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【摘要】近些年来，随着移动网络的不断发展以及消费者的需求变化，为满足全业务市场竞争的需求，达到网络低成本高效运营的目的，引入IMS解决多业务嵌套和触发的难题，进行网络扁平化、IP化改造，以适应未来网络融合的发展。本文旨在阐述了IMS 全业务融合核心网的一个演进过程，为未来的基于全IP网络多媒体应用提供了一个通用的业务智能平台，也为运营商网络演进提供了参考建议。
【关键词】IMS；融合；核心网；演进；探讨
An approach to the evolution of IMS full business integration core network
Zhao Bo
（Tianyuan Ruixin Communication Technology Co.， LtdXi'anShaanxi710075）
【Abstract】In recent years， with the continuous development of mobile network and the change of consumer demand， to meet the needs of the whole business market competition， achieve the purpose of network low cost efficient operation， the introduction of IMS solve the problem of nesting and trigger more business， IP network flat， reformed， so as to adapt to the development of network integration in the future. The purpose of this paper is to expound the IMS full-service integration of core network an evolution process， all for the future based on IP network multimedia application provides a general platform for the business intelligence， and provides reference for operators network evolution.
【Key words】IMS. Fusion；Core network；Evolution；To discuss
1 前言
（1）随着经济不断的发展和人们生活水平不断的提高，移动互联网、IT行业产生许多新的商务模式，移动网、固定网产生新的竞争关系，然而人们需求的是随时随地与世界互动，原有的网络结构已经不能更好满足时代发展要求。原有的网络结构在实际运营过程中，不仅会增加网络成本，同时也无法保证网络高效且持续运行。未来的目标核心网应该是高可靠性、高融合性、高可管理性、高开放性和高可赢利性的网络，适应未来网络演进的需求，因此IMS融合网络的演进是网路发展的必然趋势。
（2）IMS被通信行业业界视为实现固定和移动融合的目标架构以及下一代核心网络的发展方向，但在引入IMS网络初期，存在着许多急需要解决的难题，核心网络将出现固定电路交换、移动电路交换、固定软交换、移动软交换和IMS网络多体制网络与业务共存的复杂局面。在固定网络和移动核心网电路域现状分析的基础上、对基于IMS融合网络的演进目标进行探讨，创新性地在组网架构、业务融合、用户数据库一致性发展等方面提出融合核心网络演进目标，同时，结合网络现状提出实现基于IMS的融合核心目标网络的过渡阶段演进思路。
2. 核心网络现状分析
（1）国内三大运营商在进行IMS网路部署的时候均是以省为单位的，省内之间采用的是大区制组网方式，中国移动早期小规模部署IMS网络主要针对于集团语音用户的接入，后期规模部署则主要用于固网改造及接入。国内三大运营商现有的IMS核心网均暂不支持移动网络用户的接入，但是针对4G LTE的部署，业界已明确VoIMS+SRVCC作为语音承载的目标方案。
