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IMS應用及存在問(wèn)題的探討

中國電信股份有限公司北京研究院趙慧玲于建港 2006/06/19

　　由于基于IP的網(wǎng)絡(luò )和業(yè)務(wù)技術(shù)給傳統電信運營(yíng)商帶來(lái)的挑戰，電信運營(yíng)商正在積極尋求能夠駕馭IP網(wǎng)絡(luò )的解決方案。NGN的體系架構經(jīng)過(guò)千錘百煉試圖打造這樣一個(gè)美好的未來(lái)，使運營(yíng)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。讓網(wǎng)絡(luò )的體系具備融合的能力，在業(yè)務(wù)層面具有靈活擴展和組合的能力，在用戶(hù)接入層面能夠進(jìn)行接入控制、標識和管理。這樣一種體系架構是NGN的內涵所在。人們開(kāi)始寄希望于IMS能夠給予這個(gè)承諾，并大膽開(kāi)始了這種嘗試。IMS使移動(dòng)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。

　　從設備的開(kāi)發(fā)方面看，國內外主流廠(chǎng)商都在進(jìn)行IMS產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)，也提出了明確的產(chǎn)品計劃。這些計劃能否順利推進(jìn)，很大程度上受到標準進(jìn)程市場(chǎng)需求的限制，2006年應用于移動(dòng)的IMS設備可以投入商用，應用于固網(wǎng)的IMS設備會(huì )晚些。

　　IMS是3GPP在R5版本提出的支持IP多媒體業(yè)務(wù)的子系統，它的核心特點(diǎn)是采用基于SIP協(xié)議控制上層業(yè)務(wù)會(huì )話(huà)和與接入網(wǎng)的無(wú)關(guān)性，通過(guò)IMS可以提供的IP多媒體業(yè)務(wù)以及實(shí)時(shí)的VoIP業(yè)務(wù)，支持分組域業(yè)務(wù)的漫游。同時(shí)，在網(wǎng)絡(luò )融合的發(fā)展趨勢下，3GPP、ETSI和ITU－T都在研究基于IMS的移動(dòng)與固定網(wǎng)絡(luò )融合方案。目前，IMS的產(chǎn)品主要是基于3GPPR5版本的，大部分廠(chǎng)家承諾在2006年提供基于R6版本的IMS商用設備。

　　IMS的標準化進(jìn)程

　　IMS由3GPP標準組織在R5版本提出，R5版本主要定義IMS的核心結構、網(wǎng)元功能、接口和流程等內容；R6版本增加了部分IMS業(yè)務(wù)特性、IMS與其他網(wǎng)絡(luò )的互通規范和WLAN接入等特性；R7版本加強了對固定、移動(dòng)融合的標準化制訂，要求IMS支持xDSL、cable等固定接入方式，目前3GPPR5和R6版本已經(jīng)凍結。

　　TISPAN和FGNGN標準組織主要從固網(wǎng)的角度出發(fā)研究NGN的相關(guān)標準。IMS是TISPAN定義的NGN體系架構中的業(yè)務(wù)子系統之一，TISPANIMS是在3GPPR6IMS核心規范的基礎上對功能實(shí)體和協(xié)議進(jìn)行擴展，支持固定接入方式。TISPAN的NGNR1標準在2005年底發(fā)布。IMS的技術(shù)特點(diǎn)是能夠支持業(yè)務(wù)漫游功能、靈活的業(yè)務(wù)觸發(fā)模式、集中用戶(hù)數據庫管理功能、QoS策略功能和統一認證、鑒權功能。其長(cháng)處是開(kāi)放性好、標準化強；能夠控制和管理基于SIP的業(yè)務(wù)，并能夠進(jìn)行多種業(yè)務(wù)的組合，提供語(yǔ)音業(yè)務(wù)并不是IMS的長(cháng)項。

　　IMS的主要應用

　　目前IMS的應用主要有以下幾種類(lèi)型：

　　給移動(dòng)用戶(hù)提供多媒體業(yè)務(wù)。Cingular、T－Mobile、TIM、CSL、Eurotel等移動(dòng)運營(yíng)商均為此應用模式。

