宋阿芳,徐 偉
(1.中國(guó)電信股份有限公司上海研究院 上海 200135;2.中國(guó)電信股份有限公司上海分公司 上海 200120)
IMS是下一代核心網(wǎng)發(fā)展的方向,是解決移動(dòng)與固網(wǎng)融合,引入語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、視頻三重融合等差異化業(yè)務(wù)的重要方式,目前各大運(yùn)營(yíng)商均致力于IMS網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展建設(shè)。IMS網(wǎng)絡(luò)相較于PSTN和軟交換網(wǎng)絡(luò),具有網(wǎng)元種類和數(shù)目更多,功能進(jìn)一步裂化,承載在IP網(wǎng)上等特點(diǎn),IMS網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)如何滿足這些新需求,功能如何完善,系統(tǒng)如何部署,這些問(wèn)題直接關(guān)系到新形勢(shì)新網(wǎng)絡(luò)下運(yùn)維工作效率與IMS網(wǎng)絡(luò)自身的發(fā)展。
IMS分布式的體系架構(gòu)如圖1所示。
相對(duì)軟交換采用了業(yè)務(wù)/控制、承載/接入的相互分離的體系架構(gòu)而言,IMS架構(gòu)中設(shè)備進(jìn)一步裂化,原軟交換設(shè)備的功能在 IMS中分別由 CSCF、MRF/MGCF、IBCF、BGF、基本業(yè)務(wù)AS、HSS等設(shè)備承擔(dān),并通過(guò)數(shù)據(jù)網(wǎng)相連,通過(guò)設(shè)備之間的交互,完成呼叫控制、媒體交互、用戶屬性查詢、業(yè)務(wù)執(zhí)行等一系列業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)過(guò)程,因此這就要求在網(wǎng)絡(luò)維護(hù)時(shí),不能僅關(guān)注個(gè)別網(wǎng)元設(shè)備,而應(yīng)將各IMS設(shè)備之間的交互性、數(shù)據(jù)相關(guān)性以及和數(shù)通設(shè)備的聯(lián)通性一并考慮,進(jìn)行綜合管理。
在IMS網(wǎng)絡(luò)中,采用了 SIP、H.248、DNS等協(xié)議,這些協(xié)議共同的特點(diǎn)是均基于IP網(wǎng)絡(luò)承載、采用ASCⅡ文本編碼。這些特點(diǎn)使得IMS網(wǎng)絡(luò)中協(xié)議跟蹤和分析功能實(shí)現(xiàn)起來(lái)更便捷。因此,可以將傳統(tǒng)電話網(wǎng)絡(luò)中七號(hào)信令監(jiān)控系統(tǒng)中面向運(yùn)行維護(hù)的那部分功能移植到IMS網(wǎng)管系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn),以提高管理效率,降低建設(shè)成本。
IMS網(wǎng)絡(luò)中既有傳輸資源又有IP資源,如何方便快速地、動(dòng)態(tài)地把這些資源管理起來(lái)?在IMS網(wǎng)管中,拓展了資源管理模塊,就是把和IMS維護(hù)密切相關(guān)的傳輸資源和IP資源管理直接納入IMS網(wǎng)管系統(tǒng)進(jìn)行管理,有利于提高運(yùn)維工作效率,更直觀便捷。和以往利用資源管理系統(tǒng)進(jìn)行管理的方式相比,兩者具有互補(bǔ)性,網(wǎng)管中的方式實(shí)時(shí)更新,便于和告警結(jié)合,內(nèi)容也更細(xì)致,如本端設(shè)備E1信息就包含了單板類型、單板位置、E1端口位置等諸多信息。
IMS網(wǎng)元不僅數(shù)量多、功能各異,而且IMS設(shè)備和以前軟交換、PSTN相比,更趨向于一個(gè)計(jì)算機(jī)范疇的服務(wù)器:功能較為單一、IP接口為主、體積小等,而不像傳統(tǒng)的功能大而全的通信范疇的交換機(jī)。并且基于IP承載的特性使大量數(shù)據(jù)設(shè)備專門(mén)用于IMS組網(wǎng),因此這些IMS網(wǎng)元之間是否處在有效的聯(lián)通之中,是IMS網(wǎng)管必須實(shí)時(shí)監(jiān)控的重要內(nèi)容之一。
