[情報] IMS 網路架構演進策略

看板Fix-Network (固網電信)作者pttchang (chang)時間18年前 (2007/03/04 01:05)推噓0(0推 0噓 0→)

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IMS 網路架構演進策略一、NGN、軟交換與IMS （一）NGN NGN是指基於分組技術的網路，能夠提供包括電信業務在內的多種業務，能夠利用多種寬帶和具有QoS支援能力的傳送技術，業務相關功能與底層傳送相關技術之間相互獨立，能夠讓用戶自由接入不同的業務提供商，能夠支援通用移動性，從而向用戶提供一致的和能無處不在的網路接入業務。 NGN採用分層架構，包括業務層、控制層、傳輸層以及用戶終端，能提供多種業務類型有語音、數據、多媒體等。（二）軟交換軟交換可以理解為一種分層、開放的NGN體系架構，是NGN核心控制層技術之一。軟交換實際上是“控制”，而非“交換”，因為“交換” 更多體現下承載層，所以“軟交換網是下一代話音網或下一代分組通信網” 的說法更貼切。以控制和承載分離為基本特徵的軟交換技術的基本定位是在一個基於IP技術的網路上提供道統的長途等5類語音業務。軟交換的靈活部署和高集成度為運營商帶來了網路建設成本和維護成本的大幅度降低，但由於受到終端能力、QoS、安全以及業務界面標準化等諸多方面的限制，目前較為成熟的軟交換(包括固定軟交換和3GPPR4)的應用也僅限於此，它還沒有給最終用戶帶來新的業務。（三）IMS IMS（IPMultimediaSubsystem）即IP多媒體子系統，由3GPP標準組織在R5 版本基礎上提出，是在基於IP的網路上提供多媒體業務的通用網路架構， R5版本主要定義了IMS的核心架構、網元功能、界面和流程等內容； R6版本對IMS進行了完善，增加了部分IMS業務特性、IMS與其他網路的互通規範和WLAN接入等特性；R7加強了對固定、移動融合的標準化製定，要求IMS支援xDSL、cable等固定接入模式。 IMS技術對控制層功能做了進一步分解，實現了會話控制實體CSCF（ CallSessionControlFunction）和承載控制實體MGCF（Media Gateway Control Function）在功能上的分離，使網路架構更為開放、靈活，所以IMS實際上比道統軟交換更“軟”。 IMS以其業務、控制、承載完全分離的水準架構，集中的用戶屬性和接入無關等特性，一方面解決了目前軟交換技術還無法解決的問題，如用戶移動性支援、標準開放的業務界面、靈活的IP 多媒體業務提供等；另一方面，其接入無關性，也使得IMS成為固定和移動網路融合演進的基礎。 IMS業務架構如圖1所示，IMS的目的是建立與接入無關、能被移動網路與固定網路共用的融合核心網。在無線接入技術方面，IMS除了GSM/GPRS和WCDMA之外， WLAN透過SIPProxy也可以接入。此外，固定網路的LAN 和xDSL接入技術也可以接入到IMS。 IMS還提供了與ISDN/PSTN道統電路交換網路的互線上製。這樣，IMS提供服務的終端除了移動終端之外，還包括固定的電話終端、多媒體智能終端、PC機的軟終端等。 IMS能夠為使用不同接入手段的用戶提供融合的業務，但固定接入與移動接入終究有不同的特徵，所以要將基於移動通信發展起來的IMS體系應用到固網中還需要進行大量的改進，標準化工作依然任重而道遠。移動通信界提出的IMS與固網通信界提出的軟交換的基本思想和目標是一致的，都希望建立基於IP的融合與開放的網路平台。二、IMS體系研究（一）IMS體系架構 IMS體系架構和CSCF的設計利用了軟交換技術，實現了業務與控制相分離、呼叫控制與媒體傳輸相分離。IMS雖然是 3GPP為移動用戶接入多媒體服務而開發的系統，但由於它全面融合了IP域的技術，並在開發階段就和其它組織進行密切合作，使得IMS實際已經不僅僅局限於只為移動用戶進行服務。在IMS體系架構中，最底層為承載層，用於提供IMSSIP會話的接入和傳輸，承載網必須是基於分組交換的。圖2以移動分組網的承載模式為例，描述了IMS用戶透過手機進行IMS會話的模式，主要的承載層設備有SGSN（GPRS業務支撐節點）、 GGSN（通訊閘GPRS業務支撐節點）以及MGW（媒體通訊閘）。其中SGSN和GGSN可以重複利用現網設備，不需要硬體升級，僅透過做相關配置就可以支援IMS。MGW是負責媒體流在IMS域和CS（電路交換）域互通的功能實體，主要解決語音互通問題。無論具體採用哪一種接入模式，只要基於IP技術，所有的IMS 用戶信令就可以很好地傳送到控制層。中間層為信令控制層，由網路控制伺服器組成，負責管理呼叫或會話設定、修改和釋放，所有IP多媒體業務的信令控制都在這一層完成。主要的功能實體有CSCF、HSS（ HomeSubscriberServer，歸屬用戶伺服器）、MGCF等，這些網元執行不同的角色，如信令控制伺服器、數據庫、媒體通訊閘伺服器等，協同完成信令層面的處理功能，如SIP會話的建立、釋放。這一層僅對IMS信令負責，最終的IMS業務流不經過這一層，完全透過底層的承載層做路由實現端到端通信。最上面一層是應用層，由應用和內容伺服器組成，負責為用戶提供IMS增值業務，主要網元是一系列透過CAMEL、 OSA/Parlay和SIP技術提供多媒體業務的應用平台。