统一IMS技术标准研究进展分析_融合通信_电信

统一IMS技术标准研究进展分析

赵慧玲张园 2011/03/25

　　摘要：重点介绍了统一IMS技术标准的研究进展，包括统一IMS系列标准制定的技术背景、标准研制情况、并对统一IMS需求、架构和组网的主要技术进行了归纳总结，同时结合目前中国运营商IMS网络的部署情况和国际IMS标准制定的热点，对统一IMS标准下一步的制定给出了建议。

1.概述

　　从长远的发展看，IMS将是固定网络和移动网络共同的核心业务控制，IMS适合基于SIP的业务控制。 IMS将在光进铜退、提升多媒体业务能力方面发挥重要作用。

　　核心网由电路域、分组域和多媒体域组成。随着无线网络向LTE的过渡，电路域主要由软交换技术控制，而分组域由分组核心演进（EPC）构成。EPC的主要功能是提升分组域DPI的能力，对分组域的流量进行优化；提升分组域差异化计费的能力，IMS主要承担多媒体域的控制重任。三者互相配合，将最大可能地发挥核心网的作用。

　　在国内，随着3G市场的启动以及固定和移动融合步伐的加快，三大运营商也开始将IMS引入现网，积极进行IMS的业务发展，开展标准化工作和试验。不过，不同的运营商采取的策略、步骤略有不同。可以说，IMS的市场前景非常乐观。

　　IMS最早由3GPP 在R5版本中提出，其最初的目标是解决3G网络中多媒体业务的提供问题。由于IMS具备控制与承载分离、控制与业务分离、支持多种接入方式等下一代网络的特性，逐步获得了包括TISPAN、3GPP2、ITU-T等标准化组织的关注和认可，并被确定为固定和移动网络提供融合多媒体业务的核心架构之一。2007年之前，各标准化组织对IMS的研究各有侧重并相对独立。从2007年开始，为了使IMS能够更加协调发展，3GPP分别与TISPAN和3GPP2达成了在3GPP R8版本中统一进行common IMS研究的共识。

　　在国内，CCSA一直在进行IMS技术的跟踪研究和标准化工作，但初期重点开展的是移动网络IMS标准的研究。随着固网运营商引入IMS的需求越来越强烈，运营商全业务运营的趋势越来越明朗，CCSA TC3和TC5从2006年12月开始联合开展了统一接入固定、移动网络的IMS（统一IMS）系列标准的制定。截至2009年，CCSA发布了《统一IMS的需求（第一阶段）》、《统一IMS的功能体系架构（第一阶段）》、《统一IMS组网总体技术要求（第一阶段）》和部分统一IMS业务的系列标准，随后又制定和发布了统一IMS设备规范、协议规范和业务规范等。目前，已经发布了以下统一IMS系列标准。

　　需求、架构和组网类标准有《统一IMS的需求（第一阶段）》（YD/T 1929-2009）、《统一IMS的功能体系架构（第一阶段）》（YD/T 2007-2009）、《统一IMS组网总体技术要求（第一阶段）》（YD/T 1930-2009）。

　　业务类标准有《基于统一IMS的业务技术要求多媒体彩铃业务（第一阶段）》（YD/T 2008-2009）、《基于统一IMS的业务技术要求个性化振铃音业务（第一阶段）》（YD/T 2009-2009）、《基于统一IMS的业务技术要求多媒体会议业务（第一阶段）》（YD/T 2010-2009）、《基于统一IMS的业务技术要求呼叫等待与呼叫保持业务（第一阶段）》（YD/T 2011-2009）、《基于统一IMS的业务技术要求恶意呼叫追踪和匿名呼叫拒绝业务（第一阶段）》（YD/T 2013-2009）、《基于统一IMS的业务技术要求呼叫前转类业务（第一阶段）》（YD/T 1931-2009）、《基于统一IMS的业务技术要求标识显示及限制类业务（第一阶段）》（YD/T 1932-2009）、《基于统一IMS的业务技术要求 IP Centerex业务（第一阶段）》（YD/T 1933-2009）。

　　设备类已经公示、即将发布的标准有统一IMS查询/服务会话控制设备（I-CSCF/S-CSCF）技术要求（第一阶段）、统一IMS代理会话控制设备（P-CSCF）技术要求（第一阶段）、统一IMS归属用户服务器（HSS）设备技术要求（第一阶段）。

