IMS的現(xiàn)狀和未來

摘要　隨著通信技術(shù)和信息應(yīng)用的發(fā)展，電信業(yè)務(wù)需求正在向固定移動(dòng)融合、語音與互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用相結(jié)合的綜合信息服務(wù)轉(zhuǎn)變，傳統(tǒng)運(yùn)營商面臨移動(dòng)運(yùn)營商與互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用提供商的激烈競爭。IMS（IP多媒體子系統(tǒng)）作為下一代網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)的核心正引起業(yè)界廣泛的關(guān)注。本文分析了IMS標(biāo)準(zhǔn)化的進(jìn)展情況、IMS部署和試驗(yàn)情況以及IMS與其他多種技術(shù)的關(guān)系，并提出了運(yùn)營商所關(guān)注的問題和IMS面臨的挑戰(zhàn)等。

1、IMS的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)展

3GPP、ETSI TISPAN等國際標(biāo)準(zhǔn)化組織都在研究基于IMS（IP多媒體子系統(tǒng)）的體系架構(gòu)。不同組織研究的側(cè)重點(diǎn)不同，3GPP主要從移動(dòng)的角度出發(fā)研究IMS，TISPAN在3GPP研究的基礎(chǔ)上從固網(wǎng)的角度出發(fā)研究IMS。

目前IMS標(biāo)準(zhǔn)尚未完善，但已形成多個(gè)階段性標(biāo)準(zhǔn)。用于移動(dòng)的IMS標(biāo)準(zhǔn)已基本成熟，既有起步標(biāo)準(zhǔn)（3GPP R5標(biāo)準(zhǔn)），又有可以用于規(guī)模商用的標(biāo)準(zhǔn)（3GPP R6標(biāo)準(zhǔn)），且相關(guān)設(shè)備已有部分商用，而同時(shí)控制移動(dòng)和固網(wǎng)SIP（會(huì)話初始協(xié)議）用戶的IMS標(biāo)準(zhǔn)正在開展研究，以ETSI TISPAN R1標(biāo)準(zhǔn)、3GPP R7標(biāo)準(zhǔn)為代表。目前ETSI TISPAN R1剛剛發(fā)布。3GPP R7尚未完成，相關(guān)設(shè)備產(chǎn)品成熟尚需時(shí)日。IMS新的標(biāo)準(zhǔn)正在研究中，重點(diǎn)考慮拓展支持新的接入方式（如FTTP、WiMAX等），向家庭網(wǎng)絡(luò)、IPTV、更細(xì)致的移動(dòng)性管理等方向拓展，但目前相關(guān)工作還未完善。

從IMS標(biāo)準(zhǔn)的具體能力的角度來看，目前不同的階段性標(biāo)準(zhǔn)在跨接入方式統(tǒng)一控制能力、對(duì)用戶終端管控能力、差異化服務(wù)質(zhì)量提供能力方面各不相同。

3GPP R5標(biāo)準(zhǔn)：定義了IMS基本框架，支持3G接入，僅能為移動(dòng)用戶提供控制。3GPP R5在2002年12月凍結(jié)，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)基本成熟，設(shè)備已有部分商用。

ETSI TISPAN R1標(biāo)準(zhǔn)/3GPP R6標(biāo)準(zhǔn)定義的IMS網(wǎng)絡(luò)可同時(shí)為固網(wǎng)寬帶SIP用戶和移動(dòng)網(wǎng)用戶提供控制。目前技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)剛剛完成，設(shè)備產(chǎn)品成熟尚需時(shí)日。TISPAN R1標(biāo)準(zhǔn)中，IMS是NGN體系架構(gòu)中的業(yè)務(wù)子系統(tǒng)之一。TISPAN R1 IMS是在引用3GPP R5標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，對(duì)功能實(shí)體和協(xié)議進(jìn)行擴(kuò)展，以支持固定接入方式。初期支持xDSL接入，其功能拓展的重點(diǎn)是針對(duì)有線和無線網(wǎng)絡(luò)在網(wǎng)絡(luò)帶寬、終端鑒權(quán)、位置信息和資源管理等多方面的差異。TISPAN制定了視頻電話、消息類業(yè)務(wù)（多媒體消息、即時(shí)消息、聊天等）、呈現(xiàn)（presence）業(yè)務(wù)等多媒體業(yè)務(wù)的業(yè)務(wù)能力和需求。TISPAN考慮了對(duì)PSTN補(bǔ)充業(yè)務(wù)的前向兼容問題，定義了PSTN模擬子系統(tǒng)和PSTN/ISDN仿真子系統(tǒng)兩種實(shí)現(xiàn)方式。目前PSTN仿真子系統(tǒng)的體系架構(gòu)以及相關(guān)協(xié)議的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)發(fā)布（但目前并不要求支持ISDN業(yè)務(wù)），其中引入了接入網(wǎng)關(guān)控制功能（AGCF）、PSTN仿真業(yè)務(wù)應(yīng)用服務(wù)器等功能實(shí)體，定義了呼叫轉(zhuǎn)移、呼叫保持等一系列PSTN模擬業(yè)務(wù)的要求和規(guī)范。此外，根據(jù)固定接入對(duì)IMS體系架構(gòu)的能力要求。TISPAN已經(jīng)要求IETF擴(kuò)展SIP來實(shí)現(xiàn)固定接入和PSTN模擬業(yè)務(wù)，但部分PSTN模擬業(yè)務(wù)將推遲到NGN R2發(fā)布。TISPAN R1發(fā)布時(shí)間是2005年12月，但遺留了一些問題，在2006年初已基本解決。

