IMS体系（精选七篇）
IMS体系 篇1
为保护民族文化和旅游资源, 昆明理工大学进行了传统傣族民居向现代小康住宅过渡试验研究, 旨在探索在保持原有民居风格的基础上, 用现代化的结构体系和施工技术对其进行改建, 使其功能完善、材料更新、施工装配化。傣族新民居在结构选型上采用了改进的整体预应力装配式板柱体系 (IMS体系) 。整体预应力装配式板柱建筑是采用对整个楼盖施加预应力的方法, 将预制的板、柱构件拼装成整体结构的建筑体系。该体系具有平面组合灵活多样, 施工用地少, 施工速度快, 墙体和屋面可根据用户要求和经济条件自己制作从而降低造价等特点, 适用于边远地区。但是, 在云南省这样的地震多发省区有必要对IMS体系的抗震能力进行研究, 以促进该体系在地震区的推广使用。在此背景下, 昆明理工大学云南省工程抗震研究所承担了IMS体系在高烈度区应用的振动台模型试验, 并采用杆系模型对该试验模型所进行的弹塑性时程分析和push-over分析, 以及采用可以充分了解结构破坏全过程的三维实体模型进行的push-over分析。
1 IMS体系概述
IMS体系 (整体预应力装配式板柱体系) 是由南斯拉夫塞乐维亚共和国材料试验研究院在院长伯兰柯·热热立 (BrankoZezely) 教授的指导下于1956年创立的。IMS体系的基本组成见图1。IMS体系主要有以下特点。
1—柱;2—板、边梁;3—梁、明槽;4—预应力束;5—接缝砂浆;6—垫块
1) 结构的基本构件为预制楼板和柱子, 柱子无柱帽、牛腿。
2) 预制楼板和柱子 (垫块) 之间的接触面为平面, 在接触面之间的立缝中浇注砂浆或细石混凝土, 形成平接接头, 然后对整个楼盖施加预应力, 即双向后张的预应力筋贯穿柱孔和相邻楼盖构件之间的明槽, 并将这些预制构件挤压成整体。
3) 楼板依靠预应力及其产生的静摩擦力支承固定在柱子上, 板柱之间形成预应力摩擦节点。
2钢筋混凝土三维实体单元模型
为模拟结构在荷载作用下裂缝的出现及发展过程以及由于预应力钢筋锚固节点处较为复杂, 建立了三维空间实体单元模型。单元形式采用空间8节点6面体等参单元。单元每个结点具有三个自由度:X、Y、Z方向的平动自由度UX、UY、UZ。在柱端和梁端等预计出现裂缝处采用非线性单元以考虑裂缝出现后砼的非线性行为。有限元计算模型具有4 607个结点, 3 625个单元, 其中非线性单元为2920个。有限元模型见图2, 材料参数见表1。
3 材料的本构关系
3.1钢筋混凝土单元
钢筋混凝土单元采用三维实体单元。在考虑非预应力钢筋对单元刚度的贡献时, 采用整体式模型, 亦即将钢筋弥散于整个单元中, 并将单元视为由连续均匀的材料组成, 求出综合的单元刚度矩阵。
钢筋混凝土单元的弹性应力应变关系矩阵为:
式 (1) 中ρi为沿i方向的体积配筋率 (i=x, y, z) ;
3.2 预应力钢筋单元及预应力作用的模拟
由于在浇筑明槽及预应力孔道灌浆时已完成预应力钢筋的张拉, 预压应力在边梁和板中的分配已完成, 明槽中的混凝土对预应力钢筋仅起保护作用, 因此分析中忽略预应力钢筋与混凝土之间的粘结作用, 在有限元建模时将构件视为无粘结预应力构件。
在模拟预应力钢筋的作用时, 采用分离式模型, 即将混凝土和预应力钢筋作为不同的单元来处理:混凝土单元采用实体单体, 预应力筋单元采用杆单元。两种单元在梁端通过节点连接在一起。预应力筋单元在压折点处与混凝土单元的节点在垂直于预应力筋张拉方向进行耦合, 以约束预应力筋在垂直于张拉方向的平移。耦合产生的反力用来模拟实际结构中预应力筋在压折点处产生的上抬力。预应力筋单元与混凝土单元的连接见图3。张拉预应力钢筋对构件所产生预压应力作用通过对预应力筋施加温度荷载的方法进行模拟。对预应力钢筋施加低于参考温度的温度荷载, 预应力筋将产生收缩变形, 这种收缩受到端部混凝土的约束从而使得预应力钢筋受拉, 混凝土受压, 这和张拉预应力钢筋所产生的效果相同。只要确定预应力钢筋的线胀系数, 施加适当的温度荷载即可使预应力钢筋中产生预拉应力。所施加的温度荷载可由施加温度荷载所产生的预应力筋的应变与张拉预应力钢筋所产生的预应力筋的应变相等的条件确定, 即
由此可得
式 (3) 中T0为参考温度;σ为预应力筋中的有效预拉应力, 对于模型由实验所测数据确定;对于原型取σ=0.8σcon;σcon为预应力钢筋的张拉控制应力;Es为预应力筋的弹性模量;α为线胀系数;Tm为补偿混凝土压缩变形所引起的预应力的损失而引入的修正值。
4 Push-over分析结果
图4所示为静力弹塑性分析结果, 图中横坐标为周期, 纵坐标为影响系数, 即 (拟) 加速度与重力加速度之比。图中画出了规范[2]所规定的各种场地类别, 场地和设计地震分组所对应的反应谱曲线, 从左至右分别对应于场地卓越周期为 (0.25～0.9) s。考虑了8度大震 (αmax=0.9) 和小震 (αmax=0.16) 两种情况。粗虚线为三维实体单元模型的能力曲线, 粗实线为杆单元模型的能力曲线。表2为能力曲线与设计反应谱曲线相交的点, 即目标位移, 所对应的结构的最大层间相对位移。
由静力弹塑性分析结果可见, 实体单元模型与杆单元模型的能力曲线基本相同。在8度小震情况下, 对于各类场地该体系的最大层间位移角均未超过规范所规定的1/550的弹性, 可满足第一阶段的设防要求。在8 度大震的情况下, 由图3可见, 能力曲线仅能穿越场地卓越周期为0.25 s、0.30 s、0.35 s、0.40 s的反应谱曲线, 其相对应最大层间位移角均未超过1/50的弹塑性层间位移角限值。
5 破坏机理分析
在对三维实体单元进行Push-over分析时, 可以观察到有限元模型在单调递增的水平荷载作用下裂缝发展情况, 以便发现结构的薄弱部位及塑性铰的分布规律, 并可与试验结果进行对比。
裂缝发展情况如图5所示, 图中水平粗线表示拉裂裂缝, 圆点表示压溃裂缝, α为水平总剪力与等效重力荷载Geq之比。当底部总剪力V=0.16Geq时, 底层柱根处首先出现水平裂缝。由前面的分析可知, 此时结构尚处于弹性阶段;当V=0.32Geq时, 底层和二层柱端处均出现了横向裂缝, 此时一层相对位移
6 结 论
从计算的结果看, push-over分析能够与振动台试验的结果[3]基本吻合, push-over所得到的对该结构抗震能力的评估与实际情况吻合;同时, 按照push-over的基本思想所建立起来的实体分析模型, 能更清楚地揭示在不同地震水平下结构的损伤 (裂缝) 情况, 对于改善结构设计有直观的价值。
从实用的角度出发, 对于这一类层数不多的结构, 采用杆系模型进行push-over分析已可得到关于结构的承载力和刚度的结果, 采用三维实体模型的分析则可进一步得到直观的破坏过程, 对诸如节点等细部的掌握也较为详细, 但由于其操作所需的工作量远远多于杆系模型, 所以仅具有研究上的价值。
