IMS网络与应用

IMS网络与应用（精选七篇）

IMS网络与应用 篇1

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应用于中国电信的网络架构 篇2

1 IMS标准的提出

IMS是IP多媒体子系统的缩写。3GPP和ETSI TISPAN都是较早研究基于IMS的系统架构的国际标准化组织。不同组织研究IMS的侧重点不同, 3GPP侧重于移动网方面, 而TISPAN在3GPP研究的基础上更加侧重固网方面来研究IMS。IMS (IP Multimedia Subsystem) 最早是3GPP在Release 5版本提出的支持IP多媒体业务的子系统, 并在Release6与Release 7版本中得到了进一步完善。它的核心特点是与接入的无关性和使用SIP协议。IMS是一个基于IP的多媒体控制平台, 支持会话类和非会话类多媒体业务, 为未来的多媒体应用提供一个通用的服务平台。3GPP版本演进如图1所示。

IMS是一个基于IP的标准系统, 且不区分接入方式, 它可以将语音和数据网络业务整合, 无论是固定网络PSTN, ISDN, 互联网, 还是移动网络的GSM, CDMA。接入IMS系统的各种类型的客户端都可以建立对等的IP通信, 并能获得所需的服务质量。此外, 除了会话管理, 系统还提供了保障业务所必要的功能, 如注册, 安全, 计费, 负荷控制, 漫游。总之, IMS形成IP核心网络的核心。

2 IMS的特点

(1) 接入无关性:IMS从终端到网络都是基于IP的, 正是这种端到端的IP联通性才使IMS真正的与接入无关。可以融合多种固定及移动的接入方式, 业务提供的连续性多样性得以保证。

(2) 采用SIP协议:IMS从终端到核心设备都采用SIP协议进行信令交互, 实现了端到端的信令互通。这一特点使网络的业务提供具有更大的灵活性。

(3) 归属地控制:IMS系统由归属网络来完成呼叫及业务控制, 业务提供的一致性得以保证。有利于私有业务扩展, 促进当地运营商提供更加多样的服务。

(4) 业务提供能力:区别于竖井式的传统的业务部署模式, 业务与控制完全分离。开放的业务提供模式有利于业务融合, 可以更加灵活快速的提供业务应用。

(5) 安全机制:多种安全接入机制共存, 部署安全域间信令保护机制, 部署网络拓扑隐藏机制。

(6) 统一策略控制:统一的Qo S和计费策略控制机制。

3 IMS系统架构及应用

3.1 电信IMS网络架构及业务开展

面对竞争激烈市场竞争, 中国电信的网络肩负着更多使命, 而IMS将能够为中国电信用户提供更加优秀的业务体验。诸如IP多媒体电话、统一Centrex、多媒体彩铃、融合一号通、多媒体会议、即时消息、传真业务、高清视频会议、紧急呼叫等业务, 都可以通过IMS系统来提供, 如图2所示。

IMS技术对控制层功能做了进一步分解, 实现了业务与控制的完全的分离, 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”。

3.2 IMS系统架构

由图3看出, IMS网络包括业务层、控制层和终端层, 各层之间协议接口开放, 整个网络有完善的多媒体业务控制能力和丰富的业务提供能力, 且网络以IP网为承载, SIP协议为基础。可以1X/HRPD、WLAN、LAN、x DSL和光纤等多种方式接入, 也可以与PSTN和C网电路域互联, 支持传统POTS电话接入。

3.2.1 业务层网络

IMS业务层网络主要是由应用服务器组成, 用于向IMS用户提供各种增值业务, 并执行IMS业务能力的开放, 支持自营业务、第三方业务等多种业务提供方式。目前在IMS域中主要有三种业务提供方式:SIP-AS提供方式、Parlay网关提供、SCP提供。

3.2.2 控制层网络

这部分是系统主要实现的部分, 主要完成IMS用户管理、网间互通、业务触发等处理, 同时也完成IMS业务和传统的PSTN、PLMN等网络的互联互通。

3.2.3 终端网元

IMS接入和终端设备接入IMS网络, 是IMS业务能力的延伸。IMS的接入和终端设备应包括:

硬终端:指可通过x DLS、PON、WLAN、LAN等方式接入的实体终端, 可提供语音及多媒体业务。

SIP IAD:采用SIP协议, 支持传统POSTS话机接入及LAN接入, 容量较小。

SIP AG:采用SIP协议, 支持传统POSTS话机接入及x DSL接入, 容量较大。

PON:采用SIP协议, 光纤到户, 支持传统POSTS话机接入及LAN接入。

H248 AG/IAD:采用H.248协议, 通过AGCF进入IMS网络。

IP软终端:支持SIP协议, 通过x DSL、WLAN、LAN各种方式接入IMS网络的一种软件客户端, 通常安装在个人PC等设备上;软客户端具备移动性。WEB客户端也是软终端的一种形式。

IMS移动终端:支持SIP协议并且采用1x或EVDO方式接入IMS网络的移动终端。

双模终端:双模终端也属于移动终端, 支持SIP协议, 同时支持1x/EVDO、1x/WLAN等双模接入方式。

3.2.4 网管与运营支撑网元

IMS网络的网管与运营支撑网元主要如下:

OMC:与网管中心相连, 负责IMS各网元的配置管理及监控。

计费网关 (CCF) :与计费中心相连, 负责离线计费。

OCS:负责对IMS网络用户的在线计费。

业务开通网关:负责业务开通, 翻译业务支撑系统传来的各种开通请求, 并有序发给个IMS网元执行。

3.3 IMS在天津电信的应用及规划

智能化、融合化、宽带化、扁平化是核心网络进一步发展的目标。灵活、快速、方便地提供固移融合业务及多媒体业务的能力是运营商所必须具备的, 而IMS网络正是具备了以上能力, 是网络进一步发展的必经之路。

随着IMS标准的不断完善, 其商用已具备条件。四大运营商都从2006年开始进行IMS实验室测试和外场测试, 2007年各个运营商对IMS的技术储备就已经基本完成。

