IMS-NGN標(biāo)準(zhǔn)演進(jìn)及網(wǎng)絡(luò)融合研究

陶志強(qiáng) 2007/03/15

　　圖1 3GPPIMS網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

　　從理論上講，3GPP在R4版本的基礎(chǔ)上提出IMS概念的最初想法主要是為了提供多媒體業(yè)務(wù)，而不是網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的進(jìn)一步演進(jìn)。隨著時(shí)間的推移以及無線和終端全I(xiàn)P化。R4網(wǎng)絡(luò)中的MSCServer架構(gòu)將逐步退出，取而代之的是IMS網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)大和擴(kuò)張。因此3GPP在R6和R7版本對(duì)IMS做了進(jìn)一步的深入研究。其中IMSR6版本主要特點(diǎn)包括：

　　(1)IMS與CS的互通，支持SIP/ISUP互通和CS漫游情況;

　　(2)IP多媒體之間(如Internet)的互通，其中包括IPv4/IPv6互通;

　　(3)支持WLAN的接入方式;

　　(4)支持多種業(yè)務(wù)，如聊天、IMS會(huì)議、Presence等;

　　(5)支持基于IP流的計(jì)費(fèi)。

　　IMSR7版本中主要研究以下的技術(shù)特征：

　　(1)通過電路域承載提供IMS話音;

　　(2)通過分組域提供緊急服務(wù);

　　(3)提供基于WLAN的IMS話音與GSM網(wǎng)絡(luò)的電路域互通功能;

　　(4)支持DSL或CableModem接入方式。

　　IMS在3GPP的定義中，主要包括了所有提供IP多媒體業(yè)務(wù)的核心網(wǎng)相關(guān)功能實(shí)體，主要包括如下：

　　(1)CSCF

　　CSCF是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的核心，支持SIP協(xié)議處理SIP會(huì)話。負(fù)責(zé)對(duì)用戶多媒體會(huì)話進(jìn)行處理，其功能包括多媒體會(huì)話控制、地址翻譯以及對(duì)業(yè)務(wù)協(xié)商進(jìn)行服務(wù)轉(zhuǎn)換等。CSCF在IMS中實(shí)現(xiàn)了多媒體呼叫中主要的軟交換控制功能。根據(jù)各自不同的功能不同可分為P-CSCF(Proxy-CSCF)、I-CSCF(Interrogating-CSCF)和S-CSCF(Serving-CSCF)。其中P-CSCF是UE(UserEquipment)接入IMS系統(tǒng)的入口，主要功能是把UE發(fā)來的SIP注冊(cè)請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)給I-CSCF或把UE發(fā)來的SIP消息轉(zhuǎn)發(fā)給S-CSCF;I-CSCF位于歸屬域中，是從訪問域到歸屬域的入口點(diǎn)，用來為每個(gè)呼叫選擇相應(yīng)的S-CSCF，主要實(shí)現(xiàn)為用戶指定S-CSCF來執(zhí)行SIP注冊(cè)、轉(zhuǎn)發(fā)從HSS獲取S-CSCF地址的SIP請(qǐng)求以及將其他網(wǎng)絡(luò)傳來的SIP請(qǐng)求路由到S-CSCF等功能;S-CSCF與I-CSCF一起位于歸屬域中，是整個(gè)IMS的控制核心、IMS會(huì)話管理的執(zhí)行節(jié)點(diǎn)，控制呼叫和業(yè)務(wù)的相關(guān)狀態(tài)，與SCP中的應(yīng)用服務(wù)器互通。主要功能包括用來接受用戶注冊(cè)，進(jìn)行URI分析和重定向路由、觸發(fā)應(yīng)用服務(wù)器以及完成呼叫的控制和接續(xù)。S-CSCF維持了用戶位置和用戶SIP地址的綁定，S-CSCF包含有網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營上所需的狀態(tài)信息，以協(xié)助進(jìn)行IMS網(wǎng)絡(luò)的注冊(cè)、會(huì)話控制和業(yè)務(wù)支持等。

　　(2)MGCF和IMS-MGW

　　MGCF和IMS-MGW是IMS與CS域和PSTN互通的功能實(shí)體。MGCF負(fù)責(zé)進(jìn)行控制協(xié)議ISUP和BICC和SIP協(xié)議之間的轉(zhuǎn)換并且將會(huì)話轉(zhuǎn)發(fā)給IMS。IMS-MGW負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)換CS網(wǎng)絡(luò)(PSTN,GSM)的承載信道和骨干網(wǎng)(如IP網(wǎng)絡(luò)中的RTP流或ATM網(wǎng)中AAL2/ATM連接)的媒體流之間的轉(zhuǎn)換，并且在需要時(shí)進(jìn)行代碼轉(zhuǎn)換和信號(hào)處理。

