統(tǒng)一IMS技術標準研究進展分析

趙慧玲張園 2011/03/25

　　摘要：重點介紹了統(tǒng)一IMS技術標準的研究進展，包括統(tǒng)一IMS系列標準制定的技術背景、標準研制情況、并對統(tǒng)一IMS需求、架構(gòu)和組網(wǎng)的主要技術進行了歸納總結(jié)，同時結(jié)合目前中國運營商IMS網(wǎng)絡的部署情況和國際IMS標準制定的熱點，對統(tǒng)一IMS標準下一步的制定給出了建議。

1.概述

　　從長遠的發(fā)展看，IMS將是固定網(wǎng)絡和移動網(wǎng)絡共同的核心業(yè)務控制，IMS適合基于SIP的業(yè)務控制。 IMS將在光進銅退、提升多媒體業(yè)務能力方面發(fā)揮重要作用。

　　核心網(wǎng)由電路域、分組域和多媒體域組成。隨著無線網(wǎng)絡向LTE的過渡，電路域主要由軟交換技術控制，而分組域由分組核心演進（EPC）構(gòu)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(nèi)，隨著3G市場的啟動以及固定和移動融合步伐的加快，三大運營商也開始將IMS引入現(xiàn)網(wǎng)，積極進行IMS的業(yè)務發(fā)展，開展標準化工作和試驗。不過，不同的運營商采取的策略、步驟略有不同。可以說，IMS的市場前景非常樂觀。

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

　　在國內(nèi)，CCSA一直在進行IMS技術的跟蹤研究和標準化工作，但初期重點開展的是移動網(wǎng)絡IMS標準的研究。隨著固網(wǎng)運營商引入IMS的需求越來越強烈，運營商全業(yè)務運營的趨勢越來越明朗，CCSA TC3和TC5從2006年12月開始聯(lián)合開展了統(tǒng)一接入固定、移動網(wǎng)絡的IMS（統(tǒng)一IMS）系列標準的制定。截至2009年，CCSA發(fā)布了《統(tǒng)一IMS的需求（第一階段）》、《統(tǒng)一IMS的功能體系架構(gòu)（第一階段）》、《統(tǒng)一IMS組網(wǎng)總體技術要求（第一階段）》和部分統(tǒng)一IMS業(yè)務的系列標準，隨后又制定和發(fā)布了統(tǒng)一IMS設備規(guī)范、協(xié)議規(guī)范和業(yè)務規(guī)范等。目前，已經(jīng)發(fā)布了以下統(tǒng)一IMS系列標準。

　　需求、架構(gòu)和組網(wǎng)類標準有《統(tǒng)一IMS的需求（第一階段）》（YD/T 1929-2009）、《統(tǒng)一IMS的功能體系架構(gòu)（第一階段）》（YD/T 2007-2009）、《統(tǒng)一IMS組網(wǎng)總體技術要求（第一階段）》（YD/T 1930-2009）。

　　業(yè)務類標準有《基于統(tǒng)一IMS的業(yè)務技術要求多媒體彩鈴業(yè)務（第一階段）》（YD/T 2008-2009）、《基于統(tǒng)一IMS的業(yè)務技術要求個性化振鈴音業(yè)務（第一階段）》（YD/T 2009-2009）、《基于統(tǒng)一IMS的業(yè)務技術要求多媒體會議業(yè)務（第一階段）》（YD/T 2010-2009）、《基于統(tǒng)一IMS的業(yè)務技術要求呼叫等待與呼叫保持業(yè)務（第一階段）》（YD/T 2011-2009）、《基于統(tǒng)一IMS的業(yè)務技術要求惡意呼叫追蹤和匿名呼叫拒絕業(yè)務（第一階段）》（YD/T 2013-2009）、《基于統(tǒng)一IMS的業(yè)務技術要求呼叫前轉(zhuǎn)類業(yè)務（第一階段）》（YD/T 1931-2009）、《基于統(tǒng)一IMS的業(yè)務技術要求標識顯示及限制類業(yè)務（第一階段）》（YD/T 1932-2009）、《基于統(tǒng)一IMS的業(yè)務技術要求 IP Centerex業(yè)務（第一階段）》（YD/T 1933-2009）。

