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(cè)重于基本架構(gòu)、3G接入能力、功能實體、信令流程的規(guī)定，并對鑒權(quán)、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(wǎng)絡(luò)之間的互通、IMS支持各種業(yè)務(wù)的能力等方面。R6版本在2005年3月凍結(jié)，是第一個完善的IMS標(biāo)準(zhǔn)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(jié)構(gòu),將PDF從P-CSCF中分離出來,并定義了相關(guān)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(quán)機制。

　　3GPP制定了PSTN、CS域和其他IP多媒體系統(tǒng)的互通，對網(wǎng)絡(luò)互通的框架結(jié)構(gòu)、與傳統(tǒng)電路交換網(wǎng)絡(luò)的互通協(xié)議都已經(jīng)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(dāng)調(diào)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(nèi)使用IPV6。但是由于IPV6技術(shù)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(jié)，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(wǎng)絡(luò)、IBCF（IMS Border Control Function）邊界控制等。

　　緊急呼叫（EmergencyCall）：引入了E-CSCF這個新網(wǎng)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(yīng)用層實現(xiàn)。

　　CSI（CombiningCS&IMSservices）：其實質(zhì)是不同業(yè)務(wù)分別由兩個網(wǎng)絡(luò)提供，實時類業(yè)務(wù)由CS域提供，非實時業(yè)務(wù)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(wǎng)元PCRF，使用基于DIAMETER的Rx、Gx接口傳遞相應(yīng)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(wù)：基于TISPANNGNR1的PSS（PSTN/ISDN模擬業(yè)務(wù)）。

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(chǔ)制定統(tǒng)一IMS標(biāo)準(zhǔn)。

　　ICS（IMSCentralizedServiceControl）：解決用戶在CS接入的情況下，業(yè)務(wù)邏輯集中在IMS控制的問題。目前有終端升級和網(wǎng)絡(luò)升級兩種方案，前者負責(zé)在UE與IMS-AS之間建立業(yè)務(wù)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(wù)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(gòu)，在IMS域設(shè)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(wù)交互管理。其中增強iFC處理方案進展比較順利，引入業(yè)務(wù)代理（ServiceBroker）方案進展不佳。

　　IMSCAT：在IMS主叫網(wǎng)絡(luò)和被叫網(wǎng)絡(luò)中增設(shè)彩鈴服務(wù)器，將主叫彩鈴服務(wù)器和被叫彩鈴服務(wù)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(wù)。

　　SMS和IM的業(yè)務(wù)互通：在CS和IMS域之間增設(shè)一個消息互通網(wǎng)關(guān)，消息互通網(wǎng)關(guān)對應(yīng)CS域為MSC以及SMSrouter，消息互通網(wǎng)關(guān)對應(yīng)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(nèi)實現(xiàn)NGN，TISPANNGN的核心網(wǎng)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(wǎng)。在這樣的框架下，NGN可以實現(xiàn)基于SIP、SIP-I、RTSP的業(yè)務(wù)。TISPANR1 NGN核心網(wǎng)中基于SIP的核心網(wǎng)將采用3GPP定義的IMS平臺，并盡可能重用IMS Release 6的相關(guān)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(nèi)容。

　　R1階段，TISPAN采用3GPPR7定義的IMS架構(gòu)，針對固定接入的特定要求進行了相關(guān)修訂。針對固定接入（特別是xDSL接入），提出了網(wǎng)絡(luò)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(wù)方面，定義了傳統(tǒng)電信網(wǎng)絡(luò)的補充業(yè)務(wù)在IMS中的實現(xiàn)，即PSTN/ISDN模擬業(yè)務(wù)。對3GPP已經(jīng)定義的相關(guān)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(wǎng)絡(luò)、家庭網(wǎng)絡(luò)的定義。詳細內(nèi)容如下：

　　PSS：在NGNR1的基礎(chǔ)上，增加了以下業(yè)務(wù)：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(zhuǎn)移到3GPPCT1維護。3GPPCT1已經(jīng)完成了CW和CCBS/CCNR兩個項目的立項。

　　PES：在NGNR1的基礎(chǔ)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(wǎng)絡(luò)部署模式以及與3GPPPCC融合的技術(shù)規(guī)定。R2功能結(jié)構(gòu)規(guī)范已經(jīng)完成，協(xié)議實現(xiàn)規(guī)范接近完成。

　　IPTV：定義了IPTV的業(yè)務(wù)需求以及對NGN網(wǎng)絡(luò)的要求。功能結(jié)構(gòu)上，分為專用架構(gòu)和基于IMS的架構(gòu)兩種，均強調(diào)與NGN的集成，有別于傳統(tǒng)IPTV（即非NGN的IPTV）�；贗MS的IPTV架構(gòu)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(wù)的支持，從而實現(xiàn)多媒體和IPTV的統(tǒng)一體系架構(gòu)。專用IPTV架構(gòu)僅重用IMS中的NASS/RACS以及UPSF等功能，業(yè)務(wù)層面與IMS為互通關(guān)系，已完成功能結(jié)構(gòu)規(guī)范和協(xié)議規(guī)范。

