IMS在移動通信中的組網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計及應(yīng)用

李學(xué)斌

摘 要：近幾年，隨著信息、網(wǎng)絡(luò)以及通信技術(shù)的發(fā)展，我國各大電信運營逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橐苿佣嗑W(wǎng)絡(luò)運營模式，在這種新環(huán)境下我國電信運營商面臨著較大的發(fā)展機遇和挑戰(zhàn)。我國電信運營商必須積極進行技術(shù)研發(fā)，降低自身成本，配置優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)資源和網(wǎng)絡(luò)能力，提高自身核心競爭力。IMS作為一種核心控制層融合技術(shù)能夠有效促進網(wǎng)絡(luò)融合技術(shù)的發(fā)展，應(yīng)用于移動通信中能夠有效提高通信效能。本文主要從公安廳警衛(wèi)局的角度分析IMS在移動通信中的組網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計及應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：IMS；移動通信；組網(wǎng)；規(guī)劃設(shè)計；應(yīng)用

IP多媒體子系統(tǒng)（IPMultimediaSubsystem，IMS）是3GPP在R5規(guī)范中提出的，旨在建立一個與接入無關(guān)、基于開放的SIP/IP協(xié)議及支持多種多媒體業(yè)務(wù)類型的平臺來提供豐富的業(yè)務(wù)。它將蜂窩移動通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、傳統(tǒng)固定網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)有機結(jié)合起來，為未來的基于全IP網(wǎng)絡(luò)多媒體應(yīng)用提供了一個通用的業(yè)務(wù)智能平臺，也為未來網(wǎng)絡(luò)發(fā)展過程中的網(wǎng)絡(luò)融合提供了技術(shù)基礎(chǔ)。

1 IMS系統(tǒng)構(gòu)架和組網(wǎng)原則

1.1 IMS系統(tǒng)構(gòu)架概括

IMS的應(yīng)用能夠使終端用戶和運營商從多媒體服務(wù)中獲取更加靈活、快速的應(yīng)用。同時接入IMS是未來不同網(wǎng)絡(luò)融合的核心技術(shù)。IMS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)利用軟交換技術(shù)，實現(xiàn)控制與業(yè)務(wù)相分離，而且全面融合了IP域技術(shù)，并在開發(fā)階段和其他組織與其進行密切的合作，擴大IMS技術(shù)的應(yīng)用范圍。IMS體系結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

從圖1中可以看出IMS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要分為4個層次：接入層、傳送層、控制層以及業(yè)務(wù)層，其中接入層主要功能是固定接入和移動網(wǎng)絡(luò)PS域接入；傳送層的主要功能是利用IMS系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備將各種服務(wù)方式承載在IP專網(wǎng)上，用戶能偶通過接入的網(wǎng)絡(luò)在防火墻和SBC接入IP專網(wǎng)；控制層的主要功能是采集分省和分大區(qū)結(jié)合的方式進行組網(wǎng)，而且能夠與其他形式的網(wǎng)絡(luò)相通；業(yè)務(wù)層的主要功能是在全國集中部署AS，并提供全國性服務(wù)，在此過程中能夠?qū)崿F(xiàn)獨立劍網(wǎng)省部署AS功能，同時為省內(nèi)用戶提供相關(guān)業(yè)務(wù)。業(yè)務(wù)支持系統(tǒng)主要包括計費系統(tǒng)和網(wǎng)管系統(tǒng)等。

1.2 IMS系統(tǒng)組網(wǎng)原則

IMS系統(tǒng)組網(wǎng)原則不同的結(jié)構(gòu)層次有不同的使用原則，首先接入層的組網(wǎng)原則是利用多種接入方式，傳統(tǒng)固定接入直接接入，企業(yè)用戶可以接入PON設(shè)備或IPPB設(shè)備等，并且能夠通過SBC接入到IMS網(wǎng)絡(luò)中。傳送層的組網(wǎng)原則是利用三種接入設(shè)備匯聚IMS網(wǎng)元端口和流量，實現(xiàn)統(tǒng)一接入承載網(wǎng)。IP專網(wǎng)設(shè)置2個新的VPN分別承載IMS各個站點設(shè)備之間信令接口和媒體接口?？刂茖咏M網(wǎng)截圖原則是降低網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本，實現(xiàn)投資效益最大化，利用IP承載現(xiàn)有傳輸資源，采用分省獨立建設(shè)與分大區(qū)統(tǒng)一組建相結(jié)合的方式部署IMS系統(tǒng)。業(yè)務(wù)層組網(wǎng)原則是根據(jù)提供業(yè)務(wù)覆蓋范圍的不同，利用分層管理區(qū)域進行業(yè)務(wù)平臺的設(shè)置。計費系統(tǒng)的組網(wǎng)原則是在引入IMS組網(wǎng)初期采用離線計費的方式進行計費，對IMS網(wǎng)元產(chǎn)生的計費話單進行系統(tǒng)的收集和整理。

