)控制的網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)，目的是滿(mǎn)足用戶(hù)對(duì)移動(dòng)多媒體業(yè)務(wù)的需求，從而豐富移動(dòng)網(wǎng)的業(yè)務(wù)種類(lèi)，加快業(yè)務(wù)提供過(guò)程。IMS的出現(xiàn)不僅能帶來(lái)豐富的移動(dòng)多媒體業(yè)務(wù)，而且將會(huì)使移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和應(yīng)用模式發(fā)生前所未有的改變，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)將會(huì)成為未來(lái)通信世界的發(fā)展趨勢(shì)。

2IMS的技術(shù)特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)

1.接入的無(wú)關(guān)性

IMS從理論上可以實(shí)現(xiàn)不論用戶(hù)使用什么設(shè)備、在任何地方接入IMS網(wǎng)絡(luò)，都可以使用歸屬地的業(yè)務(wù)。

2.統(tǒng)一的用戶(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)

在IMS中使用統(tǒng)一的用戶(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)HSS，將包括用戶(hù)數(shù)據(jù)在內(nèi)的各種數(shù)據(jù)從設(shè)備中分離，并集中存放。其中既可以存儲(chǔ)移動(dòng)IMS用戶(hù)的數(shù)據(jù)，也可以存儲(chǔ)固定IMS用戶(hù)的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)庫(kù)本身不再區(qū)分固定用戶(hù)和移動(dòng)用戶(hù)。

3.業(yè)務(wù)與控制分離

雖然軟交換技術(shù)實(shí)現(xiàn)了控制和承載的分離，但是沒(méi)有實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)與呼叫控制的徹底分離，而IMS的網(wǎng)絡(luò)層次和功能模塊的劃分更為細(xì)致，特別是業(yè)務(wù)控制完全從呼叫控制中分離出來(lái)，所有業(yè)務(wù)邏輯都由應(yīng)用服務(wù)器來(lái)完成，這樣更加有利于新業(yè)務(wù)的部署。

4.基于SIP的會(huì)話(huà)控制

IMS采用SIP作為主要呼叫協(xié)議，能夠提供終端到終端和終端到服務(wù)器的直接通信。IMS的終端由于直接支持SIP，所以它的終端智能是比較高的，從而導(dǎo)致業(yè)務(wù)拓展也比較容易。更有利于實(shí)現(xiàn)基于會(huì)話(huà)的多媒體業(yè)務(wù)。

3與IMS相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)化組織

國(guó)際上的標(biāo)準(zhǔn)化組織一般分為全球性的、區(qū)域性的和非政府性的。在IMS相關(guān)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織中ITU.T是惟一全球性標(biāo)準(zhǔn)化組織，在IMS標(biāo)準(zhǔn)制定中起著重要的作用。在區(qū)域性的組織中，歐盟ETSI最為活躍；在非政府性質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)化組織中，隨著IMS框架的確立和廣泛認(rèn)可，3GPP和IETF在某些方面起著主導(dǎo)的作用。

目前在中國(guó)移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商中廣泛使用的是3GPP的架構(gòu)，在R4的基礎(chǔ)上進(jìn)行新版本的升級(jí)。IMS最初是在3GPP的R5版本中提出并在R6/R7版本中繼續(xù)完善，R6/R7主要是在R5基礎(chǔ)上的對(duì)IMS補(bǔ)充完善，對(duì)網(wǎng)絡(luò)的基本體系架構(gòu)不作改動(dòng)。

3GPP最后一個(gè)修訂版本是R12，其中主要內(nèi)容重點(diǎn)解決點(diǎn)對(duì)點(diǎn)上下文的分布服務(wù)一二階段、IMS網(wǎng)絡(luò)獨(dú)立公共用戶(hù)標(biāo)識(shí)、3GPP網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)下的SSO幀工作模式及LTE階斷的多點(diǎn)操作業(yè)務(wù)等。

4IMS國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)

4.1國(guó)外IMS發(fā)展現(xiàn)狀

IMS已經(jīng)得到全球運(yùn)營(yíng)商的廣泛認(rèn)可，包括歐洲、美洲、澳洲、亞洲等在內(nèi)的很多運(yùn)營(yíng)商已經(jīng)宣布了IMS的部署計(jì)劃，并進(jìn)行了不同程度的商業(yè)試驗(yàn)和商用部署。IMS作為實(shí)現(xiàn)寬帶多媒體業(yè)務(wù)控制的唯一標(biāo)準(zhǔn)化體系架構(gòu)，已被運(yùn)營(yíng)商看作是構(gòu)建可管可控的寬帶域業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)的必然選擇。

