IMS版本演進淺析

楊威 2008/12/17

圖1 IMS注冊流程

3GPP IMS版本演進

R5

　　3GPP在R5版本中首次提出IMS，并在R6和R7版本中對其進一步完善，目前正在制定的版本為R8版本。

　　R5版本提出和定義了IMS的基本框架及3G接入的能力，R5階段側重于基本架構、3G接入能力、功能實體、信令流程的規(guī)定，并對鑒權、計費、安全、QoS等進行了基本定義。

R6

　　R6版本對IMS接口和功能更加細化，定義了WLAN接入的能力、IMS和外部網絡之間的互通、IMS支持各種業(yè)務的能力等方面。R6版本在2005年3月凍結，是第一個完善的IMS標準版本。

　　相對R5，R6主要完善、增強了以下功能：

　　定義了SBLP(ServiceBasedLocalPoicy)的QoS框架、端到端的QoS概念和框架結構,將PDF從P-CSCF中分離出來,并定義了相關Go/Gq接口。

　　接入安全方面，強化了IPSec的機密性保護功能；同時針對傳統(tǒng)移動終端接入IMS的需求，提出了EarlyIMS的鑒權機制。

　　3GPP制定了PSTN、CS域和其他IP多媒體系統(tǒng)的互通，對網絡互通的框架結構、與傳統(tǒng)電路交換網絡的互通協(xié)議都已經完成定義；對SIP協(xié)議和BICC/IUSP協(xié)議的映射基于ITU-T的Q.1912.5作了適當調整。

　　IPv4和IPv6互通問題：在IMS規(guī)范制定初期，考慮到IPV4的地址資源非常緊張，因此要求IMS內使用IPV6。但是由于IPV6技術和商用情況的限制，很多國家提出使用IPV4盡早實現(xiàn)IMS的要求,R6中引入ALG和TrGW完成了信令和承載層面的IPv4和IPv6的互通問題。

R7

　　R7版本在2007年凍結，其主要增強功能為：

　　FBI（Systemenhancementsforfixed Broadband access to IMS）：增加對固定接入的支持，如NAT穿越、IMS匯接網絡、IBCF（IMS Border Control Function）邊界控制等。

　　緊急呼叫（EmergencyCall）：引入了E-CSCF這個新網元，使IMS建立緊急呼叫成為可能。

　　VCC（VoiceCallContinuity）：實現(xiàn)雙模手機在IMS域和CS域進行語音呼叫切換，采用IMS控制方案，切換控制由應用層實現(xiàn)。

　　CSI（CombiningCS&IMSservices）：其實質是不同業(yè)務分別由兩個網絡提供，實時類業(yè)務由CS域提供，非實時業(yè)務由IMS域提供。在第1階段，CSI由終端實現(xiàn)。

　　PCC（PolicyControlandCharging）：把QoS的策略控制和流計費合并，生成一個新的網元PCRF，使用基于DIAMETER的Rx、Gx接口傳遞相應的策略控制和計費控制信息。這一功能框架的改變是對R6 SBLP框架的重大更新和改進。

　　多媒體電話（補充）業(yè)務：基于TISPANNGNR1的PSS（PSTN/ISDN模擬業(yè)務）。

R8

　　3GPPR8的主要增強功能有：

　　CommonIMS：集中TISPAN和3GPP2的IMS研究成果，并以此為基礎制定統(tǒng)一IMS標準。

　　ICS（IMSCentralizedServiceControl）：解決用戶在CS接入的情況下，業(yè)務邏輯集中在IMS控制的問題。目前有終端升級和網絡升級兩種方案，前者負責在UE與IMS-AS之間建立業(yè)務邏輯控制通道，同時通過現(xiàn)有的CS域IMS互通機制建立CS到IMS的承載；后者升級VMSC，使之具備接入IMS的能力，將CS呼叫接入到IMS以進行業(yè)務邏輯控制。

　　MMSC（MultiMediaSessionContinuity）：解決用戶在同時接入CS和PS情況下，多媒體會話在不同域之間的切換和連續(xù)性問題。方案沿用了R7VCC的架構，在IMS域設置SC-AS，錨定CS和PS會話，并進行會話切換控制，完成與對端UE的重協(xié)商。

　　SB（ServiceBroker）：增強業(yè)務交互管理。其中增強iFC處理方案進展比較順利，引入業(yè)務代理（ServiceBroker）方案進展不佳。

