IMS全業(yè)務(wù)融合核心網(wǎng)演進(jìn)思路探討

趙波

【摘要】近些年來(lái)，隨著移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的不斷發(fā)展以及消費(fèi)者的需求變化，為滿足全業(yè)務(wù)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的需求，達(dá)到網(wǎng)絡(luò)低成本高效運(yùn)營(yíng)的目的，引入IMS解決多業(yè)務(wù)嵌套和觸發(fā)的難題，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)扁平化、IP化改造，以適應(yīng)未來(lái)網(wǎng)絡(luò)融合的發(fā)展。本文旨在闡述了IMS 全業(yè)務(wù)融合核心網(wǎng)的一個(gè)演進(jìn)過(guò)程，為未來(lái)的基于全I(xiàn)P網(wǎng)絡(luò)多媒體應(yīng)用提供了一個(gè)通用的業(yè)務(wù)智能平臺(tái)，也為運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)提供了參考建議。

【關(guān)鍵詞】IMS；融合；核心網(wǎng)；演進(jìn)；探討

An approach to the evolution of IMS full business integration core network

Zhao Bo

（Tianyuan Ruixin Communication Technology Co.， LtdXi'anShaanxi710075）

【Abstract】In recent years， with the continuous development of mobile network and the change of consumer demand， to meet the needs of the whole business market competition， achieve the purpose of network low cost efficient operation， the introduction of IMS solve the problem of nesting and trigger more business， IP network flat， reformed， so as to adapt to the development of network integration in the future. The purpose of this paper is to expound the IMS full-service integration of core network an evolution process， all for the future based on IP network multimedia application provides a general platform for the business intelligence， and provides reference for operators network evolution.

【Key words】IMS. Fusion；Core network；Evolution；To discuss

1 前言

（1）隨著經(jīng)濟(jì)不斷的發(fā)展和人們生活水平不斷的提高，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、IT行業(yè)產(chǎn)生許多新的商務(wù)模式，移動(dòng)網(wǎng)、固定網(wǎng)產(chǎn)生新的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，然而人們需求的是隨時(shí)隨地與世界互動(dòng)，原有的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)已經(jīng)不能更好滿足時(shí)代發(fā)展要求。原有的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)在實(shí)際運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，不僅會(huì)增加網(wǎng)絡(luò)成本，同時(shí)也無(wú)法保證網(wǎng)絡(luò)高效且持續(xù)運(yùn)行。未來(lái)的目標(biāo)核心網(wǎng)應(yīng)該是高可靠性、高融合性、高可管理性、高開(kāi)放性和高可贏利性的網(wǎng)絡(luò)，適應(yīng)未來(lái)網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的需求，因此IMS融合網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)是網(wǎng)路發(fā)展的必然趨勢(shì)。

（2）IMS被通信行業(yè)業(yè)界視為實(shí)現(xiàn)固定和移動(dòng)融合的目標(biāo)架構(gòu)以及下一代核心網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展方向，但在引入IMS網(wǎng)絡(luò)初期，存在著許多急需要解決的難題，核心網(wǎng)絡(luò)將出現(xiàn)固定電路交換、移動(dòng)電路交換、固定軟交換、移動(dòng)軟交換和IMS網(wǎng)絡(luò)多體制網(wǎng)絡(luò)與業(yè)務(wù)共存的復(fù)雜局面。在固定網(wǎng)絡(luò)和移動(dòng)核心網(wǎng)電路域現(xiàn)狀分析的基礎(chǔ)上、對(duì)基于IMS融合網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)目標(biāo)進(jìn)行探討，創(chuàng)新性地在組網(wǎng)架構(gòu)、業(yè)務(wù)融合、用戶(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)一致性發(fā)展等方面提出融合核心網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)目標(biāo)，同時(shí)，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀提出實(shí)現(xiàn)基于IMS的融合核心目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)的過(guò)渡階段演進(jìn)思路。

