張凝昊+林俐+崔巧旭

在企業(yè)網(wǎng)接入IMS網(wǎng)絡(luò)的基本架構(gòu)基礎(chǔ)上，通過對IMS網(wǎng)絡(luò)能力的研究，介紹一種適用于企業(yè)用戶的游牧技術(shù)方案，并對實現(xiàn)游牧業(yè)務(wù)的關(guān)鍵技術(shù)和對IMS網(wǎng)絡(luò)的要求進行詳細說明。

IMS 企業(yè)網(wǎng) 游牧 注冊重定向

1 引言

隨著企業(yè)信息化的發(fā)展和對通信服務(wù)豐富化和個性化的需求日益增強，越來越多的企業(yè)開始部署獨立自治的通信網(wǎng)絡(luò)?；贗P分組技術(shù)、以業(yè)務(wù)應(yīng)用為主體，面向行業(yè)用戶提供端到端融合的數(shù)據(jù)、語音、視頻等多媒體通信能力的企業(yè)網(wǎng)絡(luò)實體稱為下一代企業(yè)網(wǎng)NGCN，IP-PBX便是NGCN現(xiàn)階段應(yīng)用的一個代表。為實現(xiàn)與外界互通，企業(yè)網(wǎng)需要接入運營商網(wǎng)絡(luò)，但傳統(tǒng)的PSTN網(wǎng)絡(luò)和現(xiàn)有的軟交換網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)不能滿足企業(yè)網(wǎng)多媒體通信的需求。IMS憑借其分層、開放的結(jié)構(gòu)特點和強大的多媒體業(yè)務(wù)提供能力，可為企業(yè)網(wǎng)提供靈活的接入方式和個性化的通信服務(wù)[1-2]。

對于許多企業(yè)來說，由于員工頻繁或長期出差，遠程辦公已經(jīng)成為一種常態(tài)化的需要，而出差期間的通信費用可能是一筆不小的開銷。如果通過拜訪地的互聯(lián)網(wǎng)直接接入企業(yè)網(wǎng)絡(luò)，既無法保證通信質(zhì)量，又會面臨網(wǎng)絡(luò)安全問題。

本文在企業(yè)網(wǎng)接入IMS網(wǎng)絡(luò)的基本架構(gòu)基礎(chǔ)[3-5]上，通過對IMS網(wǎng)絡(luò)漫游、游牧能力的研究，介紹了一種適用于企業(yè)用戶的游牧技術(shù)方案，并對實現(xiàn)游牧業(yè)務(wù)的關(guān)鍵技術(shù)和對IMS網(wǎng)絡(luò)的要求進行詳細說明。

2 國內(nèi)外研究情況

TISPAN對下一代企業(yè)網(wǎng)NGCN用戶的漫游/游牧業(yè)務(wù)做了初步研究[3-5]，提出了幾種場景，包括NGCN用戶漫游/游牧到IMS、NGCN用戶漫游/游牧到其他NGCN、托管方式（HES）企業(yè)用戶漫游/游牧到IMS或NGCN等場景，其中NGCN用戶漫游/游牧到IMS網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)架構(gòu)如圖1所示。

圖1中NGCN相當于一個企業(yè)級IMS網(wǎng)絡(luò)，須具備歸屬IMS的能力，包括注冊認證機制和呼叫流程。NGCN漫游/游牧用戶發(fā)起的注冊請求通過拜訪地IMS網(wǎng)絡(luò)路由到漫游服務(wù)IMS網(wǎng)絡(luò)，漫游服務(wù)IMS網(wǎng)絡(luò)將注冊請求重定向到NGCN，由NGCN對用戶完成鑒權(quán)和注冊。NGCN漫游/游牧用戶發(fā)起呼叫請求時，拜訪地IMS根據(jù)用戶的注冊情況將呼叫路由到漫游服務(wù)IMS，漫游IMS通過Transit功能將呼叫轉(zhuǎn)發(fā)到NGCN，NGCN再根據(jù)被叫號碼將呼叫路由到被叫側(cè)網(wǎng)絡(luò)。NGCN漫游/游牧用戶做被叫時，呼叫請求先送達NGCN，再從NGCN發(fā)出，經(jīng)漫游服務(wù)IMS送到拜訪地IMS，再轉(zhuǎn)發(fā)到漫游用戶。

