基于IP多媒體子系統的移動(dòng)業(yè)務(wù)

摘要　IP多媒體子系統的引進(jìn)為各種網(wǎng)絡(luò )的業(yè)務(wù)融合提供了一個(gè)通用平臺，它采用開(kāi)放接口模式，促進(jìn)了業(yè)務(wù)的多樣化、綜合化和個(gè)性化發(fā)展，開(kāi)啟了移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )與因特網(wǎng)業(yè)務(wù)融合的時(shí)代。文章介紹了IP多媒體子系統(IMS)的特征，分析了其業(yè)務(wù)體系架構，重點(diǎn)闡述了IMS支持的典型業(yè)務(wù)。

關(guān)鍵詞　IP多媒體子系統　應用服務(wù)器　IMS業(yè)務(wù)

　　IP多媒體子系統(IMS)是3GPP在R5版本中提出的支持IP多媒體業(yè)務(wù)的子系統，其核心特點(diǎn)是采用會(huì )話(huà)初始化協(xié)議(SIP)和獨立于承載。目前，IMS支持2G、3G和WLAN三種接入方式。在網(wǎng)絡(luò )融合的發(fā)展趨勢下，3GPP、ETSI和ITU-T都在研究基于IMS的網(wǎng)絡(luò )融合方案，目的是使IMS成為基于IMS會(huì )話(huà)的通用平臺，同時(shí)支持固定和移動(dòng)等多種接入方式，實(shí)現固定網(wǎng)絡(luò )和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )的融合。IMS給人們帶來(lái)的直接好處是能提供端到端的多媒體通信，將豐富多彩的Internet業(yè)務(wù)直接移植到移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò )中，同時(shí)也方便新業(yè)務(wù)的開(kāi)發(fā)，能降低運營(yíng)成本，促進(jìn)業(yè)務(wù)快速發(fā)展。

1、IMS的主要特征

a)控制功能/承載能力、呼叫/會(huì )晤、應用/服務(wù)分離，通過(guò)分組交換網(wǎng)絡(luò )傳輸話(huà)音、視頻、數據和多媒體業(yè)務(wù)。

b)實(shí)現了移動(dòng)網(wǎng)、電信網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)的業(yè)務(wù)融合，可無(wú)縫集成于無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )和固網(wǎng)中，最大限度地實(shí)現全球統一的無(wú)縫漫游。

c)業(yè)務(wù)與網(wǎng)絡(luò )分離，并提出一個(gè)開(kāi)放的可編程環(huán)境，方便運營(yíng)商和業(yè)務(wù)提供商根據市場(chǎng)需求快速開(kāi)發(fā)業(yè)務(wù)。

d)基于SIP協(xié)議的分組網(wǎng)絡(luò )體系結構能方便地實(shí)現各種異結構的互通。

e)具有通用移動(dòng)性，即終端移動(dòng)性、用戶(hù)移動(dòng)性和業(yè)務(wù)移動(dòng)性。終端移動(dòng)性表示終端移動(dòng)時(shí)用戶(hù)仍能使用業(yè)務(wù)，用戶(hù)移動(dòng)性表示用戶(hù)可以在任意終端使用業(yè)務(wù)，業(yè)務(wù)移動(dòng)性表示用戶(hù)可在任何地點(diǎn)任何終端使用移動(dòng)業(yè)務(wù)。

2、IMS的業(yè)務(wù)體系架構分析

2.1　IMS業(yè)務(wù)結構與傳統業(yè)務(wù)結構的差異

　　傳統網(wǎng)絡(luò )業(yè)務(wù)采用垂直的開(kāi)發(fā)模式，與下層網(wǎng)絡(luò )關(guān)系緊密，不同業(yè)務(wù)分別進(jìn)行業(yè)務(wù)接入、網(wǎng)絡(luò )搭建、業(yè)務(wù)控制和業(yè)務(wù)應用開(kāi)發(fā)，甚至包括業(yè)務(wù)計費等主要的網(wǎng)絡(luò )單元也必須建立獨立的運營(yíng)系統。開(kāi)發(fā)新業(yè)務(wù)十分復雜，必須熟悉其承載網(wǎng)絡(luò )情況，不利于第三方提供商的業(yè)務(wù)開(kāi)展。IMS采用水平業(yè)務(wù)提供方式，將呼叫控制與業(yè)務(wù)應用水平展開(kāi)，業(yè)務(wù)與下層網(wǎng)絡(luò )耦合松散。網(wǎng)絡(luò )層、控制層和業(yè)務(wù)應用分工清晰，第三方提供商無(wú)需了解其下層網(wǎng)絡(luò )情況，只需具備應用編程接口(API)和SIP知識就能提供服務(wù)。

2.2　IMS的業(yè)務(wù)架構

　　IMS的業(yè)務(wù)架構采用業(yè)務(wù)層與控制層分離的原則，并提供開(kāi)放接口，允許第三方業(yè)務(wù)提供商為網(wǎng)絡(luò )提供服務(wù)。IMS的業(yè)務(wù)架構分為業(yè)務(wù)控制層、業(yè)務(wù)能力服務(wù)器層和應用服務(wù)器(AS)層3層(見(jiàn)圖1)。{{分頁(yè)}}