　　(3)MRFC和MRFP

　　MRFC和MRFP是實(shí)現(xiàn)多方會(huì)議的功能實(shí)體，控制層面的MRFC解釋從S-CSCF收到的SIP信令，通過H.248控制MRFP。MRFC用于支持和承載相關(guān)的服務(wù)或者進(jìn)行承載代碼轉(zhuǎn)換。MRFP提供被MRFC所請(qǐng)求和指示的用戶平面資源，如輸入媒體流的混合等。

　　(4)BGCF

　　BGCF是IMS域與外部網(wǎng)絡(luò)的分界點(diǎn)，負(fù)責(zé)選擇到CS域的出口位置。

　　(5)HSS

　　HSS是所有和服務(wù)相關(guān)的數(shù)據(jù)的主要的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，主要包括用戶身份、注冊(cè)信息、接入?yún)?shù)和服務(wù)出發(fā)信息。

　　(6)PDF

　　PDF負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)基于服務(wù)的本地策略(SBLP)，即根據(jù)從P-CSCF處獲得的會(huì)話和媒體相關(guān)信息來制定相應(yīng)的策略。在R5中，PDF是P-CSCF的一個(gè)邏輯實(shí)體;而在R6中PDF是一個(gè)獨(dú)立的功能。

　　(7)SGW

　　SGW用戶不同信令網(wǎng)的互聯(lián)，如基于SCTP/IP信令網(wǎng)和SS7的信令網(wǎng)之間的信令轉(zhuǎn)換。

　　3、TISPANNGN

　　2004年，ETSITISPAN提出了NGN的主體架構(gòu)，目前正在制定NGN相關(guān)的規(guī)范，命名為TISPAN_NGNRelease1，預(yù)計(jì)在2005年完成整個(gè)Release 1。ETSI TISPAN提出的NGN架構(gòu)包括應(yīng)用層、控制層、承載層和接入層。其中控制層面包括基于SIP會(huì)話的子系統(tǒng)、PSTN/ISDN仿真子系統(tǒng)、基于RTSP的子系統(tǒng)和提供其他多媒體業(yè)務(wù)的子系統(tǒng)，其中基于SIP會(huì)話的核心網(wǎng)子系統(tǒng)重用了IMS的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，并且盡可能重用IMS R6中的相關(guān)規(guī)范，但要求支持更多的接入方式，包括xDSL、WLAN、LAN、MAN等。此外，還定義了網(wǎng)絡(luò)附著子系統(tǒng)和資源準(zhǔn)入控制子系統(tǒng)(RACS)。在這樣的框架下，NGN可以實(shí)現(xiàn)基于SIP的業(yè)務(wù)、基于SIP-I協(xié)議傳統(tǒng)業(yè)務(wù)以及基于RTSP的業(yè)務(wù)等。ETSI TISPAN的這種網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)是目前NGN的主要架構(gòu)，ITU-T的NGN架構(gòu)和ETSI TISPAN的基本相同。如圖2所示。

　　圖3 移動(dòng)和固定網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展

　　(1)承載和控制分離，網(wǎng)絡(luò)具有最大程度的可擴(kuò)展性;

　　(2)應(yīng)具有支持多業(yè)務(wù)的承載網(wǎng)絡(luò)，并能夠滿足高層業(yè)務(wù)對(duì)于QoS和安全性等方面的要求;

　　(3)具有支持多種接入模式的能力;

　　(4)能夠支持普遍的移動(dòng)性，具有融合型業(yè)務(wù)的提供能力;

　　(5)具有開放的接口，可以提供第三方的業(yè)務(wù)平臺(tái)等。

　　根據(jù)網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)和融合的目標(biāo)，對(duì)于移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)而言，將毫無疑問地按照3GPP定義的R5、R6、R7或者3GPP2定義的ReleaseA、ReleaseB的基于IMS的方向發(fā)展;對(duì)于固定網(wǎng)絡(luò)而言，可能會(huì)有兩個(gè)方向，即基于IMS的邏輯架構(gòu)或者基于軟交換的具體設(shè)備形態(tài)。但是最終兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展方向?qū)⑹且恢碌�，未來的網(wǎng)絡(luò)必然是一個(gè)融合的網(wǎng)絡(luò)。隨著電信運(yùn)營商之間的競爭日趨激烈和3G牌照的發(fā)放，移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)和固定網(wǎng)絡(luò)融合也必將成為我國未來幾年通信行業(yè)的重要發(fā)展趨勢。

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