　　随着运营商的重组和3G牌照的发放，国内的三大运营商都成为了全业务运营商，统一IMS系列标准将成为运营商IMS部署的重要技术依据。

2.统一IMS的需求

　　《统一IMS的需求（第一阶段）》重点规定了统一IMS（第一阶段）的需求，包括总体需求、网络能力需求、支持的业务等内容。

　　统一IMS（第一阶段）应支持的业务包括多媒体会话业务、视频会议业务、IP Centrex业务、点击拨号业务、多媒体彩铃业务、个性化振铃业务、消息业务、呈现业务、PoC业务、组和列表管理业务、CSI业务、传统智能网业务、紧急业务、合法侦听业务等。

　　统一IMS应支持的网络能力包括支持的接入方式、支持的终端类型、认证和授权方式、用户数据的集中管理要求、IP多媒体会话控制、QoS管理要求、互通要求及计费要求。

　　统一IMS应支持的接入方式包括2G接入（包括GPRS、EDGE和CDMA 1X）、3G接入（包括2 GHz WCDMA、TD-SCDMA和cdma2000）、xDSL接入、WLAN 接入、LAN 接入。统一IMS不限于某一种接入方式，原则上，只要用户可以获得IP连接，无论使用何种接入网都可以接入统一IMS。

　　统一IMS应支持的终端包括移动终端、SIP硬终端、SIP软终端。

　　统一IMS应同时支持AKA、HTTP Digest（MD5）、Early IMS等认证方式。

3.统一IMS的功能架构

　　《统一IMS的功能体系架构（第一阶段）》重点定义了统一IMS的功能体系架构、基本功能要求、安全要求、计费要求和语音业务的连续性（VCC）要求等内容。统一IMS的功能架构如图1所示。

　　统一IMS网络主要包括以下功能实体。

　　a）会话控制类：S-CSCF、I-CSCF、P-CSCF、E-CSCF。
　　b）互通类：IBCF、TrGW、SGW、IMS-MGW、BGCF、MGCF。
　　c）媒体资源处理类：MRFC、MRFP。
　　d）用户数据处理类：HSS、SLF。
　　e）号码分析类：ENUM服务器、DNS服务器。
　　f）应用服务器类：SIP-AS、OSA-SCS、IM-SSF。

4.统一IMS的组网技术要求

　　《统一IMS组网总体技术要求（第一阶段）》规定了统一IMS网络的组网结构、业务应用层结构、编号、漫游和游牧、路由细则、IMS网络与其他网络的互通、网络性能和服务质量要求、网络可靠性要求等内容。

　　《统一IMS组网总体技术要求（第一阶段）》对IMS应用的场景进行了描述，主要结合我国运营商的实际需求，规定了以下3种场景。
　　
　　场景一：包括固定接入+GPRS/EDGE+WCDMA接入。

　　场景二：包括固定接入+GPRS/EDGE+TD-SCDMA。

　　场景三：包括固定接入+CDMA 1X+cdma2000。

　　《统一IMS组网总体技术要求（第一阶段）》提出了依据IMS用户的规模和管理体制等因素，运营商可以以省或大区为单位建设统一的IMS网络的组网模式。

　　由于IMS网络采用分布式结构，IMS网元设备处理能力较高，当用户数量较少时，可以考虑采用划分大区的方式建设IMS网络。即以大区为中心进行IMS网络的建设。主要在大区中心的省会城市集中设置S-CSCF、I-CSCF、HSS、媒体资源服务器等设备，覆盖所在大区各省的IMS用户。以大区为单位的IMS网络架构如图2所示。

图2：以大区为单位的IMS网络架构
以省为单位的IMS网络架构

图3：以省为单位的IMS网络架构
　　以省为单位划分IMS域，即各省以省为单位进行IMS网络建设，在省会城市设置S-CSCF、I-CSCF、HSS、媒体资源服务器等网元设备，为全省的IMS用户服务。负责接入固定用户的P-CSCF和互通的MGW等设备需要设置在本地网。以省为单位的IMS网络架构如图3所示。

　　对于IMS网络的编号，《统一IMS组网总体技术要求（第一阶段）》规定IMS用户的归属网络域名存储在用户的ISIM卡中。对于没有ISIM的固定用户，可以在固定终端上配置用户的归属网络域名。对于没有ISIM卡的移动用户（特指使用SIM/USIM卡、R-UIM/CSIM卡的移动用户），可以在移动终端上配置用户的归属网络域名，或者从移动用户的IMSI号码导出归属网络域名。IMS用户的私有用户标识用于用户接入IMS网络的注册、鉴权、认证和计费，私有用户标识应保证唯一性。私有用户标识采用网络接入标识符（NAI）的形式，即username@realm。

