（管理科学与工程专业论文）ims在通信领域的应用与前景分析.pdf

im s 在通信领域的应用与前景分析 摘要 当前运营商间的竞争日趋激烈，尤其是固网运营商的每用户平均收入( a r p u ) 不断下降，运营商希望通过网络融合来整合业务、开展差异化竞争，产生新的收 入增长点：同时，基于统一融合的业务平台为固定和移动用户提供业务，会使网 络结构简单清晰，管理维护统一便捷，大大降低网络投资成本( c a p e x ) 和运营成本 ( 0 p e x ) 。 i m s 使得网络融合成为可能。目前除了3 g p p 外，i m s 也得到了e t s i ，i t u t 等标准化组织的青睐，它们都己经确定了将i m s 作为n g n 核心网的基本架构。部 分先进的运营商如德国电信、英国电信和法国电信己经明确了未来网络和业务融 合的战略目标，并开始特别关注基于i m s 的网络融合研究。各大设备厂商也加大 了对i 骼在固网领域应用的研究，正积极参与并大力推进基于i m s 的n g n 的标准 化工作。 基于i m s 的网络架构满足了下一代移动网络在业务提供方面的需求，同时也 提出了f m c 的核心控制层与会话层架构。i m s 代表了n g n 的发展方向。本文在描 述了下一代网络需求的基础上，介绍了i m s 的标准进展情况和f m c 背景下的i m s 功能架构，通过对国际上i m s 运营商用的比较，分析了i m s 在中国的应用前景以 及在此过程中可能产生的问题。 关键字：i m s 软交换网络融合应用前景 唧r e s e a r c ho fi m sa p p l i c a n o nt r e n d 玎呵 t h et e l e c o 删烈i c a n o ni n d u s t r y a b s t r a c t a tp r e s e n t ，t h ec o m p e t i t i o na m o n go p e r a t o r si si n c r e a s i n 9 1 y f i e r c e ：e s p e c i a l l y t h ef i x e dn e t w o r k o p e r a t o r s a v e r a g e r e v e n u ep e ru s e r( a r p u )i sf a l l i n gs h a r p l y 0 p e r a t o r sh o p e i n t e g r a t e ss e r v i c e st h r o u g ht h en e t w o r kc o n v e r g e n c e ， m a k en e w i n c o m eg r o w t hp o i n t m e a n w h i l e ， t h eu n i f i e dp l a t f o r mo ft h e c o n v e r g e n c eo ff i x e da n dm o b i l en e t w o r k ( f m c ) w i l lm a k en e t w o r k s t r u c t u r ec l e a r e r t h ec o n v e r g e n c eo ff i x e da n dm o b il en e t w o r k m a k e st h em a n a g e m e n tc o n v e n i e n ta n dg r e a tr e d u c t i o no fc a p i t a l e x p e n s e( c a p e x ) a n do p e r a t i n ge x p e n s e( 0 p e x ) i 赆n e t w o r km a k e st h ef cd o s s i b l e i m sh a sb e e nt h ef a v o r o fe t s i 。i t u - ta n do t h e rs t a n d a r d i z a t i o no r g a n i z a t i o n sb e s i d e s t h e3 g p p t h e vc o n f i r mi m sa sab a s i cs t r u c t u r eo fn g nc o r e n e t w o r k d t 。