孫 海，沈 雷

（中國(guó)電信股份有限公司上海研究院 上海200135）

1 概述

IMS網(wǎng)絡(luò)的興起和應(yīng)用拉近了IP網(wǎng)絡(luò)和通信網(wǎng)絡(luò)之間的距離，隨著寬帶承載能力的增長(zhǎng)和多媒體通信業(yè)務(wù)的興起，促進(jìn)了融合視頻通話業(yè)務(wù)發(fā)展的需求。另一方面，隨著多媒體終端的種類(lèi)日益增加，其性能和視頻能力也不斷增強(qiáng)，視頻類(lèi)服務(wù)的業(yè)務(wù)也不斷地被用戶接納和需求，因此融合視頻業(yè)務(wù)的產(chǎn)生和發(fā)展，是符合當(dāng)前信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)和需求。因此，國(guó)內(nèi)各大運(yùn)營(yíng)商也都在積極部署，引入新的IMS網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，推動(dòng)視頻通信及多媒體業(yè)務(wù)的發(fā)展。

2 需求分析

融合視頻業(yè)務(wù)主要實(shí)現(xiàn)了基于IMS網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)一管控下的多類(lèi)型多媒體終端的視頻互通，主要包括CDMA網(wǎng)智能終端、IPTV機(jī)頂盒、多媒體硬終端、PC終端以及平板電腦終端。該業(yè)務(wù)的推出是在三網(wǎng)融合的大背景下對(duì)視頻業(yè)務(wù)發(fā)展的推廣進(jìn)行的一次重要嘗試，為語(yǔ)音通信時(shí)代邁向多媒體通信時(shí)代做出新的探索和努力。

融合視頻業(yè)務(wù)目標(biāo)主要是實(shí)現(xiàn)全國(guó)范圍內(nèi)的IMS視頻終端的視頻通信，并且能達(dá)到全國(guó)運(yùn)營(yíng)和商業(yè)化的目的。由于涉及新的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)構(gòu)架、多類(lèi)型終端的接入以及視頻業(yè)務(wù)的開(kāi)展等各方面新的嘗試，在實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)的建設(shè)過(guò)程中，主要有以下難點(diǎn)問(wèn)題需要研究和解決。

（1）多類(lèi)型終端的接入方式以及相關(guān)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的實(shí)現(xiàn)

目前多媒體終端類(lèi)型發(fā)展迅速，包括手機(jī)、平板電腦、移動(dòng)電腦、多媒體硬終端等各類(lèi)產(chǎn)品，融合視頻業(yè)務(wù)需要推廣，不能只依賴一、兩種終端類(lèi)型，而是要將更多的終端都納入到業(yè)務(wù)體系中來(lái)。因此，必須有一個(gè)合理的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)對(duì)多類(lèi)型的終端進(jìn)行兼容。IMS網(wǎng)絡(luò)具有“與接入無(wú)關(guān)”的特點(diǎn)，能滿足多終端接入的需求。

（2）漫游地接入方式以及相關(guān)策略

由于IMS網(wǎng)絡(luò)是以IP網(wǎng)絡(luò)為承載基礎(chǔ)的，因此在構(gòu)架設(shè)計(jì)中，并無(wú)漫游的概念。但運(yùn)營(yíng)商的運(yùn)營(yíng)模式必須對(duì)漫游用戶進(jìn)行管理，如何區(qū)分出漫游用戶，如何實(shí)行相關(guān)的管理策略，是IMS網(wǎng)絡(luò)終端商用發(fā)展必然要解決的問(wèn)題。

（3）不同編解碼能力的終端視頻互通時(shí)視頻處理方法

融合視頻終端需要包括各種類(lèi)型的終端接入，但由于產(chǎn)地、配置等各方面的不同，不是所有終端都具有統(tǒng)一的視頻編解碼方式和能力，因此，如何在無(wú)法兼容的視頻終端之間實(shí)現(xiàn)視頻互通，是融合視頻業(yè)務(wù)必須要解決的問(wèn)題。

（4）IMS手機(jī)客戶端計(jì)費(fèi)時(shí)的EV-DO流量剔除方式

EV-DO流量統(tǒng)計(jì)和管理必須要有一套明細(xì)的策略，以適用于越來(lái)越多的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的開(kāi)展。對(duì)于一些該計(jì)費(fèi)和不該計(jì)費(fèi)的業(yè)務(wù)來(lái)說(shuō)，如何實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)流量的區(qū)分和剔除，目前的技術(shù)和策略暫時(shí)還沒(méi)有一個(gè)完美的解決方式，但這是移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的關(guān)鍵問(wèn)題之一，需要我們進(jìn)一步研究和思考。

