當(dāng)年伊拉克戰(zhàn)爭(zhēng)發(fā)生的時(shí)候，曾經(jīng)有一位名人說(shuō)過(guò)這樣一句話：“石器時(shí)代不是因?yàn)闆](méi)有了石頭而讓石器時(shí)代結(jié)束，而是因?yàn)槌霈F(xiàn)了可替代石頭的工具。石油時(shí)代也不是因?yàn)槭�油枯竭而結(jié)束，而是因?yàn)槌霈F(xiàn)了可替代的新能源”。人類(lèi)進(jìn)步的主要表現(xiàn)就是生產(chǎn)生活工具的進(jìn)步和迭代。雖然全球技術(shù)和經(jīng)濟(jì)受疫情的沖擊，但是，通信技術(shù)變革的腳步一點(diǎn)沒(méi)有因此停滯或變慢，巨大的用戶生活需求必然推動(dòng)其發(fā)展速度。今天，基于5G的全新的“人與人”，’“人與物”和“物與物”全媒體實(shí)時(shí)通信時(shí)代已經(jīng)來(lái)臨。在5G-advanced的技術(shù)架構(gòu)的推動(dòng)下，VoNR網(wǎng)絡(luò)也開(kāi)始支持了更強(qiáng)大的VoNR+的網(wǎng)絡(luò)，而且傳統(tǒng)的語(yǔ)音網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中取得了重大的突破，同時(shí)因?yàn)镮MS數(shù)據(jù)通道的引入，疊加了數(shù)據(jù)通道以后，使得用戶場(chǎng)景發(fā)生了革命性的改變，應(yīng)用生態(tài)出現(xiàn)了全域的可視化，實(shí)時(shí)交互的特點(diǎn)，支持了通話處于圖片文檔交互，AI智能語(yǔ)音接入，遠(yuǎn)程共享協(xié)作等功能。對(duì)很多行業(yè)客服系統(tǒng)，協(xié)同和遠(yuǎn)程協(xié)作，同聲傳譯等都是一個(gè)顛覆。如何面對(duì)5G VoNR的新通話技術(shù)環(huán)境的客戶需求，是我們IP語(yǔ)音行業(yè)廠家集成商面對(duì)的一個(gè)重大挑戰(zhàn)。最近，愛(ài)立信和中國(guó)移動(dòng)都分別發(fā)布了基于5G網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中移動(dòng)端市場(chǎng)研究報(bào)告和關(guān)于5G VoNR新通話技術(shù)白皮書(shū)。這兩份報(bào)告是2022年非常重要的研究報(bào)告，可以作為行業(yè)用戶未來(lái)五年的行業(yè)發(fā)展的風(fēng)向標(biāo)參考。筆者針對(duì)兩篇報(bào)告結(jié)合自己的思考對(duì)未來(lái)業(yè)務(wù)發(fā)展做一點(diǎn)比較初淺的個(gè)人看法。另外，在新IP企業(yè)通信的討論中，筆者缺少了關(guān)于一些運(yùn)營(yíng)商及最新平臺(tái)技術(shù)的討論。為了彌補(bǔ)這部分內(nèi)容，我們結(jié)合IMS網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和最新5G 環(huán)境VoNR新通話技術(shù)來(lái)對(duì)當(dāng)前以及未來(lái)技術(shù)做一個(gè)概覽說(shuō)明。

　　IMS是目前通信網(wǎng)絡(luò)中核心的一個(gè)部分，同時(shí)對(duì)SIP的支持做了很多的拓展。我們?cè)陉P(guān)于SIP系列講座中介紹了很多從底層到上層接入點(diǎn)方式，例如PSTN和SIP trunk，但是現(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)已經(jīng)發(fā)生了根本性的改變，IMS已經(jīng)在開(kāi)始商用。事實(shí)上，IMS可以支持多種方式的接入，包括WIMAX，LTE，wifi，DSL等方式。傳統(tǒng)的接入方式中，有的只能上網(wǎng)，有的只能支持電視服務(wù)，有的只能支持PSTN接入，這些服務(wù)都不能提供一個(gè)統(tǒng)一的接入方式，運(yùn)營(yíng)商維護(hù)升級(jí)也面臨很多問(wèn)題。LTE或者VoLTE和其他方式相比較，在支持傳統(tǒng)服務(wù)的基礎(chǔ)上，它們可以支持了更多的服務(wù)。

　　此圖例及以下圖例均來(lái)自于互聯(lián)網(wǎng)資源

　　為了讓讀者更多了解IMS以及VoLTE網(wǎng)絡(luò)中SIP注冊(cè)呼叫的工作流程，同時(shí)也為了配合筆者的SIP協(xié)議及新IP企業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概論，所以今天我們專(zhuān)門(mén)做一個(gè)關(guān)于IMS網(wǎng)絡(luò)和最新5G網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的新通話技術(shù)的介紹。首先說(shuō)明，本章節(jié)探討的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)都是非常復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)，涉及了很多龐雜的相關(guān)接口和官方規(guī)范，筆者的精力和能力以及認(rèn)知水平有限，因此很難在每個(gè)細(xì)節(jié)都給予讀者一個(gè)非常完整詳細(xì)的解釋?zhuān)�筆者僅討論和SIP語(yǔ)音呼叫緊密相關(guān)的IMS核心模塊和呼叫流程。網(wǎng)絡(luò)上有很多非常專(zhuān)業(yè)的技術(shù)規(guī)范說(shuō)明，讀者可以參考專(zhuān)門(mén)的資料去學(xué)習(xí)。

