VOLTE引入后IMS核心網(wǎng)組網(wǎng)優(yōu)化方案

劉志歡

【摘要】 本論文針對(duì)在VOLTE引入初期采用VOLTE與固定業(yè)務(wù)IMS獨(dú)立組網(wǎng)的現(xiàn)狀提出融合組網(wǎng)方案，進(jìn)行多方案分析，同時(shí)對(duì)多廠家融合組網(wǎng)提出優(yōu)化方案，為后續(xù)工程實(shí)施奠定基礎(chǔ)。

【關(guān)鍵詞】 VOLTE IMS 融合組網(wǎng)

一、建設(shè)背景

VoLTE方案是由LTE網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)接入、由IMS網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)控制、由PCC架構(gòu)提供QoS保障的語(yǔ)音解決方案。VoLTE技術(shù)天然融合了LTE網(wǎng)絡(luò)及IMS先進(jìn)技術(shù)，VoLTE已是LTE網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下語(yǔ)音業(yè)務(wù)提供的目標(biāo)方案，所以在VOLTE部署時(shí)需要充分考慮網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀以及VoLTE自身技術(shù)特點(diǎn)，為現(xiàn)網(wǎng)語(yǔ)音業(yè)務(wù)向LTE網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)規(guī)劃合理網(wǎng)絡(luò)部署方案。

由于VoLTE用戶采用不同的域名，因此IMS核心網(wǎng)存在現(xiàn)網(wǎng)融合改造、獨(dú)立新建兩種建設(shè)方案。在實(shí)際工程實(shí)施時(shí)從業(yè)務(wù)部署、網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定、產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展、現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定、后期運(yùn)營(yíng)維護(hù)等方面綜合考慮，在建設(shè)初期采用VOLTE與固網(wǎng)IMS獨(dú)立組網(wǎng)方式。

由于IMS網(wǎng)絡(luò)接入無(wú)關(guān)性、提高設(shè)備利用率，簡(jiǎn)化省內(nèi)業(yè)務(wù)路由等因素的考慮，融合組網(wǎng)仍為目標(biāo)架構(gòu)。同時(shí)考慮引入競(jìng)爭(zhēng)現(xiàn)有IMS核心網(wǎng)為多廠家組網(wǎng)，本論文針對(duì)現(xiàn)有VOLTE與固定業(yè)務(wù)IMS獨(dú)立組網(wǎng)提出融合組網(wǎng)方案，并進(jìn)行分析，同時(shí)對(duì)多廠家融合組網(wǎng)提出優(yōu)化方案，為后續(xù)工程實(shí)施奠定基礎(chǔ)。

二、VOLTE與固定業(yè)務(wù)IMS獨(dú)立組網(wǎng)現(xiàn)狀

2.1IMS核心網(wǎng)主要網(wǎng)元介紹

2.1.1可共用網(wǎng)元

1）I/S/E-CSCF/BGCF S-CSCF負(fù)責(zé)用戶的注冊(cè)、鑒權(quán)、會(huì)話，路由和業(yè)務(wù)觸發(fā)。I-CSCF是CM-IMS域的邊界點(diǎn)，負(fù)責(zé)分配或者查詢?yōu)橛脩舴?wù)的S-CSCF。

BGCF用于選擇到傳統(tǒng)PSTN、PLMN網(wǎng)絡(luò)的出口MGCF設(shè)備，該功能集成在S-CSCF實(shí)體中。

E-CSCF從P-CSCF接受緊急會(huì)話建立請(qǐng)求，并完成用戶接入位置信息查詢和緊急呼叫路由等功能。

2）MGCF、IM-MGW

MGCF提供IMS網(wǎng)絡(luò)與傳統(tǒng)PSTN、PLMN網(wǎng)絡(luò)之間的互通功能。

IM-MGW提供與傳統(tǒng)PSTN、PLMN網(wǎng)絡(luò)互通的話音媒體通道資源。

3）ENUM/DNS

ENUM服務(wù)器提供E.164號(hào)碼到SIP URI的映射功能。DNS服務(wù)器為IMS核心網(wǎng)網(wǎng)元和終端提供域名解析功能。

2.1.2VOLTE專用網(wǎng)元

1）VoLTE SBC/P-CSCF

P-CSCF/AGW和ATCF/ATGW功能合設(shè)為VoLTE SBC。

P-CSCF是SIP用戶接入IMS網(wǎng)絡(luò)的入口節(jié)點(diǎn)，主要負(fù)責(zé)SIP用戶與歸屬網(wǎng)絡(luò)之間SIP信令的轉(zhuǎn)發(fā)。