天津电信从2012年开始建造商用的IMS网络, 天津IMS网络的引入将主要补足全业务运营环境下的网络短板, 拓展丰富多种接入方式, 推动业务平台整合, 增强业务提供能力, 打破目前纵向式的业务开发模式, 并提高对增值业务的管控能力。未来网络演进发展思路如图4:

初期:小规模集中部署IMS网络, 积极开展光进铜退工作, IMS网络重点承载以FTTH为代表的宽带语音;加大现网PSTN端局退网改造力度, IMS网络逐步承接原由传统交换机承载的窄带类语音;积极开展以视频通话、融合视频会议、多媒体彩铃彩振等为主的视频类业务。

中期:传统PSTN交换机完全退网, 用PON替换全部接入IMS网络;移动分组域直接接入至IMS网络, 实现用户向移动宽带域的迁移;固网软交换、移动软交换以承载固网、C网窄带语音业务为主;整个核心网演进为IMS与软交换并存的1+1网络架构, 实现网络的IP化和扁平化。

远期:固网软交换SS演进为AGCF, 实现在接入侧不做大的改造前提下将固网软交换下的用户全部接入IMS;移动软交换MSCe演进为核心控制域的一个移动接入控制功能实体ICS (m AGCF) , 整个CS域接入到IMS网络中;固网、C网、IMS的用户数据融合到统一的用户数据中心, HSS演进为USPP统一管理全网用户。

2013年上班年, 天津电信已完成IMS系统工程施工及验收测试工作, 下半年开始进行小规模商用。

4 结束语

IMS作为一种网络框架结构的标准已日渐完善, 而中国电信也根据其标准和自身网络特点制定了自己的组网规范并已实现商用。总之IMS是未来电信网进一步发展和演进的方向, 它提供的丰富的业务能力将使电信网的发展展开新的篇章。

摘要：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, 基于此简要介绍了IMS的基本架构, 并着重介绍了其在中国电信中的应用及网络结构。

关键词：IMS,网络架构,中国电信

参考文献

[1]张小平.IMS应用于中国电信的组网策略[J].山西电子技术, 2012 (01) .

[2]杨广铭, 黄卓君.中国电信IMS承载组网规范[Z].中国电信集团, 2010 (01) .

IMS网络与应用 篇3

关键词：IMS,信令,分析

一、维护案例:

案例一:使用信令分析倒查法

故障现象:CS域用户为主叫IMS用户为被叫时,主被叫可以正常接通,但很快自行拆线。

故障分析:由于IMS用户为SIP用户,接入侧为IAD设备,通过PCSCF做代理,向核心网注册,而主叫方为CS域用户,通过MGCF与IMS域互通。用户正常呼叫接通后,双方可以互相听到对方的声音,可以判断主被叫双方媒体面可以正常通信,因此需要在核心网网元用信令分析的方式确定拆线原因。

故障信令分析:首先在PCSCF和ISBG网元同时进行信令跟踪,发现是ISBG上跟踪的信令中收到AS平台发出了BYE消息,导致了拆线,如下图。

继续对ISBG网元的信令进行分析,可以发现在ISBG上出现多次ISBG给PCSCF转发200 OK消息,但均未得到PCSCF的响应。

再查看PCSCF的信令,发现在PCSCF上收到了ISBG发过来的多次200 OK消息,且PCSCF把200 OK消息均转给了SBC,但没有收到SBC返回的ACK响应。

为什么SBC侧为什么不回ACK响应消息呢?继续查看PCSCF的信令,原来PCSCF之前已收到了SBC回的ACK响应消息,且也向主叫方进行了转发,但通话建立后,IMS用户做为被叫方却又主动发出了一个INVITE消息,且INVTE消息中的主被叫号码与呼叫建立时一样。

因此,可以确定是接入侧设备发异常INVITE消息导致呼叫建立成功后拆线。

故障解决:在接入侧对IAD设备配置参数修改后,问题解决。

案例二:有时需要持续跟踪一段时间,以便进行信令比对

故障现象:某用户采用SIP方式接入IMS出现主、被叫有时通,有时不通的问题;

故障分析:由于该用户时通时不通,需要对两种不同情况下的信令进行比对;

故障信令分析:对该故障用户进行信令跟踪,分析一段时间内的有用户注册信息,信令中发现该号码用户有二次从不同的终端发起的注册,说明一个号码放到了多个终端上,导致了有时拨打不通。(图4)

故障解决:这个解决起来就很简单了,认正确的注册终端确,在其它异常终端上清除垃圾数据。(图5)

案例三:先排除其他原因,再进行信令分析

故障现象:正常的IMS用户在签约IVPN业务后无法做被叫;

故障分析:因IMS用户已正常注册成功;在SCSCF上ping AGCF的业务地址,测试正常;检测SCSCF与AGCF之间SIP链路状态,一直正常,未出现断链出现,检查SCSCF上号码分析数据配置无异常,几种常见的故障情况均已排除,因此只能在SCSCF上进行用户呼叫跟踪和信令分析;

故障信令分析:在SCSCF上进行用户呼叫跟踪和信令分析,发现信令中出现了不正常的被叫用户触发IVPN业务的信令;IVPN业务是主叫业务,被叫用户不应该触发IVPN。

故障解决:检查SCSCF SIFC和SPT数据,发现IVPN业务SIFC中调用的3个SPT中的组ID参数配置有问题,设备厂家工程师修改后测试正常。

二、案例总结

在维护IMS网络工作中,需要熟悉网络结构,清楚呼叫流程,才能够有效地分析原因,确认故障点。IMS的呼叫流程和传统的呼叫信令跟踪分析有较大的区别,需要认真分析,小心求证,不断地积累经验。

