作 者:糜正琨
2 以IMS为核心的FMC技术
按照上述思想提出的IMS分层网络结构如图1所示,图1演示出了不同标准版本的演进过程。底层为以IPv4/IPv6为核心技术的传送层,包括话音、视频、数据等各种媒体在内的数据流既可经由2G/3G移动网接入技术接入网络,也可经由Wi-Fi、DSL等固定网宽带接入技术接入网络,但所有媒体流均以IP分组的形式在网络中传输,网络运营商构建统一的IP宽带网络为所有用户服务,体现了以IP为核心的网络融合。上层为以信息技术为核心的业务/应用层,业务运营商通过部署在各类应用服务器中的业务逻辑向端用户提供增值业务,业务提供独立于用户的接入技术,体现了以信息与通信技术(ICT)为核心的业务融合,并通过API调用融合通信网的能力。中间层就是以SIP为核心技术的IMS控制层,向下对传送层的IP多媒体通信进行呼叫控制和管理,向上为业务应用层提供调用通信网能力的开放式接口,实现业务层和网络层的分离,支持独立于网络运营商的业务运营商的形成,体现了多媒体业务的融合控制与管理。
2.1网络融合技术
IMS网络融合的基本思想是将互联网IP技术、源于固定网演进的软交换技术和移动核心网技术有机地结合起来,实现固定和移动通信网融合的目标。
首先,IMS鉴于VoIP的成功应用,在承载层摒弃了长期以来在传统电信网中占主导地位的电路交换(CS)域,采用基于IP技术的单一的PS域传输各种媒体和信令数据流,即首次提出在通信网中采用全IP承载网络,使之成为通信网融合的底层基础。
其次,在业务组网上继承蜂窝移动通信系统特有的网络技术,沿用原籍网络和访问网络的概念,继续采用扩展的移动性管理技术以及集中设置的网络数据库支持用户漫游和切换。在2G网络归属位置寄存器(HLR)的基础上扩展形成IMS至关重要的网元原籍用户服务器(HSS),存储包括位置信息、认证授权信息、用户文档以及归属SIP服务器在内的处理多媒体会话所需的各种用户信息。因此,IMS系统在灵活提供IP多媒体业务的同时仍保持移动通信的所有特点,体现了移动通信网络技术和Internet技术的有机结合。
另外,在异构网络互通和异构终端接入上借鉴软交换组网技术,通过网关实现与传统固定及移动网络的互通,设有信令网关(SGW)、媒体网关(MGW)、媒体网关控制器(MGCF)等网元,而且在MGCF和MGW也采用IETF和ITU-T共同制订的H.248协议。在用户接入侧,通过相应接入网关和服务器的设置,不但可以接入移动终端,也可以接入固定电话终端、多媒体终端、PC机等,接入方式不限于蜂窝射频接口,也可以是无线的WLAN、WiMAX,或者是有线的LAN、DSL、同轴电缆等技术。因此,IMS系统不但适用于移动网络,同样也适用于固定网络,这充分体现了固定/移动网络的融合。
同时,IMS借鉴通信网的交换控制技术,在IP承载层之上引入了集中的呼叫/会话控制层。但是由于其下层已不是传统的电路交换网,而是IP分组网,因此IMS不再采用电信网信令,而是最大限度地重用Internet技术和协议。控制信令放弃使用ITU-T定义的在综合业务数字网(ISDN)信令基础上开发的成熟的H.323协议簇,选用了虽然并未成熟然而在技术上却简单而又易于扩展的SIP协议。其核心网元呼叫会话控制功能(CSCF)相当于SIP代理服务器,除了完成SIP消息转发功能以外,还负责多媒体通信的呼叫控制。关于SIP消息的路由,对于SIP终端用户,重用域名系统(DNS)协议进行地址解析;对于使用传统电话号码的终端用户,重用IETF开发的电话号码映射(ENUM)协议进行地址解析。由于大部分网络接口采用的都是Internet协议,因此,IMS系统不但支持3G用户之间基于IP网络的多媒体通信,而且也能毫无困难地支持3G用户和Internet用户之间的通信。
2.2业务融合技术
业务融合是IMS更高层次的融合,也是对于未来异构信息通信网络更为重要的深层次的融合。从网络平滑演进的角度考虑,IMS支持3种业务提供方式。
第一种方式是继续重用固定和移动智能网技术,由业务控制点(SCP)提供网络运营商的签约智能业务,以保证融合网络仍然能提供原来网络中的所有增值业务。其技术上的更新只是原来始终和交换机位于一体的业务交换功能(SSF)和CSCF分离,成为独立的IM-SSF。
第二种方式是重用SIP网络的业务技术。由于IMS控制层采用的是SIP协议,因此很自然地可以通过设置各种SIP服务器,利用互联网中广泛使用的公共网关接口(CGI)、Servlet、JavaBean、呼叫处理语言(CPL)等技术,向用户提供各种业务应用。
第三种方式称之为Parlay/OSA业务架构,即重用已经在软交换网络中应用的Parlay技术,通过和Parlay组织的密切合作,联合开发调用IMS网络能力的API,实现基于API的开放式业务提供,由业务层的OSA应用服务器(AS)提供业务应用。这些应用服务器既可以属于网络运营商,也可以属于独立的第三方业务运营商,从而使通信网由封闭的网络成为开放的网络,使业务层和网络控制层真正分离。尤其是,3GPP又针对常用的API定义了Web Services接口,使得IMS业务应用可以方便地和互联网中的Web服务相结合,实现通信网和Internet的业务融合。因此,Parlay/OSA代表了IMS的发展方向,是业务融合的核心技术。
2.3管理融合技术
IMS在业务管理和运营管理上,充分重用电信网的运营支撑系统(OSS)和业务支撑系统(BSS)技术;在网络管理上借鉴IP网络接入认证技术和安全技术;在QoS控制和计费上提出了基于策略控制的PCC技术。
3 IMS面临互联网的挑战
由于互联网应用的快速扩张,技术的不断更新,尤其是理念的冲突,使得IMS正受到互联网的严峻挑战。