IMS國際標(biāo)準(zhǔn)研究的最新進(jìn)展

　　摘要：IP多媒體子系統(tǒng)(IMS)作為固定接入和移動接入的統(tǒng)一核心控制網(wǎng)絡(luò)，采用控制和承載、控制和業(yè)務(wù)相分離的機(jī)制，網(wǎng)絡(luò)能力得到很大增強(qiáng)。公眾普遍認(rèn)為IMS是現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)和發(fā)展的方向。IMS的國際標(biāo)準(zhǔn)工作主要由第3代移動通信合作計(jì)劃(3GPP)和電信、互聯(lián)網(wǎng)融合業(yè)務(wù)及高級網(wǎng)絡(luò)協(xié)議(TISPAN)標(biāo)準(zhǔn)組織完成。文章內(nèi)容包括3GPP和TISPAN對IMS的總體標(biāo)準(zhǔn)化情況，IMS的關(guān)鍵技術(shù)和熱點(diǎn)問題的研究情況，涉及IMS網(wǎng)絡(luò)核心控制部分的完善和增強(qiáng)、與IMS相關(guān)的互聯(lián)互通、IMS與電路域(CS)并存下的一些問題、下一代網(wǎng)絡(luò)(NGN)R2階段有關(guān)的IMS研究。

　　IP多媒體子系統(tǒng)(IMS)由第3代移動通信合作計(jì)劃(3GPP)組織在R5版本中提出，是對IP多媒體業(yè)務(wù)進(jìn)行控制的網(wǎng)絡(luò)核心層邏輯功能實(shí)體的總稱�，F(xiàn)在通常提到的IMS實(shí)際有狹義和廣義兩種概念，狹義特指3GPP R5版本以后的網(wǎng)絡(luò)核心控制層所涉及的邏輯功能實(shí)體，廣義是對基于IMS網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的統(tǒng)稱。本文從狹義角度出發(fā)，側(cè)重對網(wǎng)絡(luò)核心控制部分相關(guān)內(nèi)容的描述。

　　對IMS進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化的國際標(biāo)準(zhǔn)組織主要有3GPP和高級網(wǎng)絡(luò)電信和互聯(lián)網(wǎng)融合業(yè)務(wù)和協(xié)議(TISPAN)。3GPP側(cè)重于從移動的角度對IMS進(jìn)行研究，而TISPAN則側(cè)重于從固定的角度對IMS提出需求，并統(tǒng)一由3GPP來完善，最終實(shí)現(xiàn)IMS對固定接入和移動接入的統(tǒng)一控制。

1 3GPP對IMS的標(biāo)準(zhǔn)化情況

　　3GPP在R5版本中首次提出IMS，并在R6和R7版本中進(jìn)一步完善。IMS R5版本在2002年9月已經(jīng)凍結(jié)，R5版本階段側(cè)重于對IMS基本架構(gòu)、相關(guān)功能實(shí)體、功能實(shí)體之間的交互流程等進(jìn)行研究；R6版本在2005年3月凍結(jié)，R6版本階段更加側(cè)重于IMS和外部網(wǎng)絡(luò)之間的互通(包括和電路域(CS)網(wǎng)絡(luò)的互通、和IP網(wǎng)絡(luò)的互通、和無線局域網(wǎng)(WLAN)的互通)，以及IMS支持各種業(yè)務(wù)的能力，并明確業(yè)務(wù)由IMS用戶的歸屬地提供和控制，使IMS真正成為一個(gè)可運(yùn)營的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)；R7版本將在2006年底前凍結(jié)，R7版本階段更多考慮固定方面的特性要求，很多內(nèi)容是在吸收TISPAN研究成果的基礎(chǔ)上形成，涉及的內(nèi)容有：固定寬帶接入IMS(FBI)、電路域和IMS相結(jié)合業(yè)務(wù)(CSI)、IMS緊急業(yè)務(wù)等[1-2]。

2 TISPAN對IMS的標(biāo)準(zhǔn)化情況

　　TISPAN和3GPP在IMS的研究上緊密合作，TISPAN從固定的角度向3GPP提出對IMS的修改建議。TISPAN的工作方式和3GPP類似，采用分階段發(fā)布不同版本的方式，目前已經(jīng)發(fā)布了R1版本相關(guān)規(guī)范，并正在開展R2階段的研究工作。