　　因此，在本文章中，我們將重點(diǎn)介紹關(guān)于IMS網(wǎng)絡(luò)在4G，5G網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的背景介紹，IMS主要的規(guī)范協(xié)議，例如IR.92，LTE的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)背景知識(shí)，IMS的核心模塊功能，SIP在IMS的注冊(cè)工作流程，SIP在IMS的幾個(gè)重要參數(shù)介紹，SIP在VoLTE的呼叫流程，Precondition和開(kāi)源IMS平臺(tái)，5G環(huán)境VoNR中的新通話技術(shù)場(chǎng)景使用以及利用小程序開(kāi)發(fā)的各種機(jī)會(huì)。

　　為了讓讀者能夠快速全面了解關(guān)于IMS網(wǎng)絡(luò)的最新動(dòng)態(tài)，我們?cè)诖苏鹿?jié)首先簡(jiǎn)單回顧一下IMS網(wǎng)絡(luò)規(guī)范的發(fā)布節(jié)點(diǎn)時(shí)間和我國(guó)目前IMS網(wǎng)絡(luò)商業(yè)化的最新動(dòng)態(tài)。IMS網(wǎng)絡(luò)全稱(chēng)是IP Multimedia Subsystem，即IP多媒體子系統(tǒng)。IMS網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)技術(shù)基于3GPP和ITU等組織規(guī)范，在2002年其Release 5（R5）中首次提出，各國(guó)多年都在不斷推動(dòng)其商業(yè)化的發(fā)展，其商業(yè)化進(jìn)程不同國(guó)家有著不同的發(fā)展歷程， 其可預(yù)期的市場(chǎng)增長(zhǎng)率也非常驚人。　　

　　根據(jù)愛(ài)立信2022年6月份發(fā)布的移動(dòng)市場(chǎng)研究報(bào)告指出，LTE網(wǎng)絡(luò)簽約數(shù)的增長(zhǎng)也是非常驚人。根據(jù)到2022年底，VoLTE簽約數(shù)預(yù)計(jì)將超過(guò)46億。

　　在最近幾年，我國(guó)的IMS網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用取得了比較大的進(jìn)展。2019年2月，工業(yè)和信息化部在湖南、四川兩省組織開(kāi)展IMS網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)互通試點(diǎn)工作。緊接著，2020年5月，在兩省試點(diǎn)取得成功的基礎(chǔ)上，工業(yè)和信息化部決定在全國(guó)推廣IMS網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)互通。2021年8月，全國(guó)移動(dòng)通信網(wǎng)IMS網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)IP化互聯(lián)互通，正式為用戶提供服務(wù)。因此，2021年應(yīng)該算是一個(gè)IMS網(wǎng)絡(luò)正式實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通業(yè)務(wù)開(kāi)啟的元年。

　　雖然我們已經(jīng)進(jìn)入了5G時(shí)代，部分事件用戶都已經(jīng)開(kāi)始使用或者“被使用”5G網(wǎng)絡(luò)，已經(jīng)感受到了4G或者5G的快速上網(wǎng)和其他服務(wù)的便捷性。但是我們?nèi)匀恍枰獜?G網(wǎng)絡(luò)開(kāi)始討論我們今天的話題。首先讓我們介紹一下LTE的基本架構(gòu)和其核心的模塊功能。以下圖例是一個(gè)比較抽象的一個(gè)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖。在以下圖例中我們可以看到，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)包括了幾個(gè)核心的模塊功能，它們是：UE終端，eNodeB設(shè)備，RAN無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)，LTE網(wǎng)絡(luò)，GW（接入IP核心網(wǎng)絡(luò)的gateway）。運(yùn)營(yíng)商的核心網(wǎng)絡(luò)通過(guò)Gateway來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)接。這里，我們可以看到，手機(jī)終端首先啟動(dòng)，然后找到自己的網(wǎng)絡(luò)，接入到LTE網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)GW實(shí)現(xiàn)所有簽權(quán)認(rèn)證，然后可以實(shí)現(xiàn)對(duì)其他User的呼叫。這里，筆者提醒讀者，當(dāng)我們寫(xiě)這個(gè)章節(jié)時(shí)，所引用的內(nèi)容可能已經(jīng)過(guò)時(shí)，例如現(xiàn)在的5G技術(shù)和其他的傳輸方式。如果讀者有興趣的話，可以參考3GPP的一些標(biāo)準(zhǔn)來(lái)做進(jìn)一步的研究。此組織官方網(wǎng)站可以獲得最新的技術(shù)信息。