　　設備類已經(jīng)公示、即將發(fā)布的標準有統(tǒng)一IMS查詢/服務會話控制設備（I-CSCF/S-CSCF）技術要求（第一階段）、統(tǒng)一IMS代理會話控制設備（P-CSCF）技術要求（第一階段）、統(tǒng)一IMS歸屬用戶服務器（HSS）設備技術要求（第一階段）。

　　隨著運營商的重組和3G牌照的發(fā)放，國內(nèi)的三大運營商都成為了全業(yè)務運營商，統(tǒng)一IMS系列標準將成為運營商IMS部署的重要技術依據(jù)。

2.統(tǒng)一IMS的需求

　　《統(tǒng)一IMS的需求（第一階段）》重點規(guī)定了統(tǒng)一IMS（第一階段）的需求，包括總體需求、網(wǎng)絡能力需求、支持的業(yè)務等內(nèi)容。

　　統(tǒng)一IMS（第一階段）應支持的業(yè)務包括多媒體會話業(yè)務、視頻會議業(yè)務、IP Centrex業(yè)務、點擊撥號業(yè)務、多媒體彩鈴業(yè)務、個性化振鈴業(yè)務、消息業(yè)務、呈現(xiàn)業(yè)務、PoC業(yè)務、組和列表管理業(yè)務、CSI業(yè)務、傳統(tǒng)智能網(wǎng)業(yè)務、緊急業(yè)務、合法偵聽業(yè)務等。

　　統(tǒng)一IMS應支持的網(wǎng)絡能力包括支持的接入方式、支持的終端類型、認證和授權(quán)方式、用戶數(shù)據(jù)的集中管理要求、IP多媒體會話控制、QoS管理要求、互通要求及計費要求。

　　統(tǒng)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(tǒng)一IMS不限于某一種接入方式，原則上，只要用戶可以獲得IP連接，無論使用何種接入網(wǎng)都可以接入統(tǒng)一IMS。

　　統(tǒng)一IMS應支持的終端包括移動終端、SIP硬終端、SIP軟終端。

　　統(tǒng)一IMS應同時支持AKA、HTTP Digest（MD5）、Early IMS等認證方式。

3.統(tǒng)一IMS的功能架構(gòu)

　　《統(tǒng)一IMS的功能體系架構(gòu)（第一階段）》重點定義了統(tǒng)一IMS的功能體系架構(gòu)、基本功能要求、安全要求、計費要求和語音業(yè)務的連續(xù)性（VCC）要求等內(nèi)容。統(tǒng)一IMS的功能架構(gòu)如圖1所示。

　　統(tǒng)一IMS網(wǎng)絡主要包括以下功能實體。

　　a）會話控制類：S-CSCF、I-CSCF、P-CSCF、E-CSCF。
　　b）互通類：IBCF、TrGW、SGW、IMS-MGW、BGCF、MGCF。
　　c）媒體資源處理類：MRFC、MRFP。
　　d）用戶數(shù)據(jù)處理類：HSS、SLF。
　　e）號碼分析類：ENUM服務器、DNS服務器。
　　f）應用服務器類：SIP-AS、OSA-SCS、IM-SSF。

4.統(tǒng)一IMS的組網(wǎng)技術要求

　　《統(tǒng)一IMS組網(wǎng)總體技術要求（第一階段）》規(guī)定了統(tǒng)一IMS網(wǎng)絡的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)、業(yè)務應用層結(jié)構(gòu)、編號、漫游和游牧、路由細則、IMS網(wǎng)絡與其他網(wǎng)絡的互通、網(wǎng)絡性能和服務質(zhì)量要求、網(wǎng)絡可靠性要求等內(nèi)容。

　　《統(tǒng)一IMS組網(wǎng)總體技術要求（第一階段）》對IMS應用的場景進行了描述，主要結(jié)合我國運營商的實際需求，規(guī)定了以下3種場景。
　　
　　場景一：包括固定接入+GPRS/EDGE+WCDMA接入。