3 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

融合視頻業(yè)務(wù)的實(shí)現(xiàn)，主要基于IMS網(wǎng)絡(luò)。IMS網(wǎng)絡(luò)是新一代基于IP的核心控制網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，由于其采用通用的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議規(guī)范，與接入無(wú)關(guān)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)非常適用于多媒體業(yè)務(wù)的開(kāi)展。實(shí)現(xiàn)融合視頻業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，如圖1所示。

融合視頻業(yè)務(wù)使用基于IMS網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的方式進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，其架構(gòu)包括接入層、承載層、核心層和應(yīng)用層4部分，其分工和主要網(wǎng)元功能如下。

（1）核心控制層

主要負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)用戶的管理、鑒權(quán)認(rèn)證、互通的信令和媒體實(shí)現(xiàn)、會(huì)話控制等功能，主要網(wǎng)元及功能如下。

·P-CSCF是視頻終端用戶接入核心網(wǎng)絡(luò)的入口節(jié)點(diǎn)，主要負(fù)責(zé)SIP信令的代理。

·S-CSCF/I-CSCF負(fù)責(zé)為移動(dòng)視頻電話業(yè)務(wù)提供注冊(cè)服務(wù)、會(huì)話控制，并維持會(huì)話狀態(tài)信息。

·HSS負(fù)責(zé)存儲(chǔ)移動(dòng)視頻電話用戶的相關(guān)的用戶信息及其相關(guān)業(yè)務(wù)信息，與S-CSCF配合完成用戶的鑒權(quán)、認(rèn)證。

·媒體資源服務(wù)器負(fù)責(zé)進(jìn)行錄音通知的播放，包括MRFC和MRFP功能模塊。

·BAC位于移動(dòng)視頻電話業(yè)務(wù)系統(tǒng)的邊緣，負(fù)責(zé)信令和媒體的代理。

（2）應(yīng)用服務(wù)層

主要實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的邏輯控制和不同業(yè)務(wù)的實(shí)現(xiàn)，為用戶提供相應(yīng)的服務(wù)，主要網(wǎng)元是SIP應(yīng)用服務(wù)器（AS）。在融合視頻業(yè)務(wù)中，主要用于提供視頻電話業(yè)務(wù)邏輯、負(fù)責(zé)在視頻通信的過(guò)程中控制媒體資源服務(wù)器進(jìn)行錄音通知的播放等，并且能根據(jù)需要提供相關(guān)的業(yè)務(wù)服務(wù)。

（3）網(wǎng)絡(luò)承載層

網(wǎng)絡(luò)承載層是指融合視頻業(yè)務(wù)開(kāi)展的承載網(wǎng)絡(luò)，這里主要是指的IP網(wǎng)絡(luò)。IMS用戶的通信承載都是基于IP網(wǎng)絡(luò)，因此和互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)具有互聯(lián)互通、相互融合的特性。承載網(wǎng)中用于尋址和查詢的設(shè)備是ENUM/DNS。

ENUM/DNS包括ENUM服務(wù)器和DNS服務(wù)器，ENUM服務(wù)器負(fù)責(zé)接收會(huì)話控制服務(wù)器的查詢，將視頻呼叫中的Tel URI地址翻譯成可以路由的SIP URI。DNS主要提供融合視頻業(yè)務(wù)系統(tǒng)內(nèi)各網(wǎng)元的域名/地址解析，在終端進(jìn)行注冊(cè)時(shí)，對(duì)BAC的域名進(jìn)行解析，以便于終端都找到對(duì)應(yīng)的BAC。

（4）接入層

主要是指不同類(lèi)型的用戶終端通過(guò)不同的方式接入到IP網(wǎng)絡(luò)，再由IP網(wǎng)絡(luò)承載，目前接入方式主要包括3G網(wǎng)絡(luò)接入、有線網(wǎng)絡(luò)接入、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接入和IPTV專(zhuān)線接入。IMS的最大特點(diǎn)就是與接入無(wú)關(guān)，即無(wú)論用戶是什么接入方式，都能成為IMS的用戶。融合視頻通信也是因?yàn)檫@個(gè)特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了多類(lèi)型終端的視頻互通。

IMS網(wǎng)絡(luò)的部署，目前以大區(qū)域部署為基礎(chǔ)，各個(gè)大區(qū)獨(dú)立建立一套IMS核心網(wǎng)，再通過(guò)一級(jí)DNS設(shè)備進(jìn)行區(qū)域之間的互通。因此，終端根據(jù)各個(gè)區(qū)域的數(shù)據(jù)配置來(lái)接入本地IMS網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)通信業(yè)務(wù)。由于IMS網(wǎng)絡(luò)具有與接入無(wú)關(guān)的特點(diǎn)，因此，各類(lèi)終端通過(guò)SIP協(xié)議，就能連接到當(dāng)?shù)谺AC設(shè)備，實(shí)現(xiàn)多類(lèi)型終端的接入。

