软交换和IMS(IP多媒体)概况及应用

近来IMS成为媒体关注的焦点，大有取代所有网络的气势，多个国际标准组织也在加紧制定其标准。

目前电信运营商实施网络转型的目的是要简化网络结构、减少网络运营成本，加速将新业务推向用户的能力和速度，优化运营商与用户之间的关系。网络演进的发展凸显融合、调整、变革的新趋势，但运营商会根据自身的网络情况采用成熟稳健的策略。

一、IMS标准化概况

1.TISPAN

TISPAN是2003年9月由从事固定网标准化的SPAN组织和进行VoIP研究的TIPHON组织进行了合并而成的，是ETSI旗下的从事NGN标准化研究的主要机构。TISPAN分为八个工作组，包括业务、体系、协议、号码与路由、服务质量、测试、安全和网络管理工作组。

TISPAN将他们的研究计划分为阶段完成，第一阶段(Release1)主要研究能够提供多媒体业务的NGN系统，并计划于2005年中期完成Release1的研究。

目前，TISPAN定义的NGNRelease1业务能力要求能够支持PSTNEmulation业务、PSTNSimuiation业务、多媒体业务、数据业务等业务能力。TISPAN定义的NGN体系结构包括PSTN仿真子系统(PSTNEmulation)、IP多媒体(IMS)、流媒体和其他业务等四个业务子系统，以及网络附着(NASS)和资源控制与接纳(RACS)子系统。Release1将对PSTN仿真子系统(PSTN Emulation)、IP多媒体业务系统以及NASS、RACS接入子系统进行规范和研究。

IP多媒体子系统主要使用3GPP的IMS的核心网络作为核心控制系统，并在3GPP规范的基础上对IMS系统进行扩展以支持xDSL等固定接入方式。由于有线和无线网络在网络带宽、终端鉴权、位置信息和资源管理等多方面存在差异，TISPAN将在这些方面加以扩展，实现固定接入。对于IP多媒体子系统的另一个研究重点在于完善IMS子系统与PSTN仿真子系统、RACS子系统和NASS子系统的互通。

对于PSTN仿真子系统的定义目前还存在较大的分歧，一种意见是使用软交换作为PSTN仿真子系统的核心结构，软交换与IMS并存;另一种意见是使用IMS作为PSTN仿真子系统的核心结构，采用统一的核心网络来提供业务。由于目前对于这两种方式还没有达成一致的意见，TISPAN也只对外部接口以及与RACS等其子系统的互通进行了定义，并没有对内部结构做详细的定义。

NASS子系统的主要功能是提供用户和终端的IP地址分配、用户的认证和鉴权、根据用户属性进行接入网资源配置、用户位置管理等功能。目前，TISPAN重点研究NASS的内部结构与接口、外部接口以及与业务系统和RACS系统的互通。NASS子系统的引入使固定终端具有游牧特性成为可能。

RACS子系统主要提供接纳控制、资源预留、策略控制(QoS控制)和关口控制(NAT转换控制)功能。RACS的内部结构和接口是目前研究的热点。TISPAN将3GPP定义的Gq接口的功能进行扩展并定义成Gq’接口。目前，Gq’接口到底采用什么协议还没有定论，H.248、RADIUS、DI-AMTER或重新定义新的协议都有可能。

表1  3GPPIMS标准的主要内容R5R6R7正在制定的内容

从目前的情况来看，TISPAN的标准推进速度较快，也具有可操作性。并且TISPAN和3GPP的合作较为紧密，TISPAN主要在3GPP规范的基础上加以扩展来实现固定的特性，并争取与3GPP尽量保持一致。

2.3GPP

IMS作为3GPP在R5版本中提出的IP多媒体架构，到目前为止有R5、R6和R7三个版本。R5提出了全IP的网络架构，采用SIP协议进行控制，实现移动性管理、多媒体会话信令和载体业务传输，实现端到端的IP业务。R6版本，在网络架构方面已没有太大的变更，主要是更改计费架构，支持WLAN接入等。正在制定的R7版本，支持xDSL/Cable接入和CSI等功能。R5、R6和R7标准的大致内容如表1所示：

从协议的成熟度分析，IMS在移动网内已经能够达到商用标准。由于移动的接入网已经具备了NASS和RACS子系统的大部分功能，通过设备提供商提供的信息判断，在近1～2年内，IMS在移动网可以商用。

3GPPR6版本在R5提出IMS的基础上，主要研究策略控制(Gq接口)、WLAN接入、IMS到CS域的互通、IMS到PS域的互通、Presence等新业务，并在IETFSIP协议的基础上对协议进行了扩展。3GPP在R7版本主要考虑支持通过CS域承载IMS话音、通过PS域提供紧急服务、提供基于WLAN的IMS话音与GSM网络的电路域的互通、提供xDSL和CableModem等固定接入方式。

