IMS網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)中的關(guān)鍵問題探討

標(biāo)簽：IMS TDM

在三大全業(yè)務(wù)運(yùn)營商對(duì)固定和移動(dòng)業(yè)務(wù)的融合、與互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的融合、拓展新業(yè)務(wù)等多重需求下,IMS從2009年開始重新成為業(yè)界關(guān)注的焦點(diǎn)。不同的運(yùn)營商對(duì)于IMS現(xiàn)階段的規(guī)劃與期冀不全一樣,但基于IMS的固定和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)融合的架構(gòu)以實(shí)現(xiàn)真正的全業(yè)務(wù)運(yùn)營,利用網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)能力開放實(shí)現(xiàn)與互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的融合,均是運(yùn)營商的長(zhǎng)遠(yuǎn)目標(biāo)。為綜述國內(nèi)電信運(yùn)營商的IMS發(fā)展現(xiàn)狀,研究IMS網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)過程中需要解決的關(guān)鍵技術(shù)問題及實(shí)現(xiàn)方案,探討運(yùn)營商如何在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)中引入IMS、如何實(shí)現(xiàn)跨IMS域和電路域的多業(yè)務(wù)協(xié)同、如何實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)與通信業(yè)務(wù)的混搭等問題,《移動(dòng)通信》于本期特別推出“IMS與網(wǎng)絡(luò)融合”專題,以期能明晰IMS尚待解決的技術(shù)問題,并著眼于解決之道,為IMS在中國理性務(wù)實(shí)發(fā)展進(jìn)行有益的探討。

1 引言

作為下一代網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)的核心,IMS技術(shù)已經(jīng)逐步走向成熟,能夠滿足消費(fèi)者對(duì)業(yè)務(wù)質(zhì)量、可靠性及可用性的要求,可以促進(jìn)實(shí)現(xiàn)固定和移動(dòng)業(yè)務(wù)的融合,甚至可確保LTE語音及短信業(yè)務(wù)的國際漫游與互操作性,從而確保業(yè)務(wù)的連續(xù)性。全球TOP10的運(yùn)營商均已進(jìn)入全業(yè)務(wù)運(yùn)營領(lǐng)域,來自Heavy Reading對(duì)全球179家運(yùn)營商的調(diào)查顯示,大部分主流運(yùn)營商認(rèn)識(shí)到部署IMS的重要性并選擇IMS做全業(yè)務(wù)運(yùn)營網(wǎng)絡(luò)。目前全球已部署100多個(gè)IMS試驗(yàn)網(wǎng)、試商用及商用網(wǎng)絡(luò),IMS已被業(yè)界接受為全業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)解決方案。

2 IMS網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)問題

從傳統(tǒng)TDM交換、軟交換到IMS的演進(jìn)在業(yè)內(nèi)已經(jīng)成為不爭(zhēng)的事實(shí)。從技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)角度來看,無論是ITU-T、TISPAN還是3GPP,都將IMS作為固定電話網(wǎng)和移動(dòng)核心網(wǎng)演進(jìn)的唯一目標(biāo)。

對(duì)于移動(dòng)核心網(wǎng),從技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和國際運(yùn)營商的傾向來看,演進(jìn)的唯一目標(biāo)是EPS/IMS架構(gòu),但隨著網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展,仍需要考慮CS用戶接入IMS、語音業(yè)務(wù)連續(xù)性問題、LTE語音解決方案等問題。從標(biāo)準(zhǔn)的角度分析,對(duì)于CS用戶接入IMS網(wǎng)絡(luò),可以采用ICS解決方案,實(shí)現(xiàn)IMS網(wǎng)絡(luò)對(duì)業(yè)務(wù)的統(tǒng)一控制,實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)一致性要求;對(duì)于語音業(yè)務(wù)連續(xù)性問題,可以采用SR-VCC保持語音業(yè)務(wù)的連續(xù)性;對(duì)于LTE語音解決方案,國際運(yùn)營商已傾向采用3GPP IMS為L(zhǎng)TE提供語音業(yè)務(wù),“One Voice”標(biāo)準(zhǔn)研究計(jì)劃也已經(jīng)于2009年11月啟動(dòng),目的就是為L(zhǎng)TE語音及短信業(yè)務(wù)制定應(yīng)用層技術(shù)規(guī)范,解決LTE傳遞語音服務(wù)的問題,達(dá)到加速LTE網(wǎng)絡(luò)建設(shè)目標(biāo)。

下面將重點(diǎn)分析IMS網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)過程中ICS、SR-VCC、One Voice等關(guān)鍵技術(shù)。

3 關(guān)鍵技術(shù)

3.1 ICS

ICS(IMS Centralized Services,IMS集中業(yè)務(wù))是3GPP R8的重要研究課題之一,由3GPP SA2工作組提出。ICS重點(diǎn)研究CS域如何接入IMS,由IMS統(tǒng)一提供業(yè)務(wù),該方案將業(yè)務(wù)剝離到IMS,而CS則演進(jìn)為一種接入方式,因此可以認(rèn)為ICS是軟交換網(wǎng)絡(luò)向IMS演進(jìn)的一種重要方式和必經(jīng)階段。

(1)ICS參考架構(gòu)