　　(1)R1階段

　　架構(gòu)方面，TISPAN采用3GPP R7(見TS.23.228 v.7.2.0)定義的IMS架構(gòu)，并針對固定的特殊要求進(jìn)行了相關(guān)修訂；提出了網(wǎng)絡(luò)附著子系統(tǒng)(NASS)和資源控制子系統(tǒng)(RACS)；對整個(gè)體系架構(gòu)所包含的子系統(tǒng)和功能實(shí)體間的接口進(jìn)行了定義；定義了基于IMS的PSTN/ISDN仿真子系統(tǒng)(PES)的實(shí)現(xiàn)方案等。協(xié)議方面，對3GPP已經(jīng)定義的相關(guān)接口協(xié)議，針對固定的特殊需求進(jìn)行了相關(guān)的修訂；定義了NASS與外部接口的協(xié)議；定義了RACS和外部接口的協(xié)議。業(yè)務(wù)方面，定義了傳統(tǒng)電信網(wǎng)絡(luò)中補(bǔ)充業(yè)務(wù)在IMS架構(gòu)中的實(shí)現(xiàn)等等。

　　(2)R2階段

　　目前還主要處于需求分析階段，比較受關(guān)注的項(xiàng)目有RACS R2版本的研究、網(wǎng)絡(luò)電視(IPTV)、固定移動融合(FMC)、家庭網(wǎng)絡(luò)、PES架構(gòu)的完善。目前這些項(xiàng)目的進(jìn)展不大，迫于各種壓力，在TISPAN 10Ter會議上，TISPAN明確架構(gòu)的研究工作可以不受需求分析方面進(jìn)展情況的約束和限制，可在開展工作的同時(shí)逐步完善[3-4]。

3 與IMS相關(guān)的熱點(diǎn)問題

　　3.1 3GPP和TISPAN的協(xié)調(diào)

　　TISPAN在許多文檔中都直接應(yīng)用了3GPP相關(guān)文檔內(nèi)容，3GPP對其文檔內(nèi)容的修改直接影響TISPAN，所以3GPP和TISPAN之間標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)一致的問題需要探討，目前還沒有一致的意見。

　　3.2 IMS網(wǎng)絡(luò)核心控制部分的完善和增強(qiáng)

　　(1)初始過濾規(guī)則和動態(tài)業(yè)務(wù)激活

　　IMS中服務(wù)-呼叫會話控制功能(S-CSCF)需要依次檢查各個(gè)初始過濾規(guī)則，但是在某些情況下不需要或不能這樣做。TISPAN目前確定的解決辦法是在應(yīng)用服務(wù)器(AS)發(fā)送INVITE消息的路由字段頭部增加“noService”參數(shù)字段，強(qiáng)制S-CSCF不再進(jìn)行后續(xù)初始過濾規(guī)則的檢查。

　　動態(tài)業(yè)務(wù)激活信息(DSAI)指示業(yè)務(wù)是否實(shí)際激活而不僅僅是定制。在某個(gè)業(yè)務(wù)激活或去活之后，允許應(yīng)用服務(wù)器改變初始過濾規(guī)則的組合，以便“屏蔽(Mask)”或“非屏蔽(Unmask)”它們的子集。最優(yōu)選的解決方案是允許應(yīng)用服務(wù)器和用戶業(yè)務(wù)清單功能(UPSF)進(jìn)行交互，應(yīng)用服務(wù)器僅指示業(yè)務(wù)是否激活，UPSF將該指示映射到初始過濾規(guī)則，然后執(zhí)行實(shí)際的“屏蔽(Masking)”邏輯。這種解決方案將業(yè)務(wù)控制和業(yè)務(wù)信息分離，但這種解決方案需要擴(kuò)展Sh接口，并在Sh接口數(shù)據(jù)模型中引入新的實(shí)體。

　　(2)組注冊和隱含注冊

　　TISPAN在基于IMS的PES解決方案中提出了組注冊的概念，并希望3GPP能夠擴(kuò)展IMS相關(guān)功能實(shí)體的功能來支持組注冊，但是支持組注冊會引出以下問題：

　　·接入網(wǎng)關(guān)控制功能(AGCF)組中包含的單個(gè)公共用戶標(biāo)識不應(yīng)該是其他IMS定制的一部分，因此AGCF中包含的公共用戶不能成為其他隱含注冊組中的一部分。

　　·雖然隱含注冊能夠減少AGCF和查詢/服務(wù)-呼叫會話控制功能(I/S-CSCF)之間的注冊消息數(shù)，但是在CX接口上將存在針對一個(gè)清單下載多個(gè)大塊消息問題。

　　·注冊的最大有效時(shí)間長度是600 000 秒(約7天)，這意味著一周需關(guān)聯(lián)統(tǒng)一資源標(biāo)識符(URI)組到終端一次。