b t ， f ta n ds o m eo t h e rf a m o u st e l e c o m u n i c a t i o n o p e r a t o r sh a v es e tu pt h e i rl o n g t e mg o a l si nn e x t g e n e r a t i o n n e t w o r ka n dc o n v e r g e n tb u s i n e s s e s p e c i a l l yt h e yb e g i nt od o s o m ei m d o r t a n tr e s e a r c h e so ni m sw h i c hi st h ee s s e n t i a l t e c h n o l o g y f o rt h e c o n v e r g e n t n e t w o r k b e s i d e s ， s o 帕e t e l e c o n u n i c a t i o nm a n u f a c t u r e sh a v ee n l a r g e dt h e i rr e s e a r c h r e s o u r c e so nt h ea p p l i c a t i o no fi m sf o rf i x e dn e t w o r k ，a n dp u t t h es t a n d a r d i z a t i o no fi m sf o r w a r d n e t w o r ks t r u c t u r eb a s e do ni m sc a nf u l f i l lt h ea c c e s s r e q u i r e m e n to ff i x e dn e t w o r ka n dt h es e r v i c er e q u i r e m e n to f f u t u r en e t w o r k i m sp l a y sav i t a lr 0 1 ei nt h ef i x e dm o b i l e c o n v e r g e n c ea tc o r es e r v i c ec o n t r o ll a y e ra n ds u p p o r t sm u l t i p l e s e r v i c eo fh i g hl a y e r ， s oi m s r e p r e s e n t s t h e d e v e l o p m e n t d i r e c t i o no ff u t u r en e x t g e n e r a t i o n n e t w o r k t h i s p a p e r d e s c r i b e st h ed e m a n do fn e t w o r kc o n v e r g e n c e ，t h e ni n t r o d u c e s s t a n d a r dd e v e l o p m e n to fi m s ，a n da n a l y z e st h ed e v e l o p m e n tt r e n d o fi m s b a s e df i x e d m o b i l ec o n v e r g e n c e ， f i n a l l yp r e s e n t st h e a p p l i c a t i o nt r e n do fi m si nc h i n aa n dt h ea | l dt h ek e yp r o b l e m s i nt h ef 配d e v e l o p m e n t k e yw o r d s ：i m s ， s o f t s w i t c h ，f m c ，d e v e l o p m e n tt r e n d 独创性( 或创新性) 声明 本人声明所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。 尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人 已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京邮电大学或其他教育机构的学位 或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中 作了明确的说明并表示了谢意。 申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。 本人签名：嚏j ：壹：j日期：竺互垒! 塑塑 关于论文使用授权的说明 学位论文作者完全了解北京邮电大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究 生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京邮电大学。学校有权保留并向国 家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以 公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇 编学位论文。( 保密的学位论文在解密后遵守此规定) 保密论文注释：本学位论文属于保密在一年解密后适用本授权书。非保密论文注 释：本学位论文不属于保密范围，适用本授权书。 本人签名： 导师签名： 日期：堡2 垂翻丝 日期：绰：z ： 1 1 定义 第一章i m s 简介 i m s 全称是i p 籼l t i 鹏d i as u b s y s t 鲫，即基于i p 的多媒体子系统。对于不 同标准的第三代移动通信技术，i m s 都是其基本的网络架构。 