IMS應(yīng)用及存在的問題探討

　　由于基于IP的網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)技術(shù)給傳統(tǒng)電信運(yùn)營商帶來的挑戰(zhàn)，電信運(yùn)營商正在積極尋求能夠駕馭IP網(wǎng)絡(luò)的解決方案。NGN的體系架構(gòu)經(jīng)過千錘百煉試圖打造這樣一個(gè)美好的未來，使得運(yùn)營商能夠控制和管理基于IP的網(wǎng)絡(luò)并具有業(yè)務(wù)管理的能力。并讓網(wǎng)絡(luò)的體系具備融合的能力，在業(yè)務(wù)層面具有靈活擴(kuò)展和組合的能力，在用戶接入層面能夠進(jìn)行接入控制、標(biāo)識和管理。這樣一種體系架構(gòu)是NGN的內(nèi)涵所在。人們開始寄希望于IMS能夠給予這個(gè)承諾，并大膽開始了這種嘗試。IMS使移動和固定的融合成為可能，使基于IP的業(yè)務(wù)控制和管理成為可能，NASS和RACE使接入管理和控制成為可能。

　　從設(shè)備的開發(fā)看，國內(nèi)外主流廠商都在進(jìn)行IMS產(chǎn)品的開發(fā)，也提出了明確的產(chǎn)品計(jì)劃。這些路標(biāo)能否按計(jì)劃實(shí)施，很大程度上受標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)程市場需求的限制，2006年應(yīng)用于移動的IMS設(shè)備可以投入商用，應(yīng)用于固網(wǎng)的IMS設(shè)備將會更晚些。本文將概述IMS的主要應(yīng)用、技術(shù)特點(diǎn)，并探討應(yīng)用的問題。

　　一、IMS的主要應(yīng)用

　　目前IMS的應(yīng)用主要有以下幾種類型。

　　給移動用戶提供多媒體業(yè)務(wù)，Cingular、T-Mobile、TIM、CSL、Eurotel等移動運(yùn)營商均有此應(yīng)用模式。

　　給企業(yè)用戶提供融合的企業(yè)應(yīng)用，Sprint、Telefonica、SBC等運(yùn)營商采用此方式為企業(yè)用戶提供IPCENTREX業(yè)務(wù)。

　　固定運(yùn)營商給寬帶用戶提供VoIP業(yè)務(wù)，BellSouth、KPN、Telefonica等固定運(yùn)營商采用此模式為寬帶用戶提供VoIP的第二線業(yè)務(wù)。

　　綜合運(yùn)營商為用戶提供固定和移動融合的IMS。目前比較熱門的業(yè)務(wù)是Wi-Fi與移動網(wǎng)的業(yè)務(wù)切換。Cingualr（移動）和SBC（固定）計(jì)劃近期向企業(yè)提供Wi-FiVoIP與WCDMA電路域語音的切換，已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)Wi-Fi到WCDMA的單向切換。BT和FT近期完成類似業(yè)務(wù)的測試，但是實(shí)現(xiàn)方案有所不同。

　　目前IMS的應(yīng)用情況具有如下特點(diǎn)。

　　主要在移動運(yùn)營商已經(jīng)開始商用，固網(wǎng)運(yùn)營商主要處于實(shí)驗(yàn)階段。大部分運(yùn)營商著手進(jìn)行IMS實(shí)驗(yàn)，只有少部分運(yùn)營商開始進(jìn)行IMS商用。目前商用和實(shí)驗(yàn)的IMS系統(tǒng)大部分集中于移動運(yùn)營商。

　　移動運(yùn)營商主要是用IMS在移動網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上來提供POC、視頻共享等多媒體增值業(yè)務(wù)。

　　固定運(yùn)營商對IMS的應(yīng)用重點(diǎn)集中在給企業(yè)客戶提供IPCENTREX和公眾客戶的VoIP第二線業(yè)務(wù)。固定、移動綜合運(yùn)營商希望通過統(tǒng)一的IMS核心網(wǎng)接入固定和移動用戶，對WCDMA與WLAN的語音切換業(yè)務(wù)十分關(guān)注。但目前IMS的融合應(yīng)用還處于實(shí)驗(yàn)階段，具體的應(yīng)用模式還不十分明朗。

