IMS應用及存在問題的探討
中國電信股份有限公司北京研究院 趙慧玲 于建港 2006/06/19
由于基于IP的網絡和業(yè)務技術給傳統(tǒng)電信運營商帶來的挑戰(zhàn)，電信運營商正在積極尋求能夠駕馭IP網絡的解決方案。NGN的體系架構經過千錘百煉試圖打造這樣一個美好的未來，使運營商能夠控制和管理基于IP的網絡并具有業(yè)務管理的能力。讓網絡的體系具備融合的能力，在業(yè)務層面具有靈活擴展和組合的能力，在用戶接入層面能夠進行接入控制、標識和管理。這樣一種體系架構是NGN的內涵所在。人們開始寄希望于IMS能夠給予這個承諾，并大膽開始了這種嘗試。IMS使移動和固定的融合成為可能，使基于IP的業(yè)務控制和管理成為可能，NASS和RACE使接入管理和控制成為可能。
從設備的開發(fā)方面看，國內外主流廠商都在進行IMS產品的開發(fā)，也提出了明確的產品計劃。這些計劃能否順利推進，很大程度上受到標準進程市場需求的限制，2006年應用于移動的IMS設備可以投入商用，應用于固網的IMS設備會晚些。
IMS是3GPP在R5版本提出的支持IP多媒體業(yè)務的子系統(tǒng)，它的核心特點是采用基于SIP協議控制上層業(yè)務會話和與接入網的無關性，通過IMS可以提供的IP多媒體業(yè)務以及實時的VoIP業(yè)務，支持分組域業(yè)務的漫游。同時，在網絡融合的發(fā)展趨勢下，3GPP、ETSI和ITU－T都在研究基于IMS的移動與固定網絡融合方案。目前，IMS的產品主要是基于3GPPR5版本的，大部分廠家承諾在2006年提供基于R6版本的IMS商用設備。
IMS的標準化進程
IMS由3GPP標準組織在R5版本提出，R5版本主要定義IMS的核心結構、網元功能、接口和流程等內容；R6版本增加了部分IMS業(yè)務特性、IMS與其他網絡的互通規(guī)范和WLAN接入等特性；R7版本加強了對固定、移動融合的標準化制訂，要求IMS支持xDSL、cable等固定接入方式，目前3GPPR5和R6版本已經凍結。
TISPAN和FGNGN標準組織主要從固網的角度出發(fā)研究NGN的相關標準。IMS是TISPAN定義的NGN體系架構中的業(yè)務子系統(tǒng)之一，TISPANIMS是在3GPPR6IMS核心規(guī)范的基礎上對功能實體和協議進行擴展，支持固定接入方式。TISPAN的NGNR1標準在2005年底發(fā)布。IMS的技術特點是能夠支持業(yè)務漫游功能、靈活的業(yè)務觸發(fā)模式、集中用戶數據庫管理功能、QoS策略功能和統(tǒng)一認證、鑒權功能。其長處是開放性好、標準化強；能夠控制和管理基于SIP的業(yè)務，并能夠進行多種業(yè)務的組合，提供語音業(yè)務并不是IMS的長項。
IMS的主要應用
目前IMS的應用主要有以下幾種類型：
給移動用戶提供多媒體業(yè)務。Cingular、T－Mobile、TIM、CSL、Eurotel等移動運營商均為此應用模式。
給企業(yè)用戶提供融合的企業(yè)應用。Sprint、Telefonica、SBC等運營商采用此方式為企業(yè)用戶提供IPCENTREX業(yè)務。
固定運營商給寬帶用戶提供VoIP業(yè)務。BellSouth、KPN、Telefonica等固定運營商采用此模式為寬帶用戶提供VoIP的第二線業(yè)務。
綜合運營商為用戶提供的固定和移動融合的IMS，目前比較熱門的業(yè)務是WiFi與移動網的業(yè)務切換。Cingualr（移動）和SBC（固定）計劃近期向企業(yè)提供WiFiVoIP與WCDMA電路域語音的切換，已經能夠實現WiFi到WCDMA的單向切換。BT和FT近期完成類似業(yè)務的測試，但是實現方案有所不同。
與IPTV結合提供視頻和消息類、會話類業(yè)務的組合業(yè)務，在今年GLOBALCOM2006展會上有許多這樣的應用展出。目前IMS的應用情況具有如下特點：
首先，移動運營商已經開始了IMS的商用，固網運營商還處于實驗階段。大部分運營商正著手進行IMS實驗，只有少部分運營商開始進行IMS商用。目前商用和實驗的IMS系統(tǒng)大部分集中于移動運營商。
