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西门子IMS——领先的多媒体业务演进平台

2005/12/22

一、IMS的概念

　　IMS（IPMultimediaSubsystem）即IP多媒体子系统，是由负责制订WCDMA标准的国际化组织3GPP在R5中定义的。IMS的提出为下一代基于IP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，它的核心特点是基于SIP协议和接入的无关性。由于采用SIP作为核心控制协议，并通过SIP进行业务管理，IMS可以使运营商充分利用SIP的优势，更快速更灵活地开发管理移动多媒体业务。

二、IMS体系架构及核心部件

　　3GPPIMS体系采用了分层的网络结构，如图1所示。

3GPPR5：IMS的分层网络架构　　

最底层为承载层，用于提供IMS SIP会话的接入和传输。从技术角度来看，承载网必须是基于分组交换的，通常包括3GPP 分组网、IP VPN等。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IMS会话的方式，主要的承载层设备有SGSN、GGSN，以及媒体网关MGW。SGSN和GGSN可以完全重用现网设备，不需要硬件升级，仅通过做相关配置就可以支持IMS了。MGW是负责媒体流在IMS域和CS域互通的功能实体，主要解决话音互通问题。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，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（Call Session Control Function）、HSS（Home Subscriber Server）、MGCF（Media Gateway Control Function）等，这些网元通过执行不同的角色，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。需要指出的是，这一层仅对IMS信令负责，最终的IMS业务流是不经过这一层的，而是完全通过底层承载层做路由实现端到端通信。

最上面一层是应用层，用于提供IMS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。运营商可以在自行开发一些基于SIP的应用，通过标准SIP接口与IMS系统连接；如果运营商需要连接第三方SP的应用，IMS可以和标准的API，如OSA API连接，通过OSA/Parlay GW对第三方非信任的SP业务进行鉴权和管理等。

　　可以看出，IMS其实是部署在GGSN等接入网关之后的一个新的核心网络“域”(一个由许多网元组成的新的移动网络体系)。在IMS域包含的功能实体中，HSS和CSCF是IMS内部负责呼叫控制的主要网元。CSCF可以说是整个网络的核心，支持SIP协议处理SIP会话。按逻辑功能来分，CSCF可以分为以下三类。

P-CSCF(Proxy)是用户终端接入IMS系统的入口，实现SIP协议中的Proxy和User Agent功能。

I-CSCF(Interrogating)根据用户信息通过查询 HSS为用户选择正确的S-CSCF，同时向S-CSCF 发送呼叫请求。

S-CSCF(Serving)用于完成网络中所有的会话处理，包括对用户认证鉴权，并触发相应的业务。如果说CSCF是IMS系统中最重要的实体，那么S-CSCF就是重中之重。

　　HSS在IMS系统中作为用户信息存储的数据库，包含了IMS用户鉴权和会话建立所需的所有用户数据。HSS的功能可以包含HLR、Radius、DNS等，其中用于用户信息存储的服务器叫做UMS（用户移动性服务器）。HSS是用户信息的主存储数据库包含用户的个人档案信息，认证/授权信息，用户位置信息、功能属性/业务等等。HSS负责保存用户相关的业务处理能力列表，该表用于为每一个注册用户确定一个合适的S-CSCF。HSS并不负责保存应用特定的信息，应用服务器会负责保存这些信息。HSS必需保存足够的信息用于适时触发或连接应用服务器。

三、西门子领先的IMS解决方案

　　西门子IP多媒体子系统名为IMS@vantage，它完全遵循3GPP规范，提供了一个支持语音/多媒体数据业务集成的开放式网络控制平台，能为运营商以最经济快捷的方式提供多媒体应用及开发环境。

　　由于IMS与接入无关的技术特点，IMS@vantage支持各种接入方式，如无线接入中的WLAN、GPRS、WCDMA/TD-SCDMA等，这些无线资源都能作为用户接入技术与IMS系统连接。此外，西门子目前也实现了在固定接入方式下的多种应用。

　　IMS@vantage可以提供丰富的多模式移动业务：对于实时的用户端到端的移动业务，如增强的语音业务和视频电话，西门子IMS通过一系列的关键机制如会话谈判和管理、业务质量(QoS)和移动管理等实现用户端到端的通信业务；此外，移动运营商还可以通过西门子IMS系统提供非实时的用户端到端业务，如聊天和即时消息(IM)；多用户业务，如多媒体会议和聊天室；用户端到服务器端业务，如动态PUSH业务。

　　西门子IMS@vantage的多媒体开发执行环境，可提供灵活的业务开发模式，协助运营商成为真正的移动应用业务提供商(MASP)。

根据国际标准进行规范化开发，比如PoC(Push-to-Talk over Cellular)业务就是根据OMA / MENSA组织的规范进行开发。

设备商根据运营商的要求进行开发，比如考虑到运营商希望结合PoC和IM的应用，因此西门子基于SIMPLE进行IMPS功能的开发，以便通过IMS平台实现业务的综合。

设备商与运营商合作开发，比如Photo Share业务是由西门子与Telia Sonera（北欧运营商）合作开发的基于IMS的业务。

运营商自主开发，运营商亦可以利用IMS提供的开放接口和标准的SIP业务开发平台，根据市场需求自主开发IMS业务。

　　虽然IMS是R5定义的标准，但是，西门子一直致力于IMS在移动现网的应用和开发，为移动运营商提供领先的技术和解决方案：

保证移动运营商利用当前GPRS网络获取更大的利润；

用最小的投资在UMTS网络部署之前开通多媒体业务；

实现一个与接入技术无关的，向UMTS技术简单渐进的演进过程。

四、IMS全球发展状况

　　众多业内人士都认识到第三代移动通信网络将提高移动接入网带宽，使提供多媒体新业务成为可能。然而运营商也认识到，如果部署新的具有吸引力的、令人满意的IP移动业务，仅依靠高的接入速率是远远不够的，于是把目光纷纷聚集在了IMS上，希望能通过IMS来迅速灵活地提供丰富多彩的未来多媒体业务，同时给移动运营商带来高的投资收益率。

　　此外，由于标准化方案的固有特性使得IMS成为一个可重用的业务平台。大多数情况下，新业务的创建和配置，通常只是在一个SIP服务器上进行开发配置，并在客户端导入相应的插件。IMS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。运营商发现通过IMS可以大幅度地节省CAPEX和OPEX开销，特别是对于多业务共存这种复杂业务环境。

　　西门子拥有相当全面的IMS产品线和全球领先的商用部署经验。自2002年西门子在戛纳GSM大会上展出了全球第一个IMS演示系统以来，已经与30多家运营商建立了IMS试验网和试商用网，并赢得了4份IMS商用合同。西门子的IMS解决方案正在使运营商和终端用户超前享受着多媒体业务带来的丰富体验。

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