VOLTE引入后IMS核心網組網優化方案

劉志歡

【摘要】 本論文針對在VOLTE引入初期采用VOLTE與固定業務IMS獨立組網的現狀提出融合組網方案，進行多方案分析，同時對多廠家融合組網提出優化方案，為后續工程實施奠定基礎。

【關鍵詞】 VOLTE IMS 融合組網

一、建設背景

VoLTE方案是由LTE網絡實現業務接入、由IMS網絡實現業務控制、由PCC架構提供QoS保障的語音解決方案。VoLTE技術天然融合了LTE網絡及IMS先進技術，VoLTE已是LTE網絡環境下語音業務提供的目標方案，所以在VOLTE部署時需要充分考慮網絡現狀以及VoLTE自身技術特點，為現網語音業務向LTE網絡演進規劃合理網絡部署方案。

由于VoLTE用戶采用不同的域名，因此IMS核心網存在現網融合改造、獨立新建兩種建設方案。在實際工程實施時從業務部署、網絡穩定、產業鏈發展、現有網絡穩定、后期運營維護等方面綜合考慮，在建設初期采用VOLTE與固網IMS獨立組網方式。

由于IMS網絡接入無關性、提高設備利用率，簡化省內業務路由等因素的考慮，融合組網仍為目標架構。同時考慮引入競爭現有IMS核心網為多廠家組網，本論文針對現有VOLTE與固定業務IMS獨立組網提出融合組網方案，并進行分析，同時對多廠家融合組網提出優化方案，為后續工程實施奠定基礎。

二、VOLTE與固定業務IMS獨立組網現狀

2.1IMS核心網主要網元介紹

2.1.1可共用網元

1）I/S/E-CSCF/BGCF S-CSCF負責用戶的注冊、鑒權、會話，路由和業務觸發。I-CSCF是CM-IMS域的邊界點，負責分配或者查詢為用戶服務的S-CSCF。

BGCF用于選擇到傳統PSTN、PLMN網絡的出口MGCF設備，該功能集成在S-CSCF實體中。

E-CSCF從P-CSCF接受緊急會話建立請求，并完成用戶接入位置信息查詢和緊急呼叫路由等功能。

2）MGCF、IM-MGW

MGCF提供IMS網絡與傳統PSTN、PLMN網絡之間的互通功能。

IM-MGW提供與傳統PSTN、PLMN網絡互通的話音媒體通道資源。

3）ENUM/DNS

ENUM服務器提供E.164號碼到SIP URI的映射功能。DNS服務器為IMS核心網網元和終端提供域名解析功能。

2.1.2VOLTE專用網元

1）VoLTE SBC/P-CSCF

P-CSCF/AGW和ATCF/ATGW功能合設為VoLTE SBC。

P-CSCF是SIP用戶接入IMS網絡的入口節點，主要負責SIP用戶與歸屬網絡之間SIP信令的轉發。

VOLTE SBC部署在接入側的邊界，提供防攻擊、NAT穿越能力，提供與其它基于SIP或者H.323信令的網絡互通的媒體通道資源。

ATCF/ATGW是VoLTE用戶在當前所在網絡的信令面和媒體面的錨定點，在發生eSRVCC時將VoLTE用戶接入側的媒體面從LTE切換到電路域，并保持媒體面的連接。