（2）针对传统业务的充分继承性等传统网络部署运营经验，现有的已部署的IMS核心网存在以下问题：业务接口的开放性考虑不够周全，基于IMS开发的多媒体业务难以与互联网多媒体应用的丰富性以及快速响应性相抗衡；移动性接入能力兼容不足，现有的IMS核心网部署均不支持移动接入，后期全业务融合接入过程将会产生巨大的开发功能成本。
3. 运营商网络演进需求
（1）随着信息网络技术的不断发展，一定程度上促进了电信企业的发展，使得越来越多的人认识到信息化发展的重要性。隨着市场信息化竞争越来越大，也在一定程度上加大了运营商的压力。运营商为了在激烈的市场竞争中占据有力的地位，慢慢地开始转变为全业务运营商，然而要想更好实现这一目的，大部分运营商必须将固网和移动网有效地结合在一起。
（2）自电信重组和3G发牌以来，三大运营商都已具有全业务运营的资格和条件，但是由于重组后各自的网络资源和能力的不同，决定了在引入IMS进行网络融合也有各自的特点。中国移动重组后得到的固网资源有限，移动网则一方独大，且移动网络已基本实现软交换化，因此移动运营商的网络演进则更加急切。移动的IMS考虑的主要是推出全新的业务，更多是基于业务驱动。因此移动运营商会把2G、3G及4G核心网的融合作为重点考虑，它的网络融合方案发展会趋于融合的一张网上。
4. 基于IMS的融合网演进目标
（1）基于IMS的融合网络演进的目标就是采用IMS核心网络作为固定、移动统一核心网络，也就是采用IMS核心网络统一存储与查询用户数据，统一进行业务触发和业务控制，统一进行呼叫控制，固定核心网和移动核心网电路域演进成IMS核心网络的接入层，同时统一部署业务网络，并统一为不同的网络接入的用户提供统一的业务体验。 （2）IMS核心网络演进主要分为固定网络和移动网络的融合两个方向。针对固定网络融合演进的目标首先是实现固定电路交换设备的退网，将退网的固定交换设备接入的用户通过IMS网络固定接入网络直接接入网络，成为 IMS网络固定用户；其次是固定软交换设备的演进，由于固定软交换设备支持IP接入，同时考虑到软交换设备的建设时间比较短，为了保护现有网络投资，不宜将软交换设备退网，而是将软交换设备改造成 IMS网络的接入设备AGCF，软交换用户转为IMS用户。实现所有固定网络用户接入 IMS网络后，固定网络用户数据库SHLR将不再使用，自然退网。对于移动网络融合演进的目标是实现移动电路交换设备的退网，采用移动软交换设备替代退网的固定交换设备。IMS核心网络作为统一的核心网络后，固定网络用户和移动用户通过不同的接入网络接入到统一的核心网络，由统一核心网络实现业务触发与业务控制。
5. 融合核心网演进思路
5.1传统的语音电话业务正在趋于饱和，新兴业务不断出现，消费者对互联网需求也不断提高，当前的核心网已不能满足其需求，融合核心网络是网络发展的必然指向。然而融合网的演进是一个重大的系统工程，必须做到平滑、有序的过度过程。
5.2IMS为核心的演进思路。这种演进思路要想实现必须推进 IMS 的技术发展，使其成熟。因为这种思路设计主要是针对网络演进整合为主进行的，是指把固网与移动网络的软交换设备整体演进成 IMS 的接入设备，借此形成以 IMS 技术为主要网络形式的核心网。这种演进思路其实是 IMS 最终的演进方向，是符合 IMS 发展趋势的思路。这种网络演进一步到位，可以节省很多中间环节，节约网络演进的时间和过程，并且在一定程度上可以促进电信运营商具有更强大的竞争力。但是因为 IMS 技术并不成熟，如果同时对所有的固定网络终端和移动网络终端进行改造，经济投入的成本会很高，并且改造的结果可能并不能完全达到预期设想的目标和效果。
5.3统一软交换接入，使软交换与IMS共存。简单地说就是：以软交换接入作为固网和移动网络的接入方式，然后以IMS业务切入为主，实现网络终端用户对业务体验多样化追求。这种思路的具体操作方案是：（1）将现有的所有网络终端接入改进为综合软交换接入，然后同时接入固定网络终端和移动网络终端，形成以综合软交换为主的统一的核心网络；（2）引入IMS技术进行网络业务的扩展和丰富，逐步扩大IMS核心网技术的范围。这种演进思路的网络结构比较简单，可以使固定网络终端和移动网络终端实现统一。但是，我国目前的通信网络工程中并没有统一的软交换标准，厂家没有完善的设备和技术，进行统一改造的成本相对较高，不利于IMS核心网技术的推进和发展。