　　目前針對TISPAN提出的組注冊如何實(shí)現(xiàn)，人們正在考慮具體的處理方式。

　　(3)E.164路由問題

　　IMS選路原則存在的問題：目前IMS假設(shè)電話號碼映射(ENum)服務(wù)器可能需要所有運(yùn)營商共用，在有些情況下，如果不能從E.164解析出對應(yīng)的初始會話協(xié)議統(tǒng)一資源標(biāo)識符(SIP URI)，則將相關(guān)的信令消息轉(zhuǎn)發(fā)給出口網(wǎng)關(guān)控制功能(BGCF),BGCF實(shí)際上是實(shí)現(xiàn)E.164選路功能的功能實(shí)體，如果BGCF確定呼叫是在另一個(gè)IMS域的BGCF中，就有可能形成一個(gè)死循環(huán)，所以建議考慮S-CSCSF對E.164選路方式的支持。對這個(gè)問題，TISPAN將向3GPP發(fā)送聯(lián)絡(luò)函，由3GPP解決考慮解決這個(gè)問題。

　　3.3 IMS與其他基于IP的網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)

　　在TISPAN 10ter會議上，第4工作小組提出采用面向業(yè)務(wù)的互聯(lián)(SoIX)和面向連通性的互聯(lián)(CoIX)這兩個(gè)術(shù)語，并開展NGN互聯(lián)相關(guān)問題的研究。SoIX同時(shí)包含信令控制層面的互聯(lián)和承載層面的互聯(lián)，而CoIX僅包含承載層面的簡單互聯(lián)。由于互聯(lián)問題涉及到IMS的具體部署，相應(yīng)的研究工作還沒有開始，并且3GPP和TISPAN定義的與互聯(lián)相關(guān)的功能實(shí)體之間還存在差異，因而兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)組織之間的標(biāo)準(zhǔn)一致性問題仍在探討過程中。

　　3.4 IMS與CS

　　(1)語音呼叫連續(xù)性

　　語音呼叫連續(xù)性(VCC)業(yè)務(wù)實(shí)際上是同一業(yè)務(wù)涉及到兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)的問題，主要問題是切換問題，需要考慮雙向切換，包括從IMS域切換到CS域，從CS域切換到IMS域。提出VCC的主要出發(fā)點(diǎn)是要解決移動通信系統(tǒng)和WLAN的覆蓋和切換問題。

　　在具體的解決方案上最初分成兩大陣營：一種是基于IMS會話控制的IMS控制方案，切換控制由應(yīng)用層實(shí)現(xiàn)；一種是模擬移動交換中心(MSC)居間切換的發(fā)起域控制方案，即將IMS網(wǎng)絡(luò)模擬成MSC類似局間切換的方案。目前確定將采用IMS控制方案。

　　和VCC研究相關(guān)的熱點(diǎn)問題主要集中在以下方面：

　　·架構(gòu)：即完成VCC業(yè)務(wù)控制所涉及的功能實(shí)體之間的關(guān)系和交互結(jié)構(gòu)。目前架構(gòu)的具體內(nèi)容基本已經(jīng)確定下來

　　·補(bǔ)充業(yè)務(wù)的處理模式：IMS集中控制是未來方向，最好的方式是將補(bǔ)充業(yè)務(wù)統(tǒng)一放在IMS處理，但是在3GPP R7版本內(nèi)無法實(shí)現(xiàn)。目前補(bǔ)充業(yè)務(wù)的處理解決方案的趨勢是：在CS域和IMS域分別進(jìn)行部分控制。還有一種折衷方案是：在呼叫過程中，執(zhí)行了補(bǔ)充業(yè)務(wù)后不允許再進(jìn)行切換。

　　·跨域路由選擇：跨域路由選擇是當(dāng)用戶同時(shí)在CS域和IMS域進(jìn)行了注冊，呼叫將如何接續(xù)到被叫的問題，此時(shí)路由選擇涉及到運(yùn)營商的策略和用戶的偏好。

　　其他方面，VCC目前不支持緊急呼叫，只考慮了語音業(yè)務(wù)的互通問題，對于會話中非語音通信如何處理需要進(jìn)一步探討。例如：主被叫用戶之間正在進(jìn)行消息類業(yè)務(wù)，此時(shí)如想增加語音通信則很難觸發(fā)和VCC相關(guān)的邏輯功能實(shí)體，即VCC目前還沒有解決在一個(gè)會話中增加媒體成分的問題。針對該問題，目前的一種解決思路是將VCC作為用戶的一個(gè)特色業(yè)務(wù)，當(dāng)用戶是VCC用戶時(shí)，即啟用業(yè)務(wù)觸發(fā)功能，由實(shí)現(xiàn)VCC控制的功能實(shí)體完成相關(guān)的業(yè)務(wù)控制。