2. 核心網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀分析

（1）國(guó)內(nèi)三大運(yùn)營(yíng)商在進(jìn)行IMS網(wǎng)路部署的時(shí)候均是以省為單位的，省內(nèi)之間采用的是大區(qū)制組網(wǎng)方式，中國(guó)移動(dòng)早期小規(guī)模部署IMS網(wǎng)絡(luò)主要針對(duì)于集團(tuán)語(yǔ)音用戶(hù)的接入，后期規(guī)模部署則主要用于固網(wǎng)改造及接入。國(guó)內(nèi)三大運(yùn)營(yíng)商現(xiàn)有的IMS核心網(wǎng)均暫不支持移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)用戶(hù)的接入，但是針對(duì)4G LTE的部署，業(yè)界已明確VoIMS+SRVCC作為語(yǔ)音承載的目標(biāo)方案。

（2）針對(duì)傳統(tǒng)業(yè)務(wù)的充分繼承性等傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)部署運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)，現(xiàn)有的已部署的IMS核心網(wǎng)存在以下問(wèn)題：業(yè)務(wù)接口的開(kāi)放性考慮不夠周全，基于IMS開(kāi)發(fā)的多媒體業(yè)務(wù)難以與互聯(lián)網(wǎng)多媒體應(yīng)用的豐富性以及快速響應(yīng)性相抗衡；移動(dòng)性接入能力兼容不足，現(xiàn)有的IMS核心網(wǎng)部署均不支持移動(dòng)接入，后期全業(yè)務(wù)融合接入過(guò)程將會(huì)產(chǎn)生巨大的開(kāi)發(fā)功能成本。

3. 運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)需求

（1）隨著信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，一定程度上促進(jìn)了電信企業(yè)的發(fā)展，使得越來(lái)越多的人認(rèn)識(shí)到信息化發(fā)展的重要性。隨著市場(chǎng)信息化競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越大，也在一定程度上加大了運(yùn)營(yíng)商的壓力。運(yùn)營(yíng)商為了在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)有力的地位，慢慢地開(kāi)始轉(zhuǎn)變?yōu)槿珮I(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)商，然而要想更好實(shí)現(xiàn)這一目的，大部分運(yùn)營(yíng)商必須將固網(wǎng)和移動(dòng)網(wǎng)有效地結(jié)合在一起。

（2）自電信重組和3G發(fā)牌以來(lái)，三大運(yùn)營(yíng)商都已具有全業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)的資格和條件，但是由于重組后各自的網(wǎng)絡(luò)資源和能力的不同，決定了在引入IMS進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)融合也有各自的特點(diǎn)。中國(guó)移動(dòng)重組后得到的固網(wǎng)資源有限，移動(dòng)網(wǎng)則一方獨(dú)大，且移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)已基本實(shí)現(xiàn)軟交換化，因此移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)則更加急切。移動(dòng)的IMS考慮的主要是推出全新的業(yè)務(wù)，更多是基于業(yè)務(wù)驅(qū)動(dòng)。因此移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商會(huì)把2G、3G及4G核心網(wǎng)的融合作為重點(diǎn)考慮，它的網(wǎng)絡(luò)融合方案發(fā)展會(huì)趨于融合的一張網(wǎng)上。

4. 基于IMS的融合網(wǎng)演進(jìn)目標(biāo)

（1）基于IMS的融合網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的目標(biāo)就是采用IMS核心網(wǎng)絡(luò)作為固定、移動(dòng)統(tǒng)一核心網(wǎng)絡(luò)，也就是采用IMS核心網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)一存儲(chǔ)與查詢(xún)用戶(hù)數(shù)據(jù)，統(tǒng)一進(jìn)行業(yè)務(wù)觸發(fā)和業(yè)務(wù)控制，統(tǒng)一進(jìn)行呼叫控制，固定核心網(wǎng)和移動(dòng)核心網(wǎng)電路域演進(jìn)成IMS核心網(wǎng)絡(luò)的接入層，同時(shí)統(tǒng)一部署業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)，并統(tǒng)一為不同的網(wǎng)絡(luò)接入的用戶(hù)提供統(tǒng)一的業(yè)務(wù)體驗(yàn)。