5.4统一软交换网络，IMS业务切入为主，软交换与IMS并存。这种演进思路与第二种思路比较相似，但是第二种思路主要要求软交换接入统一，而这一种思路关注的是：将现有的固网和移动网络演进为以移动网和固定网为主的软交换网络，仅仅是对网络形式的演进，对设备不做改进要求，然后实现长途层面共用全IP化、统一的软交换网络。然后利用IMS技术实现网络业务的扩展。这种演进思路将优化和演进同时并举，可以更有效地推动电信网络的演进速度和效果。这种演进思路可以保证现有网络终端用户的稳定发展状态，可以在一定程度上帮助减轻因为重大频繁的网络架构调整对网络业务发展和运行的不良影响，是一种比较符合电信运营商对IMS核心网演进期望的一种思路。但是这种演进思路会使网络终端用户的核心网络比较复杂（存在两种网络），不利于IMS核心网的快速和全面发展。
6. IMS实现网络融合的优势
IMS网络融合发扬了软交换结构中业务与控制分离、控制与承载分离的思想，相比较软交换进行了更充分的网络解聚，网络结构更加清晰合理，主要是IMS具有以下优势：
（1）与接入的无关性。虽然3GPP IMS是为移动网络设计的，TISPANNGN是为固定XDSL宽带接入设计的，但它们采用的IMS网络技术却可以做到与接入无关，因而能确保对FMC的支持。从理论上可以实现不论用户使用什么设备、在何地接入IMS网络，都可以使用归属地的业务。控制层和业务层之间的开放接口使得来自不同接入网络的呼叫/会话可以进行统一的处理。
（2）统一的业务触发机制。IMS核心控制部分不实现具体业务，所有的业务包括传统概念上的补充业务都由业务应用平台来实现，IMS核心控制只根据初始过滤规则进行业务触发，这样消除了核心控制相关功能实体和业务之间的绑定关系，无论固定接入还是移动接入都可以使用IMS中定义的业务触发机制实现统一触发。
（3）开放的业务环境。IMS的业务除由运营商自己提供以外，还允许由第三方提供。IMS提供标准接口，业务开发基于API而不是直接面对复杂的网络协议，屏蔽了网络协议的复杂性。
（4）一致的业务归属能力。在CS域和PS域以及PSTN，业务提供能力都与用户当前所在的设备有关系。在归属网络已经开通的业务在漫游地设备并不一定能够提供。IMS在这方有很大的变化，所有业务处理信令都要回到归属网络，业务环境也是由归属网络提供的。IMS采用分层结构的P-CSCF，I-CSCF和S-CSCF来对用户信令做出归属地控制，支持用户移动性，用户无论漫游到任何地方，信令信息都会发送回归属地。漫游用户的所有业务都由拜访地的P-CSCF路由到归属地，由归属地的S-CSCF控制用户业务并根据用户签约数据将业务触发到本网或者第三方的应用上，从而保障了业务的一致性、简单性，使得用户无论在何处接入，采用何种接入方式均可享受与在归属地一样的业务感受，IMS向用户提供了VHE（虚拟归属业务环境）的能力。
（5）统一的用户数据库。HSS（归属业务服务器）是一个统一的用户数据库系统，既可以存储移动IMS用户的数据，也可以存储固定IMS用户的数据。
7. 结束语
基于IMS全业务融合核心网是运营商和业界能看得清楚、看得见的网络目标架构，为运营商提升自己在整个电信产业价值链中的地位提供了重要手段。核心网的演进是一个长期的过程，固定、移动和融合三个方面同时发展，无论是依托固网建设移动网，还是以移动网络为基础建设全业务网络，对于全业务运营商来说，支持全业务的融合网络架构终将是必然之选，网络的演进会是殊途同归。本文对IMS融合核心网的演进思路做了一个简单的探讨，希望后期对运营商的通信网络建设有所帮助。
参考文献
[1]3GPP TS 24.299 V9.2.0 "Internet Protocol （IP） multimedia call control protocol based on Session Initiation Protocol （SIP） and Session Description Protocol （SDP）" [S].
[2]马敏.浅谈IMS与核心网演进[J].信息通信.2012年08月：261.
[3]项肖峰，查旭东，胡伟清.基于IMS的核心网演进分析及探讨[J].邮电设计技术，2010（4）：21～25 .
[4]王利梅.运营商核心网IMS现状及融合发展方向的探讨[J].才智，2013（36）.
[5]赵慧玲.核心网络发展趋势的探讨[J].移动通信，2010，34（1）：48～52.