2）VoLTE AS

VoLTE AS由SCC AS、錨定SCP和IM-SSF功能組成。

VoLTE AS：提供多媒體電話基本業務及補充業務；集成MRFC功能：用于控制MRFP，實現放音收號、語音會議、標清視頻會議等功能。

SCC AS功能：提供語音業務的連續性，提供被叫域選擇功能T-ADS，完成網絡側被叫的域選擇。

錨定SCP功能：錨定SCP提供將電路域發起的呼叫錨定到IMS域的能力，能夠通過Connect消息返回相應IMRN。

3）EPC HSS/HLR

用于存儲網絡中用戶所有與業務相關的數據，提供用戶簽約信息管理和用戶位置管理。

2.1.3固定IMS專用網元

1）IMS HSS

HSS 用于存儲IMS網絡中所有與用戶相關的數據，包括用戶身份、鑒權數據、業務數據、接入參數、業務觸發信息、漫游信息，并完成用戶漫游控制。

2）固網SBC/P-CSCF

SBC提供接入網與CM-IMS核心網之間的NAT穿越、企業網穿越、接入控制、QoS控制、信令和承載安全以及IP互通等功能。

P-CSCF提供注冊鑒權、信令保護、信令壓縮、媒體授權、信令路由、緊急呼叫、漫游計費等功能。

3）MMTEL AS

MMTEL AS是向個人用戶和家庭用戶開放的點到點語音業務，點到點視頻業務，以及呼叫轉移、呼叫等待、呼叫保持、呼叫限制、主叫號碼顯示＼隱藏等在內的補充業務。

4）統一Centrex AS

統一Centrex業務平臺為集團用戶提供多媒體電話及補充業務、融合VPMN、融合一號通、融合總機、傳真等業務。

2.2現有VOLTE與固定業務IMS獨立組網情況

現有IMS采用VOLTE與固定業務獨立組網，各廠家分別負責VOLTE或固定業務，VOLTE和固網業務的IMS網絡相互獨立。VOLTE核心網獨立建設核心控制網元I/S/E-CSCF/ BGCF、業務網元VOLTE AS、接入網元VOLTE SBC/P-CSCF；互通網元MGCF/IM-MGW、ENUM/DNS與固網共用。現有網絡架構如下圖所示：

VOLTE與固定業務獨立組網方式在工程實施時較為便利，對現有固網業務影響較小，但由于現有固定業務用戶數較少，設備利用率不高，同時業務路由復雜，部分場景存在路由迂回情況，網絡結構還需進一步優化。

三、網絡架構優化方案

3.1融合組網方案

VOLTE引入后IMS核心網多廠家融合組網有以下兩種方案：方案一、VOLTE與固定業務部分融合組網，固定業務由一個廠家負責，VOLTE業務按區域劃分由不同廠家負責；方案二、VOLTE與固定業務全部融合組網，各廠家按區域劃分負責本區域VOLTE和固定業務。

方案一：除功能差別較大業務網元和接入網元外，VoLTE業務和固定業務核心網部分融合組網，固定業務核心網仍由原有一個廠家全部負責，原有廠家IMS核心網網元I/ S/E-CSCF/BGCF進行升級改造支持VOLTE功能，同時為降低異廠家ISC接口兼容性風險新建VOLTE AS，與其他廠家一起按區域劃分負責不同區域VOLTE業務。即VOLTE使用的核心控制網元I/S/E-CSCF/BGCF、業務網元VOLTE AS按區域分廠家進行建設；VOLTE共用接入網元VOLTE SBC/ P-CSCF；VOLTE與固網共用互通網元MGCF/IM-MGW、ENUM/DNS。

本方案網絡架構如下圖所示：

方案二：除功能差別較大業務網元和接入網元外，VoLTE業務和固網業務全部共用IMS核心網，各廠家按區域劃分負責本區域VOLTE和固定業務。核心網元I/S/E-CSCF/ BGCF均要具備VOLTE及固定業務所需功能，VOLTE AS、S-CSCF、IMS SBC/P-CSCF負責同區域VOLTE或固定業務，按劃分區域進行固定業務割接。

本方案網絡架構如下圖所示：

3.2組網架構分析

針對現有IMS網絡狀況、技術成熟度、網絡組織、后期運營維護等方面對上述兩種組網方式進行了認真的分析，具體分析如下：

四、結束語

在VOLTE業務引入初期，為避免VOLTE業務功能完善所引起的核心網元頻繁升級，以及VOLTE用戶發展導致的網絡調整，可先采用VOLTE、固定業務獨立組網方式，待后期網絡成熟、業務穩定、廠家兼容性問題解決后，根據業務發展情況合理規劃業務區域再大力推動核心網融合，面向業務融合、多接入統一控制，整合網絡資源、降低投資風險，達到網絡低成本高效運營的目的。

參 考 文 獻

[1]中國移動通信有限公司下發《IMS核心網多廠家組網方案》

[2] 中國移動通信網絡組織規范VoLTE網絡路由組織原則分冊