IMS引领NGN新潮流

ITU对下一代网络(NGN)的定义是，NGN是全业务的网络，包括电话和Internet接入业务、数据业务、视频流媒体业务、数字TV广播业务和移动业务。NGN是能够提供各种多媒体业务的综合网络，支持固定和移动的融合，传统电信业务和广播业务的融合等，是有线/无线网络元素、计算机系统、家庭外围设备、智能工具等组成的融合环境，而不仅仅局限于基于数据的网络。这就意味着NGN必须折中满足不同的业务质量和物理接口的要求，在业务管理、网络管理、智能化、个性化服务等方面提供完备的机制。NGN的网络特征和技术特征是分组化传送、开放的体系结构、支持移动管理功能、可管理的智能化网络。

在NGN庞大的体系下，主要涵盖了五方面内容：以码分多址为核心的移动通信及增强网络为核心的第三代移动网络;以传输与控制相分离的超大容量的智能光网络为核心的第三代传输网络;以MPLS和IPv6为方向、以具备QoS保证和安全保障为核心的第三代互联网络;以承载和控制相分离的软交换技术为核心的第三代交换网络;以多元化和综合化有线与无线、宽窄带相结合为核心的第三代宽带接入网络。

目前，随着一些新技术、新方案和新思路的出现，在NGN的核心交换网络上出现了以IMS为基础的下一代核心网络。

IMS发展迅速

全IP网络是未来通信网络发展的趋势，也是固定和移动通信网络演进的方向。随着多媒体业务的不断涌现，人们提出了采用分组域提供高速的数据承载以及引入基于IP 的系统来完成业务控制，这就是IMS(IP多媒体子系统)。IMS由3GPP在2002年启动的R5规范中正式提出。IMS系统为提供丰富的业务建立了一个独立于下层的承载网络、基于开放的SIP/IP协议以及可管理、可控制的平台。

IMS控制域的核心是呼叫会话控制功能(CSCF)实体，CSCF进一步分为代理CSCF ( P-CSCF )、查询CSCF (I-CSCF)和服务CSCF( S-CSCF)，使CSCF在网络中扮演的角色和功能得到了详细的分解。其中，P-CSCF是拜访网络的第一个接触点，负责寻找用户的归属网络，并提供翻译、安全和认证功能;I-CSCF是归属网络的第一个接触点，负责分配S-CSCF，联络HSS和转发SIP请求;S-CSCF则负责会话控制，并作为用户业务的注册者、业务触发器和业务的执行，这样的划分，有利于做到独立于接入的控制和移动性管理等。

IMS架构同时考虑了同各种网络的业务互通。对于传统的电路网，通过IMS媒体网关(IMS-MGW)、信令网关(SCW )、媒体网关控制功能(MGCF )、关口网关控制功能(BGCF)等功能实体来完成互通。在多媒体域内，S-CSCF通过媒体资源控制器(MRFC)管理和控制媒体资源，而媒体的具体处理则在媒体资源功能处理器(MRFP)中进行。

IMS在数据管理上，延续了传统网络中用户集中数据库的概念，引入了归属用户服务器(HSS)，用于用户数据存储、认证、鉴权和寻址。IMS在业务方面除原有的CAMEL(移动网增强逻辑的客户化应用)、OSA之外，还支持SIP应用服务器。IMS的业务架构要适应不同业务的接入要求，IMS业务架构由S-CSCF以及各种应用服务器组成，与当前普遍采用的开放性业务架构一致，包括三层实体：第一层是应用服务器(AS)，第二层是业务能力服务器(SCS)，第三层是S-CSCF。

电信业务平台面临困境

目前，在业务平台建设方面各大电信运营商都面临以下困境：

1.业务平台无法共享

电信运营商内部不同标准的通信网间，业务网络平台无法融合，导致业务资源的浪费和重复投资;电信运营商之间使用不同的业务平台，增加了各个运营商之间业务合作的难度。

2.分散式业务平台模式

目前，每个电信运营商的十几大类增值业务基本上各自使用一套独立的业务平台，各种业务接入及处理方式并存。每个业务系统都是一种垂直的业务系统，这些业务系统由不同的内容提供商来提供。每个业务系统都带有一套自己的用户管理、计费营账和网管系统，独占有限的网络资源，对用户不能进行统一的鉴权认证管理。

3.固定移动业务方面

伴随着NGN的发展，必将使固定业务和移动业务大范围融合，FMC是大势所趋。固定移动融合存在三个阶段：运营融合、业务融合和业务网络平台融合。其中最为关键的是业务平台的融合。

4.业务平台开放性不强

由于电信运营商缺乏一套开放性强的综合业务管理平台，因此，目前的综合业务管理平台开放能力很弱，大大增加了第三方接入难度，就是一个电信运营商内部不同地区之间同一类型增值业务平台资源都很难做到共享。