参考文献
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IMS体系 篇2
1 IMS技术与标准进展
1.1 IMS技术概述
IMS (IP Multimedia Sub-system）技术即IP多媒体子系统技术，由3GPP标准组织在R5版本基础上提出，是在基于IP的网络上提供多媒体业务的通用网络架构。R5版本主要定义了IMS的核心结构、网元功能、接口和流程等内容；R6版本对IMS进行了完善，增加了部分IMS业务特性、IMS与其他网络的互通规范和WLAN接入等特性；R7加强了对固定、移动融合的标准化制定，要求IMS支持xDSL、Cable等固定接入方式。目前已被ITU-T和ETSI（欧洲电信标准化委员会）认可，是纳入NGN（下一代网络）的核心标准框架，并被认为是实现未来FMC（固定/移动网络融合）的重要技术基础。IMS是一种全新的多媒体业务形式，它能够满足现在的终端客户更新颖、更多样化多媒体业务的需求。目前，IMS被认为是下一代网络的核心技术，也是解决移动与固网融合，引入语音、数据、视频三重融合等差异化业务的重要方式。
但自从IMS在2005年高调推出以来，其在全球的推广轨迹一波三折，国外不少主流运营商对于究竟如何引入IMS、在何种层面上引入IMS、怎样才能把IMS的能力转化为运营的商业价值这些问题上存在不少争议，在争议的同时，对于IMS的探索与实践一直没有停止，现已在通信领域很多层面展开。
1.2 IMS标准的进展
从IMS全球标准化体系工作来看，国际上IMS相关标准组织主要有3GPP、3GPP2、TISPAN和ITU-T，它们分别从不同的出发点对IMS进行了系统的研究，IMS的相关技术标准都采用了分阶段分版本的发布方式。3GPP是IMS标准的发起者和主要贡献者，到目前为止3GPP已发布了R5/R6/R7三个标准版本，R8版本的制定工作已启动。3GPP2主要是基于3GPP的IMS Core定义了MMD，主要考虑CDMA网络的接入，已经公布了Rev0和RevA版本，目前正在制定RevB版本。TISPAN从固网接入为出发点，定义了支持固网的IMS体系架构，已发布了R1版本，目前已展开R2版本的工作。ITU-T的IMS架构和ETSI TISPAN的基本相同，从支持固定接入方式的角度对IMS提出各种需求，目前正在开展IMS和IPTV融合架构的标准化研究工作。
另外，还有一些国际标准化化组织IETF、WiMAX、Cable Lab、MSF等从不同的角度对IMS提供支持和贡献。IETF主要负责SIP、Diameter等协议的规范和扩展，WiMax、Cable Lab、MSF、ATIS正在考虑IMS对各种不同接入方式的支持。
1.3 IMS技术体系
IMS由呼叫状态控制功能CSCF (Call Session Control Function）、媒体网关控制功能MGCF (Media Gateway Control Function）、媒体网关MGW (Media Gateway）、归属地用户服务器HSS (Ho m e Subscriber Server）等功能实体组成。CSCF的种类包括P-CSCF (Proxy-CACF，代理CSCF）、I-CSCF (Interrogating CSCF，查询CSCF）和S-CSCF (Serving CSCF，服务CSCF），本质上它们都是SIP服务器，处理SIP信令，3GPP定义的IMS体系如图1所示。
P-CSCF是UE联系IMS的初始点，是UE在被访问域（漫游时）首先要访问的点，进出的SIP消息都要通过P-CSCF。P-CSCF相当于SIP协议定义的边界代理服务器。
I-CSCF的功能是提供到归属网络的入口，将归属网络的拓扑图对其它网络隐藏起来，并通过HSS为特定用户找出相应的S-CSCF。它是用户终端漫游或者外来任务进入本地服务提供商网络中的联系点。当I-CSCF接到一个请求时，它将把请求路由到相应的S-CSCF。
S-CSCF给用户提供服务。当终端注册时，它同本地域的S-CSCF联系，本地S-CSCF向用户提供用户预定的服务。这样的好处是用户即使漫游到不支持某项业务的网络也能像在本地一样得到需要的服务。
HSS (Home Subscriber Server）相当于2G网络中的HLR，存储了与一个单独用户相关的S-CSCF和相应的用户简介。因此它知道用户现在的位置和用户指定的服务。CSCF可以向HSS询问以获得这些信息。HSS和CSCF之间交互用的是Cx接口，它不是IETF制定的，当也是基于IP的。
2 IMS的技术业务方案
IMS技术对控制层功能做了进一步分解, 实现了会话控制实体CSCF (Call Session Control Function) 和承载控制实体MGCF (Media Gateway Control Function) 在功能上的分离, 使网络架构更为开放、灵活, 所以IMS实际上比传统软交换更“软”。
IMS以其业务、控制、承载完全分离的水平架构，集中的用户属性和接入无关等特性，一方面解决了目前软交换技术还无法解决的问题，如用户移动性支持、标准开放的业务接口、灵活的IP多媒体业务提供等；另一方面，其接入无关性，也使得IMS成为固定和移动网络融合演进的基础，也是广电话音网选择此类技术的主要因素。IMS业务架构如图2所示，IMS的目的是建立与接入无关、能被移动网络与固定网络共用的融合核心网。
在无线接入技术方面，IMS除了GSM/GPRS和WCD M A之外，W L A N通过SIP-Proxy也可以接入。此外，固定网络的LAN和xDSL接入技术也可以接入到IMS。IMS还提供了与ISDN/PSTN传统电路交换网络的互联机制。这样，IMS提供服务的终端除了移动终端之外，还包括固定的电话终端、多媒体智能终端、PC机的软终端等。
I M S能够为使用不同接入手段的用户提供融合的业务，但固定接入与移动接入终究有不同的特征，所以要将基于移动通信发展起来的IMS体系应用到固网中还需要进行大量的改进，标准化工作依然任重而道远。广电话音网提出的IMS与固网通信界提出的软交换的基本思想和目标是一致的，都希望建立基于IP的融合与开放的网络平台。
3 基于IMS的广电话音网业务策略
基于IMS技术，利用广电现有有线网络架构，可提供并不局限于以下新业务：
(1) PoC（一键通话）
PoC业务也称“一键通”业务，指的是利用Vo IP技术实现的“点到点”和“点到多点”的话音通信业务。PoC业务在同一时间只有一人能够讲话，以便于群体交流，主叫方只要按一个按键就可以向一个人或一组人发起通话，不用拨号，电话立即接通，并迅速建立通话组。
