西門子IMS——領(lǐng)先的多媒體業(yè)務(wù)演進(jìn)平臺(tái)
2005/12/22
一、IMS的概念
IMS（IPMultimediaSubsystem）即IP多媒體子系統(tǒng)，是由負(fù)責(zé)制訂WCDMA標(biāo)準(zhǔn)的國(guó)際化組織3GPP在R5中定義的。IMS的提出為下一代基于IP的移動(dòng)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(tái)，它的核心特點(diǎn)是基于SIP協(xié)議和接入的無關(guān)性。由于采用SIP作為核心控制協(xié)議，并通過SIP進(jìn)行業(yè)務(wù)管理，IMS可以使運(yùn)營(yíng)商充分利用SIP的優(yōu)勢(shì)，更快速更靈活地開發(fā)管理移動(dòng)多媒體業(yè)務(wù)。
二、IMS體系架構(gòu)及核心部件
3GPPIMS體系采用了分層的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，如圖1所示。
3GPPR5：IMS的分層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)
- 最底層為承載層，用于提供IMS SIP會(huì)話的接入和傳輸。從技術(shù)角度來看，承載網(wǎng)必須是基于分組交換的，通常包括3GPP 分組網(wǎng)、IP
VPN等。圖中以移動(dòng)分組網(wǎng)的承載方式為例，描述了IMS用戶通過手機(jī)進(jìn)行IMS會(huì)話的方式，主要的承載層設(shè)備有SGSN、GGSN，以及媒體網(wǎng)關(guān)MGW。SGSN和GGSN可以完全重用現(xiàn)網(wǎng)設(shè)備，不需要硬件升級(jí)，僅通過做相關(guān)配置就可以支持IMS了。MGW是負(fù)責(zé)媒體流在IMS域和CS域互通的功能實(shí)體，主要解決話音互通問題。無論具體采用哪一種接入方式，只要基于IP技術(shù)，所有的IMS用戶信令就可以很好地傳送到控制層。
- 中間層為信令控制層，所有IP多媒體業(yè)務(wù)的信令控制都在這一層完成。主要的功能實(shí)體有CSCF（Call Session Control
Function）、HSS（Home Subscriber Server）、MGCF（Media Gateway Control Function）等，這些網(wǎng)元通過執(zhí)行不同的角色，如信令控制服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)、媒體網(wǎng)關(guān)服務(wù)器等，協(xié)同完成信令層面的處理功能，如SIP會(huì)話的建立、釋放。需要指出的是，這一層僅對(duì)IMS信令負(fù)責(zé)，最終的IMS業(yè)務(wù)流是不經(jīng)過這一層的，而是完全通過底層承載層做路由實(shí)現(xiàn)端到端通信。
- 最上面一層是應(yīng)用層，用于提供IMS業(yè)務(wù)，主要網(wǎng)元是一系列通過CAMEL、OSA/Parlay和SIP技術(shù)提供多媒體業(yè)務(wù)的應(yīng)用平臺(tái)。運(yùn)營(yíng)商可以在自行開發(fā)一些基于SIP的應(yīng)用，通過標(biāo)準(zhǔn)SIP接口與IMS系統(tǒng)連接；如果運(yùn)營(yíng)商需要連接第三方SP的應(yīng)用，IMS可以和標(biāo)準(zhǔn)的API，如OSA
API連接，通過OSA/Parlay GW對(duì)第三方非信任的SP業(yè)務(wù)進(jìn)行鑒權(quán)和管理等。
可以看出，IMS其實(shí)是部署在GGSN等接入網(wǎng)關(guān)之后的一個(gè)新的核心網(wǎng)絡(luò)“域”(一個(gè)由許多網(wǎng)元組成的新的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)體系)。在IMS域包含的功能實(shí)體中，HSS和CSCF是IMS內(nèi)部負(fù)責(zé)呼叫控制的主要網(wǎng)元。CSCF可以說是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的核心，支持SIP協(xié)議處理SIP會(huì)話。按邏輯功能來分，CSCF可以分為以下三類。