　　公有用户标识是用户在IMS网络中通信的标识，公有用户标识用于SIP消息的路由。一个IMS用户可以分配一个或多个公有用户标识，公有用户标识的格式可以采用SIP URI或者Tel URI的格式。

5.RCS

　　IMS开放式的架构受到国内外运营商的关注，运营商开始准备将IMS的业务能力与IP互联网应用相结合，如将IMS的语音和即时消息等通信能力与SNS网站结合，将IMS基于通信录来提供会议、数据和视频等业务，利用IMS的开放性提供与互联网相结合的更加丰富灵活的业务。

　　而RCS在其中发挥着不可忽视的作用。RCS工作组于2007年成立，主要致力于推动IMS实现商用，推动IMS产业链快速成熟，快速应用移动新业务，为用户提供可互通的、融合、丰富的通信体验。RCS工作组主要基于已有的标准（包括3GPP、ETSI、OMA、GSMA）制定出一个可实施、可互通、基于IMS的核心业务集，提出RCS的实现标准并测试业务需求的满足度、业务成熟度和业务互通性，推动IMS业务快速实现商用。

　　RCS是在IMS的体系架构之上，通过为用户提供整套基于增强型通信录的呈现、即时通信、视音频呼叫、群组聊天、文件传送等在线通信应用，为用户提供可互通、融合、丰富的通信体验。运营商希望通过RCS来提供与MSN、QQ等相同的业务体验，同时利用运营商之间网络互通的优势与互联网提供商抗衡。GSMA专门成立了RCS组织来推进运营商之间的IMS网络和多媒体业务的互通。目前，法国、西班牙、日本和韩国的多家运营商都联合开展了RCS的实验，因此，在IMS领域，RCS将成为未来研究的终端。CCSA也应尽快开展RCS技术的研究和标准的制定，推进运营商IMS网络和业务的互联互通。

　　RCS1.0第一阶段业务集主要包括增强型地址簿（提供用户的状态呈现和终端可用业务能力指示）、增强型呼叫（在通话过程中提供附加的视频、图像共享或文件传输）、增强型融合消息（在传统短信、彩信的基础上融合即时消息和聊天业务）、业务交互（业务交互允许用户使用RCS终端更好地从一个业务无缝切换至另一个业务）等。

　　区别于目前主流的融合通信产品，RCS的主要特点是：由运营商运营，能够天然地与手机通信簿进行捆绑，确保融合通信业务能在不同运营商的终端用户间互通，能够深度集成社交应用等。目前它的核心业务集包括增强型地址簿、增强型呼叫、增强型融合消息等。R1~R3版本已经发布，R4版本正在制定和完善中。未来的发展趋势包括RCS的框架化，如业务&能力API开放等，与社交网络进行融合和集成，以及企业市场应用等。在技术标准方面，RCS并没有重建新的技术标准，而是在现有3GPP、ETSI、OMA等标准的基础上进行技术选择和技术增强。中国电信已于2010年8月加入RCS研究组，成为重要的成员单位。

6.中国运营商对IMS的实践

　　目前中国的三大运营商都成为全业务运营商，统一IMS成为其提供融合业务的核心技术，三大运营商都积极开展了统一IMS的研究和实验，统一IMS的部署和应用在国内也正在从试商用逐步迈向大规模商业部署。

　　中国移动2008—2009年选择在部分省份开展IMS现场实验，2010年在全网大规模部署IMS系统，中国移动部署IMS系统主要是为固定接入的用户提供多媒体电话和Centrex等业务。中国电信2009年在上海部署IMS系统，向北京、上海、江苏和广州4省（市）的CDMA用户提供移动视频电话业务，并同时在广州、上海、浙江、江苏、福建、四川、山东、广西等8个省开展现场试验；下一步准备在实验的基础上开始IMS系统的部署，重点向光进铜退用户提供宽带语音业务，同时考虑向用户提供多媒体业务。中国联通（原中国网通）于2006—2007年进行了实验室环境下4个厂家的IMS测试，并于2008年在北京、广州、大连、济南、郑州等地开展了规模性的IMS试点工作。

　　同时，在国家三网融合的战略下，广电也希望利用IMS技术为用户提供语音及多媒体业务。

　　因此，统一IMS系列标准已经成为运营商、设备制造商统一IMS开发、测试、部署的重要技术依据，在IMS产业推进中发挥着重要的作用。

7.结束语

　　目前，我国运营商已经开始大规模部署IMS网络。IMS网络部署之后，如何在IMS网络上提供丰富的业务将逐步成为运营商关注的重点。目前基于IMS的RCS已成为国际标准化的一个热点。

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邮电设计技术