VOLTE SBC部署在接入側(cè)的邊界，提供防攻擊、NAT穿越能力，提供與其它基于SIP或者H.323信令的網(wǎng)絡(luò)互通的媒體通道資源。

ATCF/ATGW是VoLTE用戶在當(dāng)前所在網(wǎng)絡(luò)的信令面和媒體面的錨定點(diǎn)，在發(fā)生eSRVCC時(shí)將VoLTE用戶接入側(cè)的媒體面從LTE切換到電路域，并保持媒體面的連接。

2）VoLTE AS

VoLTE AS由SCC AS、錨定SCP和IM-SSF功能組成。

VoLTE AS：提供多媒體電話基本業(yè)務(wù)及補(bǔ)充業(yè)務(wù)；集成MRFC功能：用于控制MRFP，實(shí)現(xiàn)放音收號(hào)、語(yǔ)音會(huì)議、標(biāo)清視頻會(huì)議等功能。

SCC AS功能：提供語(yǔ)音業(yè)務(wù)的連續(xù)性，提供被叫域選擇功能T-ADS，完成網(wǎng)絡(luò)側(cè)被叫的域選擇。

錨定SCP功能：錨定SCP提供將電路域發(fā)起的呼叫錨定到IMS域的能力，能夠通過(guò)Connect消息返回相應(yīng)IMRN。

3）EPC HSS/HLR

用于存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)中用戶所有與業(yè)務(wù)相關(guān)的數(shù)據(jù)，提供用戶簽約信息管理和用戶位置管理。

2.1.3固定IMS專用網(wǎng)元

1）IMS HSS

HSS 用于存儲(chǔ)IMS網(wǎng)絡(luò)中所有與用戶相關(guān)的數(shù)據(jù)，包括用戶身份、鑒權(quán)數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、接入?yún)?shù)、業(yè)務(wù)觸發(fā)信息、漫游信息，并完成用戶漫游控制。

2）固網(wǎng)SBC/P-CSCF

SBC提供接入網(wǎng)與CM-IMS核心網(wǎng)之間的NAT穿越、企業(yè)網(wǎng)穿越、接入控制、QoS控制、信令和承載安全以及IP互通等功能。

P-CSCF提供注冊(cè)鑒權(quán)、信令保護(hù)、信令壓縮、媒體授權(quán)、信令路由、緊急呼叫、漫游計(jì)費(fèi)等功能。

3）MMTEL AS

MMTEL AS是向個(gè)人用戶和家庭用戶開放的點(diǎn)到點(diǎn)語(yǔ)音業(yè)務(wù)，點(diǎn)到點(diǎn)視頻業(yè)務(wù)，以及呼叫轉(zhuǎn)移、呼叫等待、呼叫保持、呼叫限制、主叫號(hào)碼顯示＼隱藏等在內(nèi)的補(bǔ)充業(yè)務(wù)。

4）統(tǒng)一Centrex AS

統(tǒng)一Centrex業(yè)務(wù)平臺(tái)為集團(tuán)用戶提供多媒體電話及補(bǔ)充業(yè)務(wù)、融合VPMN、融合一號(hào)通、融合總機(jī)、傳真等業(yè)務(wù)。

2.2現(xiàn)有VOLTE與固定業(yè)務(wù)IMS獨(dú)立組網(wǎng)情況

現(xiàn)有IMS采用VOLTE與固定業(yè)務(wù)獨(dú)立組網(wǎng)，各廠家分別負(fù)責(zé)VOLTE或固定業(yè)務(wù)，VOLTE和固網(wǎng)業(yè)務(wù)的IMS網(wǎng)絡(luò)相互獨(dú)立。VOLTE核心網(wǎng)獨(dú)立建設(shè)核心控制網(wǎng)元I/S/E-CSCF/ BGCF、業(yè)務(wù)網(wǎng)元VOLTE AS、接入網(wǎng)元VOLTE SBC/P-CSCF；互通網(wǎng)元MGCF/IM-MGW、ENUM/DNS與固網(wǎng)共用?，F(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)如下圖所示：

VOLTE與固定業(yè)務(wù)獨(dú)立組網(wǎng)方式在工程實(shí)施時(shí)較為便利，對(duì)現(xiàn)有固網(wǎng)業(yè)務(wù)影響較小，但由于現(xiàn)有固定業(yè)務(wù)用戶數(shù)較少，設(shè)備利用率不高，同時(shí)業(yè)務(wù)路由復(fù)雜，部分場(chǎng)景存在路由迂回情況，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)還需進(jìn)一步優(yōu)化。

