IMS-NGN標準演進及網絡融合研究

陶志強 2007/03/15

　　圖1 3GPPIMS網絡架構

　　從理論上講，3GPP在R4版本的基礎上提出IMS概念的最初想法主要是為了提供多媒體業(yè)務，而不是網絡架構的進一步演進。隨著時間的推移以及無線和終端全IP化。R4網絡中的MSCServer架構將逐步退出，取而代之的是IMS網絡的擴大和擴張。因此3GPP在R6和R7版本對IMS做了進一步的深入研究。其中IMSR6版本主要特點包括：

　　(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，如聊天、IMS會議、Presence等;

　　(5)支持基于IP流的計費。

　　IMSR7版本中主要研究以下的技術特征：

　　(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;

　　(3)提供基于WLAN的IMS話音與GSM網絡的電路域互通功能;

　　(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)務的核心網相關功能實體，主要包括如下：

　　(1)CSCF

　　CSCF是整個網絡的核心，支持SIP協(xié)議處理SIP會話。負責對用戶多媒體會話進行處理，其功能包括多媒體會話控制、地址翻譯以及對業(yè)務協(xié)商進行服務轉換等。CSCF在IMS中實現(xiàn)了多媒體呼叫中主要的軟交換控制功能。根據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注冊請求轉發(fā)給I-CSCF或把UE發(fā)來的SIP消息轉發(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，用來為每個呼叫選擇相應的S-CSCF，主要實現(xiàn)為用戶指定S-CSCF來執(zhí)行SIP注冊、轉發(fā)從HSS獲取S-CSCF地址的SIP請求以及將其他網絡傳來的SIP請求路由到S-CSCF等功能;S-CSCF與I-CSCF一起位于歸屬域中，是整個IMS的控制核心、IMS會話管理的執(zhí)行節(jié)點，控制呼叫和業(yè)務的相關狀態(tài)，與SCP中的應用服務器互通。主要功能包括用來接受用戶注冊，進行URI分析和重定向路由、觸發(fā)應用服務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包含有網絡運營上所需的狀態(tài)信息，以協(xié)助進行IMS網絡的注冊、會話控制和業(yè)務支持等。

　　(2)MGCF和IMS-MGW

　　MGCF和IMS-MGW是IMS與CS域和PSTN互通的功能實體。MGCF負責進行控制協(xié)議ISUP和BICC和SIP協(xié)議之間的轉換并且將會話轉發(fā)給IMS。IMS-MGW負責轉換CS網絡(PSTN,GSM)的承載信道和骨干網(如IP網絡中的RTP流或ATM網中AAL2/ATM連接)的媒體流之間的轉換，并且在需要時進行代碼轉換和信號處理。

　　(3)MRFC和MRFP

　　MRFC和MRFP是實現(xiàn)多方會議的功能實體，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的服務或者進行承載代碼轉換。MRFP提供被MRFC所請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域與外部網絡的分界點，負責選擇到CS域的出口位置。

　　(5)HSS

　　HSS是所有和服務相關的數(shù)據的主要的數(shù)據存儲器，主要包括用戶身份、注冊信息、接入參數(shù)和服務出發(fā)信息。

　　(6)PDF

　　PDF負責實現(xiàn)基于服務的本地策略(SBLP)，即根據從P-CSCF處獲得的會話和媒體相關信息來制定相應的策略。在R5中，PDF是P-CSCF的一個邏輯實體;而在R6中PDF是一個獨立的功能。

　　(7)SGW

　　SGW用戶不同信令網的互聯(lián)，如基于SCTP/IP信令網和SS7的信令網之間的信令轉換。

　　3、TISPANNGN

　　2004年，ETSITISPAN提出了NGN的主體架構，目前正在制定NGN相關的規(guī)范，命名為TISPAN_NGNRelease1，預計在2005年完成整個Release 1。ETSI TISPAN提出的NGN架構包括應用層、控制層、承載層和接入層。其中控制層面包括基于SIP會話的子系統(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)務的子系統(tǒng)，其中基于SIP會話的核心網子系統(tǒng)重用了IMS的網絡架構，并且盡可能重用IMS R6中的相關規(guī)范，但要求支持更多的接入方式，包括xDSL、WLAN、LAN、MAN等。此外，還定義了網絡附著子系統(tǒng)和資源準入控制子系統(tǒng)(RACS)。在這樣的框架下，NGN可以實現(xiàn)基于SIP的業(yè)務、基于SIP-I協(xié)議傳統(tǒng)業(yè)務以及基于RTSP的業(yè)務等。ETSI TISPAN的這種網絡架構是目前NGN的主要架構，ITU-T的NGN架構和ETSI TISPAN的基本相同。如圖2所示。

　　圖3 移動和固定網絡的發(fā)展

　　(1)承載和控制分離，網絡具有最大程度的可擴展性;

　　(2)應具有支持多業(yè)務的承載網絡，并能夠滿足高層業(yè)務對于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性，具有融合型業(yè)務的提供能力;

　　(5)具有開放的接口，可以提供第三方的業(yè)務平臺等。

　　根據網絡演進和融合的目標，對于移動網絡而言，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;對于固定網絡而言，可能會有兩個方向，即基于IMS的邏輯架構或者基于軟交換的具體設備形態(tài)。但是最終兩個網絡的發(fā)展方向將是一致的，未來的網絡必然是一個融合的網絡。隨著電信運營商之間的競爭日趨激烈和3G牌照的發(fā)放，移動網絡和固定網絡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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