i m s 为基于i p 并逐渐向扁平化过渡的移动网络提供了面向分组数据包交换 的多媒体服务及平台，它可使运营商和终端用户从多媒体服务的革新中获取更快 速、更灵活的应用，并且i m s “接入无关性”的核心特点将使其成为未来网络融 合的关键构件。 1 2 1 m s 所具有的特点 1 2 1 i 雌的技术特性 控制与业务分离：i m s 层不直接实现任何业务，只实现业务触发和路由。 支持用户漫游及业务移动性：i m s 定义了用户漫游的方法，并通过将业 务提供点与用户接入点位置的进一步分离，使用户在任何地方都能享受始终如一 的业务。 q o s 保障：通过策略判决功能( p d f ) 模块，可根据用户定购的q o s 、业 务需求和网络资源的情况决定为业务实际分配的q o s 。 更强的计费功能：i m s 提供根据用户、业务、数据流等的更多收费手段。 通过新的在线计费功能，运营商还可以实时控制业务流程。 1 2 2 1 雌业务的特点 统一的业务触发机制 i m s 核心控制部分不实现具体业务，所有的业务包括传统概念上的补充业务 都由业务应用平台来实现，i m s 核心控制只根据初始过滤规则进行业务触发，这 样消除了核心控制相关功能实体和业务之间的绑定关系，无论固定接入还是移动 接入都可以使用i m s 中定义的业务触发机制实现统一触发。 统一用户数据库 和用户相关的数据主要包括用户的标识信息、认证和授权信息、业务触发信 息可以统一存储，数据库本身不再区分固定用户和移动用户，特别是业务触发机 制中使用的初始过滤规则，对i m s 中所定义的数据库来讲，完全是透明数据的概 念，屏蔽了固定和移动用户在业务属性上的差异。 统一的路由机制 i m s 中仅保留了传统移动网中h l r 的概念，而摒弃了v l r 的概念，和用户相 关的数据信息只保存在用户的归属地，这样不仅用户的认证需要到归属地认证， 所有和用户相关的业务也必须经过用户的归属地。 i m s 所具有这些特征可以同时为移动用户和固定用户所共用，统一的业务触 发机制可以同时为固定用户和移动用户提供特色业务。用户数据的统一存储并不 是只有移动网才能具有的特性，固定网也可以实现用户数据的统一存储，如目前 国内进行的p s t n 智能化，其本质就是实现用户数据的全部或部分统一存储，这 样增加了网络配置、管理和业务能力方面的灵活性，而传统固网和移动网的路由 机制本质没有什么不同。 1 3 咖s 目前应用情况 1 3 1 i m s 带来的新业务 i 骼能够提供大部分新业务所需要的基础部件和功能件，满足注册、会话建 立、安全、计费、网管等基础功能需求。特别值得注意的是，“接入无关性”作 为i m s 的核心特点之一，使得i 煅不仅支持3 g 网的接入，而且支持g p r s 接入， 甚至还支持a d s l 和w l a n 接入。也就是说，i m s 虽然在r 5 中被提出，但并不意 味着只有等网络到了r 5 阶段才能部署i m s ，在r 9 9 的基础上、或者在g p r s 现网 的基础上，都可以部署i 惦系统，并开展“一键通”等一系列i m s 多媒体业务。 i m s 给人们带来的最直接好处就是实现了端到端的i p 多媒体通信。它不同于传 统多媒体业务的人到内容或人到服务器的通信方式，而是直接的人到人的多媒体 通信方式，所以能够降低运营商对各种游戏服务器的投资，节省运营费用和网络 资源。 目前，基于s i p 协议且可以在i l l s 上得以实现的多媒体业务包括： 交互类业务，如交互式的端到端游戏； 多媒体通信类业务，如视频共享业务、终端内容和文件的共享、基于i 峪 的“一键通”( p o c ) 等等； 2 信息类业务，如语音信息、即时信息( i m ) 、图片聊天等； 网络融合业务，包括在移动电话和p c 及固定电话之间的通信业务。 i 峪的提出顺应了通信网络发展的趋势，在未来的移动通信网、全i p 网络 中，i 淞将会是最为重要的部分。业界一直在寻找3 g 杀手锏应用，目前比较看 好的有p o c 、i m 等都需要i m s 的支持。0 姒组织对于p o c 和i m 的标准制定也是 基于i 淞的。在i 骼之上可以开发丰富的i p 多媒体应用。可以说，i m s 是移动 核心网的发展方向，是部署新业务的基石。 1 3 2 i m s 的试商用情况 基于对新业务开发快速推广、优化网络结构及资源建设的需求，全球许多运 营商积极联合供应厂商，共同推动i m s 的开发。2 0 0 4 年以来，i t u t 开始把重点 放在n g n 标准化工作上。短短几个月来，i m s 标准化工作取得了很大的进展。运 营商都宣布基于i m s 的策略。2 0 0 4 年日本n t t 、日本电信、韩国电信、巴西电信 等运营商成立“固定移动的融合一f m c ”联盟，旨在推动、推广固定电话和移动 通信的联合经营模式。 进入到2 0 0 5 年以来，设备制造商和电信运营商也都对i m s 非常热心，i m s 一方面是运营商为提供下一代服务在基础设施方面的战略步骤，另一方面又为设 备供应商带来新的创收机会。因此，在2 0 0 5 年2 月法国嘎纳举行的3 g 大会上， i m s 再次成为最引人注目的话题。 