[6]楊军，林朝辉.基于IMS的固定移动融合的讨论 [J].邮电设计技术，2009（2）：19～23.
[7]李力卡.全业务核心网融合方案讨论 [J].移动通信，2009（2）：75～78.
【关键词】IMS；融合；核心网；演进；探讨
An approach to the evolution of IMS full business integration core network
Zhao Bo
（Tianyuan Ruixin Communication Technology Co.， LtdXi'anShaanxi710075）
【Abstract】In recent years， with the continuous development of mobile network and the change of consumer demand， to meet the needs of the whole business market competition， achieve the purpose of network low cost efficient operation， the introduction of IMS solve the problem of nesting and trigger more business， IP network flat， reformed， so as to adapt to the development of network integration in the future. The purpose of this paper is to expound the IMS full-service integration of core network an evolution process， all for the future based on IP network multimedia application provides a general platform for the business intelligence， and provides reference for operators network evolution.
【Key words】IMS. Fusion；Core network；Evolution；To discuss
1 前言
（1）随着经济不断的发展和人们生活水平不断的提高，移动互联网、IT行业产生许多新的商务模式，移动网、固定网产生新的竞争关系，然而人们需求的是随时随地与世界互动，原有的网络结构已经不能更好满足时代发展要求。原有的网络结构在实际运营过程中，不仅会增加网络成本，同时也无法保证网络高效且持续运行。未来的目标核心网应该是高可靠性、高融合性、高可管理性、高开放性和高可赢利性的网络，适应未来网络演进的需求，因此IMS融合网络的演进是网路发展的必然趋势。
（2）IMS被通信行业业界视为实现固定和移动融合的目标架构以及下一代核心网络的发展方向，但在引入IMS网络初期，存在着许多急需要解决的难题，核心网络将出现固定电路交换、移动电路交换、固定软交换、移动软交换和IMS网络多体制网络与业务共存的复杂局面。在固定网络和移动核心网电路域现状分析的基础上、对基于IMS融合网络的演进目标进行探讨，创新性地在组网架构、业务融合、用户数据库一致性发展等方面提出融合核心网络演进目标，同时，结合网络现状提出实现基于IMS的融合核心目标网络的过渡阶段演进思路。
2. 核心网络现状分析
（1）国内三大运营商在进行IMS网路部署的时候均是以省为单位的，省内之间采用的是大区制组网方式，中国移动早期小规模部署IMS网络主要针对于集团语音用户的接入，后期规模部署则主要用于固网改造及接入。国内三大运营商现有的IMS核心网均暂不支持移动网络用户的接入，但是针对4G LTE的部署，业界已明确VoIMS+SRVCC作为语音承载的目标方案。
（2）针对传统业务的充分继承性等传统网络部署运营经验，现有的已部署的IMS核心网存在以下问题：业务接口的开放性考虑不够周全，基于IMS开发的多媒体业务难以与互联网多媒体应用的丰富性以及快速响应性相抗衡；移动性接入能力兼容不足，现有的IMS核心网部署均不支持移动接入，后期全业务融合接入过程将会产生巨大的开发功能成本。
