張小平

(中國電信集團股份有限公司山西分公司，山西 陽曲 030100)

傳統(tǒng)的移動TDM 交換機面臨容量小、節(jié)點數(shù)量多、部分設(shè)備老化、運維成本增加，并且部分廠家不再提供設(shè)備維保等問題。而基于傳統(tǒng)TDM 交換技術(shù)的電信網(wǎng)絡(luò)所固有的承載方式、多制式互通的復雜性、增值業(yè)務(wù)開發(fā)技術(shù)的封閉性，導致電信運營商很難接受的投入產(chǎn)出比在現(xiàn)有TDM 網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上進一步挖掘新的業(yè)務(wù)增長點。

IMS(IP 多媒體子系統(tǒng))的提出為下一代基于IP的移動網(wǎng)絡(luò)提供了面向分組數(shù)據(jù)包交換的多媒體服務(wù)及平臺，由于采用SIP 作為核心控制協(xié)議，并通過SIP 進行業(yè)務(wù)管理，IMS可以使運營商充分利用SIP的優(yōu)勢，更快速更靈活地開發(fā)管理移動多媒體業(yè)務(wù)。

1 IMS 及其架構(gòu)介紹

IMS(IP Multimedia Subsystem):IMS是由3GPP 標準組織定義的一種與接入無關(guān)、基于IP 承載、提供端到端QOS的多媒體會話型業(yè)務(wù)控制架構(gòu)。IMS 被認為是下一代網(wǎng)絡(luò)的核心技術(shù)，也是解決移動與固網(wǎng)融合，引入語音、數(shù)據(jù)、視頻三重融合等差異化業(yè)務(wù)的重要方式?，F(xiàn)階段，IMS 主要由IMS 核心控制層網(wǎng)絡(luò)、IMS 業(yè)務(wù)層網(wǎng)絡(luò)及IMS 接入與終端網(wǎng)元構(gòu)成。

IMS 核心控制層網(wǎng)絡(luò):又稱IMS 核心層，該層網(wǎng)絡(luò)負責存儲IMS用戶的簽約數(shù)據(jù)，為各類IMS 終端與接入設(shè)備提供統(tǒng)一的接入認證鑒權(quán)，并完成會話控制、資源分配、協(xié)議處理、路由、計費、業(yè)務(wù)觸發(fā)等功能。IMS 控制層的功能實體包括P-CSCF、I-CSCF、S-CSCF、AGCF、HSS、SLF、MGCF、MGW、BGCF、MRFC、MRFP、ENUM/DNS 等。

IMS 業(yè)務(wù)層網(wǎng)絡(luò):主要完成IMS 業(yè)務(wù)的提供、執(zhí)行IMS業(yè)務(wù)能力的抽象與開放，支持自營業(yè)務(wù)、第三方業(yè)務(wù)等多種業(yè)務(wù)提供方式。IMS 業(yè)務(wù)層網(wǎng)絡(luò)主要由各類IMS 業(yè)務(wù)能力引擎平臺、業(yè)務(wù)應用服務(wù)器平臺及業(yè)務(wù)能力開放網(wǎng)關(guān)構(gòu)成。

IMS 接入和終端網(wǎng)元:IMS 接入網(wǎng)元是指可支持傳統(tǒng)POTS 話機接入、網(wǎng)絡(luò)上行協(xié)議接口采用SIP 或H.248 協(xié)議的接入設(shè)備，主要包括SIP AG、SIP IAD、PON 語音模塊、H.248 AG、H.248 IAD 等設(shè)備;IMS 終端是指各類采用SIP協(xié)議，通過固定或移動方式接入IMS的終端話機、軟件客戶端，主要包括SIP 硬終端、SIP 軟終端和IMS 移動手機客戶端。

IMS 可信接入設(shè)備:如果IMS 接入網(wǎng)元部署于運營商可控的局端或接入網(wǎng)機房，則該設(shè)備被視為IMS 可信接入設(shè)備，該類設(shè)備無需通過BAC 可直接接入IMS 網(wǎng)絡(luò)。

