中兴IMS解决方案及相关问题探讨

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中兴IMS解决方案及相关问题探讨

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Cww.net.cn 2005年4月11日 10:48 通信世界网
中兴通讯股份有限公司 王全

    IMS（IPMultimediaSubsystem）是3GPP在Release5版本提出的支持IP多媒体业务的子系统，它的核心特点是采用SIP协议和与接入的无关性。IMS 是一个在PS域上面的多媒体控制/呼叫控制平台，支持会话类和非会话类多媒体业务，为未来的多媒体应用提供一个通用的业务使能平台，它是向All IP Network 业务提供体系演进的重要一步。

    一、IMS的引入

    对运营商而言，可行的一种IMS引入方式是通过具有市场前景的业务引入（例如PTT，IM，呈现等）驱动IMS发展。即点状试验，随着业务的开展，设备的成熟而逐渐大规模商用。

    规模商用后的IMS，不是替代PSTN/ISDN/CS等传统网络，而是互通和并存关系，逐渐吸收话务，最终随着PSTN/ISDN/CS等传统网络的消亡而演变为全IMS网络。

    对于移动网络向IMS演进，需要考虑以下问题：

    1）承载网络的成熟性。

    2）终端的成熟性。

    3）IMS之上的业务定义和业务的市场机会。目前缺乏标准的业务定义（停留在POC/Presence/IM/Conference等），缺乏非常有商业前景的业务。

    4）运营商本身网络发展的阶段性。（例如国内大部分运营商正在或已经投资建设SS，这部分网络有一定的生命周期。还有的运营商主体是传统PSTN/GSM等TDM网络，直接过渡到IMS，这不是一种很好的解决方案。）

    二、引入IMS对现有移动网络的影响

    IMS是在PS域上的叠加，引入IMS对CS没有影响，需要对PS进行扩展。

    可以在R99/R4设备的基础上引入IMS，在PS域上叠加一个多媒体子系统。对核心网络的CS域基本没有影响，需要对PS域进行扩展，如增加PDF/PEP功能实现对QoS的控制，需要将IMS计费和PS承载计费进行关联等一系列问题。

    IMS网络使用SIP作为会话控制协议，要求终端必须支持SIP协议。

    对UE中SIM/USIM的影响。

    是否需要更换SIM卡问题视具体情况来确定，可以不更换SIM卡，使用WCDMAR4的USIM卡，但是需要修改终端的客户软件来支持IMS业务。也可以更换USIM卡，换成ISIM卡。

    IPV4和IPV6

    在目前环境下部署可商用的IMS应该考虑IMS支持IPv4和IPv6，并对如何从IPv4平滑演进到IPv6进行研究。

    对无线网络的影响

    无线网络需要提供对QoS的支持、对RTP、RTCP压缩复用技术（ROHC）的支持。

    三、IMS与NGN的关系

    目前NGN与IMS的关系是一个热点问题，一些炒作的观点把IMS等同于NGN，或者认为IMS无所不包，无所不能。

    NGN的发展还有很多不确认性。在国际上ITU和ETSI分别成立了NGN研究组织，开展了包括业务、网络结构、QoS、信令、安全、承载、测试、网管等多方面的研究。两个NGN组织研究方向虽然各有侧重，仍有大量领域相互重叠。从目前进展来看，TISPAN的进展比较快，它提出了NGN的一个网络架构。

    TISPAN的NGN网络架构图

    NGN标准的业务列表还在讨论中，但是NGN需要包括基于SIP的业务(会话服务、呈现和及时消息)、非SIP的业务(例如视频流媒体和广播业务)、PSTN/ISDN的替代业务(即PSTN/ISDN仿真)，如图所示，它包括下列子系统：

    1. 资源和接纳控制子系统

    资源和接纳控制子系统应该提供接纳控制和关口控制功能（包含NAPT控制）。

    接纳控制涉及到根据运营者的具体策略规则和资源，检查接入网附着子系统保存的签约数据的授权。检查资源可用性意味着接纳控制功能校对被请求的带宽是否与预定的带宽和用户使用的带宽一致。

    关口控制功能如下：

    打开和关闭关口（即，根据IP地址/端口进行分组包过滤）；

    为出局的业务进行分组包的标记；

    为上行和下行业务流进行资源分配和带宽预约；

    IP地址和端口号的翻译（NAPT）；

    使用率测量；

    QoS监测。

    在3GPPIMS架构中，PDF（策略决策功能）和GGSN一起完成此项功能。

    通过以上分析可以看出，IMS是NGN在会话和呼叫控制层的一个重要组件，提供基于IP的多媒体会话业务，但它不是NGN的全部。NGN在会话和呼叫控制层还包括了PSTN/ISDN仿真子系统和流媒体子系统等。