（2）IMS核心網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)主要分為固定網(wǎng)絡(luò)和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的融合兩個(gè)方向。針對(duì)固定網(wǎng)絡(luò)融合演進(jìn)的目標(biāo)首先是實(shí)現(xiàn)固定電路交換設(shè)備的退網(wǎng)，將退網(wǎng)的固定交換設(shè)備接入的用戶(hù)通過(guò)IMS網(wǎng)絡(luò)固定接入網(wǎng)絡(luò)直接接入網(wǎng)絡(luò)，成為 IMS網(wǎng)絡(luò)固定用戶(hù)；其次是固定軟交換設(shè)備的演進(jìn)，由于固定軟交換設(shè)備支持IP接入，同時(shí)考慮到軟交換設(shè)備的建設(shè)時(shí)間比較短，為了保護(hù)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)投資，不宜將軟交換設(shè)備退網(wǎng)，而是將軟交換設(shè)備改造成 IMS網(wǎng)絡(luò)的接入設(shè)備AGCF，軟交換用戶(hù)轉(zhuǎn)為IMS用戶(hù)。實(shí)現(xiàn)所有固定網(wǎng)絡(luò)用戶(hù)接入 IMS網(wǎng)絡(luò)后，固定網(wǎng)絡(luò)用戶(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)SHLR將不再使用，自然退網(wǎng)。對(duì)于移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)融合演進(jìn)的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)移動(dòng)電路交換設(shè)備的退網(wǎng)，采用移動(dòng)軟交換設(shè)備替代退網(wǎng)的固定交換設(shè)備。IMS核心網(wǎng)絡(luò)作為統(tǒng)一的核心網(wǎng)絡(luò)后，固定網(wǎng)絡(luò)用戶(hù)和移動(dòng)用戶(hù)通過(guò)不同的接入網(wǎng)絡(luò)接入到統(tǒng)一的核心網(wǎng)絡(luò)，由統(tǒng)一核心網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)觸發(fā)與業(yè)務(wù)控制。

5. 融合核心網(wǎng)演進(jìn)思路

5.1傳統(tǒng)的語(yǔ)音電話業(yè)務(wù)正在趨于飽和，新興業(yè)務(wù)不斷出現(xiàn)，消費(fèi)者對(duì)互聯(lián)網(wǎng)需求也不斷提高，當(dāng)前的核心網(wǎng)已不能滿足其需求，融合核心網(wǎng)絡(luò)是網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的必然指向。然而融合網(wǎng)的演進(jìn)是一個(gè)重大的系統(tǒng)工程，必須做到平滑、有序的過(guò)度過(guò)程。

5.2IMS為核心的演進(jìn)思路。這種演進(jìn)思路要想實(shí)現(xiàn)必須推進(jìn) IMS 的技術(shù)發(fā)展，使其成熟。因?yàn)檫@種思路設(shè)計(jì)主要是針對(duì)網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)整合為主進(jìn)行的，是指把固網(wǎng)與移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的軟交換設(shè)備整體演進(jìn)成 IMS 的接入設(shè)備，借此形成以 IMS 技術(shù)為主要網(wǎng)絡(luò)形式的核心網(wǎng)。這種演進(jìn)思路其實(shí)是 IMS 最終的演進(jìn)方向，是符合 IMS 發(fā)展趨勢(shì)的思路。這種網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)一步到位，可以節(jié)省很多中間環(huán)節(jié)，節(jié)約網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的時(shí)間和過(guò)程，并且在一定程度上可以促進(jìn)電信運(yùn)營(yíng)商具有更強(qiáng)大的競(jìng)爭(zhēng)力。但是因?yàn)?IMS 技術(shù)并不成熟，如果同時(shí)對(duì)所有的固定網(wǎng)絡(luò)終端和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)終端進(jìn)行改造，經(jīng)濟(jì)投入的成本會(huì)很高，并且改造的結(jié)果可能并不能完全達(dá)到預(yù)期設(shè)想的目標(biāo)和效果。

