走进IMS 放眼未来

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武汉烽火移动通信有限公司 刘祥瑞 博士

    IMS作为一种新型网络技术标准，将以经营带宽为主的传统电信网络模式改变为以向用户提供丰富应用为主的新型电信模式，给人们以无限的期待。随着IMS逐步走向商业应用，其影响力会逐步展现出来。作为积极投身于3G产业的烽火移动，我们始终关注3G前沿技术的发展，同时，也在不断地进行分析和总结，期望对即将来临的3G规模化商用提供有价值的参考。

    通信市场需求

    在2G时代，用户体验到移动通信带来的灵活和便捷。随着3G时代的渐渐到来，用户对移动通信有了更高的期望。用户不仅要求有稳定的语音通信，而且还要求能够进行视频、数据等多种方式通信。运营商不仅要满足用户的这些需求，而且还要在当前通信变革时代中保证自身的优势地位。这就要求运营商建立强大的基础运营支撑网络，能够快速增加新的服务，提高服务的渗透度，减少用户的流失，保持自身的核心竞争力等等。因此运营商需要开放的服务框架、服务的快速构建、较低的服务投资成本、无缝的服务获取等等。

    针对这些需求，结合现有的技术条件，3GPP制定了IMS技术标准。其将控制和应用相分离，并独立于网络的接入方式和终端设备类型；以推动业务创新为核心，使运营商能快速高效地部署各种形式的多媒体业务，帮助运营商增加核心竞争力和提升用户ARPU。

    IMS技术标准

    IMS具备完整的IP核心网功能，包括会话管理、承载控制、漫游、计费、安全、服务质量管理等。其主要由六种类型的功能实体组成，即会话管理和路由类、计费类、数据库类、支撑实体类、网间配合类、应用服务类等，主要的功能实体有CSCF、HSS、MRF（包括MRFC和MRFP）、IMS-MGW、MGCF、BGCF、AS等。

    CSCF（CallSessionControlFunction）是呼叫会话控制功能，主要是对会话进程的控制。它又分为三个不同实体：P-CSCF（Proxy-CSCF）、I-CSCF（Interrogating-CSCF）、S-CSCF（Serving-CSCF）。P-CSCF是IMS网络中用户的第一个接触点，主要负责验证请求，处理和转发响应。P-CSCF起到了安全管理和隐藏接入网络差异的作用。在R5中，P-CSCF还包括一个用于资源授权和管理的功能实体PDF。I-CSCF是多个IMS网络域之间接口，负责用户信息的询问和用户S-CSCF的查找。I-CSCF用于隐藏网络内部拓扑结构，同时还起到负载均衡和流量控制的作用。S-CSCF在IMS中处于核心控制地位，是IMS多进程控制的关键所在。其负责记录并控制用户进程状态，执行会话路由功能，并不断与应用服务和计费功能进行交互，根据规则进行增值业务路由触发与业务控制。

    HSS（HomeSubscriberServer）是一个存储用户和服务相关数据的数据库，是一个升级的HLR。HSS以XML形式记录了用户身份、注册信息、接入参数和服务触发信息。

    MRF（MultimediaResourceFunction）包括控制部分（MRFC）和用户平面的处理部分（MRFP），是对与承载相关的业务服务提供支持，如视频会议、用户公告等，能够完成数据媒体流的混合、媒体流的分发、承载代码的转换、计费信息的发送等。

    IMS-MGW（IMS-MediaGateway）和MGCF（MediaGatewayControl Function）是IMS和传统CS网络之间的网关，如IMS与PSTN之间，使得两个网络的用户可以进行通信。它能够将CS网络的信令与SIP信令相互转换，并且能够报告计费信息。

    BGCF（BreakoutGatewayControlFunction）也是与传统CS网络相关的功能实体，是控制网关来完成信令转换，负责选择呼叫通过哪个MGCF到达CS网络。但如果选择另外一个网络作为呼叫的路径，则将会话转发到那个网络的BGCF。

    AS（ApplicationServer）并不完全属于IMS，它是架构在IMS之上的功能实体，能充分利用IMS提供的各种功能，如呼叫控制、帐户管理、计费等。它主要是对外提供增值多媒体服务。基于IMS的AS能够提供很多独特的功能，如在线状态、消息和会议服务等。由于有开放的接口，因此AS可以由运营商提供，也可以由第三方提供。

    IMS商用方案探讨

    在IMS技术标准中，详细地描述了各个实体的功能及其流程，并在技术层面上解决了运营商面临的挑战。然而对于IMS商用方案，不仅仅考虑如何将技术标准转为现实的产品，而且还要充分挖掘运营商和终端用户的需求，实现一个完美的解决方案。因此IMS商用方案不仅要遵循IMS技术标准，还需要解决其他问题，如重复投资的避免、终端用户体验的把握、简便的系统运维等。

    首先，由于IMS能够提供丰富的业务，与传统网络相比更加以用户中心，因此IMS商用方案要能够使运营商快速地推出各种全新业务，给用户前所未有的服务体验。这往往需要厂商在业务设计上具有丰富的想象力，准确地把握用户的需求，而且其商用方案要具有良好的接口，保证随时扩充和更新业务应用。

    其次，当前运营商网络中已经存在了多种多样的设备，并且能够提供一些业务服务。IMS商用方案要能够与现有设备混合组网，避免大量现有设备的闲置和重复投资。另外IMS商用方案要能够与现有的业务完美地配合，使得运营商能够在稳定现有业务渗透率的同时普及新的业务，从而避免客户流失，保证良好的收益。

    然后，IMS技术标准中规定了众多的实体，每个实体具有相对独立的功能。然而对于IMS商用方案，不能简单地照搬照抄，而是要以这些功能实体为基础，进行组合优化，保证网络具有良好的模块，便于运营商升级和维护网络。

    另外，虽然IMS在多个方面进行了标准化，然而不同厂商有着不同的侧重点。因此IMS商用方案要具有良好的兼容性，能够与其他厂商的设备连通，保证运营商网络能够稳定的运行，不受限于某个厂商。

    烽火移动结合以往研发经验，全面地分析IMS商用化面临的问题，结合现有的实际情况，已经能够提供具有良好兼容性、与现有业务完美结合的领先的IMS商用解决方案。希望在即将到来的3G时代，能够给终端用户带来全新的通信体验。