　

　　讀者通過(guò)上面圖例可以看到，用戶在接入網(wǎng)絡(luò)時(shí)，需要經(jīng)過(guò)兩個(gè)核心的模塊，他們是RAN和EPC�，F(xiàn)在讓我們進(jìn)一步了解一下網(wǎng)絡(luò)中的核心內(nèi)容RAN和EPC的功能和執(zhí)行流程。EPC的全稱(chēng)是Evolved Packet Core，它是LTE的核心要素，負(fù)責(zé)其他主要模塊的功能實(shí)現(xiàn)。

　　以下圖例中介紹了UE如何通過(guò)RAN來(lái)接入到LTE網(wǎng)絡(luò)，然后實(shí)現(xiàn)真正的業(yè)務(wù)支持。

　　讓我們結(jié)合具體的模塊介紹一下UE注冊(cè)LTE網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)流程的幾個(gè)主要步驟：

　　這里，讀者要注意，因?yàn)槲覀儧](méi)有涉及非常細(xì)節(jié)的網(wǎng)絡(luò)介紹，可能有的新讀者有一點(diǎn)迷惑，把LTE網(wǎng)絡(luò)和IMS混為一談。事實(shí)上，通過(guò)上面的圖例我們可以看到，PGW連接到IP網(wǎng)絡(luò)以后，從開(kāi)始真正進(jìn)入IMS服務(wù)的場(chǎng)景中。所以，讀者一定要注意HSS和PGW的邊界。

　　前面我們介紹了UE如何實(shí)現(xiàn)LTE網(wǎng)絡(luò)的連接。如果UE要實(shí)現(xiàn)SIP業(yè)務(wù)需求的話，需要經(jīng)過(guò)IMS網(wǎng)絡(luò)。IMS 和傳統(tǒng)其他的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)比較，它提供了更加豐富的功能，并且集成了所有以前傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)功能，例如語(yǔ)音，視頻，游戲，短信和在線服務(wù)，電話會(huì)議等服務(wù)功能，使用一個(gè)IP網(wǎng)絡(luò)可以實(shí)現(xiàn)用戶擴(kuò)容，呼叫控制等功能。其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)包括了應(yīng)用服務(wù)，會(huì)話控制和訪問(wèn)傳輸三個(gè)層面的結(jié)構(gòu)。SIP注冊(cè)呼叫需要經(jīng)過(guò)以下IMS幾個(gè)核心模塊的處理才能完成正式的注冊(cè)呼叫。

　　我們根據(jù)以上圖例中紅色部分標(biāo)志的模塊，對(duì)這些模塊進(jìn)行一個(gè)簡(jiǎn)單的介紹：

　　我們了解了IMS核心模塊的主要功能后，我們介紹呼叫的第一步-如何在IMS網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)SIP終端注冊(cè)流程。

　　在UE注冊(cè)的流程中，整個(gè)流程大概經(jīng)過(guò)以下幾個(gè)步驟：

　　以下SIP注冊(cè)示例告訴我們整個(gè)SIP注冊(cè)的基本流程，注冊(cè)流程和我們上面提到的是完全一致的。

　　UE用戶成功注冊(cè)以后，UE用戶就可以開(kāi)始呼叫�，F(xiàn)在讓我們看看UE用戶之間通過(guò)IMS網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行的呼叫流程。

　　兩個(gè)UE通過(guò)IMS呼叫大概經(jīng)過(guò)以下一些步驟（和其他文檔介紹可能有所差別）：

　　這里，讀者要注意，在兩個(gè)IMS網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通時(shí)，IMS網(wǎng)絡(luò)支持了一個(gè)SBC在邊界節(jié)點(diǎn)，SBC可以對(duì)IMS網(wǎng)絡(luò)之間進(jìn)行防火墻設(shè)置和其他的兼容性能力支持。具體的SBC的技術(shù)討論，我們?cè)谝郧暗恼鹿?jié)已經(jīng)進(jìn)行了非常完整的介紹，用戶可以參考。另外，如果需要查詢PCRF模塊時(shí)，可能需要對(duì)其計(jì)費(fèi)和呼叫進(jìn)行控制，這里已忽略此步驟。如果大家不了解SBC的話，可以訪問(wèn)鼎信通達(dá)官方網(wǎng)站了解SBC的配套解決方案和部署架構(gòu)。