目前，推出了i m s 商用解决方案的设备商有爱立信、诺基亚、西门子、北电 网络、中兴、华为、朗讯、n e c 、索尼爱立信等多家公司，实力最强的是爱立信、 诺基亚，中国的设备制造商华为、中兴也具有很强的实力。 其中，爱立信和诺基亚均已签署了多个商用和测试合同，遍及美洲、欧洲和 亚洲，涵盖了g s m g p r s 、w c d m a 、c d m a 2 0 0 0 以及有线网络，并涉及一系列丰富的 应用，如一键通( p u s h t o t a l ko v e rc e l l u l a r ) 、组合服务、i p 语音电话和 i p c e n t r e x ( 汇线通) 。 基于i m s 的固定移动网络融合业务( f m c ) 得到认同，主要是因为i m s 兼有两 个基本点，一个是技术融合的汇聚点一i p ，一个是业务融合的汇聚点一多媒体。 2 1 世纪将是以信息为核心的时代，在这个时代中，基于i p 的信息网络化是发展 的大趋势，以i p 为代表的数据业务不仅会超过话音业务，而且仍将继续高速增 长。所以i p 虽然是最理想的技术，但在可预见的将来，却是最适合网络环境的 技术，技术融合的汇聚点必然是i p 。多媒体是下一代服务的主要特征之一，把 声、像、图、文结合在一起的多媒体，是最符合2 1 世纪的信息形态，也是人们 最乐意接受的信息形态。多媒体通信已经成为各国信息实施的主要部分，业务融 合的汇聚点必然是多媒体。它一定会在生产、管理、教育、科研、医疗、娱乐等 领域得到越来越多的应用，成为一个一个可持续发展的增长点。 4 第二章i m s 标准的分析与比较 2 1 标准进展现状 目前，研究基于i m s 网络融合的标准组织主要包括3 g p p 、t i s p a n 和i t u _ t f g n g n 等。 2 1 1 3 g p p 的研究进展 3 g p p 对i m s 的标准化是遵循r 5 版本、r 6 版本、r 7 版本发布的方式进 行，i m s 标准在r 5 版本阶段提出，在r 6 版本、r 7 版本功能不断完善。 在i m s 技术标准的制订上，3 g p p 采用了和其他标准化组织，特别是i e t f 密切合作的方式。i e t f 也成立了s i p p i n g 工作组，专门研究s i p 的应用，并 和3 g p p 共同研究s i p 的扩展。这样，今后无论是i m s 用户之间的多媒体通信， 还是i n t e r n e t 用户之间的多媒体通信，采用的都是同样的控制协议，可望真 正实现3 g 和i n t e r n e t 的融合。3 g p p 将根据需要采用i e t f 开发的协议。3 g p p 对特定问题提出要求，并联系i e t f 寻找可能的解决方案。i e t f 对3 g p p 进行 评估，并将满足要求的协议提供给3 g p p 。 3 g p p 己在网络框架、q o s 、安全、计费以及和其他网络的互通方面都制定了 相关规范，但在s i p 协议和b i c c i u s p 协议的映射方面还没有定义，拟采用i t u t 的q 9 1 2 与i e t fs i p 系统的互通。 i m sr 5 版本在2 0 0 2 年9 月冻结，主要功能包括： i m s 基本架构和功能，指出i m s 应独立于接入方式； 选用基于i e t fr f c 3 2 6 1 扩展的s i p 作为应用协议； 定义了i m s 网元之间的基本信令流程，并在认证与鉴权、计费、安全、 q o s 等方面进行了基本定义。 i m sr 6 版本在2 0 0 5 年3 月冻结。r 6 版本主要功能有： 增强了互通性的定义，包括i p v 4 与i p v 6 互通、s i p 互通、编解码方式、 i m s 与p s t n 互通、i m s 与移动c s 域互通等； 定义了通过其他接入技术使用i m s 核心模块的方法，并对w l a n 接入i m s 系统的场景进行了详细定义； i m s 组管理： 定义了在线业务( p r e s e n c e ) 、即时消息( i n s t a n tm e s s a g e ，i m ) 、i 骼 会议、i m s 组管理、p o c ( p u s ht ot a l ko v e rc e l l u l a r ) 等业务的具体信令流 程和业务管理、计费； 在q o s 、计费等方面有所增强。 可以看到，r 6 版本阶段提供了与各种现有网络的互通，支持新业务的需求， 在计费和q o s 功能上的增强使得i 惦对用户和业务的控制功能更加完善。 i 瞒r 7 版本正在制定过程中，目前提出的新功能有： 为了与传统的七号信令网互通，i 骼系统重用了信令网关( s g w ) 实体提 供i p 与传统承载之间的转换。 为了支持i p v 4 和i p v 6 的适配、支持n a t 等网络互通功能，i m s 系统 增加了应用层网关( a l g ) 和翻译网关( t r g w ) 实体，分别作用在控制平面和用 户平面上。 r 7 版本以后i m s 系统将支持g u p 服务器，提供唯一的数据接入点，便 于用户数据的发布和管理。 i 峪系统具有接入无关性，最初的i 峪系统只支持g p r s 分组网络的接 入，然后又支持w l a n 互通网络的接入，在r 7 版本以后i m s 系统还支持固定 网络的接入。 