　　(2)電路域和IMS相結(jié)合的方案

　　CSI是完全針對移動通信提出的業(yè)務(wù)，其實(shí)質(zhì)是不同業(yè)務(wù)分別由兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)提供，實(shí)時(shí)類業(yè)務(wù)由CS域提供，非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)由IMS域提供，對終端的能力要求較復(fù)雜。

　　CSI的規(guī)范相對成熟，目前Phase1階段的標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)完成，Phase2階段的研究處于停滯狀態(tài)。

　　Phase1階段，CSI業(yè)務(wù)不屬于用戶簽約業(yè)務(wù)，只是終端的一種能力，終端具有將CS會話和IMS會話關(guān)聯(lián)起來的功能，并根據(jù)主叫和被叫信息，在一個(gè)上下文中呈現(xiàn)給用戶，其中包含主要終端之間的能力交互過程，具體工作過程如下：

　　·無線能力的交互：呼叫建立過程中，兩個(gè)終端利用CS域交互能力信息，基于用戶到用戶信令業(yè)務(wù)1(UUS1)。

　　·終端能力的交互：主要利用SIP協(xié)議中的審計(jì)(Option)消息審計(jì)終端的能力。

　　·在兩個(gè)終端的CS呼叫上增加一個(gè)IMS會話，從而建立CSI業(yè)務(wù)。

　　·在兩個(gè)終端的IMS會話上增加一個(gè)CS呼叫，從而建立CSI業(yè)務(wù)。

　　工作過程中增加IMS會話或CS呼叫的過程和正在進(jìn)行的會話是相互獨(dú)立的。

　　CSI涉及的關(guān)鍵問題有：

　　·能力交互的方法和時(shí)機(jī)。

　　·IMS注冊的觸發(fā)：如果IMS用戶沒有注冊，則觸發(fā)用戶進(jìn)行注冊，因?yàn)镮MS用戶可能使用通用分組無線業(yè)務(wù)(GPRS)作為IP連通性(IP-CAN)，但是GPRS可能不是永久在線。

　　·多終端用戶的終端區(qū)分：在IMS中，用戶可能同時(shí)在不同的終端上注冊同一個(gè)公共用戶標(biāo)識，需要IMS能夠進(jìn)行明確地區(qū)分，并將會話建立到正確的終端上。
補(bǔ)充業(yè)務(wù)的處理：目前在兩個(gè)域中補(bǔ)充業(yè)務(wù)的處理分別進(jìn)行，互不關(guān)聯(lián)。

　　(3)Early IMS

　　Early IMS提出的實(shí)質(zhì)是要解決2.5代移動通信終端接入到IMS的問題，關(guān)鍵問題是IMS如何實(shí)現(xiàn)對2.5代移動通信終端用戶的鑒權(quán)。采用用戶名加密碼的方式，密碼很容易被別人獲取，并且容易出現(xiàn)多人共用的情況，但運(yùn)營商又希望通過簡單設(shè)置應(yīng)用服務(wù)器就能夠推動新的業(yè)務(wù)，盡量屏蔽網(wǎng)絡(luò)和終端之間的差異。

　　目前采用的解決方案是采用IP地址綁定的方式，網(wǎng)關(guān)GPRS支持節(jié)點(diǎn)(GGSN)為終端分配地址的時(shí)候，將IP地址同時(shí)寫入到歸屬位置寄存器(HLR)和歸屬用戶服務(wù)器(HSS)中，HSS則負(fù)責(zé)將IP地址和國際移動用戶標(biāo)識(IMSI)關(guān)聯(lián)起來，當(dāng)用戶注冊時(shí)，通過對比IP地址是否一致來實(shí)現(xiàn)對用戶的鑒權(quán)。在這種處理方式下，首先可能需要降低對代理-呼叫會話控制功能(P-CSCF)的保護(hù)，即如果沒有安全聯(lián)盟，該呼叫也允許通過；另外，P-CSCF一定要把用戶真實(shí)的IP地址記錄下來，這就要求用戶和P-CSCF在同一個(gè)地址域。

　　網(wǎng)絡(luò)附著子系統(tǒng)綁定(NASS-Bundle)是TISPAN提出的對固定接入用戶的一種鑒權(quán)方式，當(dāng)NASS-Bundle和Early IMS共存時(shí)將引出呼叫會話控制功能(CSCF)如何確定所采用的鑒權(quán)方式的問題，并且對P-CSCF和S-CSCF都存在特殊要求，目前多種鑒權(quán)方式共存下解決方案問題還在探討過程中。