4.2國(guó)內(nèi)IMS發(fā)展現(xiàn)狀

中國(guó)移動(dòng)早已確定IMS為核心的全業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)戰(zhàn)略，并已逐步實(shí)施部署。中國(guó)移動(dòng)的全業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)策略已經(jīng)調(diào)整為“發(fā)揮無(wú)線優(yōu)勢(shì)，延伸基站光纜，以IP技術(shù)為基礎(chǔ)，通過(guò)IMS提供多媒體信息服務(wù)，即‘無(wú)線+基站光纜延伸+IP+IMS’”；中國(guó)電信的全業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)策略是“利用IMS提供FMC融合應(yīng)用和寬帶多媒體業(yè)務(wù)”；中國(guó)聯(lián)通則將IMS策略目標(biāo)定為“利用IMS技術(shù)，實(shí)現(xiàn)固定移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的融合，開(kāi)展豐富的多媒體業(yè)務(wù)”；中興公司則在2008年為沙特Atheeb構(gòu)造了大容量異地容災(zāi)IMS網(wǎng)絡(luò)，為香港CSL提供了大容量IMSQoS解決方案。2009年獲得了歐美高端市場(chǎng)Telenor、CommnetIMS合同，為中國(guó)移動(dòng)商用交付了全球首個(gè)IMS高清視頻會(huì)議系統(tǒng)。

3GPP沒(méi)有對(duì)IMS系統(tǒng)架構(gòu)中的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，而是對(duì)邏輯功能進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化，因此IMS系統(tǒng)架構(gòu)可認(rèn)為是由一系列功能實(shí)體和接口組成，具體系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。

5各運(yùn)營(yíng)商建設(shè)IMS驅(qū)動(dòng)力分析

1.底層網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展驅(qū)動(dòng)。

網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)關(guān)系到運(yùn)營(yíng)商能否實(shí)現(xiàn)公司可持續(xù)發(fā)展。網(wǎng)絡(luò)的各層面發(fā)展與演進(jìn)都面臨著諸多問(wèn)題，向IMS全面演進(jìn)是目前能看到的唯一出路，各大營(yíng)商在現(xiàn)階段的規(guī)劃中都在充分考慮IMS演進(jìn)過(guò)程中的融合問(wèn)題。

2.運(yùn)營(yíng)商直接利潤(rùn)來(lái)源—業(yè)務(wù)驅(qū)動(dòng)。

電信運(yùn)營(yíng)商對(duì)于IMS的業(yè)務(wù)驅(qū)動(dòng)力表現(xiàn)在3個(gè)方面：

圖1IMS系統(tǒng)架構(gòu)

（1）全業(yè)務(wù)融合的需要

（2）互聯(lián)網(wǎng)競(jìng)爭(zhēng)的需要

（3）新業(yè)務(wù)拓展的需要

6建設(shè)IMS網(wǎng)絡(luò)可能的幾種方案

1.以IMS為核心，一步到位。

2.固定、移動(dòng)軟交換用戶(hù)統(tǒng)一升級(jí)為綜合軟交換平臺(tái)，IMS業(yè)務(wù)切入，軟交換與IMS并存

3.固定、移動(dòng)用戶(hù)軟交換演進(jìn)后整合，IMS業(yè)務(wù)切入，軟交換與IMS并存

7目前進(jìn)行IMS商業(yè)布署面臨的問(wèn)題

1. IMS架構(gòu)完美不易實(shí)現(xiàn)。

（1）技術(shù)層面a.技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不成熟。b.用戶(hù)接入和數(shù)據(jù)庫(kù)融合不成熟。

c. SIP能力擴(kuò)展后的兼容性、基于IP網(wǎng)絡(luò)的端到端QoS以及安全機(jī)制等問(wèn)題。

（2）業(yè)務(wù)層面

a.IMS描述的是一副全業(yè)務(wù)藍(lán)圖，具體的業(yè)務(wù)并沒(méi)有明確定位。b.終端用戶(hù)問(wèn)題以及需求培養(yǎng)仍需相關(guān)時(shí)日。c.IMS產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展不成熟，商業(yè)模式及管制政策均未確定。