　　IMSCAT：在IMS主叫網絡和被叫網絡中增設彩鈴服務器，將主叫彩鈴服務器和被叫彩鈴服務器串到會話請求路徑中，通過EarlyMedia或者EarlySession的方式向主叫用戶提供彩鈴服務。

　　SMS和IM的業(yè)務互通：在CS和IMS域之間增設一個消息互通網關，消息互通網關對應CS域為MSC以及SMSrouter，消息互通網關對應IMS則為AS。

ETSI TISPAN IMS版本演進

　　ETSITISPAN目前研究的焦點是如何在短期內實現(xiàn)NGN，TISPANNGN的核心網包含的范圍很廣，它涵蓋了多種子系統(tǒng)，其中包括基于SIP的核心網。在這樣的框架下，NGN可以實現(xiàn)基于SIP、SIP-I、RTSP的業(yè)務。TISPANR1 NGN核心網中基于SIP的核心網將采用3GPP定義的IMS平臺，并盡可能重用IMS Release 6的相關規(guī)范，但要求支持更多的接入方式，包括xDSL、WLAN、LAN、MAN等。

　　TISPAN于2005年12月發(fā)布了NGNR1版本規(guī)范，R2階段的研究工作接近完成，目前正在定義R3的內容。

　　R1階段，TISPAN采用3GPPR7定義的IMS架構，針對固定接入的特定要求進行了相關修訂。針對固定接入（特別是xDSL接入），提出了網絡連接子系統(tǒng)（NASS）和資源控制子系統(tǒng)（RACS）,定義了用于PSTN替換的、基于IMS的PSTN/ISDN仿真子系統(tǒng)（PES）實現(xiàn)方案。業(yè)務方面，定義了傳統(tǒng)電信網絡的補充業(yè)務在IMS中的實現(xiàn)，即PSTN/ISDN模擬業(yè)務。對3GPP已經定義的相關接口協(xié)議，針對固定的特殊需求進行了修訂。

　　R2階段的主要工作包括PES/PSS的完善、RACS增強，以及IPTV、企業(yè)網絡、家庭網絡的定義。詳細內容如下：

　　PSS：在NGNR1的基礎上，增加了以下業(yè)務：AoC、CW、CCBS/CCNR、3PTY、UUS、SUB等。除CW、CCBS/CCNR、3PTY外，其它規(guī)范均已發(fā)布，2008年開始轉移到3GPPCT1維護。3GPPCT1已經完成了CW和CCBS/CCNR兩個項目的立項。

　　PES：在NGNR1的基礎上增加了對ISDN終端接入和Overlap信令的支持。

　　RACS增強：主要是支持組播、計費、多種網絡部署模式以及與3GPPPCC融合的技術規(guī)定。R2功能結構規(guī)范已經完成，協(xié)議實現(xiàn)規(guī)范接近完成。

　　IPTV：定義了IPTV的業(yè)務需求以及對NGN網絡的要求。功能結構上，分為專用架構和基于IMS的架構兩種，均強調與NGN的集成，有別于傳統(tǒng)IPTV（即非NGN的IPTV）。基于IMS的IPTV架構將直接基于R1階段的研究成果，重用IMS核心功能實體，通過增加媒體控制功能和媒體傳輸功能，實現(xiàn)對IPTV業(yè)務的支持，從而實現(xiàn)多媒體和IPTV的統(tǒng)一體系架構。專用IPTV架構僅重用IMS中的NASS/RACS以及UPSF等功能，業(yè)務層面與IMS為互通關系，已完成功能結構規(guī)范和協(xié)議規(guī)范。

　　企業(yè)網：定義了企業(yè)網的需求（包括漫游場景、安全）和功能結構，包括IMS轉接（即BusinessTrunking）、托管企業(yè)業(yè)務（HostedEnterpriseServices）兩種模式。功能結構規(guī)范已經完成。

　　家庭網絡：側重定義IPTV客戶網絡設備的功能結構以及接口協(xié)議，尚在進行中。

其他標準組織的IMS演進進展

　　CCSATC5（無線通信技術工作委員會）旗下的WG9負責移動網絡IMS相關規(guī)范的制定，已經完成基于3GPPR6的IMS系統(tǒng)設備和接口協(xié)議技術及測試規(guī)范的制定。WG4則負責制定3GPP2移動網IMS核心網絡相關的規(guī)范，已完成MMD的相關研究報告。