TISPAN雖然提出了NGCN用戶漫游/游牧?xí)r的基本架構(gòu)，但前提是在NGCN具備作為歸屬IMS的能力，支持IMS注冊、鑒權(quán)和呼叫流程的基礎(chǔ)上才能實現(xiàn)，但目前大部分IP-PBX設(shè)備不具備該能力。另外，還有以下2個關(guān)于IMS的問題尚未描述清楚：

（1）注冊重定向

要求漫游服務(wù)IMS支持將NGCN漫游用戶的注冊請求重定向到NGCN，目前IMS網(wǎng)絡(luò)不具備該能力。

（2）漫游用戶呼叫路由方法

要求漫游服務(wù)IMS將用戶的始發(fā)呼叫請求轉(zhuǎn)發(fā)（Transit）到NGCN，而現(xiàn)有的Transit功能只是用于終結(jié)呼叫請求。

3 企業(yè)用戶游牧方案關(guān)鍵技術(shù)問題

本文介紹的企業(yè)用戶游牧技術(shù)方案以TISPAN的方案架構(gòu)為基礎(chǔ)，對企業(yè)用戶游牧業(yè)務(wù)的關(guān)鍵技術(shù)問題進行深度梳理。

游牧用戶利用安裝在手機或者電腦上的SIP軟終端，或者支持IMS的SIP硬終端，通過拜訪地IMS將注冊請求路由到歸屬地IMS，歸屬地IMS再將注冊請求重定向到企業(yè)網(wǎng)，企業(yè)網(wǎng)對游牧用戶進行認證和鑒權(quán)后，返回注冊成功響應(yīng)。游牧用戶的始發(fā)呼叫都需要經(jīng)IMS路由回企業(yè)網(wǎng)，再按照非游牧流程從企業(yè)網(wǎng)發(fā)起始發(fā)呼叫；游牧用戶做被叫時，呼叫請求先按照非游牧流程路由到企業(yè)網(wǎng)，再由企業(yè)網(wǎng)重新發(fā)出，經(jīng)歸屬IMS、拜訪IMS路由到游牧用戶。

方案中企業(yè)網(wǎng)服務(wù)器可以通過注冊方式或非注冊簽約方式[1]接入歸屬IMS。如果是注冊接入方式的企業(yè)網(wǎng)，歸屬IMS網(wǎng)絡(luò)I-CSCF應(yīng)根據(jù)注冊請求中注冊服務(wù)器名區(qū)分注冊請求是企業(yè)網(wǎng)發(fā)起還是游牧用戶發(fā)起。如果注冊請求中的注冊服務(wù)器有企業(yè)網(wǎng)標記，則為游牧用戶發(fā)起，需根據(jù)HSS的指示重定向到企業(yè)網(wǎng)；如果注冊服務(wù)器為IMS本身，則為企業(yè)網(wǎng)發(fā)起，按照正常注冊流程處理。本方案有游牧用戶注冊重定向和呼叫路由這2個主要技術(shù)問題。

（1）注冊重定向

HSS為具有游牧權(quán)限的企業(yè)網(wǎng)用戶配置一個注冊重定向服務(wù)器名，該注冊重定向服務(wù)器為企業(yè)網(wǎng)服務(wù)器。歸屬域I-CSCF收到用戶的注冊請求時，向HSS發(fā)起UAR查詢，HSS返回UAA消息，包含一個新擴展的Alternate Registrar AVP，攜帶注冊重定向服務(wù)器。I-CSCF根據(jù)該消息，將注冊請求通過I-BAC轉(zhuǎn)發(fā)到企業(yè)網(wǎng)。