ETSI TISPAN R2標(biāo)準(zhǔn)、3GPP R7/R8標(biāo)準(zhǔn)定義的IMS網(wǎng)絡(luò)可同時(shí)為固網(wǎng)寬帶SIP用戶、固網(wǎng)窄帶用戶、移動(dòng)網(wǎng)寬帶SIP用戶和窄帶用戶提供控制，目前技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)尚在研究中。具體來說，3GPP在R7計(jì)劃增加的功能包括：對(duì)移動(dòng)接入的部分進(jìn)一步優(yōu)化，以提高性能；引用TISPAN R1標(biāo)準(zhǔn)，支持xDSL接入；新增與接入方式無關(guān)的策略控制和計(jì)費(fèi)架構(gòu)；考慮VCC（voice call continuity，固網(wǎng)移動(dòng)語音無縫切換）功能架構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)跨網(wǎng)絡(luò)語音切換的無縫性；此外還計(jì)劃增加群呼、緊急呼叫、CS域與IMS域關(guān)聯(lián)的捆綁業(yè)務(wù)、CS域與IMS域多媒體業(yè)務(wù)互通等業(yè)務(wù)的研究，現(xiàn)3GPP R7標(biāo)準(zhǔn)還未凍結(jié)。TISPAN R2標(biāo)準(zhǔn)目前還處于業(yè)務(wù)需求研究階段，計(jì)劃做下列拓展：支持FTTP接入、WiMAX接入；新增更多的業(yè)務(wù)需求研究，如家庭網(wǎng)絡(luò)、FMC(固定與移動(dòng)融合)、移動(dòng)性管理、IPTV等，但這些業(yè)務(wù)需求與IMS的關(guān)系還未明確。TISPAN R3計(jì)劃新增對(duì)無縫移動(dòng)性管理的研究。TISPAN R2、R3的發(fā)布時(shí)間還未確定。

目前CCSA網(wǎng)絡(luò)技術(shù)工作委員會(huì)和無線技術(shù)工作委員會(huì)正在聯(lián)合研究基于IMS網(wǎng)絡(luò)的總體技術(shù)要求、設(shè)備技術(shù)規(guī)范和業(yè)務(wù)要求。

2、IMS業(yè)務(wù)能力

在IMS國際標(biāo)準(zhǔn)中，已定義了下列基本的多媒體會(huì)話類業(yè)務(wù)規(guī)范，包括：多媒體會(huì)議、一鍵通(PoC)、呈現(xiàn)、組管理、即時(shí)消息。

已定義了融合和組合的業(yè)務(wù)規(guī)范，包括語音、視頻、圖像、數(shù)據(jù)相結(jié)合的業(yè)務(wù)，多網(wǎng)（固網(wǎng)、R4、IMS）融合或協(xié)作的業(yè)務(wù)，電信與互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用、企業(yè)應(yīng)用相結(jié)合的業(yè)務(wù)3大類，具體包括：CSI（移動(dòng)電路域與IMS域協(xié)作業(yè)務(wù)）如視頻共享、VCC、混合Centrex、游戲（成員間通信業(yè)務(wù)，如即時(shí)通信、多方通話等)、Web搜索與點(diǎn)擊撥號(hào)相結(jié)合、語音視頻通信與IPTV相結(jié)合。