ICS架構(gòu)在現(xiàn)有的CS和IMS網(wǎng)絡(luò)中增加了以下內(nèi)容:

◆SCC AS

SCC AS是歸宿網(wǎng)絡(luò)中的IMS應(yīng)用服務(wù)器,通過主叫或被叫iFC插入到會(huì)話路徑中,位于主叫路徑的第一個(gè)AS,或被叫路徑的最后一個(gè)AS。SCC AS可以作為SIP用戶代理代替CS用戶接入IMS,完成IMS會(huì)話的建立和控制,實(shí)現(xiàn)ICS用戶代理的功能。如果在使用I1(USSD)接口時(shí),SCC AS負(fù)責(zé)處理USSD完成和其他IMS網(wǎng)元之間的交互,實(shí)現(xiàn)CS接入適配的功能。另外,對(duì)于選擇終呼的接入方式,如果選擇CS域,那么SCC AS還需要協(xié)助將呼叫發(fā)送給ICS用戶,從而完成終呼接入域選擇功能。

◆MSC Server

如果MSC Server具備ICS增強(qiáng)能力,那么它可以處理A/Iu和E接口的用戶信令,完成和SIP信令的交互;并能夠通過I3接口控制IMS-MGW,完成CS接入和RTP的交互;當(dāng)支持多媒體業(yè)務(wù)時(shí),還要求MSC Server能夠執(zhí)行H.245和SIP/SDP之間的交互。

對(duì)于普通用戶,如果不使用ICS功能,對(duì)MSC Server的功能沒有增強(qiáng)要求,同樣對(duì)于ICS UE,即使使用ICS功能,也不要求MSC Server具有ICS增強(qiáng)功能。

◆ICS UE

ICS UE增加了ICS能力,ICS UE可以通過業(yè)務(wù)控制路徑和SCC AS通信,通過CS域建立承載控制路徑。此外在主叫過程中,ICS UE應(yīng)能執(zhí)行接入域選擇功能,在被叫過程中,ICS UE需協(xié)助SCC AS執(zhí)行終呼接入域選擇功能T-ADS。

(2)ICS解決方案

目前,根據(jù)終端能力和對(duì)網(wǎng)絡(luò)的影響,將ICS的解決方案分為ICS UE方案和增強(qiáng)的MSC Server兩種,ICS的參考架構(gòu)涵蓋了這兩種解決方案。簡(jiǎn)單來說,ICS UE方案,引入支持ICS能力的UE,通過現(xiàn)有的CS網(wǎng)絡(luò),或通過采用MSC-centric增強(qiáng)的CS網(wǎng)絡(luò)接入IMS,實(shí)現(xiàn)ICS業(yè)務(wù)。增強(qiáng)的MSC Server方案,通過升級(jí)CS網(wǎng)絡(luò),將non-ICS UE,即傳統(tǒng)終端接入到IMS網(wǎng)絡(luò),實(shí)現(xiàn)ICS業(yè)務(wù)。

◆ICS UE方案:業(yè)務(wù)控制信令路徑從Gm接口發(fā)起

如圖2所示,該方案的主要工作流程為:業(yè)務(wù)控制信令路徑用來在ICS UE和SCC AS之間傳送IMS業(yè)務(wù)控制信息。發(fā)起會(huì)話時(shí),ICS UE首先使用Gm接口,通過PS域建立業(yè)務(wù)控制信令路徑(Service Control Signalling Path),ICS UE還需要使用標(biāo)準(zhǔn)CS域流程建立CS承載控制信令路徑(CS Bearer Control Signalling Path)以建立電路域承載。然后SCC AS將業(yè)務(wù)控制信令路徑和CS承載控制信令路徑進(jìn)行綁定,形成接入分支(Access Leg),而在遠(yuǎn)端分支(Remote Leg),由SCC AS代表UE建立IMS會(huì)話。

◆ICS UE方案:業(yè)務(wù)控制信令路徑從I1接口發(fā)起

如圖3所示,該方案的主要工作流程為:發(fā)起會(huì)話時(shí),ICS UE采用I1接口,通過CS網(wǎng)絡(luò),和SCC AS交互IMS業(yè)務(wù)所需要的信息,建立業(yè)務(wù)控制信令路徑。同時(shí)ICS UE還需要使用標(biāo)準(zhǔn)CS域流程建立CS承載控制信令路徑以建立電路域媒體承載。然后SCC AS將業(yè)務(wù)控制信令路徑和CS承載控制信令路徑進(jìn)行綁定,形成接入分支,而在遠(yuǎn)端分支,由SCC AS代表UE建立IMS會(huì)話。

◆增強(qiáng)的MSC Server方案

該方案通過升級(jí)CS網(wǎng)絡(luò),引入增強(qiáng)的MSC Server,在完成基本的MSC Server功能的同時(shí)代替UE作為SIP UA接入IMS,實(shí)現(xiàn)SIP呼叫過程和CS呼叫過程的交互,從而實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)CS終端接入IMS的目的,由IMS統(tǒng)一提供電話業(yè)務(wù)。其會(huì)話建立示意圖如圖4所示:

會(huì)話建立過程中,UE和SCC AS之間增強(qiáng)的MSC Server,代替UE執(zhí)行IMS的注冊(cè)流程,并完成CS呼叫流程和SIP會(huì)話流程的交互。