3. 运营商网络演进需求
（1）随着信息网络技术的不断发展，一定程度上促进了电信企业的发展，使得越来越多的人认识到信息化发展的重要性。隨着市场信息化竞争越来越大，也在一定程度上加大了运营商的压力。运营商为了在激烈的市场竞争中占据有力的地位，慢慢地开始转变为全业务运营商，然而要想更好实现这一目的，大部分运营商必须将固网和移动网有效地结合在一起。
（2）自电信重组和3G发牌以来，三大运营商都已具有全业务运营的资格和条件，但是由于重组后各自的网络资源和能力的不同，决定了在引入IMS进行网络融合也有各自的特点。中国移动重组后得到的固网资源有限，移动网则一方独大，且移动网络已基本实现软交换化，因此移动运营商的网络演进则更加急切。移动的IMS考虑的主要是推出全新的业务，更多是基于业务驱动。因此移动运营商会把2G、3G及4G核心网的融合作为重点考虑，它的网络融合方案发展会趋于融合的一张网上。
4. 基于IMS的融合网演进目标
（1）基于IMS的融合网络演进的目标就是采用IMS核心网络作为固定、移动统一核心网络，也就是采用IMS核心网络统一存储与查询用户数据，统一进行业务触发和业务控制，统一进行呼叫控制，固定核心网和移动核心网电路域演进成IMS核心网络的接入层，同时统一部署业务网络，并统一为不同的网络接入的用户提供统一的业务体验。 （2）IMS核心网络演进主要分为固定网络和移动网络的融合两个方向。针对固定网络融合演进的目标首先是实现固定电路交换设备的退网，将退网的固定交换设备接入的用户通过IMS网络固定接入网络直接接入网络，成为 IMS网络固定用户；其次是固定软交换设备的演进，由于固定软交换设备支持IP接入，同时考虑到软交换设备的建设时间比较短，为了保护现有网络投资，不宜将软交换设备退网，而是将软交换设备改造成 IMS网络的接入设备AGCF，软交换用户转为IMS用户。实现所有固定网络用户接入 IMS网络后，固定网络用户数据库SHLR将不再使用，自然退网。对于移动网络融合演进的目标是实现移动电路交换设备的退网，采用移动软交换设备替代退网的固定交换设备。IMS核心网络作为统一的核心网络后，固定网络用户和移动用户通过不同的接入网络接入到统一的核心网络，由统一核心网络实现业务触发与业务控制。
5. 融合核心网演进思路
5.1传统的语音电话业务正在趋于饱和，新兴业务不断出现，消费者对互联网需求也不断提高，当前的核心网已不能满足其需求，融合核心网络是网络发展的必然指向。然而融合网的演进是一个重大的系统工程，必须做到平滑、有序的过度过程。
5.2IMS为核心的演进思路。这种演进思路要想实现必须推进 IMS 的技术发展，使其成熟。因为这种思路设计主要是针对网络演进整合为主进行的，是指把固网与移动网络的软交换设备整体演进成 IMS 的接入设备，借此形成以 IMS 技术为主要网络形式的核心网。这种演进思路其实是 IMS 最终的演进方向，是符合 IMS 发展趋势的思路。这种网络演进一步到位，可以节省很多中间环节，节约网络演进的时间和过程，并且在一定程度上可以促进电信运营商具有更强大的竞争力。但是因为 IMS 技术并不成熟，如果同时对所有的固定网络终端和移动网络终端进行改造，经济投入的成本会很高，并且改造的结果可能并不能完全达到预期设想的目标和效果。
5.3统一软交换接入，使软交换与IMS共存。简单地说就是：以软交换接入作为固网和移动网络的接入方式，然后以IMS业务切入为主，实现网络终端用户对业务体验多样化追求。这种思路的具体操作方案是：（1）将现有的所有网络终端接入改进为综合软交换接入，然后同时接入固定网络终端和移动网络终端，形成以综合软交换为主的统一的核心网络；（2）引入IMS技术进行网络业务的扩展和丰富，逐步扩大IMS核心网技术的范围。这种演进思路的网络结构比较简单，可以使固定网络终端和移动网络终端实现统一。但是，我国目前的通信网络工程中并没有统一的软交换标准，厂家没有完善的设备和技术，进行统一改造的成本相对较高，不利于IMS核心网技术的推进和发展。