三、结束语

基于IMS网络安全与防御的研究 篇4

1 传统网络和IMS网络的安全性比较

IMS的核心网络使用IP技术作为主要的传输方式,这是其与传统电路交换网络最根本区别。同时,IP技术的本性也决定了IMS网络将面对更多的安全威胁。

1.1 接入网络的广泛性

虽然多数运营网络是私有网络,但它们是可以从公共互联网访问的。毫无疑问运营商会千方百计保护自己的网络,但总有某些缺陷和疏忽不易克服。

1.2 网络技术的普及性

熟知IP技术的专家比比皆是,但对于PSTN,可能只有部分专业人士。同样了解IP技术的潜在黑客人数众多,深知PSTN的潜在破坏者却没有几个。

1.3 服务的创新性

SIP作为IP网络中的主要信令,其协议栈的扩展相对容易。

IP技术应用存在大量缺陷,基于IP的传输在很多方面存在安全风险,因此,分析其潜在风险并找到解决途径是非常及时和必要的。

2 IMS网络基本构架

传统网络依靠有限集中的网元设备提供服务,与之不同,IMS网络架构是非常灵活和分散的,其依靠分布式的协同工作提供给终端用户综合的全方位服务。通用的IMS网络架构如图1所示。

图1是为了描述IMS构架的关键组成部分,这些关键组成部分有如下两个特点:

2.1 接入网络的不确定性

IMS支持多种技术接入途径:有线、无线、同轴电缆以及数字用户环路(DSL)等等。这些与用户相关的接入方式对于核心网络的呼叫处理是透明的。

2.2 分散式的结构功能

核心网络高度分散于其基本结构中,部署大量服务器用以提供具体的IMS功能。这些应用服务器与IMS网络有着统一的接口,并支持大量定制的应用。

3 IMS的安全威胁

本部分将分析IMS各个层面可能遭受的安全威胁,以及攻击产生的可能来源(见表1)。

3.1 应用层面的风险

由于多数应用软件运行于常规操作系统的网络服务器之上,将易于受到与企业级应用相同类型的风险威胁。例如,一种基于LINUX服务器运行的“Push-to-Talk”软件,或者一种基于windows服务器的即时消息,或者Vo IP呼叫管理软件将同企业级用户面对同样的威胁,如Do S侵入、蠕虫病毒,这些破坏将会影响稳定性和服务成本及运营收益。

3.2 控制层面的风险

SIP协议是受控制层面管理的。在控制层面存在明确的攻击类型,能够在IMS网络中攻击SIP要素。任何基于IP的设备在与IMS网络通讯时都能到达这个层面发起攻击。能够影响控制层面的攻击类型包括:

泛洪攻击:由一种发送大量未经授权的SIP信息的装置所导致。泛洪攻击的一个实例是通过Vo IP网络电话发送大量的INVITE。

注册攻击:SIP电话在网络上通常需要注册后才可以使用。无数未经授权的注册请求消息到达服务器将消耗尽服务器资源,并可能导致服务器宕机。

3.3 传输层面的风险

传输层面最常见的风险之一是消耗大量网络宽带的泛滥数据包。当传输层面遭遇类似攻击时,很难作出及时的响应,从而影响其服务效率。对控制层面攻击的一个例子是GPRS网络的Over Billing攻击,黑客利用GTP协议劫持其他用户的网络进程,这样黑客的所有网络费用将由被劫持进程的真正用户承担。

3.4 接入层面的风险

个人电脑和新式手机(使用Symbian OS及Windows Mobile)是网络威胁的入口。虽然个人计算机的安全风险被广为认知,手机的风险却没有被广泛理解。其实手机和笔记本电脑一样目前已成为黑客入侵的目标。这些入侵威胁包括病毒、蠕虫、特洛伊木马、垃圾邮件、间谍软件等。例如,一部能够接收E-mail信息的PDA,存在与电脑相同的攻击威胁,也同样能够对PDA或电话引起相同程度的破坏。

4 IMS安全构架

本部分将给出IMS安全构架的逻辑视图。并界定了许多将会用于实施安全政策的关键组件,正如图2所描述的由一系列层面组成。其中的三层符合产品属性,另外两层符合它们发展进程中的特点。五个层面的构成及特点如下:

4.1 平台

平台安全包括主机操作系统和应用软件的架构安全。平台安全的目的是为了保证系统操作的安全性。

4.2 接入

接入安全包括用户和管理员的身份认证。身份确认的最终目标是为了确保经授权后才能进入系统资源。

4.3 通信

通信安全的目的主要是为了确保服务器之间以及CPE和服务器之间通信的完整。注意这个层面的主要目标是完整性,而不是机密性,或者交流的私有性。

4.4 测试

测试的目的是为了对安全架构的实施过程进行检验。

4.5 产品发布后的支持

产品支持是指用于商业用途的产品发布之后,对其进行的后续支持。

5 IMS运营构架

除了保护网络免受外界威胁,无线和有线运营商也不得不考虑网络内部越来越多的数据所带来的诸多影响。在过去,电信运营商基于数据类型将其网络分割成几个独立的部分。处理语音的网络专注于语音通信,处理数据的网络同样专注于数据业务。这有助于管理人员基于每种网络的特点对其进行有效的管理和调整。过去的各自孤立的网络聚合成统一的基于包交换的IMS网络,用来处理各种数据类型,其网络吞吐必须能支撑不断增长的网络流量。

5.1 吞吐量及其可扩展性

当电信运营者搭建IMS网络时,必须使网络的容量及安全性得到保障。另外,可测量性要求必须满足支持全部网络用户的并发的和(或)同时的连接数量。

以目前大多数无线网络运营商都支持的文字短信为例,短时间内,网络必须能承载巨量的数据交换。这里就存在与支持类似DSL上网的数据业务网络完全不同的网络性能要求。因此,IMS网络中的任何设备模块都必须能适应其所支持业务的性能要求,即能承载大量的网络吞吐。

除此之外,无线和有线运营商也需要为将来用户的应用需求及业务增长作出提前的部署。如实时无线视频等业务将使得用户可以与通话的对方召开视频会议,现有网络目前只支持普通的手机上网等业务,其必然无法满足大量视频用户的同时在线。

5.2 质量、可用性与冗余

客户满意度与网络的品质、可靠性及新业务的适应性等是绝对分不开的。比如,Vo IP业务的质量问题会带来频繁的掉话或较差的语音质量,客户将终止协议,运营商的经营会受到重创。因此,任何新业务的质量问题都是第一重要的。为了保证业务质量的一贯性,运行商必须打造冗余的网络,不同级别的备份方案必须存在。当某个业务节点服务中断时,或者当某个安全隐患被发现时,或者自然灾难突发时,运营商需要做出最快的反应,保障业务的不间断。运营商在设备选型时,也要考虑设备的兼容性,任何设备都应能与新的替换设备协同工作,从而保证正常的业务流量在替换设备的网络节点上始终畅通。

