李朋+楊結(jié)友

【摘要】 IMS由于支持多種接入和豐富的多媒體業(yè)務(wù)，成為IP時代的核心網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)。IMS作為VoLTE的核心業(yè)務(wù)控制網(wǎng)絡(luò)，配合LTE和EPC網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)端到端的分組業(yè)務(wù)。本文對IMS網(wǎng)絡(luò)間路由實(shí)現(xiàn)、互通架構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)間接口、IMS漫游過程、PCRF策略進(jìn)行探討。

【關(guān)鍵詞】 IMS LTE IMS網(wǎng)間互通

一、引言

IMS（IP多媒體子系統(tǒng)）網(wǎng)間互通是指用戶在移動到歸屬運(yùn)營商以外的國家或地區(qū)后仍能繼續(xù)使用IMS業(yè)務(wù)。IMS漫游可以在已經(jīng)簽署漫游協(xié)議的國家或地區(qū)，運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)之間進(jìn)行。

二、IMS漫游組網(wǎng)

GSMA IR.65規(guī)范中IMS漫游有以下三種組網(wǎng)實(shí)現(xiàn)方式：

（1）IMS標(biāo)準(zhǔn)漫游組網(wǎng)：UE獲得漫游地網(wǎng)絡(luò)的IP連接，由漫游地提供P-CSCF（代理呼叫會話控制功能）通過BG（邊界網(wǎng)關(guān)）與歸屬地IMS核心網(wǎng)互通，實(shí)現(xiàn)IMS漫游。

（2）漫游地S-GW/P-GW接入歸屬地IMS組網(wǎng)：不需要漫游地支持IMS，通過漫游地P-GW提供數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)本地出口訪問歸屬地IMS 核心網(wǎng)的P-CSCF，IMS業(yè)務(wù)全部由歸屬地提供。

（3）漫游地S-GW，歸屬地P-GW接入歸屬IMS組網(wǎng)：不需要漫游地支持IMS，通過漫游地S-GW（服務(wù)網(wǎng)關(guān)）提供數(shù)據(jù)通道與歸屬地P-GW互通，實(shí)現(xiàn)訪問歸屬地IMS核心網(wǎng)的P-CSCF，IMS業(yè)務(wù)全部由歸屬地提供。

采用組網(wǎng)（1）的標(biāo)準(zhǔn)漫游架構(gòu)，要求漫游地和歸屬地采用IMS網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)漫游互通。此方案是IMS的標(biāo)準(zhǔn)漫游架構(gòu)，本文重點(diǎn)研究IMS標(biāo)準(zhǔn)漫游互通方案。

三、IMS網(wǎng)絡(luò)間互通

標(biāo)準(zhǔn)IMS漫游互通方案中，通過IBCF/TrGW實(shí)現(xiàn)IMS網(wǎng)間漫游和互通。IBCF/TrGW可以提供網(wǎng)間信令與媒體面路由、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)潆[藏、編解碼轉(zhuǎn)換和IPv4/v6互通等功能。支持優(yōu)化媒體路由（OMR）功能，提供用戶面轉(zhuǎn)接時的優(yōu)化路由。完成路由選擇、NAT轉(zhuǎn)換、拓?fù)潆[藏、應(yīng)用層網(wǎng)關(guān)、SIP信令適配、產(chǎn)生CDR、呼叫限制等功能。

IMS漫游用戶通過漫游地提供的P-CSCF接入，然后經(jīng)漫游地IBCF/TrGW、IPX、歸屬地IBCF/TrGW訪問歸屬地IMS，完成VoLTE注冊和呼叫處理。

3.1 IMS網(wǎng)絡(luò)間接口

運(yùn)營商通過IBCF與IPX網(wǎng)絡(luò)互連，當(dāng)IMS呼叫在網(wǎng)絡(luò)A與B之間建立時，SIP請求通過IMS A的出口IBCF發(fā)送到IPX，在由IPX轉(zhuǎn)發(fā)到IMS B的入口IBCF。

IBCF（互通邊界控制功能）通過Mx接口（SIP協(xié)議）與本網(wǎng)IMS其他的SIP網(wǎng)元實(shí)體交互，如與P-CSCF、I-CSCF、S-CSCF、BGCF等網(wǎng)元交互。

IBCF通過Ix接口（H.248協(xié)議）下發(fā)媒體信息（包括QoS信息和媒體邦定信息）給IBGF，控制IBGF完成媒體NAT（網(wǎng)絡(luò)地址翻譯）、QoS控制、編解碼轉(zhuǎn)換等功能。