5.4统一软交换网络，IMS业务切入为主，软交换与IMS并存。这种演进思路与第二种思路比较相似，但是第二种思路主要要求软交换接入统一，而这一种思路关注的是：将现有的固网和移动网络演进为以移动网和固定网为主的软交换网络，仅仅是对网络形式的演进，对设备不做改进要求，然后实现长途层面共用全IP化、统一的软交换网络。然后利用IMS技术实现网络业务的扩展。这种演进思路将优化和演进同时并举，可以更有效地推动电信网络的演进速度和效果。这种演进思路可以保证现有网络终端用户的稳定发展状态，可以在一定程度上帮助减轻因为重大频繁的网络架构调整对网络业务发展和运行的不良影响，是一种比较符合电信运营商对IMS核心网演进期望的一种思路。但是这种演进思路会使网络终端用户的核心网络比较复杂（存在两种网络），不利于IMS核心网的快速和全面发展。
6. IMS实现网络融合的优势
IMS网络融合发扬了软交换结构中业务与控制分离、控制与承载分离的思想，相比较软交换进行了更充分的网络解聚，网络结构更加清晰合理，主要是IMS具有以下优势：
（1）与接入的无关性。虽然3GPP IMS是为移动网络设计的，TISPANNGN是为固定XDSL宽带接入设计的，但它们采用的IMS网络技术却可以做到与接入无关，因而能确保对FMC的支持。从理论上可以实现不论用户使用什么设备、在何地接入IMS网络，都可以使用归属地的业务。控制层和业务层之间的开放接口使得来自不同接入网络的呼叫/会话可以进行统一的处理。
（2）统一的业务触发机制。IMS核心控制部分不实现具体业务，所有的业务包括传统概念上的补充业务都由业务应用平台来实现，IMS核心控制只根据初始过滤规则进行业务触发，这样消除了核心控制相关功能实体和业务之间的绑定关系，无论固定接入还是移动接入都可以使用IMS中定义的业务触发机制实现统一触发。
（3）开放的业务环境。IMS的业务除由运营商自己提供以外，还允许由第三方提供。IMS提供标准接口，业务开发基于API而不是直接面对复杂的网络协议，屏蔽了网络协议的复杂性。
（4）一致的业务归属能力。在CS域和PS域以及PSTN，业务提供能力都与用户当前所在的设备有关系。在归属网络已经开通的业务在漫游地设备并不一定能够提供。IMS在这方有很大的变化，所有业务处理信令都要回到归属网络，业务环境也是由归属网络提供的。IMS采用分层结构的P-CSCF，I-CSCF和S-CSCF来对用户信令做出归属地控制，支持用户移动性，用户无论漫游到任何地方，信令信息都会发送回归属地。漫游用户的所有业务都由拜访地的P-CSCF路由到归属地，由归属地的S-CSCF控制用户业务并根据用户签约数据将业务触发到本网或者第三方的应用上，从而保障了业务的一致性、简单性，使得用户无论在何处接入，采用何种接入方式均可享受与在归属地一样的业务感受，IMS向用户提供了VHE（虚拟归属业务环境）的能力。
（5）统一的用户数据库。HSS（归属业务服务器）是一个统一的用户数据库系统，既可以存储移动IMS用户的数据，也可以存储固定IMS用户的数据。
7. 结束语
基于IMS全业务融合核心网是运营商和业界能看得清楚、看得见的网络目标架构，为运营商提升自己在整个电信产业价值链中的地位提供了重要手段。核心网的演进是一个长期的过程，固定、移动和融合三个方面同时发展，无论是依托固网建设移动网，还是以移动网络为基础建设全业务网络，对于全业务运营商来说，支持全业务的融合网络架构终将是必然之选，网络的演进会是殊途同归。本文对IMS融合核心网的演进思路做了一个简单的探讨，希望后期对运营商的通信网络建设有所帮助。
参考文献
[1]3GPP TS 24.299 V9.2.0 "Internet Protocol （IP） multimedia call control protocol based on Session Initiation Protocol （SIP） and Session Description Protocol （SDP）" [S].
[2]马敏.浅谈IMS与核心网演进[J].信息通信.2012年08月：261.
[3]项肖峰，查旭东，胡伟清.基于IMS的核心网演进分析及探讨[J].邮电设计技术，2010（4）：21～25 .
[4]王利梅.运营商核心网IMS现状及融合发展方向的探讨[J].才智，2013（36）.
[5]赵慧玲.核心网络发展趋势的探讨[J].移动通信，2010，34（1）：48～52.
[6]楊军，林朝辉.基于IMS的固定移动融合的讨论 [J].邮电设计技术，2009（2）：19～23.
[7]李力卡.全业务核心网融合方案讨论 [J].移动通信，2009（2）：75～78.