三、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)優(yōu)化方案

3.1融合組網(wǎng)方案

VOLTE引入后IMS核心網(wǎng)多廠家融合組網(wǎng)有以下兩種方案：方案一、VOLTE與固定業(yè)務(wù)部分融合組網(wǎng)，固定業(yè)務(wù)由一個(gè)廠家負(fù)責(zé)，VOLTE業(yè)務(wù)按區(qū)域劃分由不同廠家負(fù)責(zé)；方案二、VOLTE與固定業(yè)務(wù)全部融合組網(wǎng)，各廠家按區(qū)域劃分負(fù)責(zé)本區(qū)域VOLTE和固定業(yè)務(wù)。

方案一：除功能差別較大業(yè)務(wù)網(wǎng)元和接入網(wǎng)元外，VoLTE業(yè)務(wù)和固定業(yè)務(wù)核心網(wǎng)部分融合組網(wǎng)，固定業(yè)務(wù)核心網(wǎng)仍由原有一個(gè)廠家全部負(fù)責(zé)，原有廠家IMS核心網(wǎng)網(wǎng)元I/ S/E-CSCF/BGCF進(jìn)行升級(jí)改造支持VOLTE功能，同時(shí)為降低異廠家ISC接口兼容性風(fēng)險(xiǎn)新建VOLTE AS，與其他廠家一起按區(qū)域劃分負(fù)責(zé)不同區(qū)域VOLTE業(yè)務(wù)。即VOLTE使用的核心控制網(wǎng)元I/S/E-CSCF/BGCF、業(yè)務(wù)網(wǎng)元VOLTE AS按區(qū)域分廠家進(jìn)行建設(shè)；VOLTE共用接入網(wǎng)元VOLTE SBC/ P-CSCF；VOLTE與固網(wǎng)共用互通網(wǎng)元MGCF/IM-MGW、ENUM/DNS。

本方案網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)如下圖所示：

方案二：除功能差別較大業(yè)務(wù)網(wǎng)元和接入網(wǎng)元外，VoLTE業(yè)務(wù)和固網(wǎng)業(yè)務(wù)全部共用IMS核心網(wǎng)，各廠家按區(qū)域劃分負(fù)責(zé)本區(qū)域VOLTE和固定業(yè)務(wù)。核心網(wǎng)元I/S/E-CSCF/ BGCF均要具備VOLTE及固定業(yè)務(wù)所需功能，VOLTE AS、S-CSCF、IMS SBC/P-CSCF負(fù)責(zé)同區(qū)域VOLTE或固定業(yè)務(wù)，按劃分區(qū)域進(jìn)行固定業(yè)務(wù)割接。

本方案網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)如下圖所示：

3.2組網(wǎng)架構(gòu)分析

針對(duì)現(xiàn)有IMS網(wǎng)絡(luò)狀況、技術(shù)成熟度、網(wǎng)絡(luò)組織、后期運(yùn)營(yíng)維護(hù)等方面對(duì)上述兩種組網(wǎng)方式進(jìn)行了認(rèn)真的分析，具體分析如下：

四、結(jié)束語(yǔ)

在VOLTE業(yè)務(wù)引入初期，為避免VOLTE業(yè)務(wù)功能完善所引起的核心網(wǎng)元頻繁升級(jí)，以及VOLTE用戶發(fā)展導(dǎo)致的網(wǎng)絡(luò)調(diào)整，可先采用VOLTE、固定業(yè)務(wù)獨(dú)立組網(wǎng)方式，待后期網(wǎng)絡(luò)成熟、業(yè)務(wù)穩(wěn)定、廠家兼容性問(wèn)題解決后，根據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)展情況合理規(guī)劃業(yè)務(wù)區(qū)域再大力推動(dòng)核心網(wǎng)融合，面向業(yè)務(wù)融合、多接入統(tǒng)一控制，整合網(wǎng)絡(luò)資源、降低投資風(fēng)險(xiǎn)，達(dá)到網(wǎng)絡(luò)低成本高效運(yùn)營(yíng)的目的。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]中國(guó)移動(dòng)通信有限公司下發(fā)《IMS核心網(wǎng)多廠家組網(wǎng)方案》

[2] 中國(guó)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)組織規(guī)范VoLTE網(wǎng)絡(luò)路由組織原則分冊(cè)