i m s 语音业务与电路域语音业务在一段时间内会同时存在，语音业务之 间的切换是急需解决的问题，因此r 7 版本提出了语音连续性( v c c ) 功能。 为了支持固定网络的接入，i m s 的互通实体增加了固定网络的协议，例 如t c a p 等等。i m s 系统扩展了q o s 管理接口，控制固定接入网络的对应网元。 还增强了计费功能，可以按照接入方式、地域对业务提供不同的计费支持，在计 费方式、计费策略和费率上给运营商极大的灵活度。 值得注意的是有些i m s 的功能不是对以前版本的增强，而是一种更新，甚 至i 惦的系统结构也发生了变化。 3 g p p 在r 7 版本最新草案中已经反映了t i s p a n 的最新研究成果。 3 g p p 定义的i 淞的框架结构如图1 所示。 6 来源：3 g p p 图2 一l3 g p p 定义的i m s 的框架结构 目前，3 g p p 对于i m s 的研究主要集中在以下三个方面：如何利用i p v 4 的 解决方案尽早实现i m s ：同时支持各种固定接入方式和移动接入方式的问题； 电路域承载问题。 2 1 2 e t 研t 1 s p a n 的研究进展 2 0 0 3 年9 月，e t s i 把专门从事固定网标准化的s p a n 组织和进行v o i p 研究的t i p h o n 组织进行合并，成立了一个新的委员会t i s p a n ，专门对 n g n 进行研究和标准化工作，其主要目标是如何在短期内部署n g n 。 t i s p a nn g n 的核心网包含的范围很广，涵盖了多种子系统。t i s p a n 是在 3 g p pi m s 的基础上对n g n 的架构作了扩展，增加了r a c s 、n a s s 等。并支持更 多的接入方式，包括x d s l 、w l a n 、l a n 、m a n 等，以满足固定和移动融合的要求。 e t s it i s p a n 制订的n g n 相关规范，命名为t i s p a n n g nr e l e a s e1 。 t i s p a n n g nr e l e a s el 总体需求包括：固定终端可以获得3 g p pi m s 核心网提供 的所有业务；能够全部或部分替代现有核心网提供的p s t n i s d n 业务。关于i m s 的研究，t i s p a n 和3 g p p 的合作比较紧密，并成立了联合工作组研究n g n i 峪相 关问题。在3 g p p 与t i s p a n 的共同努力下，目前t i s p a nn g ni m s 也取得了不少 的进展。t i s p a nn g n 重用了i m s 的体系结构，对核心实体c s c f 和终端的功能提 出不少新的要求。同时还扩展了3 g p pi m s 的网络结构，新增s g f 、b g f 等实体以 支持固定网络的业务。此外t i s p a n 的相关工作组也在研究i m s 的安全、计费、 q o s 等其他问题。t i s p a n - n g nr e l e a s e2 的一部分在2 0 0 6 年底之前发布。 t i s p a n 在第9 次全会上确定i m s 基于3 g p pr 7 最新草案。并针对固定接入 7 的特殊需求，对相关功能实体的功能又进行了增强。除了从固定角度对i m s 核心 控制部分进行研究之外，t i s p a n 主要定义了n a s s ( 网络附属子系统) 和r a c s ( 资 源接纳控制子系统) 两个子系统，并相应地增加了i m s 和这些子系统之间的接口。 2 1 3 删- tf g n g n 和3 g p p 2 的研究进展 2 0 0 4 年6 月刚刚成立的i t u - tf g n g n ( n g n 专题组) 也已经开始对i m s 进行研 究，涉及i m s 的业务和网络框架方面。i t u - tf g n g n 将研究n g n 业务需求，i 惦 中定义的业务将作为业务研究的起点，但同时强调业务应具有灵活的生成能力。 i t u tf g n g n 还将研究有关i m s 的网络融合技术：n g n i m s 的框架结构应该是一 个与接入技术无关的网络，应尽可能多地支持各种接入技术，包括有线的和无线 的各种技术；对于基于s i p 会话的业务，将以i m s 为基础开展工作，并参考3 g p p 的一系列相关规范。 由于基于s i p 的应用可以实现跨网络的使用，所以3 g p p 2 完全采用了i l i s 作为c d m a 2 0 0 0 系统实现i p 多媒体业务的网络框架。对于t d s c d m a 技术来说， 因为采用了与w c d m a 相同的核心网，所以也同样采用了i m s 技术提供i p 多媒体 业务，这样3 g 的三种主流技术在核心网络的i m s 层面得到了统一。 2 2 i m s 相对软交换技术的比较分析 软交换概念是2 0 世纪9 0 年代后期在i p 电话的基础上逐步发展起来的。为 增强v o i p 网关功能的灵活性、可扩展性和高效性，提出了分解网关功能的思路， 即将v o i p 网关分解为媒体网关( m c ) 、信令网关( s g ) 和媒体网关控制器( m g c ) 等几部分，各部分之间采用标准化接口。