基于IMS的增值業(yè)務應用系統(tǒng)

蘭云奇

摘 要：隨著國網(wǎng)企業(yè)信息化程度的加深和業(yè)務規(guī)模的擴大，傳統(tǒng)的語音和視頻的部署已很難滿足當前生產(chǎn)規(guī)模的需求，而IMS網(wǎng)絡技術(shù)的成熟，給融合通信提供了能力支撐，為了更好發(fā)揮IMS網(wǎng)絡能力，現(xiàn)結(jié)合已有的企業(yè)業(yè)務體系現(xiàn)狀，從會議應用系統(tǒng)，行政應用系統(tǒng)，傳真應用系統(tǒng)及接入管理幾個方面實現(xiàn)基于IMS的業(yè)務應用系統(tǒng)開發(fā)。通過實現(xiàn)相應的功能，并與PC，手機和話機終端的應用集成，為用戶提供高質(zhì)量的即時通訊體驗，滿足用戶移動通信和協(xié)同辦公的需求。

關(guān)鍵詞：IMS；會議應用系統(tǒng)；行政應用系統(tǒng)；傳真應用系統(tǒng)；接入管理；移動辦公

中圖分類號：TN929.5 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2019）03-0022-03

Abstract： With the deepening of national network enterprise informatization and the expansion of business scale， the traditional voice and video deployment has been difficult to meet the needs of the current production scale， and the maturity of IMS network technology provides capacity support for converged communication. In order to give full play to the ability of IMS network， combined with the present situation of enterprise business system， this paper realizes the development of business application system based on IMS from the aspects of conference application system， administrative application system， fax application system and access management. Through the realization of the corresponding functions and the application integration with PC， mobile phones and telephone terminals， it provides users with a high-quality instant messaging experience， and meets the needs of mobile communications and collaborative office of users.

Keywords： IMS； conference application system； administrative application system； fax application system； access management； mobile office

1 概述

1.1 現(xiàn)狀

目前，國網(wǎng)系統(tǒng)日常的生產(chǎn)經(jīng)營、管理所需的溝通除了依賴傳統(tǒng)的通信方式外，還可通過內(nèi)部的語音交換網(wǎng)進行通信，如若想開展可視化會議，也只能通過傳統(tǒng)的專線視頻終端的方式進行。隨著國網(wǎng)企業(yè)信息化程度的加深和業(yè)務規(guī)模的擴大化、復雜化，傳統(tǒng)的語音和視頻的部署已很難滿足當前生產(chǎn)規(guī)模的需求。然而，隨著國網(wǎng)公司生產(chǎn)方式由生產(chǎn)型向市場經(jīng)營型的轉(zhuǎn)變，公司內(nèi)部及公司與客戶間的溝通愈發(fā)顯得重要。視頻、語音、數(shù)據(jù)作為長久且很重要的溝通模式，但在長期以來，它們之間是一種相互獨立的狀態(tài)，既給增加了企業(yè)的通信成本，也降低了溝通的質(zhì)量。因此，傳統(tǒng)的通信方式已經(jīng)越來越難以滿足國網(wǎng)的溝通需要。

自IMS核心網(wǎng)建設以來?；贗MS技術(shù)能夠?qū)⒛M信號數(shù)字化，這是相比于傳統(tǒng)電話的PSTN技術(shù)的網(wǎng)絡優(yōu)勢所在，而數(shù)字能以數(shù)據(jù)封包的形式在IP網(wǎng)絡上做實時傳輸，從而實現(xiàn)音視頻、傳真、數(shù)據(jù)等業(yè)務融合。

1.2 論文工作

本論文從現(xiàn)狀、技術(shù)背景、技術(shù)支持、組網(wǎng)方案，系統(tǒng)設計及功能等幾個方面比較全面的闡述了IMS增值業(yè)務系統(tǒng)。本文在研究的過程中基于IMS核心網(wǎng)，針對傳統(tǒng)的通信方式已不能滿足國網(wǎng)溝通的需要，設計開發(fā)了一套集企業(yè)通訊錄、即時通訊、語音通話、視頻通話和音視頻會議功能為一體的融合通信移動平臺系統(tǒng)，包括會議，行政，傳真和IMS接入管理四大模塊。通過該系統(tǒng)的設計與開發(fā)，形成國網(wǎng)內(nèi)基于IMS系統(tǒng)的應用系統(tǒng)的統(tǒng)一標準，為進一步實現(xiàn)企業(yè)融合通信平臺建設奠定基礎(chǔ)。

