IMS接入方案探討

【摘要】IMS網絡技術起到替換老舊PSTN端局和軟交換端局的作用。在進行PSTN網退網時，應重點研究IMS如何安全、有效的接入大量公眾用戶、集團用戶，根據現有接入方式制定切實可行的接入方案，保證原有語音業務的安全割接。

【關鍵詞】IP多媒體子系統接入網關控制功能會話邊緣控制代理呼叫會話控制功能

一、引言

IMS以固網PSTN網改作為起步，通過IMS網絡替換現網中的老，舊PSTN端局設備，不僅可以很好的實現節能減排，降低運營成本，同時還能最大程度的保持現有的網絡業務，運營模式，并能靈活方便的開發新的業務應用，另外，IMS網絡還具有面向固定移動融合的特點，可以為今后的固移融合奠定網絡基礎，做到投資保護。通過IMS核心網中邊緣節點與接入網的融合方案探討，對于PSTN網改起到一定推進作用。本文主要闡述PSTN語音業務通過接入網上聯P-CSCF、AGCF網元的布局方案。

二、固定接入網概述

2.1IMS總體架構

IMS網絡的基礎架構主要分為三層：用戶接入層、會話控制層和應用層。從網絡分層的角度看，IMS的目標網絡可以劃分為業務層、核心層、承載層和接入層四個層次。

固網領域IMS接入終端分為固定接入和互聯網接入兩種。固定接入終端采用PON、IAD、AG、PBX接入方式，含H.248協議和SIP協議兩種終端。互聯網接入終端采用SIP協議，含軟、硬終端和IAD。

IMS實施后，使用H.248協議的固網用戶通過接入網關控制功能（AGCF）接入IMS網絡。AGCF兼做協議轉換功能，接入H.323標準的IP用戶交換機（IP PBX）、綜合業務接入設備（IAD）。SIP協議（非IMS標準）的IP PBX、IAD。新發展的Internet用戶，使用符合3GPP標準的軟終端，包括Win PC、Mac PC、WinCE、iPhone、Android等多個版本，通過會話邊界控制器（SBC）接入呼叫會話控制代理功能（P-CSCF）。

利用IMS進行固網接入的總體架構如圖1所示：

2.2IMS總體接入方案

原有PSTN固網用戶主要通過基于PON承載方式、IP上行的AG接入方式和傳統的DSLAM接入方式三種方式進行改造。對于可信任的接入網元，比如FTTC的MDU設備放置在模塊局或交接間，AG設備放置在局方可管理和可控的環境下，只提供給最終用戶線路，屬于運營商可信任的接入設備，所以用戶設備可以通過H.248協議連接到IMS網元AGCF中，SIP協議的終端設備接入IMS網元P-CSCF中。對于不可信任接入網元，比如FTTH的ONT設備，這種設備主要放置在用戶家中，話機等設備通過ONT設備直接連接到核心網絡中，屬于不可控的環境，家庭用戶可以對終端設備進行相關操作，屬于運營商不可信任的網元，所以接入設備通過H.248/SIP協議首先接入SBC設備中進行私網穿越，由SBC設備連接AGCF或P-CSCF。

三、固定接入網演進方案

3.1AG接入方案

AG主要面向有一定規模的企業用戶或居住密度大的用戶以及老舊小區用戶。接入方式包括：POTS、ISDN、音頻專線、DDN專線等窄帶接入，提供的業務主要是面向POTS終端的基本業務與補充業務。

AG需支持Session timer功能，可選支持SIP option心跳機制。Session timer時長可配置，默認15分鐘。

AG接入IMS有兩種模式：（1）上行出H.248接口通過AGCF接入IMS核心網；（2）上行出SIP口通過P-CSCF接入IMS核心網。

對于現網已部署的AG設備可以按照以上兩種模式接入IMS。

AG接入組網如圖2所示：

3.2xPON接入方案

用于FTTx接入的xPON設備除了作為寬帶承載的應用方式以外，還可接入語音設備為用戶提供語音及多媒體業務。PON接入的語音設備主要包括ONU內置的IAD、SIP Phone以及PC軟終端等，接入IMS的協議主要有IMS SIP和H.248兩種：（1）xPON內置的SIP IAD或接入SIP Phone以及PC軟終端通過軟件升級的方式，支持IMS SIP協議，通過P-CSCF接入IMS核心網；（2）xPON的內置IAD上行H.248接口保持不變，通過AGCF接入IMS核心網。