    2. 网络附着(Attachment)子系统

    接入网附着子系统应该提供下列功能：

    IP地址分配（例如，使用DHCP）；

    发生在IP层的健全，可能是在地址分配程序期间或之前；

    根据用户业务清单（profile）的网络接入授权；

    根据用户业务清单（profile）的接入网配置；

    发生在IP层的位置管理。

    3. IP多媒体子系统（IMS）

    IP多媒体子系统由提供IP多媒体业务，例如话音、视频、文本、聊天等的所有构架在分组传送网上的核心网单元构成，与IMS相关的实体包括S/I/P-CSCF、MGCF、MRFC、MRFP、MGW、SGW、HSS等，参见3GPPTS23.228IMS子系统第二阶段规范。

    4. PSTN/ISDN仿真子系统

    PSTN/ISDN仿真是为连接到IP网(经过网关)的传统电话终端仿真PSTN/ISDN网，所有PSTN/ISDN业务保持可用和一致，这样终端用户并不会意识到没有连接到基于TDM的PSTN/ISDN。相对于PSTN/ISDN仿真，PSTN/ISDN模拟指配置类似PSTN/ISDN业务的IP电话终端，提供类似PSTN/ISDN的业务。

    5. 其他多媒体子系统和应用

    随着宽带接入技术的成熟，网络传输的瓶颈正在被打破，实时的高质量流媒体传输已成为可能，这为流媒体的发展奠定了良好的基础。同时，音频和视频编解码技术的进步和网络流媒体协议的标准化也为流媒体的广泛应用起到重要的促进作用，使得基于流媒体传输的应用得到了越来越多的重视。随着视频点播、远程教学、交互游戏、InternetTV等业务的广泛开展，流媒体已经在一定的程度上改变了人们使用网络的方式。

    四、中兴IMS解决方案

    中兴通讯整合移动通信、NGN、数据产品、业务平台、终端多条产品线资源，成立了公司层面的IMS研发团队，提供全套的IMS解决方案，提供IMS全系列网元支持：

    中兴ZXWN-CSCF：完成IMS系统中的P-CSCF、I-CSCF、S-CSCF、BGCF、MRFC网元的功能，通过配置，可以完成不同角色的转换，方便组网。

    中兴ZXWN-HSS：完成IMS系统中的HSS网元的功能。

    中兴ZXWN-MRP：完成IMS系统中的MRFP网元的功能，提供媒体转换、会议资源、录音通知、媒体服务器的功能。

    中兴ZXWN-MSCS：完成IMS系统中的MGCF网元的功能，完成IMS域与传统的PSTN/ISDN/PLMN网络的信令互联互通，同时控制MGW。

    中兴ZXWN-MGW：完成IMS系统中的MGW网元的功能，完成用户面与传统的PSTN/ISDN/PLMN网络的互联互通。

    中兴ZXWNIMS系统基于中兴通讯下一代网络产品的统一硬件平台，该平台同时应用于中兴通讯SoftSwitch、WCDMA、CDMA2000核心网产品，此全IP硬件平台可以全面支持R5IMS子系统的功能需求，实现R4到R5的平滑演进,即通过硬件单板调整和软件升级，现有中兴R4 MGW即可平滑升级到R5 IM-MGW/MRFP,

    中兴IMS系统的产品优势包括：

    基于3GPP R6，严格遵循标准规范，便于实现互通；

    IMS系统硬件平台基于中兴通讯统一的第三代宽带平台开发，该平台作为中兴通讯的下一代统一平台；

    IMS系统所有网元，如CSCF、BGCF、MGCF、MRFC、MGW、HSS等采用相同的硬件平台，共用单板，充分保证了硬件系统的一致性、可靠性以及系统的可维护性；

    提供全面的端到端解决方案；

    采用统一的通用用户数据平台（USSP）来提供用户层面的融合。

    通过以上的介绍和分析可以看到，IMS的提出顺应了通信网络发展的趋势，在未来的移动通信网、全IP网络中，IMS将会是最为重要的部分。特别是在移动通信网中，成熟的IMSCN系统可以提供更加丰富的应用。

    业界一直在寻找3G杀手锏应用，目前比较看好的有POC、IM等都需要IMS的支持。OMA组织对于POC和IM的标准制定也都是基于IMS的。在IMS之上可以开发丰富的IP多媒体应用。可以说，IMS是移动核心网的发展方向，是部署新业务的基石。