其次，移動運營商主要是用IMS在移動網絡的基礎上提供PoC、視頻共享等多媒體增值業(yè)務。
最后，固定運營商對IMS的應用重點集中在給企業(yè)客戶提供IPCENTREX和公眾客戶的VoIP第二線業(yè)務。
固定、移動綜合運營商希望通過統(tǒng)一的IMS核心網接入固定和移動用戶，對WCDMA與WLAN的語音切換業(yè)務十分關注。但目前IMS的融合應用還處于實驗階段，具體的應用模式還不十分明朗。
運營商的網絡演進策略與其定位是緊密相關的，美國運營商從市場的發(fā)展趨勢和企業(yè)定位出發(fā)，根據企業(yè)策略和自身的需求，裁減和改造網絡架構，制訂IMS的發(fā)展策略。例如Sprint的定位是引領全球移動數據業(yè)務，成為媒體與信息業(yè)務的集成和提供商，因此選擇IMS作為數據業(yè)務的控制核心。Sprint在2005年之前，主要提供移動業(yè)務和企業(yè)寬帶業(yè)務，2004年底開始部署IMS為企業(yè)客戶提供IPCentrex業(yè)務。通過一年的實踐，現網應用證明了IMS的可用性。2005年中期，Sprint收購了NextTel，為了降低兩網的運維費用，Sprint重新定位IMS，向移動和固網公眾用戶提供融合多媒體業(yè)務的核心控制網，計劃在2008年開始轉移iDEN用戶到IMS網。由于EV－DO無法支持語音和數據業(yè)務的并發(fā)，因此Sprint很關注在移動網實現VoIP以及語音在WiFi和3G網之間的切換。由于Sprint沒有本地寬帶接入和視頻媒體版權，因此與Cable公司合資為固定和移動用戶提供無差別的通信及多媒體娛樂業(yè)務。由于EV－DO無法支持語音和數據的并發(fā)業(yè)務，而HSDPA可以支持并發(fā)，因此Cingular部署了HSDPA無線網，采用差異化服務與Sprint和Verizon競爭，近期將部署IMS實現VideoSharing業(yè)務，一年后實現POC業(yè)務。
BellSouth作為固網運營商，受到移動網和VoIP公司的威脅，用戶轉網率提高，語音業(yè)務收入持續(xù)下降，因此目前特別關注WiFi和WCDMA的語音無縫切換業(yè)務。由于BellSouth擁有衛(wèi)星電視DirectTV公司，因此語音業(yè)務與TV結合可以為用戶提供捆綁和融合的業(yè)務。
IMS可以提供和管理分組業(yè)務、實現多個網絡業(yè)務的交互，成為各運營商的網絡發(fā)展目標。目前，固定運營商對為固定用戶提供移動業(yè)務非常關注，比如語音和IPTV業(yè)務在WiFi、3G網絡間的跨網漫游，而移動運營商則更關注利用多媒體業(yè)務的提供，如Videosharing等。
IMS為電信業(yè)務與企業(yè)應用結合提供了可能，可以為企業(yè)客戶提供高價值的服務，比如消息、語音業(yè)務與Email和OA、ERP等的結合可以提供無縫的通信辦公系統(tǒng)。目前，Sprint、Cingular等與IBM和Motorola開展合作，設備提供商Lucent與IBM、BEA等開展了合作，這種IT與電信業(yè)的合作將發(fā)揮各自的優(yōu)勢，成為未來電信業(yè)務發(fā)展的趨勢。
IMS在固網應用中需要解決的若干問題
固定、移動綜合運營商希望通過統(tǒng)一的IMS核心網接入固定和移動用戶，對WCDMA與WLAN的語音切換業(yè)務十分關注。但目前IMS的融合應用還處于實驗階段，具體的應用模式還不十分明朗。將IMS引入固網還有很多問題尚未解決。
軟交換和IMS的關系
軟交換技術的主要優(yōu)勢是可以提供成熟的語音業(yè)務，軟交換技術已經具備了替代電路交換機的能力，并具備一定的寬帶多媒體業(yè)務能力。IMS技術的主要優(yōu)勢是IMS體系架構可以支持移動性管理，基于SIP協議，具有業(yè)務應用的靈活性，并具有一定的QoS保障機制，因此IMS在寬帶用戶的漫游管理和業(yè)務能力方面更具有優(yōu)勢。IMS接入窄帶用戶提供PSTN仿真業(yè)務的能力還處于研究階段，支持ISDN業(yè)務、V5接入等傳統(tǒng)PSTN接入方式還沒有開始研究，因此IMS距離完全繼承PSTN網絡能力提供PSTN業(yè)務還有相當的距離。