在IMS中用戶數(shù)據(jù)不僅是號(hào)碼和業(yè)務(wù)屬性,用戶有IP地址、用戶標(biāo)識(shí)、用戶號(hào)碼等,并且也不再集中于某個(gè)核心控制設(shè)備,而是分散在多個(gè)設(shè)備中。運(yùn)維工作中,如果數(shù)據(jù)不統(tǒng)一,可能會(huì)造成對(duì)業(yè)務(wù)的影響,在日常工作中,運(yùn)維人員如果周旋于多個(gè)設(shè)備的數(shù)據(jù)核查工作中,也勢(shì)必會(huì)影響運(yùn)維效率。IMS網(wǎng)管建議對(duì)用戶數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)核查,解決這一問(wèn)題。
目前,國(guó)內(nèi)IMS主要應(yīng)用于傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)及多媒體業(yè)務(wù)的引入,這對(duì)IMS提出了一些組合統(tǒng)計(jì)的功能要求,要求IMS網(wǎng)絡(luò)能夠更精細(xì)地根據(jù)業(yè)務(wù)、目的碼、IFC等各類條件進(jìn)行業(yè)務(wù)量的統(tǒng)計(jì),同時(shí)由于單個(gè)IMS網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍比較大(可以是多個(gè)本地網(wǎng)),因此在實(shí)際應(yīng)用中,對(duì)其話務(wù)統(tǒng)計(jì)的能力需求也較高。目前一般要求IMS核心網(wǎng)元至少能同時(shí)登記和進(jìn)行2 048個(gè)統(tǒng)計(jì)任務(wù),支持對(duì)20 000個(gè)以上的各種統(tǒng)計(jì)對(duì)象進(jìn)行統(tǒng)計(jì),并且盡量減少系統(tǒng)負(fù)荷。
針對(duì)以上技術(shù)特點(diǎn),要求IMS網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)除能實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)電話網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)相類似的拓?fù)涔芾怼⒐收瞎芾?、性能管理、配置管理和安全管理中的各?xiàng)功能外,還應(yīng)實(shí)現(xiàn)以下一些新功能。
在軟交換網(wǎng)絡(luò)中已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了對(duì) SIP、H.248協(xié)議的信令跟蹤,但是在IMS網(wǎng)絡(luò)中,由于話務(wù)控制及處理設(shè)備進(jìn)一步裂化、業(yè)務(wù)流程更加復(fù)雜、采用IP尋址方式、接入無(wú)關(guān)等特性,因此IMS網(wǎng)絡(luò)中消息及信令跟蹤更加復(fù)雜。
·跟蹤的協(xié)議擴(kuò)展為H.248、SIP、七號(hào)信令、ENUM、DNS、Diameter、MAP+、INAP 等;
·跟蹤的方式有所改變,可以根據(jù)某一中繼模塊、對(duì)指定用戶 (按用戶號(hào)碼、SIP URI、TEL URI及模糊號(hào)碼)、指定呼叫進(jìn)行跟蹤;
·跟蹤的范圍以BAC為邊界;
·跟蹤的粒度,跟蹤內(nèi)部消息詳情,消息及信令跟蹤分析功能的實(shí)現(xiàn),以提高管理效率,降低建設(shè)成本。
