IMS實現移動和固定網絡融合

　　IMS（IP Multimedia Subsystem）是3GPPR5提出的提供IP多媒體業(yè)務的子系統，包括CSCF、HSS、MGCF、MRF、CCF、PDF、AS等功能實體，主要采用SIP（Session Initiation Protocol）、Diameter等協議，與上層控制子系統和具體的接入技術無關。是業(yè)界普遍認同的解決移動和固定網絡融合的理想方案和發(fā)展方向。

　　從架構上看，IMS是與接入技術無關的網絡，不論用戶通過使用ADSL的計算機接入，還是使用WCDMA手機等無線方式接入，都可體驗相同的業(yè)務。IMS網絡架構分為接入互聯層、會話控制層、和應用層。接入互聯層完成的主要功能包括各類SIP終端SIP會話的發(fā)起終結；實現IP分組承載各種承載類型之間的轉換；根據業(yè)務部署和會話層的控制實現各種QoS策略；完成與傳統PSTN/PLMN間的互聯互通等功能。接入互聯層包括各類SIP終端、有線接入、無線接入、互聯互通網關等設備。

　　會話層完成基本會話的控制，完成用戶注冊、SIP會話路由控制，與應用服務器交互執(zhí)行應用業(yè)務中的會話、維護管理用戶數據、管理業(yè)務QoS策略等功能，與應用層一起為所有用戶提供一致的業(yè)務環(huán)境。會話層包括CSCF（Call Server Control Function）、MRFC（Multimedia Resource Function Controller）、BGCF、IM－SSF等功能實體。其中CSCF包括P－CSCF（Proxy CSCF）、I－CSCF（Interrogating CSCF）、S－CSCF（Serving CSCF）等類型，在物理上可以是合一的，也可以分別設置。在實際組網時，其劃分和部署須綜合考慮對IMS業(yè)務接入方式、IMS接入點位置、CSCF的容量、能力及用戶業(yè)務量需求等因素，另外也與運營商網絡拓撲隱藏及互通需求有關。P－CSCF是UE接入IMS系統的入口，實現了在SIP協議中的Proxy和UserAgent功能。S－CSCF在IMS核心網中處于核心的控制地位，負責對UE的注冊鑒權和會話控制，執(zhí)行針對主叫端及被叫端IMS用戶的基本會話路由功能，并根據用戶簽約的IMS觸發(fā)規(guī)則，在條件滿足時進行到AS（Application Server）的增值業(yè)務觸發(fā)及業(yè)務控制交互。I－CSCF在IMS核心網中起到關口節(jié)點的作用，提供本域用戶服務節(jié)點分配、路由查詢以及不同IMS域間拓撲隱藏等功能。確定哪個S－CSCF為用戶提供服務就是由I－CSCF通過各種組合條件決定的。應用層，向用戶提供業(yè)務邏輯，包括實現傳統的基本電話業(yè)務，如呼叫前轉、呼叫等待、會議等業(yè)務；IMS通過IM－SSF（IP Multimedia－ Services Switching Function）和傳統智能業(yè)務（CAMEL、INAP等）的互通，實現CS和PS已有的智能業(yè)務的繼承。IMS架構除了可以實現CS、PS已有的業(yè)務外，IMS通過AS可以提供基于SIP的非傳統電信業(yè)務，如IM、PTT、Presence等。另外，IMS通過OSA－GW（Open Services Access－Gateway）提供簡單API接口，以便第三方能夠通過這個接口安全地使用網絡資源和提供業(yè)務，實現豐富的娛樂、游戲業(yè)務。另外IMS充分考慮了實際運營的需求，在QoS、安全、計費以及和其它網絡的互通方面都制訂了相關規(guī)范。

　　用IMS實現移動網與固定網融合的優(yōu)勢

　　IMS基于SIP進行業(yè)務處理

　　SIP（RFC3261）是IMS控制層的基本協議，是IETF制訂的多媒體通信系統框架協議之一，是用于建立、改變或結束多媒體會話的應用層協議，與RTP/RTCP、SDP、RTSP、DNS等協議配合，共同完成IMS中的會話建立及媒體協商。一旦建立會話，媒體流將使用RTP協議在承載層中直接傳送，在一次會話中可以靈活地交互多種媒體。

　　采用SIP作為控制層協議的優(yōu)勢包括：

　　（1）基于公開的Internet標準，在語音、數據業(yè)務結合和互通方面具有天然優(yōu)勢，能跨越媒體和設備實現呼叫控制，支持豐富的媒體格式，可動態(tài)增/刪媒體流，容易實現不同網絡間的互聯互通以及實現更加豐富的業(yè)務特性。