所以，國(guó)內(nèi)運(yùn)營(yíng)IMS部署需要依據(jù)中國(guó)國(guó)情制定策略，解決好如下問(wèn)題：第一，謀劃在網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)、接入平臺(tái)和業(yè)務(wù)融合等方面的長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃，尤其是正確處理軟交換和IMS的關(guān)系；第二，IMS網(wǎng)絡(luò)部署需要分階段，分區(qū)域推進(jìn)，注重網(wǎng)絡(luò)先進(jìn)性與實(shí)用性相結(jié)合；第三，協(xié)調(diào)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)和固定網(wǎng)絡(luò)兩者的產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)系和各設(shè)備廠家之間互操作的問(wèn)題；第四，探索IMS的適合中國(guó)國(guó)情的商業(yè)模式。

8IMS網(wǎng)絡(luò)前景展望

在目前IMS的發(fā)展和成熟仍需相當(dāng)長(zhǎng)的過(guò)程和國(guó)際上IMS部署并未出現(xiàn)真正成功的商業(yè)運(yùn)營(yíng)模式的情況下，國(guó)內(nèi)運(yùn)營(yíng)商“冒進(jìn)”的對(duì)IMS進(jìn)行大規(guī)模商用部署，必將帶來(lái)一系列的風(fēng)險(xiǎn)：首先，由于國(guó)內(nèi)電信市場(chǎng)涉及到3G牌照和重組的不確定性，國(guó)內(nèi)四大運(yùn)營(yíng)商對(duì)IMS的發(fā)展思路和當(dāng)前進(jìn)展也各不相同，IMS商用部署面臨著政策和重復(fù)投資建設(shè)的風(fēng)險(xiǎn)；其次，在中國(guó)傳統(tǒng)的PSTN還處于繼續(xù)發(fā)展、用戶(hù)數(shù)還繼續(xù)上升階段的情況下直接引入IMS，勢(shì)必造成現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)資源的浪費(fèi)，同時(shí)，也會(huì)令此前在軟交換方面的巨大投資付諸東流。

因此，IMS并非一蹴而就，國(guó)內(nèi)運(yùn)營(yíng)商必須循序漸進(jìn)，理性、現(xiàn)實(shí)的規(guī)劃IMS部署，可以考慮首先從業(yè)務(wù)層面、管理層面、商業(yè)層面及終端層面實(shí)現(xiàn)IMS，然后逐步過(guò)渡至整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的IMS架構(gòu)，最終實(shí)現(xiàn)技術(shù)和業(yè)務(wù)層面的融合。比如，在融合的初期階段，運(yùn)營(yíng)商可以將固定和移動(dòng)服務(wù)捆綁起來(lái)出售給消費(fèi)者。這個(gè)階段從根本上來(lái)講是固定通信和移動(dòng)通信業(yè)務(wù)在商業(yè)上的一種捆綁，并不涉及網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的更改。第二個(gè)階段是IP/MPLS骨干網(wǎng)的融合，這里對(duì)應(yīng)著單獨(dú)的固網(wǎng)或者移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)過(guò)渡到統(tǒng)一IP/MPLS骨干網(wǎng)平臺(tái)，為終端用戶(hù)提供融合的寬帶接入服務(wù)，承載綜合的數(shù)據(jù)、語(yǔ)音和視頻信息，可以為運(yùn)營(yíng)商節(jié)省網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和運(yùn)維成本。第三個(gè)階段運(yùn)營(yíng)商從寬帶接入網(wǎng)和融合的IP承載網(wǎng)向完整的基于IMS的固定/移動(dòng)融合的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架演進(jìn)，這個(gè)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架可以支持固定和移動(dòng)終端的接入，提供基于IP的多媒體服務(wù)。最終所有的電信業(yè)務(wù)（語(yǔ)音、商業(yè)服務(wù)、互聯(lián)網(wǎng)、IPTV等）都通過(guò)IMS網(wǎng)絡(luò)來(lái)提供，實(shí)現(xiàn)IMS的完美初衷。

參考文獻(xiàn)

[1]《試析IMS商用部署及其策略》

[2]《基于IMS核心網(wǎng)演進(jìn)分析及探討》.項(xiàng)肖峰，查旭東，胡偉清.《郵電設(shè)計(jì)技術(shù)》出版社

[3]《電信運(yùn)營(yíng)商IMS部署驅(qū)動(dòng)力分析》符剛，楊艷松.《郵電設(shè)計(jì)技術(shù)》出版社

[4] 3GPP英文規(guī)范

[5]《軟交換與NGN》桂海源張碧玲編著人民郵電出版社

[6]《軟交換組網(wǎng)與業(yè)務(wù)》糜正琨編著人民郵電出版社