IMS網(wǎng)管系統(tǒng)應(yīng)對(duì)傳輸及IP資源進(jìn)行動(dòng)態(tài)的管理。傳輸資源管理主要指MGW設(shè)備光纖或E1傳輸?shù)氖褂们闆r以及對(duì)接信息。主要有:本/對(duì)端網(wǎng)元名、本/對(duì)端設(shè)備E1信息(如單板類型、單板位置、E1端口位置)、本端ODF/DDF位置信息。使用情況:作為話路的E1應(yīng)包含局向名稱、本端對(duì)端信令點(diǎn)、電路歸屬群信息、起始結(jié)束CIC、E1電路狀態(tài)(閉塞、故障、正常等);作為信令的E1,應(yīng)提供局向名稱、本端對(duì)端信令點(diǎn)、鏈路SLC、鏈路歸屬組信息、信令鏈路狀態(tài)。IP資源管理包括維護(hù)、信令和媒體3類IP地址的使用情況:本/對(duì)端網(wǎng)元名、IP地址、類型(維護(hù)、信令或者媒體)、掩碼、網(wǎng)關(guān)、本端口位置信息、對(duì)端路由器端口位置信息。使用情況至少包括IP端口使用狀態(tài)、對(duì)端可達(dá)性測(cè)試結(jié)果。
IMS設(shè)備形態(tài)各異、數(shù)量眾多,為適應(yīng)這一特征,IMS網(wǎng)管應(yīng)該對(duì)網(wǎng)元維護(hù)信息采取更便捷的采集方式。IMS網(wǎng)管提出了一鍵式采集的概念,運(yùn)維人員不必對(duì)網(wǎng)元各項(xiàng)維護(hù)信息逐項(xiàng)采集,就能立即獲得設(shè)備的硬件配置、版本補(bǔ)丁信息、模塊信息、故障告警、進(jìn)程運(yùn)行情況等信息,大大減輕了運(yùn)維人員的工作負(fù)荷,并且有助于運(yùn)維人員對(duì)網(wǎng)元的運(yùn)行情況進(jìn)行綜合判斷及分析。
IMS網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了真正端到端IP化新特點(diǎn):IMS信令扁平化采用了動(dòng)態(tài)鏈路而非軟交換網(wǎng)的靜態(tài)鏈路,即發(fā)端網(wǎng)元通過(guò)ENUM/DNS尋址后將信令直發(fā)至目的網(wǎng)元。因此IMS業(yè)務(wù)對(duì)DNS(包括公網(wǎng)、CN2)依賴程度高,IMS設(shè)備互通兼容性要求非常高。故IMS網(wǎng)管應(yīng)提供設(shè)備間的關(guān)聯(lián),并以拓?fù)鋱D的形式顯現(xiàn)。建議系統(tǒng)自動(dòng)呈現(xiàn)網(wǎng)元之間的動(dòng)態(tài)連線,包括IMS網(wǎng)元之間的信令心跳線、媒體線、網(wǎng)絡(luò)層的互通性監(jiān)測(cè)等,并反映各類故障。
其中,心跳包括S-CSCF和P-CSCF之間、和AS之間、和 BGCF之間、IBCF之間的 SIP心跳;I-CSCF和 HSS之間、S-CSCF和 HSS/SLF之間的 Diameter心跳;MGCF和MGW之間、AGCF和AG之間H.248心跳。IMS設(shè)備和數(shù)通設(shè)備之間需通過(guò)命令如Ping周期性地對(duì)網(wǎng)絡(luò)層的互通性進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
IMS網(wǎng)絡(luò)中,用戶數(shù)據(jù)可能分布在多個(gè)網(wǎng)元內(nèi),如HSS、基本和補(bǔ)充業(yè)務(wù)服務(wù)器、AGCF、ENUM等,因此建議在IMS網(wǎng)管中能根據(jù)所輸入的用戶數(shù)據(jù)(如用戶號(hào)碼、SIP URI、tel URI等),提取所有IMS廠家設(shè)備分別在多個(gè)網(wǎng)元中相關(guān)的數(shù)據(jù)。這一功能不但能夠?qū)τ脩魯?shù)據(jù)進(jìn)行管理,進(jìn)行周期性的核對(duì),也能快速排除由用戶數(shù)據(jù)不一致引起的故障。
IMS網(wǎng)元的裂變及功能上的差異,使得IMS性能統(tǒng)計(jì)可能落實(shí)到不同的網(wǎng)元上,并且針對(duì)不同的網(wǎng)元,性能統(tǒng)計(jì)分析的側(cè)重點(diǎn)不同:如針對(duì)CSCF的注冊(cè)注銷的統(tǒng)計(jì)、漫游相關(guān)的統(tǒng)計(jì)、業(yè)務(wù)觸發(fā)方面的統(tǒng)計(jì);針對(duì)BGCF的網(wǎng)間互通話務(wù)統(tǒng)計(jì)、針對(duì)HSS的各類業(yè)務(wù)的用戶數(shù)的統(tǒng)計(jì)。