　　企業(yè)網(wǎng)：定義了企業(yè)網(wǎng)的需求（包括漫游場景、安全）和功能結(jié)構(gòu)，包括IMS轉(zhuǎn)接（即BusinessTrunking）、托管企業(yè)業(yè)務(wù)（HostedEnterpriseServices）兩種模式。功能結(jié)構(gòu)規(guī)范已經(jīng)完成。

　　家庭網(wǎng)絡(luò)：側(cè)重定義IPTV客戶網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的功能結(jié)構(gòu)以及接口協(xié)議，尚在進行中。

其他標(biāo)準(zhǔn)組織的IMS演進進展

　　CCSATC5（無線通信技術(shù)工作委員會）旗下的WG9負責(zé)移動網(wǎng)絡(luò)IMS相關(guān)規(guī)范的制定，已經(jīng)完成基于3GPPR6的IMS系統(tǒng)設(shè)備和接口協(xié)議技術(shù)及測試規(guī)范的制定。WG4則負責(zé)制定3GPP2移動網(wǎng)IMS核心網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的規(guī)范，已完成MMD的相關(guān)研究報告。

　　CCSATC3（網(wǎng)絡(luò)與交換技術(shù)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(wù)方面的標(biāo)準(zhǔn)，包括PSS業(yè)務(wù)、多媒體會議、多媒體彩鈴/振鈴等業(yè)務(wù)。

　　CCSATC5和TC3自2006年開始了統(tǒng)一IMS的相關(guān)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(gòu)（第一階段）、組網(wǎng)總體技術(shù)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(shè)備技術(shù)要求、統(tǒng)一IMS（第一階段）P-CSCF設(shè)備技術(shù)要求、IMS（第一階段）歸屬用戶服務(wù)器設(shè)備技術(shù)要求、統(tǒng)一IMS（第一階段）組網(wǎng)安全要求、會話初始協(xié)議技術(shù)要求等。

　　2004年6月成立的ITU-TFGNGN（NGN專題組）也已經(jīng)開始對IMS的業(yè)務(wù)和網(wǎng)絡(luò)框架進行研究。FGNGN研究NGN業(yè)務(wù)的需求，把IMSRelease6中定義的業(yè)務(wù)作為業(yè)務(wù)研究的起點，但同時強調(diào)業(yè)務(wù)應(yīng)具有靈活的生成能力；還研究有關(guān)IMS的網(wǎng)絡(luò)融合技術(shù)等問題。

　　FGNGN工作組加快了ITU－T關(guān)于IMS的標(biāo)準(zhǔn)制定工作，現(xiàn)階段IMS的規(guī)范主要為SG13負責(zé)制定。NGNIMS的框架結(jié)構(gòu)是一個與接入技術(shù)無關(guān)的網(wǎng)絡(luò)，盡可能多地支持各種接入技術(shù)；對基于SIP會話的業(yè)務(wù)將以IMS為基礎(chǔ)開展工作，并參考3GPP的一些列相關(guān)規(guī)范。

統(tǒng)一IMS成為網(wǎng)絡(luò)融合的終極目標(biāo)

　　傳統(tǒng)交換技術(shù)經(jīng)歷了向模擬交換和數(shù)字交換技術(shù)的轉(zhuǎn)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(wù)提供、用戶信息不分離，集中在一個物理實體即交換設(shè)備中。

　　智能網(wǎng)的產(chǎn)生，引入了業(yè)務(wù)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(wǎng)絡(luò)所發(fā)生的重大變革，每一次變革都對業(yè)務(wù)提供、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了很大的影響。由于智能網(wǎng)的引入，電信業(yè)務(wù)愈加豐富；而由于軟交換的部署，網(wǎng)絡(luò)趨于扁平化，結(jié)構(gòu)更加清晰，維護管理更加方便。

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

　　促進網(wǎng)絡(luò)融合一直是電信行業(yè)多年來的工作目標(biāo)，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(wù)、一個網(wǎng)絡(luò)的狀況，從而降低網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和維護成本；用戶也希望通過一個號碼、一個網(wǎng)絡(luò)獲得各種各樣的業(yè)務(wù)，方便使用。統(tǒng)一IMS的產(chǎn)生為固定和移動融合創(chuàng)造了有利條件，為全業(yè)務(wù)運營提供了充分的技術(shù)保障。

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

通信世界網(wǎng)(www.cww.net.cn)