中興通訊│呂嚴

中興通訊IMS固移融合方案助力運營商實現(xiàn)VoLTE

中興通訊│呂嚴

VoLTE IMS是為4G用戶提供語音和多媒體業(yè)務(wù)的最佳網(wǎng)絡(luò)，這些業(yè)務(wù)仍是4G時代運營商最穩(wěn)定的收入來源。

4G網(wǎng)絡(luò)的大規(guī)模建設(shè)以及終端的迅猛發(fā)展，加上OTT分流語音業(yè)務(wù)的威脅，促使VoLTE成為運營商4G時代語音業(yè)務(wù)的必然選擇。當前國內(nèi)運營商VoLTE網(wǎng)絡(luò)開始陸續(xù)部署，整個產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展已經(jīng)成熟。對于既有固網(wǎng)又有移動網(wǎng)絡(luò)的全業(yè)務(wù)運營商來說，如何快速部署一張安全、穩(wěn)定、可持續(xù)發(fā)展的核心網(wǎng)，以滿足市場長期競爭和電信業(yè)務(wù)發(fā)展的需要，是當前網(wǎng)絡(luò)建設(shè)面臨的重要挑戰(zhàn)。

全業(yè)務(wù)運營商固移融合需求

IMS（IP多媒體子系統(tǒng)）是IP多媒體業(yè)務(wù)進行控制的網(wǎng)絡(luò)核心層邏輯功能實體的總稱，它能夠滿足終端客戶更新穎、更多樣化多媒體業(yè)務(wù)的需求。IMS的架構(gòu)具有接入無關(guān)性、標準化的語音和業(yè)務(wù)控制能力等特點。終端用戶可以通過不同的方式（例如LTE和FTTx等）接入IMS核心網(wǎng)，享受相同應(yīng)用服務(wù)器提供的業(yè)務(wù)，帶來無差別的業(yè)務(wù)體驗。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)融合難題，以及引入語音、數(shù)據(jù)、視頻三重融合等差異化業(yè)務(wù)的重要方式?；贗MS方式在LTE網(wǎng)絡(luò)上實現(xiàn)高質(zhì)量語音業(yè)務(wù)，是VoLTE的最終目標。

隨著4G網(wǎng)絡(luò)的全面建設(shè)發(fā)展，移動運營商現(xiàn)網(wǎng)的全部2G/3G用戶都將逐漸發(fā)展為4G用戶，VoLTEIMS是為4G用戶提供語音和多媒體業(yè)務(wù)的最佳網(wǎng)絡(luò)，這些業(yè)務(wù)仍是4G時代運營商最穩(wěn)定的收入來源，VoLTEIMS網(wǎng)絡(luò)必將成為未來4G的基礎(chǔ)語音網(wǎng)絡(luò)。對于基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，運營商需在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃初期考慮用戶長期發(fā)展需求，盡量減少網(wǎng)絡(luò)后期分拆合并等大調(diào)整，保證網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定和可靠。同時，網(wǎng)絡(luò)部署應(yīng)著眼于全網(wǎng)，統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一部署、統(tǒng)一演進是網(wǎng)絡(luò)長期發(fā)展與演進的基礎(chǔ)。運營商應(yīng)在現(xiàn)網(wǎng)的固網(wǎng)IMS上改造支持VoLTE業(yè)務(wù)，通過快速部署VoLTE業(yè)務(wù)網(wǎng)元，形成一張融合的IMS核心網(wǎng)，提升市場競爭力。

圖1 固網(wǎng)用戶接入到核心網(wǎng)

固移融合IMS解決方案

全業(yè)務(wù)運營商先期部署的IMS用于接入固網(wǎng)用戶，建設(shè)方案是按地域部署多個IMS網(wǎng)絡(luò)，每個IMS網(wǎng)絡(luò)之間直接互通，網(wǎng)絡(luò)成扁平化的結(jié)構(gòu)。每個IMS網(wǎng)絡(luò)的核心網(wǎng)設(shè)備包括SBC、P-CSCF、I/S-CSCF、MMTEL AS、SIP AS、IMS HSS和ENUM/DNS等網(wǎng)元，網(wǎng)元容災(zāi)部署為1＋1互備方式。SBC、P-CSCF是接入側(cè)網(wǎng)元，是用戶接入IMS網(wǎng)絡(luò)的入口；I-CSCF是IMS網(wǎng)絡(luò)互通的入口，作用是隱藏IMS網(wǎng)絡(luò)，并且在用戶注冊時為其選擇服務(wù)的S-CSCF，另外在呼叫流程中查詢HSS找到被叫服務(wù)的S-CSCF；S-CSCF的作用是控制用戶鑒權(quán)、業(yè)務(wù)觸發(fā)和呼叫路由；MMTEL AS實現(xiàn)用戶的補充業(yè)務(wù)；SIP AS實現(xiàn)其他多媒體業(yè)務(wù)。IMS網(wǎng)絡(luò)接入的固網(wǎng)用戶包括SIP PHONE、PC Client、IAD和PON等終端類型。

