【摘要】:IMS的主要特点可概括如下。IMS通过水平体系架构进一步推动了分层架构概念的发展。目前,全世界多个国家和地区的运营商已经搭建了IMS网络并投入实际运营。我国运营商也已经开始了IMS商业化部署的进程。此外,IMS充分考虑了对移动性的支持,与具体的接入方式无关。业界普遍认为IMS有能力融合各种网络实现下一代网络的目标。
1.IMS的概念及特点
随着通信技术的演进和用户需求的多样化,固定网络和移动网络的融合成为电信业的发展趋势。同时,全网IP化也已经得到了业界的广泛认同。因此,要在网络层面和业务层面全面实现固定/移动融合,同时充分利用网络资源,这就需要满足以下需求的新的体系架构。
①能够提供电信级的QoS保证,即在会话建立的同时按需进行网络资源分配,使用户能够随时随地享受到满意的实时多媒体通信服务。
②能够提供融合各类网络能力的综合业务,特别是传统电信网和互联网相结合的业务,采用开放式业务提供结构,支持第三方业务开发,提供用户所需的个性化的多媒体服务。
③能够对业务进行有效、灵活的计费,即提供会话的业务类别、业务流量、业务时段等基本信息。
IP多媒体子系统(IMS,IP Multimedia Subsystem)作为解决固定网络与移动网络融合,支持语音、数据、多媒体等差异化业务的重要解决方案,提供了标准化的体系结构,被认为是下一代网络的核心技术。IMS的主要特点可概括如下。
①与接入无关。IMS借鉴软交换网络技术,采用基于网关的互通方案,包括信令网关(SGW)、媒体网关(MGW)、媒体网关控制器(MGCF)等网元,而且在MGCF及MGW 也采用IETF和ITU-T 共同制订的H.248/MEGACO 协议。这样的设计使得IMS系统的终端可以是移动终端,也可以是固定电话终端、多媒体终端、PC 机等,接入方式也不限于蜂窝射频接口,可以是无线的WLAN,或者是有线的LAN、DSL 等技术。另外,由于IMS在业务层采用软交换网络的开放式业务提供构架,可以完全支持基于应用服务器的第三方业务提供,这意味着运营商可以在不改变现有的网络结构、不投入任何的设备成本条件下,轻松地开发新的业务,进行应用的升级。
②协议统一。采用SIP进行控制。SIP简洁高效、可扩展性和适用性好,使得IMS能够灵活便捷地支持广泛的IP多媒体业务,并且SIP可与现有固定IP数据网平滑对接,便于实现固定和无线网络的互通。
③业务与控制分离。IMS定义了标准的基于SIP 的IP 多媒体业务控制接口ISC,通过该接口支持三种业务提供方式,即独立的SIP应用服务器方式、具有开放业务结构的业务能力服务器(SCS)方式和IP多媒体业务交换功能(IM-SSF)方式。IMS网络中的呼叫会话控制功能(CSCF)不再处理业务逻辑,而只为业务提供基础能力支持,包括用户注册、地址解析和路由、安全、计费、SIP压缩等。通过分析用户签约数据的初始过渡规则,CSCF 触发到规则指定的应用服务器,由应用服务器完成业务逻辑处理。这样CSCF 成为一个真正意义上的控制层设备,实现了业务与控制的完全分离。
④归属服务控制。IMS用户相关的数据信息只保存在用户的归属地。用户鉴权认证、呼叫控制和业务控制都由归属地网络完成。用户从拜访地接入网络后,必须回到归属地,由归属CSCF进行用户的注册、呼叫控制和业务触发,有利于运营商对网络的控制管理。
⑤用户数据与交换控制分离。用户数据与交换控制功能分离是移动网络的特点,对固定网络演进有重要作用,可以解决用户移动性、用户的号码携带和智能业务触发的问题。IMS在用户数据分离方面的一个特点是与HSS(Home Subscriber Server)的访问接口利用IETF定义的Diameter协议替换了原有的MAP,有利于固定移动网络融合和向全IP网络演进。
⑥水平体系架构。IMS通过水平体系架构进一步推动了分层架构概念的发展。业务及公共功能都可以重新用于其他多种应用,运营商无须再为特定应用程序设单独的网络,从而消除传统网络结构在计费管理、状态属性管理、组群和列表管理、路由和监控管理方面的重叠功能。
⑦策略控制和QoS保证。IMS中提供策略控制和QoS保证机制,终端在会话建立时协商媒体能力并提出QoS要求,要求在会话建立之前由策略控制单元为会话预留资源,策略控制单元在传输层为媒体流预留资源,从而在传输层保证服务质量。
从3GPP和3GPP2演进版本来看,对IMS的支持是实现全IP化的重要途径。目前,全世界多个国家和地区的运营商已经搭建了IMS网络并投入实际运营。我国运营商也已经开始了IMS商业化部署的进程。
2.IMS与软交换技术
软交换与IMS都是作为下一代网络技术提出的,实现目标均是构建一个基于分组的、层次分明的、开放的下一代网络,实现控制和承载分离。
软交换的主要贡献是提出了分层思想,利用分组数据网信息传送的能力,把传统电路交换机的呼叫控制功能、媒体承载功能、业务功能进行了分离。软交换不再处理媒体流和业务的属性,而是负责基本的呼叫控制及其相关的一些属性。软交换对电话语音业务、IP 接入、非IP接入以及与PSTN/VoIP互通等方面考虑较多,对移动性管理和多媒体业务的提高考虑较少。目前软交换技术比较成熟,得到了广泛应用,特别是在语音业务上。
IMS在软交换技术控制与承载分离的基础上,更进一步实现了呼叫控制层和业务控制层的分离。IMS更关注逻辑网络结构和功能,能够提供实际运营所需的各种能力。此外,IMS充分考虑了对移动性的支持,与具体的接入方式无关。业界普遍认为IMS有能力融合各种网络实现下一代网络的目标。向下一代网络的过渡是漫长的过程,软交换是传统电路交换网络的替代技术,最终基于IMS的下一代网络将融合各种网络而成为统一平台。
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