4 關(guān)鍵技術(shù)

4.1 漫游終端接入技術(shù)

融合視頻通信業(yè)務(wù)的承載終端包括固定終端和移動(dòng)終端兩大類(lèi)。對(duì)于固定終端，可以使用固定的BAC接入方式接入到IMS網(wǎng)絡(luò)。但是對(duì)于移動(dòng)終端用戶，如果是在漫游的情況下，如何尋址到漫游地BAC，如何實(shí)現(xiàn)漫游控制，是亟待積極的問(wèn)題。

如§3所述，IMS網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)是分大區(qū)建設(shè) （如以省為單位），根據(jù)IMS的特點(diǎn)和管控需求，漫游用戶異地接入IMS網(wǎng)絡(luò)，要求就近接入漫游地BAC設(shè)備，然后再根據(jù)歸屬地域名，漫游到歸屬地IMS網(wǎng)絡(luò)注冊(cè)。這個(gè)要求看似簡(jiǎn)單，但是對(duì)于移動(dòng)漫游用戶來(lái)說(shuō)，實(shí)現(xiàn)并不容易。

因?yàn)镮MS網(wǎng)絡(luò)用戶是以大區(qū)的方式開(kāi)設(shè)和配置的，設(shè)備中會(huì)存有統(tǒng)一的接入地址，設(shè)備會(huì)通過(guò)該地址路由到BAC設(shè)備進(jìn)行接入。因此當(dāng)用戶漫游的時(shí)候，通過(guò)配置地址接入，則同樣會(huì)回到歸屬地的BAC設(shè)備，難以實(shí)現(xiàn)完全的就近接入。因此，這樣核心網(wǎng)也無(wú)法判斷用戶是否處于漫游狀態(tài)。

在IP網(wǎng)絡(luò)中，存在一種Anycast的通信方式，其定義是：當(dāng)一個(gè)單播地址被分配到多于一個(gè)的接口上時(shí)，發(fā)到該接口的報(bào)文被網(wǎng)絡(luò)路由到由路由協(xié)議度量的 “最近”的目標(biāo)接口上。

因此，采用Anycast方式，可以比較好地解決BAC的就近接入問(wèn)題。具體實(shí)現(xiàn)方式如下。

BAC對(duì)外地址分成實(shí)地址和虛地址，BAC的主機(jī)地址是實(shí)地址，由IMS各域根據(jù)本地地址分配規(guī)則進(jìn)行分配，BAC的網(wǎng)絡(luò)地址是虛地址，由全網(wǎng)統(tǒng)一進(jìn)行規(guī)劃和分配，虛地址在全網(wǎng)保持一致，DNS中將BAC域名與全網(wǎng)統(tǒng)一的BAC虛地址進(jìn)行綁定。IMS移動(dòng)終端注冊(cè)時(shí)，通過(guò)DNS域名解析得到BAC虛地址，通過(guò)虛地址Anycast的方式實(shí)現(xiàn)漫游用戶接入其路徑最近的BAC，從而確保用戶通過(guò)漫游地BAC接入網(wǎng)絡(luò)。

通過(guò)這樣的方式，就能解決就近接入BAC的問(wèn)題。例如上海的IMS移動(dòng)用戶如果到江蘇去注冊(cè)，那么根據(jù)就近接入技術(shù)，則是先接入江蘇的BAC，然后再由江蘇的BAC轉(zhuǎn)到上海的核心網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行注冊(cè)。這樣，江蘇的BAC也能判斷出該用戶是否為漫游用戶，然后將其數(shù)據(jù)送至核心網(wǎng)了，并采取相關(guān)的處理方式。

4.2 多類(lèi)型終端視頻互通實(shí)現(xiàn)方式

融合視頻通信業(yè)務(wù)要實(shí)現(xiàn)不同類(lèi)型的視頻終端視頻互通，但由于終端本身的差異和視頻編解碼能力的不同，終端之間可能會(huì)由于能力的不一致而無(wú)法實(shí)現(xiàn)直接的視頻互通，因此，要解決該問(wèn)題，必須使用融合視頻應(yīng)用服務(wù)器提供視頻編解碼的轉(zhuǎn)換工作，完成視頻互通。