IMS網(wǎng)絡(luò)接入固網(wǎng)用戶時網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)如圖1所示。

VoLTE是以LTE/EPC為接入、IMS為控制的語音解決方案。VoLTE用戶和固網(wǎng)用戶在功能上有些區(qū)別，例如eSRVCC，被叫域選側(cè)及VoLTE用戶業(yè)務(wù)體驗要與2G/3G用戶保持一致等，因此需要引入新的網(wǎng)元VoLTE AS，VoLTE SBC和三融合HSS等實現(xiàn)VoLTE用戶的這些特有業(yè)務(wù)。VoLTE AS包括MMTEL AS和SCC AS邏輯網(wǎng)元，實現(xiàn)VoLTE用戶的補充業(yè)務(wù)、eSRVCC和被叫域選擇功能。VoLTE SBC包含SBC、P-CSCF、ATCF和ATGW四個邏輯網(wǎng)元的設(shè)備，實現(xiàn)VoLTE用戶的接入和eSRVCC功能。

VoLTE IMS網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)元的部署方式與原固網(wǎng)IMS網(wǎng)絡(luò)的不同，其中I/S-CSCF網(wǎng)元融合后要求采用POOL部署方式。新增網(wǎng)元VoLTE AS、VoLTE SBC按POOL方式部署；三融合HSS是EPC HSS升級支持IMS HSS功能，仍按照現(xiàn)網(wǎng)的分布式部署方式?，F(xiàn)網(wǎng)IMS的其他設(shè)備MMTEL AS、SIP AS、HSS、ENUM/DNS和MGCF/ MGW保持現(xiàn)有的模式。

固移融合后的IMS網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)如圖2所示。

固移用戶融合后的IMS網(wǎng)絡(luò)同時為移動和固網(wǎng)用戶提供業(yè)務(wù)，移動用戶在LTE網(wǎng)絡(luò)覆蓋下，首先附著到EPC網(wǎng)絡(luò)，從EPC網(wǎng)絡(luò)得到IMS網(wǎng)絡(luò)入口VoLTE SBC(PCSCF)的地址，然后發(fā)起到IMS網(wǎng)絡(luò)的注冊流程，完成注冊后就可以使用IMS網(wǎng)絡(luò)提供的業(yè)務(wù)。固網(wǎng)用戶在終端上配置SBC的域名，終端上網(wǎng)時從公網(wǎng)DNS獲得SBC的IP地址，接著發(fā)起到IMS網(wǎng)絡(luò)的注冊流程，完成注冊后可以由IMS提供業(yè)務(wù)。

CS域的移動用戶逐步演進成VoLTE用戶，在這個演進過程中， IMS網(wǎng)絡(luò)的固網(wǎng)、VoLTE用戶和CS域移動用戶之間的呼叫路由有以下幾種場景。

● IMS固網(wǎng)用戶和VoLTE用戶之間的呼叫：主、被叫業(yè)務(wù)和路由都直接在IMS網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部完成。

●IMS的固網(wǎng)用戶、VoLTE用戶呼叫CS域移動用戶：IMS的固網(wǎng)用戶、VoLTE用戶在IMS網(wǎng)絡(luò)完成業(yè)務(wù)處理，由互通網(wǎng)元MGCF/ MGW出域到CS網(wǎng)絡(luò)接續(xù)被叫用戶。

●CS域移動用戶呼叫IMS的固網(wǎng)用戶、VoLTE用戶：CS網(wǎng)絡(luò)將呼叫路由至互通網(wǎng)元MGCF/MGW，IMS網(wǎng)絡(luò)完成被叫用戶的業(yè)務(wù)觸發(fā)，再接續(xù)被叫用戶。

