IP多媒體子系統(tǒng)框架分析及應(yīng)用

武瑩

摘 要：IP多媒體子系統(tǒng)是一種全新的多媒體業(yè)務(wù)形式，它能夠滿足現(xiàn)在的終端客戶更新穎、更多樣化的業(yè)務(wù)需求。文章重點(diǎn)分析了IMS系統(tǒng)的框架組成及其特點(diǎn)，并對(duì)典型應(yīng)用做了簡(jiǎn)要概括。最后總結(jié)出IMS為當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)向下一代網(wǎng)絡(luò)平滑過(guò)渡提供了技術(shù)支持。

關(guān)鍵詞：IMS；框架；應(yīng)用

1 引言

IP多媒體子系統(tǒng)（IMS）是3GPP在R5版本中提出的支持IP多媒體業(yè)務(wù)的子系統(tǒng)，其核心特點(diǎn)是采用SIP協(xié)議和獨(dú)立于承載。目前，IMS支持2G和3G的移動(dòng)接入方式。在網(wǎng)絡(luò)融合的發(fā)展趨勢(shì)下，3GPP、ETSI都在研究基于IMS的網(wǎng)絡(luò)融合方案，目的是使IMS成為基于SIP會(huì)話的通用平臺(tái)，同時(shí)支持固定和移動(dòng)等多種接入方式，實(shí)現(xiàn)固定網(wǎng)絡(luò)和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的融合。

從用戶角度看，IMS業(yè)務(wù)提供端到端、端到內(nèi)容的通信，包括語(yǔ)音、文字、圖像、視頻或這些任意組合的多種模式，采用高可控性和個(gè)性化方式實(shí)現(xiàn)用戶間通信。從中國(guó)鐵通角度看，IMS的水平業(yè)務(wù)架構(gòu)推進(jìn)了分層架構(gòu)概念，其業(yè)務(wù)使能和各種通用功能可以被多個(gè)業(yè)務(wù)重復(fù)使用，使業(yè)務(wù)的提出和開(kāi)展更加靈活豐富。

2 IMS系統(tǒng)框架構(gòu)成

IMS的主要功能實(shí)體包括呼叫控制服務(wù)器（CSCF）、媒體網(wǎng)關(guān)控制服務(wù)器（MGCF）、IP多媒體媒體網(wǎng)關(guān)控制器（IM-MGW）、多媒體資源功能（MRF）和出口網(wǎng)關(guān)控制功能（BGCF）等。

CSCF作用是完成人呼叫網(wǎng)關(guān)功能、呼叫業(yè)務(wù)觸發(fā)功能和路由選擇功能，是最主要的軟交換控制實(shí)體；MGCF作用是根據(jù)被叫號(hào)碼和來(lái)話情況選擇CSCF，完成PSTN與MS之間呼叫控制協(xié)議轉(zhuǎn)換，并控制IM—MGW媒體通道的呼叫狀態(tài)；IM-MGW功能與電路交換媒體網(wǎng)關(guān)（CS-MGW）類似，與MGCF一起完成資源控制，通過(guò)回波消除器和碼轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)媒體轉(zhuǎn)換和幀協(xié)議轉(zhuǎn)換功能；MRF分為多媒體資源功能控制器（MRFC）和多媒體資源功能處理器（MRFP），分別完成媒體流控制和承載功能；BGCF主要作用是在與PSTN通信時(shí)完成信令轉(zhuǎn)發(fā)功能。

手機(jī)用戶通過(guò)網(wǎng)關(guān)BGCF服務(wù)節(jié)點(diǎn)（GGSN）連接到IMS網(wǎng)絡(luò)。對(duì)于IMS網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)，該設(shè)備發(fā)揮了IP路由器的作用，把用戶通過(guò)PS域聯(lián)系起來(lái)。用戶設(shè)備（UE）接入可以選擇蜂窩技術(shù)和Wi-Fi或者是同時(shí)包含這兩種方式的接入方式，當(dāng)然，也支持直接的無(wú)線IP設(shè)備。傳統(tǒng)的PSTN網(wǎng)絡(luò)相互到達(dá)則需要通過(guò)一個(gè)或幾個(gè)電路交換（CS）網(wǎng)關(guān)。

