淺談IMS在通信領(lǐng)域的應(yīng)用與發(fā)展前景

葛善兵

伴隨多媒體業(yè)務(wù)的一直加大，研發(fā)人員研制了運用分組域封裝高并發(fā)數(shù)據(jù)，并使用基于IP框架來實現(xiàn)業(yè)務(wù)管控的IP多媒體子系統(tǒng)（IMS，IP Multimedia Subsystem）。國際化組織3GPP在二十一世紀(jì)初期啟動的R5規(guī)范中最早正式提出了IMS技術(shù)，在開放的SIP/IP協(xié)議以及可自由管控的平臺基礎(chǔ)上，提供了一系列豐富的業(yè)務(wù)，組建了一種獨立于下層的承載網(wǎng)絡(luò)，使運營商或企業(yè)可以高度利用會話開啟協(xié)議（SIP， Session lnitiation Protocol）的特性，更有效、更便捷地研發(fā)管理移動多媒體業(yè)務(wù)。

一、基于IMS的網(wǎng)絡(luò)融合技術(shù)

為實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)融合的目的，通信領(lǐng)域前后發(fā)展出了軟交換和IMS等主要機制。其中，軟交換是網(wǎng)絡(luò)演化與下一代分組技術(shù)的關(guān)鍵配置之一，它與傳送網(wǎng)絡(luò)相分開，主要落實呼叫管控、資源分發(fā)、協(xié)議轉(zhuǎn)換、路由、鑒權(quán)、計費等關(guān)鍵服務(wù)，而且能向用戶開放現(xiàn)有電路交換機所能展現(xiàn)的一切業(yè)務(wù)，并向其他組織開放二次開發(fā)接口。IMS（IP Multimedia Subsystem）即IP多媒體子系統(tǒng)，被選舉為下一代技術(shù)的關(guān)鍵支撐，是促進通信與信息一體化、固網(wǎng)與wlan統(tǒng)一，語音、數(shù)據(jù)、視頻三者融合等差異化業(yè)務(wù)的重要措施。

從總體結(jié)構(gòu)比較分析，軟交換和IMS系統(tǒng)極為相似：都依靠IP網(wǎng)絡(luò)作為載體，都完成了管控與承接的脫離，所兼容的協(xié)議簇總體上一致，并且MGW網(wǎng)關(guān)配置和IAD等接入配置都能夠彼此支持。與軟交換相比，IMS最關(guān)鍵的不同有以下幾點：

相比軟交換管控與承載脫離的層級，IMS更為深入，它實現(xiàn)了呼叫管控層和業(yè)務(wù)管控層之間的分開。從本質(zhì)上講，不管哪一種軟交換都要捆綁業(yè)務(wù)，在業(yè)務(wù)開發(fā)上依舊是難點。IMS的優(yōu)勢在于不是輔助實現(xiàn)新的某一個業(yè)務(wù)，卻是作為一個平臺對業(yè)務(wù)進行分組合并，通過分組與合并打造出各種新型一體化的業(yè)務(wù)方式。

IMS是從移動通信網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用中抽象形成的，因此天然的會帶移動性元素，并加大了外置數(shù)據(jù)庫，主要是歸屬用戶服務(wù)器（HSS），實現(xiàn)用戶認(rèn)證和安全。

IMS全面運用會話初始技術(shù)（SIP）作為呼叫模塊和業(yè)務(wù)管控的信令協(xié)議，軟交換卻有所不同，SIP僅僅可用于呼叫管控的所有協(xié)議簇的一個，而且大比例下使用媒體網(wǎng)關(guān)協(xié)議（MGCP）和H.248協(xié)議。SIP協(xié)議更加自由，更貼近多媒體業(yè)務(wù)管控。

綜上來看，IMS是更軟的軟交換，網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成開放程度更高，使用IP技術(shù)統(tǒng)一化了不同體系的網(wǎng)絡(luò)。IMS幫助網(wǎng)絡(luò)走向流量化、更具移動性，以及統(tǒng)一化，意味著它不是一種技術(shù)或者手段層面問題，而是對于應(yīng)用的滿足問題。在4GPP完成以后，IMS的一系列規(guī)范大體上落地了，對于通信等專網(wǎng)用戶而言，IMS網(wǎng)絡(luò)整合當(dāng)前媒體能力的性能更強，也更具可能性推出新模式。