在應(yīng)用層設(shè)置融合視頻應(yīng)用服務(wù)器，當(dāng)視頻互通開(kāi)始時(shí)，觸發(fā)該業(yè)務(wù)，對(duì)終端視頻能力進(jìn)行協(xié)商判斷，若視頻互通終端具有兼容的視頻編解碼能力，則允許其進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)視頻協(xié)商，完成視頻互通。

若二者視頻編解碼能力無(wú)法兼容，則應(yīng)用服務(wù)器則承擔(dān)視頻編解碼轉(zhuǎn)換功能，協(xié)助完成視頻互通。如圖2所示，應(yīng)用服務(wù)器與兩邊終端協(xié)商好視頻編解碼方式，然后視頻媒體流通過(guò)該服務(wù)器進(jìn)行轉(zhuǎn)碼。例如A使用H.264的視頻編解碼方式，B使用H.263的視頻編解碼方式。則視頻媒體流通過(guò)該服務(wù)器時(shí)，服務(wù)器通過(guò)轉(zhuǎn)碼的方式，將A發(fā)來(lái)的H.264的媒體流重新編碼為H.263的發(fā)送給B，將B發(fā)來(lái)的H.263的媒體流轉(zhuǎn)換成H.264的編解碼方式發(fā)送給A。

同時(shí)，應(yīng)用服務(wù)器的加入，不但可以對(duì)編解碼進(jìn)行轉(zhuǎn)換，而且可以根據(jù)終端的需求，對(duì)畫(huà)面大小、質(zhì)量進(jìn)行重新定義和修正，盡可能保證不同類(lèi)型的終端獲得最優(yōu)的畫(huà)面質(zhì)量。

該轉(zhuǎn)換方式是在信令協(xié)商完成之后，直接對(duì)媒體流進(jìn)行的轉(zhuǎn)碼發(fā)送方式。

4.3 流量計(jì)費(fèi)剔除

對(duì)于cdma2000網(wǎng)絡(luò)終端來(lái)說(shuō)，融合視頻業(yè)務(wù)若通過(guò)3G網(wǎng)絡(luò)的分組域提供業(yè)務(wù)，在業(yè)務(wù)使用過(guò)程中必然會(huì)產(chǎn)生分組域上網(wǎng)流量。而對(duì)于該視頻業(yè)務(wù)，業(yè)務(wù)系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生獨(dú)立的視頻通話的話單，并以此為依據(jù)按通話時(shí)長(zhǎng)向用戶收費(fèi)。

電信運(yùn)營(yíng)商在已向用戶收取視頻通話業(yè)務(wù)通話費(fèi)的情況下，不應(yīng)該再向用戶收取視頻通話業(yè)務(wù)使用過(guò)程中的流量費(fèi)，因此需要在上網(wǎng)流量計(jì)費(fèi)中剔除視頻通話的業(yè)務(wù)流量。

目前，在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中，還沒(méi)有專(zhuān)門(mén)用來(lái)剔除視頻通信所產(chǎn)生的流量的設(shè)備和機(jī)制，因此，必須根據(jù)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)情況進(jìn)行流量剔除的方案設(shè)計(jì)，其關(guān)鍵點(diǎn)是：

·要能區(qū)分視頻通話和非視頻通話時(shí)所產(chǎn)生的流量；

·確定記錄點(diǎn)，確保不與其他計(jì)費(fèi)功能沖突；

·盡量不改變現(xiàn)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和組成。

根據(jù)以上要求，為了剔除EV-DO由于視頻通話所產(chǎn)生的流量，有兩種不同的方式。

（1）由計(jì)費(fèi)中心根據(jù)CDR的相關(guān)參數(shù)識(shí)別出視頻業(yè)務(wù)流量，然后將相關(guān)話單予以剔除

由于視頻通話的流暢性和穩(wěn)定性是需要保證的，因此，在視頻通話業(yè)務(wù)開(kāi)展的同時(shí)，QoS策略和資源預(yù)留必須配套完成。當(dāng)視頻終端嚴(yán)格按照視頻業(yè)務(wù)啟用QoS資源預(yù)留后，在 CDR 中 Service Option(主/輔連接)、Service Reference ID、Granted QoS值 (包含ProfileID)3個(gè)參數(shù)會(huì)產(chǎn)生區(qū)別于其他業(yè)務(wù)的值。計(jì)費(fèi)中心可在這3個(gè)參數(shù)中選擇一個(gè)，通過(guò)該參數(shù)的值區(qū)分出視頻流量CDR,并在計(jì)費(fèi)中予以剔除。