（2）游牧用戶呼叫路由方法

用戶注冊時，利用網(wǎng)絡(luò)側(cè)返回的注冊響應(yīng)200 OK消息中Service-Route頭域記錄用戶業(yè)務(wù)請求所需要經(jīng)過的網(wǎng)元，包括歸屬域P-CSCF、歸屬域與拜訪域之間I-BAC（可選）、企業(yè)網(wǎng)接入的I-BAC和企業(yè)網(wǎng)服務(wù)器。后續(xù)用戶發(fā)起呼叫請求時，在INVITE消息利用Route頭域進行路由預(yù)配置，即將注冊時Service-Route頭域記錄的網(wǎng)元名稱依次填在Route頭域，IMS網(wǎng)絡(luò)依靠Route頭域的指示將呼叫路由到用戶歸屬的企業(yè)網(wǎng)。企業(yè)網(wǎng)再按照非游牧的方式處理該呼叫請求，如果被叫為內(nèi)部號碼，則直接接續(xù)，如果被叫為外部號碼，則路由回IMS網(wǎng)絡(luò)。游牧用戶做被叫時，主叫網(wǎng)絡(luò)將呼叫請求路由到歸屬地IMS進行被叫側(cè)業(yè)務(wù)觸發(fā)，然后再路由回企業(yè)網(wǎng)，企業(yè)網(wǎng)根據(jù)用戶注冊時記錄的Path頭域信息，在INVITE消息里構(gòu)造Route頭域預(yù)配置路由，再轉(zhuǎn)發(fā)到IMS，IMS根據(jù)Route頭域，將呼叫請求逐跳發(fā)送到游牧用戶終端。endprint

4 企業(yè)用戶游牧業(yè)務(wù)流程

IMS需要為具有游牧權(quán)限的企業(yè)網(wǎng)用戶分配一個公有用戶標識，例如：x@home1.net，用戶不管是否游牧，都以x@home1.net的身份發(fā)起注冊，注冊請求中注冊服務(wù)器為企業(yè)網(wǎng)標識，例如ippbx。未游牧情況下，企業(yè)內(nèi)部DNS將注冊服務(wù)器解析為企業(yè)自己的注冊服務(wù)器，即直接注冊到企業(yè)網(wǎng)；游牧情況下，IMS的DNS將注冊服務(wù)器解析為歸屬域IMS的地址，再由歸屬IMS將注冊請求重定向到企業(yè)網(wǎng)。如果企業(yè)網(wǎng)本身是以注冊方式接入IMS，則企業(yè)網(wǎng)需要代理用戶注冊到歸屬IMS，注冊消息中注冊服務(wù)器為IMS。游牧用戶注冊流程如圖2所示。

流程說明：

（1）游牧用戶終端在拜訪地通過xDSL、LAN或WLAN接入，經(jīng)接入層的NASS完成接入認證；通過網(wǎng)絡(luò)附著時獲取A-BAC地址，或者通過智能DNS查詢系統(tǒng)獲取A-BAC地址。游牧用戶向拜訪地A-BAC/P-CSCF發(fā)起注冊請求，注冊請求中的注冊服務(wù)器名為企業(yè)網(wǎng)服務(wù)器，如ippbx。

（2）拜訪地P-CSCF向IMS網(wǎng)絡(luò)DNS查詢用戶注冊服務(wù)器，DNS返回歸屬域IMS的I-CSCF地址。

（3）P-CSCF根據(jù)DNS返回的地址，將注冊請求轉(zhuǎn)發(fā)到歸屬域I-CSCF，P-CSCF應(yīng)在消息中增加Path頭，并把自己的SIP URI加入。

（4）I-CSCF向HSS發(fā)起UAR查詢?yōu)橛脩魓@home1.cet服務(wù)的注冊服務(wù)器。HSS返回UAA消息，消息中攜帶S-CSCF能力集或S-CSCF名，同時還通過Alternate Registrar AVP攜帶用戶變更注冊服務(wù)器，如ippbx注冊服務(wù)器名。

（5）由于原注冊請求中注冊服務(wù)器為企業(yè)服務(wù)器，因此I-CSCF將Alternate Registrar AVP的變更注冊服務(wù)器替換到注冊請求的Request-URI中，然后將注冊請求轉(zhuǎn)發(fā)到I-BAC。

