IMS 在油田通信交換網(wǎng)演進(jìn)探討

蘇頔

（大慶油田信息技術(shù)公司，黑龍江 大慶 163000）

油田通信數(shù)據(jù)信息交換網(wǎng)絡(luò)采用軟交換，轉(zhuǎn)變了原來(lái)程控交換機(jī)封閉、集中的系統(tǒng)框架，有效地提升了油田信息網(wǎng)絡(luò)資源的利用情況，減少了承載網(wǎng)絡(luò)的資金投入。軟交換技術(shù)實(shí)現(xiàn)了控制與承載的分離，組建成分布方式的信息系統(tǒng)架構(gòu)，方便開發(fā)新的業(yè)務(wù)功能，使網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)建設(shè)成本大幅減少，網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)更容易升級(jí)改造，可以迅速地采用低成本建設(shè)方式來(lái)實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的全面覆蓋。油田通信公司進(jìn)行軟交換升級(jí)，主要用于固網(wǎng)的語(yǔ)音通話業(yè)務(wù)，隨著移動(dòng)互聯(lián)以及油田信息化建設(shè)的需求，需要引入IMS 技術(shù)。

1 IMS 技術(shù)介紹

IMS，是新型的多媒體業(yè)務(wù)方式，英文名叫作IP Multimedia Subsystem，也被叫作IP 多媒體子系統(tǒng)，是以IP 網(wǎng)絡(luò)作為基礎(chǔ)為用戶提供多媒體服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)框架，可以滿足多媒體業(yè)務(wù)的組建、后期服務(wù)以及管理等要求。該技術(shù)的核心在于利用SIP 通信協(xié)議實(shí)現(xiàn)端對(duì)端的呼叫和控制。把SIP 通信協(xié)議作為基礎(chǔ)的IMS 網(wǎng)絡(luò)框架，可以充分發(fā)揮出互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和通信協(xié)議的優(yōu)勢(shì)，傳承蜂窩數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)技術(shù)特點(diǎn)，并充分利用軟交換網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的功能，更好地滿足電信級(jí)Qos 保證要求，可以對(duì)業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)方便靈活的計(jì)費(fèi)，還可以與多種網(wǎng)絡(luò)綜合業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)很好地結(jié)合。

IMS 技術(shù)為用戶提供了接入無(wú)關(guān)的技術(shù)組成框架，可以為用戶提供WLAN、3G 和寬帶等多種業(yè)務(wù)。除此以外，因?yàn)镮MS技術(shù)在業(yè)務(wù)層面利用軟交換網(wǎng)絡(luò)技術(shù)組建起開放式框架，可以兼容應(yīng)用服務(wù)器來(lái)實(shí)現(xiàn)為第三方提供多種業(yè)務(wù)，電信運(yùn)營(yíng)商可以不變動(dòng)原有的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，不需要再次投入更多的資金，靈活、方便地開發(fā)新的服務(wù)業(yè)務(wù)，實(shí)現(xiàn)多種應(yīng)用升級(jí)換代。該種設(shè)計(jì)思想和軟交換是相符的，可以把IP 技術(shù)作為基礎(chǔ)，建立起開放性網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。

2 IMS 與軟交換技術(shù)的對(duì)比分析

IMS 和軟交換技術(shù)都可以作為下代網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的核心，兩者的架構(gòu)都傳承了應(yīng)用、控制以及分離的分層次網(wǎng)絡(luò)框架設(shè)計(jì)思想，可是IMS 可以更好地完成呼叫以及業(yè)務(wù)控制層的分離。一般來(lái)說，可以把軟交換視作NGN 的初級(jí)層次，IMS為網(wǎng)絡(luò)框架固定以及移動(dòng)融合網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，處在NGN 的中級(jí)層次。IMS 與軟交換的主要區(qū)別主要表現(xiàn)在如下幾方面：

（1）功能架構(gòu)。軟交換技術(shù)并沒有完成業(yè)務(wù)和控制的完成分離，還具備交換機(jī)的電信業(yè)務(wù)、承載業(yè)務(wù)等，可為用戶提供更為方便的智能功能，利用Parlay 數(shù)據(jù)接口實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的增值。而IMS 技術(shù)制定出以SIP 通信協(xié)議作為基礎(chǔ)的服務(wù)器控制端口，完全把業(yè)務(wù)層和控制層實(shí)現(xiàn)分離，IMS 技術(shù)的網(wǎng)元可以實(shí)現(xiàn)支持電信基礎(chǔ)能力，主要有用戶注冊(cè)、SIP壓縮、地址解析和計(jì)費(fèi)等，不再對(duì)業(yè)務(wù)邏輯進(jìn)行處理，只是對(duì)客戶數(shù)據(jù)中的IFC 進(jìn)行解析，從而引發(fā)特定的AS 對(duì)有關(guān)業(yè)務(wù)方面的邏輯進(jìn)行處理。