后来在i e t f 相关文档中，又提出了功 能类似于孵c 的呼叫代理( c a l l a g e n t ) 和呼叫服务器( c a l l s e r v e r ) 等概念。 朗讯公司的贝尔试验室提出了更深层次的软交换( s o f t s w i t c h ) 概念并研制出了 第一台软交换原型机。1 9 9 9 年国际软交换论坛( i s c ) 成立，提出了基于软交换 的下一代分组通信参考结构，i s c 后来改名为i p c c ( i n t e r 舱t i o n a lp a c k e t c o 哪 c o n s o r t i 硼) 。 软交换技术主要设计思想是控制与承载和业务分离，各实体之间通过标准的 协议进行连接和通信，以便在网上更加灵活地提供业务。软交换是一个基于软件 的分布式交换控制平台，它将呼叫控制功能从网关中分离出来，开放业务、控 制、接入和交换间的协议。软交换技术的主要优势是可以提供成熟的语音业务， 软交换技术已经具备了替代电路交换机的能力，并具备一定的宽带多媒体业务能 力。 i m s 是在基于i p 的网络上提供多媒体业务的通用网络架构。i 惦的重要特点 8 是对控制层功能做了进一步分解，实现了会话控制实体c s c f ( c a l ls e s s i o n c o n t r o lf u n c t i o n ) 和承载控制实体m g c f ( m e d i ag a t e 霄a yc o n t r 0 1f u n c t i o n ) 在功能上的分离，使网络架构更为开放、灵活，所以i m s 实际上比传统软交换更 “软”，i m s 的另一重要特点是采用s i p 作为呼叫控制协议。 软交换与i m s 的设计理念上是一致的，都是基于i p ，实现承载与业务的分 离，在功能上也有重叠部分。但i 骼技术的主要优势是i 惦体系架构可以支持移 动性管理，基于s i p 协议，具有业务应用的灵活性，并具有一定的q o s 保障机制， 因此i 骼在宽带用户的漫游管理和业务能力方面更具有优势。此外i m s 在提供会 话型多媒体业务方面的能力和标准化方面优于软交换。 在中国，固网运营商更喜欢提软交换的概念，由于软交换技术比较成熟，而 且固网中软交换技术已经使用比较广泛。移动运营商比较青睐于i m s 系统，由于 本身是为移动系统量身定制，i m s 在移动系统中更容易实现。以软交换来实现融 合通信也是可选择的方式，i m s 却受到更广泛的关注，主要由于目前业界包括设 备商、标准制定者认同度高，运营商的积极性也很高，且i m s 本身在技术上较软 交换有其先进性。所以可以这样说：i m s 是f m c 的优选途径，可预见的市场吸引 力是推动其发展的巨大力量。 2 3 i m s 目前存在的主要问题 i 骼将来如何提供统一的业务平台、标准乃至商品的成熟性等问题仍有待进 一步的探讨和解决。 ( 1 ) 网络融合必将会带来功能的复杂 技术上，i m s 为网络融合提供了基础，但是由于移动接入方式和固定接入方 式在终端、接入网络以及资源调度方式上存在一些差别，导致i m s 域功能实体的 功能需要作相应的扩展，接口以及所采用的协议也需要相应的修改。例如，针对 终端的鉴权方式的不同，c s c f 不仅需要支持a i ( a 的鉴权机制，还需要支持其他 鉴权机制和流程。另外，由于固定接入网与无线接入网的带宽资源不同，所以， 对于固定接入方式不必使用s i p 压缩功能，具体体现在g q 接口的功能和处理方 法的变化方面。总之，由于新的接入方式的引入，必然要对核心网络i 惦提出新 的要求，这也使得i m s 网络的功能变得更加复杂。 ( 2 ) 业务互通能力和漫游切换能力 针对现有c s 域与i m s 域之间的业务互通( 包括业务并发处理) 与漫游切 换问题，3 g p p 与3 g p p 2 虽已提出了初步解决方案，即引入n e d s c c c f 网元、 增加v c c 与c s i 功能，但该解决方案对现网的实际支持能力及其实际可行性， 尚需进一步关注和验证。 9 ( 3 ) 支撑系统的支持能力 对于运营商而言，组建一个“可运营、可管理”的下一代网络，不仅指接入 网、i m s 核心网、业务平台等网络层面的建设，还应包括相关配套支撑系统的建 设，此处所指支撑系统包括网管系统、业务运营支撑系统( 计费、营业、账务、 客服等) 。如何以较小的改动来调整支撑系统适应并支持i 骼所带来的变化，将 是一个重要的研究课题。 ( 4 ) q o s 还不能保证商用需求 q o s 也是i m s 需要重点考虑的问题，它决定了网络是否可以满足商用需求。 网络的q 0 s 是端到端的服务质量，由终端、接入网络和核心网络共同保证。在 i m s 的框架下，核心网络的信令和数据都基于i p 承载，而i p 网络的q o s 问题一 直是困扰业界的一个问题，目前3 g 核心网也只能采用i p 网络中通用的办法来改 善q o s ，例如d i f f s e r v 、m p l s 等技术，所以3 g 核心网络的q o s 有赖于i p 网络 的q o s 。