另外,對(duì)多個(gè)網(wǎng)元(S-CSCF、基本業(yè)務(wù)AS等)均能提供的性能指標(biāo),需要指出誰(shuí)是主體誰(shuí)是參考體,如呼叫接通率等。同時(shí),由于IMS中用戶標(biāo)識(shí)、尋址方式、業(yè)務(wù)處理方式發(fā)生了變化,話務(wù)統(tǒng)計(jì)分析也更精細(xì),如用戶可以按本地網(wǎng)、目的碼 (用戶號(hào)碼、SIP URI、tel URI,IP 地址+端口號(hào))、PSI、IFC、各個(gè)業(yè)務(wù)(多媒體彩鈴、VT等)進(jìn)行統(tǒng)計(jì);按運(yùn)營(yíng)商、局向、字冠、中繼群等進(jìn)行統(tǒng)計(jì);可以按流量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)(如BAC、AS設(shè)備等);或以上的組合進(jìn)行性能測(cè)量。網(wǎng)元大容量、種類多的特征使得對(duì)話務(wù)測(cè)量也要求更高效迅速,能夠進(jìn)行測(cè)量結(jié)果的合成,節(jié)省系統(tǒng)開(kāi)銷,降低對(duì)系統(tǒng)處理能力的要求,提升話務(wù)分析效率。
在以往的網(wǎng)管系統(tǒng)管理范圍界定中,由于核心處理設(shè)備相對(duì)集中,因此網(wǎng)管系統(tǒng)的管理范圍主要為網(wǎng)絡(luò)的核心設(shè)備等,對(duì)方案中其他設(shè)備并未明確提出納入管理范圍。在IMS網(wǎng)管系統(tǒng)中,建議采用整體方案整體管理的思路,即廠商對(duì)其IMS解決方案中的設(shè)備及其形成的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行統(tǒng)一管理,避免出現(xiàn)責(zé)任分切、各管一段的狀況,對(duì)于運(yùn)營(yíng)商來(lái)說(shuō),IMS核心設(shè)備提供商就是惟一的、整體的責(zé)任歸口 人 。 因 此 ,IMS 被 管 對(duì) 象 應(yīng) 包 括 CSCF、HSS、BGCF、MGCF、IM-MGW、IBCF、MRFC、MRFP、AGCF、ENUM、DNS、SLF、BAC、IM-SSF、CCF、AG、IMS 錨定服務(wù)器、業(yè)務(wù)發(fā)放網(wǎng)關(guān)、本廠商所提供的各類業(yè)務(wù)平臺(tái)、IMS專用的各類數(shù)據(jù)交換機(jī)/路由設(shè)備、防火墻、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、工單接口機(jī)等,及其形成的網(wǎng)絡(luò)。廠商設(shè)備網(wǎng)管系統(tǒng)本身也包含在管理范圍內(nèi)。
對(duì)于數(shù)據(jù)設(shè)備的管理,由于IMS網(wǎng)絡(luò)中一個(gè)主要的特點(diǎn)是基于IP分組網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行業(yè)務(wù)承載,因此在組網(wǎng)應(yīng)用中必然存在大量的數(shù)據(jù)設(shè)備,這些數(shù)據(jù)設(shè)備主要包括兩部分:IP核心承載網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和邊緣專用接入數(shù)據(jù)設(shè)備。其中IP核心承載網(wǎng)絡(luò)一般都有獨(dú)立的網(wǎng)管進(jìn)行管理,IMS網(wǎng)管系統(tǒng)并不需要對(duì)這些設(shè)備進(jìn)行直接管理,而只需定義與其網(wǎng)管系統(tǒng)的接口,以便在故障和性能分析時(shí)和數(shù)據(jù)網(wǎng)部分信息進(jìn)行適當(dāng)?shù)年P(guān)聯(lián)。而邊緣專用接入數(shù)據(jù)設(shè)備作為IMS網(wǎng)絡(luò)和IP核心承載網(wǎng)的接口設(shè)備往往會(huì)成為管理上的盲點(diǎn),給網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)極大的安全隱患。由于這部分設(shè)備和IMS網(wǎng)絡(luò)關(guān)聯(lián)度非常高,因此將這部分設(shè)備納入IMS網(wǎng)管系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一的管理,實(shí)現(xiàn)對(duì)這部分設(shè)備的故障監(jiān)控和性能分析。