圖1　IMS的業(yè)務(wù)架構

　　業(yè)務(wù)控制層：提供服務(wù)呼叫會(huì )話(huà)控制功能(S-CSCF)。S-CSCF是呼叫和會(huì )話(huà)控制器，它通過(guò)Cx接口從歸屬用戶(hù)服務(wù)器(HSS)下載用戶(hù)服務(wù)配置信息，并根據其過(guò)濾規則選擇相應的服務(wù)器類(lèi)型，提供各種增值業(yè)務(wù)。S-CSCF使用統一的IMS業(yè)務(wù)控制(ISC)接口與各種業(yè)務(wù)平臺相連接，ISC的引入降低了S-CSCF的復雜度，使不同業(yè)務(wù)應用服務(wù)器都能執行相同的接口行為，接入到IMS中，為IMS提供業(yè)務(wù)。

　　業(yè)務(wù)能力服務(wù)器層：由于S-CSCF和ISC采用SIP協(xié)議，而無(wú)論是傳統移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )增強邏輯的客戶(hù)化應用(CAMEL)業(yè)務(wù)環(huán)境還是開(kāi)放業(yè)務(wù)體系(OSA)API都不支持SIP，所以需要引入業(yè)務(wù)能力層作為中間過(guò)渡層。業(yè)務(wù)能力層有多媒體域業(yè)務(wù)交換功能(IM-SSF)和OSA業(yè)務(wù)能力服務(wù)器(SCS)2個(gè)功能實(shí)體。CAMEL通過(guò)CAMEL應用部分(CAP)接入到網(wǎng)絡(luò )中，要接入到IMS須通過(guò)IM-SSF對CAP和SIP進(jìn)行轉換。OSA SCS充當S-CSCF與OSA應用服務(wù)器之間的網(wǎng)關(guān)，負責OSA API與ISC接口信令的映射，使IMS能通過(guò)SIP方式執行一個(gè)或多個(gè)OSA業(yè)務(wù)能力特征(SCF)。SIP應用服務(wù)器與ISC接口一樣，都采用SIP，可直接與S-CSCF相連，無(wú)需經(jīng)過(guò)SCS層。

　　應用服務(wù)器(AS)層：提供業(yè)務(wù)邏輯，用來(lái)支持用戶(hù)各種業(yè)務(wù)屬性，可位于歸屬網(wǎng)絡(luò )或第三方業(yè)務(wù)提供商網(wǎng)絡(luò )。根據所支持業(yè)務(wù)類(lèi)型的不同分為以下3種服務(wù)器：

a)SIP應用服務(wù)器(SIP AS)：完成Internet業(yè)務(wù)，在原有的CAMEL和OSA業(yè)務(wù)基礎上，UMTS R5增加了SIP AS，使豐富多彩的Internet業(yè)務(wù)能直接移植到移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò )中。由于IMS業(yè)務(wù)控制(ISC)采用了SIP，故可直接與S-CSCF相連，S-CSCF能以SIP服務(wù)器的方式直接調用這些業(yè)務(wù)，減少了信令轉換。SIP基于C/S模式，是一種多媒體會(huì )話(huà)的應用層控制信令，完成雙方或多方多媒體會(huì )話(huà)的創(chuàng )建、修改和終止等工作，提供IP電話(huà)和基于IP的多媒體會(huì )話(huà)業(yè)務(wù)。其業(yè)務(wù)邏輯的提供可通過(guò)腳本語(yǔ)言、SIP-CGI或API(如Servlet等)編程實(shí)現。

b)OSA應用服務(wù)器：完成基于OSA API開(kāi)發(fā)的第三方業(yè)務(wù)。UMTS定義了由OSA允許第三方業(yè)務(wù)提供商進(jìn)行新業(yè)務(wù)的開(kāi)發(fā)，由OSA提供的安全API接入UMTS，使用網(wǎng)絡(luò )性能，而不再受限于運營(yíng)商提供的業(yè)務(wù)。不同的應用提供商可以通過(guò)開(kāi)放的網(wǎng)絡(luò )訪(fǎng)問(wèn)接口獲得底層網(wǎng)絡(luò )的承載能力，并進(jìn)行應用開(kāi)發(fā)。

c)CAMEL服務(wù)環(huán)境：完成傳統的移動(dòng)智能網(wǎng)業(yè)務(wù)。 {{分頁(yè)}}

3、IMS支持的移動(dòng)業(yè)務(wù)

