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統一IMS技術(shù)標準研究進(jìn)展分析

趙慧玲張園 2011/03/25

　　摘要：重點(diǎn)介紹了統一IMS技術(shù)標準的研究進(jìn)展，包括統一IMS系列標準制定的技術(shù)背景、標準研制情況、并對統一IMS需求、架構和組網(wǎng)的主要技術(shù)進(jìn)行了歸納總結，同時(shí)結合目前中國運營(yíng)商IMS網(wǎng)絡(luò )的部署情況和國際IMS標準制定的熱點(diǎn)，對統一IMS標準下一步的制定給出了建議。

1.概述

　　從長(cháng)遠的發(fā)展看，IMS將是固定網(wǎng)絡(luò )和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )共同的核心業(yè)務(wù)控制，IMS適合基于SIP的業(yè)務(wù)控制。 IMS將在光進(jìn)銅退、提升多媒體業(yè)務(wù)能力方面發(fā)揮重要作用。

　　核心網(wǎng)由電路域、分組域和多媒體域組成。隨著(zhù)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )向LTE的過(guò)渡，電路域主要由軟交換技術(shù)控制，而分組域由分組核心演進(jìn)（EPC）構成。EPC的主要功能是提升分組域DPI的能力，對分組域的流量進(jìn)行優(yōu)化；提升分組域差異化計費的能力，IMS主要承擔多媒體域的控制重任。三者互相配合，將最大可能地發(fā)揮核心網(wǎng)的作用。

　　在國內，隨著(zhù)3G市場(chǎng)的啟動(dòng)以及固定和移動(dòng)融合步伐的加快，三大運營(yíng)商也開(kāi)始將IMS引入現網(wǎng)，積極進(jìn)行IMS的業(yè)務(wù)發(fā)展，開(kāi)展標準化工作和試驗。不過(guò)，不同的運營(yíng)商采取的策略、步驟略有不同。可以說(shuō)，IMS的市場(chǎng)前景非常樂(lè )觀(guān)。

　　IMS最早由3GPP 在R5版本中提出，其最初的目標是解決3G網(wǎng)絡(luò )中多媒體業(yè)務(wù)的提供問(wèn)題。由于IMS具備控制與承載分離、控制與業(yè)務(wù)分離、支持多種接入方式等下一代網(wǎng)絡(luò )的特性，逐步獲得了包括TISPAN、3GPP2、ITU-T等標準化組織的關(guān)注和認可，并被確定為固定和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )提供融合多媒體業(yè)務(wù)的核心架構之一。2007年之前，各標準化組織對IMS的研究各有側重并相對獨立。從2007年開(kāi)始，為了使IMS能夠更加協(xié)調發(fā)展，3GPP分別與TISPAN和3GPP2達成了在3GPP R8版本中統一進(jìn)行common IMS研究的共識。

　　在國內，CCSA一直在進(jìn)行IMS技術(shù)的跟蹤研究和標準化工作，但初期重點(diǎn)開(kāi)展的是移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )IMS標準的研究。隨著(zhù)固網(wǎng)運營(yíng)商引入IMS的需求越來(lái)越強烈，運營(yíng)商全業(yè)務(wù)運營(yíng)的趨勢越來(lái)越明朗，CCSA TC3和TC5從2006年12月開(kāi)始聯(lián)合開(kāi)展了統一接入固定、移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )的IMS（統一IMS）系列標準的制定。截至2009年，CCSA發(fā)布了《統一IMS的需求（第一階段）》、《統一IMS的功能體系架構（第一階段）》、《統一IMS組網(wǎng)總體技術(shù)要求（第一階段）》和部分統一IMS業(yè)務(wù)的系列標準，隨后又制定和發(fā)布了統一IMS設備規范、協(xié)議規范和業(yè)務(wù)規范等。目前，已經(jīng)發(fā)布了以下統一IMS系列標準。

　　需求、架構和組網(wǎng)類(lèi)標準有《統一IMS的需求（第一階段）》（YD/T 1929-2009）、《統一IMS的功能體系架構（第一階段）》（YD/T 2007-2009）、《統一IMS組網(wǎng)總體技術(shù)要求（第一階段）》（YD/T 1930-2009）。