對(duì)于IMS網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)備的管理主要包括:IAD/ONU、AG、家庭網(wǎng)關(guān)、BAC等的管理,應(yīng)具體問(wèn)題具體分析:BAC盡管是接入設(shè)備,但其具有部分呼叫處理等重要功能,且容量巨大(數(shù)十萬(wàn)甚至更多),考慮其重要性,建議將BAC納入IMS網(wǎng)管系統(tǒng);AG設(shè)備在軟交換網(wǎng)絡(luò)中通常是和軟交換設(shè)備同時(shí)納入軟交換網(wǎng)管中,考慮到管理的傳承性及日后綜合網(wǎng)管的發(fā)展趨勢(shì),建議將IMS網(wǎng)絡(luò)中的AG也納入IMS網(wǎng)管。對(duì)于IAD/ONU設(shè)備、家庭網(wǎng)關(guān)等小型海量接入設(shè)備,這些設(shè)備具有海量、上電自動(dòng)配置、廠家多型號(hào)多、放置在用戶側(cè)等特點(diǎn),因此在軟交換中就已經(jīng)有專門(mén)獨(dú)立的接入設(shè)備管理系統(tǒng),和核心設(shè)備分別管理,因此在IMS中建議沿襲原有管理方式。
在IMS網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中,由于設(shè)備容量因素,一般省內(nèi)會(huì)分為若干大區(qū),按大區(qū)為單位進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)建設(shè),大區(qū)可能集中在省會(huì)城市,也可能分散在若干主要城市。因此,IMS網(wǎng)管也存在兩種建設(shè)方式。
(1)模式一:以大區(qū)為單位進(jìn)行建設(shè)
即每個(gè)大區(qū)中心建設(shè)一套IMS網(wǎng)管系統(tǒng),將本大區(qū)所轄的各類相關(guān)設(shè)備納入網(wǎng)管系統(tǒng)中進(jìn)行統(tǒng)一管理,這種方式比較符合網(wǎng)管建設(shè)傳統(tǒng),能夠較好地管理本大區(qū)中心的設(shè)備,并且由于目前傳統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商的OSS系統(tǒng)一般都以本地網(wǎng)為單位進(jìn)行建設(shè),采用該模式,比較容易實(shí)現(xiàn)IMS網(wǎng)管系統(tǒng)和其他OSS系統(tǒng)的銜接。但由于各大區(qū)中心系統(tǒng)相對(duì)獨(dú)立,因此不利于省公司對(duì)IMS網(wǎng)絡(luò)的集中管理,另外如果建設(shè)IMS全國(guó)級(jí)網(wǎng)管系統(tǒng),系統(tǒng)對(duì)接數(shù)量也將大大增加。
(2)模式二:以省為單位進(jìn)行建設(shè)
每個(gè)省統(tǒng)一建設(shè)一套IMS網(wǎng)管系統(tǒng)對(duì)省內(nèi)各個(gè)IMS網(wǎng)絡(luò)及網(wǎng)元設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一管理,各大區(qū)中心、各本地網(wǎng)通過(guò)反拉的維護(hù)終端對(duì)本轄區(qū)內(nèi)的設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理。這種方式有利于今后省公司對(duì)IMS網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行集中管理。但由于因此IMS網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)需向多個(gè)本地網(wǎng)的多個(gè)OSS系統(tǒng)提供北向接口,因此與其他系統(tǒng)互聯(lián)的難度較大。