　　給企業(yè)用戶(hù)提供融合的企業(yè)應用。Sprint、Telefonica、SBC等運營(yíng)商采用此方式為企業(yè)用戶(hù)提供IPCENTREX業(yè)務(wù)。

　　固定運營(yíng)商給寬帶用戶(hù)提供VoIP業(yè)務(wù)。BellSouth、KPN、Telefonica等固定運營(yíng)商采用此模式為寬帶用戶(hù)提供VoIP的第二線(xiàn)業(yè)務(wù)。

　　綜合運營(yíng)商為用戶(hù)提供的固定和移動(dòng)融合的IMS，目前比較熱門(mén)的業(yè)務(wù)是WiFi與移動(dòng)網(wǎng)的業(yè)務(wù)切換。Cingualr（移動(dòng)）和SBC（固定）計劃近期向企業(yè)提供WiFiVoIP與WCDMA電路域語(yǔ)音的切換，已經(jīng)能夠實(shí)現WiFi到WCDMA的單向切換。BT和FT近期完成類(lèi)似業(yè)務(wù)的測試，但是實(shí)現方案有所不同。

　　與IPTV結合提供視頻和消息類(lèi)、會(huì )話(huà)類(lèi)業(yè)務(wù)的組合業(yè)務(wù)，在今年GLOBALCOM2006展會(huì )上有許多這樣的應用展出。目前IMS的應用情況具有如下特點(diǎn)：

　　首先，移動(dòng)運營(yíng)商已經(jīng)開(kāi)始了IMS的商用，固網(wǎng)運營(yíng)商還處于實(shí)驗階段。大部分運營(yíng)商正著(zhù)手進(jìn)行IMS實(shí)驗，只有少部分運營(yíng)商開(kāi)始進(jìn)行IMS商用。目前商用和實(shí)驗的IMS系統大部分集中于移動(dòng)運營(yíng)商。

　　其次，移動(dòng)運營(yíng)商主要是用IMS在移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )的基礎上提供PoC、視頻共享等多媒體增值業(yè)務(wù)。

　　最后，固定運營(yíng)商對IMS的應用重點(diǎn)集中在給企業(yè)客戶(hù)提供IPCENTREX和公眾客戶(hù)的VoIP第二線(xiàn)業(yè)務(wù)。

　　固定、移動(dòng)綜合運營(yíng)商希望通過(guò)統一的IMS核心網(wǎng)接入固定和移動(dòng)用戶(hù)，對WCDMA與WLAN的語(yǔ)音切換業(yè)務(wù)十分關(guān)注。但目前IMS的融合應用還處于實(shí)驗階段，具體的應用模式還不十分明朗。

　　運營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò )演進(jìn)策略與其定位是緊密相關(guān)的，美國運營(yíng)商從市場(chǎng)的發(fā)展趨勢和企業(yè)定位出發(fā)，根據企業(yè)策略和自身的需求，裁減和改造網(wǎng)絡(luò )架構，制訂IMS的發(fā)展策略。例如Sprint的定位是引領(lǐng)全球移動(dòng)數據業(yè)務(wù)，成為媒體與信息業(yè)務(wù)的集成和提供商，因此選擇IMS作為數據業(yè)務(wù)的控制核心。Sprint在2005年之前，主要提供移動(dòng)業(yè)務(wù)和企業(yè)寬帶業(yè)務(wù)，2004年底開(kāi)始部署IMS為企業(yè)客戶(hù)提供IPCentrex業(yè)務(wù)。通過(guò)一年的實(shí)踐，現網(wǎng)應用證明了IMS的可用性。2005年中期，Sprint收購了NextTel，為了降低兩網(wǎng)的運維費用，Sprint重新定位IMS，向移動(dòng)和固網(wǎng)公眾用戶(hù)提供融合多媒體業(yè)務(wù)的核心控制網(wǎng)，計劃在2008年開(kāi)始轉移iDEN用戶(hù)到IMS網(wǎng)。由于EV－DO無(wú)法支持語(yǔ)音和數據業(yè)務(wù)的并發(fā)，因此Sprint很關(guān)注在移動(dòng)網(wǎng)實(shí)現VoIP以及語(yǔ)音在WiFi和3G網(wǎng)之間的切換。由于Sprint沒(méi)有本地寬帶接入和視頻媒體版權，因此與Cable公司合資為固定和移動(dòng)用戶(hù)提供無(wú)差別的通信及多媒體娛樂(lè )業(yè)務(wù)。由于EV－DO無(wú)法支持語(yǔ)音和數據的并發(fā)業(yè)務(wù)，而HSDPA可以支持并發(fā)，因此Cingular部署了HSDPA無(wú)線(xiàn)網(wǎng)，采用差異化服務(wù)與Sprint和Verizon競爭，近期將部署IMS實(shí)現VideoSharing業(yè)務(wù)，一年后實(shí)現POC業(yè)務(wù)。