該方式的優(yōu)點(diǎn)是方案較成熟，現(xiàn)網(wǎng)實(shí)施較容易。缺點(diǎn)是需要VT終端嚴(yán)格按照VT業(yè)務(wù)啟用QoS資源預(yù)留，而QoS保障需要CDMA網(wǎng)絡(luò)中RAN、PDSN、AAA等網(wǎng)絡(luò)配合，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中相關(guān)網(wǎng)元無(wú)法為VT業(yè)務(wù)提供QoS資源預(yù)留時(shí)，無(wú)法啟用QoS保障，從而無(wú)法在CDR中區(qū)分出VT業(yè)務(wù)流。

（2）由內(nèi)容計(jì)費(fèi)網(wǎng)關(guān)（CCG）根據(jù)IP地址進(jìn)行剔除

當(dāng)采用BAC信令和媒體全代理組網(wǎng)方式時(shí)，手機(jī)IMS終端發(fā)送或接收信令和媒體流數(shù)據(jù)，其另一端IP地址總是該區(qū)域?qū)?yīng)的BAC地址。在CDMA網(wǎng)絡(luò)中CCG實(shí)現(xiàn)了根據(jù)IP地址和應(yīng)用協(xié)議區(qū)分計(jì)費(fèi)的能力，因此可以通過(guò)內(nèi)容計(jì)費(fèi)網(wǎng)關(guān)將源地址或目標(biāo)地址為BAC地址的所有數(shù)據(jù)流都區(qū)分出來(lái)，在計(jì)費(fèi)中予以剔除。

該方式的優(yōu)點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò)側(cè)控制能力強(qiáng)，操作較容易。缺點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò)中必須部署CCG設(shè)備，對(duì)核心網(wǎng)絡(luò)要求較高，同時(shí)當(dāng)BAC僅負(fù)責(zé)信令代理，而不負(fù)責(zé)媒體代理時(shí)，媒體流是從終端直接發(fā)給對(duì)方終端的，CCG無(wú)法根據(jù)IP地址來(lái)識(shí)別出VT媒體流，因此對(duì)IMS的組網(wǎng)方式有一定要求。

流量剔除對(duì)于視頻通信運(yùn)營(yíng)來(lái)說(shuō)意義重大，關(guān)系著融合視頻業(yè)務(wù)是否能正常的商用推廣。而且，目前網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中沒(méi)有專(zhuān)門(mén)針對(duì)視頻流量的計(jì)算功能，因此需要通過(guò)方案的設(shè)計(jì)來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)的提取。以上兩種方式都有一定的優(yōu)勢(shì)和缺點(diǎn)，因此，目前在使用的時(shí)候，通常是根據(jù)不同網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)選擇使用。

5 結(jié)束語(yǔ)

基于IMS網(wǎng)絡(luò)的融合視頻通信業(yè)務(wù)，利用了IMS網(wǎng)絡(luò)與接入無(wú)關(guān)的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了不同類(lèi)型不同網(wǎng)絡(luò)的終端的視頻互通。同時(shí)，針對(duì)視頻業(yè)務(wù)推廣過(guò)程中的關(guān)鍵技術(shù)如漫游接入方式、視頻編解碼轉(zhuǎn)換和流量剔除等問(wèn)題進(jìn)行了討論和分析，并提出相應(yīng)的解決方式，為融合通信業(yè)務(wù)的發(fā)展提供了相關(guān)思路和實(shí)現(xiàn)方案。

融合視頻通信業(yè)務(wù)是當(dāng)前多媒體通信業(yè)務(wù)發(fā)展的過(guò)程中的必然趨勢(shì)，讓人們從語(yǔ)言通信轉(zhuǎn)移到視頻通信的時(shí)代已經(jīng)開(kāi)始，但是這個(gè)過(guò)程中將會(huì)有更多的問(wèn)題和困難需要進(jìn)一步研究解決，例如QoS保障機(jī)制、多終端的協(xié)議適配、終端管理等。在以后的研究中，筆者會(huì)進(jìn)一步討論相關(guān)問(wèn)題，提供更完善的解決方案。

1 張傳福，盧輝斌等.cdma2000 1x EV-DO通信網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與設(shè)計(jì).北京：人民郵電出版社，2009

2 胡樂(lè)明,曹磊,陳浩.IMS技術(shù)原理及應(yīng)用.北京：電子工業(yè)出版社，2006

3 楊松，曹型兵.IMS的應(yīng)用與發(fā)展.現(xiàn)代通信,2007(4)

4 楊征，袁琦.視頻通信技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用.電信網(wǎng)技術(shù),2005(5)

5 胡瑜熙,鄭毅.三網(wǎng)融合發(fā)展現(xiàn)狀探討.電訊技術(shù),2008(5)