3、知名運(yùn)營商的IMS試驗(yàn)和商用情況

自2004年以來，全球多個(gè)運(yùn)營商都宣布部署基于IMS的發(fā)展策略。2004年日本NTT、日本電信、韓國電信、巴西電信等運(yùn)營商成立FMC聯(lián)盟，志在推動(dòng)、推廣固定電話和移動(dòng)通信的聯(lián)合經(jīng)營模式。進(jìn)入2005年后越來越多的運(yùn)營商和設(shè)備廠商開始接受IMS，對(duì)IMS表示出強(qiáng)烈的興趣和關(guān)注。特別是2006年至今，不斷有運(yùn)營商開始試驗(yàn)和部署IMS網(wǎng)絡(luò)，除Sprint、Cingular等移動(dòng)運(yùn)營商外，Verzion、AT&T、英國電信、法國電信等固網(wǎng)運(yùn)營商及全業(yè)務(wù)運(yùn)營商也開始試驗(yàn)與部署IMS網(wǎng)絡(luò)。據(jù)信息產(chǎn)業(yè)部電信研究院通信信息研究所統(tǒng)計(jì)，截至2006年3月，開始試驗(yàn)和部署IMS的運(yùn)營商有英國電信、法國電信、英國MMO2、芬蘭Saunalahti、美國Sprint、意大利TIM、西班牙Telefonia、丹麥TDC、澳大利亞Commander、北歐TeliaSonera、印尼Telkomel、葡萄牙TMN、美國Cinglar、AT&T、Qwest、BellSouth、荷蘭KPN、美國Verizon、日本NTTDoCoMo、VodafoneGroup、芬蘭Telenor、巴西電信（按時(shí)間順序排列）22家運(yùn)營商。而據(jù)Lightreading公司在2006年2月對(duì)來自全球60個(gè)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商實(shí)施IMS計(jì)劃的調(diào)查來看：已有8%的運(yùn)營商在部署IMS，超過60%的運(yùn)營商將在2007年年底之前開始部署IMS，19%的運(yùn)營商在2007年之后部署IMS。這表明，IMS的大規(guī)模部署將在2006～2007年，而真正意義上的FMC業(yè)務(wù)的大規(guī)模商用將在2007年之后。事實(shí)上，全球大部分商用的IMS網(wǎng)絡(luò)都處于初級(jí)階段。

總體看來：IMS現(xiàn)網(wǎng)應(yīng)用呈現(xiàn)出兩個(gè)主要特點(diǎn)：

●目前仍處于試驗(yàn)和少量商用階段，大部分運(yùn)營商著手進(jìn)行IMS試驗(yàn)，少部分運(yùn)營商開始進(jìn)行IMS商用。

●固網(wǎng)、移動(dòng)運(yùn)營商的IMS試驗(yàn)和商用的側(cè)重點(diǎn)不同：移動(dòng)運(yùn)營商主要是將IMS與現(xiàn)有移動(dòng)網(wǎng)配合，提供PoC、視頻共享等多媒體增值業(yè)務(wù)：國外固網(wǎng)運(yùn)營商主要采用IMS為固網(wǎng)企業(yè)客戶提供IP Centrex業(yè)務(wù)，為公眾客戶提供VoIP業(yè)務(wù)，固網(wǎng)移動(dòng)綜合運(yùn)營商希望通過統(tǒng)一的IMS核心網(wǎng)接入固定和移動(dòng)用戶。

總體看來目前基于IMS的網(wǎng)絡(luò)融合還處于試驗(yàn)階段。

4、世界知名咨詢公司對(duì)IMS的分析和預(yù)測(cè)

著名咨詢公司Gartner在2005年發(fā)布預(yù)測(cè)，預(yù)計(jì)IMS在2～5年內(nèi)將成熟，但目前IMS仍處于發(fā)展初期。

Informa公司預(yù)測(cè)，2006年是IMS的商用試驗(yàn)和測(cè)試年，規(guī)模商用預(yù)計(jì)在2007～2010年。其調(diào)查顯示，全球有25%的運(yùn)營商在2006年都有部署IMS系統(tǒng)的計(jì)劃，移動(dòng)與固定運(yùn)營商都位列其中。

Frost公司預(yù)測(cè)，關(guān)于IMS的規(guī)模商用，2008年為第一時(shí)間點(diǎn)，2006～2007則是商用之前試驗(yàn)、測(cè)試的階段。