CS域用戶最終都將升級為VoLTE用戶，整個通信網(wǎng)絡(luò)演進為全IP、扁平化、單一的IMS，固定和移動用戶都是IMS網(wǎng)絡(luò)的用戶，所有的呼叫和業(yè)務(wù)實現(xiàn)都在IMS網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部完成，實現(xiàn)固移用戶融合、統(tǒng)一的控制。

IMS固移融合方案亮點

IMS固移融合方案是網(wǎng)絡(luò)演進的趨勢和方向，有多個優(yōu)勢。

●IMS網(wǎng)絡(luò)與接入方式無關(guān)，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)扁平化。IMS網(wǎng)絡(luò)支持各種終端通過IP方式接入，整個網(wǎng)絡(luò)不用分為多層，成扁平化結(jié)構(gòu)。

●開放、標準的架構(gòu)，易于快速部署各種多媒體業(yè)務(wù)。IMS網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)元間定義了標準的接口，控制層和業(yè)務(wù)層分離，在業(yè)務(wù)層增加新業(yè)務(wù)，只需和控制層對接，不會影響控制層的正常運行，引入新業(yè)務(wù)非常便捷。

●固網(wǎng)與移動融合為新業(yè)務(wù)提供了更多的應(yīng)用場景。IMS為固移用戶同時服務(wù)，提供統(tǒng)一的控制和業(yè)務(wù)，增加了新業(yè)務(wù)使用的場景。

●資源控制機制避免了豎井式的架構(gòu)。固移融合IMS打破了固網(wǎng)、移動網(wǎng)各自豎井式的營賬、業(yè)務(wù)層、控制層和接入層結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)資源共享。

●高集成度和高可靠性。IMS設(shè)備使用統(tǒng)一的硬件平臺，有效降低運維成本，支持虛擬化演進。網(wǎng)元支持過負荷控制，全方位的容災(zāi)方案，具有防信令風(fēng)暴功能。

●中興通訊IMS固移融合方案具有豐富IOT經(jīng)驗和智能運維能力，可與多廠家的多接口進行對接，在多個運營商網(wǎng)絡(luò)中進行過驗證。使用腳本快速部署，網(wǎng)元一鍵升級，具備智能語音分析功能。

圖2 固移融合后的IMS網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

IMS固移融合方案的客戶利益

●快速建網(wǎng)并節(jié)省投資

現(xiàn)網(wǎng)IMS已經(jīng)完成了互聯(lián)互通工作，在現(xiàn)網(wǎng)IMS部署VoLTE，主要網(wǎng)元可再利用，大大減少VoLTE網(wǎng)絡(luò)商用周期。固移融合可以實現(xiàn)固網(wǎng)和VoLTE用戶資源共享，建設(shè)固網(wǎng)IMS網(wǎng)絡(luò)時用戶容量的空余部分可用于VoLTE用戶的接入。同時原有機房、電源、空調(diào)、傳輸?shù)扰涮踪Y源可共用，有效降低CAPEX，實現(xiàn)資產(chǎn)利用率的最大化。

●簡化復(fù)雜度并降低運維成本

固移融合通過網(wǎng)絡(luò)融合有效簡化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)融合也是其他層面融合的基礎(chǔ)。通過業(yè)務(wù)融合能夠為用戶提供相同的業(yè)務(wù)體驗，實現(xiàn)業(yè)務(wù)的統(tǒng)一部署，縮短開通周期。固網(wǎng)和VoLTE共用一張IMS網(wǎng)絡(luò)，可簡化網(wǎng)絡(luò)拓撲，降低網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜度；并且整個運維的架構(gòu)和流程完全繼承運營商現(xiàn)網(wǎng)的模式，現(xiàn)有維護人員繼續(xù)維護熟悉的網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備，運維難度小，可減少維護人力的投入。

小結(jié)

固定、移動融合是未來網(wǎng)絡(luò)演進的必然方向，IMS固移融合解決方案能為固定和移動用戶提供統(tǒng)一的語音、數(shù)據(jù)、視頻服務(wù)業(yè)務(wù)等，提升用戶的體驗；固移融合增加了“固移用戶捆綁”的新運營模式，提高每用戶的業(yè)務(wù)收入；固移融合優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)共享資源，降低了網(wǎng)絡(luò)運營成本。

VoLTE是促使固移融合的一次契機，運營商應(yīng)抓住機遇，發(fā)揮全業(yè)務(wù)運營優(yōu)勢，增強用戶體驗，提高網(wǎng)絡(luò)競爭力。

編輯｜魯義軒 luyixuan@bjxintong.com.cn