2 系統(tǒng)設計與實現(xiàn)

2.1 IMS簡介

IP多媒體子系統(tǒng)（IP Multimedia Subsystem，簡稱IMS）作為目前全球通信領(lǐng)域研究的熱點，也是下一代網(wǎng)絡（Next Generation Network，簡稱NGN）的發(fā)展方向[1]。IMS不僅支持端到端的多媒體通信，還能把多樣的多媒體業(yè)務與移動通信網(wǎng)絡進行融合，這既滋生了新業(yè)務的發(fā)展，其所具有的業(yè)務創(chuàng)新模式也備受大家關(guān)注。

2.2 技術(shù)支持

2.2.1 基于SIP協(xié)議的應用系統(tǒng)與IMS系統(tǒng)的對接

會話初始協(xié)議（Session Initiation Protocol，J簡稱SIP）是一種多媒體通信協(xié)議，也是一種基于文本的應用程序?qū)涌刂茀f(xié)議[2]，用于為一個或多個參與者創(chuàng)建，處理和管理會話，被廣泛應用于電路交換、下一代網(wǎng)絡以及IP多媒體子系統(tǒng)的網(wǎng)絡中，應用系統(tǒng)與IMS系統(tǒng)之間的通信采用SIP協(xié)議進行交互，通過SIP協(xié)議，應用系統(tǒng)調(diào)用IMS系統(tǒng)的能力，實現(xiàn)會議、行政和傳真的服務功能。

2.2.2 基于SIP協(xié)議的業(yè)務系統(tǒng)的能力封裝

SIP為實現(xiàn)其他服務提供了一個基礎(chǔ)，但它本身是不具有服務的。例如，SIP可以將打包好的目標定位傳達到當前用戶的位置。如果我們使用這種方式來描述通過SDP的會話，則對方的服務代理可以立即獲得該會話的參數(shù)。如果我們使用這種方法互相呼叫，那么創(chuàng)建“Call ID”服務就非常方便了。會話首先在SIP中設置其他的控制協(xié)議，并通過此會議控制協(xié)議進行管理。由于SIP可以編輯參與的各方會話，這為會議跨異構(gòu)網(wǎng)絡提供了保障[3]。

2.2.3 基于LDAP、REDIS、LUA等技術(shù)的企業(yè)架構(gòu)通訊錄統(tǒng)一管理

輕量目錄訪問協(xié)議（Lightweight Directory Access Protocol，簡稱LDAP）是一種易于訪問的文件夾協(xié)議，基于X.500標準，但更簡單，可根據(jù)需要進行自定義。在企業(yè)內(nèi)實施LDAP，可對LDAP目錄的數(shù)據(jù)在計算機終端上運行的應用程序進行共享，LDAP目錄支持多種數(shù)據(jù)類型，包括人員數(shù)據(jù)，公鑰，聯(lián)系人列表，電子郵件地址，郵件管理信息等。

Redis是一種開源的、支持多種語言的API，由ANSI C語言編輯而成。Lua是一種便捷，易用且可擴展的編程語言，旨在包含在應用程序中，以提高應用程序的靈活性和自定義。Lua是用標準C編寫而成，具有很強的兼容性。這為本文系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲，平臺兼容性和系統(tǒng)定制的能力提供了可能。

2.3 組網(wǎng)方案

2.3.1 網(wǎng)絡架構(gòu)

IMS增值業(yè)務系統(tǒng)的專網(wǎng)中分為三個AS（應用服務器）：會議AS、行政AS、傳真AS，開放服務網(wǎng)關(guān)OSA（一種開放的、標準的、統(tǒng)一的會話狀態(tài)）[4]、歸屬簽約用戶服務器（Home Subscriber Server，HSS），網(wǎng)絡應用編程接口API（Application Program Interface，API），為外部業(yè)務提供標準接口；IMS專網(wǎng)中包括的實體有I-CSCF，它是網(wǎng)絡內(nèi)的聯(lián)系點，是所有與網(wǎng)絡運營商用戶連接的運營商必須通過的實體、代理呼叫會話控制功能P-CSCF（Proxy-Call Session Control Funtion，P-CSCF），該實體具有代理呼叫會話控制的功能、媒體網(wǎng)關(guān)控制功能MGCF（Media Gateway Control Function，MGCF），該實體用于IMS用戶和CS用戶之間的通信，CS用戶的呼叫控制信令都必須指向MGCF，它負責進行ISDN用戶部分或承載無關(guān)呼叫控制與SIP協(xié)議之間的協(xié)議轉(zhuǎn)換，并且將會話轉(zhuǎn)發(fā)給IMS[5]、S-CSCF（S-CSCF作為IMS的核心，它位于歸屬網(wǎng)絡，為UE提供會話控制和注冊請求服務，但當UE處于會話狀態(tài)時，S-CSCF相比HLR更加強大，支持更多接口并解決更多用戶數(shù)據(jù)）。