5.3統(tǒng)一軟交換接入，使軟交換與IMS共存。簡(jiǎn)單地說(shuō)就是：以軟交換接入作為固網(wǎng)和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的接入方式，然后以IMS業(yè)務(wù)切入為主，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)終端用戶(hù)對(duì)業(yè)務(wù)體驗(yàn)多樣化追求。這種思路的具體操作方案是：（1）將現(xiàn)有的所有網(wǎng)絡(luò)終端接入改進(jìn)為綜合軟交換接入，然后同時(shí)接入固定網(wǎng)絡(luò)終端和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)終端，形成以綜合軟交換為主的統(tǒng)一的核心網(wǎng)絡(luò)；（2）引入IMS技術(shù)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的擴(kuò)展和豐富，逐步擴(kuò)大IMS核心網(wǎng)技術(shù)的范圍。這種演進(jìn)思路的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，可以使固定網(wǎng)絡(luò)終端和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)終端實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一。但是，我國(guó)目前的通信網(wǎng)絡(luò)工程中并沒(méi)有統(tǒng)一的軟交換標(biāo)準(zhǔn)，廠家沒(méi)有完善的設(shè)備和技術(shù)，進(jìn)行統(tǒng)一改造的成本相對(duì)較高，不利于IMS核心網(wǎng)技術(shù)的推進(jìn)和發(fā)展。

5.4統(tǒng)一軟交換網(wǎng)絡(luò)，IMS業(yè)務(wù)切入為主，軟交換與IMS并存。這種演進(jìn)思路與第二種思路比較相似，但是第二種思路主要要求軟交換接入統(tǒng)一，而這一種思路關(guān)注的是：將現(xiàn)有的固網(wǎng)和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)為以移動(dòng)網(wǎng)和固定網(wǎng)為主的軟交換網(wǎng)絡(luò)，僅僅是對(duì)網(wǎng)絡(luò)形式的演進(jìn)，對(duì)設(shè)備不做改進(jìn)要求，然后實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)途層面共用全I(xiàn)P化、統(tǒng)一的軟交換網(wǎng)絡(luò)。然后利用IMS技術(shù)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的擴(kuò)展。這種演進(jìn)思路將優(yōu)化和演進(jìn)同時(shí)并舉，可以更有效地推動(dòng)電信網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)速度和效果。這種演進(jìn)思路可以保證現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)終端用戶(hù)的穩(wěn)定發(fā)展?fàn)顟B(tài)，可以在一定程度上幫助減輕因?yàn)橹卮箢l繁的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)調(diào)整對(duì)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)發(fā)展和運(yùn)行的不良影響，是一種比較符合電信運(yùn)營(yíng)商對(duì)IMS核心網(wǎng)演進(jìn)期望的一種思路。但是這種演進(jìn)思路會(huì)使網(wǎng)絡(luò)終端用戶(hù)的核心網(wǎng)絡(luò)比較復(fù)雜（存在兩種網(wǎng)絡(luò)），不利于IMS核心網(wǎng)的快速和全面發(fā)展。

6. IMS實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)融合的優(yōu)勢(shì)

IMS網(wǎng)絡(luò)融合發(fā)揚(yáng)了軟交換結(jié)構(gòu)中業(yè)務(wù)與控制分離、控制與承載分離的思想，相比較軟交換進(jìn)行了更充分的網(wǎng)絡(luò)解聚，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更加清晰合理，主要是IMS具有以下優(yōu)勢(shì)：

（1）與接入的無(wú)關(guān)性。雖然3GPP IMS是為移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的，TISPANNGN是為固定XDSL寬帶接入設(shè)計(jì)的，但它們采用的IMS網(wǎng)絡(luò)技術(shù)卻可以做到與接入無(wú)關(guān)，因而能確保對(duì)FMC的支持。從理論上可以實(shí)現(xiàn)不論用戶(hù)使用什么設(shè)備、在何地接入IMS網(wǎng)絡(luò)，都可以使用歸屬地的業(yè)務(wù)。控制層和業(yè)務(wù)層之間的開(kāi)放接口使得來(lái)自不同接入網(wǎng)絡(luò)的呼叫/會(huì)話可以進(jìn)行統(tǒng)一的處理。