5.3 有效的管理

有效的管理也是IMS网络的一个基本要求。良好的网络管理使得网络环境的任何变化能得以被察觉,从而做出最准确的判断。例如,对于网络中新的威胁,管理人员必须有工具来实时的清除它。系统管理人员的手工分析和问题补救行为应该由网络管理系统自动完成。

5.4 灵活性

灵活性是对IMS网络的另一个基本要求。开放的网络架构必然面对更多的网络风险,如病毒、非法入侵、蠕虫等。网络的灵活性使得管理人员在应对发生的安全问题时有着更大的调整空间。例如,当一种新的病毒或者入侵被检测到时,管理员必须有工具在第一时间迅速部署应对措施使得破坏性被最小化。

5.5 硬件设计的标准性

设计和建设IMS网络的过程也是选择硬件组件及技术的过程。ATCA(Advanced Telecom Computing Architecture)就是一种标准化平台,目前已经被部分用于运营商网络。

有了ATCA,IMS网络管理人员能够把不同IMS组件的网络设备,如应用服务模块、GPRS传输模块、SIP信令网关模块等等放置在同一机框内。这种集成化是传统运营商不可想象的。运营商可以根据自己的需求定制网络模块,从而不再被设备厂商所牵制。

6 总结

越完美的东西往往越脆弱,IMS网络固然有着各种安全问题需要进一步的解决。但作为下一代融合业务的首选网络架构,IMS给通信业界带来了新的契机。虽然实际的网络建设和维护中有着各种安全问题亟待我们去研究解决,但全新的网络理念和互动的运营模式带给我们技术和商业的无尽发展空间。

参考文献

[1]3GPP TS 33.210v7.2.0.3G Security;Network Domain Security;IP Network Layer Security(Release 7),Dec 2006

[2]张同须等译,Camarillo G等著.3G IP多媒体子系统MS——融合移动网与因特网.北京:人民邮电出版社,2006

下一代网络中的软交换与IMS 篇5

随着互联网的蓬勃发展和社会经济的信息化, 数据及多媒体业务已经迅速超越传统语音业务, 成为巨大的通信需求。在此背景下, 下一代网络 (Next Generation Network, NGN) 应运而生, 且逐步发展壮大起来。NGN是以软交换为核心, 能够提供语音、视频、数据等多媒体综合业务, 采用开放、标准体系结构, 能够提供丰富业务的下一代网络。近年来的大规模商用结果证明, 软交换体系在技术上已经基本成熟。同样IMS主要基于SIP和Diameter等协议, 是融合固定网、移动网和企业网的基础, 是广泛认可的全业务统一核心网架构, 是NGN的核心技术。

1 软交换

1.1 软交换概念

软交换的基本含义就是将呼叫控制功能从媒体网关 (传输层) 中分离出来, 通过软件实现基本呼叫控制功能, 从而实现呼叫传输与呼叫控制的分离, 为控制、交换和软件可编程功能建立分离的平面。软交换主要提供连接控制、翻译和选路、网关管理、呼叫控制、带宽管理、信令、安全性和呼叫详细记录等功能。

1.2 软交换体系结构

接入层的功能是将各种用户终端和外部网络连接至核心网络, 由核心网络集中用户业务并将它们传送到目的地。主要包括信令网关、媒体网关、接入网关等多种接入设备。

传输层可称为媒体传输平面或承载连接平面, 负责提供各种信令和媒体流传输的通道, 并将信息选录至目的地。采用分组技术, 提供一个高可靠性的、提供QoS保证和大容量的统一的综合传送平台。传输层的主要网络部件为标准的IP路由器, 基于分组网络的软交换系统用网络本身作为交换部件。

控制层的主要网络部件为软交换设备。负责呼叫逻辑, 处理呼叫请求, 并指示传输层建立合适的承载连接, 控制层的核心设备是软交换, 软交换需要支持众多的协议接口, 以实现与不同类型网络的互通。

应用层决定提供和生成哪些业务, 并通知控制层做出相应的处理。在呼叫建立的基础上提供附加服务, 承担业务提供、业务生成和维护、管理、鉴权、计费功能, 利用底层的各种资源为用户提供丰富多彩的网络服务。

2 IMS

2.1 IMS技术概念

IMS (IP Multimedia Subsystem) 是IP多媒体子系统。它是一个开放的系统架构, 利用各种无线和有限的接入技术, 提供最为广泛的基于IP的语音、多媒体服务以及融合业务。IMS的主要特点有两点:一.SIP协议作为核心控制协议;顺应网络IP化的趋势, IMS系统SIP协议进行端到端的呼叫控制, 使其可以提供的业务类型更加丰富。二.接入的无关性。IMS的接入无关性是指其终端既可以是移动终端, 也可以是固定终端、多媒体终端等, 接入方式既可以是无线的WLAN, 也可以是有线的LAN、DSL等技术。从理论上可以实现用户无论采用什么样的设备, 何时何地接入网络, 都可以使用其归属地的业务;控制层和业务层之间的开放接口, 使来自不同的接入网络呼叫/会话可以进行统一的处理。

2.2 IMS的网络架构

IMS全业务网络分成了三个部分:业务/应用层、会话和呼叫控制层、传输和接入层。

业务/应用层面:该层面独立于网络的控制层存在, 保证业务开发和提供的独立性, 主要实现传统的电话业务、智能网的接入以及提供基于SIP的非传统电信业务等。

会话和呼叫控制层:它的功能为建立、维持、终止应用层的端到端的会话。此外还包括注册用户位置和与用户有关的用户业务档次信息;反馈用户终端的特征信息;与会话对方协商会话类型和需求;修改已有会话的媒体资源 (如信道带宽) 以及终止现有会话等。该层核心功能实体为呼叫会话控制功能 (CSCF) 。