3.2 IMS漫游過程

當(dāng)UE從歸屬地運(yùn)營商B漫游至運(yùn)營A，IMS漫游過程可以分為UE附著、VoLTE注冊、VoLTE基本呼叫三個部分，如下圖：

（1）UE附著：漫游UE在運(yùn)營商A的LTE網(wǎng)絡(luò)發(fā)起接入請求，更新位置信息，并由運(yùn)營商A的PCRF網(wǎng)元提供QoS策略和計(jì)費(fèi)控制信息，建立QCI=5的缺省IMS APN承載，完成附著請求。

（2）VoLTE注冊：漫游用戶通過漫游地運(yùn)營商A的P-CSCF接入IMS網(wǎng)絡(luò)，并通過漫游地的TrGW、IPX網(wǎng)絡(luò)和歸屬地的TrGW注冊到歸屬地的S-CSCF，并由歸屬地的IMS核心網(wǎng)提供業(yè)務(wù)。用戶注冊成功后漫游地P-CSCF和歸屬地S-CSCF互相保存對方的主機(jī)域名地址，用于后續(xù)呼叫路由尋址。

（3）VoLTE基本呼叫：當(dāng)漫游用戶注冊成功后即可發(fā)起呼叫流程。運(yùn)營商A的P-CSCF與運(yùn)營商B的S-CSCF中間網(wǎng)元完成呼叫路由及接續(xù)，把呼叫路由到歸屬地運(yùn)營商B的IMS網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)呼叫業(yè)務(wù)流程。

3.3 IMS漫游PCRF策略

由于標(biāo)準(zhǔn)IMS漫游架構(gòu)需要使用漫游地的P-GW和P-CSCF，因此必須使用已知的IMS APN。使用IMS APN附著時，PDN連接建立同時也建立一個QCI=5的缺省承載，用來傳輸IMS中的SIP信令。IMS的語音數(shù)據(jù)由網(wǎng)絡(luò)側(cè)觸發(fā)建立QC1=1的專用承載來傳輸。對于業(yè)務(wù)的QoS策略控制，通過PCRF下發(fā)策略觸發(fā)專用承載的建立。

IMS漫游標(biāo)準(zhǔn)組網(wǎng)中P-GW和P-CSCF均由漫游地提供，而PCRF位于歸屬地，因此需要涉及漫游地V-PCRF和歸屬地的H-PCRF交互?？赡艽嬖谝韵聨追N情況：

（1）漫游地P-CSCF直接下發(fā)業(yè)務(wù)特性給漫游地V-PCRF，V-PCRF根據(jù)漫游協(xié)議簽訂的靜態(tài)默認(rèn)策略，直接下發(fā)策略給漫游地P-GW執(zhí)行，漫游用戶不區(qū)分用戶統(tǒng)一策略。

（2）漫游地P-CSCF通過Rx接口下發(fā)業(yè)務(wù)特性給歸屬地H-PCRF，漫游地P-GW通過Gx接口，直接獲取歸屬地H-PCRF策略。但是在國際漫游中，由歸屬地策略直接控制漫游地P-GW可行性較差，且需要Rx接口和Gx接口均通過IPX網(wǎng)絡(luò)做中轉(zhuǎn)。

（3）漫游地P-CSCF通過Rx接口下發(fā)業(yè)務(wù)特性給漫游地V-PCRF，V-PCRF通過與H-PCRF之間的S9接口獲取歸屬地策略，vPCRF通過Gx接口下發(fā)策略給漫游地P-GW。

漫游地和歸屬地PCRF的三種交互方式中第1種比較容易實(shí)現(xiàn)，僅需在漫游協(xié)議簽訂時規(guī)定好靜態(tài)默認(rèn)策略即可。

四、結(jié)束語

基于IMS的VoLTE語音業(yè)務(wù)，呼叫時延短、通話連續(xù)性好、通話質(zhì)量清晰等優(yōu)點(diǎn)。IMS由于支持多種接入和豐富的多媒體業(yè)務(wù)，成為IP時代的核心網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)。VoLTE是運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)方向，也是LTE語音業(yè)務(wù)的目標(biāo)方案，IMS網(wǎng)絡(luò)也將成為LTE時代各大運(yùn)營商的部署目標(biāo)。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]波克申科，梅耶爾（著），望玉梅，周勝（譯）. IMS：IP多媒體概念和服務(wù)[M]. 機(jī)械工業(yè)出版社. 2011.

[2] 強(qiáng)磊，饒少陽，陳卉. IMS核心原理與應(yīng)用[M]. 人民郵電出版社. 2008.

[3]文旭樺. IPX承載VoLTE國際漫游的組網(wǎng)方案研究[J]. 移動通信， 2016，40（15）： 54-58.

[4] GSMA IR.65 v24.0. IMS Roaming and Interworking Guidelines [S]. 2017.

[5] GSMA IR.88 v15.0. LTE and EPC Roaming Guidelines[S]. 2016.endprint