馮傳奮 王少波 李愛嬌等

[摘要]文章首先介紹中國移動的IMS網(wǎng)絡現(xiàn)狀，然后探討IMS網(wǎng)絡發(fā)展面臨的主要問題，包括PS域接入、關口局融合、SBC架構以及基于策略的QoS引入等方面，并針對上述問題給出相應的解決建議。

[關鍵詞]IMSPS域接入關口局融合SBC架構QoS

1IMS網(wǎng)絡現(xiàn)狀

目前，中國移動采用分省獨立建設與區(qū)域中心統(tǒng)一建設相結(jié)合的方式全面部署CM-IMS。由于大部分省份采用分省獨立建設方式，因此，本文主要針對分省獨立建設CM-IMS的場景進行分析和探討。

分省獨立建設方式的網(wǎng)絡架構如圖1所示。

CM—IMS核心網(wǎng)設備主要包含HSS/SLF、P-CSCF、I/S/E-CSCF/BGCF、SBC、ENUM/DNS、MGCHIM-MGW等。

CM-LMS業(yè)務面向有業(yè)務需求的集團客戶、家庭和個人客戶開放。目前已規(guī)范的業(yè)務能力有：多媒體電話業(yè)務、統(tǒng)一Centrex業(yè)務、IMS多媒體彩鈴業(yè)務、融合一號通業(yè)務、多媒體會議業(yè)務、即時消息業(yè)務、傳真業(yè)務、高清視頻會議、緊急呼叫等。

2IMS網(wǎng)絡面臨的問題及建議

2.1PS域接入

IMS域引入初期?，F(xiàn)網(wǎng)PS域為IMS域提供接入，與IMS域業(yè)務分擔。PS域主要通過GGSN與SBC之間的Gj接口接入IMS域，如圖2所示。

目前GSN設備一般集中放置在幾個地市，沒有下放到各地市。因此，若無GSN設備業(yè)務區(qū)的PS域用戶接AIMS域時，將存在話務迂回的問題。例如，假設地市A(無GSN設備)的PS域用戶接入IMS域，則話務路由為：地市A的PS域用戶→地市B的SGSN→地市B的GGSN→地市A的SBC。話務要通過地市B的GSN再回到地市A的SBC，存在明顯的話務迂回。

話務迂回的問題，可以通過兩種方案來解決。一種方案是GSN直接通過所在地的SBC接入IMS，但此方案的缺點是削弱了SBC對本地用戶的控制能力，即地市A的SBC無法對地市A的PS用戶接入IMS域進行控制。另一種方案是將GSN設備下放到各地市，但這將導致GSN設備利用率降低。

初期由于話務量較少，可以暫時保持現(xiàn)有接入方式。隨著用戶規(guī)模及業(yè)務量的逐漸增加，建議將GSN設備逐步下放，以減少PS域接入IMS域的話務迂回。

2.2關口局融合

CM-IMS由于使用鐵通號碼資源開放業(yè)務，用戶到本地市外網(wǎng)用戶的去話及所有來話需要鐵通關口局進行轉(zhuǎn)接。對于用戶到省內(nèi)或省外外網(wǎng)用戶的去話，除了利用鐵通的關口局外，還需要利用鐵通的長途局，會占用鐵通的長途資源，這樣就增加了對鐵通網(wǎng)絡的依賴性。因此，為了減少對鐵通網(wǎng)絡的依附，需盡快實現(xiàn)移動關口局與鐵通關口局的融合。

(1)實現(xiàn)方案

方案一：暫保留目前網(wǎng)絡結(jié)構，鐵通到外網(wǎng)話務通過鐵通關口局匯聚后經(jīng)移動關口局疏通到外網(wǎng)，如圖3左邊所示。此融合方案只需修改鐵通關口局的路由配置。并增加移動關口局到鐵通關口局及電信、聯(lián)通關口局的鏈路需求。為了解決鐵通關口局單點隱患，對于鐵通在本地網(wǎng)有單關口局、且有其它匯接局或端局的情況下，可選擇容量滿足要求的端局或匯接局實現(xiàn)網(wǎng)間互聯(lián)話務雙節(jié)點；對于鐵通在本地網(wǎng)僅有一個端局，且兼做關口局及匯接局的情況下，網(wǎng)間話務可以直接通過一對融合關口局實現(xiàn)與其它運營商互聯(lián)。

方案二：鐵通到外網(wǎng)話務直接經(jīng)移動關口局疏通到外網(wǎng)，具體如圖3右邊所示。此融合方案需要修改鐵通端局的路由配置，增加移動關口局到鐵通關口局及電信、聯(lián)通關口局的鏈路需求，鐵通關口局的功能消退，可以獨立做匯接局。

(2)方案對比

針對以上兩種方案，我們分別從局數(shù)據(jù)配置、投資、安全性、扁平化演進及互聯(lián)互通等方面進行了對比，詳見表1。

對比上述兩種方案，針對不同的場景建議如下：

場景一：鐵通到外網(wǎng)話務維持現(xiàn)狀或逐步衰減

隨著“移固替代”趨勢的加劇，鐵通到外網(wǎng)話務將基本維持現(xiàn)狀或呈逐步衰減的趨勢?？紤]到對現(xiàn)網(wǎng)影響最低，建議在此場景下采用方案一。