5、IMS與幾種技術(shù)的關(guān)系探討

（1）IMS和軟交換的關(guān)系

軟交換技術(shù)主要設(shè)計(jì)思想是控制與承載和業(yè)務(wù)分離，各實(shí)體之間通過標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議進(jìn)行連接和通信，以便在網(wǎng)上更加靈活地提供業(yè)務(wù)。軟交換是一個(gè)基于軟件的分布式交換/控制平臺(tái)，它將呼叫控制功能從網(wǎng)關(guān)中分離出來，開放業(yè)務(wù)、控制、接入和交換間的協(xié)議。軟交換技術(shù)的主要優(yōu)勢(shì)是可以提供成熟的語音業(yè)務(wù)，已經(jīng)具備了替代電路交換機(jī)的能力，并具備一定的寬帶多媒體業(yè)務(wù)能力，可以為企業(yè)客戶提供綜合業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)多媒體業(yè)務(wù)。軟交換與IMS的設(shè)計(jì)理念是一致的，都是基于IP實(shí)現(xiàn)承載與業(yè)務(wù)的分離，在功能上也有重疊部分。但I(xiàn)MS技術(shù)的主要優(yōu)勢(shì)是其體系架構(gòu)可以支持移動(dòng)性管理，基于SIP，具有業(yè)務(wù)應(yīng)用的靈活性，并具有一定的QoS保障機(jī)制，因此IMS在寬帶用戶的漫游管理和業(yè)務(wù)能力方面更具有優(yōu)勢(shì)。此外IMS在提供會(huì)話型多媒體業(yè)務(wù)方面的能力和標(biāo)準(zhǔn)化方面優(yōu)于軟交換。但在網(wǎng)絡(luò)部署時(shí)應(yīng)充分考慮業(yè)務(wù)能力、網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的可行性和經(jīng)濟(jì)性等多種因素，不能僅從標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)角度出發(fā)看問題。

（2）IMS和P2P的關(guān)系

IMS與P2P是兩種不同思路的架構(gòu)。IMS采用C/S（客戶/服務(wù)器）架構(gòu)，強(qiáng)調(diào)管理和控制的集中，基于SIP，客戶端之間的業(yè)務(wù)能力管控是集中的，之間的媒體能力是對(duì)等的。P2P在業(yè)務(wù)能力和媒體交互能力上采用分散的架構(gòu)。

兩種不同思路架構(gòu)可相互借鑒。IMS引入P2P后，逐漸引入分散化思路，IMS的P2P化逐漸呈現(xiàn)；P2P引入SIP后，基于分散業(yè)務(wù)能力的協(xié)議規(guī)范化也已呈現(xiàn)。

二者在業(yè)務(wù)能力上相互滲透，P2P的滲透能力強(qiáng)，覆蓋面廣。IMS以會(huì)話型業(yè)務(wù)為主導(dǎo)，附加以視音頻通信、流媒體服務(wù)等增值業(yè)務(wù)能力，業(yè)務(wù)框架相對(duì)完善，業(yè)務(wù)能力想的比做的多，實(shí)際部署應(yīng)用和參與增值業(yè)務(wù)開發(fā)的人員僅限于傳統(tǒng)的設(shè)備制造商和傳統(tǒng)運(yùn)營商。P2P以分布式計(jì)算為主導(dǎo)，結(jié)合客戶端能力完成業(yè)務(wù)能力的規(guī)模處理，業(yè)務(wù)能力覆蓋內(nèi)容分發(fā)、視音頻通信、流媒體服務(wù)、協(xié)同計(jì)算等，已得到大量實(shí)際部署應(yīng)用，專業(yè)開發(fā)人員多。

IMS與P2P代表兩種不同的發(fā)展趨勢(shì)。IMS符合傳統(tǒng)運(yùn)營商的發(fā)展趨勢(shì)、管理體制和業(yè)務(wù)開展思路；P2P是互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的回歸，是Web2.0的一部分。目前國外運(yùn)營商對(duì)于IMS和P2P的研究和發(fā)展給予了同樣的重視。

IMS技術(shù)與P2P技術(shù)可以互為補(bǔ)充和折中。IMS為網(wǎng)絡(luò)核心，將某些功能在網(wǎng)絡(luò)中集中設(shè)置，架構(gòu)簡單、可管控性好，如鑒權(quán)、業(yè)務(wù)認(rèn)證管理、多種協(xié)議的轉(zhuǎn)換、媒體編碼的適配和轉(zhuǎn)換等。遠(yuǎn)期，在終端能力具備時(shí)，可以在終端之間采用P2P技術(shù)實(shí)現(xiàn)某些功能。運(yùn)營商應(yīng)當(dāng)探索發(fā)展自有的新型橫向綜合性P2P業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)，綜合利用電信已有的用戶、網(wǎng)絡(luò)和運(yùn)營平臺(tái)等資源優(yōu)勢(shì)，探索“客戶參與，前后向結(jié)合經(jīng)營”的新型商業(yè)模式，借P2P技術(shù)盡早開發(fā)非傳統(tǒng)通信的“藍(lán)色海洋”，最好的防御是進(jìn)攻。作者認(rèn)為全部集中控制的理念和全部分散控制的理念都不見得是適用的，未來有可能是集中控制和分散控制相結(jié)合的架構(gòu)，以適應(yīng)不同業(yè)務(wù)提供的需求。