　　運(yùn)營商的網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)策略與其定位是緊密相關(guān)的，美國運(yùn)營商從市場的發(fā)展趨勢和企業(yè)定位出發(fā)，根據(jù)企業(yè)策略和自身的需求，裁減和改造網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)，制定IMS的發(fā)展策略。

　　例如，Sprint的定位是引領(lǐng)全球的移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，成為媒體和信息業(yè)務(wù)的集成和提供商，因此選擇IMS作為數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的控制核心。Sprint在2005年之前，主要提供移動業(yè)務(wù)和企業(yè)寬帶業(yè)務(wù)，2004年底開始部署IMS為企業(yè)客戶提供IPCentrex業(yè)務(wù)。通過一年的實(shí)踐，現(xiàn)網(wǎng)應(yīng)用證明了IMS的可用性。2005年中期，Sprint收購了NextTel，為了降低兩網(wǎng)的運(yùn)維費(fèi)用，Sprint重新定位IMS向移動和固網(wǎng)公眾用戶提供融合多媒體業(yè)務(wù)的核心控制網(wǎng)，計(jì)劃在2008年開始轉(zhuǎn)移iDEN用戶到IMS網(wǎng)。由于Ev-DO無法支持語音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的并發(fā)，因此Sprint很關(guān)注在移動網(wǎng)實(shí)現(xiàn)VoIP以及語音在Wi-Fi和3G網(wǎng)之間的切換。由于Sprint沒有本地寬帶接入和視頻媒體版權(quán)，因此與Cable公司合資為固定和移動用戶提供無差別的通信和多媒體娛樂業(yè)務(wù)。

　　由于Ev-DO無法支持語音和數(shù)據(jù)的并發(fā)業(yè)務(wù)，而HSDPA可以支持并發(fā)，因此Cingular部署了HSDPA無線網(wǎng)，采用差異化服務(wù)與Sprint和Version競爭，近期要部署IMS實(shí)現(xiàn)VideoSharing業(yè)務(wù)，一年后實(shí)現(xiàn)POC業(yè)務(wù)。

　　BellSouth作為固網(wǎng)運(yùn)營商，受到移動網(wǎng)和VoIP公司的威脅，用戶轉(zhuǎn)網(wǎng)率提高，語音業(yè)務(wù)收入持續(xù)下降，因此目前特別關(guān)注Wi-Fi和WCDMA的語音無縫切換業(yè)務(wù)。由于BellSouth擁有衛(wèi)星電視DirectTV公司，因此語音業(yè)務(wù)與TV結(jié)合可以為用戶提供捆綁和融合的業(yè)務(wù)。

　　IMS可以提供和管理分組業(yè)務(wù)、實(shí)現(xiàn)多個(gè)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的交互、成為各運(yùn)營商的網(wǎng)絡(luò)發(fā)展目標(biāo)。目前階段，固定運(yùn)營商對為固定用戶提供移動業(yè)務(wù)非常關(guān)注，比如語音和IPTV業(yè)務(wù)在Wi-Fi、3G網(wǎng)絡(luò)間的跨網(wǎng)漫游，而移動運(yùn)營商則更關(guān)注利用多媒體業(yè)務(wù)的提供，如Videosharing等。

　　IMS為電信業(yè)務(wù)與企業(yè)應(yīng)用結(jié)合提供了可能性，可以為企業(yè)客戶提供高價(jià)值的服務(wù)，比如消息、語音業(yè)務(wù)與Email和OA、ERP等的結(jié)合可以提供無縫的通信辦公系統(tǒng)。目前Sprint、Cingular等與IBM和Motorola開展合作，設(shè)備提供商Lucent與IBM、BEA等開展了合作，這種IT與電信業(yè)的合作將發(fā)揮各自的優(yōu)勢，成為未來電信業(yè)務(wù)發(fā)展的趨勢。