（2）網(wǎng)絡(luò)框架。軟交換網(wǎng)絡(luò)把主從控制作為應(yīng)用的前提，就會(huì)把各種接入手段聯(lián)系得更為密切，因?yàn)镮MS 控制體系終端和核心利用了IP 網(wǎng)絡(luò)承載條件下的SIP 協(xié)議，IP 技術(shù)和媒體承載沒有相關(guān)性會(huì)使IMS 可以兼容多種數(shù)據(jù)接入方式，把應(yīng)用范圍從原來(lái)的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)拓展到固定領(lǐng)域中。因此，軟交換體系實(shí)質(zhì)上并沒有實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)框架的定義。在具體開展部署情況下，軟交換設(shè)施只會(huì)當(dāng)作物理元件進(jìn)行部署。IMS 定義出的子系統(tǒng)為網(wǎng)絡(luò)形式的框架，對(duì)客戶的移動(dòng)性能進(jìn)行了充分地考慮，在進(jìn)行用戶注冊(cè)和尋址等方面加入了較多的分離特性，可以滿足業(yè)務(wù)開發(fā)的需求，在業(yè)務(wù)提供方面也實(shí)現(xiàn)了處理和分離的組成架構(gòu)，所以，IMS 多種性能呈現(xiàn)出很好的靈活性。

（3）通信協(xié)議的應(yīng)用。在軟交換的具體實(shí)現(xiàn)過程中，SIP 協(xié)議只是呼叫控制協(xié)議之一，也可以采用H.284 以及MGCP 協(xié)議來(lái)實(shí)現(xiàn)。IMS 則只應(yīng)用SIP 協(xié)議完成呼叫和業(yè)務(wù)控制，是對(duì)SIP 協(xié)議功能的充分利用。傳承了軟交換技術(shù)特點(diǎn)，還使得IMS 具備更好地分層框架結(jié)構(gòu)以及完備的系統(tǒng)特性，可以組建更為廣泛的網(wǎng)絡(luò)，可以實(shí)現(xiàn)更多的業(yè)務(wù)功能，可用于開發(fā)多媒體會(huì)話業(yè)務(wù)。

（4）客戶數(shù)據(jù)的管理。IMS 技術(shù)發(fā)展進(jìn)步來(lái)源于移動(dòng)通信的使用，必須要對(duì)移動(dòng)性能給予足夠的重視，客戶用戶資料和使用數(shù)據(jù)都會(huì)歸集到用戶服務(wù)器那里，可以把固定、移動(dòng)和網(wǎng)絡(luò)寬帶等不同的客戶數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，用戶可以實(shí)現(xiàn)更好地交互，為移動(dòng)、固網(wǎng)的結(jié)合打下良好基礎(chǔ)。

3 軟交換轉(zhuǎn)變?yōu)镮MS 的必要性

軟交換技術(shù)是在物理層面上實(shí)現(xiàn)的，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中把交換設(shè)備當(dāng)作核心控制，多媒體、語(yǔ)音業(yè)務(wù)都需要經(jīng)過該控制點(diǎn)來(lái)完成，通信網(wǎng)絡(luò)的組建并不方便，特別是建立起大型的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)時(shí)，該技術(shù)局限性就會(huì)被暴露出來(lái)。作為控制層面的IMS 技術(shù)，并沒有先設(shè)定物理設(shè)備，之后依據(jù)設(shè)備性能去建立起物理裝置。系玄參的業(yè)務(wù)需求進(jìn)行全面地分析，之后再對(duì)交換網(wǎng)所需的實(shí)體進(jìn)行選擇，從而可以建立起業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)。從通信技術(shù)的發(fā)展角度來(lái)看，開放性和融合性更好的IMS 技術(shù)可以承載未來(lái)的發(fā)展需求，可以實(shí)現(xiàn)固定和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的高度結(jié)合。

4 油田軟交換到IMS 的演進(jìn)方案

油田通信系統(tǒng)中的軟交換傳承了PSTN 業(yè)務(wù)方式，在通信網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)時(shí)，會(huì)有很長(zhǎng)時(shí)間來(lái)保留原來(lái)的業(yè)務(wù)，滿足用戶的使用習(xí)慣。軟交換通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)到IMS 的轉(zhuǎn)變需要具備兩個(gè)條件。

（1）讓現(xiàn)在的通信網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)可以正常使用。當(dāng)前，油田固話通信業(yè)務(wù)占比還比較大，在演進(jìn)時(shí)需要保證現(xiàn)用戶固話業(yè)務(wù)的正常使用，在不對(duì)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)行造成影響的前提下，可以讓客戶體驗(yàn)到新的業(yè)務(wù)。