（3）IMS和NASS、RACS的關(guān)系

NASS（network attachment subsystem，網(wǎng)絡(luò)連接子系統(tǒng)）是下一代網(wǎng)絡(luò)的組成部分之一，主要完成對(duì)用戶附著于接入網(wǎng)絡(luò)的管理，包括用戶驗(yàn)證、網(wǎng)絡(luò)地址分配、位置管理等。現(xiàn)有接入網(wǎng)已具備部分的NASS功能，如用戶認(rèn)證、地址分配等，但不具備位置管理功能。可以業(yè)務(wù)需求為導(dǎo)向，將IMS與NASS技術(shù)配合，實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶的接入鑒權(quán)、接入位置識(shí)別。

RACS（resource and admission control subsystem，資源接納控制子系統(tǒng)）是下一代網(wǎng)絡(luò)組成部分之一，將業(yè)務(wù)層（IMS）的資源需求與網(wǎng)絡(luò)承載層的資源分配相關(guān)聯(lián)，主要完成策略控制、資源預(yù)留、接納控制、NAT和防火墻穿越等功能。RACS和現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)層QoS技術(shù)是相互協(xié)調(diào)配合的關(guān)系，RACS的資源分配策略需要網(wǎng)絡(luò)層QoS技術(shù)來執(zhí)行，DiffServ和MPLS是部署RACS的必要條件。RACS的部署取決于業(yè)務(wù)的需求。

NASS和RACS是承載網(wǎng)對(duì)所有業(yè)務(wù)支撐提供的網(wǎng)絡(luò)和接入能力，可以支持IMS業(yè)務(wù)，也可以支持其他業(yè)務(wù)，部署的策略取決于業(yè)務(wù)要求和經(jīng)濟(jì)成本。

（4）IMS和FMC的關(guān)系

FMC是指固定和移動(dòng)的融合，用戶無論是在固定環(huán)境中還是移動(dòng)環(huán)境中都能享受同樣的服務(wù)。從技術(shù)上看，F(xiàn)MC可以包含多種業(yè)務(wù)捆綁、終端融合、業(yè)務(wù)融合、網(wǎng)絡(luò)融合。FMC涉及業(yè)務(wù)、控制、接入終端等多個(gè)層面的融合，IMS適合于實(shí)現(xiàn)固網(wǎng)移動(dòng)在控制層面的融合，是實(shí)現(xiàn)固定和移動(dòng)核心網(wǎng)融合的技術(shù)基礎(chǔ)，但它不是FMC的全部，并非一定要引入IMS才能實(shí)現(xiàn)FMC，即使不引入IMS，運(yùn)營商也可以通過多種其他方式為用戶提供FMC業(yè)務(wù)體驗(yàn)。

在多張核心控制網(wǎng)絡(luò)并存的情況下，F(xiàn)MC可在業(yè)務(wù)層和接入終端層先行融合，此時(shí)可能要求IMS與之配合，在中遠(yuǎn)期，IMS將逐步成為固網(wǎng)移動(dòng)統(tǒng)一的IP多媒體業(yè)務(wù)控制核心。

6、目前IMS面臨的挑戰(zhàn)

IMS業(yè)務(wù)定位有待進(jìn)一步明確。特別是基于SIP的固網(wǎng)多媒體數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求和固網(wǎng)移動(dòng)融合業(yè)務(wù)需求尚不明朗。IMS面臨P2P技術(shù)、業(yè)務(wù)和控制模式的挑戰(zhàn)以及非會(huì)話型業(yè)務(wù)的挑戰(zhàn)。IMS技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)本身尚在完善之中，特別是固網(wǎng)移動(dòng)融合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)尚在進(jìn)行中，多種接口協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)備仍在擴(kuò)展完善中。IMS設(shè)備產(chǎn)品尚在不斷完善中，尚未經(jīng)規(guī)模商用驗(yàn)證，特別是在規(guī)模組網(wǎng)、接入、漫游、性能、可靠性、多廠家互通、終端定制、計(jì)費(fèi)管理等方面缺乏規(guī)模商用驗(yàn)證。