　　業(yè)務(wù)類(lèi)標準有《基于統一IMS的業(yè)務(wù)技術(shù)要求多媒體彩鈴業(yè)務(wù)（第一階段）》（YD/T 2008-2009）、《基于統一IMS的業(yè)務(wù)技術(shù)要求個(gè)性化振鈴音業(yè)務(wù)（第一階段）》（YD/T 2009-2009）、《基于統一IMS的業(yè)務(wù)技術(shù)要求多媒體會(huì )議業(yè)務(wù)（第一階段）》（YD/T 2010-2009）、《基于統一IMS的業(yè)務(wù)技術(shù)要求呼叫等待與呼叫保持業(yè)務(wù)（第一階段）》（YD/T 2011-2009）、《基于統一IMS的業(yè)務(wù)技術(shù)要求惡意呼叫追蹤和匿名呼叫拒絕業(yè)務(wù) （第一階段）》（YD/T 2013-2009）、《基于統一IMS的業(yè)務(wù)技術(shù)要求呼叫前轉類(lèi)業(yè)務(wù)（第一階段）》（YD/T 1931-2009）、《基于統一IMS的業(yè)務(wù)技術(shù)要求標識顯示及限制類(lèi)業(yè)務(wù)（第一階段）》（YD/T 1932-2009）、《基于統一IMS的業(yè)務(wù)技術(shù)要求 IP Centerex業(yè)務(wù)（第一階段）》（YD/T 1933-2009）。

　　設備類(lèi)已經(jīng)公示、即將發(fā)布的標準有統一IMS查詢(xún)/服務(wù)會(huì )話(huà)控制設備（I-CSCF/S-CSCF）技術(shù)要求（第一階段）、統一IMS代理會(huì )話(huà)控制設備（P-CSCF）技術(shù)要求（第一階段）、統一IMS歸屬用戶(hù)服務(wù)器（HSS）設備技術(shù)要求（第一階段）。

　　隨著(zhù)運營(yíng)商的重組和3G牌照的發(fā)放，國內的三大運營(yíng)商都成為了全業(yè)務(wù)運營(yíng)商，統一IMS系列標準將成為運營(yíng)商IMS部署的重要技術(shù)依據。

2.統一IMS的需求

　　《統一IMS的需求（第一階段）》重點(diǎn)規定了統一IMS（第一階段）的需求，包括總體需求、網(wǎng)絡(luò )能力需求、支持的業(yè)務(wù)等內容。

　　統一IMS（第一階段）應支持的業(yè)務(wù)包括多媒體會(huì )話(huà)業(yè)務(wù)、視頻會(huì )議業(yè)務(wù)、IP Centrex業(yè)務(wù)、點(diǎn)擊撥號業(yè)務(wù)、多媒體彩鈴業(yè)務(wù)、個(gè)性化振鈴業(yè)務(wù)、消息業(yè)務(wù)、呈現業(yè)務(wù)、PoC業(yè)務(wù)、組和列表管理業(yè)務(wù)、CSI業(yè)務(wù)、傳統智能網(wǎng)業(yè)務(wù)、緊急業(yè)務(wù)、合法偵聽(tīng)業(yè)務(wù)等。

　　統一IMS應支持的網(wǎng)絡(luò )能力包括支持的接入方式、支持的終端類(lèi)型、認證和授權方式、用戶(hù)數據的集中管理要求、IP多媒體會(huì )話(huà)控制、QoS管理要求、互通要求及計費要求。

　　統一IMS應支持的接入方式包括2G接入（包括GPRS、EDGE和CDMA 1X）、3G接入（包括2 GHz WCDMA、TD-SCDMA和cdma2000）、xDSL接入、WLAN 接入、LAN 接入。統一IMS不限于某一種接入方式，原則上，只要用戶(hù)可以獲得IP連接，無(wú)論使用何種接入網(wǎng)都可以接入統一IMS。