　　目前比較主流的IMS廠家（例如，愛(ài)立信，華為，思科，ZTE，諾基亞，阿朗，ribbon等）提供了IMS非常復(fù)雜的解決方案，這些廠家的IMS網(wǎng)絡(luò)部署在不同國(guó)家和地區(qū)，業(yè)務(wù)場(chǎng)景和功能配置都可能存在很大的差異。其業(yè)務(wù)功能包括了QoS保障設(shè)置，計(jì)費(fèi)，服務(wù)能力支持和安全以及漫游等功能。如何讓廠家的服務(wù)統(tǒng)一到一個(gè)規(guī)范中，廠家都需要遵守一個(gè)規(guī)范來(lái)服務(wù)客戶。在關(guān)于IMS網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的規(guī)范中，GSMA IR.92是一個(gè)大家一般推薦的規(guī)范，也是學(xué)習(xí)IMS網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的一個(gè)技術(shù)架構(gòu)的入口，讀者可以參考其規(guī)范內(nèi)容來(lái)學(xué)習(xí)。用戶可以根據(jù)此規(guī)范來(lái)進(jìn)一步了解其互聯(lián)互通服務(wù)的細(xì)節(jié)。IR.92已經(jīng)發(fā)布了很多版本，我們可以參考2021年發(fā)布的V16來(lái)做簡(jiǎn)單介紹。因?yàn)樽x者學(xué)習(xí)3GPP關(guān)于IMS網(wǎng)絡(luò)規(guī)范時(shí)，讀者如果沒(méi)有一個(gè)非常權(quán)威的概覽說(shuō)明的話，讀者在學(xué)習(xí)這些規(guī)范時(shí)會(huì)感到非常迷惑。在此規(guī)范中，我們可以獲得所有關(guān)于3GPP中IMS網(wǎng)絡(luò)的主要的比較完善的關(guān)于IMS的規(guī)范，和主要參考3GPP TS系列的規(guī)范。另外，在IR.92中的IMS profile中規(guī)定了各種IMS功能列表，包括了基本基礎(chǔ)功能，例如IMS網(wǎng)絡(luò)中SIP注冊(cè)流程，forking， 認(rèn)證，呼叫創(chuàng)建和結(jié)束，早期媒體流，SIP 會(huì)話定時(shí)器。功能列表中也包括了IMS增值服務(wù)功能，例如，Ad-Hoc 多方會(huì)議，通信承載能力，通信等待，初始身份限定等增值服務(wù)功能。IR.92中規(guī)范了關(guān)于IMS網(wǎng)絡(luò)的媒體，包括了語(yǔ)音媒體（編碼，RTP/SDP，RTCP，抖動(dòng)管理），DTMF和data channel（因?yàn)閿?shù)據(jù)通道的引入，使得5G中的VoNR服務(wù)功能實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)交互的可能性）。另外，IR.92 規(guī)范了一系列關(guān)于Radio and Packet Core的功能，例如，無(wú)線傳輸能力，承載能力管理和P-CSCF發(fā)現(xiàn)等。除了以上核心功能因?yàn)椋�在IR.92中還規(guī)定了其他的普通功能，例如積極服務(wù)，漫游，能力發(fā)現(xiàn)和SMS功能。這些不同類(lèi)型的服務(wù)都和具體的IMS部署提供商之間的互聯(lián)互通有著非常緊密的關(guān)系，不同IMS網(wǎng)絡(luò)之間需要此規(guī)范來(lái)協(xié)同統(tǒng)一，方便不同用戶之間的服務(wù)保障。因?yàn)槠�幅有限，筆者不可能非常詳細(xì)介紹這些服務(wù)的細(xì)節(jié)和相關(guān)的TS規(guī)范。如果讀者想了解其具體細(xì)節(jié)的話，可以參考其最新發(fā)布版本，并且結(jié)合相關(guān)的TS 版本來(lái)深入學(xué)習(xí)。

　　VoLTE(Voice over LTE) 是一種LTE網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)類(lèi)型。大家都知道，在相對(duì)VoIP開(kāi)放的市場(chǎng)中，如果僅運(yùn)營(yíng)商僅提供一種話費(fèi)低廉的語(yǔ)音呼叫服務(wù)，市場(chǎng)上已經(jīng)有很多話費(fèi)低廉的小型運(yùn)營(yíng)商，運(yùn)營(yíng)商已經(jīng)很難和一些小運(yùn)營(yíng)商所提供的SIP 中繼進(jìn)行市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。為了留住客戶，增加和客戶粘性，運(yùn)營(yíng)商必須提供語(yǔ)音質(zhì)量更加好的，服務(wù)更加全面的服務(wù)。VoLTE就可以幫助運(yùn)營(yíng)商提供更多的有競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品服務(wù)。VoLTE和傳統(tǒng)的其他接入方式相比，可以通過(guò)更多的業(yè)務(wù)功能，提供更多富媒體的支持。具體的功能包括：