信息內(nèi)網(wǎng)的相關(guān)業(yè)務通過SBC連接IMS專網(wǎng)，中間通過防火墻控制訪問策略，保證安全性；IP電話以及傳真機等硬件設備通過IP網(wǎng)絡互聯(lián)互通，信息外網(wǎng)和內(nèi)網(wǎng)之間通過強隔離設備連接，系統(tǒng)的網(wǎng)絡拓撲圖如圖1所示。

2.3.2 接口通信流程

接口通信流程圖如圖2。

流程描述：

（1）客戶端想使用某種服務，可通過UDDI Registry查詢Web服務器。

（2）如果UDDI通過查詢找到了某個Web服務器A的服務器能提供這種服務，則客戶端向Web服務器A詢問具體的服務調(diào)用步驟。

（3）Web服務器A看到客戶端提出的“具體方法查詢”之后，立即給它返回一個WSDL描述的XML文檔，這里記錄它能提供的具體調(diào)用方法（接口）。

（4）在接收XML文檔之后，客戶端以HTTP請求的形式封裝XML接口方法并將它們發(fā)送到Web服務器A.這些封裝方法使用標準SOAP方法，其本質(zhì)是一些符合HTTP協(xié)議的報文。

（5）Web服務器A回復的也是類似SOAP包，這樣雙方的請求-響應完全通暢了。

2.4 系統(tǒng)設計

2.4.1 系統(tǒng)框架

本文設計的系統(tǒng)框架主要分為互聯(lián)網(wǎng)、信息外網(wǎng)、信息內(nèi)網(wǎng)三大塊。其中移動端和Web端是直接面向用戶的，移動端包括Android和IOS兩端，通過原生語言以及HTML調(diào)用接口進行相關(guān)業(yè)務操作。信息外網(wǎng)是對外的服務器，采用負載均衡技術(shù)，通過郵件服務器、傳真服務器、會議服務器、文件服務器等對外提供服務，Rabbitmq提供消息隊列服務，MYSQI提供數(shù)據(jù)庫存儲。信息內(nèi)網(wǎng)包括前端頁面、后臺處理、接口訪問、數(shù)據(jù)庫存儲。前端通過HTML、CSS、JS、Jquery技術(shù)采用網(wǎng)頁形式展現(xiàn)頁面，后端使用SSM（Spring+SpringMVC+Mybatis）框架，Java語言作為技術(shù)支持。后臺業(yè)務處理通過Maven管理項目實現(xiàn)；服務器端使用Tomcat作為Web服務器，并運用Redis集群提高訪問性能，通過JDBC連接數(shù)據(jù)庫MYSQL，提供會議應用、行政應用、傳真應用、IMS接入管理相關(guān)接口，系統(tǒng)架構(gòu)如圖3所示。

2.4.2 系統(tǒng)功能

（1）功能框架

本文從傳統(tǒng)的通信方式已不能滿足國網(wǎng)現(xiàn)有業(yè)務需要的問題出發(fā)，設計了四大核心功能可供用戶操作：電話呼叫功能、通訊錄管理功能、會議管理功能、IM服務功能。在通訊錄功能設計上，通過管理員在后臺設置好企業(yè)組織框架，添加好企業(yè)通訊錄，加上用戶手機上的手機聯(lián)系人，就形成了通訊錄功能。用戶可通過通訊錄，可選擇某一個人進行單聊，也可以選擇多個人進行群聊，系統(tǒng)消息也會及時通知給相應用戶。在撥打方式設計上，用戶既可以撥打公網(wǎng)手機號碼，也可以撥打固定電話，還可以撥打IMS里的行政話機。在會議管理功能設計上，既支持語音會議，也支持視頻會議。個人中心是用來管理用戶基本信息、應用設置、通訊錄同步、檢查新版本、意見反饋、退出登錄等功能，系統(tǒng)功能架構(gòu)圖如圖4所示：