IMS 非可信接入設(shè)備:如果IMS 接入網(wǎng)元部署于用戶家中或運營商不可控小區(qū)樓道機房，則該設(shè)備被視為IMS 非可信接入設(shè)備，該類設(shè)備需通過BAC 接入IMS 網(wǎng)絡(luò)。

2 電信IMS 組網(wǎng)架構(gòu)

面對競爭激烈的移動市場，中國電信的CDMA 網(wǎng)絡(luò)肩負著更多使命，除了普通語音業(yè)務(wù)外，中國電信更看重視頻業(yè)務(wù)，而IMS 將能夠為中國電信用戶提供更加優(yōu)秀的移動視頻業(yè)務(wù)體驗。此外，IMS 還可以實現(xiàn)業(yè)務(wù)嵌套與業(yè)務(wù)能力開放，對于逐漸被管道化的電信運營商來說，這兩種能力是實現(xiàn)智能管道的必備條件。

圖1 IMS 系統(tǒng)架構(gòu)示意圖

IMS 技術(shù)對控制層功能做了進一步分解，實現(xiàn)了呼叫會話控制功能(CSCF，Call Session Control Function)和媒體網(wǎng)關(guān)控制功能(MGCF，Media Gate-Way Control Function)在功能上的分離，使網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)更為開放、靈活，所以IMS 實際上比傳統(tǒng)軟交換更“軟”。

圖1為中國電信IMS 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)架構(gòu)，重點網(wǎng)元包括:

(1)CSCF(Call Session Control Function):是P-CSCF、ICSCF、S-CSCF的統(tǒng)稱。

(2)P-CSCF(Porxy-CSCF):是IMS用戶接入IMS 網(wǎng)絡(luò)的入口節(jié)點，主要負責信令和消息的代理。

(3)I-CSCF(Interrogation–CSCF):是各個IMS 歸屬域的入口節(jié)點，負責用戶注冊S-CSCF的指配和查詢。

(4)S-CSCF(Serving-CSCF):是IMS 網(wǎng)絡(luò)中的中心節(jié)點，提供注冊服務(wù)、會話控制、相關(guān)的選路和業(yè)務(wù)觸發(fā)等功能，并維持會話狀態(tài)信息。

(5)HSS(Home Subscriber Server):負責存儲IMS用戶的相關(guān)信息及其相關(guān)業(yè)務(wù)信息。

(6)ENUM/DNS:ENUM 服務(wù)器處理S-CSCF、P-CSCF、AS的查詢，將Tel URI 中的E.164 地址翻譯成在統(tǒng)一IMS 核心網(wǎng)中可路由的SIP URI;DNS 服務(wù)器主要提供域名查詢服務(wù)，P-CSCF、S-CSCF、MGCF 等設(shè)備可以直接查詢DNS 獲得被叫或注冊用戶歸屬域的I-CSCF 地址;通過查詢指定網(wǎng)元的標識得到該網(wǎng)元的實際IP 地址。在IMS 核心網(wǎng)內(nèi)ENUM服務(wù)器與DNS 一般合適于同一物理實體上。

(7)MGCF(Media Gateway Contorl Function):提供IMS與PSTN、軟交換、C 網(wǎng)CS域互通時的信令轉(zhuǎn)換與控制功能。

(8)AGCF(Aceess Gateway Control Function):負責H.248方式接入的網(wǎng)元(PON、AG、IAD)接入IMS。

(9)BGCF(Broader Gateway Control Function):BGCF 主要用于IMS 網(wǎng)絡(luò)與PSTN、軟交換、C 網(wǎng)CS域互通時進行MGCF的選擇。該網(wǎng)元實體一般與S-CSCF 合設(shè)。

3 組網(wǎng)原則

為滿足IMS 業(yè)務(wù)的承載需求，應遵循以下組網(wǎng)原則:

(1)IMS 核心層和業(yè)務(wù)層網(wǎng)絡(luò)依托中國電信IP 綜合承載網(wǎng)進行構(gòu)建，通過IP 綜合承載網(wǎng)的NGN VPN 實現(xiàn)核心層和業(yè)務(wù)層網(wǎng)元間的互訪。

(2)IMS 核心層及業(yè)務(wù)層網(wǎng)元的業(yè)務(wù)口統(tǒng)一在IP 綜合承載網(wǎng)NGN VPN 內(nèi)接入，在信令和媒體層實現(xiàn)與移動核心網(wǎng)和業(yè)務(wù)平臺的互通;IMS 核心層及業(yè)務(wù)層網(wǎng)元的網(wǎng)管口和IMS 網(wǎng)管系統(tǒng)統(tǒng)一在IP 綜合承載網(wǎng)NGN MGNT VPN 接入，在網(wǎng)管層面實現(xiàn)網(wǎng)管系統(tǒng)對網(wǎng)元的管理;IMS 核心層及業(yè)務(wù)層網(wǎng)元的IT 口統(tǒng)一在IP 綜合承載網(wǎng)IT VPN 接入，通過IT VPN 與DCN 間的互聯(lián)實現(xiàn)IT 口與集團、省兩級IT 支撐系統(tǒng)的互通。

(3)BAC應直接接入到MCE，用來匯聚IMS 非可信接入終端的信令和媒體信息，在PI-0 VPN 接入用來匯聚互聯(lián)網(wǎng)軟硬終端和通過CTNET 無線接入的終端的流量，在PI-1 VPN 接入用來匯聚通過CTWAP 無線接入的移動終端的流量。

(4)IMS 核心層網(wǎng)元的業(yè)務(wù)口、核心層及業(yè)務(wù)層網(wǎng)元的IT 口直接接入到MCE 上，其中IT 口也可以直接接入到DCN設(shè)備上;IMS 核心層和業(yè)務(wù)層網(wǎng)元的網(wǎng)管口需經(jīng)過開啟三層功能的交換機匯聚后接入到MCE，用于網(wǎng)管匯聚的交換機應盡量專用;IMS 業(yè)務(wù)層網(wǎng)元的業(yè)務(wù)口和互聯(lián)網(wǎng)訪問口需經(jīng)過開啟了三層功能的SCE 匯聚后接入到MCE，其中，出于安全考慮，IMS 業(yè)務(wù)層網(wǎng)元的互聯(lián)網(wǎng)訪問口需經(jīng)過防火墻再接入到MCE。

(5)原則上IMS 網(wǎng)元使用現(xiàn)有的MCE 資源進行上聯(lián)，如果現(xiàn)有MCE的端口資源不足，可以考慮在省會或者省第二城市新增一對MCE。如果MCE 需要新增，在試點實施中可以考慮利用IMS 系統(tǒng)自帶的SCE 接入部分IMS 核心層的業(yè)務(wù)口，在新的MCE 部署到位后，再割接到新的MCE 上。

4 IMS 核心層及業(yè)務(wù)層網(wǎng)元接入要求

(1)IMS 核心層網(wǎng)元的業(yè)務(wù)口、核心層及業(yè)務(wù)層網(wǎng)元的IT 口直接接入到MCE 上，其中IT 口也可以直接接入到DCN設(shè)備上;IMS 核心層和業(yè)務(wù)層網(wǎng)元的網(wǎng)管口需經(jīng)過開啟三層功能的交換機匯聚后接入到MCE，用于網(wǎng)管匯聚的交換機應盡量專用;IMS 業(yè)務(wù)層網(wǎng)元的業(yè)務(wù)口和互聯(lián)網(wǎng)訪問口需經(jīng)過開啟了三層功能的SCE 匯聚后接入到MCE。

