下一代网络IMS系统中QoS机制的研究.pdf(2)

在网络整合的演进态势下，3GPP、ETSI和ITU－T都在研究基于IMS的网络整合方案，目的是使IMS成为基于SIP会话的通用系统，同时支持固定和移动的多种接入手段，实现固网和移动网的整合。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、服务品质管控等。其主要由六种种类的功用实体组成，即会话管理和路由类、计费类、类、支撑实体类、网间配合类、应用服务类等，主要的用途实体有CSCF、HSS、MRF（比如MRFC和MRFP）、IMS-MGW、MGCF、GRSN、GGSN、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起到了安全管控和隐藏接入网络变化的作用。在R5中，P-CSCF还包含一个用于资源授权和管控的用途实体PDF。

I-CSCF是多个IMS网络域之间接口，负责客户信息的提问和顾客S-CSCF的查找。I-CSCF用于隐藏网络外部拓扑结构，同时还起到负载均衡和流量控制的作用。S-CSCF在IMS中进入核心控制地位，是IMS多进程控制的关键所在。其负责记录并控制用户进???状态，执行会话路由功能，并不断与应用服务和收费用途进行交互，根据规则进行增值业务路由触发与业务控制。HSS（HomeSubscriberServer）是一个存储客户和服务相关数据的，是一个更新的HLR。HSS以XML形式记录了客户身份、注册信息、接入参数和服务触发信息。MRF（MultimediaResourceFunction）包含控制个别（MRFC）和用户平面的处理个别（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、承载代码的转化、计费信息的发送等。IMS-MGW（IMS-MediaGateway）和MGCF（MediaGatewayControlFunction）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。

它还能将CS网络的信令与SIP信令相互转化，并且无法报告计费信息。1南京邮电学院项目博士学位论文第一章IMS概述BGCF（BreakoutGatewayControlFunction）也有与特色CS网络相关的用途实体，是控制端口来完成链路转换，负责选择呼叫通过什么MGCF到达CS网络。但即使选择另外一个网络成为呼叫的模式，则即将话转发到哪个网络的BGCF。AS（ApplicationServer）并不完全属于IMS，它是架构在IMS之上的功用实体，能充分运用IMS提供的各类用途，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能够提供这些新颖的功能，如状态、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具有下列特征：1．IMS由于采取的是分组网络，对于数据业务的支持有着天然的优势，能满足新业务的高速带宽和低利润的还要。2．SIP协议无法提供终端到终端和终端到服务器直接的通讯。SIP协议业务的灵活和扩充能力也有相当强悍的。IMS的终端由于直接支持SIP，所以它的终端智能是非常高的，从而使业务拓宽也非常易于。

3．IMS系统不是一个简单的SIP网络，它推动了对客户和业务的控制，便于运营商掌握资源的使用。4．IMS和接入网络之间的独立性。5．IMS整合了诸多业务系统，形成一个统一的IMS系统，这样有便于各种业务系统之间的兼容。IMS和现在国际化标准组织OMA共同研发业务平台，从而为IMS系统增值。6．IMS因为选用是IP承载网络，向全IP网络架构迈入了一步。1.2IMS主要应用现在IMS的应用主要有下列几种种类：给移动客户提供多媒体业务。Cingular、T－Mobile、TIM、CSL、Eurotel等移动运营商均因此应用方式。给企业客户提供整合的企业应用。Sprint、Telefonica、SBC等运营商采取此方法为企业客户提供IPCENTREX业务。固定运营商给带宽用户提供VoIP业务。BellSouth、KPN、Telefonica等固定运营商采取此方式为宽带客户提供VoIP的第二线业务。综合营运商为客户提供的固定和移动整合的IMS，目前非常热门的业务是WiFi与移2南京邮电学院项目博士学位论文第一章IMS概述动网的业务切换。