- P-CSCF(Proxy)是用戶終端接入IMS系統(tǒng)的入口，實(shí)現(xiàn)SIP協(xié)議中的Proxy和User Agent功能。
- I-CSCF(Interrogating)根據(jù)用戶信息通過查詢 HSS為用戶選擇正確的S-CSCF，同時(shí)向S-CSCF 發(fā)送呼叫請(qǐng)求。
- S-CSCF(Serving)用于完成網(wǎng)絡(luò)中所有的會(huì)話處理，包括對(duì)用戶認(rèn)證鑒權(quán)，并觸發(fā)相應(yīng)的業(yè)務(wù)。如果說CSCF是IMS系統(tǒng)中最重要的實(shí)體，那么S-CSCF就是重中之重。
HSS在IMS系統(tǒng)中作為用戶信息存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)庫(kù)，包含了IMS用戶鑒權(quán)和會(huì)話建立所需的所有用戶數(shù)據(jù)。HSS的功能可以包含HLR、Radius、DNS等，其中用于用戶信息存儲(chǔ)的服務(wù)器叫做UMS（用戶移動(dòng)性服務(wù)器）。HSS是用戶信息的主存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)包含用戶的個(gè)人檔案信息，認(rèn)證/授權(quán)信息，用戶位置信息、功能屬性/業(yè)務(wù)等等。HSS負(fù)責(zé)保存用戶相關(guān)的業(yè)務(wù)處理能力列表，該表用于為每一個(gè)注冊(cè)用戶確定一個(gè)合適的S-CSCF。HSS并不負(fù)責(zé)保存應(yīng)用特定的信息，應(yīng)用服務(wù)器會(huì)負(fù)責(zé)保存這些信息。HSS必需保存足夠的信息用于適時(shí)觸發(fā)或連接應(yīng)用服務(wù)器。
三、西門子領(lǐng)先的IMS解決方案
西門子IP多媒體子系統(tǒng)名為IMS@vantage，它完全遵循3GPP規(guī)范，提供了一個(gè)支持語(yǔ)音/多媒體數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)集成的開放式網(wǎng)絡(luò)控制平臺(tái)，能為運(yùn)營(yíng)商以最經(jīng)濟(jì)快捷的方式提供多媒體應(yīng)用及開發(fā)環(huán)境。
由于IMS與接入無關(guān)的技術(shù)特點(diǎn)，IMS@vantage支持各種接入方式，如無線接入中的WLAN、GPRS、WCDMA/TD-SCDMA等，這些無線資源都能作為用戶接入技術(shù)與IMS系統(tǒng)連接。此外，西門子目前也實(shí)現(xiàn)了在固定接入方式下的多種應(yīng)用。
IMS@vantage可以提供豐富的多模式移動(dòng)業(yè)務(wù)：對(duì)于實(shí)時(shí)的用戶端到端的移動(dòng)業(yè)務(wù)，如增強(qiáng)的語(yǔ)音業(yè)務(wù)和視頻電話，西門子IMS通過一系列的關(guān)鍵機(jī)制如會(huì)話談判和管理、業(yè)務(wù)質(zhì)量(QoS)和移動(dòng)管理等實(shí)現(xiàn)用戶端到端的通信業(yè)務(wù)；此外，移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商還可以通過西門子IMS系統(tǒng)提供非實(shí)時(shí)的用戶端到端業(yè)務(wù)，如聊天和即時(shí)消息(IM)；多用戶業(yè)務(wù)，如多媒體會(huì)議和聊天室；用戶端到服務(wù)器端業(yè)務(wù)，如動(dòng)態(tài)PUSH業(yè)務(wù)。
西門子IMS@vantage的多媒體開發(fā)執(zhí)行環(huán)境，可提供靈活的業(yè)務(wù)開發(fā)模式，協(xié)助運(yùn)營(yíng)商成為真正的移動(dòng)應(yīng)用業(yè)務(wù)提供商(MASP)。
- 根據(jù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行規(guī)范化開發(fā)，比如PoC(Push-to-Talk over Cellular)業(yè)務(wù)就是根據(jù)OMA / MENSA組織的規(guī)范進(jìn)行開發(fā)。