場景二：鐵通到外網(wǎng)話務逐步增大

如鐵通出現(xiàn)“殺手”級業(yè)務，鐵通到外網(wǎng)話務呈逐步增大，則建議采用方案二，鐵通關口局功能逐漸消退，獨立為匯接局；鐵通端局到外網(wǎng)需求均由移動關口局疏通。

2.3SBC架構

目前SBC存在兩種架構，一種是集成式SBC，另一種是分離式SBC架構。下面對這兩種實現(xiàn)架構進行對比，具體如表2所示。

從表2可以看出基于分離式架構的SBC實現(xiàn)了信令與媒體分離，有利于網(wǎng)絡的靈活擴容，基于信令/媒體能力獨立衡量網(wǎng)絡指標，同時也有利于引2kRACS/PCC架構、降低成本，因此建議后續(xù)統(tǒng)一采用分離式SBC架構。引入分離式SBC架構后，IMS網(wǎng)絡如圖4所示，在IMS網(wǎng)絡中，分離式SBC內(nèi)部主要實現(xiàn)P-CSCF部分功能和BGW的功能。

2.4基于策略的QoS引入

IMS部署初期，是由SBC在承載網(wǎng)邊緣提供最基本的QoS控制，包括：帶寬隔離、接入許可控制、編解碼檢查和包過濾等。隨著IMS業(yè)務增長，網(wǎng)絡上會同時存在不同業(yè)務和不同用戶，如何使用有限的資源給用戶帶來更好的體驗，給運營商帶來更大的收益，是QoS部署的最主要任務。

基于策略的QoS部署給運營商帶來的收益主要體現(xiàn)在以下兩個方面：

(1)差異化服務帶來更好的可運營性。運營商可以合理有效地對網(wǎng)絡資源進行分配和使用，提高資源的利用率和服務質(zhì)量。針對多樣化的業(yè)務制定多樣化的運營策略，針對不同的業(yè)務制定不同的收費策略。

(2)更高的資源利用率帶來更大的利潤。用戶可根據(jù)自身業(yè)務條件申請QoS優(yōu)先級別，運營商通過一定QoS保證機制滿足高優(yōu)先級用戶和特殊業(yè)務滿意度，針對大多數(shù)普通用戶，則可以在保證一定公平性的基礎上通過將資源盡可能地分配給用戶來提升整個系統(tǒng)的吞吐量，以更高效的利用整個網(wǎng)絡資源。

目前主要有兩種實現(xiàn)基于策略的QoS控制的架構，一種是PCC架構，由3GPP提出，主要針對移動接入；另一種是RACS架構，由ETSI TISPAN提出，主要針對固定接入。

(1)PCC架構

3GPP給出了基于PCC的架構，如圖5所示。主要包含PCRF和PCEF等網(wǎng)元。PCRF提供了面向策略與計費執(zhí)行功能(PCEF)有關業(yè)務數(shù)據(jù)流的檢測、門控、QoS和按流計費的網(wǎng)絡控制功能。PCEF提供業(yè)務數(shù)據(jù)流檢測、策略實施和按流計費功能。

(2)RACS架構

TISPAN給出了RACS架構，如圖6所示。主要包含SPDF、A-RACF等主要網(wǎng)元，向業(yè)務層提供基于策略的傳輸控制，主要完成策略控制、資源預留、接納控制、NAT穿越及門控等功能。

(3)IMS引入基于策略的QoS后架構

結(jié)合3GPPATISPAN給出的兩種架構，我們給出了IMS的基于策略的QoS架構，如圖7所示。需引入PCRF及SPDF結(jié)合A-ARCF、NASS網(wǎng)元實現(xiàn)策略決策功能，現(xiàn)網(wǎng)的BRAS/SR及GGSN/SAE-GW等實現(xiàn)策略執(zhí)行功能。其中，PCRF可以與PS域共用。

3結(jié)束語

本文首先對IMS網(wǎng)絡架構及業(yè)務能力進行了描述，在此基礎上探討了目前IMS網(wǎng)絡發(fā)展面臨的幾個主要問題，并給出了相關建議。隨著JMS網(wǎng)絡的發(fā)展，為了減少PS域接入的話務迂回，建議將GSN設備逐步下放；并需要盡快實現(xiàn)移動關口局與鐵通關口局的融合，減少對鐵通網(wǎng)絡的依附。此外，在網(wǎng)絡后續(xù)建設中應逐步引入分離式架構的SBC及基于策略的QoS控制，以構建低成本、可管可控、更加靈活的1MS網(wǎng)絡。

參考文獻

[1]ETSI ES 282. 003 V3. 4. 1. Resource and Admission Control Sub-System (RAGS): Functional Architecture. Sep 2009.

[2]3GPP TS 23.203 V9.3.0. Policy and Charging Control Architecture. Dec 2009.

作者簡介

馮傳奮：工程師，博士畢業(yè)于北京郵電大學，任職于中國移動通信集團設計院有限公司山東分公司，主要從事電信網(wǎng)絡規(guī)劃研究工作。目前已發(fā)表論文10余篇，其中SCI檢索5篇，EI檢索3篇。

王少波：工程師，碩士畢業(yè)于山東大學，任職于中國移動通信集團設計院有限公司山東分公司，從事電信網(wǎng)絡規(guī)劃設計研究工作。

李愛嬌：高級工程師，注冊咨詢(投資)工程師，畢業(yè)于南京郵電學院無線電工程系，任職于中國移動通信集團設計院有限公司山東分公司，從事電信網(wǎng)絡規(guī)劃設計研究工作。