　　統一IMS應支持的終端包括移動(dòng)終端、SIP硬終端、SIP軟終端。

　　統一IMS應同時(shí)支持AKA、HTTP Digest（MD5）、Early IMS等認證方式。

3.統一IMS的功能架構

　　《統一IMS的功能體系架構（第一階段）》重點(diǎn)定義了統一IMS的功能體系架構、基本功能要求、安全要求、計費要求和語(yǔ)音業(yè)務(wù)的連續性（VCC）要求等內容。統一IMS的功能架構如圖1所示。

　　統一IMS網(wǎng)絡(luò )主要包括以下功能實(shí)體。

　　a）會(huì )話(huà)控制類(lèi)：S-CSCF、I-CSCF、P-CSCF、E-CSCF。
　　b）互通類(lèi)：IBCF、TrGW、SGW、IMS-MGW、BGCF、MGCF。
　　c）媒體資源處理類(lèi)：MRFC、MRFP。
　　d）用戶(hù)數據處理類(lèi)：HSS、SLF。
　　e）號碼分析類(lèi)：ENUM服務(wù)器、DNS服務(wù)器。
　　f）應用服務(wù)器類(lèi)：SIP-AS、OSA-SCS、IM-SSF。

4.統一IMS的組網(wǎng)技術(shù)要求

　　《統一IMS組網(wǎng)總體技術(shù)要求（第一階段）》規定了統一IMS網(wǎng)絡(luò )的組網(wǎng)結構、業(yè)務(wù)應用層結構、編號、漫游和游牧、路由細則、IMS網(wǎng)絡(luò )與其他網(wǎng)絡(luò )的互通、網(wǎng)絡(luò )性能和服務(wù)質(zhì)量要求、網(wǎng)絡(luò )可靠性要求等內容。

　　《統一IMS組網(wǎng)總體技術(shù)要求（第一階段）》對IMS應用的場(chǎng)景進(jìn)行了描述，主要結合我國運營(yíng)商的實(shí)際需求，規定了以下3種場(chǎng)景。
　　
　　場(chǎng)景一：包括固定接入+GPRS/EDGE+WCDMA接入。

　　場(chǎng)景二：包括固定接入+GPRS/EDGE+TD-SCDMA。

　　場(chǎng)景三：包括固定接入+CDMA 1X+cdma2000。

　　《統一IMS組網(wǎng)總體技術(shù)要求（第一階段）》提出了依據IMS用戶(hù)的規模和管理體制等因素，運營(yíng)商可以以省或大區為單位建設統一的IMS網(wǎng)絡(luò )的組網(wǎng)模式。

　　由于IMS網(wǎng)絡(luò )采用分布式結構，IMS網(wǎng)元設備處理能力較高，當用戶(hù)數量較少時(shí)，可以考慮采用劃分大區的方式建設IMS網(wǎng)絡(luò )。即以大區為中心進(jìn)行IMS網(wǎng)絡(luò )的建設。主要在大區中心的省會(huì )城市集中設置S-CSCF、I-CSCF、HSS、媒體資源服務(wù)器等設備，覆蓋所在大區各省的IMS用戶(hù)。以大區為單位的IMS網(wǎng)絡(luò )架構如圖2所示。

圖2：以大區為單位的IMS網(wǎng)絡(luò )架構
以省為單位的IMS網(wǎng)絡(luò )架構

圖3：以省為單位的IMS網(wǎng)絡(luò )架構
　　以省為單位劃分IMS域，即各省以省為單位進(jìn)行IMS網(wǎng)絡(luò )建設，在省會(huì )城市設置S-CSCF、I-CSCF、HSS、媒體資源服務(wù)器等網(wǎng)元設備，為全省的IMS用戶(hù)服務(wù)。負責接入固定用戶(hù)的P-CSCF和互通的MGW等設備需要設置在本地網(wǎng)。以省為單位的IMS網(wǎng)絡(luò )架構如圖3所示。