（6）I-BAC將注冊請求路由到IP-PBX，I-BAC應(yīng)在消息中增加Path頭，并把自己的SIP URI加入。

（7）企業(yè)網(wǎng)完成對游牧用戶的鑒權(quán)認證（圖中省略），存儲Path內(nèi)容，然后回應(yīng)200 OK響應(yīng)，消息中增加Service-Route頭域，將自己的SIP URI加入，并可通過orig標識區(qū)分始發(fā)呼叫和終結(jié)呼叫。

（8）I-BAC向I-CSCF轉(zhuǎn)發(fā)200 OK響應(yīng)時，增加Service-Route頭域，并將自己的SIP URI加入。

（9）I-CSCF向P-CSCF轉(zhuǎn)發(fā)200 OK響應(yīng)。

（10）P-CSCF收到200 OK響應(yīng)時，存儲Service-Route的值，并保存其和用戶的公有身份標識的對應(yīng)關(guān)系。再通過A-BAC向游牧用戶轉(zhuǎn)發(fā)200 OK響應(yīng)。

用戶主叫流程如圖3所示。

流程說明：

（1）游牧用戶發(fā)起呼叫請求INVITE，主叫用戶標識為x@home1.cet。

（2）P-CSCF根據(jù)本地存儲的用戶對應(yīng)的Service-Route信息，構(gòu)造2個Route頭域分別填入I-BAC和ippbx的SIP URI，然后將呼叫轉(zhuǎn)發(fā)給I-BAC1。

（3）I-BAC1刪除第一個Route頭域，根據(jù)下一個Route頭域企業(yè)網(wǎng)的SIP URI，將呼叫轉(zhuǎn)發(fā)給企業(yè)網(wǎng)。

（4）企業(yè)網(wǎng)收到呼叫請求，如果被叫為企業(yè)網(wǎng)內(nèi)部用戶，即企業(yè)網(wǎng)直接接續(xù)被叫；如果被叫為外部用戶，即按照非游牧的處理方式將轉(zhuǎn)發(fā)到歸屬IMS網(wǎng)絡(luò)。

（5～7）歸屬IMS執(zhí)行主叫側(cè)業(yè)務(wù)，然后將呼叫請求路由到被叫側(cè)網(wǎng)絡(luò)。

游牧用戶被叫流程如圖4所示。

流程說明：

（1）外部用戶呼叫企業(yè)網(wǎng)游牧用戶，Request-URI為被叫用戶的公有用戶標識，呼叫請求從主叫側(cè)路由到被叫用戶所開戶的歸屬IMS域。

（2）S-CSCF觸發(fā)被叫側(cè)業(yè)務(wù)。

（3～4）S-CSCF觸發(fā)完被叫業(yè)務(wù)后，將呼叫請求通過企業(yè)網(wǎng)的接入網(wǎng)元（如I-BAC1）轉(zhuǎn)發(fā)給企業(yè)網(wǎng)。

（5）企業(yè)網(wǎng)收到呼叫請求，發(fā)現(xiàn)被叫用戶處于游牧狀態(tài)，根據(jù)用戶注冊時存儲在本地的Path值，構(gòu)造Route頭域填入Path內(nèi)容，然后將呼叫路由給I-BAC1。

（6）I-BAC1收到呼叫請求，刪去指示自身的第一個Route，然后跟著下一個Route將呼叫轉(zhuǎn)發(fā)給用戶拜訪地P-CSCF。

（7）P-CSCF將呼叫請求轉(zhuǎn)發(fā)給游牧用戶。

5 對IMS網(wǎng)絡(luò)的要求

5.1 網(wǎng)元要求

（1）HSS

HSS為具有游牧權(quán)限的企業(yè)網(wǎng)用戶開戶，用戶公有標識格式為“號碼@home1.cet”，對應(yīng)一個Alternate Registrar注冊重定向服務(wù)器，即企業(yè)網(wǎng)服務(wù)器。當HSS收到I-CSCF針對游牧用戶的UAR查詢時，通過UAA返回Alternate Registrar給I-CSCF。