　　BellSouth作為固網(wǎng)運營(yíng)商，受到移動(dòng)網(wǎng)和VoIP公司的威脅，用戶(hù)轉網(wǎng)率提高，語(yǔ)音業(yè)務(wù)收入持續下降，因此目前特別關(guān)注WiFi和WCDMA的語(yǔ)音無(wú)縫切換業(yè)務(wù)。由于BellSouth擁有衛星電視DirectTV公司，因此語(yǔ)音業(yè)務(wù)與TV結合可以為用戶(hù)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)現多個(gè)網(wǎng)絡(luò )業(yè)務(wù)的交互，成為各運營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò )發(fā)展目標。目前，固定運營(yíng)商對為固定用戶(hù)提供移動(dòng)業(yè)務(wù)非常關(guān)注，比如語(yǔ)音和IPTV業(yè)務(wù)在WiFi、3G網(wǎng)絡(luò )間的跨網(wǎng)漫游，而移動(dòng)運營(yíng)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)應用結合提供了可能，可以為企業(yè)客戶(hù)提供高價(jià)值的服務(wù)，比如消息、語(yǔ)音業(yè)務(wù)與Email和OA、ERP等的結合可以提供無(wú)縫的通信辦公系統。目前，Sprint、Cingular等與IBM和Motorola開(kāi)展合作，設備提供商Lucent與IBM、BEA等開(kāi)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(lái)電信業(yè)務(wù)發(fā)展的趨勢。

　　IMS在固網(wǎng)應用中需要解決的若干問(wèn)題

　　固定、移動(dòng)綜合運營(yíng)商希望通過(guò)統一的IMS核心網(wǎng)接入固定和移動(dòng)用戶(hù)，對WCDMA與WLAN的語(yǔ)音切換業(yè)務(wù)十分關(guān)注。但目前IMS的融合應用還處于實(shí)驗階段，具體的應用模式還不十分明朗。將IMS引入固網(wǎng)還有很多問(wèn)題尚未解決。

　　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(yǔ)音業(yè)務(wù)，軟交換技術(shù)已經(jīng)具備了替代電路交換機的能力，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體系架構可以支持移動(dòng)性管理，基于SIP協(xié)議，具有業(yè)務(wù)應用的靈活性，并具有一定的QoS保障機制，因此IMS在寬帶用戶(hù)的漫游管理和業(yè)務(wù)能力方面更具有優(yōu)勢。IMS接入窄帶用戶(hù)提供PSTN仿真業(yè)務(wù)的能力還處于研究階段，支持ISDN業(yè)務(wù)、V5接入等傳統PSTN接入方式還沒(méi)有開(kāi)始研究，因此IMS距離完全繼承PSTN網(wǎng)絡(luò )能力提供PSTN業(yè)務(wù)還有相當的距離。