　　二、IMS的技術(shù)特點(diǎn)

　　1.與接入方式無關(guān)性－與各種接入都有關(guān)

　　3GPP在制定IMS標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，設(shè)計(jì)思想是與具體的接入方式無關(guān)，即用戶不論從任何IP網(wǎng)絡(luò)都可以接入IMS。在R6和后續(xù)版本以及其它標(biāo)準(zhǔn)組織中，正在根據(jù)IMS的需求制定下一代接入網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)。下一代接入網(wǎng)將具有根據(jù)業(yè)務(wù)分配鏈路資源、控制接入網(wǎng)的QoS、指定終端接入IMS的入口點(diǎn)等特點(diǎn)。目前固定接入層面還需進(jìn)一步補(bǔ)充接入IMS的相關(guān)規(guī)定，完成接入認(rèn)證的同時(shí)還需完成業(yè)務(wù)認(rèn)證和用戶數(shù)據(jù)庫的管理，并在NASS和RASS標(biāo)準(zhǔn)成熟后才能應(yīng)用。

　　2.支持分組域業(yè)務(wù)漫游

　　R99定義的3G網(wǎng)絡(luò)支持分組域漫游，即用戶數(shù)據(jù)包從拜訪地的SGSN漫游回歸屬地的GGSN，再接入Internet。采用這種漫游方式，運(yùn)營商可以對流量漫游計(jì)費(fèi)，但是上層業(yè)務(wù)無法感知用戶所處的位置，因此無法對業(yè)務(wù)漫游進(jìn)行計(jì)費(fèi)。因?yàn)橥ǔ�業(yè)務(wù)漫游費(fèi)率比流量漫游費(fèi)率高，因此按業(yè)務(wù)漫游收費(fèi)對運(yùn)營商有利。IMS可以感知用戶的接入網(wǎng)位置，在話單中攜帶業(yè)務(wù)、歸屬地和拜訪地標(biāo)識，計(jì)費(fèi)系統(tǒng)可以根據(jù)這些內(nèi)容對業(yè)務(wù)漫游計(jì)費(fèi)。

　　3.支持多種計(jì)費(fèi)方式

　　IMS加強(qiáng)和改造了分組域計(jì)費(fèi)架構(gòu)，提供基于時(shí)間、流量、內(nèi)容、事件和業(yè)務(wù)多種計(jì)費(fèi)方式。IMS還支持分組域的在線計(jì)費(fèi)和后付費(fèi)機(jī)制，解決了預(yù)付費(fèi)用戶不能使用分組域業(yè)務(wù)的問題。運(yùn)營商可以為用戶提供有針對性的多種計(jì)費(fèi)方案，用戶對不同的服務(wù)選擇適合自己的計(jì)費(fèi)方式。

　　4.差異化服務(wù)

　　IMS引入了策略控制功能，運(yùn)營商可以制定本地的媒體和承載資源分配策略，通過授權(quán)控制IP接入網(wǎng)的資源。策略決策點(diǎn)（PDF）能確保按照SIP信令中的協(xié)商參數(shù)為媒體流激活承載，為業(yè)務(wù)保證其承載資源的QoS；根據(jù)用戶定購信息和SP與運(yùn)營商簽署的服務(wù)協(xié)議提供QoS，為不同合作等級的SP提供差異化的服務(wù)，從而控制用戶和SP轉(zhuǎn)向有QoS保障的服務(wù)。

　　5.QoS保證

　　在R99中規(guī)定了WCDMA根據(jù)網(wǎng)絡(luò)資源和用戶定購信息，從無線接入網(wǎng)到核心網(wǎng)全程協(xié)商、分配、支持QoS。

　　6.統(tǒng)一認(rèn)證

　　IMS架構(gòu)提供了一個(gè)統(tǒng)一的業(yè)務(wù)接入授權(quán)認(rèn)證入口，使得不同業(yè)務(wù)應(yīng)用、不同號碼可以共用相同的安全承載，避免了在開放式IP環(huán)境中用戶鑒權(quán)機(jī)制的重復(fù)建設(shè)，也使SP可以專注于應(yīng)用業(yè)務(wù)的開發(fā)。