（2）IMS 技術(shù)已經(jīng)獲取到國(guó)際范圍內(nèi)的認(rèn)可，可實(shí)現(xiàn)商業(yè)用途。由于IMS 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程的不斷加快，很多通信運(yùn)營(yíng)商都建立起了IMS 試用網(wǎng)，為完成軟交換轉(zhuǎn)變?yōu)镮MS 創(chuàng)造了良好的條件。

在滿足上述條件下，軟交換轉(zhuǎn)變到IMS 需要采用下面兩種方式。

（1）直接演進(jìn)。該種方式把原來(lái)油田網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中的軟交換直接轉(zhuǎn)變?yōu)镮MS 技術(shù)框架，把其升級(jí)為IMS 域中的AGCF、PES/PSS APP 等多種實(shí)體，可以用于辦理PSTN 業(yè)務(wù)，并可以實(shí)現(xiàn)多媒體互動(dòng)。對(duì)IMS 體系中的CSCF 等多種網(wǎng)絡(luò)單元進(jìn)行彌補(bǔ)，把現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)軟交換體系直接升級(jí)轉(zhuǎn)換為IMS 網(wǎng)絡(luò)，從而可以實(shí)現(xiàn)IMS 網(wǎng)絡(luò)條件下的開放性多媒體業(yè)務(wù)。

（2）重疊演進(jìn)。該種方式不會(huì)對(duì)原來(lái)軟交換網(wǎng)絡(luò)造成影響，在原來(lái)的網(wǎng)絡(luò)前提下疊加起另外的IMS 網(wǎng)絡(luò)，從而達(dá)到雙核心進(jìn)行控制的目標(biāo)。IMS 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可用于多媒體數(shù)據(jù)交互，而軟交換網(wǎng)絡(luò)可以用于完成語(yǔ)音、智能網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)。兩種不同的網(wǎng)絡(luò)會(huì)在很長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)共同存在，在演進(jìn)的后期可逐步把語(yǔ)音業(yè)務(wù)劃轉(zhuǎn)到IMS 網(wǎng)絡(luò)體系當(dāng)中，當(dāng)該網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)完全成熟。軟交換就會(huì)轉(zhuǎn)變成IMS 域內(nèi)的AGCF、PES/PSS APP 等多種實(shí)體，使PSTN 業(yè)務(wù)與功能完成互通，用戶實(shí)現(xiàn)了從軟交換向IMS 的逐步演變。在該演進(jìn)模式下，IMS 網(wǎng)絡(luò)體系內(nèi)的一切設(shè)施都采取新建的方式，油田網(wǎng)絡(luò)會(huì)存在兩個(gè)核心控制器，兩者之間利用SIP 通信協(xié)議完成信息交互，或者利用PLMN 進(jìn)行交互。在該演進(jìn)方式下，軟交換技術(shù)還可以正常辦理語(yǔ)音業(yè)務(wù)，而新創(chuàng)建的IMS 網(wǎng)絡(luò)體系可以實(shí)現(xiàn)對(duì)NGN 多媒體功能，在不斷演進(jìn)過程中，把語(yǔ)音業(yè)務(wù)功能轉(zhuǎn)移到IMS 網(wǎng)絡(luò)服務(wù)體系，最終完成油田通信交換網(wǎng)的演進(jìn)。

5 結(jié)語(yǔ)

近年來(lái)，移動(dòng)和寬帶業(yè)務(wù)為很多通信運(yùn)營(yíng)商帶來(lái)了很高的經(jīng)濟(jì)效益，收入和投資的占比可達(dá)到80%。當(dāng)前，油田通信系統(tǒng)中的軟交換還只能辦理一些基本的寬帶業(yè)務(wù)，多媒體業(yè)務(wù)能力比較有限，無(wú)法達(dá)到用戶對(duì)于多媒體業(yè)務(wù)使用的需求。IMS 技術(shù)可以有效的彌補(bǔ)原來(lái)軟交換技術(shù)的缺點(diǎn)，可為用戶提供多媒體服務(wù)體驗(yàn)，比如多媒體會(huì)議、IPTV 等。IMS為通信公司提供更多的業(yè)務(wù)能力，可以根據(jù)具體使用要求靈活地調(diào)整業(yè)務(wù)功能，可以多垂直業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)變?yōu)樗綐I(yè)務(wù)。作為新型的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)，在現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)體系中應(yīng)用的并不多，但可以提供移動(dòng)和固定結(jié)合的架構(gòu)體系，是將來(lái)通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展演進(jìn)的必然方向，可以為油田通信提供更為豐富業(yè)務(wù)，從而滿足用戶的多種通信需求。