下面是兩種接入方式的比較：

通過以上比較，IMS SIP接入方式符合IMS的標準要求，既支持原有的PSTN補充業務，又能為用戶提供多媒體業務，代表未來的發展方向，因此建議對于新發展的FTTH用戶盡量采用IMS SIP協議接入IMS，對于FTTB用戶可以繼續采用H.248協議接入IMS。考慮IMS網絡的安全性，以上兩種方式都必須通過SBC接入IMS，如圖3所示：

3.3NGN向IMS演進方案

（1）固網NGN向IMS的演進有以下2種方式。方式一：升級法。將現有固網NGN系統直接向IMS架構演進：將固網NGN系統網元全部升級為IMS的網元，并補充相關IMS設備。將固網NGN網絡直接升級為IMS網絡，通過IMS網絡開放業務。具體為固網軟交換系統SS可以演進為AGCF。固網軟交換設備需要通過軟件升級，配置AGCF功能；單板利舊，同時按需擴容單板，以處理新增的SIP消息流量。升級后的IMS網絡既可以處理窄帶語音業務，也可以處理多媒體業務。方式二：疊加法。疊加方式是在現有固網NGN網絡邊疊加一個完整的IMS網絡，現有固網NGN和新建IMS兩個網絡在一段時期內共存，并各自獨立發展用戶。當IMS系統逐漸成熟后，可以將用戶逐漸從固網NGN網絡向IMS網絡遷移。本方式下新建的IMS網絡與原固網NGN網絡完全獨立，兩個網絡之間可以通過TDM或者SIP協議互通。采用方式一，由于現階段IMS系統的成熟性還有待進一步驗證，因此對商用固網NGN網絡的升級改造具有一定的風險。因此方案不建議采納。方式二中新建一套IMS系統，進行新業務需求的試商用，試商用成功后，將現有固網NGN網絡用戶向IMS系統進行牽移。在演進過程中，采取“分步走”的策略，保證技術平滑演進，并對現網業務影響最小。因此推薦采用方式二。（2）固網NGN向IMS演進步驟。采取“分步走”的策略，演進步驟如下。步驟1：（1）新建IMS網絡，與現有PSTN網絡和軟交換網絡實現互通，實現網改終端的接入；（2）增加業務平臺服務器，實現多媒體業務、智能網業務等功能。原有固網NGN系統與新建IMS系統的業務分工為：原固網NGN負責現有語音業務的處理，新建IMS負責網改用戶的語音接入。步驟2：待PSTN用戶通過網改基本割接到IMS網絡后，將現網中的軟交換機升級為IMS網絡中的AGCF或MGCF，將用戶數據割接至HSS，將業務邏輯割接至應用服務器，并逐步實現統一計費、統一網管。該步驟是在新建IMS技術成熟的前提下，將現有業務割接至IMS系統，從而實現固網NGN系統向IMS的演進。（3）結論。通過上述的演進方式分析可知，固網NGN網絡從技術上尚不具備直接向IMS網絡演進的條件。不過可以通過“分布演進”的方式，逐步實現固網NGN向IMS網絡演進。同時在網絡演進融合過程中要特別注意兩點：第一，IMS演進應減小對現有網絡的影響，尤其是當固網NGN網絡已經承載了業務時；第二，IMS網絡應循序漸進，當新建IMS網絡運行穩定，且固網NGN網絡向IMS演進技術成熟后，再進行融合。從長遠來看，未來的網絡將實現IMS網絡作為核心。

四、結束語

在PSTN網改的趨勢下，我們應立足PSTN現網實際情況，配合“光進銅退”接入網改造的策略，制定切實可行的接入方案，高效和安全的接入原有PSTN網絡用戶，滿足今后傳統語音業務和多媒體業務的發展。

參考文獻

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[2]“現有固網NGN向IMS演進方案研究”http：//www.c114.net

[3]成佳，何劍波“基于IMS的固定語音接入演進技術研究”電信科學2009年第11期