在IMS框架中，新服務(wù)的部署是以SIP應(yīng)用服務(wù)器（SIP-AS）的形式出現(xiàn)的。到達(dá)這些服務(wù)器最初是通過(guò)SIP消息，由S-CSCF識(shí)別出明確的應(yīng)用需求，基于觸發(fā)的機(jī)制，通過(guò)配置IFC（InitialFilterCriteria：初始過(guò)濾規(guī)則）把消息轉(zhuǎn)寄到正確的SIP-AS來(lái)實(shí)現(xiàn)的。例如，彩鈴業(yè)務(wù)的實(shí)現(xiàn)就是通過(guò)這種方法觸發(fā)到彩鈴AS來(lái)實(shí)現(xiàn)這個(gè)服務(wù)的。我們可以部署一個(gè)或幾個(gè)彩鈴服務(wù)器，只要是將來(lái)需要彩鈴服務(wù)的應(yīng)用都可以利用它來(lái)實(shí)現(xiàn)。我們可以想象在商業(yè)部署中，可以部署數(shù)十個(gè)甚至上百個(gè)不同的SIP-AS服務(wù)器來(lái)提供豐富多彩的服務(wù)。

3 IMS系統(tǒng)特點(diǎn)

3.1 統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)控制核心

由CSCF統(tǒng)一完成用戶的認(rèn)證鑒權(quán)、基于歸屬地的會(huì)話處理以及業(yè)務(wù)觸發(fā)功能。與具體的接入方式無(wú)關(guān)。它簡(jiǎn)化了網(wǎng)絡(luò)組織，為降低運(yùn)營(yíng)管理成本、構(gòu)建融合網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、提升業(yè)務(wù)提供能力奠定了基礎(chǔ)。

3.2 以客戶為中心

HSS服務(wù)器是IMS體系架構(gòu)中的重要功能實(shí)體，它存儲(chǔ)了IMS中所有與用戶和服務(wù)相關(guān)的數(shù)據(jù)，包括用戶身份、注冊(cè)信息、接入?yún)?shù)、業(yè)務(wù)觸發(fā)信息等。是運(yùn)營(yíng)商實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一用戶數(shù)據(jù)管理，增強(qiáng)業(yè)務(wù)提供的靈活性.提高用戶的忠誠(chéng)度。實(shí)現(xiàn)從網(wǎng)絡(luò)為中心向以客戶為中心轉(zhuǎn)變的技術(shù)基礎(chǔ)。

3.3 更加安全可靠

QoS、計(jì)費(fèi)等涉及IP環(huán)境下網(wǎng)絡(luò)實(shí)際運(yùn)營(yíng)的技術(shù)難點(diǎn)正在逐步完善。有利于增加運(yùn)營(yíng)商對(duì)多媒體業(yè)務(wù)的掌控能力。

4 主要應(yīng)用

4.1 在移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用

這類應(yīng)用是移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商為了豐富移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)而開(kāi)展的，主要是在移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上用IMS來(lái)提供POC、即時(shí)消息、視頻共享等多媒體增值業(yè)務(wù)。應(yīng)用重點(diǎn)集中在給企業(yè)客戶提供IP CENTREX和公眾客戶的VOlP第二線業(yè)務(wù)。

4.2 網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)和業(yè)務(wù)的需要

通過(guò)IMS為企業(yè)用戶提供融合的企業(yè)的應(yīng)用（IP CENTREX業(yè)務(wù)），以及向固定寬帶用戶（例如ADSL用戶）提供VOlP應(yīng)用。

4.3 通信網(wǎng)絡(luò)融合的應(yīng)用

主要體現(xiàn)在WLAN和3G的融合，以實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音業(yè)務(wù)的連續(xù)性。在這種方式下，用戶擁有一個(gè)WLAN/WCDMA的雙模終端，在WLAN的覆蓋區(qū)內(nèi)，一般優(yōu)先使用WLAN接入，因?yàn)檫@種方式用戶使用業(yè)務(wù)的資費(fèi)更低，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的帶寬更充足。當(dāng)離開(kāi)WLAN的覆蓋區(qū)后，終端自動(dòng)切換到WCDMA網(wǎng)絡(luò)，從而實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音在WLAN和WCDMA之間的連續(xù)性。目前，這種方案的商用較少，但是許多運(yùn)營(yíng)商都在進(jìn)行測(cè)試。

5 結(jié)束語(yǔ)

IMS的提出順應(yīng)了通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的趨勢(shì)在未來(lái)的全lP網(wǎng)絡(luò)中，IMS將會(huì)是最為重要的部分。IMS的提出還最大程度的保護(hù)了電信運(yùn)營(yíng)商的利益它完全兼容目前的移動(dòng)網(wǎng)與固定網(wǎng)，使當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)能平滑的過(guò)渡到下一代網(wǎng)絡(luò)中去。

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