　　對于IMS網(wǎng)絡(luò )的編號，《統一IMS組網(wǎng)總體技術(shù)要求（第一階段）》規定IMS用戶(hù)的歸屬網(wǎng)絡(luò )域名存儲在用戶(hù)的ISIM卡中。對于沒(méi)有ISIM的固定用戶(hù)，可以在固定終端上配置用戶(hù)的歸屬網(wǎng)絡(luò )域名。對于沒(méi)有ISIM卡的移動(dòng)用戶(hù)（特指使用SIM/USIM卡、R-UIM/CSIM卡的移動(dòng)用戶(hù)），可以在移動(dòng)終端上配置用戶(hù)的歸屬網(wǎng)絡(luò )域名，或者從移動(dòng)用戶(hù)的IMSI號碼導出歸屬網(wǎng)絡(luò )域名。IMS用戶(hù)的私有用戶(hù)標識用于用戶(hù)接入IMS網(wǎng)絡(luò )的注冊、鑒權、認證和計費，私有用戶(hù)標識應保證唯一性。私有用戶(hù)標識采用網(wǎng)絡(luò )接入標識符（NAI）的形式，即username@realm。

　　公有用戶(hù)標識是用戶(hù)在IMS網(wǎng)絡(luò )中通信的標識，公有用戶(hù)標識用于SIP消息的路由。一個(gè)IMS用戶(hù)可以分配一個(gè)或多個(gè)公有用戶(hù)標識，公有用戶(hù)標識的格式可以采用SIP URI或者Tel URI的格式。

5.RCS

　　IMS開(kāi)放式的架構受到國內外運營(yíng)商的關(guān)注，運營(yíng)商開(kāi)始準備將IMS的業(yè)務(wù)能力與IP互聯(lián)網(wǎng)應用相結合，如將IMS的語(yǔ)音和即時(shí)消息等通信能力與SNS網(wǎng)站結合，將IMS基于通信錄來(lái)提供會(huì )議、數據和視頻等業(yè)務(wù)，利用IMS的開(kāi)放性提供與互聯(lián)網(wǎng)相結合的更加豐富靈活的業(yè)務(wù)。

　　而RCS在其中發(fā)揮著(zhù)不可忽視的作用。RCS工作組于2007年成立，主要致力于推動(dòng)IMS實(shí)現商用，推動(dòng)IMS產(chǎn)業(yè)鏈快速成熟，快速應用移動(dòng)新業(yè)務(wù)，為用戶(hù)提供可互通的、融合、豐富的通信體驗。RCS工作組主要基于已有的標準（包括3GPP、ETSI、OMA、GSMA）制定出一個(gè)可實(shí)施、可互通、基于IMS的核心業(yè)務(wù)集，提出RCS的實(shí)現標準并測試業(yè)務(wù)需求的滿(mǎn)足度、業(yè)務(wù)成熟度和業(yè)務(wù)互通性，推動(dòng)IMS業(yè)務(wù)快速實(shí)現商用。

　　RCS是在IMS的體系架構之上，通過(guò)為用戶(hù)提供整套基于增強型通信錄的呈現、即時(shí)通信、視音頻呼叫、群組聊天、文件傳送等在線(xiàn)通信應用，為用戶(hù)提供可互通、融合、豐富的通信體驗。運營(yíng)商希望通過(guò)RCS來(lái)提供與MSN、QQ等相同的業(yè)務(wù)體驗，同時(shí)利用運營(yíng)商之間網(wǎng)絡(luò )互通的優(yōu)勢與互聯(lián)網(wǎng)提供商抗衡。GSMA專(zhuān)門(mén)成立了RCS組織來(lái)推進(jìn)運營(yíng)商之間的IMS網(wǎng)絡(luò )和多媒體業(yè)務(wù)的互通。目前，法國、西班牙、日本和韓國的多家運營(yíng)商都聯(lián)合開(kāi)展了RCS的實(shí)驗，因此，在IMS領(lǐng)域，RCS將成為未來(lái)研究的終端。CCSA也應盡快開(kāi)展RCS技術(shù)的研究和標準的制定，推進(jìn)運營(yíng)商IMS網(wǎng)絡(luò )和業(yè)務(wù)的互聯(lián)互通。