(2) Push-to-view（一键可视通话）
Push-to-view是PoC业务的增强，不仅可以支持话音，还支持半双工的视频通信。广电有线网是建设可视电话的重要基础，在电视机终端提供可视电话，更多的面向家庭用户，也是三网融合的业务融合。
(3) Conference（会议管理）
会议管理的核心是会议中心，会议负责人可以创建、结束会议，限定参加成员的听/说权限；会议参加者可监看参加者的信息、会议装置。Conference还支持会议日志的网络存储以及提供会议预约功能，包括定时预约（即媒体服务器在约定的时间自动呼叫每一个计划中的参加者）和状态预约（即一旦所有计划中参与者的Presence状态都显示为空闲，媒体服务自动邀请会议参加者建立会议）。
(4) Video Sharing（视频共享）
视频图像可以在通话的两个终端间发送，通话双方都能看到同一视频图像并就此讨论，并可以在不中断通话的同时结束视频共享。
(5) Messaging（消息）
广电话音网应用IMS实现的Messaging功能可以承载任何媒体类型的消息，分为Instant Message（即时消息）和Deferred Message（延时消息），其中Instant Massage又包含两种模式，page mode（消息模式，每条消息之间独立，支持离线消息，若发送失败则返回失败回执）和session mode（聊天模式，参加会话的每个客户都必须在线，以在电视机终端的实时聊天窗口显示本次聊天的所有信息）。
(6）统一消息
广电话音网的统一消息服务将不同媒体的信息，如语音留言、短消息、多媒体消息、即时消息、电子邮件、传真等数据存储在一个集成的接收箱中统一管理，接收方则可以在自己方便的任何时刻、任何地点以任意方式连接到系统的服务器，获取所有信息，还可以实现文本信息到语音、视频的转换。
(7) Presence（状态呈现）
用户可以设置自己的状态信息，如在线、离线、就餐、会议、可以聊天、可以游戏等，信息的形式可以是文字、话音、图像等。
(8) Group组群列表管理
通过group功能用户可以将联系人分为“家庭、同事、合作伙伴、亲友”等组群，并进行添加、移动、删除、搜索联系人和创建、重命名、删除组群等操作。此外，用户还可以参加若干公共组群，如“某公司全体成员”、“某高尔夫俱乐部”等。
(9) White Board（白板）
白板功能是视频、图片共享功能的延伸，任一方可以在终端上向白板写入并发送到对方的电视机终端上，在双方电视机终端同步显示，协助协同工作。
4 IMS的广电话音网系统架构
IMS体系结构和CSCF的设计利用了软交换技术，实现了业务与控制相分离、呼叫控制与媒体传输相分离。IMS虽然是3GPP为移动用户接入多媒体服务而开发的系统，但由于它全面融合了IP域的技术，并在开发阶段就和其它组织进行密切合作，使得IMS实际已经不仅仅局限于只为移动用户进行服务，支持多种接入是IMS体系结构固有的功能，如果为多媒体业务扩展了接入方式感知控制和业务逻辑，那么IMS会为接入厂商提供最佳的方法来实施真正的固网融合业务，这将有助于所实施的业务与所选设备及其网络接入方法的特性和能力相适应。因此广电话音网可基于IMS结构，结合现有有线电视网络，接入形成到户的广电话音网系统。
如图3所示，在基于IMS的广电话音网体系结构中，最底层为承载层，用于提供IMSSIP会话的接入和传输，承载网必须是基于分组交换的。图中以移动分组网的承载方式为例，描述了IMS用户通过手机进行IM S会话的方式，主要的承载层设备有SGSN (GPRS业务支撑节点）、GGSN（网关GPRS业务支撑节点）以及MGW（媒体网关）。其中SGSN和GGSN可以重复利用现网设备，不需要硬件升级，仅通过做相关配置就可以支持IMS。MGW是负责媒体流在IMS域和CS（电路交换）域互通的功能实体，主要解决语音互通问题。无论具体采用哪一种接入方式，只要基于IP技术，所有的IMS用户信令就可以很好地传送到控制层。
中间层为信令控制层，由网络控制服务器组成，负责管理呼叫或会话设置、修改和释放，所有IP多媒体业务的信令控制都在这一层完成。主要的功能实体有CSCF、HSS (Home Subscriber Server，归属用户服务器）、MGCF等，这些网元执行不同的角色，如信令控制服务器、数据库、媒体网关服务器等，协同完成信令层面的处理功能，如SIP会话的建立、释放。这一层仅对IMS信令负责，最终的IMS业务流不经过这一层，完全通过底层的承载层做路由实现端到端通信。
最上面一层是应用层，由应用和内容服务器组成，结合现有媒资管理系统升级后，负责为用户提供IMS增值业务，主要网元是一系列通过CAMEL、OSA/Parlay和SIP技术提供多媒体业务的应用平台。
广电建设话音网，提供话音服务，更重要的是利用自身资源优势，开发新的增值业务模式，尤其是基于可视通信服务的增值模式。如其视频共享业务是指用户在通话过程中，可根据需要实时分享电视机中的内容或是相关的视频、音频、图像等文件。这些文件可以是用户实时观看的电视内容，也可以是用户其他终端中已存储的内容。
5 结束语
基于以上分析我们看到，IMS拥有先进的网络架构、有良好的市场规模和发展前景，相关的设备运营商在推广上也态度积极，广电话音网建设在IMS中有着较为便利的基础条件和事机，同时考虑到IMS还处于技术发展的初级阶段，技术还没有真正成熟，其安全机制还有待完善，而且网络融合带来功能的复杂性，将对核心网络IMS提出新的要求。
摘要：为适应三网融合的推进, 创新业务形态、丰富服务内容是探索发展的一项重点, 广电话音业务是基于有线电视网络提供的国内IP业务, 本文介绍了IP多媒体子系统技术的技术体系和标准进展, 以及业务方案和业务策略, 并对其发展前景进行了分析。
浅析IMS组网技术 篇3
1 IMS简述
IMS是实现电信业务与互联网融合的理想架构。国内三大运营商已经开展多年的I M S研究, 制定了较完善的I M S企业规范。IMS特征主要包括以下几个方面: (1) 归属地控制。归属网络来实现呼叫控制和业务控制, 从而使得业务提供的一致性得以确保, 进而使得归属运营商能够积极提供吸引客户的服务。 (2) 业务提供能力。这种特性使得竖井式业务部署模式被打破, 业务和控制被完全分离开来, IMS促进各种业务灵活的进行, 使得业务融合得到了进一步的促进。 (3) 安全机制。部署安全域间信令保护机制, 多种安全接入机制共存。 (4) 统一的Qo S和计费策略控制。