2 IMS在移動通信中的組網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計

IMS基于移動網(wǎng)的引入主要有基于CDMA2000網(wǎng)絡(luò)的引入方式和基于WCDMA網(wǎng)絡(luò)的引入，同時因為IMS系統(tǒng)主要是由3GPP在WCDMA標(biāo)準(zhǔn)中提出的一種標(biāo)準(zhǔn)，此系統(tǒng)并不完善，在實際應(yīng)用的過程中必須對其組網(wǎng)進行規(guī)劃設(shè)計，而后將其應(yīng)用在系統(tǒng)中。CDMA2000網(wǎng)絡(luò)與WCDMA網(wǎng)絡(luò)的引入其功能實體之間存在一定的相關(guān)性，下面我們主要以WCDMA網(wǎng)絡(luò)為例分析IMS的引入。

2.1 IMS在移動通信中的引入方式

IMS屬于疊加子系統(tǒng)，從其網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)方面進行分析其引入對系統(tǒng)電路域沒有太大的影響，其主要影響的是分組域的擴展。IMS是基于SIP業(yè)務(wù)實現(xiàn)的VOIP業(yè)務(wù)形式，但是在實際應(yīng)用過程中由于缺少對語音業(yè)務(wù)的完善，導(dǎo)致IMS域不能完全替掉電路域，這種情況下IMS域和以往軟交換的電路域在IMS網(wǎng)絡(luò)引入初期不屬于平滑演進關(guān)系，他們之間的關(guān)系屬于網(wǎng)絡(luò)互通和業(yè)務(wù)互補的關(guān)系，如圖2所示：

2.2 IMS組網(wǎng)規(guī)劃內(nèi)涵分析

IMS組網(wǎng)應(yīng)用子啊移動網(wǎng)絡(luò)中其演進的組網(wǎng)主要包括業(yè)務(wù)網(wǎng)和核心網(wǎng)兩個主要部分，如圖3所示。其中系統(tǒng)轉(zhuǎn)動業(yè)務(wù)網(wǎng)演進的主要內(nèi)容包括引入IMS標(biāo)準(zhǔn)業(yè)務(wù)和擴展業(yè)務(wù)，并切能夠在原有業(yè)務(wù)平臺上對上提供標(biāo)準(zhǔn)接口。核心網(wǎng)演進的主要內(nèi)容主要是通過現(xiàn)有的網(wǎng)元升級方式實現(xiàn)就業(yè)SIPP系統(tǒng)的統(tǒng)一會話管理功能，在BGCF、MGCF網(wǎng)元功能下實現(xiàn)IMS和其他網(wǎng)絡(luò)的互通，能夠?qū)崿F(xiàn)具備MRF等實現(xiàn)資源管理的網(wǎng)元功能，以便進一步實現(xiàn)存儲用戶信息的功能。

2.3 IMS業(yè)務(wù)網(wǎng)規(guī)劃方案

IMS業(yè)務(wù)的引入主要是在2.5G/3G網(wǎng)絡(luò)系框架中以軟件的方式實現(xiàn)相關(guān)功能，代替IMS控制的CSCF，但是在IMS沒有引入之前需要利用業(yè)務(wù)先行的方式處理用戶會話信息。然后在業(yè)務(wù)網(wǎng)建設(shè)AS應(yīng)用服務(wù)器，實現(xiàn)IMS業(yè)務(wù)功能。IMS的引入在系統(tǒng)中能夠借助電路域?qū)崿F(xiàn)其部分業(yè)務(wù)功能，比如中國移動將IMS標(biāo)準(zhǔn)業(yè)務(wù)進行有效的整合，然后由集團公司進行統(tǒng)一的規(guī)劃和運營。在分組域通話仍然不能夠很好實現(xiàn)的環(huán)境下這種方式實現(xiàn)多用戶間的語音聊天功能。一般情況下用戶對于IMS的最直接的感受來自于其最初體驗，比如IMS業(yè)務(wù)中SharingX業(yè)務(wù)是一種3G產(chǎn)品，通過此業(yè)務(wù)能夠?qū)崿F(xiàn)增加用戶與IMS3G網(wǎng)絡(luò)的直接體驗，能夠很好的提高用戶的認知度，此時運營商能夠建立共享業(yè)務(wù)，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)成熟條件開展各種不同的業(yè)務(wù)形式。