　　場景二：包括固定接入+GPRS/EDGE+TD-SCDMA。

　　場景三：包括固定接入+CDMA 1X+cdma2000。

　　《統(tǒng)一IMS組網(wǎng)總體技術要求（第一階段）》提出了依據(jù)IMS用戶的規(guī)模和管理體制等因素，運營商可以以省或大區(qū)為單位建設統(tǒng)一的IMS網(wǎng)絡的組網(wǎng)模式。

　　由于IMS網(wǎng)絡采用分布式結(jié)構(gòu)，IMS網(wǎng)元設備處理能力較高，當用戶數(shù)量較少時，可以考慮采用劃分大區(qū)的方式建設IMS網(wǎng)絡。即以大區(qū)為中心進行IMS網(wǎng)絡的建設。主要在大區(qū)中心的省會城市集中設置S-CSCF、I-CSCF、HSS、媒體資源服務器等設備，覆蓋所在大區(qū)各省的IMS用戶。以大區(qū)為單位的IMS網(wǎng)絡架構(gòu)如圖2所示。

圖2：以大區(qū)為單位的IMS網(wǎng)絡架構(gòu)
以省為單位的IMS網(wǎng)絡架構(gòu)

圖3：以省為單位的IMS網(wǎng)絡架構(gòu)
　　以省為單位劃分IMS域，即各省以省為單位進行IMS網(wǎng)絡建設，在省會城市設置S-CSCF、I-CSCF、HSS、媒體資源服務器等網(wǎng)元設備，為全省的IMS用戶服務。負責接入固定用戶的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)絡架構(gòu)如圖3所示。

　　對于IMS網(wǎng)絡的編號，《統(tǒng)一IMS組網(wǎng)總體技術要求（第一階段）》規(guī)定IMS用戶的歸屬網(wǎng)絡域名存儲在用戶的ISIM卡中。對于沒有ISIM的固定用戶，可以在固定終端上配置用戶的歸屬網(wǎng)絡域名。對于沒有ISIM卡的移動用戶（特指使用SIM/USIM卡、R-UIM/CSIM卡的移動用戶），可以在移動終端上配置用戶的歸屬網(wǎng)絡域名，或者從移動用戶的IMSI號碼導出歸屬網(wǎng)絡域名。IMS用戶的私有用戶標識用于用戶接入IMS網(wǎng)絡的注冊、鑒權(quán)、認證和計費，私有用戶標識應保證唯一性。私有用戶標識采用網(wǎng)絡接入標識符（NAI）的形式，即username@realm。

　　公有用戶標識是用戶在IMS網(wǎng)絡中通信的標識，公有用戶標識用于SIP消息的路由。一個IMS用戶可以分配一個或多個公有用戶標識，公有用戶標識的格式可以采用SIP URI或者Tel URI的格式。

5.RCS

　　IMS開放式的架構(gòu)受到國內(nèi)外運營商的關注，運營商開始準備將IMS的業(yè)務能力與IP互聯(lián)網(wǎng)應用相結(jié)合，如將IMS的語音和即時消息等通信能力與SNS網(wǎng)站結(jié)合，將IMS基于通信錄來提供會議、數(shù)據(jù)和視頻等業(yè)務，利用IMS的開放性提供與互聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合的更加豐富靈活的業(yè)務。

　　而RCS在其中發(fā)揮著不可忽視的作用。RCS工作組于2007年成立，主要致力于推動IMS實現(xiàn)商用，推動IMS產(chǎn)業(yè)鏈快速成熟，快速應用移動新業(yè)務，為用戶提供可互通的、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）制定出一個可實施、可互通、基于IMS的核心業(yè)務集，提出RCS的實現(xiàn)標準并測試業(yè)務需求的滿足度、業(yè)務成熟度和業(yè)務互通性，推動IMS業(yè)務快速實現(xiàn)商用。

