IMS網(wǎng)絡(luò )演進(jìn)中的關(guān)鍵問(wèn)題探討

標簽：IMS TDM

在三大全業(yè)務(wù)運營(yíng)商對固定和移動(dòng)業(yè)務(wù)的融合、與互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的融合、拓展新業(yè)務(wù)等多重需求下,IMS從2009年開(kāi)始重新成為業(yè)界關(guān)注的焦點(diǎn)。不同的運營(yíng)商對于IMS現階段的規劃與期冀不全一樣,但基于IMS的固定和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )融合的架構以實(shí)現真正的全業(yè)務(wù)運營(yíng),利用網(wǎng)絡(luò )和業(yè)務(wù)能力開(kāi)放實(shí)現與互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的融合,均是運營(yíng)商的長(cháng)遠目標。為綜述國內電信運營(yíng)商的IMS發(fā)展現狀,研究IMS網(wǎng)絡(luò )演進(jìn)過(guò)程中需要解決的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題及實(shí)現方案,探討運營(yíng)商如何在現有網(wǎng)絡(luò )中引入IMS、如何實(shí)現跨IMS域和電路域的多業(yè)務(wù)協(xié)同、如何實(shí)現互聯(lián)網(wǎng)與通信業(yè)務(wù)的混搭等問(wèn)題,《移動(dòng)通信》于本期特別推出“IMS與網(wǎng)絡(luò )融合”專(zhuān)題,以期能明晰IMS尚待解決的技術(shù)問(wèn)題,并著(zhù)眼于解決之道,為IMS在中國理性務(wù)實(shí)發(fā)展進(jìn)行有益的探討。

1 引言

作為下一代網(wǎng)絡(luò )控制技術(shù)的核心,IMS技術(shù)已經(jīng)逐步走向成熟,能夠滿(mǎn)足消費者對業(yè)務(wù)質(zhì)量、可靠性及可用性的要求,可以促進(jìn)實(shí)現固定和移動(dòng)業(yè)務(wù)的融合,甚至可確保LTE語(yǔ)音及短信業(yè)務(wù)的國際漫游與互操作性,從而確保業(yè)務(wù)的連續性。全球TOP10的運營(yíng)商均已進(jìn)入全業(yè)務(wù)運營(yíng)領(lǐng)域,來(lái)自Heavy Reading對全球179家運營(yíng)商的調查顯示,大部分主流運營(yíng)商認識到部署IMS的重要性并選擇IMS做全業(yè)務(wù)運營(yíng)網(wǎng)絡(luò )。目前全球已部署100多個(gè)IMS試驗網(wǎng)、試商用及商用網(wǎng)絡(luò ),IMS已被業(yè)界接受為全業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò )解決方案。

2 IMS網(wǎng)絡(luò )演進(jìn)問(wèn)題

從傳統TDM交換、軟交換到IMS的演進(jìn)在業(yè)內已經(jīng)成為不爭的事實(shí)。從技術(shù)標準角度來(lái)看,無(wú)論是ITU-T、TISPAN還是3GPP,都將IMS作為固定電話(huà)網(wǎng)和移動(dòng)核心網(wǎng)演進(jìn)的唯一目標。

對于移動(dòng)核心網(wǎng),從技術(shù)標準和國際運營(yíng)商的傾向來(lái)看,演進(jìn)的唯一目標是EPS/IMS架構,但隨著(zhù)網(wǎng)絡(luò )的發(fā)展,仍需要考慮CS用戶(hù)接入IMS、語(yǔ)音業(yè)務(wù)連續性問(wèn)題、LTE語(yǔ)音解決方案等問(wèn)題。從標準的角度分析,對于CS用戶(hù)接入IMS網(wǎng)絡(luò ),可以采用ICS解決方案,實(shí)現IMS網(wǎng)絡(luò )對業(yè)務(wù)的統一控制,實(shí)現業(yè)務(wù)一致性要求;對于語(yǔ)音業(yè)務(wù)連續性問(wèn)題,可以采用SR-VCC保持語(yǔ)音業(yè)務(wù)的連續性;對于LTE語(yǔ)音解決方案,國際運營(yíng)商已傾向采用3GPP IMS為L(cháng)TE提供語(yǔ)音業(yè)務(wù),“One Voice”標準研究計劃也已經(jīng)于2009年11月啟動(dòng),目的就是為L(cháng)TE語(yǔ)音及短信業(yè)務(wù)制定應用層技術(shù)規范,解決LTE傳遞語(yǔ)音服務(wù)的問(wèn)題,達到加速LTE網(wǎng)絡(luò )建設目標。

下面將重點(diǎn)分析IMS網(wǎng)絡(luò )演進(jìn)過(guò)程中ICS、SR-VCC、One Voice等關(guān)鍵技術(shù)。

3 關(guān)鍵技術(shù)

3.1 ICS

ICS(IMS Centralized Services,IMS集中業(yè)務(wù))是3GPP R8的重要研究課題之一,由3GPP SA2工作組提出。ICS重點(diǎn)研究CS域如何接入IMS,由IMS統一提供業(yè)務(wù),該方案將業(yè)務(wù)剝離到IMS,而CS則演進(jìn)為一種接入方式,因此可以認為ICS是軟交換網(wǎng)絡(luò )向IMS演進(jìn)的一種重要方式和必經(jīng)階段。