Cingualr（移动）和SBC（固定）计划最近向企业提供WiFiVoIP与WCDMA电路域语音的切换，已经无法推动WiFi到WCDMA的双向切换。BT和FT近期完成类似业务的测试，但是推动方案有所不同。与IPTV结合提供视频和消息类、会话类业务的组合业务，在GLOBALCOM2006展会上有许多这种的应用推出。目前IMS的应用状况具有如下特征：首先，移动运营商早已开始了IMS的商用，固网运营商还进入实验阶段。大个别运营商正着手进行IMS实验，只有少部分运营商开始进行IMS商用。目前商用和实验的IMS系统大部分集中于移动运营商。其次，移动运营商主要是用IMS在移动网络的基础上提供PoC、视频共享等多媒体增值业务。最后，固定运营商对IMS的应用重点集中在给企业用户提供IPCENTREX和公众客户的VoIP第二线业务。固定、移动综合运营商希望借助统一的IMS核心网接入固定和联通客户，对WCDMA与WLAN的语音切换业务非常关注。但如今IMS的整合应用还进入试验阶段，具体的应用方式还不非常明朗。1.3IMS产业链发展状况虽然IMS技术完善的探讨和制定开始较早，但可运行的3GPPR6版本是在2004年底才公布，运营商完全意义的IMS测试只是在2005年才开始。

现在全球各国声称的诸多的IMS案例，大多数是基于移动PS的PoC应用（这种PoC案例并不是完全遵循IMS/OMAv1.0，而是基于SIP/Pre-IMS应用），或是些基于SIP的应用或模式，真正符合IMS架构的实例比较少。具体的，可以将这种IMS及应用的实例分为下面4种：端到端IMS案例；带有部分IMS网元的实例；基于Pre-IMS上的应用（如PoC，IM等）；与SIP/IMS相关的（比如NGN）等。基于对新业务开发迅速推广、优化网络构架及资源建设的需求，全球许多运营商积极联合设备供应厂家，共同推进IMS的开发。2004年以来，全球多个运营商都宣布基于IMS的策略。2004年中国NTT、日本电信、韩国电信、巴西电信等运营商建立FMC联盟，志在推进、推广固定电话和联通通信的联合经营理念。目前IMS已经被一些运营商视为下一代网络的重要网元，它虽然发生在中国3南京邮电学院项目博士学位论文第一章IMS概述KDDI的“Ultra3G”、美国Sprint的EV-DO等移动运营商的3G以及今后网络的架构中，而且开始在固定及全业务营运商的NGN中居于核心位置，如BT的21世纪网络、NTT的下一代网络、KT的BcN宽带融合网络。

越来越多的运营商开始接受IMS，特别是今天的几个月以来，不断有运营商开始试验和推进IMS网络的新闻，除Sprint、Cingular等移动运营商外，Verzion、AT&T、英国电信、法国电信等等固网营运商及全业务运营商也开始试验与推进IMS。据信产部电信研究院信息所统计，截止到2006年3月，开始试验和推进IMS的运营商有美国电信、法国电信、英国MMO2、芬兰Saunalahti、美国Sprint、意大利TIM、Telefonia、丹麦TDC、澳大利亚COMMANDER、北欧TeliaSonera、印尼Telkomel、葡萄牙TMN、美国Cinglar、AT&T、Qwest、BellSouth、荷兰KPN、美国Verizon、日本NTTDoCoMo、VodafoneGroup、芬兰Telenor、巴西电信（按时间排序排列）等22家运营商。而据此前在2006年2月Lightreading公司对来自中国60个网络运营商实行IMS的计划的调查来看：已有8％的运营商在推进IMS，超过60％的运营商将在2007年年末之前开始推进IMS，19％的运营商在2007年以后部署IMS。