　　3.5 NGN R2階段涉及IMS的研究

　　(1)基于IMS的IPTV

　　數(shù)字視頻廣播(DVB)、美國電信業(yè)解決方案聯(lián)盟(ATIS)等標(biāo)準(zhǔn)組織都在研究IPTV，流媒體子系統(tǒng)屬于NGN的一部分，并且流媒體子系統(tǒng)可以考慮融合固定和移動，目前TISPAN正在開展NGN下IPTV的實(shí)現(xiàn)方式的研究，現(xiàn)在還處于業(yè)務(wù)能力和需求分析階段。例如對資源管理的影響、對用戶數(shù)據(jù)的影響、對計(jì)費(fèi)的影響、對用戶網(wǎng)絡(luò)附著程序的影響等。TISPAN所規(guī)范的IPTV業(yè)務(wù)包括廣播電視、付費(fèi)電視、交互式電視和視頻點(diǎn)播等業(yè)務(wù)，主要內(nèi)容包括業(yè)務(wù)定義、IPTV環(huán)境、各類IPTV業(yè)務(wù)描述、業(yè)務(wù)分發(fā)模式、業(yè)務(wù)相關(guān)需求、網(wǎng)絡(luò)能力等。

　　在TISPAN最近一次會議上，有代表建議啟動對IPTV體系架構(gòu)的研究，并對基于IMS和非基于IMS兩種方案同時(shí)進(jìn)行研究。根據(jù)會議上達(dá)成的一致意見，在業(yè)務(wù)能力需求還沒有完全確定的情況下，TISPAN即開始對IPTV體系架構(gòu)的研究，以便推動IPTV的研究進(jìn)展，同時(shí)將IPTV的能力需求分析分成兩個(gè)項(xiàng)目分別進(jìn)行研究，一個(gè)是支持IPTV業(yè)務(wù)的需求和網(wǎng)絡(luò)能力，側(cè)重于NGN中公共部件的能力需求分析，包括對NASS、RACS等的能力需求；另一個(gè)是IPTV業(yè)務(wù)與NGN業(yè)務(wù)綜合的需求，如個(gè)性化或交互式IPTV。

　　目前在TISPAN NGN的研究中已經(jīng)定義了很多功能實(shí)體，這些功能實(shí)體所提供的功能有可能直接被用來支持IPTV業(yè)務(wù)，或者進(jìn)行一定的功能增強(qiáng)，同時(shí)IMS中定義的許多核心網(wǎng)絡(luò)控制功能實(shí)體也有可能完成IPTV業(yè)務(wù)的核心控制，從而實(shí)現(xiàn)基于IMS的同時(shí)實(shí)現(xiàn)多媒體和IPTV的統(tǒng)一體系架構(gòu)。

　　現(xiàn)在IPTV在很多地方都有商業(yè)部署，并且很多相關(guān)信令也都已經(jīng)定義完成，將對IPTV的研究產(chǎn)生很大的影響。

　　(2)固定移動融合
FMC的研究工作在TISPAN已經(jīng)展開，目前主要集中在對各種用戶場景的分析，F(xiàn)MC所涉及的內(nèi)容和場景廣泛，3GPP FBI也已經(jīng)進(jìn)行了很多相關(guān)方面的研究，確定了TISPAN FMC的研究范圍、NGN R2的優(yōu)先級等。目前還沒有明確TISPAN FMC的具體范圍，例如是否包含統(tǒng)一終端、統(tǒng)一帳單等不同層面的FMC，也沒有準(zhǔn)確的FMC定義。隨著FMC研究的展開和深入，對IMS將產(chǎn)生一定程度的影響。

4 結(jié)束語

　　IMS作為融合固定接入和移動接入的統(tǒng)一架構(gòu)，是電信網(wǎng)發(fā)展和演進(jìn)的未來方向，它提供的豐富業(yè)務(wù)能力將使電信網(wǎng)的發(fā)展展開新的篇章。目前針對移動接入的IMS已經(jīng)相對成熟，制造商提供的相關(guān)設(shè)備的功能也相對成熟和完備；針對固定接入方面，特別是PES方面，還有一些問題沒有解決，研究和標(biāo)準(zhǔn)工作都相對滯后。IMS主要被用來提供多媒體業(yè)務(wù)，IPTV和FMC研究工作在NGN領(lǐng)域的展開將推動IMS向新階段的發(fā)展。

　　參考文獻(xiàn)

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