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软交换与IMS(IP多媒体)概况及应用

网络技术2022-05-03阅读
网络技术是从1990年代中期发展起来的新技术,它把互联网上分散的资源融为有机整体,实现资源的全面共享和有机协作,使人们能够透明地使用资源的整体能力并按需获取信息。资源包括高性能计算机、存储资源、数据资源、信息资源、知识资源、专家资源、大型数据库、网络、传感器等。 当前的互联网只限于信息共享,网络则被认为是互联网发展的第三阶段。

目前电信运营商实施网络转型的目的是要简化网络结构、减少网络运营成本,加速将新业务推向用户的能力和速度,优化运营商与用户之间的关系。网络演进的发展凸显融合、调整、变革的新趋势,但运营商会根据自身的网络情况采用成熟稳健的策略。

一、IMS标准化概况

1.TISPAN

TISPAN是2003年9月由从事固定网标准化的SPAN组织和进行VoIP研究的TIPHON组织进行了合并而成的,是ETSI旗下的从事NGN标准化研究的主要机构。TISPAN分为八个工作组,包括业务、体系、协议、号码与路由、服务质量、测试、安全和网络管理工作组。

TISPAN将他们的研究计划分为阶段完成,第一阶段(Release1)主要研究能够提供多媒体业务的NGN系统,并计划于2005年中期完成Release1的研究。

目前,TISPAN定义的NGNRelease1业务能力要求能够支持PSTNEmulation业务、PSTNSimuiation业务、多媒体业务、数据业务等业务能力。TISPAN定义的NGN体系结构包括PSTN仿真子系统(PSTNEmulation)、IP多媒体(IMS)、流媒体和其他业务等四个业务子系统,以及网络附着(NASS)和资源控制与接纳(RACS)子系统。Release1将对PSTN仿真子系统(PSTN Emulation)、IP多媒体业务系统以及NASS、RACS接入子系统进行规范和研究。

IP多媒体子系统主要使用3GPP的IMS的核心网络作为核心控制系统,并在3GPP规范的基础上对IMS系统进行扩展以支持xDSL等固定接入方式。由于有线和无线网络在网络带宽、终端鉴权、位置信息和资源管理等多方面存在差异,TISPAN将在这些方面加以扩展,实现固定接入。对于IP多媒体子系统的另一个研究重点在于完善IMS子系统与PSTN仿真子系统、RACS子系统和NASS子系统的互通。

对于PSTN仿真子系统的定义目前还存在较大的分歧,一种意见是使用软交换作为PSTN仿真子系统的核心结构,软交换与IMS并存;另一种意见是使用IMS作为PSTN仿真子系统的核心结构,采用统一的核心网络来提供业务。由于目前对于这两种方式还没有达成一致的意见,TISPAN也只对外部接口以及与RACS等其子系统的互通进行了定义,并没有对内部结构做详细的定义。

NASS子系统的主要功能是提供用户和终端的IP地址分配、用户的认证和鉴权、根据用户属性进行接入网资源配置、用户位置管理等功能。目前,TISPAN重点研究NASS的内部结构与接口、外部接口以及与业务系统和RACS系统的互通。NASS子系统的引入使固定终端具有游牧特性成为可能。

RACS子系统主要提供接纳控制、资源预留、策略控制(QoS控制)和关口控制(NAT转换控制)功能。RACS的内部结构和接口是目前研究的热点。TISPAN将3GPP定义的Gq接口的功能进行扩展并定义成Gq’接口。目前,Gq’接口到底采用什么协议还没有定论,H.248、RADIUS、DI-AMTER或重新定义新的协议都有可能。

表1  3GPPIMS标准的主要内容R5R6R7正在制定的内容

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R5

R6

R7正在制定的内容

2002年6月冻结;

IMS基本功能:SIP作为呼叫控制协议,通过SIP进行服务管理,安全功能,计费功能,漫游功能;端到端QoS;

加强Gb接口对流媒体的支持;

2004年12月冻结;

与CS互通;

基于流的计费;

合法监听;

WLAN接入IMS

业务enabler:POC,GM,Presence,IM,Conference,Push,

Gb支持会话业务

PDF独立设置

群呼;

CS,IMS捆绑业务;

WLAN与2G/3G切换;

IMS语音业务在CS承载;

融合:IMS支持Cable/xDSL Emergency services

从目前的情况来看,TISPAN的标准推进速度较快,也具有可操作性。并且TISPAN和3GPP的合作较为紧密,TISPAN主要在3GPP规范的基础上加以扩展来实现固定的特性,并争取与3GPP尽量保持一致。

2.3GPP

IMS作为3GPP在R5版本中提出的IP多媒体架构,到目前为止有R5、R6和R7三个版本。R5提出了全IP的网络架构,采用SIP协议进行控制,实现移动性管理、多媒体会话信令和载体业务传输,实现端到端的IP业务。R6版本,在网络架构方面已没有太大的变更,主要是更改计费架构,支持WLAN接入等。正在制定的R7版本,支持xDSL/Cable接入和CSI等功能。R5、R6和R7标准的大致内容如表1所示:

从协议的成熟度分析,IMS在移动网内已经能够达到商用标准。由于移动的接入网已经具备了NASS和RACS子系统的大部分功能,通过设备提供商提供的信息判断,在近1~2年内,IMS在移动网可以商用。

3GPPR6版本在R5提出IMS的基础上,主要研究策略控制(Gq接口)、WLAN接入、IMS到CS域的互通、IMS到PS域的互通、Presence等新业务,并在IETFSIP协议的基础上对协议进行了扩展。3GPP在R7版本主要考虑支持通过CS域承载IMS话音、通过PS域提供紧急服务、提供基于WLAN的IMS话音与GSM网络的电路域的互通、提供xDSL和CableModem等固定接入方式。

网络的神奇作用吸引着越来越多的用户加入其中,正因如此,网络的承受能力也面临着越来越严峻的考验―从硬件上、软件上、所用标准上......,各项技术都需要适时应势,对应发展,这正是网络迅速走向进步的催化剂。

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