传送和接入层面:用户可以通过GPRS、UMTS、WMN/WLAN和CDMA、DSL、接入业务网, 这些网络统称为IP-CAN。无论何种终端、何种接入方式都可以共享同一承载网络, 从而充分利用网络资源, 屏蔽网络的复杂性。

3 软交换与IMS 的分析比较

软交换和IMS是固网向NGN演进的不同阶段, 但实现的目标是一致的, 都是构建一个基于分组、层次分明、控制与承载分离、开放的下一代交换网络。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, 在核心控制层面引入了HSS (归属用户服务器) 。IMS在继承了软交换技术的基础上, 进一步发展了软交换的技术特点, 如体系架构的开放性、端到端的全IP架构、完全基于会话启动协议 (SIP) 的呼叫控制、用户数据的集中管理、对智能终端完善的控制机制、强大的多媒体业务提供能力等。此外, IMS在标准化程度、移动性支持、接入无关性、QoS等方面都比软交换有了很大提高。IMS重点考虑的是IP多媒体业务, 包括文本、消息、视频、网络等综合业务。

IMS和软交换的主要区别是在网络构架上。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。

4 基于IMS 实现网络融合

IMS由通信界提出, 其直接目标是支持固定和移动网络融合, 长远目标是支持范围更广的消息通信网络融合。IMS是提供实时和非实时的IP多媒体业务的通用体系结构, 是实现电信网络融合和业务融合的核心技术。用户的业务需求是固定和移动融合的基本驱动力。不管是固定接入还是移动接入都是NGN目标网多种接入方式的一个子集。

4.1 承载层的融合

固定NGN和移动NGN (3G或B3G) 对承载层的需求完全一致, 都采用IP/ATM骨干网络, 所以两者可以共享一个分组承载网。

4.2 控制层的融合

NGN实现了控制和承载的分离, 控制层由统一的设备实现对语音和多媒体呼叫的控制。控制层面的融合是移动网络和固定网络NGN融合的核心内容, 只有实现了控制层的融合, 固定网络和移动网络才称得上真正的融合。固定网络和移动网络将共用NGN核心网, 统一的控制层设备能够同时控制移动和固定用户的各种业务, 并且利用同一媒体网关 (MG) 提供各种接口, 同时支持移动、固定用户的接入。在控制层实现融合是固定和移动融合的理想境界, 还有赖于IMS的发展和成熟。

4.3 业务层的融合

实现固定业务和移动业务的融合是固定和移动融合的最终目的, 固定业务和移动业务的融合也是未来通信业务的亮点, 是全业务运营商实施差异化竞争的重要手段, 所以业务层融合是固定和移动融合的重点, 而且业务层的融合可以先于核心网络的融合。使IMS在未来融合的信息通信网络中继续保持其重要的地位, 在积极研究扩大IMS业务能力的同时, 必须研究新的体系结构既能够包容IMS型业务, 也能够包容非IMS型业务, 由此形成融合的开放式的业务平面。这就是热点研究之中的业务代理技术, 实际上就是架构在IMS之上的综合业务平台, 它至少能够提供4大类业务:IMS类业务、消息类业务、流媒体业务、Web业务以及它们的组合, 也就是说, 除了IMS系统的SIP协议和API以外, 业务平台还应能支持其他众多的非IMS系统协议和接口, 由此构成融合的业务层。

5 结束语

网络融合是建立在网络可分离的前提下, 只有这样才能灵活、开放地提供各种各样的业务。网络融合是一个发展过程, 不是简单的对现有网络的合一, 而是在网络演进的过程中逐步实现的。

摘要：本文从下一代网络NGN的软交换和IMS概念入手, 描述了两者的体系结构, 分析了软交换和IMS的区别, 并对NGN的网络融合发展做了介绍。

关键词：软交换,IMS,网络融合

参考文献

[1]杨放春, 孙其博.软交换与IMS技术[M].北京邮电大学出版社, 2007.

IMS网络与应用 篇6

随着人类社会跨入二十一世纪, 以信息和网络技术为核心的通信技术不断发展, 使得二十一世纪已经成为了一个信息爆炸的社会, 同时也是信息多元化、多媒体化的数字社会。尽管传统的、具有里程碑意义的、曾经在电信技术的发展中做出重要贡献的PSTN已经日落西山, 逐渐无法承载目前人们对于媒体信息越来越迫切的需求。因此, 对现有技术设备和网络架构的升级换代, 成为了亟待解决的问题。同时, 在实际的系统升级中, 由于作为升级主导的通信运营商必须考虑用户的维持和业务体验的延续性, 因此, 在网络系统的升级过程中, 技术-业务的综合考虑以及无缝承接, 是其面临的重要难题之一[1]。

在我国, 自从2010年1月国务院宣布加快推进电信网、广播电视网以及互联网三网融合的决定, 并公布了六年期的发展目标之后, 对于融合重组仅一年的电信运营商来说, 在面临业务增量不增收、沦为管道提供商的危机进一步加大的挑战下, 如何加强网络建设, 加快网络转型, 使得网络框架结构适应政策形势的巨大变化, 以求在日益激烈的行业竞争中占得先机, 是未来运营商生存和竞争力的核心。而在这个过程中, 显然, 机遇与挑战是并存的[2]。

在ITU-T的主导下, NGN的演进方向已经确定为以IP为主导承载方式, 以SIP为主导会话控制协议的具有分组交换特征网络框架。而在NGN的演进中, IMS成为了NGN核心网的一个重要发展方向[3,4,5]。

IMS (IP Multimedia Subsystem) 即IP多媒体子系统, 是由3GPP在R5版本中首先提出来的。作为一种开放的网络架构, IMS提供了以IP形式承载、SIP为核心控制协议、同时与接入无关的IP多媒体业主控制能力[6]。更为关键的是, IMS符合下一代网络的总体设计思想, 其网络架构采用分层结构, 功能分离, 甚至在控制与业务上也进行了分离, 实现了固定移动的统一控制。可以说, IMS在一定程度上是传统网络演进更为高级的阶段[7]。