针对运营商而言, IMS具有以下优势: (1) 网络更简单、便宜。多种业务可共享同一核心网。 (2) 可快速灵活的部署业务, 并便于细分市场。在同一个核心网上很容易部署并组合业务。 (3) 开放的网络架构, 容易选择第三方部件来丰富运营商的业务。 (4) IMS提供运营商的竞争能力。针对用户而言, IMS具有以下优势: (1) 有互通的保障。 (2) 有安全的保障。 (3) 全IP, 便宜。 (4) 有业务质量的保障。 (5) 单一号码、账户。使用方便。 (6) 多种接入方式。 (7) 更好的业务体验。
2 IMS架构
IMS是个开放的网络架构, 提供了基于IP承载的、以SIP (Session Initiation Protocol) 为核心控制协议的、与接入无关的IP多媒体业务控制能力。软交换与IMS都遵循了下一代网络基本思想, 网络架构分层、功能分离。在传统网络发展演进过程中, 软交换和IMS均实现了控制与承载的分离, 而IMS则进一步实现了控制与业务的分离, 实现了固定移动的统一控制, IMS是传统网络演进的更高阶段。IMS网元功能的逻辑架构, 可根据实际部署需要, 进行合设, 一般IMS逻辑实体分类为会话控制和路由 (P-CSCF、S-CSCF、I-CSCF) 、用户数据管理认证鉴权 (HSS、SLF) 、媒体资源 (MRFC、MRFP) 、业务控制 (AS) 、互通功能 (MGCF、BGCF、MGW) 5部分。
3 IMS业务
对于全新的IP多媒体业务形式, IMS具有其特性, 包括会话型业务和部分非会话型业务, 前者如语音和视频会话、多媒体会议、消息、状态呈现、视频共享、动态地址簿等, 而后者如IPTV、Web与IMS融合业务等。IMS同时支持多种固定及移动接入方式, 其中移动接入包括2G、3G、LTE等, 固定接入包括L A N、W L A N、x D S L、x P O N等。
用户需求越来多, 促使未来移动通信业务必须朝着多样化的方向发展, 即从单一服务转变为多种服务, 从标准业务向着本地化和个性化方向发展。运营商为了增强竞争力, 已经开始将提供差异化业务作为重点, 进行不同的市场细分和内容分类, 所提供业务分类根据不同的细分市场来灵活的进行, 促进了业务的更新速度。目前, 集团客户和家庭客户是IMS开展业务的主要方向。针对集团客户而言, 主要提供基于宽带的多种应用, 可以在其他运营商固网资源上开展虚拟运营, 以提供业务为主, 对新增和有条件的客户开展宽带接入服务, 解决方案包括全IP接入和TDM/IP PBX接入解决方案, 全IP接入即对于具有IP接入资源的集团用户, 可为其提供SIP话机、PSTN话机, 以及PC客户端的多终端接入, 而TDM/IPPBX接入利用企业现有TDM/IP PBX接入IMS核心设备 (CSCF和HSS) , 保留企业用户原有的PSTN话机或SIP Vo IP话机, 以后逐步以全IP接入方式替换PBX接入。针对家庭客户而言, 以ICT融合业务为主, 大力发展宽带接入, 针对客户的业务需求提供以应用为导向的业务和综合信息服务。家庭业务应用主要包括通信、信息服务、娱乐、控制4个方面, 其中基础的通信类业务可以通过IMS的应用服务器直接提供, IMS为娱乐类、信息服务类业务提供基本通信能力, 使得娱乐、信息类服务能与通信类业务更好地融合, IMS能够实现给控制通道提供控制类业务, 从而使得控制信令不是空间地域的限制, 到达世界上各个通信网络。
IMS业务使得所有业务都由归属网提供, 保证体验一致, 实现了用户体验的移动性, 使得用户通过不同终端和接入网络享受一致的业务体验, 不受空间地域的限制, 甚至在国外也能够享受与在签约地同样的业务体验, 这不仅仅只是包括最基本的业务, 还包括业务的所有属性。基于IMS能开发种类繁多的多媒体业务, 包括消息业务、移动娱乐业务、移动办公业务、个人助理、位置业务、移动商务。另外, IMS业务对运营商始终走在IP业务价值链的最前端有着很大的促进作用, 获得更多的增值收益, 通过对新业务的收费, 持续对高价值业务进行控制和投资受益, 更好地控制客户群体, 避免成为管道提供商。
总而言之, IMS架构和IMS业务是IMS组网必须考虑的关键问题。运营商的网络部署方案需要根据运营商各自的特点来进行制定, IMS组网技术是需要通过实践来不断地进行完善的。
参考文献
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IMS接入方案探讨 篇4
IMS以固网PSTN网改作为起步, 通过IMS网络替换现网中的老, 旧PSTN端局设备, 不仅可以很好的实现节能减排, 降低运营成本, 同时还能最大程度的保持现有的网络业务, 运营模式, 并能灵活方便的开发新的业务应用, 另外, IMS网络还具有面向固定移动融合的特点, 可以为今后的固移融合奠定网络基础, 做到投资保护。通过IMS核心网中边缘节点与接入网的融合方案探讨, 对于PSTN网改起到一定推进作用。本文主要阐述PSTN语音业务通过接入网上联P-CSCF、AGCF网元的布局方案。
二、固定接入网概述
2.1 IMS总体架构
IMS网络的基础架构主要分为三层:用户接入层、会话控制层和应用层。从网络分层的角度看, IMS的目标网络可以划分为业务层、核心层、承载层和接入层四个层次。
固网领域IMS接入终端分为固定接入和互联网接入两种。固定接入终端采用PON、IAD、AG、PBX接入方式, 含H.248协议和SIP协议两种终端。互联网接入终端采用SIP协议, 含软、硬终端和IAD。
IMS实施后, 使用H.248协议的固网用户通过接入网关控制功能 (AGCF) 接入IMS网络。AGCF兼做协议转换功能, 接入H.323标准的IP用户交换机 (IP PBX) 、综合业务接入设备 (IAD) 。SIP协议 (非IMS标准) 的IP PBX、I-AD。新发展的Internet用户, 使用符合3GPP标准的软终端, 包括Win PC、Mac PC、Win CE、i Phone、Android等多个版本, 通过会话边界控制器 (SBC) 接入呼叫会话控制代理功能 (P-CSCF) 。
利用IMS进行固网接入的总体架构如图1所示:
2.2IMS总体接入方案
原有PSTN固网用户主要通过基于PON承载方式、IP上行的AG接入方式和传统的DSLAM接入方式三种方式进行改造。对于可信任的接入网元, 比如FTTC的MDU设备放置在模块局或交接间, AG设备放置在局方可管理和可控的环境下, 只提供给最终用户线路, 属于运营商可信任的接入设备, 所以用户设备可以通过H.248协议连接到IMS网元AGCF中, SIP协议的终端设备接入IMS网元P-CSCF中。对于不可信任接入网元, 比如FTTH的ONT设备, 这种设备主要放置在用户家中, 话机等设备通过ONT设备直接连接到核心网络中, 属于不可控的环境, 家庭用户可以对终端设备进行相关操作, 属于运营商不可信任的网元, 所以接入设备通过H.248/SIP协议首先接入SBC设备中进行私网穿越, 由SBC设备连接AGCF或P-CSCF。