(2)在具備能力情況下，MCE 與IMS 核心層網(wǎng)元的業(yè)務(wù)口互聯(lián)優(yōu)先采用模式一:網(wǎng)元采用邏輯地址對外提供服務(wù)，采用靜態(tài)路由+BFD方式實現(xiàn)負載分擔;在不滿足模式一情況下，采用模式二:通過VRRP 實現(xiàn)主備倒換。

(3)若通過匯聚三層交換機接入，為避免光路單通，三層交換機和MCE 間起OSPF 協(xié)議，MCE-MCE 間啟用OSPF，MCE 配置靜態(tài)粗匯總路由注入OSPF 進行路由引導，避免BGP 路由注入OSPF。

圖2 核心層及業(yè)務(wù)層的接入示意圖

5 IMS 接入及終端網(wǎng)元的接入與組網(wǎng)要求

IMS 接入及終端網(wǎng)元根據(jù)是否需要通過BAC 接入可以分成兩大類，一類是通過城域網(wǎng)VPN 固定接入的可信接入設(shè)備，另一類是非可信接入設(shè)備。非可信接入設(shè)備按照接入方式的不同又可細分成三種類型，一類是通過互聯(lián)網(wǎng)方式(含固定接入、CTNET 接入、WIFI 接入和其他運營商的無線接入方式)接入的IMS 軟硬用戶終端;一類是通過中國電信CTWAP 無線方式接入的IMS用戶終端，如VT 終端;一類是中國電信固定接入的IMS用戶終端，如內(nèi)置IMS 終端的家庭網(wǎng)關(guān)或IAD、PON的語音模塊。

5.1 IMS 可信接入設(shè)備的接入及組網(wǎng)要求

對于有IP方式固網(wǎng)軟交換的城域網(wǎng)，比照固網(wǎng)軟交換可信接入設(shè)備的接入方式實現(xiàn)IMS 可信接入設(shè)備在城域網(wǎng)內(nèi)的接入。對于無固網(wǎng)軟交換的城域網(wǎng)，通過NGN VPN 在城域網(wǎng)延伸方式接入IMS 可信接入設(shè)備。

圖3 IMS 及終端網(wǎng)元的接入示意圖

5.2 非可信接入設(shè)備的接入及組網(wǎng)要求

(1)BAC 根據(jù)用途的不同可以分成三類:第一類是匯聚互聯(lián)網(wǎng)(PI-0)軟硬終端的BAC，第二類是匯聚通過CTWAP無線接入的移動終端(VT 終端)的BAC，第三類是匯聚固定接入終端的BAC。在BAC 部署時，三類BAC 可以根據(jù)具體情況進行物理合設(shè)或分設(shè)。

(2)鑒于到互聯(lián)網(wǎng)接入的軟硬IMS 終端屬地歸屬特性不是很強，所以會以省為單位部署B(yǎng)AC 匯聚這部分終端的業(yè)務(wù)流量。

(3)對于CTWAP 無線方式接入的移動終端(VT 終端)，考慮到PDSN是以省為單位進行集中部署的，因此仍會采用以省為單位部署B(yǎng)AC 匯聚這部分終端的業(yè)務(wù)流量。

(4)對于固定接入的IMS 終端，都分布在城域網(wǎng)內(nèi)，考慮到初期業(yè)務(wù)量不是很大，因此會在試點階段BAC 采用以省為單位進行部署，隨著這類終端在城域網(wǎng)內(nèi)的大量部署，可以考慮在試點后把這類BAC 逐步下放到城域網(wǎng)進行分散部署。在一個省內(nèi)，可以支持部分地市以省為單位部署B(yǎng)AC，部分地市BAC 下放的混合模式。

6 結(jié)束語

綜上所述，中國電信針對現(xiàn)網(wǎng)的實際情況規(guī)劃了IMS 網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)策略。IMS 能夠為使用不同接入手段的用戶提供融合的業(yè)務(wù)，但固定接入與移動接入終究有不同的特征，所以要將基于移動通信發(fā)展起來的IMS 體系應用到固網(wǎng)中還需要進行大量的改進，標準化工作依然任重而道遠。

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