(1)ICS參考架構

ICS架構在現有的CS和IMS網(wǎng)絡(luò )中增加了以下內容:

◆SCC AS

SCC AS是歸宿網(wǎng)絡(luò )中的IMS應用服務(wù)器,通過(guò)主叫或被叫iFC插入到會(huì )話(huà)路徑中,位于主叫路徑的第一個(gè)AS,或被叫路徑的最后一個(gè)AS。SCC AS可以作為SIP用戶(hù)代理代替CS用戶(hù)接入IMS,完成IMS會(huì )話(huà)的建立和控制,實(shí)現ICS用戶(hù)代理的功能。如果在使用I1(USSD)接口時(shí),SCC AS負責處理USSD完成和其他IMS網(wǎng)元之間的交互,實(shí)現CS接入適配的功能。另外,對于選擇終呼的接入方式,如果選擇CS域,那么SCC AS還需要協(xié)助將呼叫發(fā)送給ICS用戶(hù),從而完成終呼接入域選擇功能。

◆MSC Server

如果MSC Server具備ICS增強能力,那么它可以處理A/Iu和E接口的用戶(hù)信令,完成和SIP信令的交互;并能夠通過(guò)I3接口控制IMS-MGW,完成CS接入和RTP的交互;當支持多媒體業(yè)務(wù)時(shí),還要求MSC Server能夠執行H.245和SIP/SDP之間的交互。

對于普通用戶(hù),如果不使用ICS功能,對MSC Server的功能沒(méi)有增強要求,同樣對于ICS UE,即使使用ICS功能,也不要求MSC Server具有ICS增強功能。

◆ICS UE

ICS UE增加了ICS能力,ICS UE可以通過(guò)業(yè)務(wù)控制路徑和SCC AS通信,通過(guò)CS域建立承載控制路徑。此外在主叫過(guò)程中,ICS UE應能執行接入域選擇功能,在被叫過(guò)程中,ICS UE需協(xié)助SCC AS執行終呼接入域選擇功能T-ADS。

(2)ICS解決方案

目前,根據終端能力和對網(wǎng)絡(luò )的影響,將ICS的解決方案分為ICS UE方案和增強的MSC Server兩種,ICS的參考架構涵蓋了這兩種解決方案。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),ICS UE方案,引入支持ICS能力的UE,通過(guò)現有的CS網(wǎng)絡(luò ),或通過(guò)采用MSC-centric增強的CS網(wǎng)絡(luò )接入IMS,實(shí)現ICS業(yè)務(wù)。增強的MSC Server方案,通過(guò)升級CS網(wǎng)絡(luò ),將non-ICS UE,即傳統終端接入到IMS網(wǎng)絡(luò ),實(shí)現ICS業(yè)務(wù)。

◆ICS UE方案:業(yè)務(wù)控制信令路徑從Gm接口發(fā)起

如圖2所示,該方案的主要工作流程為:業(yè)務(wù)控制信令路徑用來(lái)在ICS UE和SCC AS之間傳送IMS業(yè)務(wù)控制信息。發(fā)起會(huì )話(huà)時(shí),ICS UE首先使用Gm接口,通過(guò)PS域建立業(yè)務(wù)控制信令路徑(Service Control Signalling Path),ICS UE還需要使用標準CS域流程建立CS承載控制信令路徑(CS Bearer Control Signalling Path)以建立電路域承載。然后SCC AS將業(yè)務(wù)控制信令路徑和CS承載控制信令路徑進(jìn)行綁定,形成接入分支(Access Leg),而在遠端分支(Remote Leg),由SCC AS代表UE建立IMS會(huì )話(huà)。

◆ICS UE方案:業(yè)務(wù)控制信令路徑從I1接口發(fā)起

如圖3所示,該方案的主要工作流程為:發(fā)起會(huì )話(huà)時(shí),ICS UE采用I1接口,通過(guò)CS網(wǎng)絡(luò ),和SCC AS交互IMS業(yè)務(wù)所需要的信息,建立業(yè)務(wù)控制信令路徑。同時(shí)ICS UE還需要使用標準CS域流程建立CS承載控制信令路徑以建立電路域媒體承載。然后SCC AS將業(yè)務(wù)控制信令路徑和CS承載控制信令路徑進(jìn)行綁定,形成接入分支,而在遠端分支,由SCC AS代表UE建立IMS會(huì )話(huà)。

◆增強的MSC Server方案

該方案通過(guò)升級CS網(wǎng)絡(luò ),引入增強的MSC Server,在完成基本的MSC Server功能的同時(shí)代替UE作為SIP UA接入IMS,實(shí)現SIP呼叫過(guò)程和CS呼叫過(guò)程的交互,從而實(shí)現傳統CS終端接入IMS的目的,由IMS統一提供電話(huà)業(yè)務(wù)。其會(huì )話(huà)建立示意圖如圖4所示:

會(huì )話(huà)建立過(guò)程中,UE和SCC AS之間增強的MSC Server,代替UE執行IMS的注冊流程,并完成CS呼叫流程和SIP會(huì )話(huà)流程的交互。