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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
通信技术发展到今天,运营商对多网融合技术的需求越来越迫切,在行业转型的大背景下,智能化、移动化及宽带化的趋势日益显著。以SIP为核心的IMS技术,支持多种固定、移动、无线接入方式,作为下一代固定移动融合解决方案的标准得到了广泛认可。
1 IMS技术简介
IMS(IP Multimedia Subsystem)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。
3GPP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;
②IMS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;
③IMS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。
3IMS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 over cellular,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 Centrex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。
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.
[3]《基于IMS的语音融合方案的研究》.孙宪鹏.《移动通信》2007年第3期.
关键词:IMS IP 多媒体子系统
通信技术发展到今天,运营商对多网融合技术的需求越来越迫切,在行业转型的大背景下,智能化、移动化及宽带化的趋势日益显著。以SIP为核心的IMS技术,支持多种固定、移动、无线接入方式,作为下一代固定移动融合解决方案的标准得到了广泛认可。
1 IMS技术简介
IMS(IP Multimedia Subsystem)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。
3GPP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;
②IMS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;
③IMS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。
3IMS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 over cellular,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 Centrex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。
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.
[3]《基于IMS的语音融合方案的研究》.孙宪鹏.《移动通信》2007年第3期.