運營商可以自行開發一些基於SIP的應用，透過標準SIP界面與IMS系統連接；如果運營商需要連接第三方SP的應用， IMS可以和標準的API，如OSAAPI連接，透過OSA/ParlayGW 對第三方非信任的SP業務進行鑒權和管理等。（二）IMS的優勢 1．IMS由於採用的是分組網路，對於數據業務的支援有著天然的優勢，能滿足新業務的高速寬帶和低成本的需要。 2．SIP協議能夠提供終端到終端和終端到伺服器直接的通信。 SIP協議業務的靈活和擴展能力也是比較強大的。 IMS的終端由於直接支援SIP，所以它的終端智能是比較高的，從而使業務拓展也比較容易。 3．IMS系統不是一個簡單的SIP網路，它加強了對用戶和業務的控制，便於運營商把握資源的使用。 4．IMS和接入網路之間的獨立性。 5．IMS整合了各種業務平台，形成一個統一的IMS系統，這樣有利於各種業務平台之間的兼容。IMS和目前國際化標準組織 OMA共同開發業務平台，從而為IMS系統增值。 6．IMS因為採用是IP承載網路，向全IP網路架構邁進了一步。三、IMS與網路架構演進 1.網路演進的驅動力不管是固定網路運營商還是移動網路運營商，如何借助靈活開放的業務平台快速部署新業務是他們在市場競爭中保持優勢的關鍵原素，是網路演進的驅動力之一。另外，用戶對全新多媒體業務的需求也是網路演進的驅動力之一。用戶希望能夠以跨越固定和移動網路的便捷使用模式來獲得多媒體業務。因此，運營商需要一個可控制、可管理和可盈利的網路架構，來提供用戶所期待的全新業務。基於IP技術、與接入無關、業務和控制分離的IMS網路架構正是滿足這一需求的全新架構。 2.IMS與FMC（固定和移動融合）移動通信和固定通信的融合以及聲音、數據、圖像多媒體的融合是未來通信發展的趨勢，IMS則初步體現了這兩大融合。用戶的業務需求是固定和移動融合的基本驅動力。對用戶而言，有線網路與無線網路相結合，可以實現真正的隨時隨地溝通，在通信手段和通信模式上也有了更多的選擇和更大的靈活性；同時還可以享受到更多固定和移動融合所帶來的新業務。固定和移動的融合能為全業務運營商節省投資、減少運營成本。道統的固定網路和移動網路提供的許多業務基本一致，但是移動網路和固定網路是獨立的兩張業務網，致使運營維護費用高；而且當開發新業務時，即使同樣的業務也必須分別升級兩張網路才能夠為移動網路和固定網路用戶分別提供新業務，致使新業務提供成本高。固定和移動融合之後將形成整體的網路，運維成本將顯著降低，而且新業務的開發不必再分別升級固定網路和移動網路，只需要對統一的業務平台進行一次升級就能夠同時為各類用戶提供業務。固定和移動融合也是NGN發展的必然趨勢，因為全IP網路是固定網路和移動網路的共同發展方向，在NGN體系架構下，固定和移動只是NGN的不同接入模式。固定網路與移動網路的演進路線在很多方面相似，PSTN將向固定軟交換網演進，而基於WCDMA的移動網路則是沿著3GPPR99／R4／R5的道路演進。雖然目前固定NGN和移動NGN(即3G或B3G)的發展是獨立的，但兩者在演進過程中所遵從的分層網路體系架構、所採用的許多通信協議和界面規範都相同或類似，尤其是IMS的發展有望實現兩者在核心網路層和業務層的完全融合。 3.GSM網路向IMS演進探討 (1) 目前G網技術演進滯後於C網，G網的狀況基本是沒有很完善的GPRS/EDGE網路。所以第一步要建立完善覆蓋的GPRS網路，以提供端到端高數據交換服務。 (2) 在核心網中引入軟交換，形成控制和承載相分離的網路架構，目前很多廠家不太支援不經過軟交換階段的IMS。 (3) 經過軟交換階段之後我們在全國範圍內逐步引入IMS，以實現全IP化的界面。 IMS的部署並不意味著替換電路域，相反，在IMS部署初期，由於語音業務還無法直接由IMS域提供，語音業務還將由電路域承擔。只有當語音成為豐富的多媒體業務的一部分，而且IMS達到一定的滲透率之後才能真正開始語音從電路域到IMS域的遷移。從增加業務收入角度看，3G技術的引入開始可以提供更高的帶寬和更吸引人的業務，但更多的新業務必須倚賴於IMS。 IMS能夠作為現有GPRS網路的疊加網路來部署，另外需要增加PDF、CSCF、HSS以及IMSAS等。倚賴於IMS提供IP多媒體業務，將是移動運營商的首選。同時由於IMS核心網元和固定運營商IMS所使用的是一樣的，因此也有利於固定和移動融合的網路部署和業務開展。 (4) 最後我們要把現有的C網、固定網等全部接入到IMS網路，並把現網的相關業務遷移到IMS網路。四、總結從標準化和技術成熟度來看，基於軟交換構建固定的NGN更為現實，難度也較小；從技術趨勢來看，開放與融合程度更高的IMS系統則代表了未來的發展方向，代表著固定與移動融合的趨勢，更有前途。可以說基於軟交換的網路只是NGN發展的初級階段，而IMS是NGN發展的進階階段。各運營商都將網路和業務融合作為長遠的戰略目標，長遠目標一定和近期的部署相結合，在具體部署時又要根據市場需求和網路實際情況進行。總的來說 IMS和移動軟交換將同時存在，它們之間透過網路互通實現部分業務的互通。並且從長期來看，電路域用戶最終會遷移到IMS域，然而大規模的遷移不會在近期出現。 -- ※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc) ◆ From: 61.31.165.55