1、引言

隨著我國(guó)電信市場(chǎng)的開放和3G牌照的發(fā)放，我國(guó)傳統(tǒng)的電信運(yùn)營(yíng)商將都會(huì)成為具有固定網(wǎng)絡(luò)和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的綜合運(yùn)營(yíng)商，因此如何實(shí)現(xiàn)下一代網(wǎng)絡(luò)(NGN)以進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)融合已成為目前業(yè)界研究的一個(gè)熱點(diǎn)。

而采用SIP協(xié)議并與接入方式無關(guān)的IMS(IPbasedmulitmediasubsystem)技術(shù)以其在網(wǎng)絡(luò)融合方面的優(yōu)勢(shì)越來越受到廣泛的關(guān)注。其中3GPP從R5以后主要的研究重點(diǎn)就在IMS域，目前3GPP也正在研究基于IMS的固網(wǎng)和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)融合，首先考慮的固定接入是WLAN(R6)和xDSL(R7)。

除了3GPP之外，還有很多標(biāo)準(zhǔn)化組織、電信運(yùn)營(yíng)商和設(shè)備制造商開始對(duì)NGN在移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)和固定網(wǎng)絡(luò)兩個(gè)方面進(jìn)行全面的研究，其中最主要的是ITU-T的FGNGN和ETSI的TISPAN。到目前為止，ETSI、ITU-T等都已基本確定以基于IMS的架構(gòu)為基礎(chǔ)來做為下一代網(wǎng)絡(luò)的解決方案。歐洲ETSI在2003年9月把專門從事固網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化的SPAN組織和進(jìn)行VoIP研究的TIPHON進(jìn)行合并，成立了TISPAN，在3GPPIMS的基礎(chǔ)加入了固定接入網(wǎng)絡(luò)，從而進(jìn)一步對(duì)下一代網(wǎng)絡(luò)的體系架構(gòu)進(jìn)行研究。ITU在2004年6月成立了ITU-TFGNGN(NGN專題組)開始對(duì)IMS進(jìn)行研究，涉及業(yè)務(wù)需求、功能體系架構(gòu)、移動(dòng)性管理、IPQoS、控制和信令能力、網(wǎng)絡(luò)安全、網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)以及IP承載能力要求等方面。

2、3GPPIMS

IMS是3GPP在R5版本中為了解決如何向移動(dòng)數(shù)據(jù)用戶提供IP多媒體業(yè)務(wù)而提出來的。其主要特征是在R4核心網(wǎng)PS域基礎(chǔ)上增加一個(gè)基于IP的多媒體子系統(tǒng)(IMS)。IMS利用PS域來傳輸呼叫控制信令和承載數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，并實(shí)現(xiàn)對(duì)通用移動(dòng)性的支持。IMS獨(dú)立于CS域的，但保持與CS域的互通。如圖1所示。

圖1 3GPPIMS網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

從理論上講，3GPP在R4版本的基礎(chǔ)上提出IMS概念的最初想法主要是為了提供多媒體業(yè)務(wù)，而不是網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的進(jìn)一步演進(jìn)。隨著時(shí)間的推移以及無線和終端全I(xiàn)P化。R4網(wǎng)絡(luò)中的MSCServer架構(gòu)將逐步退出，取而代之的是IMS網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)大和擴(kuò)張。因此3GPP在R6和R7版本對(duì)IMS做了進(jìn)一步的深入研究。其中IMSR6版本主要特點(diǎn)包括：

IMS與CS的互通，支持SIP/ISUP互通和CS漫游情況;

(2)IP多媒體之間(如Internet)的互通，其中包括IPv4/IPv6互通;

(3)支持WLAN的接入方式;

(4)支持多種業(yè)務(wù)，如聊天、IMS會(huì)議、Presence等;

(5)支持基于IP流的計(jì)費(fèi)。

IMSR7版本中主要研究以下的技術(shù)特征：

通過電路域承載提供IMS話音;

(2)通過分組域提供緊急服務(wù);

(3)提供基于WLAN的IMS話音與GSM網(wǎng)絡(luò)的電路域互通功能;