　　VoIP 語(yǔ)音視頻呼叫

　　IM 即時(shí)通訊工具，QQ，Skype，whatapp，wechat 等等

　　在線狀態(tài)支持

　　數(shù)據(jù)共享

　　多方電話會(huì)議

　　視頻會(huì)議

　　現(xiàn)在讓我們進(jìn)一步了解一下VoLTE環(huán)境下的SIP呼叫流程中關(guān)于幾個(gè)關(guān)鍵細(xì)節(jié)。

　　和以前我們介紹的SIP INVITE有所區(qū)別，它增加了100rel和precondition。這里，100rel表示PRACK；precondition表示終端設(shè)備所需要的支持能力，它會(huì)保持協(xié)商的網(wǎng)絡(luò)資源為下一步的會(huì)話流程做準(zhǔn)備，如果協(xié)商失敗，則連接失敗。注意，這里的Supported：precondition列出的參數(shù)不一定都是必須使用的，需要使用Required：precondition來(lái)表示必須支持的參數(shù)。再次說(shuō)明，precondition是一個(gè)非常復(fù)雜的討論話題，因?yàn)楸救四芰�和微信篇幅的關(guān)系，只能簡(jiǎn)單介紹基本的幾個(gè)步驟和流程。

　　Precondtion 應(yīng)用是一個(gè)非常必要的過(guò)程，就是為了避免不必要的雙方協(xié)商的資源浪費(fèi)，很多時(shí)候網(wǎng)絡(luò)環(huán)境類(lèi)似于一個(gè)工作效率非常低下的員工溝通過(guò)程，假設(shè)或想當(dāng)然可以對(duì)方滿足條件，最后發(fā)現(xiàn)承諾的不能實(shí)現(xiàn)。因此，我們必須提前解決兩個(gè)問(wèn)題：如果對(duì)方?jīng)]有準(zhǔn)備好，就不要接受我的要求；如果沒(méi)有準(zhǔn)備好，不要對(duì)對(duì)方發(fā)送任何請(qǐng)求。

　　以下圖例介紹了precondition的協(xié)商過(guò)程包括UE1 發(fā)送INVITE，直到UE2 發(fā)送200 OK的流程。

　　在以上的圖例中讀者一定要注意SDP中的幾個(gè)參數(shù)，讀者可能產(chǎn)生歧義。

　　a=curr： 表示當(dāng)前狀態(tài)的precondtion type

　　a=des：表示希望獲得的precondition type，很多人錯(cuò)誤以為是目的地des。

　　a=conf：表示最終確認(rèn)的precondtion type

　　strength-tag 表示是強(qiáng)制，可選，未知，none，失敗等

　　direction-tag從字面意思可以看出是方向協(xié)商，包括none， send， recv和sendrecv

　　從協(xié)商流程圖中可以簡(jiǎn)單看出，事實(shí)上，整個(gè)predcondition協(xié)商過(guò)程就是一直檢查當(dāng)前狀態(tài)到期望狀態(tài)的過(guò)程。只要滿足了雙方條件，則協(xié)商成功。以下圖例簡(jiǎn)單介紹了QOS協(xié)商的過(guò)程，可能更加有助于讀者理解precondition。

　　具體的流程圖在后續(xù)的部分有詳細(xì)說(shuō)明。在VoLTE業(yè)務(wù)呼叫中，它支持的編碼類(lèi)型有所不同，VoLTE支持的編碼包括：AMR，AMR-WB和EVS。關(guān)于編碼的具體細(xì)節(jié)，筆者在這里不會(huì)做太多介紹，用戶可以到3GPP官方網(wǎng)站查閱。

　　b=是SDP的一個(gè)拓展，表示bandwidth，具體語(yǔ)法：

　　b=：

　　modifier包括：AR，RS和RR，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，各自分別表示應(yīng)用中RTCP最大支持帶寬，本地帶寬和接收方帶寬。

　　更多細(xì)節(jié)，請(qǐng)參考RFC3556。

　　Precondition 包括三種類(lèi)型：conn（Connectivity， 查閱RFC5898），qos（QoS precondition，查閱RFC3312）和seq(Security precondition，RFC5027)。如果讀者有興趣的話，可以根據(jù)相關(guān)的RFC對(duì)precondition的三種類(lèi)型做更加深入的研究。

　　根據(jù)以上的介紹，我們可以大概看出SIP在VoLTE中的呼叫流程，UE1呼叫UE2，發(fā)生INVITE消息，UE2返回183 消息攜帶可支持的編碼。UE1 收到183消息以后，返回到PCRF時(shí)，流程需要查詢PCRF，獲得網(wǎng)絡(luò)資源例如編碼和計(jì)費(fèi)的能力支持。PCFR然后發(fā)送用戶消息到PGW，PGW將設(shè)置QOS，PGW將配合S-CSCF，MME和eNodeB，重新設(shè)置一個(gè)新的bearer QCI=1，QCI=1用來(lái)發(fā)送呼叫媒體。

　　支持能力的協(xié)商流程（可參考上面提到的precondition）大概經(jīng)過(guò)以下五個(gè)步驟：

 

　　開(kāi)源一直在通信和互聯(lián)網(wǎng)，甚至于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中都扮演著非常重要的角色。如果大家一談起IMS網(wǎng)絡(luò)的話，一般都是在運(yùn)營(yíng)商的環(huán)境中才能接觸到，這樣的話，如果讀者想了解更多IMS的知識(shí)的話，基本上沒(méi)有其他的途徑。目前，有幾個(gè)比較不錯(cuò)的開(kāi)源平臺(tái)，如果讀者希望了解更多IMS的知識(shí)內(nèi)容，可以自己親自搭建IMS平臺(tái)，通過(guò)測(cè)試來(lái)進(jìn)一步了解IMS技術(shù)：