　　基于不同的應用服務(wù)器，IMS業(yè)務(wù)可分為基于SIP的業(yè)務(wù)應用、基于OSA的業(yè)務(wù)應用和基于CAMEL的業(yè)務(wù)應用3種類(lèi)型。對于網(wǎng)絡(luò )控制層，不管是基于哪種應用服務(wù)器，都執行相同的接口行為，且IMS業(yè)務(wù)系統不是單一的業(yè)務(wù)運用平臺，而是運營(yíng)商未來(lái)業(yè)務(wù)綜合支撐和推廣的網(wǎng)絡(luò )單元，所以在IMS系統中，將這些業(yè)務(wù)稱(chēng)作不同業(yè)務(wù)群組或業(yè)務(wù)分組會(huì )更恰當一些。按照這個(gè)模式，將IMS業(yè)務(wù)應用分為以下類(lèi)型：

a)消息類(lèi)業(yè)務(wù)：對用戶(hù)來(lái)講，此類(lèi)業(yè)務(wù)已經(jīng)非常熟悉，目前也正為運營(yíng)商帶來(lái)良好的收益。IMS的消息類(lèi)業(yè)務(wù)將帶給用戶(hù)更多選擇，用戶(hù)在使用消息類(lèi)業(yè)務(wù)的同時(shí)，可以隨心所欲而且費用低廉地使用其他媒介，比如視頻和聲音等，還可以靈活地選用實(shí)時(shí)或非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)以溝通信息。

b)多媒體呼叫：話(huà)音業(yè)務(wù)經(jīng)常被認為是唯一的“殺手應用”，這或許是因為話(huà)音業(yè)務(wù)是移動(dòng)通信發(fā)展初期唯一的業(yè)務(wù)應用。IMS可能不會(huì )帶來(lái)新的移動(dòng)用戶(hù)，但是可以給用戶(hù)在話(huà)音業(yè)務(wù)操作和應用上帶來(lái)全新體驗。

c)增強型呼叫管理：滿(mǎn)足客戶(hù)需求是對運營(yíng)商的第一要求，但是使客戶(hù)更加滿(mǎn)意的是讓用戶(hù)自己控制業(yè)務(wù)。IMS增強性的呼叫管理可以使用戶(hù)之間的溝通更加靈活。其他移動(dòng)增值業(yè)務(wù)的特色可能是為用戶(hù)提供更多選擇，但是話(huà)音業(yè)務(wù)管理服務(wù)可以讓用戶(hù)自己計劃和實(shí)現通信時(shí)間和方式。

d)群組業(yè)務(wù)：IMS將不同的通信媒介聚合起來(lái)，為用戶(hù)提供新的業(yè)務(wù)體驗，IMS還可以對業(yè)務(wù)進(jìn)行新的開(kāi)發(fā)和組合。傳統一對一通信方式仍然是主要通信方式，同時(shí)IMS突破限制，還可以提供基于群組的通信方式。表面上看僅僅在通信方式發(fā)生了變化，實(shí)際上這正是人類(lèi)實(shí)際生活的交流方式在移動(dòng)通信領(lǐng)域的實(shí)現。用戶(hù)隨心所欲的選擇通信方式，大大提高了移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò )的利用率，也必然能為運營(yíng)商的投入帶來(lái)巨大的利益回報。

e)信息共享：隨著(zhù)數據業(yè)務(wù)的增長(cháng)和用戶(hù)在移動(dòng)終端上獲取和處理信息的能力提高，信息分享將成為一個(gè)非常有價(jià)值的業(yè)務(wù)應用。常見(jiàn)的郵件攜帶附件的溝通模式可以完成部分信息分享功能，但是在許多情況下顯得不夠靈活。所以實(shí)時(shí)在線(xiàn)的信息通信應運而生，多個(gè)用戶(hù)可以實(shí)時(shí)處理同一個(gè)數據文件，而無(wú)需郵件通知等傳統方式的溝通。

f)在線(xiàn)游戲：游戲在移動(dòng)終端上的應用已經(jīng)非常普及，但是這種游戲不過(guò)是移動(dòng)終端下載的一個(gè)應用程序。IMS可以為用戶(hù)提供從單個(gè)游戲進(jìn)入多用戶(hù)在線(xiàn)參與的在線(xiàn)娛樂(lè )方式，同時(shí)用戶(hù)還可以采用多種媒體溝通交流。

g)娛樂(lè )類(lèi)：移動(dòng)終端可以直接與信息資源互聯(lián)，IMS方式可以更好地呈現信息的更新和溝通，并可以隨著(zhù)用戶(hù)需求的增長(cháng)對信息進(jìn)行必要的過(guò)濾以滿(mǎn)足用戶(hù)需求。

h)移動(dòng)流媒體類(lèi)業(yè)務(wù)：可以直接在終端實(shí)現移動(dòng)電視服務(wù)和視頻分享服務(wù)等流媒體業(yè)務(wù)。

4、結束語(yǔ)

　　IMS的引進(jìn)方便了移動(dòng)多媒體業(yè)務(wù)的開(kāi)展，促進(jìn)了業(yè)務(wù)的多樣化、綜合化和個(gè)性化發(fā)展，真正實(shí)現了跨終端、跨網(wǎng)絡(luò )的端到端多媒體通信，開(kāi)啟了一個(gè)新的電信時(shí)代。