　�。�2）支持智能向應用和終端側發(fā)展，減輕網絡的負擔，業(yè)務提供和會話控制分層，業(yè)務和會話控制網絡的關聯減少，方便業(yè)務開展。

　�。�3）SIP支持應用層移動性功能，包括動態(tài)注冊機制、位置管理機制、重定向機制等。

　　（4）SIP本身具有Presence/Fork/訂閱特性，便于擴展新業(yè)務。

　�。�5）協議簡單，具有公認的擴展?jié)摿�。SIP將從根本上改變通信服務提供方式以及用戶的通信消費習慣，集成視音頻電話、消息、WEB、電子郵件、同步瀏覽、會議等業(yè)務為一體的新的通信方式，將給電信業(yè)帶來創(chuàng)新，為移動網與固定網的融合提供基礎。

　　開放的業(yè)務環(huán)境

　　從上面網絡架構可以看出，IMS提供了三種業(yè)務開放模式：SIPAS，IM－SSF以及OSASCS，通過iFC提供了統一的觸發(fā)控制。

　　通過OSA，IMS的業(yè)務除由運營商自己提供以外，還允許由第三方提供；OSA（Open Services Architecture）是3GPP制定的統一的業(yè)務開放模型，OSASCS（OSA Service Capability Servers）為第三方應用服務提供開放的和安全的使用網絡資源的能力。提供網絡能力的標準接口，開放網絡能力，業(yè)務開發(fā)基于API而不是直接面對復雜的網絡協議，屏蔽了網絡協議的復雜性。為了給通信業(yè)務提供簡單的API接口，Parlay論壇和3GPP以及ETSI組織緊密合作，已經制定電信網Parlay API。SIP和Parlay API的互通是在OSA－GW（Open Services Access－Gateway）實現的。OSA－GW也是屬于IMS應用層的一部分。OSA－GW允許Parlay應用得到當前狀態(tài)以及呼叫狀態(tài)信息，建立拆除呼叫，處理呼叫分支。Parlay應用注冊到OSA－GW，接入使用網絡資源。

　　一致的歸屬業(yè)務提供能力

　　在CS和PS域以及PSTN，業(yè)務提供能力都與用戶當前所在的設備有關系。在歸屬網絡，已經開通的業(yè)務在漫游地設備并不一定能夠提供。IMS在這方有很大的變化，所有業(yè)務處理信令都要回到歸屬網絡，業(yè)務環(huán)境也是由歸屬網絡提供的。IMS采用分層結構的P－CSCF，I－CSCF和S－CSCF來對用戶信令作出歸屬地控制，支持用戶移動性，用戶無論漫游到任何地方，信令信息都會發(fā)送回歸屬網。此外，采用集中式的HSS數據庫，實現用戶一致的注冊和業(yè)務觸發(fā)功能。

　　漫游用戶的所有業(yè)務都由拜訪地的P－CSCF路由到歸屬地，由歸屬地的S－CSCF控制用戶業(yè)務并根據用戶簽約數據將業(yè)務觸發(fā)到本網AS或者第三方的應用上，從而保障了業(yè)務的一致性、簡單性，使得用戶無論在何處接入，采用何種接入方式均可享受與在歸屬地一樣的業(yè)務感受，IMS向用戶提供了VHE（虛擬歸屬業(yè)務環(huán)境）的能力。

　　IMS在移動和固定網絡融合方面的研究進展

　　在網絡融合的發(fā)展趨勢下，3GPP、ETSI和ITU－T都在研究基于IMS的網絡融合方案，多個國際組織都在對IMS實現移動固定融合方面進行研究。目的是使IMS成為基于SIP會話的通用平臺，同時支持移動和固定的多種接入方式，實現移動和固定網絡的融合。

　　在3GPP，固網NGN接入IMS是當前研究的一個熱點問題。在3GPP協議中，目前IMS支持2G和3G的移動接入方式，還不能支持固定接入方式。在互通方面，3GPP已經制定了與PSTN、CS域以及其他IP多媒體系統的互通，網絡互通的框架結構和與傳統電路交換網絡的協議互通都已經完成定義。

　　ETSITISPANNGN核心網中基于SIP的核心網將采用3GPP定義的IMS平臺，并盡可能重用IMS的相關規(guī)范，與3GPP協議相比，要求支持更多的接入方式，包括xDSL、WLAN、LAN等。

　　關于引入IMS的研究，ETSITISPAN與3GPP的合作比較緊密，并成立了聯合工作組研究NGN和IMS相關問題。ITU－TFGNGN也在對IMS進行研究，目前涉及到IMS在業(yè)務和網絡框架方面。

　　總之，基于IMS的移動和固定網絡融合是可行的，是目前能夠普遍認同的最佳解決方案。移動固定融合技術的研究還在進行中，距離可以部署的融合尚需時日，需要分步實施循序漸進。首先實現互通，然后實現融合。