（2）功能模塊

a.基于IMS的會議應用模塊功能

會議應用模塊負責語音會議、視頻會議的管理，功能包括會議創(chuàng)建、會議控制及會議的輔助功能等。

b.基于IMS的行政應用模塊功能

行政應用模塊負責與行政業(yè)務相關(guān)的通信處理操作，主要功能包括IVR，定時免打擾，一號通代答，用戶狀態(tài)，通話狀態(tài)，彩鈴，呼叫提醒，漏話提醒，緊急呼叫，報時功能，區(qū)別振鈴，排隊，增強振鈴，語音郵箱及呼轉(zhuǎn)業(yè)務等。

c.基于IMS的傳真應用模塊功能

傳真應用模塊負責傳真能力的提供，主要功能包括傳真自動排隊，虛擬打印，電子簽章，掃描發(fā)送，及時傳輸，失敗重傳，內(nèi)部轉(zhuǎn)發(fā)，雙備份，語音提示，傳真檢索，異地收發(fā)，人工值守，OCR識別，加密導出等。

d.基于IMS的接入管理模塊功能

IMS接入管理模塊為辦公業(yè)務服務模塊或其他訪問AS的系統(tǒng)提供統(tǒng)一的控制指令接口和消息發(fā)送服務，功能包括控制指令接口、消息發(fā)布接口、數(shù)據(jù)訪問接口、多協(xié)議格式等。

3 結(jié)束語

基于IMS的增值業(yè)務系統(tǒng)充分考慮了目前企業(yè)內(nèi)部的溝通現(xiàn)狀，以“三大板塊一大接口”的模式嵌入到IMS專網(wǎng)中，極具個性的音視頻通話、音視頻會議、通話機制等，符合現(xiàn)代高帶寬發(fā)展的趨勢，增強了業(yè)務的溝通特性和多媒體特性，勢必在業(yè)務發(fā)展中會成為未來最具吸引力的增值業(yè)務之一。通過對應用系統(tǒng)的研發(fā)，極大擴展了IMS系統(tǒng)的應用范圍和場景，實現(xiàn)將原有的獨立、分散部署的各業(yè)務系統(tǒng)通過統(tǒng)一的控制指令接口接入到IMS系統(tǒng)中，從而實現(xiàn)單一平臺的多業(yè)務承載。

通過研發(fā)傳真自動化系統(tǒng)，實現(xiàn)傳真自動排隊，虛擬打印，電子簽章，掃描發(fā)送，定時發(fā)送，失敗重發(fā)，內(nèi)部轉(zhuǎn)發(fā)，雙重備份，語音提示，傳真檢索，異地收發(fā)，人工值守，OCR識別，加密導出等功能，切實提高辦公效率，減少相應的辦公成本。

目前國網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)現(xiàn)有的音、視頻會議系統(tǒng)均為獨立部署，各系統(tǒng)之間無法互聯(lián)互通，組會方式及會議管理復雜，使用成本較高， 通過研發(fā)音、視頻會議系統(tǒng)最終實現(xiàn)通過IMS系統(tǒng)統(tǒng)一進行語音會議、視頻會議的管理，更加方便快捷的實現(xiàn)音、視頻會議的組織和召開，使員工在任意地點都能方便的接入到會議系統(tǒng)，可大大提高會議效率，減少因會議而產(chǎn)生的相關(guān)費用。

通過研發(fā)行政應用系統(tǒng)，實現(xiàn)多種行政功能的接入與應用，提供更加舒適的用戶體驗，使應用更加便利，快捷，方便，滿足用戶的不同應用需求。

參考文獻：

[1]崔自峰，雷明濤，許道峰.IP多媒體子系統(tǒng)中代理注冊業(yè)務負荷均衡設計[J].信息化研究，2016，02.

[2]路文.協(xié)作型可視化數(shù)字辦公系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)[D].西安電子科技大學，2006.

[3]張榮.基于SIP協(xié)議的多媒體通訊的研究與實現(xiàn)[D].西安電子科技大學，2006.

[4]董建民.基于IMS的固定移動網(wǎng)絡融合與演進[D].南京郵電大學，2012.

[5]馬瑞濤.基于IMS域電子白板系統(tǒng)的研究與設計[D].北京郵電大學，2006.