　　CCSATC3（網絡與交換技術工作委員會）自2006年啟動了IMS研究項目，創(chuàng)造了TISPANNGNR1的成果，2007年開始制定IMS業(yè)務方面的標準，包括PSS業(yè)務、多媒體會議、多媒體彩鈴/振鈴等業(yè)務。

　　CCSATC5和TC3自2006年開始了統(tǒng)一IMS的相關研究（UnifiedIMS，有別于3GPPCommon IMS）。至2008年6月，主要完成了統(tǒng)一IMS的需求（第一階段）、功能體系架構（第一階段）、組網總體技術要求（第一階段）等規(guī)范的制定。

　　TC3&5聯(lián)席會議還將繼續(xù)以下規(guī)范的制定：統(tǒng)一IMS（第一階段）I/S-CSCF設備技術要求、統(tǒng)一IMS（第一階段）P-CSCF設備技術要求、IMS（第一階段）歸屬用戶服務器設備技術要求、統(tǒng)一IMS（第一階段）組網安全要求、會話初始協(xié)議技術要求等。

　　2004年6月成立的ITU-TFGNGN（NGN專題組）也已經開始對IMS的業(yè)務和網絡框架進行研究。FGNGN研究NGN業(yè)務的需求，把IMSRelease6中定義的業(yè)務作為業(yè)務研究的起點，但同時強調業(yè)務應具有靈活的生成能力；還研究有關IMS的網絡融合技術等問題。

　　FGNGN工作組加快了ITU－T關于IMS的標準制定工作，現(xiàn)階段IMS的規(guī)范主要為SG13負責制定。NGNIMS的框架結構是一個與接入技術無關的網絡，盡可能多地支持各種接入技術；對基于SIP會話的業(yè)務將以IMS為基礎開展工作，并參考3GPP的一些列相關規(guī)范。

統(tǒng)一IMS成為網絡融合的終極目標

　　傳統(tǒng)交換技術經歷了向模擬交換和數(shù)字交換技術的轉變，無論是模擬交換還是數(shù)字交換，它的特點都是面向連接的，并且交換控制、承載連接、業(yè)務提供、用戶信息不分離，集中在一個物理實體即交換設備中。

　　智能網的產生，引入了業(yè)務提供與呼叫控制分離的概念；而軟交換的提出，引入了呼叫控制和承載連接分離的思想。這些都是核心交換網絡所發(fā)生的重大變革，每一次變革都對業(yè)務提供、網絡結構產生了很大的影響。由于智能網的引入，電信業(yè)務愈加豐富；而由于軟交換的部署，網絡趨于扁平化，結構更加清晰，維護管理更加方便。

　　IMS的產生，使得網絡層次分離得更加徹底，接口更加標準化，業(yè)務提供、呼叫控制、承載連接、用戶數(shù)據分別由不同的實體提供，從接入到核心，從承載到業(yè)務，各個環(huán)節(jié)都可以成為產業(yè)鏈的重要角色。IMS體系這種分離的標準化架構為網絡融合提供了充分的技術條件。統(tǒng)一IMS的產生，真正體現(xiàn)了核心會話控制層面的融合，是網絡融合的終極目標。

　　促進網絡融合一直是電信行業(yè)多年來的工作目標，ISDN和B-ISDN都被賦予了這樣的使命，后來出現(xiàn)的軟交換也曾被寄予厚望。電信運營商希望改變一類業(yè)務、一個網絡的狀況，從而降低網絡建設和維護成本；用戶也希望通過一個號碼、一個網絡獲得各種各樣的業(yè)務，方便使用。統(tǒng)一IMS的產生為固定和移動融合創(chuàng)造了有利條件，為全業(yè)務運營提供了充分的技術保障。

　　全業(yè)務運營在一定程度上驅動了統(tǒng)一IMS的產生與發(fā)展。以統(tǒng)一IMS為核心的下一代網絡是一個不斷演進、逐漸融合的網絡，其業(yè)務范圍覆蓋了話音、數(shù)據業(yè)務和應用。目前業(yè)界正在研究如何使用IMS架構支持IPTV等流媒體業(yè)務，IMS被賦予的使命越來越多。統(tǒng)一IMS作為下一代網絡交換部分的核心和基礎，在由電路交換向分組交換演進的過程中，在全業(yè)務運營的環(huán)境下，將繼續(xù)保持主導地位。

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