与传统的软交换相比, IMS在网元数目方面得到了很大的提高, 这也是其能够实现控制与业务分离的一个重要技术保障;而在协议接口方面, 由于SIP协议在设计方面天然的优势, 使得其更为灵活, 更为适应当前形势下对多媒体业务的控制和支持;在接入方式上, IMS采用的是端到端的IP接入, 因此可以支持固定与移动两种方式接入, 在最大程度上降低甚至屏蔽了不同接入网技术框架的差异性, 使得不同接入网可以进行无缝对接, 理论上来说, 在任何时间地点, 只要提供IP接入, 就可以享受各类业务, 即享受的业务与接入无关;在业务提供方式方面, IMS开放了CSCF和AS接口ISC, 因此其业务触发均有AS支撑, 因此各业务之间可以相互组合调用。在这样的条件下, 运营商、服务商甚至是用户, 都可以根据各自的需求整合各种业务实体所提供的业务能力, 使得业务的提供模式变得更为灵活。而其相应灵活的触发机制, 则增加了运营商对于用户归属地的控制。在IMS框架下, 由于呼叫控制和业务控制均是由归属地的网络完成, 漫游地只提供接入而不提供业务触发, 因此有利于不同地区不同特点的业务拓展, 同时也保障了业务的一致性;而在路由方面, 由于采用的是IP接入, 因此其路由机制也是一种基于IP网络的路由机制, 其路由更为扁平化;而在Qo S方面, IMS支持了PCC架构提供的移动接入, 同时也支持RACS架构提供的固定接入, 因此其Qo S机制更适合在复杂的IP网络环境下的业主质量保障, 尤其对于IP环境下多媒体业务的质量, 能够更好地提供保障和服务[8]。同时, 由于统一的控制策略, 使得Qo S的差异化服务成为可能, 运营商有条件和技术保障为不同等级的服务商提供差异化的Qo S;而统一的控制策略也为多业务平台的关联计费提供可能。

由上述分析可以看出, IMS在多个方面都具有很大的优势并得到了广泛的支持, 因此被普遍认为是实现核心控制层的融合和发展NGN的必经之路。此时, 问题的核心就从“往何方向演进”变成了“如何演进”。

本文将就IMS的演进进行分析, 并结合某市的核心网的改造建设, 对IMS在实际的应用中所采用的思想和存在的问题进行分析和探讨。

1 IMS的演进分析

在IMS技术基本已经具备了商用能力的前提下, 如何将固网NGN向IMS演进, 同时保证现网业务的正常运行以及现有业务用户的无缝对接, 目前主要有两种典型的方式, 即直接演进和叠加演进。

1.1 直接演进

直接演进方式是将现有固网NGN系统直接向IMS架构演进[9]。将固网NGN网络直接升级为IMS网络, 通过IMS网络开放业务。MGCF (Media Gateway Control Function, 媒体网关控制功能) 和IM-MGW (Instant Messaging-Media Gate Way即时通讯媒体网关) 来实现与传统PSTN/CS互通的功能。

在该方式下, 升级后的IMS网络既要负责处理语音业务, 同时也负责处理面向中高端用户的多媒体业务[10]。

NGN直接演进到IMS网络的架构图如图1所示。

1.2 叠加演进

叠加方式则有所不同, 是在现有固网NGN网络上叠加一个完整的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[11]。

在叠加演进的方式下, IMS网络所有设备均为重新建设, 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SIP协议互通, 或者通过PLMN (Public Land Mobile-communication Network, 公众陆地移动电话网) 互通。

业务分工方面, 与直接演进不同, 在叠加演进方式下, 原有固网NGN正常处理各种业务, 新建的IMS网络主要处理面向中高端用户的多媒体业务。AGCF (Access Gateway Control Function接入网关控制功能) /MGCF设备则在验证现网业务可行性的同时, 根据需求开放部分语音业务。

叠加演进的架构图如图2所示, 在这种演进方式中, NGN和IMS网络将在很长一段时间内共存。

1.3 演进分析

IMS网络演进的主导力量是运营商。以我国的情况为例, 各运营商在所获得的固网、宽带网络以及移动网络资源方面, 设备的数量以及新旧程度方面, 业务范围以及用户属性方面, 都存在着较大的差异, 因此这也决定了不同的运营商在网络架构演进需求、演进急迫性方面有着不同的定位[12]。

在现阶段, IMS系统的成熟性还有待时间进行进一步验证。因此, 直接演进方式虽然代表着更为先进的理念, 但是同时也相应承担着更大的网络升级改造风险。这种风险, 一方面来源于对网络结构的优化和短期不适, 另一方面则更为致命, 来自于业务类型是否能够无缝对接, 用户是否能够平稳过渡。而叠加演进方式, 则更像是一种改良, 在原有网络基础上新建了一套IMS系统, 可以在不影响原有业务的前提下, 进行新业务需求的测试分析, 然后逐渐进行用户和业务的迁移。在整个演进过程中, 甚至可以实现各个步骤的细化, 在充分验证其技术可行性以及稳定性之后再实行, 对现网业务的影响相对较小, 风险较低。但是相应地, 其付出了建设周期长、网络进化不到位等作为代价[13]。

从我国运营商的角度来说, 三大运营商在网络资源占有、设备状况、用户占有率和属性, 以及采用的3G标准方面, 都存在着各自的优势和劣势[14]。因此, 他们也会根据各自不同的特点采用相应的演进策略[15]。

对于固网资源占有率低, 移动网络资源占有率高的运营商来说, 其特点是两个网络之间的实力不均衡, 用户和业务类型相对单一。但是也正是因为其固网资源少, 移动网络资源丰富, 因此其早已基本实现软交换, 其IMS演化策略相对没有因为固网和IMS之间转换所带来的复杂性。这样的情况, 运营商可以采用更为急切、激进以及彻底的直接演进方式, 通过运营和整合IMS综合信息网, 通过基于业务驱动的方式, 利用IMS提供更全更新的业务。在这个过程中, 更多地是需要考虑在移动网络状况下, 如何更好地在2G和3G的核心网络之间进行融合, 以满足不同网络环境下的用户业务需求。