IMS独领风骚

1.业务平台灵活开放

IMS核心业务平台的业务框架通过基于SIP的ISC(因特网业务控制)接口，由S-CSCF与各种应用服务器组成。由于IMS融合了语音和数据业务，又结合了IP网的灵活性和SIP的可扩展性，使得IMS支持的业务更加丰富。IMS业务平台的负载共享结构模型由4个模块组成，即AS、SCS、S-CSCF和HSS，单个模块的性能由对应的功能接口决定。该结构同时具备功能和负载共享结构，可以根据这些模块的数量来确定每类功能接口的处理能力。显然，这样的负载共享结构对应的硬件环境可以是一个集群，将不同的功能模块部署到集群中不同的或相同的计算机上，相同模块间通过CORBA的对象组技术实现负载共享。

通过各种业务的排队方式，IMS可以利用负载共享模型区别业务类型。由于IMS业务平台使用了标准的三类接口，再配合使用CORBA等通用中间件，可以说未来IMS业务平台的接入业务方式非常标准化、灵活化和共享化。

2.以SIP为基础

SIP是由IETF提出来的一个应用层控制协议，可用来创建、修改以及终止多媒体会话(或会议)。它主要支持5个方面：用户定位、用户有效性、用户能力、建立会话、会话管理(包括发送和终止会话、修改会话参数、激活服务等)。SIP也可以邀请参与者参加已经存在的会话，比如多方会议，也可以方便地支持在会议中删除与会者。参与会话的成员通过组播方式、单播联网或者两者相结合的方式进行通信。

在SIP中共定义了六种方法，用来实现媒体协商、创建、修改和结束呼叫：INVITE，通过邀请用户参与，发起一次呼叫;ACK，请求用于证实UAC已收到对于INVITE请求的最终响应，一般和INVITE消息配合使用;BYE，用户代理用此方法指示释放呼叫;CANCEL，用于取消一个尚未完成的请求，对于已完成的请求则无影响;REGISTER，用户使用该方法在服务器上登记列于To字段中的地址，用户代理在启动时向地址发送REGISTER请求，以完成至本地服务器的登记;OPTIONS，用于查询当前可用的用户代理和服务器，在其他相关的RFC中还定义了如REFER、SUBSCRIBE、NOTIFY、MESSAGE、UPDATE、INFO以及PRACK等方法。

在IMS业务平台中采用SIP作为呼叫控制协议的优势包括：基于SIP的控制协议，在语音、数据业务结合和互通方面具有天然优势，能跨越媒体和设备实现呼叫控制，支持丰富的媒体格式，可动态增/删媒体流，容易实现不同网络间的互联互通以及更加丰富的业务特性;支持智能向应用和终端侧发展，减轻网络的负担，业务提供和会话控制分层，业务和会话控制网络的关联减少，方便业务开展;SIP支持应用层移动性功能，包括动态注册机制、位置管理机制、重定向机制等;SIP本身具有Presence/Fork/订阅特性，便于扩展新业务;协议简单，具有公认的扩展潜力。

QoS保障完善

IMS要实现在全IP环境下的全业务支持，不可避免地要遇到基于IP的业务与基于CS的业务，相比QoS无法得到保障这一传统难题。如何在全IP环境下提供电信级的QoS服务，是未来IMS网络所必须关注的。在3GPP TS 23.228规范中，也对IMS业务的QoS提出了一系列要求：能够在会话建立和会话过程中为IMS会话协商QoS;能够在媒体组件建立和媒体组件激发时，协商IMS会话中单个媒体组件的QoS;话音的端到端QoS应和传统电路交换一样;支持漫游时，能保障运营商之间的QoS、业务能力和协商能力;支持运营商实现IMS应用的策略控制。

在IMS系统中，引入基于策略的管理就显得尤其重要。基于策略的管理可以确保IMS在固定网络和移动网络中实时、非实时业务的互操作性，增强了业务控制能力，保障了会话的QoS 资源。基于策略的管理为电信运营商提供了一个高度抽象的网络描述方式，可以达到简化管理的目的。

当然，IMS业务平台还有很多其他显著特点，比如统一计费、统一资源、统一接入以及三网融合等，本文在此就不作具体探讨了。总之，IMS系统的出现是移动网络技术的一大飞跃。IMS系统以其强大的特性和功能成为未来网络发展的亮点。同时应该看到，目前IMS的标准不够稳定，IMS体系仅有小部分内容已经进入实验室阶段，大部分内容尚处于标准制订时期，因此，IMS体系离全面成熟以及全面商用还有很长一段路要走。