软交换和IMS概况及应用 近来IMS成为媒体关注的焦点，大有取代所有网路的气势， 多个国际标准组织也在加紧制定其标准。 　　目前电信运营商实施网路转型的目的是要简化网路架构、 减少网路运营成本，加速将新业务推向用户的能力和速度， 优化运营商与用户之间的关系。网路演进的发展凸显融合、 调整、变革的新趋势，但运营商会根据自身的网路情况 采用成熟稳健的策略。 　　一、IMS标准化概况 　　1.TISPAN 　　TISPAN是2003年9月由从事固定网标准化的SPAN组织 和进行VoIP研究的TIPHON组织进行了合并而成的， 是ETSI旗下的从事NGN标准化研究的主要机构。 TISPAN分为八个工作组，包括业务、体系、协议、 号码与路由、服务质量、测试、安全和网路管理工作组。 　　TISPAN将他们的研究计画分为阶段完成， 第一阶段(Release1)主要研究能够提供多媒体业务的NGN系统， 并计画於2005年中期完成Release1的研究。 　　目前，TISPAN定义的NGNRelease1业务能力要求 能够支援PSTNEmulation业务、PSTN Simuiation业务、 多媒体业务、数据业务等业务能力。TISPAN定义的 NGN体系架构包括PSTN仿真子系统(PSTN Emulation)、 IP多媒体(IMS)、流媒体和其他业务等四个业务子系统， 以及网路附着(NASS)和资源控制与接纳(RACS)子系统。 Release 1将对PSTN仿真子系统(PSTN Emulation)、 IP多媒体业务系统以及NASS、RACS接入子系统进行规范和研究。 　　IP多媒体子系统主要使用3GPP的IMS的核心网路 作为核心控制系统，并在3GPP规范的基础上对IMS系统 进行扩展以支援xDSL等固定接入模式。由於有线和 无线网路在网路带宽、终端鉴权、位置讯息和资源管理 等多方面存在差异，TISPAN将在这些方面加以扩展， 实现固定接入。对於IP多媒体子系统的另一个研究重点 在於完善IMS子系统与PSTN仿真子系统、RACS子系统和 NASS子系统的互通。 　　对於PSTN仿真子系统的定义目前还存在较大的分歧， 一种意见是使用软交换作为PSTN仿真子系统的核心架构， 软交换与IMS并存;另一种意见是使用IMS作为PSTN仿真子 系统的核心架构，采用统一的核心网路来提供业务。 由於目前对於这两种模式还没有达成一致的意见， TISPAN也只对外部界面以及与RACS等其子系统的互通进行了定义， 并没有对内部架构做详细的定义。 　　NASS子系统的主要功能是提供用户和终端的IP位址分发、 用户的认证和鉴权、根据用户属性进行接入网资源配置、 用户位置管理等功能。目前，TISPAN重点研究NASS的 内部架构与界面、外部界面以及与业务系统和RACS系统的互通。 NASS子系统的引入使固定终端具有游牧特性成为可能。 　　RACS子系统主要提供接纳控制、资源预留、策略控制 (QoS控制)和关口控制(NAT转换控制)功能。RACS的内部架构 和界面是目前研究的热点。TISPAN将3GPP定义的Gq界面的 功能进行扩展并定义成Gq’界面。目前，Gq’界面到底采用 什麽协议还没有定论，H.248、RADIUS、DI-AMTER或 重新定义新的协议都有可能。 2002年6月冻结； IMS基本功能︰SIP作为呼叫控制协议，透过SIP进行服务管理， 安全功能，计费功能，漫游功能；端到端QoS； 加强Gb界面对流媒体的支援； 2004年12月冻结； 与CS互通； 基於流的计费； 合法监听； WLAN接入IMS 业务enabler︰POC，GM，Presence，IM，Conference，Push， Gb支援会话业务 PDF独立设定 群呼； CS，IMS捆绑业务； WLAN与2G/3G切换； IMS语音业务在CS承载； 融合︰IMS支援Cable/xDSL Emergency services 　　从目前的情况来看，TISPAN的标准推进速度较快， 也具有可操作性。并且TISPAN和3GPP的合作较为紧密， TISPAN主要在3GPP规范的基础上加以扩展来实现固定的特性， 并争取与3GPP尽量保持一致。 　　2.3GPP 　　IMS作为3GPP在R5版本中提出的IP多媒体架构， 到目前为止有R5、R6和R7三个版本。R5提出了全IP的网路架构， 采用SIP协议进行控制，实现移动性管理、多媒体会话信令 和载体业务传输，实现端到端的IP业务。R6版本， 在网路架构方面已没有太大的变更，主要是更改计费架构， 支援WLAN接入等。正在制定的R7版本，支援xDSL/Cable接入和CSI等功能。 　　从协议的成熟度分析，IMS在移动网内已经能够达到商用标准。 由於移动的接入网已经具备了NASS和RACS子系统的大部分功能， 透过设备提供商提供的讯息判断，在近1～2年内，IMS在移动网可以商用。 　　