三、固定接入网演进方案
3.1 AG接入方案
AG主要面向有一定规模的企业用户或居住密度大的用户以及老旧小区用户。接入方式包括:POTS、ISDN、音频专线、DDN专线等窄带接入, 提供的业务主要是面向POTS终端的基本业务与补充业务。
AG需支持Session timer功能, 可选支持SIP option心跳机制。Session timer时长可配置, 默认15分钟。
AG接入IMS有两种模式: (1) 上行出H.248接口通过AGCF接入IMS核心网; (2) 上行出SIP口通过P-CSCF接入IMS核心网。
对于现网已部署的AG设备可以按照以上两种模式接入IMS。
AG接入组网如图2所示:
3.2x PON接入方案
用于FTTx接入的x PON设备除了作为宽带承载的应用方式以外, 还可接入语音设备为用户提供语音及多媒体业务。PON接入的语音设备主要包括ONU内置的I-AD、SIP Phone以及PC软终端等, 接入IMS的协议主要有IMS SIP和H.248两种: (1) x PON内置的SIP IAD或接入SIP Phone以及PC软终端通过软件升级的方式, 支持IMS SIP协议, 通过P-CSCF接入IMS核心网; (2) x PON的内置IAD上行H.248接口保持不变, 通过AGCF接入IMS核心网。
下面是两种接入方式的比较:
通过以上比较, IMS SIP接入方式符合IMS的标准要求, 既支持原有的PSTN补充业务, 又能为用户提供多媒体业务, 代表未来的发展方向, 因此建议对于新发展的FTTH用户尽量采用IMS SIP协议接入IMS, 对于FTTB用户可以继续采用H.248协议接入IMS。考虑IMS网络的安全性, 以上两种方式都必须通过SBC接入IMS, 如图3所示:
3.3NGN向IMS演进方案
(1) 固网NGN向IMS的演进有以下2种方式。方式一:升级法。将现有固网NGN系统直接向IMS架构演进:将固网NGN系统网元全部升级为IMS的网元, 并补充相关IMS设备。将固网NGN网络直接升级为IMS网络, 通过IMS网络开放业务。具体为固网软交换系统SS可以演进为AGCF。固网软交换设备需要通过软件升级, 配置AGCF功能;单板利旧, 同时按需扩容单板, 以处理新增的SIP消息流量。升级后的IMS网络既可以处理窄带语音业务, 也可以处理多媒体业务。方式二:叠加法。叠加方式是在现有固网NGN网络边叠加一个完整的IMS网络, 现有固网NGN和新建IMS两个网络在一段时期内共存, 并各自独立发展用户。当IMS系统逐渐成熟后, 可以将用户逐渐从固网NGN网络向IMS网络迁移。本方式下新建的IMS网络与原固网NGN网络完全独立, 两个网络之间可以通过TDM或者SIP协议互通。采用方式一, 由于现阶段IMS系统的成熟性还有待进一步验证, 因此对商用固网NGN网络的升级改造具有一定的风险。因此方案不建议采纳。方式二中新建一套IMS系统, 进行新业务需求的试商用, 试商用成功后, 将现有固网NGN网络用户向IMS系统进行牵移。在演进过程中, 采取“分步走”的策略, 保证技术平滑演进, 并对现网业务影响最小。因此推荐采用方式二。 (2) 固网NGN向IMS演进步骤。采取“分步走”的策略, 演进步骤如下。步骤1: (1) 新建IMS网络, 与现有PSTN网络和软交换网络实现互通, 实现网改终端的接入; (2) 增加业务平台服务器, 实现多媒体业务、智能网业务等功能。原有固网NGN系统与新建IMS系统的业务分工为:原固网NGN负责现有语音业务的处理, 新建IMS负责网改用户的语音接入。步骤2:待PSTN用户通过网改基本割接到IMS网络后, 将现网中的软交换机升级为IMS网络中的AGCF或MGCF, 将用户数据割接至HSS, 将业务逻辑割接至应用服务器, 并逐步实现统一计费、统一网管。该步骤是在新建IMS技术成熟的前提下, 将现有业务割接至IMS系统, 从而实现固网NGN系统向IMS的演进。 (3) 结论。通过上述的演进方式分析可知, 固网NGN网络从技术上尚不具备直接向IMS网络演进的条件。不过可以通过“分布演进”的方式, 逐步实现固网NGN向IMS网络演进。同时在网络演进融合过程中要特别注意两点:第一, IMS演进应减小对现有网络的影响, 尤其是当固网NGN网络已经承载了业务时;第二, IMS网络应循序渐进, 当新建IMS网络运行稳定, 且固网NGN网络向IMS演进技术成熟后, 再进行融合。从长远来看, 未来的网络将实现IMS网络作为核心。
四、结束语
在PSTN网改的趋势下, 我们应立足PSTN现网实际情况, 配合“光进铜退”接入网改造的策略, 制定切实可行的接入方案, 高效和安全的接入原有PSTN网络用户, 满足今后传统语音业务和多媒体业务的发展。
参考文献
[1]QB/CU 225-2012中国联通IMS技术体制 (v3.0)
[2]“现有固网NGN向IMS演进方案研究”http://www.c114.net
浅析IMS网络与应用 篇5
IMS (IP Multimedia Subsystem) 即IP多媒体子系统。它是基于IP承载网, 采用SIP协议做为核心控制协议, 提供与接入无关的IP多媒体业务控制能力。
IMS被认为是下一代网络的核心技术, 传统软交换也是解决移动与固定网融合, 引入语音、数据、视频三重融合等差异化业务的重要方式。基于SIP协议的IMS域, 为在3G网络上运行的IP业务提供了一个统一的会话管理机制。SIP协议为大部分的IP业务提供了一套简化了的统一会话控制机制, 这将有助于在移动网络开展不同的应用业务。IMS的接入无关性是指它除了可以应用在移动网络外, 也可应用在固网, GPRS, WLAN和所有IP网络。IMS域和分组域一起可以综合实现话音和数据结合的IP多媒体业务, 完全不依赖于电路域。
2 IMS网络架构
AS (Application Server) ——应用服务器, 为用户提供增值业务, 可处理从IMS发来的SIP会话, 可发起SIP请求吗, 发送计费信息给SCSCF和OCS。
CSCF实现会话控制和路由功能。它可分为P-CSCF (代理会话控制功能) 、I-CSCF (查询会话控制功能) 、S-CSCF (服务控制功能) 。
P-CSCF功能:终端接入IMS网络的入口点;产生CDR话单用户漫游/接入计费需求;将终端请求路由到正确的I-CSCF或S-CSCF。
S-CSCF功能:用户注册认证, 下载用户数据;完成本侧的呼叫会话控制, 业务触发。
I-CSCF功能:为注册用户选择S-CSCF。
HSS为归属用户服务器 (其功能类似于HLR) , 用于归属网络中储存用户签约信息, 如用户标识, 用户鉴权信息, 业务数据等信息。