这说明，IMS的大体量部署将在2006～2007年，而真正含义上的固定融合（FMC）业务的大体量商用将在2007年以后。事实上，全球大部分商用的IMS网络都进入初级阶段，由于行业中的众多原因，IMS是被运营商强力推上了前台。进入到2006年，设备生产商也都大幅对IMS表示十分的细心，IMS一方面是运营商为提供下一代服务在基础设备方面的战略方法，另一方面又为设施供应商带来新的收入机会。目前???推出了IMS商用解决方案的设施商有爱立信、诺基亚、西门子、北电网络、中兴、华为、朗讯、NEC、索尼爱立信等多家公司。实力最强的是朗讯、爱立信、诺基亚和西门子。截止到2006年3月，爱立信、朗讯、西门子和诺基亚等多家设施厂商均已达成了多个商用和测试协议，其中，爱立信52个，朗讯39个，诺基亚7个，西门子4个。范围涵盖北非、欧洲和中国，涵盖了GSM/GPRS、WCDMA、CDMA2000以及有线网络，并涵盖一系列丰富的应用，如一键通（pushtotalk）、组合服务（combinationalservice）、IP语音电话和IPCentrex。此外,为了加快IMS的推进，一些组织和运营商开始筹划全球性IMS互操作试验,预计在2006年10月,将由多业务论坛(MSF)组织一个横跨3大洲的IMS互操作检测,这个互操作实验被称为GMI2006,全球5家老牌的运营商BT、KT、NTT、Verizon、Vodafone以及很多设施厂商将现场演示IMS融合的推行和缓解互操作难题。

GMI2006将使用来自BT、KT、NTT、Verizon、Vodafone的实验设备，并把这种实验用有QoS保障的世界IP网络联结起来。在技术层面，GMI2006将集中在3个难题上:多级数VPN的配置(站点之间)、VoIP/IMS4南京邮电学院项目博士学位论文第一章IMS概述增值业务的配置和故障管理。尽管那么，IMS的部属将是一个复杂的、长期的过程。从现在的状况来看，移动业务提供商已作为提供基于IMS应用的先驱者，而第一个运用IMS实现真正固定移动整合的将是固定线路营运商，这主要是因为固定线路营运商面临着较移动运营商更为严重的ARPU危机，业务变革的意愿非常迫切。1.4IMS国内发展状况从设施的研发看，主流厂家都在进行IMS产品的研发，也强调了细化的产品计划。这些计划能够按计划推进，很大程度上得到标准进程市场意愿的限制，2006年应适于移动的IMS设备可以投入商用，应适于固网的IMS设备即将更晚些。2004年曾经,由于中国厂商仍然在积极投入R4软交换的建设,对于IMS方面并没有过多关注。

另外，由于3G牌照和重组等其它因素，国内运营商对固定移动整合的意愿也不是很强。因此IMS在我国的进展并不大。进入2004年，由于国际电信营运商相继调整其战略规划和IMS标准制订的迅速发展，IMS才真正开始在我国取得广泛关注。目前ims与下一代网络，我国的设备厂家在IMS的家用产品上进展快速，如三星和华为都相继打造了基于IMS的缓解方案和支持平滑演进的Pre-IMS软交换解决方案。基本上都能支持移动CS和IMS融合业务或者PSTN与整合业务。但与美国厂家相比，我们还处在应用的初级阶段。此外，目前一些中国厂商在演进IMS时，更多的是考量运营商现阶段的业务意愿，并没有考量其长远发展的目标。加上此前对R4软交换的少量投入，使得现在的国外厂家更多的是考量平滑演进的细则，即先做R4软交换，然后把IMS作为下一步发展的重点。随着IMS研发进程的深入,预计到2006年下半年，会有非常规范的IMS方案制定。此外，由于在IMS领域的先天不足，一些中国厂商也相继开始重视与美国厂商的合作，如大唐已与朗讯建立联盟关系，这在必定程度上就能帮助加速中国厂家对IMS的开发进度，同时也无法提高国产标准TD-SCDMA在IMS上的不利位置。

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