網(wǎng)管系統(tǒng)的建設(shè)模式要和網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)維模式相匹配。IMS網(wǎng)絡(luò)由于其跨區(qū)域組網(wǎng)的特征,其網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維主體將逐步從本地網(wǎng)向省公司轉(zhuǎn)移。因此建議采用模式二的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)模式,即以省為單位進(jìn)行IMS網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的建設(shè)。同時(shí)加強(qiáng)IMS網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)北向接口的標(biāo)準(zhǔn)化工作。
由于目前IMS網(wǎng)絡(luò)尚處于初期發(fā)展階段,規(guī)模及技術(shù)成熟度相較于固網(wǎng)及移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)還有待進(jìn)一步發(fā)展。因此建議IMS網(wǎng)管系統(tǒng)采取獨(dú)立建設(shè)的方式,與移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)、固網(wǎng)軟交換網(wǎng)管系統(tǒng)并行,各自維護(hù)管理自身網(wǎng)元;同時(shí)IMS網(wǎng)管系統(tǒng)可向一些專項(xiàng)的維護(hù)管理系統(tǒng)如:綜合告警管理系統(tǒng)、綜合性能管理系統(tǒng)等開(kāi)放北向接口,向其提供相關(guān)告警信息及性能數(shù)據(jù),滿足綜合維護(hù)管理需求。
由于IMS網(wǎng)絡(luò)具有接入無(wú)關(guān)性的特點(diǎn),因此IMS目前被認(rèn)為是能夠使固網(wǎng)、移動(dòng)最終實(shí)現(xiàn)真正融合的組網(wǎng)技術(shù),并且固網(wǎng)和移動(dòng)網(wǎng)最終會(huì)以IMS的接入網(wǎng)的形式出現(xiàn),因此IMS網(wǎng)管最終可能會(huì)逐漸吸納目前移動(dòng)及固網(wǎng)網(wǎng)管,三者可能會(huì)經(jīng)歷操作終端融合、界面融合、系統(tǒng)融合等階段,直至最終實(shí)現(xiàn)真正意義上的管理的融合。
本文根據(jù)IMS網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn),對(duì)IMS網(wǎng)管系統(tǒng)在功能方面進(jìn)行了完善和補(bǔ)充,同時(shí)在管理范圍、建設(shè)模式以及和其他網(wǎng)管的關(guān)系方面給出了建議。隨著IMS網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的開(kāi)展及規(guī)模部署,在實(shí)際的運(yùn)維過(guò)程中,IMS網(wǎng)管功能、管理范圍等可能發(fā)生進(jìn)一步變化,并突破以往的思路,在專業(yè)融合、系統(tǒng)融合方面進(jìn)一步發(fā)展。
1 Poikselka M,Mayer G,Khartabil H等編著.趙鵬,周勝等譯.IMS:移動(dòng)領(lǐng)域的IP多媒體概念和服務(wù).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2005
2 胡樂(lè)明,曹磊,陳潔編著.IMS技術(shù)原理及應(yīng)用.北京:電子工業(yè)出版社,2006
3 孔令萍等編著.第三代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)管理.北京:人民郵電出版社,2010