　　7.集中用戶數(shù)據(jù)管理

　　IMS架構(gòu)第一次實(shí)現(xiàn)了將個(gè)人用戶的移動網(wǎng)和固定網(wǎng)、電路域和分組域用戶數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理，與控制網(wǎng)和業(yè)務(wù)層有標(biāo)準(zhǔn)接口，不同應(yīng)用簽約數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)層次的集中化統(tǒng)一管理，并將業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)維護(hù)點(diǎn)與用戶接入及業(yè)務(wù)提供點(diǎn)相獨(dú)立，降低了由用戶數(shù)據(jù)分散冗余所帶來的建設(shè)及運(yùn)維開銷。

　　8.安全

　　IMS架構(gòu)在網(wǎng)絡(luò)安全方面較全面和完善地進(jìn)行了規(guī)范定義，提供了與電路域和GPRS類似的安全性，并且提供更多的安全選擇。

　　三、IMS在固網(wǎng)應(yīng)用中需要解決的若干問題

　　固定、移動綜合運(yùn)營商希望通過統(tǒng)一的IMS核心網(wǎng)接入固定和移動用戶，對WCDMA與WLAN的語音切換業(yè)務(wù)十分關(guān)注。但目前IMS的融合應(yīng)用還處于實(shí)驗(yàn)階段，具體的應(yīng)用模式還不十分明朗。將IMS引入固網(wǎng)還有很多問題尚未解決。

　　1.軟交換和IMS的關(guān)系

　　軟交換技術(shù)的主要優(yōu)勢是可以提供成熟的語音業(yè)務(wù)，軟交換技術(shù)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。IMS技術(shù)的主要優(yōu)勢是IMS體系架構(gòu)可以支持移動性管理，基于SIP協(xié)議，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。并且，IMS接入窄帶用戶提供PSTN仿真業(yè)務(wù)的能力還處于研究的初始階段，支持ISDN業(yè)務(wù)、V5接入等傳統(tǒng)PSTN接入方式還沒有開始研究，因此IMS距離完全繼承PSTN提供PSTN業(yè)務(wù)還有相當(dāng)?shù)木嚯x。

　　2.用戶接入問題

　　IMS并沒有實(shí)現(xiàn)完全的與接入的無關(guān)性，由于有線與無線接入方式的不同而導(dǎo)致傳輸帶寬的不同，無線接入方式由于帶寬資源有限所以要求P-CSCF支持SIP的壓縮，而對于有線接入方式則沒有這種要求。因此，不同接入方式對于IMS的功能實(shí)體的要求有所差異�；�于IMS的網(wǎng)絡(luò)融合考慮了業(yè)務(wù)層的融合，并沒有解決位置管理等接入網(wǎng)的問題，接入層是指為用戶提供接入的網(wǎng)絡(luò)層面，它比傳統(tǒng)接入網(wǎng)的概念更寬，延伸更廣。接入層的融合可以豐富用戶獲取業(yè)務(wù)的途徑、實(shí)現(xiàn)隨時(shí)隨地的業(yè)務(wù)接入，并獲得無間斷的高質(zhì)量的業(yè)務(wù)體驗(yàn)。為了達(dá)到這種業(yè)務(wù)提供能力，NASS（網(wǎng)絡(luò)附著子系統(tǒng)）完成對用戶附著于接入網(wǎng)絡(luò)的管理，包括用戶驗(yàn)證和網(wǎng)絡(luò)地址分配、位置管理。需要指出的是，NASS目前只研究了WLAN和ADSL的接入，NASS對用戶漫游的支持還不完善，NASS對CPE的配置接口有待進(jìn)一步定義。現(xiàn)有的ADSL網(wǎng)絡(luò)只是實(shí)現(xiàn)了簡單的用戶的鑒權(quán)認(rèn)證和地址分配，NASS所要求的其它基本功能如位置管理等還沒有實(shí)現(xiàn)。從NASS與NGN其它功能實(shí)體之間的關(guān)系來看，目前的ADSL接入網(wǎng)絡(luò)還沒有實(shí)現(xiàn)與業(yè)務(wù)系統(tǒng)、與資源控制系統(tǒng)之間的相互關(guān)聯(lián)�？傮w來看，現(xiàn)有ADSL接入網(wǎng)絡(luò)離NGN對接入網(wǎng)的要求還有相當(dāng)?shù)木嚯x。