二、IMS業(yè)務(wù)研究

傳統(tǒng)的中國移動IMS業(yè)務(wù)側(cè)網(wǎng)絡(luò)框架具有一些不足，包括：業(yè)務(wù)能力壟斷，不能直接調(diào)用開放服務(wù)能力，企業(yè)業(yè)務(wù)的高度耦合，CentrexAS架構(gòu)可能負(fù)載著全部的當(dāng)前IMS網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)；對外開放的過程復(fù)雜，不友好的用戶體驗； CentrexAS架構(gòu)目前沒有攜帶執(zhí)行SR-VCC業(yè)務(wù)，VoLTE無法匹配SR-VCC的后續(xù)改進方向，并且不允許多設(shè)備供應(yīng)商來操作。綜合這些不足，有必要聚攏劃分為四個CENTREX業(yè)務(wù)接口（多媒體桌面通話，V網(wǎng)集成，配電一體化，一號通集成）四個分割的AS負(fù)載，而且，業(yè)務(wù)能力能夠被其他應(yīng)用靈活調(diào)用，快速，方便地衍生出新業(yè)務(wù)。此外，對業(yè)務(wù)流程的打通參考CS域的模式，使得增值語音通話功能和呼叫能力相分開，最終去掉了現(xiàn)有的業(yè)務(wù)邏輯密集的痛點，同時實現(xiàn)一個開放的IMS服務(wù)能力。

新的框架并非僅僅將業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)換成并行，而是應(yīng)該從本質(zhì)上改變幾個隔離的業(yè)務(wù)運營，并設(shè)置業(yè)務(wù)的能力為開放的。每個業(yè)務(wù)線將有自己的單獨賬號，計費和業(yè)務(wù)流程，創(chuàng)新和單一業(yè)務(wù)的發(fā)展可以不被其他業(yè)務(wù)所影響。

（一）IMS業(yè)務(wù)類別

集團多媒體電話AS業(yè)務(wù)框架管理著集團基本呼叫客戶服務(wù)（包括來電提醒，呼叫轉(zhuǎn)移等：由統(tǒng)一CAMEL協(xié)議管控分開現(xiàn)有的業(yè)務(wù)和管控層，依據(jù)劃分為四個獨立的服務(wù)平臺AS的業(yè)務(wù)承載功能重新設(shè)計的原CentreAS服務(wù)框架補充業(yè)務(wù)和PBX相關(guān)的服務(wù)等）；多媒體電話服務(wù)平臺，管理公共和家庭市場的客戶基本通話服務(wù)（包括顯示，呼叫轉(zhuǎn)移等補充業(yè)務(wù)）。融合V網(wǎng)業(yè)務(wù)框架，電信服務(wù)框架，電話交換服務(wù)框架的整合是完全獨立的，企業(yè)用戶和家庭用戶可根據(jù)需要使用。

（二）IMS典型應(yīng)用

IMS服務(wù)主要依靠iFC觸發(fā)方式，其保存在HSS里，作為用戶登記時的一種屬性在SIP信令消息種傳輸。S-CSCF網(wǎng)絡(luò)分析獲取業(yè)務(wù)觸發(fā)器實例，進行下載，并且被設(shè)置的iFC服務(wù)觸發(fā)業(yè)務(wù)點觸發(fā)器實例進行比較，如果兩者匹配，該SIP消息來觸發(fā)對應(yīng)的AS服務(wù)服務(wù)器，相關(guān)業(yè)務(wù)邏輯處理是由服務(wù)器實施的。如果不是，它根據(jù)基本呼叫處理方式轉(zhuǎn)發(fā)該信息。在新的業(yè)務(wù)被觸發(fā)時，該服務(wù)從以往的串行觸發(fā)變成并行式。完善業(yè)務(wù)觸發(fā)模式之前，每個用戶CENTREX僅擁有一個IFC，統(tǒng)籌管理多媒體桌面通話，網(wǎng)絡(luò)集成V，一號通，融合總機業(yè)務(wù)，假如用戶想打開融合V網(wǎng)業(yè)務(wù)或電信業(yè)務(wù)，融合總機簽署集團第一步需要打開多媒體桌面電話服務(wù)。業(yè)務(wù)觸發(fā)機制改進后，用戶可以依據(jù)自己的需求來選擇是否開通業(yè)務(wù)，當(dāng)每個業(yè)務(wù)實現(xiàn)持續(xù)觸發(fā)根據(jù)IFC，它會融合總機服務(wù)AS單獨觸發(fā)AS簽署，不存在嵌套業(yè)務(wù)。BOSS系統(tǒng)也是隔離的，最后根據(jù)不同需要，各種語音增值業(yè)務(wù)開放基本的通話功能要求的業(yè)務(wù)受理，增值服務(wù)，其退訂或變更不涉及修改基本功能。BOSS系統(tǒng)傳輸指令HSS，訂閱IFC為每個不同業(yè)務(wù)所有，通過SOAP接口，每個服務(wù)AS下達(dá)服務(wù)訂購指令。設(shè)計與開發(fā)使用IMS業(yè)務(wù)能力架構(gòu)，促進多樣化，個性化的業(yè)務(wù)開展，并通過開放API接口開出電信服務(wù)能力，獲得第三方服務(wù)平臺提供的增值服務(wù)，從而營收提成。4GPP IMS開放服務(wù)的落實有三種方式，SIP應(yīng)用服務(wù)端，OSA應(yīng)用服務(wù)端和IM SSF模式。在SIP應(yīng)用服務(wù)端攜帶了多種應(yīng)用情況下，已有的應(yīng)用程序之間的交互，需要依靠交互管理器（SCIM，即Service Broker）的業(yè)務(wù)協(xié)調(diào)能力。