　　1.開(kāi)源軟交換Kamailio，它支持基本的IMS核心模塊，可以進(jìn)行IMS注冊(cè)，呼叫測(cè)試。

　　2.OpenIMS，它是老牌的開(kāi)源IMS平臺(tái)，基于SER開(kāi)發(fā)，具有相對(duì)比較完整的功能和規(guī)范的模塊，可以用來(lái)學(xué)習(xí)，但是社區(qū)不活躍，需要自己花費(fèi)時(shí)間去研究。官方的系統(tǒng)鏡像已經(jīng)不能下載，需要通過(guò)第三方下載資源下載。

　　3.Clearwater 是最近幾年發(fā)展起來(lái)的開(kāi)源IMS平臺(tái)，因?yàn)橛蟹浅��?qiáng)大的技術(shù)支持，贊助商都是比較有名的運(yùn)營(yíng)商，所以相對(duì)比較活躍。文檔也比較完整。但是此項(xiàng)目前幾年已經(jīng)停止。

　　在學(xué)習(xí)開(kāi)源平臺(tái)時(shí)，讀者需要配合3GPP的學(xué)習(xí)資料來(lái)進(jìn)行研究。個(gè)人感覺(jué)，3GPP的學(xué)習(xí)資料和RFC相比相對(duì)比較“凌亂”，很多時(shí)候，一個(gè)TS版本可以有幾百頁(yè)。筆者查閱的TS 23.228，它大概有300多頁(yè)，所以建議先掌握整個(gè)架構(gòu)和基本流程，然后針對(duì)性地學(xué)習(xí)一些模塊，否則讀者會(huì)非常迷惑。

　　現(xiàn)在大家常說(shuō)的一句話就是我們生在了一個(gè)偉大的時(shí)代。每個(gè)人對(duì)這個(gè)時(shí)代有不同的解讀。在通信行業(yè)或者具體的語(yǔ)音行業(yè)也同樣如此。我們從傳統(tǒng)的PSTN到VOIP，再到現(xiàn)在的VoNR。技術(shù)迭代發(fā)生了翻天覆地的變化，我們的職業(yè)軌跡也隨之發(fā)生改變。我們看到了這個(gè)語(yǔ)音生態(tài)鏈的起起伏伏。對(duì)我們來(lái)說(shuō)，這是一個(gè)幸運(yùn)也是一個(gè)不幸。幸運(yùn)的是你可以不斷學(xué)習(xí)新的技術(shù)和知識(shí)，避免出現(xiàn)認(rèn)知瓶頸，體驗(yàn)不同的人生。不幸的是，我們需要不斷學(xué)習(xí)，不斷摒棄舊有的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，不斷適應(yīng)新的用戶場(chǎng)景和需求。如果大家熟悉語(yǔ)音網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展史的話，應(yīng)該都熟悉Voice over XXX 是什么意思。這三個(gè)over代表著一個(gè)時(shí)代。從最早的PSTN 語(yǔ)音技術(shù)，脫離了PSTN以后就開(kāi)始o(jì)ver。從早期的Voice over IP-VoIP， 到Voice over LTE-VoLET，一直到最近5G時(shí)代的Voice over New radio-VoNR。 從4G的VoLTE到5G的VoNR，其無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的語(yǔ)音承載能力仍然需要IMS來(lái)實(shí)現(xiàn)。這里，因?yàn)闃I(yè)務(wù)和關(guān)注點(diǎn)不同，我們僅關(guān)注行業(yè)產(chǎn)品和5G的關(guān)系。以下是一個(gè)關(guān)于IMS網(wǎng)絡(luò)和5G接口的支持能力說(shuō)明。

　　讀者需要注意，所有的和我們討論的IMS core中SIP相關(guān)的信令和RTP流都通過(guò)UPF來(lái)傳輸。另外一個(gè)比較重要的節(jié)點(diǎn)就是語(yǔ)音回落的技術(shù)。我們可以根據(jù)以下圖例簡(jiǎn)單了解一下4G網(wǎng)絡(luò)和5G網(wǎng)絡(luò)之間關(guān)于語(yǔ)音承載的處理流程。

　　因?yàn)樵跓o(wú)線網(wǎng)絡(luò)發(fā)展過(guò)程中，運(yùn)營(yíng)商需要考慮早期網(wǎng)絡(luò)部署和技術(shù)的實(shí)現(xiàn)，語(yǔ)音回落方式。4G時(shí)代需要利用CSFB 語(yǔ)音回落到2G/3G實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音功能，同樣的邏輯，5G仍然回落方式（EPS FB）到LET網(wǎng)絡(luò)來(lái)承載語(yǔ)音業(yè)務(wù)。前途是光明的，道路是曲折的。任何技術(shù)進(jìn)步都是一個(gè)循序漸進(jìn)的過(guò)程，各種網(wǎng)絡(luò)遷移也不例外。從5G網(wǎng)絡(luò)初期的服務(wù)應(yīng)用到成熟期還有一段路要走。