3GPPR6版本在R5提出IMS的基础上，主要研究策略控制 (Gq界面)、WLAN接入、IMS到CS域的互通、IMS到PS域的互通、 Presence等新业务，并在IETF SIP协议的基础上对协议进行了扩展。 3GPP在R7版本主要考虑支援透过CS域承载IMS话音、 透过PS域提供紧急服务、提供基於WLAN的IMS话音与GSM 网路的电路域的互通、提供xDSL和CableModem等固定接入模式。 　　3GPP对於固定和移动的融合将与TISPAN合作，共同推进研究工作。 　　3GPP定义的IMS是用来将移动语音服务进入多媒体领域而设计的。 它容许建立为两个或两个以上单位或用户的以及一个或多个媒体 的会晤链接。IMS可以支援很多服务，特别是支援各种接入方面有 明显的长处。但限於它是专为移动语音服务制定的，因此不能支援 NGN的所有服务，比如说，广播和流媒体服务等。因此，有必要对 其进行改进以适应NGN的需要。为了加快IMS应用於NGN的研究， 并且保持与3GPP和TISPAN定义的IMS的一致性，FGNGN成立了 IMSforNextGeneration Networks(IFN)的研究专题。 但是IMS并不是NGN网路架构的唯一的基础技术，而是作为一种选择方案， 2005年6月中国电信提交的文稿《基於Call Server的PSTN Emulation》 就体现出软交换也是实现NGN的一种基本网路架构。 　　由於IMS不能完全满足NGN在固网中的应用，因此为了支援多种 接入模式(比如xDSL和WLAN)接入IMS，3GPPR7和FGNGN对 IMS的架构进行了如下扩展︰对接入网的控制，如QoS、 接入许可和鉴权等;对核心传输网的资源进行控制;与道统网路和 其它网路的互通;减少业务与会话控制层和传输层的耦合性;与 接入无关会话和业务层。 　　有关IMS在固网应用的要求还在讨论当中。 　　3.FGNGN 　　FGNGN正在负责制定NGN的功能架构，目的是为了 制定一个普遍适用的下一代网路架构。根据Y.2001的定义， NGN是基於多种宽带接入、有QoS传输技术保障的、 提供业务与传输网路无关的分组网路;用户可以无限制的接入多种通信业务; NGN提供无限制的移动性，为用户提供统一的、无处不在的服务。 FGNGN定义的NGN架构考虑了从PSTN/ISDN、xDSL、IP、移动网和 Internet等多种网路向下一代网路发展的通用的网路架构， 并且侧重於网路融合的研究。 　　2004年6月ITU-TFGNGN的第一次会议上已经确定了将IMS作 为NGN核心网基於SIP会话的子系统的基本架构，这标志ITU 正式开始了对IMS的研究。与此同时，3GPP和TISPAN也都在 进行这方面的研究，这两个组织也是ITU-TFGNGN的供稿方， 透过提案和互致联络函的模式达到沟通，避免重复研究。 在NGN的框架中，终端和接入网路是各种各样的， 而基於SIP会话的核心网路只有一个IMS，它同时为固定和 移动终端提供服务。这就需要IMS网路从网元功能、 界面协议、QoS和安全、计费等方面全面支援固定的接入模式。 　　4.在话音网仿真方面软交换和IMS的争论 　　2005年6月国际电联在北京召开了FGNGN的第7次会议， 会议在开展基於软交换的标准研究方面展开了激烈的讨论， 中国通信标准协会就有关开展基於软交换标准的研究专门给 FGNGN提出了联络声明，中国电信提交了8篇有关基於软交换 研究的文稿。会议就软交换的研究争论热烈，会上主要存在3个争论点。 第一个争论点是课题的研究范围。大会透过激烈的讨论， 最後决定对文稿的研究范围进行修订，即研究PSTN/ISDN仿真的体系架构。 第二个争论点是PSTN/ISDN仿真子系统的架构是否应该是NGN体系架构的子集， 而不能增加新的功能实体。会上透过充分的讨论， 一致认为NGN功能架构是总体架构，如果是通用的功能实体应该 在NGN体系架构中增加，如果仅仅是针对PSTN/ISDN仿真的体系架构 也可以只在PSTN/ISDN仿真的体系架构中定义，并建议下一次会议对 这两个功能实体进行详细论证。第三个争论点是基於软交换的PSTN/ISDNe 仿真子系统属不属於需要重新开展的研究内容。透过大家的充分讨论， 一致认为PSTN/ISDN仿真子系统属於NGNRelease1的内容， 应该不属於新的研究内容，因此同意开展PSTN/ISDN仿真子系统的研究工作。 　　根据目前FGNGN研究的NGN的体系架构，已经明确 PSTN/ISDN仿真作为四个业务子系统之一。因此中国电信建议 应该研究PSTN/ISDN仿真的体系架构来解决运营商面临的网路演进问题。 目前实现PSTN/ISDN仿真有两种模式，一种是用IMS实现PSTN/ISDN仿真， 一种是用软交换来实现PSTN/ISDN仿真。但是由於IMS实现PSTN/ISDN 仿真的演进模式还不成熟，而软交换已经比较成熟， 目前运营商面临的网路演进问题可透过软交换的模式来解决。 　　