对于有一定固网和移动网络资源的运营商, 其网络结构和组成相对均衡, 其重点是要尽快整合统一其移动网络和固网的共同资源。同时, 考虑其在3G方面已经获得和采用了业内公认的技术和产业最为成熟的技术标准, 因此, 其未来建设的核心和重点可能更多地在于基于3G业务的推广和用户建设, 以及2G、3G之间的业务融合与操作, 甚至推出和建立全业务运营的网络架构。在这样的背景下, 在IMS的演进过程和策略当中, 运营商更大的可能是采用较为保守和稳健的跟随策略。

对于固网和宽带网络资源占有率最高的运营商来说, 在获得3G接入许可并采用了较为成熟的技术标准后, 其移动网络平台得到了很好的建设和发展, 因此显然其固网和移动网络之间的实力都相对较强, 同时又达到了比较理想的均衡化。但是正如世上其他事情都存在正反两面一样, 由于固网资源、用户过于庞大, 建设时间相对已经较久, 因此在设备状况方面存在一定的隐患;而新的移动核心网, 其仍然处于建设周期当中, 而且将在未来较长的一段时间里仍然处于继续建设当中, 因此不可避免地会存在软交换能力不足的问题;同时由于传统固网的业务种类繁多, 交叉性强, 因此许多技术上和业务上的历史遗留问题和争议问题将会成为IMS网络架构演进的绊脚石。从这个角度分析, 为了兼顾现有的资源, 在考虑技术和业务驱动的同时, 充分考虑运营成本, 尽可能地保证平稳有序的过渡, 具有这种特性的运营商, 其IMS演进更适宜采用相对稳妥的演进策略。通过长时间地保持两种网络形态的共存, 来保证不同属性的用户具有更好的稳定性。同时, 在业务层方面, 完全可以通过已有的用户群体的聚集性, 利用业务层面的融合, 在适当的时间和条件下, 将已有的业务平稳推进和过渡到IMS为主导的业务层面。

2 IMS的应用建设研究

下面将以某市T的IMS建设为例, 研究和分析该市在固网NGN向IMS演进的过程中, 所采用的策略以及步骤。

首先需要分析T市在所在省份中的地理、经济、网络节点地位, 以及其自身的网络架构情况。如果在T市所在省份建设一张全面的IMS网络, 那么T市则是该网络的一个关键网元单元。而T市现有的网络架构, 运营商分别运营固定和移动两张网络, 不仅需要较大的建设、运维支出, 其业务提供能力也仅仅是两张网络的普通叠加, 没有发挥固定移动融合的优势。因此, 建设固移融合的IMS网络已成为必然选择。

显然, 在这种情况下, T市对IMS的演进不可能采用激进的直接演进方式, 而只能通过分步的叠加演进, 逐步将固网和移动网络进行融合建设IMS。在这个过程中, 可以大致将演进过程分为三步:

2.1 新建IMS网络

通过引入新的网元设备, 将宽带智能终端通过SBC接入到IMS网络中;增加业务平台服务器, 实现多媒体业务及PSS (PSTN/ISDN Simulation System PSTN/ISDN模拟子系统) 业务功能。在这个步骤中, 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负责向中、高端用户提供有特色的多媒体业务。本步骤中现有业务不受影响。

2.2 业务继承验证

在新建的IMS试验网中新建1套小容量AGCF网元设备, 实现基于IMS的PES (PSTN/ISDN Emulation System PSTN/ISDN仿真子系统) 功能, 验证固定软交换向IMS的演进过程中对PSTN语音业务的继承程度。

2.3 业务迁移

新建的IMS网络测试稳定后, 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 (Home Subscriber Server会话服务器) , 将业务逻辑割接至AS (Appllication Server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。

按照以上步骤完成演进后的网络如图3所示。

对于T市来说, 在IMS网络建成之后, 接入层能够接入固定、移动等各类终端;而业务层则通过标准的SIP协议与业务平台对接, 部署新业务只需增加AS服务器。

而相应地, 作为业务驱动网络的代表, T市建成后的IMS网络完全可以达到支持如下融合业务的可能: (1) 高清视频会议:720P/1080P高清视频会议, 包容会议电视、可视电话、3G手机、软终端及POTS话机等多种接入终端[16]; (2) 无中断切换:在通话过程中, 甚至只需要简单操作几个按键, 即可实现手机、固话之间的通话无中断切换, 增加手机、固话用户的在网粘性, 同时达到平滑过渡和统一整合移动网络和固网资源的目的; (3) 综合VPN:实现在PSTN、3G、GSM、PC等各种类型终端之间组建VPN, 提高客户组网的灵活性; (4) 统一消息:将多媒体信息资源, 如语音、图像、电子邮件、短消息文本以及SIP即时消息等进行范式化整合, 提高多媒体服务的质量、规范性以及全面性, 以提高用户忠诚度。

3 结论

本文针对IMS的演进过程, 以建设利用单一业务架构, 服务各种不同接入网的统一核心网, 以及以Web基础和IP技术为核心的应用平台所构成的下一代IMS网络为切入点, 总结、分析和讨论了直接演进和叠加演进两种典型的IMS网络演进模式, 并以此为参照分析了不同条件和需求下, 运营商不同的角度出发, 考虑到不同的风险代价, 所可能采用的IMS演进策略。最后, 以某市的IMS演进建设为实际案例, 分析了该市的IMS网络演进策略选择, 以及其核心的三步演进步骤。

尽管IMS的演进过程可以用本文所归纳的两种策略来进行描述, 并通过实例验证了其演进的可行性。但是, IMS的演进分析仍然有大量的工作需要进一步深化。例如, 运营商所具备的不同条件, 如固网、移动网络资源占有率、设备状况以及用户属性等, 对不同策略的采用, 其影响如何进行单一指标的量化描述, 是下一步需要继续研究的问题。同时, 不同城市在向IMS网络演进过程中, 其风险代价评估, 对城市的业务推进功效如何评价, 也是亟待分析和量化评价的方面。