三、IMS在通信領(lǐng)域中的應(yīng)用前景

（一）物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)方面的應(yīng)用

IMS在推動三網(wǎng)融合上具有天然的便利性，這一點必然對物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展甚至電網(wǎng)通信的發(fā)展產(chǎn)生正向影響。物聯(lián)網(wǎng)實質(zhì)上是將信息通信技術(shù)向電力、智能家居等方向演化，不管是智能電力網(wǎng)絡(luò)還是物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，最后都將以IP作為支撐來負(fù)載廣泛的應(yīng)用。而IMS的接入無關(guān)性及ALL-IP優(yōu)勢將為物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展提供強有力的技術(shù)支撐。

（二）信息實時處理應(yīng)用

我們都知道當(dāng)今時代是一個高度信息化的時代，保證信息快捷高效以及安全的傳輸是我們需要首先思考的。基于IMS，現(xiàn)在我們已經(jīng)可以實現(xiàn)信息的實時傳輸，這給我們的生活和工作帶來了極大的變化，不僅減輕了很多壓力，節(jié)省了時間，而且還打破了傳統(tǒng)辦公的限制，只能在辦公室辦公。而且技術(shù)是不斷進步的，在IMS以后的發(fā)展中很有可能會在信息實時傳輸?shù)母线M行實時處理。比如可以實時多人同時分享同一份文件，并且可以實時的對這份文件進行編輯和修改等。

（三）數(shù)據(jù)連接與wlan融合的應(yīng)用

WLAN與4G融合通信，話音業(yè)務(wù)連續(xù)性能夠得以保證。雙模式終端的用戶具有WLAN/4G在WLAN的覆蓋區(qū)域內(nèi)（比如建筑物內(nèi)的通信），WLAN接入通常是第一方案，原因在于，用戶使用更廉價的服務(wù)費，更高的帶寬的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。脫離WLAN的覆蓋范圍之后，終端后臺切換到4G網(wǎng)絡(luò)，使WLAN和4G之間的語音能夠無縫切換，不受影響。

四、小結(jié)

我國的通信領(lǐng)域的發(fā)展勢頭較為迅猛，目前正逐步轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字化、智能化系統(tǒng)，隨后開啟了通信領(lǐng)域的信息化管理。網(wǎng)絡(luò)移動化需求與分析，業(yè)務(wù)管控能力都有著顯著提升，稱之為雙端落實多媒體業(yè)務(wù)。網(wǎng)絡(luò)總體的蓬勃興起促進了IP時代的進步，為移動多媒體的優(yōu)化奠定了專業(yè)基石。按照當(dāng)前的多媒體技術(shù)，利用IMS技術(shù)的優(yōu)勢，持續(xù)創(chuàng)新突破，期望通信系統(tǒng)可以實現(xiàn)質(zhì)的突破，為廣大通信經(jīng)營管理提供發(fā)揮空間。

作者單位：中興通訊