二、软交换技术的应用 　　软交换技术是NGN所包含的技术之一。 是近年发展起来的一种新的呼叫控制技术，它具有分层的体系架构、 基於分组传输、能够提供多种接入模式等特点，并能综合提供语音、 数据、多媒体业务。近三年来的现场试验、 特别是近一年来的规模试商用结果证明，软交换体系在技术上已经基本成熟， 经济分析可行，软交换技术正在逐步从试验阶段走向商用阶段。 　　软交换系统由多种设备组成，主要包括软交换设备、中继通讯闸、 信令通讯闸、接入通讯闸、媒体伺服器、应用伺服器等网路侧设备以 及IAD、SIP终端等终端侧设备。主流厂家的软交换系统在 国内外已有商用实例，主要应用集中在利用软交换提供长途汇接 和本地用户接入业务，以及为企业用户提供综合通信解决方案。 　　软交换技术从1997年开始发展，正在逐步从试验阶段走向商用阶段， 并在国内外得到应用。总体上看，美国的运营商要领先於欧洲， 新兴运营商要积极於道统运营商。中国通信标准化协会网路与交换技术委员会 从2001年起开始制定软交换系统相关规范及标准，主要包括设备规范、 协议规范、界面规范和业务相关规范等，共完成相关规范59个。 　　软交换业务提供模式有三种︰由软交换设备提供PSTN基本业务 及补充业务;采用SIP应用伺服器或Parlay应用伺服器来提供运营商自营 的新型业务;利用PARLAY应用伺服器透过第三方提供业务， 此种模式仍处於探索阶段，应进一步深入研究和实践。 　　电话网是中国电信的最大网路之一，而网路演进是一个长期过程， 因此电路交换向NGN演进的过程中应注重网路的衔接性、业务的连续性 以及网路运营管理的稳妥性，实践证明软交换已经具备替代电路 交换设备的能力，灵活提供业务的能力也已经得到验证，同时软交换 符合电路交换向分组交换转型的总体发展趋势，在话音网路引入软交换 技术应认真研究引入的策略，组网架构和不同厂家业务平台的互通。 电话网向下一代网路演进过程中，软交换是一个不可逾越的阶段。 　　采用软交换技术实现电话网的演进，使电话网向分组化、宽带化、 智能化的方面发展，将大大提升电话网的业务能力，符合网路的未来发展趋势。 　　软交换是电话网演进不可逾越的发展阶段。近期软交换网路， 应能够接入窄带用户，解决现有电路交换网的整体转型问题;并积极 拓展宽带用户，抢占大客户和宽带用户市场。软交换系统应支援独立 用户数据库，支援宽带用户向IMS迁移的能力。 　　中国的软交换实践与国外不同，软交换功能既具备窄代的功能 也同时具备宽带的功能，可以说中国的软交换已经部分地实现了IMS功能， 但还没有实现移动性管理的功能和HSS功能。随着标准的成熟性， 特别是IMS在固网应用的成熟性的进程，宽带用户数量的增多和 移动网路的发展，逐步将宽带用户从软交换网路中分离，构建独立的IMS网路。 　　三、IMS应用在固网NGN面临的主要问题 　　IMS与软交换网路的关系是困扰融合的主要方面。由於标准和 设备的成熟度不同，网路的部署时间也不同，如何减少IMS对於 软交换网路和业务的影响，简化网路架构和投资是目前亟待解决的问题。 　　3GPP组织扩展和修改了IETF定义的SIP协议，根据移动网的特点 加强了用户接入安全控制SIP包中携带的某些参数也与固网的SIP协议 略有不同，因此IMS设备需要支援IETF SIP协议才能支援固网宽带用户的接入。 为了使固网用户体验到与道统电话相同的功能，IMS域需要透过应用伺服器类 比PSTN的基本和补充业务，由於PSTN在长期的发展过程中累积了种类繁多的业务， 目前尚无应用伺服器厂商宣称能够支援所用道统业务。产生上述问题的 原因一是3GPP在制定IMS的标准时，没有考虑在固网的应用，并且ITU 和TISPAN的NGN标准制定刚刚起步，还没有详细的协议可参考; 二是运营商对固定和移动融合的需求还不明确，因此设备提供商对 IMS支援固网接入的研发投入不大。随着NGN标准的成熟， 以上问题可以在一到两年内解决。 　　比较固定接入网和移动接入网的特点会发现，移动网路对於接入网 的控制机制非常完备，用户的鉴权、资源分发、接入网定位、 计费采集点和网路状态监控等方面都远比固定接入网复杂。 3GPPR6中已经定义WLAN接入IMS域，在R7中将支援ADSL接入， 但是只规定了功能框架，对於QoS、移动性和计费等功能的支援需 要进一步定义。TISPAN和FGNGN在R1中定义了RACS和NASS的 内部功能模块，详细的功能和流程将在後续版本中规定。 IMS的与传输、接入网路无关性、移动性管理和QoS控制等功能 都是体现下对接入网的控制，因此在固网制定NASS和RACS 子系统的标准和替换、升级原有的接入网控制设备和终端将是一项长期的工程。 --

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