　　RCS1.0第一階段業(yè)務(wù)集主要包括增強型地址簿（提供用戶(hù)的狀態(tài)呈現和終端可用業(yè)務(wù)能力指示）、增強型呼叫（在通話(huà)過(guò)程中提供附加的視頻、圖像共享或文件傳輸）、增強型融合消息（在傳統短信、彩信的基礎上融合即時(shí)消息和聊天業(yè)務(wù)）、業(yè)務(wù)交互（業(yè)務(wù)交互允許用戶(hù)使用RCS終端更好地從一個(gè)業(yè)務(wù)無(wú)縫切換至另一個(gè)業(yè)務(wù)）等。

　　區別于目前主流的融合通信產(chǎn)品，RCS的主要特點(diǎn)是：由運營(yíng)商運營(yíng)，能夠天然地與手機通信簿進(jìn)行捆綁，確保融合通信業(yè)務(wù)能在不同運營(yíng)商的終端用戶(hù)間互通，能夠深度集成社交應用等。目前它的核心業(yè)務(wù)集包括增強型地址簿、增強型呼叫、增強型融合消息等。R1~R3版本已經(jīng)發(fā)布，R4版本正在制定和完善中。未來(lái)的發(fā)展趨勢包括RCS的框架化，如業(yè)務(wù)&能力API開(kāi)放等，與社交網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行融合和集成，以及企業(yè)市場(chǎng)應用等。在技術(shù)標準方面，RCS并沒(méi)有重建新的技術(shù)標準，而是在現有3GPP、ETSI、OMA等標準的基礎上進(jìn)行技術(shù)選擇和技術(shù)增強。中國電信已于2010年8月加入RCS研究組，成為重要的成員單位。

6.中國運營(yíng)商對IMS的實(shí)踐

　　目前中國的三大運營(yíng)商都成為全業(yè)務(wù)運營(yíng)商，統一IMS成為其提供融合業(yè)務(wù)的核心技術(shù)，三大運營(yíng)商都積極開(kāi)展了統一IMS的研究和實(shí)驗，統一IMS的部署和應用在國內也正在從試商用逐步邁向大規模商業(yè)部署。

　　中國移動(dòng)2008—2009年選擇在部分省份開(kāi)展IMS現場(chǎng)實(shí)驗，2010年在全網(wǎng)大規模部署IMS系統，中國移動(dòng)部署IMS系統主要是為固定接入的用戶(hù)提供多媒體電話(huà)和Centrex等業(yè)務(wù)。中國電信2009年在上海部署IMS系統，向北京、上海、江蘇和廣州4省（市）的CDMA用戶(hù)提供移動(dòng)視頻電話(huà)業(yè)務(wù)，并同時(shí)在廣州、上海、浙江、江蘇、福建、四川、山東、廣西等8個(gè)省開(kāi)展現場(chǎng)試驗；下一步準備在實(shí)驗的基礎上開(kāi)始IMS系統的部署，重點(diǎn)向光進(jìn)銅退用戶(hù)提供寬帶語(yǔ)音業(yè)務(wù)，同時(shí)考慮向用戶(hù)提供多媒體業(yè)務(wù)。中國聯(lián)通（原中國網(wǎng)通）于2006—2007年進(jìn)行了實(shí)驗室環(huán)境下4個(gè)廠(chǎng)家的IMS測試，并于2008年在北京、廣州、大連、濟南、鄭州等地開(kāi)展了規模性的IMS試點(diǎn)工作。

　　同時(shí)，在國家三網(wǎng)融合的戰略下，廣電也希望利用IMS技術(shù)為用戶(hù)提供語(yǔ)音及多媒體業(yè)務(wù)。

　　因此，統一IMS系列標準已經(jīng)成為運營(yíng)商、設備制造商統一IMS開(kāi)發(fā)、測試、部署的重要技術(shù)依據，在IMS產(chǎn)業(yè)推進(jìn)中發(fā)揮著(zhù)重要的作用。

7.結束語(yǔ)

　　目前，我國運營(yíng)商已經(jīng)開(kāi)始大規模部署IMS網(wǎng)絡(luò )。IMS網(wǎng)絡(luò )部署之后，如何在IMS網(wǎng)絡(luò )上提供豐富的業(yè)務(wù)將逐步成為運營(yíng)商關(guān)注的重點(diǎn)。目前基于IMS的RCS已成為國際標準化的一個(gè)熱點(diǎn)。

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