　　不過(guò)，因?yàn)?G網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了更多的業(yè)務(wù)生態(tài)，所以其推進(jìn)速度也非�？臁�5G網(wǎng)絡(luò)的VoNR出現(xiàn)了新通話技術(shù)的服務(wù)場(chǎng)景。在愛(ài)立信剛剛發(fā)布的最新移動(dòng)市場(chǎng)研究報(bào)告中（下面的圖例中），2021年LTE的全球簽約數(shù)是39億，到2022年LTE請(qǐng)求用戶簽約數(shù)將達(dá)到46億，同時(shí)將伴隨著VoNR業(yè)務(wù)的興起。

　　中國(guó)在關(guān)于5G的VoNR新通話技術(shù)已經(jīng)走到了世界前列。2022年4月21號(hào)中國(guó)電信宣布在深圳實(shí)現(xiàn)了VoNR通話業(yè)務(wù)。

　

　　今年6月份，中國(guó)移動(dòng)研究院也發(fā)布了5G 新通話技術(shù)白皮書(shū)。在此白皮書(shū)中，對(duì)VoNR的技術(shù)應(yīng)用場(chǎng)景做了比較系統(tǒng)的介紹：

　　具體來(lái)說(shuō)， 5G 新通話基于 5G 網(wǎng)絡(luò)的超清語(yǔ)音通話、視頻通話業(yè)務(wù)及相關(guān)增值業(yè)務(wù)，提供一系列創(chuàng)新的通話增強(qiáng)服務(wù)和創(chuàng)新應(yīng)用，如 5G VoNR 超清通話、智能翻譯（中英文實(shí)時(shí)翻譯、語(yǔ)音轉(zhuǎn)大字等）、趣味通話、智能客服、內(nèi)容分享、遠(yuǎn)程協(xié)助等功能，為用戶帶來(lái)多媒體、可視化、全交互的通話體驗(yàn)。

　　https://baike.baidu.com/item/5g%E6%96%B0%E9%80%9A%E8%AF%9D/60761294？fr=aladdin

　　前面筆者已經(jīng)提到，因?yàn)镮MS網(wǎng)絡(luò)引入了data channel，所以在通話中進(jìn)行數(shù)據(jù)共享成為可能，用戶在音視頻通話過(guò)程中可以實(shí)現(xiàn)文件傳輸，圖片共享和其他的協(xié)同工作。和傳統(tǒng)的語(yǔ)音IVR或者其他智能客服相比，VoNR新通話技術(shù)極大增加了語(yǔ)音互動(dòng)能力，完全實(shí)現(xiàn)了全交互的通話體驗(yàn)。對(duì)于一般相關(guān)的企業(yè)集成商或者服務(wù)提供商來(lái)說(shuō)，VoNR+終端是一個(gè)非常大的突破點(diǎn)，可以通過(guò)小程序方式實(shí)現(xiàn)豐富的前端語(yǔ)言開(kāi)發(fā)支持，進(jìn)一步為企業(yè)和小程序開(kāi)發(fā)者打造了基于運(yùn)營(yíng)商生態(tài)鏈的架構(gòu)基座，同時(shí)能夠針對(duì)不同業(yè)務(wù)場(chǎng)景實(shí)現(xiàn)深度集成。

　　Nothing Is Perfect。雖然筆者前面介紹了VoNR很多優(yōu)勢(shì)。但是，我們?nèi)匀恍枰獦?lè)觀地接受新技術(shù)帶來(lái)的挑戰(zhàn)。運(yùn)營(yíng)商和用戶其實(shí)目前比較擔(dān)心的問(wèn)題有兩個(gè)：一個(gè)是用戶體驗(yàn)或者性能，另外一個(gè)就是安全。

　　用戶體驗(yàn)最基本的就是通話創(chuàng)建時(shí)是否出現(xiàn)呼叫失敗的問(wèn)題或者時(shí)延的問(wèn)題。VoNR 新通話技術(shù)在部署使用過(guò)程中也需要面對(duì)很多的挑戰(zhàn)，在遷移部署過(guò)程中仍然需要考慮一些本身固有限制因素或者技術(shù)挑戰(zhàn)，例如無(wú)線接入類(lèi)型不同的切換時(shí)的時(shí)延，網(wǎng)絡(luò)切換時(shí)的SIP呼叫創(chuàng)建時(shí)的消息傳送延遲，網(wǎng)絡(luò)切換時(shí)的SIP消息丟失，SIP頭中支持的5G網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的兼容性。這些都是一些需要面對(duì)的挑戰(zhàn)。以下是一個(gè)功能測(cè)試中的性能對(duì)比表供讀者參考。筆者相信，這些問(wèn)題隨著技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的不斷優(yōu)化，這些問(wèn)題會(huì)大大減少。