（2）I-CSCF

歸屬域I-CSCF收到游牧用戶的注冊請求時，向HSS發(fā)起UAR查詢，HSS返回UAA消息，攜帶S-CSCF能力集/S-CSCF名和Alternate Registrar。如果原始注冊請求中注冊服務(wù)器名為企業(yè)網(wǎng)服務(wù)器，則I-CSCF應(yīng)根據(jù)HSS返回的Alternate Registrar將注冊請求通過I-BAC轉(zhuǎn)發(fā)到企業(yè)網(wǎng)；如果原始注冊請求中注冊服務(wù)器為IMS本身，則I-CSCF根據(jù)S-CSCF能力集/S-CSCF名，選擇為用戶服務(wù)的S-CSCF。

（3）I-BAC

要求I-BAC收到企業(yè)網(wǎng)的注冊響應(yīng)200 OK時，增加Service-Route頭域加入自己SIP URI，以指示用戶發(fā)起的會話請求將Service-Route頭域內(nèi)容寫入Route中。I-BAC在收到從游牧用戶發(fā)來的會話請求時應(yīng)根據(jù)Route頭域值的指示，將請求轉(zhuǎn)發(fā)到企業(yè)網(wǎng)。endprint

（4）企業(yè)網(wǎng)

企業(yè)網(wǎng)應(yīng)支持IMS注冊認證、鑒權(quán)機制，存儲注冊請求中的存儲Path內(nèi)容，并在注冊響應(yīng)中通過Service-Route攜帶自己的SIP URI。

企業(yè)網(wǎng)應(yīng)支持Transit功能，具體要求有：當收到IMS轉(zhuǎn)發(fā)的游牧用戶的始發(fā)呼叫請求時，企業(yè)網(wǎng)按照非游牧的方式處理該呼叫；當收到對游牧用戶的呼叫請求時，企業(yè)網(wǎng)應(yīng)根據(jù)游牧用戶注冊時存儲的Path頭域信息，構(gòu)造Route頭域進行路由預(yù)配置，然后將呼叫請求轉(zhuǎn)發(fā)到第一個Route頭域所指網(wǎng)元進行處理，即所接入的I-BAC。

5.2 接口要求

HSS與I-CSCF之間的Cx接口，UAA消息擴展一個新的AVP，即Alternate Registrar AVP，攜帶注冊重定向服務(wù)器名。

6 結(jié)束語

相比用戶直接通過拜訪地互聯(lián)網(wǎng)遠程接入歸屬企業(yè)網(wǎng)的方式，通過IMS網(wǎng)絡(luò)重定向到歸屬企業(yè)網(wǎng)的企業(yè)用戶游牧方案，能夠提供電信級的通信服務(wù)質(zhì)量，同時避免互聯(lián)網(wǎng)直接接入企業(yè)網(wǎng)帶來的安全風(fēng)險，減輕企業(yè)網(wǎng)在安全防護方面的投資。對于電信運營商，通過IMS網(wǎng)絡(luò)提供企業(yè)用戶游牧業(yè)務(wù)，為企業(yè)用戶提供更加豐富的通信服務(wù)，有利于鞏固和提升運營商在政企客戶心中的品牌形象和通信地位。

參考文獻：

[1] 張凝昊，王哲，崔巧旭. 企業(yè)IP-PBX用戶接入IMS網(wǎng)絡(luò)方案研究[J]. 移動通信， 2012（18）： 79-84.

[2] 3GPP TR 23.897. business trunking for Internet Protocol Private Branch Exchange （IP-PBX） in Static Mode of Operation[S]. 2012.

[3] ETSI TS 181 019. Telecommunications and Internet converged Services and Protocols for Advanced Networking （TISPAN）； Business Communications Requirements[S]. 2007.

[4] ETSI TS 182 023. Telecommunications and Internet converged Services and Protocols for Advanced Networking （TISPAN）； Core and enterprise NGN interaction scenarios；Architecture and functional description[S]. 2009.