3 IMS网络优势
⑴在软交换承载与控制分离基础上, IMS实现了呼叫控制与业务控制的完全分离;简化了网络结构, 降低网络冗余, 提高了网络复用IMS支持业务嵌套和复杂组合, 业务服务器之间松耦合、标准、开放的借口有利于业务之间的组合和调用。支持互联网风格的用户标识, 有利于实现与WEB业务的融合。
⑵IMS支持业务嵌套和复杂组合, 业务服务器之间松耦合、标准、开放的借口有利于业务之间的组合和调用。支持互联网风格的用户标识, 有利于实现与WEB业务的融合。可实现快速业务部署。
⑶IMS引入了策略控制功能, 运营商可以制定本地的媒体和承载资源分配策略, 通过授权控制IP接入网的资源。策略决策点能确保按照SIP信令中的协商参数为媒体流激活承载, 为业务保证其承载资源的Qo S;根据用户定购信息和SP与运营商签署的服务协议提供Qo S, 为不同合作等级的SP提供差异化的服务, 从而控制用户和SP转向有Qo S保障的服务。
⑷IMS具有更好的移动性, 支持多种制式的接入网络, 满足客户多样的接入需求。用户可以用一个统一的账户在不同的场所用不同的设备接入IMS网络
4 IMS应用
IMS应用主要集中在以下几个方面:
⑴为了丰富移动网络业务而开展的, 主要是在移动网络的基础上用IMS来提供Po C、即时消息、视频共享等多媒体增值业务, 应用重点是给企业用户提供 (IPCENTREX业务) 和公众客户的Vo IP第二线业务。
⑵固定运营商为了网络演进业务需要, 通过IMS为企业用户提供融合的企业应用 (IPCENTREX业务) , 向宽带用户提供Vo IP业务。
⑶综合运营商为用户提供的固定和移动融合的IMS, 目前比较热门的业务是Wi Fi与移动网的业务切换。目前联通多个省市已在部署IMS业务, 为企业用户提供融合通信服务 (融合Centrex、多媒体电话) 。Cingualr (移动) 和SBC (固定) 计划近期向企业提供Wi Fi Vo IP与WCDMA电路域语音的切换, 已经能够实现Wi Fi到WCDMA的单向切换。
5 结束语
IMS技术满足了网络向全球IP发展的要求, 解决了多网融合的需求, 将传统多种形式终端统一作为IMS的接入, 从而实现接入无关性, 将AS服务器引入到IMS网络, 作为IMS网络最高层, 利用不同的接入网络共享增值业务。
总之, IMS是未来电信网发展和演进的方向, 它将使电信网展开新的篇章。
摘要：通信行业竞争加剧, 用户对IP多媒体和个性化业务需求使得融合业务越来越迫切, IMS作为新一代核心网, 在接入宽带化和网络全IP化的背景下, IMS可以更好地支持语音、视频、数据融合应用。本文主要对IMS网络架构与应用进行了一些分析。
关键词：IMS,SIP,业务融合,多媒体业务
参考文献
[1] (芬) 波克申科, 等, 编.IMS:移动领域的IP多媒体概念和服务.
IMS信令监测系统研究 篇6
IMS网络直接面向业务层,可以为用户方便地提供多种多样的多媒体业务,为了加强IMS网络的网络维护管理、故障分析、用户行为分析和各种基于IMS信令的上层应用等功能,增强IMS网络维护、管理力度和用户的Qo S感知,IMS信令监测系统建设的重要性日益突显。
二、IMS信令系统的特点
相比PSTN和软交换网络,IMS网络结构和信令复杂程度更高。IMS网络中主要有SIP、Diameter、H.248、RTPRTCP协议,其中SIP协议用于大部分IMS接口,完成呼叫的路由和接续;Diameter协议用于HSS对外的接口和策略控制接口,完成用户数据的查询及同步等操作,另外,还实现Qo S和计费策略的交互和执行;控制媒体网关采用H.248协议;RTPRTCP为媒体面信令,传输各类媒体流。另外,IMS网络业务层采用控制协议,同时业务节点也有部分控制功能,该特点使得IMS的流程更加复杂和更加依赖于业务,加大了网络维护的难度。因此,在部署IMS网络的同时,加强对网络维护支撑系统的建设,可充分保证对网络的维护管理和监控,保证维护人员能够快速、高效地解决问题,从而保证网络的有效运行。
三、IMS网络信令监测系统分析
3.1 IMS信令监测系统的功能要求
3.1.1协议解码解释功能
支持对Mw、Mg、ISC、Mn、RTP/RTCP等接口的监测支持SIP、Diameter、H.248、ISUP、DNS/ENUM等协议的解析及CDR全流程的关联,实现全协议全字段的解码解释,准确捕获指定数据包。
3.1.2信令跟踪功能
支持主被叫逻辑号码、物理号码、主被叫GT、OPC/DPC、源/目的IP地址、协议过滤(按协议类型、消息类型、呼损原因等)等多种条件设置方式。可跟踪呼叫与非呼叫消息(包括MTP层消息),能按同条消息和全流程整合方式两种方式呈现。保证跟踪结果的实时性和多接口多协议信令的实时关联。
3.1.3端到端全程信令关联
按照业务流程,系统能够实现信令消息全流程的整合.对于同一次呼叫,能够形成独立的全流程的CDR记录,在全流程CDR中记录呼叫的时间、原始号码、关联号码、各接续段时延,呼叫结果,呼损段落等信息,逻辑号物理号对应、号码与端口应对应准确。
3.1.4CDR记录查询功能
全流程CDR查询能够根据主叫号码、被叫号码、时间、呼损等主要信息做为条件查询出某一呼叫合成后的全流程CDR记录,按字段进行展现。针对查询出的具体的CDR记录能够关联查询到具体的所有信令配合流程(多协议),按相关协议层展现时间戳、消息方向、物理链路(中继、时隙/IP、端口)、逻辑链路、呼叫源/目的、具体消息解释等内容。
3.1.5网络视图编辑及展现功能
网络拓扑由网元、链路组、IP链路等元素组成,系统可以根据网络结构层次、区域、网元类型分别创建不同的子视图进行分类/分层显示。
3.1.6统计呈现功能
系统可进行分钟粒度的统计呈现,并设置指标门限告警,可根据需求设定监控指标、告警门限及关注的监控区域和VIP用户。
3.1.7语音质量分析功能
对用户的通话质量进行分析,主要是对基于RTP/RTCP协议的媒体传送情况和质量进行统计,反映媒体质量问题,提高用户感知度。
3.1.8差错类消息和管理类消息的分析统计功能
支持对特定失败原因的汇总分析、排序等功能,以方便开展设备质量的评估。
3.1.9报表管理功能
根据统计、告警数据,形成固定或自定义报表。要求报表配置灵活、可保存、可调用。
3.1.10配置管理功能
系统支持灵活的配置管理,将分散在各个子模块的配置项整合在一起,如基本配置、网络配置、业务配置和统计、阈值配置等。配置数据支持导入、导出功能。
3.1.11系统管理功能
可实现系统拓扑管理和自动拓扑管理。
3.1.12告警和预警管理