i t u 和3 g p p 都对q o s 分类和具体指标进行了定义，二者基本上是一致的， 这些分类和具体参数可以在不同网络之间进行映射，从而在一定程度上保证端到 端的q o s 。 ( 5 ) 安全机制还有待完善 在网络安全方面，i i i s 已经定义了相应的安全机制，主要包括i m s 鉴权和s i p 消息的保护，分别通过a 队机制和逐段对s i p 消息进行加密和一致性保护来实现。 移动终端接入i m s 之前已经进行了相应的鉴权，所以安全性更高一些。但是对于 固定终端来说，接入网络没有任何防范，所以i m s 的安全机制显得尤其重要，关 于i 峪的接入安全的规范还在不断完善之中。 ( 6 ) i p 地址问题 i p 地址是分组网络运行的基础，3 g p p 规范中已经定义了3 g 核心网络使 用i p v 6 作为必选协议。但在网络融合过程中，必须考虑如何兼容使用i p v 4 和 i p v 6 的问题。可以使用i p v 4 并支持网络地址端口转换( n a p t ) ，使终端可以 采用私有i p 地址与网络进行通信。 对于i 煅来说还有其它一些障碍，比如基于i p 设备的可靠性。因为现在的 标准i p 设备还无法满足电信级的要求。i 惦的服务质量和安全都是构建在下层 的一个承载网络之上，所以本质上这些服务质量和安全仍然依赖于下层的i p 网 络去解决q o s 和可靠性的问题。 1 0 第三章l _ s 设备制造商与运营商分析 3 1 设备制造商 3 1 1 华为 华为技术有限公司在2 0 0 6 年1 2 月份在香港发布了i m s3 o 商用解决方案。 华为i 骼3 o 是业界首先商用的f m c 解决方案，同时满足3 g p p 和t i s p a n 标准； 以开放的架构与业务、平台、终端等方面的伙伴广泛合作，提供丰富的多媒体业 务。 华为i m s 解决方案将业务网分为4 层： 应用层主要提供运营商自己或第三方开发运营的应用，如游戏中心、 会议中心、交友中心、企业应用等。 业务能力层提供各种各样的业务能力，主要由各种不同的应用服务 器与资源服务器组成。该层提供的业务能力包括即时消息( i m ) 、呈现( p r e s e n c e ) 、 群组、p o c 、流媒体、通用电信业务、媒体资源等。 会话控制层主要完成注册、鉴权、会话路径控制、业务出发、拓扑 隐藏、选录、资源控制、互通等功能。 接入和互通层完成对各种接入网中用户的接入、完成对现有网络的 互通及完成对承载的控制。华为解决方案支持的接入方式有g p r s 、u m t s 、 c d m a 2 0 0 0 、w i f i 、x d s l 、l a n 等；支持互通的网络包括p s t n 、p l 州、h 3 2 3 s i p v o i p 等。 除了上面4 层以外，华为i m s 解决方案还包括一个管理与公用功能平面，主 要提供网管、签约数据存放、计费、统一操作w e bs e r v e r 、d h c ps e r v e r 等功 能实体。华为i l i s 核心设备采用华为、0 s t a 平台( 0 p e ns t a n d a r d st e l e c o m a r c h i t e c t u r ep 1 a t f o 硼) 作为其硬件平台。o s t a 平台是为下一代电信设备制定 的一系列单板、背板和软件的规范，符合n e b s 和e t s i 标准。 华为端到端i 船解决方案特点； 华为的i m s 解决方案符合i m s 标准架构，可支持移动c s 、p s t n ，并可结合 i p 电信网，提供端到端q o s 解决方案。具有如下特点： 分层的架构 接入、控制、业务能力、第三方业务等分开，方便各层分别技术演进，运营 1 l 商可以专注于擅长的接入、控制、业务能力方面，而业务方面可以与擅长的s p 合作提供。 良好的开放性 可以提供非常丰富的多媒体业务，如s h a r i n gx ，v i d e oc o n f e r e n c e ，g 硼i n g 等。华为还推出业务集成平台e n i p ( e n h a n c e dn e t 们r ki n t e l l i g e n c ep l a t f o m ) ， 可以帮助运营商快速部署新业务，以满足市场需求。 产品数量丰富 考虑到运营商所处的不同环境，华为可以提供针对性的f 崛解决方案。 支持多种接入 支持包括u 盯s 、g p r s 、c d m a 、i r l a n 、x d s l l a n 、p o t s 等各种不同类型的终 端接入。从而最大限度提供给用户移动性和利用i m s 的业务能力。 完备的端到端能力 可以提供丰富的业务。 2 0 0 6 年华为与德国电信下属的匈牙利电信t m o b i l e 和t - c o m 签订了i 髑合 同并开始商用，这是迄今为止全球容量最大的i m s 网络工程。在本项目中，华为 将提供全套i 螨网络设备、i p 多媒体业务和应用、融合业务以及多样化的终端， 结合i p 电信网技术，提供端到端的q o s 保证。帮助匈牙利电信进行融合战略的 部署，同时快速高效地开展各种多媒体业务，使他们在未来竞争中取得优势。 作为电信解决方案提供商，华为一直致力于下一代网络解决方案。