用戶接入問題
IMS并沒有實現完全的與接入的無關性，由于有線與無線接入方式的不同而導致傳輸帶寬的不同，無線接入方式由于帶寬資源有限所以要求P－CSCF支持SIP的壓縮，而對于有線接入方式則沒有這種要求。因此不同接入方式對于IMS的功能實體的要求有所差異�；贗MS的網絡融合考慮了業(yè)務層的融合，并沒有解決位置管理等接入網的問題，接入層是指為用戶提供接入的網絡層面，它比傳統(tǒng)接入網的概念更寬、延伸更廣。接入層的融合可以豐富用戶獲取業(yè)務的途徑、實現隨時隨地的業(yè)務接入，并獲得無間斷的高質量的業(yè)務體驗。為了達到這種業(yè)務提供能力，NASS（網絡附著子系統(tǒng)）完成對用戶附著于接入網絡的管理，包括用戶驗證和網絡地址分配、位置管理。需要指出的是，NASS目前只研究了WLAN和ADSL的接入，NASS對用戶漫游的支持還不完善，NASS對CPE的配置接口有待進一步定義�，F有的ADSL網絡只是實現了簡單的用戶鑒權認證和地址分配，NASS所要求的其它基本功能如位置管理等還沒有實現。從NASS與NGN其它功能實體之間的關系來看，目前的ADSL接入網絡還沒有實現與業(yè)務系統(tǒng)、資源控制系統(tǒng)之間的相互關聯。從總體來看，現有ADSL接入網絡離NGN對接入網的要求還有相當的距離。
融合數據庫
提供融合業(yè)務的重要技術條件是具有豐富的用戶數據，應探索融合數據庫的體系架構。隨著網絡技術、數據庫技術、支撐系統(tǒng)（BOSS）的成熟以及3G網絡的引入，用戶數據不僅包括PSTN、PHS及軟交換窄帶用戶的用戶數據，還將存在大量的軟交換SIP用戶的數據，以及3G移動用戶、寬帶（IMS）用戶的數據，數據量和種類明顯增多，數據存儲和傳送需求不同，如何更加有效地管理和利用這些資源將變得至關重要，因此有必要建立一個統(tǒng)一的用戶數據層面，集中管理所有的用戶數據信息，為網絡層甚至業(yè)務層提供用戶及業(yè)務相關數據。用戶數據層面和業(yè)務層面在邏輯上應是統(tǒng)一的、集中的，在物理上可以是分散的、獨立的。
SIP協議能力擴展后的兼容性
在IMS網絡中采用的SIP協議對IETF定義的SIP協議進行了擴展。例如由于無線傳輸資源的帶寬有限，要求支持SIP消息的壓縮；由于無線接入的引入使呼叫建立時間增加，要求SIP的基礎定時器由500ms改成2s。如果IMS同時支持固定和移動用戶，需要支持固定和移動不同能力級的SIP協議，并且要求IMS網絡能夠識別終端的接入方式，根據不同的接入方式選用不同的協議參數。所以對于擴展的SIP協議要注意與原有SIP協議的兼容問題。
業(yè)務平臺的整合
需要理清IMS的業(yè)務平臺與現有業(yè)務平臺的關系，從長遠來看，融合業(yè)務和基于SIP的多媒體業(yè)務應在IMS的業(yè)務平臺上提供。
業(yè)務定位
需要明確和定位什么多媒體業(yè)務需要在IMS架構上開放，什么業(yè)務在Internet上提供。
IMS是未來網絡的整體架構，其體系架構增強了對基于IP流的可控和可管理性，代表了網絡的發(fā)展趨勢。但目前IMS正處于技術發(fā)展的初級階段，并未規(guī)模商用，因此預計固網運營商將在2007～2008年引入IMS。IMS的引入與接入、承載、控制、業(yè)務、支撐等網絡的各層面相關，同時也給終端改造、寬帶的發(fā)展策略、運營模式帶來挑戰(zhàn)，因此各運營商要因地制宜地根據需求加以選擇。實現融合是一個長期的目標，涉及的因素很多。IMS只是在網絡和業(yè)務層面提供了融合技術的可能性，但還要認真研究其可行性、經濟性、復雜性和可管理性。
人民郵電報
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