2.4 核心網(wǎng)組網(wǎng)規(guī)劃

2.4.1 IMS核心網(wǎng)測試

目前，我國已經(jīng)完成了IMS設(shè)備測試實驗，其測試結(jié)論是在完成對IMS基本電信業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)增值以及語音功能進行測試，基本電信的成熟度比較高，但是目前各種業(yè)務(wù)的IMS實現(xiàn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不完善，各個廠商間的業(yè)務(wù)平臺很難實現(xiàn)相互溝通，相互促進的關(guān)系。

2.4.2 IMS引入策略意見

移動網(wǎng)絡(luò)運營商進行網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的過程中需要考慮IMS系統(tǒng)的引入，在IMS系統(tǒng)建設(shè)前必須完成測試實驗、然后對其設(shè)備、業(yè)務(wù)應(yīng)用等實施測試驗證，推動網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的發(fā)展。IMS引入之初將其疊加在3G分組域上，將其與電路域進行互相聯(lián)通，并且將其主要功能定位于移動應(yīng)用中，這種技術(shù)形式組要表現(xiàn)在一些比較成熟的移動費實時類業(yè)務(wù)中，比如IM、POC等，系統(tǒng)的語音業(yè)務(wù)仍然由其電路域提供。并且能夠?qū)MS用戶與普通用戶進行語言互通，而且隨著業(yè)務(wù)的發(fā)展能夠?qū)崿F(xiàn)同時支持移動接入和固定接入方式，提供固定融合和移動融合的業(yè)務(wù)。

2.4.3 IMS組網(wǎng)模式

IMS組網(wǎng)的實現(xiàn)方式主要包含單域組網(wǎng)和多域組網(wǎng)兩種方式，單域組網(wǎng)的就是指在全國范圍內(nèi)分配統(tǒng)一域名，比較適合應(yīng)用于小規(guī)模的組網(wǎng)建設(shè)中。網(wǎng)絡(luò)規(guī)模建設(shè)擴大以后需要隱去SLF配置全國數(shù)據(jù)，然后隨著規(guī)模的進一步擴大，SLF可能會形成一個網(wǎng)絡(luò)瓶頸，這種發(fā)展趨勢不利于網(wǎng)絡(luò)的健康發(fā)展。多域組網(wǎng)是指在全國按照不同的區(qū)域分配不同的域名，這種東組網(wǎng)模式網(wǎng)絡(luò)擴展性比較好，比較適合應(yīng)用于大規(guī)模組網(wǎng)中。建設(shè)初期網(wǎng)絡(luò)規(guī)模比較小時可以集中設(shè)置IMS核心網(wǎng)實現(xiàn)多域業(yè)務(wù)，隨著網(wǎng)絡(luò)好、規(guī)模的擴大將每個域內(nèi)設(shè)置IMS核心網(wǎng)網(wǎng)元。

3 IMS在移動通信中的應(yīng)用

IMS網(wǎng)絡(luò)主要應(yīng)用于一下業(yè)務(wù)中，多媒體電話業(yè)務(wù)、多媒體彩鈴業(yè)務(wù)、高清視頻業(yè)務(wù)、多媒體會議業(yè)務(wù)以及緊急呼叫業(yè)務(wù)等業(yè)務(wù)模式中。IMS系統(tǒng)業(yè)務(wù)應(yīng)用于公安廳警衛(wèi)局系統(tǒng)中主要應(yīng)用其語音應(yīng)用功能、高清視頻業(yè)務(wù)、緊急呼叫業(yè)務(wù)等。比如IMS緊急呼叫通過IAD/AG或PBX等接入的POTS話機、PC終端等發(fā)起的一種業(yè)務(wù)形式，有GMS網(wǎng)絡(luò)完成用戶的就位置判斷和轉(zhuǎn)接緊急呼叫等業(yè)務(wù)形式，實現(xiàn)用戶所在網(wǎng)絡(luò)的緊急呼叫中心的服務(wù)，為公安廳警衛(wèi)局提供實時、準(zhǔn)確的信息服務(wù)。

4 結(jié)語

移動通信技術(shù)的發(fā)展改變了人們生產(chǎn)、生活方式，為人們的生活帶來很大的方便，再其系統(tǒng)應(yīng)用中用戶比較關(guān)心的是業(yè)務(wù)應(yīng)用，目前在3G網(wǎng)絡(luò)推動下IMS能夠提供豐富的業(yè)務(wù)形式，快速生成業(yè)務(wù)，為用戶提供靈活、便捷的服務(wù)，促進網(wǎng)絡(luò)融合的發(fā)展，實現(xiàn)多方通信業(yè)務(wù)。

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