- 設(shè)備商根據(jù)運(yùn)營(yíng)商的要求進(jìn)行開發(fā)，比如考慮到運(yùn)營(yíng)商希望結(jié)合PoC和IM的應(yīng)用，因此西門子基于SIMPLE進(jìn)行IMPS功能的開發(fā)，以便通過IMS平臺(tái)實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的綜合。
- 設(shè)備商與運(yùn)營(yíng)商合作開發(fā)，比如Photo Share業(yè)務(wù)是由西門子與Telia Sonera（北歐運(yùn)營(yíng)商）合作開發(fā)的基于IMS的業(yè)務(wù)。
- 運(yùn)營(yíng)商自主開發(fā)，運(yùn)營(yíng)商亦可以利用IMS提供的開放接口和標(biāo)準(zhǔn)的SIP業(yè)務(wù)開發(fā)平臺(tái)，根據(jù)市場(chǎng)需求自主開發(fā)IMS業(yè)務(wù)。
雖然IMS是R5定義的標(biāo)準(zhǔn)，但是，西門子一直致力于IMS在移動(dòng)現(xiàn)網(wǎng)的應(yīng)用和開發(fā)，為移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商提供領(lǐng)先的技術(shù)和解決方案：
- 保證移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商利用當(dāng)前GPRS網(wǎng)絡(luò)獲取更大的利潤(rùn)；
- 用最小的投資在UMTS網(wǎng)絡(luò)部署之前開通多媒體業(yè)務(wù)；
- 實(shí)現(xiàn)一個(gè)與接入技術(shù)無關(guān)的，向UMTS技術(shù)簡(jiǎn)單漸進(jìn)的演進(jìn)過程。
四、IMS全球發(fā)展?fàn)顩r
眾多業(yè)內(nèi)人士都認(rèn)識(shí)到第三代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)將提高移動(dòng)接入網(wǎng)帶寬，使提供多媒體新業(yè)務(wù)成為可能。然而運(yùn)營(yíng)商也認(rèn)識(shí)到，如果部署新的具有吸引力的、令人滿意的IP移動(dòng)業(yè)務(wù)，僅依靠高的接入速率是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，于是把目光紛紛聚集在了IMS上，希望能通過IMS來迅速靈活地提供豐富多彩的未來多媒體業(yè)務(wù)，同時(shí)給移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商帶來高的投資收益率。
此外，由于標(biāo)準(zhǔn)化方案的固有特性使得IMS成為一個(gè)可重用的業(yè)務(wù)平臺(tái)。大多數(shù)情況下，新業(yè)務(wù)的創(chuàng)建和配置，通常只是在一個(gè)SIP服務(wù)器上進(jìn)行開發(fā)配置，并在客戶端導(dǎo)入相應(yīng)的插件。IMS能夠提供大部分新業(yè)務(wù)所需要的基礎(chǔ)部件和功能件，滿足注冊(cè)、會(huì)話建立、安全、計(jì)費(fèi)、網(wǎng)管等基礎(chǔ)功能需求。運(yùn)營(yíng)商發(fā)現(xiàn)通過IMS可以大幅度地節(jié)省CAPEX和OPEX開銷，特別是對(duì)于多業(yè)務(wù)共存這種復(fù)雜業(yè)務(wù)環(huán)境。
西門子擁有相當(dāng)全面的IMS產(chǎn)品線和全球領(lǐng)先的商用部署經(jīng)驗(yàn)。自2002年西門子在戛納GSM大會(huì)上展出了全球第一個(gè)IMS演示系統(tǒng)以來，已經(jīng)與30多家運(yùn)營(yíng)商建立了IMS試驗(yàn)網(wǎng)和試商用網(wǎng)，并贏得了4份IMS商用合同。西門子的IMS解決方案正在使運(yùn)營(yíng)商和終端用戶超前享受著多媒體業(yè)務(wù)帶來的豐富體驗(yàn)。
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