系统支持实时告警监视、告警查询统计、指标门限值管理、告警处理、告警的对外接口。可以自定义告警阈值,尽早收到预警,分析问题的发展趋势,提前避免网络问题和故障。
3.1.13分级分区域的用户权限管理
实现对用户权限的灵活管理,可将拓扑展现、告警展现、信令查询、信令跟踪根据用户权限进行分级分区域限制。
3.1.14支持第三方接口功能
系统支持通过预先定义的接口对第三方应用提供监测数据。接口协议支持SOCKET、FTP、WEBSERVICE接口,可向第三方系统提供数据。
3.2IMS信令监测系统的体系架构
IMS信令监测系统在逻辑结构上分为:数据采集层、数据处理层、数据应用层。
数据采集层主要完成IP信令链路的数据采集功能,并保证采集数据的完整和正确性;数据处理层完成网络性能检测和数据的计算和整合,最后生成呼叫详细记录;数据应用层主要是网络业务数据分析的综合应用和呈现。
IMS网络信令包括S-CSCF、P-CSCF、I-CSCF、MGCF、AGCF间承载在IP数据网络中的信令,其接口类型一般为FE接口。FE链路常用的数据采集方式有TAP分路方式和镜像方式两种,TAP分路方式是将TAP设备以旁路形式接入信令链路后,分出两路相同的信令,一路接入IMS设备,另一路接入前端机进行信令分析;镜像方式为通过在信令经过的以太网交换机上配置数据镜像对信令进行监测,当局域网交换机镜像流量大于40M时,可能会对局域网交换机性能产生影响,需要进行长期监测时,系统可靠性略低,因此对数据流量较大的系统不建议使用此方式。
3.3IMS信令监测系统的组网结构
IMS信令监测系统多以省为单位进行建设,覆盖全省IMS核心网元,一般采用分散采集、集中处理的方式,在基本呼叫涉及的核心网元周边IP链路上进行数据采集。采集点主要集中设置在CSCF、MGCF和AGCF所在大区,IP信令链路一般以TAP方式接入监测系统,各个大区通过运营商的综合数据通信网互通,系统的远端站一般选在大区中心IMS设备所在机房,中心站一般设在操作维护中心机房。组网结构图如下:
四、IMS信令监测系统与IMS网管系统比较
IMS网络同步建设专业网管,将大区内所辖的各类相关设备纳入网管系统中进行统一管理,包括S/I/P-CSCF、AGCF、HSS/SLF、MGCF、IM-MGW、MRFC、MRFP、ENUM/
DNS、BAC等。IMS网管系统主要完成拓扑管理、配置数据管理、故障管理、性能管理、版本管理、安全管理等功能。IMS信令监测系统和IMS网管系统均属于IMS网络维护支撑系统,两个系统在部分功能上存在相似之处,但更多的是差异,主要从以下几点进行分析。
4.1数据采集点
(1)信令监测系统在IP信令链路上采集信令数据
信令监测系统一般使用TAP设备接入完成对信令数据的采集。TAP设备用于监测百兆电口或者千兆电口的链路,其功能是将电信号复制一份,TAP的网络口接被测链路的两端设备,TAP的监测口接信令监测系统。
监测系统以高阻、分光、TAP以及镜像等方式接入数据业务网络链路,整个系统独立于电信网络和设备之外,保证系统无论出现何种情况均不会干扰现网业务的正常运行,不影响网络和设备的正常运行。
TAP不引起被监测链路有误码,这就保证了信令数据的正确性;另外,TAP的掉电,对被监测链路没有影响,这一点充分保证了网络的安全性。
(2)网管系统从IMS网元设备上获取数据。
IMS核心层和业务层网元的网管口经过三层交换机汇聚后接入IP承载网,接入网管系统。
4.2功能侧重点
(1)IMS信令监测系统作为独立的一套系统,对IMS网络进行监测分析,提供诸如协议分析、性能监测、呼损分析、呼叫跟踪等功能,在链路级和网络级做到对全网状态的实时监测,为网络运行的稳定性和安全性提供可靠保障。
(2)网管系统主要提供配置管理、告警管理、安全管理、性能管理、版本管理等TMN规范要求的维护功能,主要是以管理、控制网元设备可靠地工作为目的,辅助维护人员更准确地了解网络设备的运行状况,更方便地对设备状况进行调节监控。
4.3与核心网设备的关系
(1)信令监测系统的运行相对独立,不受核心网网元设备种类和厂商影响。
(2)网管系统一般需要随着网元设备的升级而升级,另外,不同厂家的网元设备由各厂家自己的网管进行管理,各网管系统互通难度较大。
通过上述比较可见,专业网管系统主要从IMS网元设备入手,监控各网元设备相关的网络的运行情况,难以全面地监测出全网的性能,而信令监测系统可从全网角度监测网络的运行质量,实时性好,监测功能强,二者结合,优势互补,全面管理IMS网络的运行。
五、进一步关注重点
目前基于IMS信令监测系统的数据挖掘应用还不多,在这方面的需求不太明确的情况下,数据挖掘的难度也比较大。未来随着IMS业务种类的增多,基于信令监测数据的应用需求也会不断完善,待规模成熟之后,数据挖掘应用也将会成为信令监测系统的又一亮点功能,希望在信令监测系统不影响网络正常运行的前提下,为提升网络服务质量、解决故障纠纷提供越来越多的有力手段。
参考文献
[1]《IMS网络管理系统特点及部署问题研究》,电信科学,2011年09期
[2]《七号信令集中监测系统的应用前景》,上海欣泰通信技术有限公司,郝富年,2001年
IMS的发展和应用展望 篇7
1 IMS技术简介
IMS (IP Multime dia Subs ys te m) 是IP多媒体子系统, 是一种全新的多媒体业务形式, 它能够满足现在的终端客户更新颖、更多样化多媒体业务的需求。目前, IMS被认为是下一代网络的核心技术, 也是解决移动与固网融合, 引入语音、数据、视频三重融合等差异化业务的重要方式。IMS是实现网络融合的重要技术基础, 是实现网络在控制层面融合的首选技术。
2 IMS技术的定位
对IMS进行标准化的国际标准组织主要有3GPP和高级网络电信和互联网融合业务和协议 (TISPAN) 。3GPP侧重于从移动的角度对IMS进行研究, 而TISPAN则侧重于从固定的角度对IMS提出需求, 并统一由3GPP来完善。
3 GPP对IMS的标准化是按照R5版本、R6版本、R7版本———这个过程来发布的。
IMS在3GPP R5版本中提出, 是对IP多媒体业务进行控制的网络核心层逻辑功能实体的总称。3GPP R5主要定义IMS的核心结构, 网元功能、接口和流程等内容;R6版本增加了部分IMS业务特性、IMS与其他网络的互通规范和无线局域网 (WLAN) 接入特性等;R7版本加强了对固定、移动融合的标准化制订, 要求IMS支持数字用户线 (xDSL) 、电缆调制解调器等固定接入方式。
软交换技术从1998年就开始出现并且已经历了实验、商用等多个发展阶段。目前已比较成熟, 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。在软交换技术已发展如此成熟的今天, IMS的出路在何方?又该如何发展和定位呢?