[5] ETSI TS 182 025. Telecommunications and Internet converged Services and Protocols for Advanced Networking （TISPAN）； Business trunking； Architecture and functional description[S]. 2011.endprint

（4）企業(yè)網(wǎng)

企業(yè)網(wǎng)應(yīng)支持IMS注冊認證、鑒權(quán)機制，存儲注冊請求中的存儲Path內(nèi)容，并在注冊響應(yīng)中通過Service-Route攜帶自己的SIP URI。

企業(yè)網(wǎng)應(yīng)支持Transit功能，具體要求有：當收到IMS轉(zhuǎn)發(fā)的游牧用戶的始發(fā)呼叫請求時，企業(yè)網(wǎng)按照非游牧的方式處理該呼叫；當收到對游牧用戶的呼叫請求時，企業(yè)網(wǎng)應(yīng)根據(jù)游牧用戶注冊時存儲的Path頭域信息，構(gòu)造Route頭域進行路由預(yù)配置，然后將呼叫請求轉(zhuǎn)發(fā)到第一個Route頭域所指網(wǎng)元進行處理，即所接入的I-BAC。

5.2 接口要求

HSS與I-CSCF之間的Cx接口，UAA消息擴展一個新的AVP，即Alternate Registrar AVP，攜帶注冊重定向服務(wù)器名。

6 結(jié)束語

相比用戶直接通過拜訪地互聯(lián)網(wǎng)遠程接入歸屬企業(yè)網(wǎng)的方式，通過IMS網(wǎng)絡(luò)重定向到歸屬企業(yè)網(wǎng)的企業(yè)用戶游牧方案，能夠提供電信級的通信服務(wù)質(zhì)量，同時避免互聯(lián)網(wǎng)直接接入企業(yè)網(wǎng)帶來的安全風(fēng)險，減輕企業(yè)網(wǎng)在安全防護方面的投資。對于電信運營商，通過IMS網(wǎng)絡(luò)提供企業(yè)用戶游牧業(yè)務(wù)，為企業(yè)用戶提供更加豐富的通信服務(wù)，有利于鞏固和提升運營商在政企客戶心中的品牌形象和通信地位。

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[5] ETSI TS 182 025. Telecommunications and Internet converged Services and Protocols for Advanced Networking （TISPAN）； Business trunking； Architecture and functional description[S]. 2011.endprint

（4）企業(yè)網(wǎng)

企業(yè)網(wǎng)應(yīng)支持IMS注冊認證、鑒權(quán)機制，存儲注冊請求中的存儲Path內(nèi)容，并在注冊響應(yīng)中通過Service-Route攜帶自己的SIP URI。

企業(yè)網(wǎng)應(yīng)支持Transit功能，具體要求有：當收到IMS轉(zhuǎn)發(fā)的游牧用戶的始發(fā)呼叫請求時，企業(yè)網(wǎng)按照非游牧的方式處理該呼叫；當收到對游牧用戶的呼叫請求時，企業(yè)網(wǎng)應(yīng)根據(jù)游牧用戶注冊時存儲的Path頭域信息，構(gòu)造Route頭域進行路由預(yù)配置，然后將呼叫請求轉(zhuǎn)發(fā)到第一個Route頭域所指網(wǎng)元進行處理，即所接入的I-BAC。

5.2 接口要求

HSS與I-CSCF之間的Cx接口，UAA消息擴展一個新的AVP，即Alternate Registrar AVP，攜帶注冊重定向服務(wù)器名。

6 結(jié)束語

相比用戶直接通過拜訪地互聯(lián)網(wǎng)遠程接入歸屬企業(yè)網(wǎng)的方式，通過IMS網(wǎng)絡(luò)重定向到歸屬企業(yè)網(wǎng)的企業(yè)用戶游牧方案，能夠提供電信級的通信服務(wù)質(zhì)量，同時避免互聯(lián)網(wǎng)直接接入企業(yè)網(wǎng)帶來的安全風(fēng)險，減輕企業(yè)網(wǎng)在安全防護方面的投資。對于電信運營商，通過IMS網(wǎng)絡(luò)提供企業(yè)用戶游牧業(yè)務(wù)，為企業(yè)用戶提供更加豐富的通信服務(wù)，有利于鞏固和提升運營商在政企客戶心中的品牌形象和通信地位。

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