（2）統(tǒng)一的業(yè)務(wù)觸發(fā)機(jī)制。IMS核心控制部分不實(shí)現(xiàn)具體業(yè)務(wù)，所有的業(yè)務(wù)包括傳統(tǒng)概念上的補(bǔ)充業(yè)務(wù)都由業(yè)務(wù)應(yīng)用平臺(tái)來(lái)實(shí)現(xiàn)，IMS核心控制只根據(jù)初始過(guò)濾規(guī)則進(jìn)行業(yè)務(wù)觸發(fā)，這樣消除了核心控制相關(guān)功能實(shí)體和業(yè)務(wù)之間的綁定關(guān)系，無(wú)論固定接入還是移動(dòng)接入都可以使用IMS中定義的業(yè)務(wù)觸發(fā)機(jī)制實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一觸發(fā)。

（3）開(kāi)放的業(yè)務(wù)環(huán)境。IMS的業(yè)務(wù)除由運(yùn)營(yíng)商自己提供以外，還允許由第三方提供。IMS提供標(biāo)準(zhǔn)接口，業(yè)務(wù)開(kāi)發(fā)基于API而不是直接面對(duì)復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，屏蔽了網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的復(fù)雜性。

（4）一致的業(yè)務(wù)歸屬能力。在CS域和PS域以及PSTN，業(yè)務(wù)提供能力都與用戶(hù)當(dāng)前所在的設(shè)備有關(guān)系。在歸屬網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)開(kāi)通的業(yè)務(wù)在漫游地設(shè)備并不一定能夠提供。IMS在這方有很大的變化，所有業(yè)務(wù)處理信令都要回到歸屬網(wǎng)絡(luò)，業(yè)務(wù)環(huán)境也是由歸屬網(wǎng)絡(luò)提供的。IMS采用分層結(jié)構(gòu)的P-CSCF，I-CSCF和S-CSCF來(lái)對(duì)用戶(hù)信令做出歸屬地控制，支持用戶(hù)移動(dòng)性，用戶(hù)無(wú)論漫游到任何地方，信令信息都會(huì)發(fā)送回歸屬地。漫游用戶(hù)的所有業(yè)務(wù)都由拜訪地的P-CSCF路由到歸屬地，由歸屬地的S-CSCF控制用戶(hù)業(yè)務(wù)并根據(jù)用戶(hù)簽約數(shù)據(jù)將業(yè)務(wù)觸發(fā)到本網(wǎng)或者第三方的應(yīng)用上，從而保障了業(yè)務(wù)的一致性、簡(jiǎn)單性，使得用戶(hù)無(wú)論在何處接入，采用何種接入方式均可享受與在歸屬地一樣的業(yè)務(wù)感受，IMS向用戶(hù)提供了VHE（虛擬歸屬業(yè)務(wù)環(huán)境）的能力。

（5）統(tǒng)一的用戶(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)。HSS（歸屬業(yè)務(wù)服務(wù)器）是一個(gè)統(tǒng)一的用戶(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，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)。

7. 結(jié)束語(yǔ)

基于IMS全業(yè)務(wù)融合核心網(wǎng)是運(yùn)營(yíng)商和業(yè)界能看得清楚、看得見(jiàn)的網(wǎng)絡(luò)目標(biāo)架構(gòu)，為運(yùn)營(yíng)商提升自己在整個(gè)電信產(chǎn)業(yè)價(jià)值鏈中的地位提供了重要手段。核心網(wǎng)的演進(jìn)是一個(gè)長(zhǎng)期的過(guò)程，固定、移動(dòng)和融合三個(gè)方面同時(shí)發(fā)展，無(wú)論是依托固網(wǎng)建設(shè)移動(dòng)網(wǎng)，還是以移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)建設(shè)全業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)，對(duì)于全業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)商來(lái)說(shuō)，支持全業(yè)務(wù)的融合網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)終將是必然之選，網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)會(huì)是殊途同歸。本文對(duì)IMS融合核心網(wǎng)的演進(jìn)思路做了一個(gè)簡(jiǎn)單的探討，希望后期對(duì)運(yùn)營(yíng)商的通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)有所幫助。

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