华为的 i 骼解决方案是融合的解决方案，同时支持移动、固定的接人。华为i 惦解决方 案全面顺从各个国际标准组织，各个核心部件都提供标准接口，具有良好的开放 性。而且华为还推出业务集成平台：e n i p ( e n h 卸c e dn e t w o r ki n t e l l i g e n c e p 1 a t f o 枷) 平台。e n i p 集成了各个“s e r v i c ee n a b l e r ”和标准接口，它本身可 以提供丰富的业务，同时对第三方开放标准业务接口，使运营商可以快速部署新 业务，以满足市场需求。 华为深刻地认识到i m s 网络的开放性和共享性，以及打造i 粥产业价值链的 重要性，所以华为从一开始就在积极开展i 淞商业合作伙伴计划。正是因为拥有 很出色的合作伙伴计划才使华为的i 蟠产品占据了一席之地。 华为的i 惦合作伙伴计划包含以下内容：i 惦市场研究；i 惦市场拓展；i 淞 合作业务研究；i 惦新业务生成。 华为在i m s 的各个层面开展合作，广泛和终端厂家、媒体服务器提供商、独 立业务开发商i s v ( i n d e p e n d e n ts e r v i c ev e n d o r ) 等建立战略合作伙伴关系。 在e n i p 平台下，已经有众多的i s v 加盟，能够保证业务的创新和丰富，以 及对合作业务的统一管理。另外，华为建成了i 惦业务合作实验室，对合作伙伴 提供接口，使他们可以顺利接入华为i m s 网络，完成1 0 r r 测试。 华为i 惦合作伙伴计划立足市场需求，和全球领先运营商充分研讨，帮助运 营商尽快建设i l i s 产业链，向融合网络演进。 3 1 2 中兴 中兴通讯i m s 解决方案，构建了一个包括w c d m a 、t d s c d m a 、c d m a 2 0 0 0 、 w l a n 、w i m a x 、c a b l e ，x d s l ，以及传统2 g 移动和2 g 固定接入的融合网。中兴通 讯在i m s 网络融合方案中，提供接入层、承载层、控制层、业务层、用户数据层 的全套网络设备，为运营商提供网络演进融合解决方案，在网络的各个层面实现 融合。 1 在业务领域，基于中兴通讯统一开放的i m s 业务平台，中兴通讯联合b e a 、 c a n t a t a 、n g c 等推出媒体共享业务； 2 在平台方面，中兴通讯与i n t e l 合作共同致力于a t c a 架构的研究与引入。 此外，中兴通讯还联手网络资源控制( n r c ) 解决方案专家0 p e r a x 公司，共同 打造可靠的q o s 解决方案； 3 在i m s 终端方面，中兴通讯建设了开放的终端平台，提供多样的多媒体终 端解决方案。比如s o f t d a ( s o f td i g i t a la s s i s t a n t ) i m sp c 软终端、s o f t d a i m s3 g 手机终端s o f t d aw i f ip d a 终端、s i pi a d 终端、s i p 会议终端、z xh g 家庭网关、传统终端的i m s 接入适配实体等。 目前，公司已经开发了f 8 6 83 g 手机，即为支持i m s 的手机终端；另外2 0 0 6 年4 月中兴宣布将与中国移动共同开发基于i m s 网络的p c 客户端软件一i m ( i n s t a n tm e s s a g e ) 通讯系统，该软件将会成为i 嬲的重要应用之一。 中兴z x w ni m s 系统基于中兴公司下一代网络产品的统一硬件平台，该平台 同时应用于中兴公司s o f t s w i t c h 、w c d m a 、c d m a 2 0 0 0 核心网产品。 中兴i m s 系统产品的特点如下： 遵循3 g p p rr 6 标准规范，便于实现互通； i m s 系统硬件平台基于中兴通讯公司统一的第三代宽带平台开发，该平 台作为中兴通讯公司的下一代统一平台； i m s 系统所有网元，如c s c f 、b g c f 、舭c f 、嗽f c 、m g w 、h s s 等，均采用 相同的硬件平台，共用单板，充分保证了硬件系统的一致性、可靠性以及系统的 可维护性； 采用统一的通用用户数据平台( u s s p ) 来提供用户层面的融合； 3 1 3 爱立信 爱立信的i m s 解决方案搜盖从用户端到核心网络及业务层的各个方面，可以 提供适用于特定业务的i m s 实现方案。同时在终端方面，鉴于爱立信移动平台 ( e 咿) 的i m s 客户端与i m s 系统同步，不但通过交互测试实现多厂商互通，而且 通过与终端厂商( 如索尼一爱立信) 的协作，确保实现真正的i m s 端到端功能。利 用i m s 系统可以实现众多不同的应用，爱立信业务解决方案包括w e s h a r e ( 语音 和多媒体共享业务) 、p u s ht ot a l k ，i m s 多媒体电话业务( i m t ) 以及i m s 业务开 发工作室等。 i l 俗- e s h a r e i m sw e s h a r e 是一类提供及时和具有交互性的共享业务，例如共享图片和 视频、共享白板、共享网络内容等。i m sw e s h a r e 业