　　3.融合數(shù)據(jù)庫，提供融合業(yè)務(wù)的重要技術(shù)條件是具有豐富的用戶數(shù)據(jù)，應(yīng)探索融合數(shù)據(jù)庫的體系架構(gòu)

　　隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、支撐系統(tǒng)（BOSS）的成熟以及3G網(wǎng)絡(luò)的引入，用戶數(shù)據(jù)不僅包括PSTN、PHS及軟交換窄帶用戶的用戶數(shù)據(jù)，還將會存在大量的軟交換SIP用戶的數(shù)據(jù)以及3G移動用戶、寬帶（IMS）用戶的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)量和種類明顯增多，數(shù)據(jù)存儲和傳送需求不同，如何更加有效的管理和利用這些資源也將變得至關(guān)重要，因此有必要建立一個(gè)統(tǒng)一的用戶數(shù)據(jù)層面，集中管理所有的用戶數(shù)據(jù)信息，為網(wǎng)絡(luò)層甚至業(yè)務(wù)層提供用戶及業(yè)務(wù)相關(guān)數(shù)據(jù)。用戶數(shù)據(jù)層面和業(yè)務(wù)層面在邏輯上應(yīng)是統(tǒng)一的、集中的，在物理上可以是分散的和獨(dú)立的。

　　4.SIP能力擴(kuò)展后的兼容性

　　IMS網(wǎng)絡(luò)中采用的SIP對IETF定義的SIP做了擴(kuò)展。例如由于無線傳輸資源的帶寬有限，要求支持SIP消息的壓縮；由于無線接入的引入使呼叫建立時(shí)間增加，要求SIP的基礎(chǔ)定時(shí)器由500ms改成2s。如果IMS同時(shí)支持固定和移動用戶，需要支持固定和移動不同能力級的SIP，并且要求IMS網(wǎng)絡(luò)能夠識別終端的接入方式，根據(jù)不同的接入方式選用不同的協(xié)議參數(shù)。所以對于擴(kuò)展的SIP要注意與原有SIP的兼容問題。

　　5.業(yè)務(wù)平臺的整合

　　需要理清IMS的業(yè)務(wù)平臺與現(xiàn)有業(yè)務(wù)平臺的關(guān)系，從長遠(yuǎn)來看融合業(yè)務(wù)和基于SIP的多媒體業(yè)務(wù)應(yīng)在IMS的業(yè)務(wù)平臺來提供。

　　6.業(yè)務(wù)定位

　　我們需要明確和定位什么多媒體業(yè)務(wù)需要在IMS架構(gòu)上開放，什么業(yè)務(wù)在IP網(wǎng)上提供。

　　IMS是未來網(wǎng)絡(luò)的整體架構(gòu)，其體系架構(gòu)增強(qiáng)了對基于IP流的可控和可管理性，代表了網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢。但目前IMS正處于技術(shù)發(fā)展的初級階段，并未規(guī)模商用，因此預(yù)計(jì)固網(wǎng)運(yùn)營商將從2007～2008年引入IMS。IMS的引入與接入、承載、控制、業(yè)務(wù)、支撐等網(wǎng)絡(luò)的各層面相關(guān)，同時(shí)也對終端改造、寬帶的發(fā)展策略、運(yùn)營模式帶來挑戰(zhàn)，因此各運(yùn)營商需因地制宜地根據(jù)需求加以選擇。實(shí)現(xiàn)融合是一個(gè)長期的目標(biāo)，涉及的因素很多。IMS只是在網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)層面提供了融合技術(shù)的可能性，但還需要認(rèn)真研究其可行性、經(jīng)濟(jì)性、復(fù)雜性和可管理性。


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