3GPP对于固定和移动的融合将与TISPAN合作，共同推进研究工作。

3GPP定义的IMS是用来将移动语音服务进入多媒体领域而设计的。它容许建立为两个或两个以上单位或用户的以及一个或多个媒体的会晤链接。IMS可以支持很多服务，特别是支持各种接入方面有明显的长处。但限于它是专为移动语音服务制定的，因此不能支持NGN的所有服务，比如说，广播和流媒体服务等。因此，有必要对其进行改进以适应NGN的需要。为了加快IMS应用于NGN的研究，并且保持与3GPP和TISPAN定义的IMS的一致性，FGNGN成立了IMSforNextGenerationNetworks(IFN)的研究专题。但是IMS并不是NGN网络结构的唯一的基础技术，而是作为一种选择方案，2005年6月中国电信提交的文稿《基于CallServer的PSTNEmulation》就体现出软交换也是实现NGN的一种基本网络架构。

由于IMS不能完全满足NGN在固网中的应用，因此为了支持多种接入方式(比如xDSL和WLAN)接入IMS，3GPPR7和FGNGN对IMS的架构进行了如下扩展：对接入网的控制，如QoS、接入许可和鉴权等;对核心传输网的资源进行控制;与传统网络和其它网络的互通;减少业务与会话控制层和传输层的耦合性;与接入无关会话和业务层。

有关IMS在固网应用的要求还在讨论当中。

3.FGNGN

FGNGN正在负责制定NGN的功能架构，目的是为了制定一个普遍适用的下一代网络架构。根据Y.2001的定义，NGN是基于多种宽带接入、有QoS传输技术保障的、提供业务与传输网络无关的分组网络;用户可以无限制的接入多种通信业务;NGN提供无限制的移动性，为用户提供统一的、无处不在的服务。FGNGN定义的NGN架构考虑了从PSTN/ISDN、xDSL、IP、移动网和Internet等多种网络向下一代网络发展的通用的网络架构，并且侧重于网络融合的研究。

2004年6月ITU-TFGNGN的第一次会议上已经确定了将IMS作为NGN核心网基于SIP会话的子系统的基本架构，这标志ITU正式开始了对IMS的研究。与此同时，3GPP和TISPAN也都在进行这方面的研究，这两个组织也是ITU-TFGNGN的供稿方，通过提案和互致联络函的方式达到沟通，避免重复研究。在NGN的框架中，终端和接入网络是各种各样的，而基于SIP会话的核心网络只有一个IMS，它同时为固定和移动终端提供服务。这就需要IMS网络从网元功能、接口协议、QoS和安全、计费等方面全面支持固定的接入方式。

4.在话音网仿真方面软交换和IMS的争论

2005年6月国际电联在北京召开了FGNGN的第7次会议，会议在开展基于软交换的标准研究方面展开了激烈的讨论，中国通信标准协会就有关开展基于软交换标准的研究专门给FGNGN提出了联络声明，中国电信提交了8篇有关基于软交换研究的文稿。会议就软交换的研究争论热烈，会上主要存在3个争论点。第一个争论点是课题的研究范围。大会通过激烈的讨论，最后决定对文稿的研究范围进行修订，即研究PSTN/ISDN仿真的体系架构。第二个争论点是PSTN/ISDN仿真子系统的架构是否应该是NGN体系架构的子集，而不能增加新的功能实体。会上通过充分的讨论，一致认为NGN功能架构是总体架构，如果是通用的功能实体应该在NGN体系架构中增加，如果仅仅是针对PSTN/ISDN仿真的体系结构也可以只在PSTN/ISDN仿真的体系结构中定义，并建议下一次会议对这两个功能实体进行详细论证。第三个争论点是基于软交换的PSTN/ISDNe仿真子系统属不属于需要重新开展的研究内容。通过大家的充分讨论，一致认为PSTN/ISDN仿真子系统属于NGNRelease1的内容，应该不属于新的研究内容，因此同意开展PSTN/ISDN仿真子系统的研究工作。

根据目前FGNGN研究的NGN的体系架构，已经明确PSTN/ISDN仿真作为四个业务子系统之一。因此中国电信建议应该研究PSTN/ISDN仿真的体系结构来解决运营商面临的网络演进问题。目前实现PSTN/ISDN仿真有两种方式，一种是用IMS实现PSTN/ISDN仿真，一种是用软交换来实现PSTN/ISDN仿真。但是由于IMS实现PSTN/ISDN仿真的演进方式还不成熟，而软交换已经比较成熟，目前运营商面临的网络演进问题可通过软交换的方式来解决。