　　RCS是在IMS的體系架構(gòu)之上，通過為用戶提供整套基于增強型通信錄的呈現(xiàn)、即時通信、視音頻呼叫、群組聊天、文件傳送等在線通信應用，為用戶提供可互通、融合、豐富的通信體驗。運營商希望通過RCS來提供與MSN、QQ等相同的業(yè)務體驗，同時利用運營商之間網(wǎng)絡互通的優(yōu)勢與互聯(lián)網(wǎng)提供商抗衡。GSMA專門成立了RCS組織來推進運營商之間的IMS網(wǎng)絡和多媒體業(yè)務的互通。目前，法國、西班牙、日本和韓國的多家運營商都聯(lián)合開展了RCS的實驗，因此，在IMS領域，RCS將成為未來研究的終端。CCSA也應盡快開展RCS技術的研究和標準的制定，推進運營商IMS網(wǎng)絡和業(yè)務的互聯(lián)互通。

　　RCS1.0第一階段業(yè)務集主要包括增強型地址簿（提供用戶的狀態(tài)呈現(xiàn)和終端可用業(yè)務能力指示）、增強型呼叫（在通話過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(tǒng)短信、彩信的基礎上融合即時消息和聊天業(yè)務）、業(yè)務交互（業(yè)務交互允許用戶使用RCS終端更好地從一個業(yè)務無縫切換至另一個業(yè)務）等。

　　區(qū)別于目前主流的融合通信產(chǎn)品，RCS的主要特點是：由運營商運營，能夠天然地與手機通信簿進行捆綁，確保融合通信業(yè)務能在不同運營商的終端用戶間互通，能夠深度集成社交應用等。目前它的核心業(yè)務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。未來的發(fā)展趨勢包括RCS的框架化，如業(yè)務&能力API開放等，與社交網(wǎng)絡進行融合和集成，以及企業(yè)市場應用等。在技術標準方面，RCS并沒有重建新的技術標準，而是在現(xiàn)有3GPP、ETSI、OMA等標準的基礎上進行技術選擇和技術增強。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.中國運營商對IMS的實踐

　　目前中國的三大運營商都成為全業(yè)務運營商，統(tǒng)一IMS成為其提供融合業(yè)務的核心技術，三大運營商都積極開展了統(tǒng)一IMS的研究和實驗，統(tǒng)一IMS的部署和應用在國內(nèi)也正在從試商用逐步邁向大規(guī)模商業(yè)部署。

　　中國移動2008—2009年選擇在部分省份開展IMS現(xiàn)場實驗，2010年在全網(wǎng)大規(guī)模部署IMS系統(tǒng)，中國移動部署IMS系統(tǒng)主要是為固定接入的用戶提供多媒體電話和Centrex等業(yè)務。中國電信2009年在上海部署IMS系統(tǒng)，向北京、上海、江蘇和廣州4�。ㄊ校┑腃DMA用戶提供移動視頻電話業(yè)務，并同時在廣州、上海、浙江、江蘇、福建、四川、山東、廣西等8個省開展現(xiàn)場試驗；下一步準備在實驗的基礎上開始IMS系統(tǒng)的部署，重點向光進銅退用戶提供寬帶語音業(yè)務，同時考慮向用戶提供多媒體業(yè)務。中國聯(lián)通（原中國網(wǎng)通）于2006—2007年進行了實驗室環(huán)境下4個廠家的IMS測試，并于2008年在北京、廣州、大連、濟南、鄭州等地開展了規(guī)模性的IMS試點工作。

　　同時，在國家三網(wǎng)融合的戰(zhàn)略下，廣電也希望利用IMS技術為用戶提供語音及多媒體業(yè)務。

　　因此，統(tǒng)一IMS系列標準已經(jīng)成為運營商、設備制造商統(tǒng)一IMS開發(fā)、測試、部署的重要技術依據(jù)，在IMS產(chǎn)業(yè)推進中發(fā)揮著重要的作用。

7.結(jié)束語

　　目前，我國運營商已經(jīng)開始大規(guī)模部署IMS網(wǎng)絡。IMS網(wǎng)絡部署之后，如何在IMS網(wǎng)絡上提供豐富的業(yè)務將逐步成為運營商關注的重點。目前基于IMS的RCS已成為國際標準化的一個熱點。

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郵電設計技術