西門子IMS——領(lǐng)先的多媒體業(yè)務(wù)演進平臺
2005/12/22
一、IMS的概念
IMS(IPMultimediaSubsystem)即IP多媒體子系統(tǒng),是由負責(zé)制訂WCDMA標(biāo)準(zhǔn)的國際化組織3GPP在R5中定義的。IMS的提出為下一代基于IP的移動網(wǎng)絡(luò)提供了面向分組數(shù)據(jù)包交換的多媒體服務(wù)及平臺,它的核心特點是基于SIP協(xié)議和接入的無關(guān)性。由于采用SIP作為核心控制協(xié)議,并通過SIP進行業(yè)務(wù)管理,IMS可以使運營商充分利用SIP的優(yōu)勢,更快速更靈活地開發(fā)管理移動多媒體業(yè)務(wù)。
二、IMS體系架構(gòu)及核心部件
3GPPIMS體系采用了分層的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),如圖1所示。

3GPPR5:IMS的分層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)
- 最底層為承載層,用于提供IMS SIP會話的接入和傳輸。從技術(shù)角度來看,承載網(wǎng)必須是基于分組交換的,通常包括3GPP 分組網(wǎng)、IP
VPN等。圖中以移動分組網(wǎng)的承載方式為例,描述了IMS用戶通過手機進行IMS會話的方式,主要的承載層設(shè)備有SGSN、GGSN,以及媒體網(wǎng)關(guān)MGW。SGSN和GGSN可以完全重用現(xiàn)網(wǎng)設(shè)備,不需要硬件升級,僅通過做相關(guān)配置就可以支持IMS了。MGW是負責(zé)媒體流在IMS域和CS域互通的功能實體,主要解決話音互通問題。無論具體采用哪一種接入方式,只要基于IP技術(shù),所有的IMS用戶信令就可以很好地傳送到控制層。
- 中間層為信令控制層,所有IP多媒體業(yè)務(wù)的信令控制都在這一層完成。主要的功能實體有CSCF(Call Session Control
Function)、HSS(Home Subscriber Server)、MGCF(Media Gateway Control Function)等,這些網(wǎng)元通過執(zhí)行不同的角色,如信令控制服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫、媒體網(wǎng)關(guān)服務(wù)器等,協(xié)同完成信令層面的處理功能,如SIP會話的建立、釋放。需要指出的是,這一層僅對IMS信令負責(zé),最終的IMS業(yè)務(wù)流是不經(jīng)過這一層的,而是完全通過底層承載層做路由實現(xiàn)端到端通信。
- 最上面一層是應(yīng)用層,用于提供IMS業(yè)務(wù),主要網(wǎng)元是一系列通過CAMEL、OSA/Parlay和SIP技術(shù)提供多媒體業(yè)務(wù)的應(yīng)用平臺。運營商可以在自行開發(fā)一些基于SIP的應(yīng)用,通過標(biāo)準(zhǔn)SIP接口與IMS系統(tǒng)連接;如果運營商需要連接第三方SP的應(yīng)用,IMS可以和標(biāo)準(zhǔn)的API,如OSA
API連接,通過OSA/Parlay GW對第三方非信任的SP業(yè)務(wù)進行鑒權(quán)和管理等。
可以看出,IMS其實是部署在GGSN等接入網(wǎng)關(guān)之后的一個新的核心網(wǎng)絡(luò)“域”(一個由許多網(wǎng)元組成的新的移動網(wǎng)絡(luò)體系)。在IMS域包含的功能實體中,HSS和CSCF是IMS內(nèi)部負責(zé)呼叫控制的主要網(wǎng)元。CSCF可以說是整個網(wǎng)絡(luò)的核心,支持SIP協(xié)議處理SIP會話。按邏輯功能來分,CSCF可以分為以下三類。
- P-CSCF(Proxy)是用戶終端接入IMS系統(tǒng)的入口,實現(xiàn)SIP協(xié)議中的Proxy和User Agent功能。
- I-CSCF(Interrogating)根據(jù)用戶信息通過查詢 HSS為用戶選擇正確的S-CSCF,同時向S-CSCF 發(fā)送呼叫請求。
- S-CSCF(Serving)用于完成網(wǎng)絡(luò)中所有的會話處理,包括對用戶認(rèn)證鑒權(quán),并觸發(fā)相應(yīng)的業(yè)務(wù)。如果說CSCF是IMS系統(tǒng)中最重要的實體,那么S-CSCF就是重中之重。
HSS在IMS系統(tǒng)中作為用戶信息存儲的數(shù)據(jù)庫,包含了IMS用戶鑒權(quán)和會話建立所需的所有用戶數(shù)據(jù)。HSS的功能可以包含HLR、Radius、DNS等,其中用于用戶信息存儲的服務(wù)器叫做UMS(用戶移動性服務(wù)器)。HSS是用戶信息的主存儲數(shù)據(jù)庫包含用戶的個人檔案信息,認(rèn)證/授權(quán)信息,用戶位置信息、功能屬性/業(yè)務(wù)等等。HSS負責(zé)保存用戶相關(guān)的業(yè)務(wù)處理能力列表,該表用于為每一個注冊用戶確定一個合適的S-CSCF。HSS并不負責(zé)保存應(yīng)用特定的信息,應(yīng)用服務(wù)器會負責(zé)保存這些信息。HSS必需保存足夠的信息用于適時觸發(fā)或連接應(yīng)用服務(wù)器。