　　雖然華為在關(guān)于5G高清通話對(duì)VoNR的商業(yè)應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)了相對(duì)比較低的時(shí)延，實(shí)現(xiàn)了秒撥秒通，目前接入延遲已經(jīng)低于2秒內(nèi)，基本做到了撥號(hào)即達(dá)。但是，我們?nèi)匀恍枰獜恼�體網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和不同運(yùn)營(yíng)環(huán)境切換來(lái)觀察其最終性能效果。

　　除了用戶關(guān)心的性能以外，5G網(wǎng)絡(luò)的安全肯定也是大家非常關(guān)心的問(wèn)題。因?yàn)樵?G網(wǎng)絡(luò)中會(huì)支持更多的網(wǎng)絡(luò)接入，更多的智能終端，當(dāng)然也包括了很多的物聯(lián)網(wǎng)IOT終端和物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)架構(gòu)等網(wǎng)元。在這些部署分散，傳輸節(jié)點(diǎn)多，節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)安全策略不同的環(huán)境中，任何其中一臺(tái)設(shè)備或者終端的數(shù)據(jù)出現(xiàn)泄漏可能會(huì)導(dǎo)致整個(gè)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的泄漏，而且還不容易排查問(wèn)題。AT&T對(duì)5G邊緣設(shè)備部署做了一個(gè)調(diào)查，以下是關(guān)于對(duì)安全設(shè)備調(diào)查的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，只有9%的用戶對(duì)edge 安全設(shè)備有比較大的信心。　

　　因此，在無(wú)安全防護(hù)意識(shí)，安全意識(shí)不充分的的環(huán)境中，用戶端各種安全問(wèn)題層出不窮。

　　GSMA在2019年發(fā)布的5G安全報(bào)告中提出了一個(gè)比較典型的一個(gè)例子，就是ZTE設(shè)備漏洞的問(wèn)題，這些設(shè)備出現(xiàn)了安全漏洞，導(dǎo)致了相關(guān)設(shè)備的全球安全隱患。

　　根據(jù)GSMA的建議，GSMA給出了一個(gè)關(guān)于5G安全的指導(dǎo)，包括了從終端到網(wǎng)絡(luò)，以及SD-WAN等方方面面的安全措施的說(shuō)明。如果讀者比較關(guān)心5G網(wǎng)絡(luò)的安全的話，可以參考其指導(dǎo)說(shuō)明學(xué)習(xí)。

　　在本文章中，筆者首先介紹了關(guān)于當(dāng)前4G/5G的網(wǎng)絡(luò)背景知識(shí)和業(yè)務(wù)需求的發(fā)展，國(guó)內(nèi)關(guān)于IMS網(wǎng)絡(luò)商業(yè)化的幾個(gè)大事記，然后介紹了關(guān)于IMS網(wǎng)絡(luò)的背景知識(shí)，SIP在IMS網(wǎng)絡(luò)中的注冊(cè)呼叫流程，IR.92 規(guī)范中關(guān)于IMS網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)和兼容性詳解。然后進(jìn)一步介紹了LTE網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的SIP注冊(cè)呼叫流程，4G網(wǎng)絡(luò)的核心模塊和LTE關(guān)系。筆者花費(fèi)了大量篇幅重點(diǎn)介紹了5G網(wǎng)絡(luò)中VoNR新通話技術(shù)環(huán)境的相關(guān)業(yè)務(wù)場(chǎng)景，目前全球?qū)?G包括VoNR部署的說(shuō)明，然后具體介紹了中國(guó)運(yùn)營(yíng)商關(guān)于新通話技術(shù)白皮書(shū)以及場(chǎng)景介紹。特別針對(duì)關(guān)于VoNR+終端實(shí)現(xiàn)做了解讀，希望企業(yè)集成商和小程序開(kāi)發(fā)用戶能夠在基于運(yùn)營(yíng)商生態(tài)鏈平臺(tái)基座基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出更多具有創(chuàng)新性的產(chǎn)品。最后針對(duì)5G面對(duì)的性能挑戰(zhàn)和安全問(wèn)題做了比較深度分析，希望對(duì)讀者在5G應(yīng)用中有所提醒。

　　需要說(shuō)明的是，筆者因?yàn)閭�(gè)人水平，個(gè)人認(rèn)知時(shí)間有限，沒(méi)有能力通過(guò)一篇文章涵蓋所有技術(shù)細(xì)節(jié)，僅希望通過(guò)本文章的脈絡(luò)為讀者提供一個(gè)清晰的針對(duì)IMS，IMS服務(wù)和相關(guān)規(guī)范以及4G/5G中語(yǔ)音行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)的一個(gè)全面解讀，希望為讀者提供一個(gè)對(duì)新企業(yè)通信業(yè)務(wù)中運(yùn)營(yíng)商和整個(gè)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境以及業(yè)務(wù)能力趨勢(shì)的參考，如果文章中出現(xiàn)個(gè)別拼寫(xiě)，介紹理解錯(cuò)誤敬請(qǐng)諒解。