首先需要对IMS和软交换进行较为全面的比较和分析。
如果从采用的基础技术上看, IMS和软交换有很大的相似性:都是基于IP分组网;都实现了控制与承载的分离;大部分的协议都是相似或者完全相同的;许多网关设备和终端设备甚至是可以通用的。
IMS和软交换最大的区别在于以下几个方面。
(1) 在软交换控制与承载分离的基础上, IMS更进一步的实现了呼叫控制层和业务控制层的分离;
(2) IMS起源于移动通信网络的应用, 因此充分考虑了对移动性的支持, 并增加了外置数据库———归属用户服务器 (HSS) , 用于用户鉴权和保护用户业务触发规则;
(3) IMS全部采用会话初始协议 (SIP) 作为呼叫控制和业务控制的信令, 而在软交换中SIP只是可用于呼叫控制的多种协议的一种, 更多的使用媒体网关协议 (MGCP) 和H.248协议。
总体来讲, IMS和软交换的区别主要是在网络构架上。软交换网络体系基于主从控制的特点, 使得其与具体的接入手段关系密切, 而IMS体系由于终端与核心侧采用基于IP承载的SIP协议, IP技术与承载媒体无关的特性使得IMS体系可以支持各类接入方式, 从而使得IMS的应用范围从最初始的移动网逐步扩大到固定领域。由于IMS体系架构可以支持移动性管理并且具有一定的服务质量 (QoS) 保障机制, 因此IMS技术相比于软交换的优势还体现在宽带用户的漫游管理和QoS保障方面。
3 IMS的技术优势
电信业务主要有三个趋势:移动性, IP化和娱乐化。传统的电信网络基于TDM或者ATM技术, 集成的难度和复杂性将大大增加, 而IMS在集成电信业务和IT业务方面非常有优势。这主要是因为IMS兼具了IP和多媒体这两个业务增值的增长点, 非常适合未来业务和网络的要求。
IMS是一个在分组域 (PS) 上的多媒体控制/呼叫控制平台, IMS使得PS具有电路域 (CS) 的部分功能, 支持会话类和非会话类的多媒体业务。在软交换控制与承载分离的基础上, IMS更进一步的实现了呼叫控制层和业务控制层的分离。
IMS起源于移动通信网络的应用, 因此充分考虑了对移动性的支持, 并增加了外置数据库———归属用户服务器 (HSS) , 用于用户鉴权和保护用户业务触发规则;
IMS全部采用会话初始协议 (SIP) 作为呼叫控制和业务控制的信令, 而在软交换中, SIP只是可用于呼叫控制的多种协议的一种, 更多的使用媒体网关协议 (MGCP) 和H.248协议。
IMS体系由于终端与核心侧采用基于IP承载的SIP协议, IP技术与承载媒体无关的特性使得IMS体系可以支持各类接入方式, 从而使得IMS的应用范围从最初始的移动网逐步扩大到固定领域。此外, 由于IMS体系架构可以支持移动性管理并且具有一定的服务质量 (QoS) 保障机制。此外, IMS技术优势还体现在宽带用户的漫游管理和QoS保障方面。
4 运营商通过IMS来解决什么
基础电信业务正受到Internet的强烈冲击, Internet培养了大量新的用户和使用习惯, 如目前的QQ和MSN等, 既可以使用文本方式聊天, 也可以使用语音和视频。目前传统的电信网络基于TDM或者ATM技术, 对于集成电信业务和IT业务方面, 其难度和复杂性都较大, 而IMS则在这方面有较大的优势。
IMS在业务的支持上采用了现有的IP网络多媒体技术发展成果, 利用了SDP协商的机制, 使IMS既支持P2P (用户到用户) 的多媒体业务, 也支持P2M (用户到机器) 的多媒体业务。IMS针对这些方面都特别设计, 因此非常适合运营商未来业务和网络的要求。
移动运营商主要是将IMS与现有移动网配合, 提供PoC (push to talk ove r ce llular, 手机一键通) 、视频共享等多媒体增值业务。例如, 中国移动在对设备厂商进行第一期IMS实验室测试的基础上。继续开展“IMS业务体验环境”的测试并计划在全国试点开展IMS业务测试。固网运营商主要采用IMS为固网企业客户提供IP Ce ntre x业务, 为公众客户提供VoIP第二线业务, 固网移动综合运营商希望通过统一的IMS核心网接入固定和移动用户。此外, 还有许多运营商关注用IMS技术实现传统PSTN的退网替换问题。
5 IMS存在的问题
IMS发展多年, 始终面临叫好不叫座的尴尬局面。在商用部署时, IMS还存在一些问题, 其中包括技术方面的问题, 也包括产业链, 价值链等方面的问题。这些问题对运营商来说将带来巨大的成本压力和后期的维护压力。运营商在确定IMS网络的部署方式时, 需要权衡业务提供能力和网络建设成本等多方面的问题。
目前用户对于通信的需求主要还是在语音通信方面, 而IMS对于解决非实时的增值业务, 如PoC (PTT Over Cellular) 、即时消息、视频共享等应用对于绝大多数的用户群体还不能接受。随着网络和业务的发展, 开始在IMS网络中引入VOIP等业务, 但只是针对高端用户和时尚用户, 而占主流地位的中低端用户的话音还是在电路域和软交换上实现, 因此发展IMS还需要有个业务发展和培养、吸引用户的过程。
另外, IMS终端的配套也是个问题, 其智能终端需要支持SIP, 对其计算能力的要求远远超过传统终端, 因此终端的复杂性非常高, 耗电量也大, 价格在短时间也下不来。目前还没有一款商用发布的IMS移动终端。只有在终端种类极其丰富, 价格非常便宜的时候, 才可能进入快速发出的阶段。
总之, IMS确实存在技术应用、业务开展、商业部署等方面的诸多问题, 但是融合是下一代网络的重要特征, 也是网络发展的方向。软交换将主要完成电路交换网的演进, IMS将主要完成增值业务功能, 两者将长期共存。IMS以与移动/固定网无关的接入能力支持, 灵活的业务触发机制, 给移动业务的网络结构和应用模式带来了前所未有的改变, 使得网络融合成为可能。
摘要：本文分析了近期IMS (IP multimedia subsystem, IP多媒体子系统) 发展的主要驱动因素, 归纳了IMS技术优势和网络部署的发展现状, 指出了IMS近期发展的方向以及运营商部署IMS网络必须考虑的业务和技术问题。
关键词：IMS,IP,多媒体子系统
参考文献
[1]《支持移动IPTV业务的IMS智能终端设计与实现》.李辉, 雒江涛.《山西电子技术》2010年第2期.
[2]《IMS资源管理及演进策略》, 张云勇, 房秉毅.《移动通信》2010年第7期.
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