三、西門子領(lǐng)先的IMS解決方案
西門子IP多媒體子系統(tǒng)名為IMS@vantage,它完全遵循3GPP規(guī)范,提供了一個支持語音/多媒體數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)集成的開放式網(wǎng)絡(luò)控制平臺,能為運營商以最經(jīng)濟快捷的方式提供多媒體應(yīng)用及開發(fā)環(huán)境。

由于IMS與接入無關(guān)的技術(shù)特點,IMS@vantage支持各種接入方式,如無線接入中的WLAN、GPRS、WCDMA/TD-SCDMA等,這些無線資源都能作為用戶接入技術(shù)與IMS系統(tǒng)連接。此外,西門子目前也實現(xiàn)了在固定接入方式下的多種應(yīng)用。
IMS@vantage可以提供豐富的多模式移動業(yè)務(wù):對于實時的用戶端到端的移動業(yè)務(wù),如增強的語音業(yè)務(wù)和視頻電話,西門子IMS通過一系列的關(guān)鍵機制如會話談判和管理、業(yè)務(wù)質(zhì)量(QoS)和移動管理等實現(xiàn)用戶端到端的通信業(yè)務(wù);此外,移動運營商還可以通過西門子IMS系統(tǒng)提供非實時的用戶端到端業(yè)務(wù),如聊天和即時消息(IM);多用戶業(yè)務(wù),如多媒體會議和聊天室;用戶端到服務(wù)器端業(yè)務(wù),如動態(tài)PUSH業(yè)務(wù)。
西門子IMS@vantage的多媒體開發(fā)執(zhí)行環(huán)境,可提供靈活的業(yè)務(wù)開發(fā)模式,協(xié)助運營商成為真正的移動應(yīng)用業(yè)務(wù)提供商(MASP)。
- 根據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn)進行規(guī)范化開發(fā),比如PoC(Push-to-Talk over Cellular)業(yè)務(wù)就是根據(jù)OMA / MENSA組織的規(guī)范進行開發(fā)。
- 設(shè)備商根據(jù)運營商的要求進行開發(fā),比如考慮到運營商希望結(jié)合PoC和IM的應(yīng)用,因此西門子基于SIMPLE進行IMPS功能的開發(fā),以便通過IMS平臺實現(xiàn)業(yè)務(wù)的綜合。
- 設(shè)備商與運營商合作開發(fā),比如Photo Share業(yè)務(wù)是由西門子與Telia Sonera(北歐運營商)合作開發(fā)的基于IMS的業(yè)務(wù)。
- 運營商自主開發(fā),運營商亦可以利用IMS提供的開放接口和標(biāo)準(zhǔn)的SIP業(yè)務(wù)開發(fā)平臺,根據(jù)市場需求自主開發(fā)IMS業(yè)務(wù)。
雖然IMS是R5定義的標(biāo)準(zhǔn),但是,西門子一直致力于IMS在移動現(xiàn)網(wǎng)的應(yīng)用和開發(fā),為移動運營商提供領(lǐng)先的技術(shù)和解決方案:
- 保證移動運營商利用當(dāng)前GPRS網(wǎng)絡(luò)獲取更大的利潤;
- 用最小的投資在UMTS網(wǎng)絡(luò)部署之前開通多媒體業(yè)務(wù);
- 實現(xiàn)一個與接入技術(shù)無關(guān)的,向UMTS技術(shù)簡單漸進的演進過程。
四、IMS全球發(fā)展?fàn)顩r
眾多業(yè)內(nèi)人士都認(rèn)識到第三代移動通信網(wǎng)絡(luò)將提高移動接入網(wǎng)帶寬,使提供多媒體新業(yè)務(wù)成為可能。然而運營商也認(rèn)識到,如果部署新的具有吸引力的、令人滿意的IP移動業(yè)務(wù),僅依靠高的接入速率是遠遠不夠的,于是把目光紛紛聚集在了IMS上,希望能通過IMS來迅速靈活地提供豐富多彩的未來多媒體業(yè)務(wù),同時給移動運營商帶來高的投資收益率。
此外,由于標(biāo)準(zhǔn)化方案的固有特性使得IMS成為一個可重用的業(yè)務(wù)平臺。大多數(shù)情況下,新業(yè)務(wù)的創(chuàng)建和配置,通常只是在一個SIP服務(wù)器上進行開發(fā)配置,并在客戶端導(dǎo)入相應(yīng)的插件。IMS能夠提供大部分新業(yè)務(wù)所需要的基礎(chǔ)部件和功能件,滿足注冊、會話建立、安全、計費、網(wǎng)管等基礎(chǔ)功能需求。運營商發(fā)現(xiàn)通過IMS可以大幅度地節(jié)省CAPEX和OPEX開銷,特別是對于多業(yè)務(wù)共存這種復(fù)雜業(yè)務(wù)環(huán)境。
西門子擁有相當(dāng)全面的IMS產(chǎn)品線和全球領(lǐng)先的商用部署經(jīng)驗。自2002年西門子在戛納GSM大會上展出了全球第一個IMS演示系統(tǒng)以來,已經(jīng)與30多家運營商建立了IMS試驗網(wǎng)和試商用網(wǎng),并贏得了4份IMS商用合同。西門子的IMS解決方案正在使運營商和終端用戶超前享受著多媒體業(yè)務(wù)帶來的豐富體驗。
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