摘要：IMS被普遍认为是NGN核心网的一个重要发展方向, 在近年来得到了广泛的讨论和迅速的发展。针对IMS的不同演进形态, 探讨了IMS的主要演进方法。通过对不同资源占有率、不同设备数量和状况、以及不同业务范围和用户属性的探讨, 分析了不同情况下的运营商可能采用的IMS演进策略。进一步地, 通过对某市实际IMS建设和演进的步骤分析, 阐述了基于业务驱动的IMS的叠加演进过程, 以及在IMS演进中的业务融合。

IMS网络与应用 篇7

通信技术日新月异,现代通信系统向着多层次、 全方位、大纵深式结构飞速发展。逐步提升的交换能力与不断拓宽的网络带宽,使语音、视频、会议等多媒体业务的实现成为可能。语音交换网从传统的程控交换技术向分组交换技术不断演进,不可避免的要进行网络割接操作[1,2,3]。

网络割接是对正在使用的线路、设备进行操作, 直接影响到其承载的业务,这种操作稍有差错就会造成业务的中断,也是网络改造中非常关键的一步。 IMS比传统程控交换系统更复杂,为减少对终端用户的影响,更好的为用户提供优质服务,IMS割接方案的研究非常必要。

1传统割接

传统设备一般采用“硬割接”方案,通常选择一个夜间,将所有用户全部割接至新系统。若新系统不稳定,用户投诉率上升,可能需要部分或者全部业务回滚,严重影响用户体验。完整的割接流程如图所示。

图1 完整的割接流程 Fig.1 Schematic diagram of the whole cutover process

1)准备期:割接方案中需要具体化每一个步骤的割接内容,应包含每一个步骤的开始时间、结束时间、回退方案、最晚回退时间、该步骤对每种业务的影响度。

2)操作期:执行割接的命令或者物理操作,对每一步操作进行记录,并检查是否成功。

3)测试期:割接完成后还应该进行整体的测试, 包含的内容不仅仅是从设备层面进行,还有应用层面的测试,以及信令的抓取与观察。

4)观察期:在进行完所有的割接步骤和测试步骤后,进入观察期,一般情况下,24 h内如果正常,该次割接成功完成。

一个完善的割接方案能更好的指导割接,规避割接中的风险,减少乃至消除对业务系统的影响。 IMS有“承载、控制、业务”分离的特性,相比传统的程控交换技术,割接方案也更加灵活,可以做到“平滑演进,无缝割接”。但同时IMS割接相比传统割接涉及网元更多,数据配置更复杂,任何一条命令的错误输入都有可能造成部分或者全网通信异常,割接方案的制定更为重要[4,5]。尤其是IMS在企业网中应用较少,运维人员经验不足,对割接方案做深入研究更为必要。本文总结前期参与的国家电网公司IMS现网测试工作经验,提出了一种IMS平滑割接方案。

2IMS平滑割接方案

为了向IMS平滑演进,同时为了保障重要用户通话,将用户按重要程度分为3类:重要、关键、普通。

2.1重要级别用户

对于重要级别用户,保留模拟话机,加装1部IMS IP话机,并对IMS话机签约主叫一号通业务(更改用户的主叫号码显示的一项业务),确保用户拨打主叫号码显示一致。

假设需要割接2001用户,保留用户模拟话机, 并给用户加装1部IMS话机,此IMS话机注册号码为3001,签约主叫一号通业务,业务参数为tel:2001。 2XXX用户属于程控交换机域号码,3XXX属于IMS域号码。重要级别用户通话见表1所列。

2.2关键级别用户

对于关键级别用户,开通用户的模拟号码呼转, 安装1部IMS IP话机,将模拟号码呼转至IMS话机,并对IMS话机签约主叫一号通业务,确保用户拨打主叫号码一致。

假设需要割接2001用户,给用户加装1部IMS话机,此IMS话机注册号码为3001,签约主叫一号通业务,业务参数为tel:2001,同时将2001模拟话机呼转至3001,关键级别用户割接拓扑如图2所示。 2XXX属于程控交换机域号码,3XXX属于IMS域号码,关键级别用户通话见表2所列。若IMS系统故障,用户可随时取消呼转继续使用模拟话机提供服务。

2.3普通级别用户

对于普通 级别用户,给用户安 装1部IMS话机,并在哈里斯分析路由表做指向,将路由数据指向IMS。

假设需要割接2001用户,给用户加装1部IMS话机,此IMS话机注册号码为2001,与模拟用户同号,普通级别用户割接拓扑(未修改分析路由表前) 拓扑如图3所示。此时,2XXX用户属于程控交换机域号码,3XXX属于IMS域号码,2001存在于两个系统中。2001(模拟)话机可以正常拨打、接听所有的号码;2001(IMS)话机可以拨打所有的号码,拨打市话将由哈里斯进行汇接,不具备接听功能(此号码不落地),普通级别通话(未修改分析路由表前)见表3所列。

待测试用户通话正常,在哈里斯交换机上修改配置数据,将2001取消落地,分析路由表指向IMS中继。此时拆除用户的模拟话机,所有的数据将由IMS接管,普通级别用户割接拓扑(修改分析路由表后)如图4所示,普通级别通话(修改分析路由表后) 见表4所列。

3IMS平滑割接方案信令与媒体流分析

IMS与传统的程控交换设备仍采用2 M中继对接,割接期间IMS用户与原有用户之间的通话由局内通话变为局间通话,因此需要对中继的占用情况进行准确分析。

1)重要级别用户。在模拟域、IMS域内拨打电话时不占用中继资源,出局时占用中继电路识别码 (Circuit Identification Code,CIC) 电路1条。

2)关键级别用户。模拟用户呼叫用户A时,会占用中继电路1条(先进入哈里斯交换机,再通过中继送入IMS);若IMS域内的用户呼叫用户A,会占用中继电路2条(由IMS送入哈里斯,哈里斯再送回IMS呼转的号码),关键级别用户呼叫中继占用情况示意如图5所示[4,6]。

3)普通级别用户。在分析路由表中做出局指向,用户仅有一个号码。此种情况最简单,对中继的占用也是最小的,普通级别用户呼叫中继占用情况示意如图6所示。

4结语