　　用戶(hù)接入問(wèn)題

　　IMS并沒(méi)有實(shí)現完全的與接入的無(wú)關(guān)性，由于有線(xiàn)與無(wú)線(xiàn)接入方式的不同而導致傳輸帶寬的不同，無(wú)線(xiàn)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(xiàn)接入方式則沒(méi)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。基于IMS的網(wǎng)絡(luò )融合考慮了業(yè)務(wù)層的融合，并沒(méi)有解決位置管理等接入網(wǎng)的問(wèn)題，接入層是指為用戶(hù)提供接入的網(wǎng)絡(luò )層面，它比傳統接入網(wǎng)的概念更寬、延伸更廣。接入層的融合可以豐富用戶(hù)獲取業(yè)務(wù)的途徑、實(shí)現隨時(shí)隨地的業(yè)務(wù)接入，并獲得無(wú)間斷的高質(zhì)量的業(yè)務(wù)體驗。為了達到這種業(yè)務(wù)提供能力，NASS（網(wǎng)絡(luò )附著(zhù)子系統）完成對用戶(hù)附著(zhù)于接入網(wǎng)絡(luò )的管理，包括用戶(hù)驗證和網(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(hù)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。現有的ADSL網(wǎng)絡(luò )只是實(shí)現了簡(jiǎn)單的用戶(hù)鑒權認證和地址分配，NASS所要求的其它基本功能如位置管理等還沒(méi)有實(shí)現。從NASS與NGN其它功能實(shí)體之間的關(guān)系來(lái)看，目前的ADSL接入網(wǎng)絡(luò )還沒(méi)有實(shí)現與業(yè)務(wù)系統、資源控制系統之間的相互關(guān)聯(lián)。從總體來(lái)看，現有ADSL接入網(wǎng)絡(luò )離NGN對接入網(wǎng)的要求還有相當的距離。

　　融合數據庫

　　提供融合業(yè)務(wù)的重要技術(shù)條件是具有豐富的用戶(hù)數據，應探索融合數據庫的體系架構。隨著(zhù)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)、數據庫技術(shù)、支撐系統（BOSS）的成熟以及3G網(wǎng)絡(luò )的引入，用戶(hù)數據不僅包括PSTN、PHS及軟交換窄帶用戶(hù)的用戶(hù)數據，還將存在大量的軟交換SIP用戶(hù)的數據，以及3G移動(dòng)用戶(hù)、寬帶（IMS）用戶(hù)的數據，數據量和種類(lèi)明顯增多，數據存儲和傳送需求不同，如何更加有效地管理和利用這些資源將變得至關(guān)重要，因此有必要建立一個(gè)統一的用戶(hù)數據層面，集中管理所有的用戶(hù)數據信息，為網(wǎng)絡(luò )層甚至業(yè)務(wù)層提供用戶(hù)及業(yè)務(wù)相關(guān)數據。用戶(hù)數據層面和業(yè)務(wù)層面在邏輯上應是統一的、集中的，在物理上可以是分散的、獨立的。

　　SIP協(xié)議能力擴展后的兼容性

　　在IMS網(wǎng)絡(luò )中采用的SIP協(xié)議對IETF定義的SIP協(xié)議進(jìn)行了擴展。例如由于無(wú)線(xiàn)傳輸資源的帶寬有限，要求支持SIP消息的壓縮；由于無(wú)線(xiàn)接入的引入使呼叫建立時(shí)間增加，要求SIP的基礎定時(shí)器由500ms改成2s。如果IMS同時(shí)支持固定和移動(dòng)用戶(hù)，需要支持固定和移動(dòng)不同能力級的SIP協(xié)議，并且要求IMS網(wǎng)絡(luò )能夠識別終端的接入方式，根據不同的接入方式選用不同的協(xié)議參數。所以對于擴展的SIP協(xié)議要注意與原有SIP協(xié)議的兼容問(wèn)題。

　　業(yè)務(wù)平臺的整合

　　需要理清IMS的業(yè)務(wù)平臺與現有業(yè)務(wù)平臺的關(guān)系，從長(cháng)遠來(lái)看，融合業(yè)務(wù)和基于SIP的多媒體業(yè)務(wù)應在IMS的業(yè)務(wù)平臺上提供。

　　業(yè)務(wù)定位

　　需要明確和定位什么多媒體業(yè)務(wù)需要在IMS架構上開(kāi)放，什么業(yè)務(wù)在Internet上提供。

　　IMS是未來(lái)網(wǎng)絡(luò )的整體架構，其體系架構增強了對基于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，并未規模商用，因此預計固網(wǎng)運營(yíng)商將在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)也給終端改造、寬帶的發(fā)展策略、運營(yíng)模式帶來(lái)挑戰，因此各運營(yíng)商要因地制宜地根據需求加以選擇。實(shí)現融合是一個(gè)長(cháng)期的目標，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，但還要認真研究其可行性、經(jīng)濟性、復雜性和可管理性。

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