(4)支持DSL或CableModem接入方式。

IMS在3GPP的定義中，主要包括了所有提供IP多媒體業(yè)務(wù)的核心網(wǎng)相關(guān)功能實(shí)體，主要包括如下：

CSCF

CSCF是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的核心，支持SIP協(xié)議處理SIP會(huì)話。負(fù)責(zé)對(duì)用戶多媒體會(huì)話進(jìn)行處理，其功能包括多媒體會(huì)話控制、地址翻譯以及對(duì)業(yè)務(wù)協(xié)商進(jìn)行服務(wù)轉(zhuǎn)換等。CSCF在IMS中實(shí)現(xiàn)了多媒體呼叫中主要的軟交換控制功能。根據(jù)各自不同的功能不同可分為P-CSCF(Proxy-CSCF)、I-CSCF(Interrogating-CSCF)和S-CSCF(Serving-CSCF)。其中P-CSCF是UE(UserEquipment)接入IMS系統(tǒng)的入口，主要功能是把UE發(fā)來的SIP注冊(cè)請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)給I-CSCF或把UE發(fā)來的SIP消息轉(zhuǎn)發(fā)給S-CSCF;I-CSCF位于歸屬域中，是從訪問域到歸屬域的入口點(diǎn)，用來為每個(gè)呼叫選擇相應(yīng)的S-CSCF，主要實(shí)現(xiàn)為用戶指定S-CSCF來執(zhí)行SIP注冊(cè)、轉(zhuǎn)發(fā)從HSS獲取S-CSCF地址的SIP請(qǐng)求以及將其他網(wǎng)絡(luò)傳來的SIP請(qǐng)求路由到S-CSCF等功能;S-CSCF與I-CSCF一起位于歸屬域中，是整個(gè)IMS的控制核心、IMS會(huì)話管理的執(zhí)行節(jié)點(diǎn)，控制呼叫和業(yè)務(wù)的相關(guān)狀態(tài)，與SCP中的應(yīng)用服務(wù)器互通。主要功能包括用來接受用戶注冊(cè)，進(jìn)行URI分析和重定向路由、觸發(fā)應(yīng)用服務(wù)器以及完成呼叫的控制和接續(xù)。S-CSCF維持了用戶位置和用戶SIP地址的綁定，S-CSCF包含有網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)上所需的狀態(tài)信息，以協(xié)助進(jìn)行IMS網(wǎng)絡(luò)的注冊(cè)、會(huì)話控制和業(yè)務(wù)支持等。

(2)MGCF和IMS-MGW

MGCF和IMS-MGW是IMS與CS域和PSTN互通的功能實(shí)體。MGCF負(fù)責(zé)進(jìn)行控制協(xié)議ISUP和BICC和SIP協(xié)議之間的轉(zhuǎn)換并且將會(huì)話轉(zhuǎn)發(fā)給IMS。IMS-MGW負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)換CS網(wǎng)絡(luò)(PSTN,GSM)的承載信道和骨干網(wǎng)(如IP網(wǎng)絡(luò)中的RTP流或ATM網(wǎng)中AAL2/ATM連接)的媒體流之間的轉(zhuǎn)換，并且在需要時(shí)進(jìn)行代碼轉(zhuǎn)換和信號(hào)處理。

(3)MRFC和MRFP

MRFC和MRFP是實(shí)現(xiàn)多方會(huì)議的功能實(shí)體，控制層面的MRFC解釋從S-CSCF收到的SIP信令，通過H.248控制MRFP。MRFC用于支持和承載相關(guān)的服務(wù)或者進(jìn)行承載代碼轉(zhuǎn)換。MRFP提供被MRFC所請(qǐng)求和指示的用戶平面資源，如輸入媒體流的混合等。

(4)BGCF

BGCF是IMS域與外部網(wǎng)絡(luò)的分界點(diǎn)，負(fù)責(zé)選擇到CS域的出口位置。

(5)HSS

HSS是所有和服務(wù)相關(guān)的數(shù)據(jù)的主要的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，主要包括用戶身份、注冊(cè)信息、接入?yún)��?shù)和服務(wù)出發(fā)信息。

(6)PDF

PDF負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)基于服務(wù)的本地策略(SBLP)，即根據(jù)從P-CSCF處獲得的會(huì)話和媒體相關(guān)信息來制定相應(yīng)的策略。在R5中，PDF是P-CSCF的一個(gè)邏輯實(shí)體;而在R6中PDF是一個(gè)獨(dú)立的功能。

(7)SGW

SGW用戶不同信令網(wǎng)的互聯(lián)，如基于SCTP/IP信令網(wǎng)和SS7的信令網(wǎng)之間的信令轉(zhuǎn)換。