ＩＭＳ國際標準研究的最新進展

摘要：IP多媒體子系統(IMS)作為固定接入和移動接入的統一核心控制網絡，采用控制和承載、控制和業務相分離的機制，網絡能力得到很大增強。公眾普遍認為IMS是現有網絡演進和發展的方向。IMS的國際標準工作主要由第3代移動通信合作計劃(3GPP)和電信、互聯網融合業務及高級網絡協議(TISPAN)標準組織完成。文章內容包括3GPP和TISPAN對IMS的總體標準化情況，IMS的關鍵技術和熱點問題的研究情況，涉及IMS網絡核心控制部分的完善和增強、與IMS相關的互聯互通、IMS與電路域(CS)并存下的一些問題、下一代網絡(NGN)R2階段有關的IMS研究。

關鍵詞：IP多媒體子系統；第3代移動通信合作計劃；高級網絡電信和互聯網融合業務和協議；語音呼叫連續性；電路域和IMS相結合業務

Abstract: The IP Multimedia Subsystem (IMS)， as the core control for fixed and mobile access， enhances network capabilities， by separating control functions from bearer and services. There has been a consensus that IMS is the development trend of future network. The IMS standards are mainly developed by the 3GPP and TISPAN. This article outlines IMS standardization activities in these two standards bodies， and key technologies and hotspot issues behind IMS touching upon improving and enhancing IMS core network， interconnecting with IMS， problems arising from coexistence of IMS and Circuit Switched (CS)， and the IMS research related to NGN-R2.

Key words: IMS; 3GPP; TISPAN; VCC; CSI

IP多媒體子系統(IMS)由第3代移動通信合作計劃(3GPP)組織在R5版本中提出，是對IP多媒體業務進行控制的網絡核心層邏輯功能實體的總稱?，F在通常提到的IMS實際有狹義和廣義兩種概念，狹義特指3GPP R5版本以后的網絡核心控制層所涉及的邏輯功能實體，廣義是對基于IMS網絡架構的統稱。本文從狹義角度出發，側重對網絡核心控制部分相關內容的描述。

對IMS進行標準化的國際標準組織主要有3GPP和高級網絡電信和互聯網融合業務和協議(TISPAN)。3GPP側重于從移動的角度對IMS進行研究，而TISPAN則側重于從固定的角度對IMS提出需求，并統一由3GPP來完善，最終實現IMS對固定接入和移動接入的統一控制。

1 3GPP對IMS的標準化情況

3GPP在R5版本中首次提出IMS，并在R6和R7版本中進一步完善。IMS R5版本在2002年9月已經凍結，R5版本階段側重于對IMS基本架構、相關功能實體、功能實體之間的交互流程等進行研究；R6版本在2005年3月凍結，R6版本階段更加側重于IMS和外部網絡之間的互通(包括和電路域(CS)網絡的互通、和IP網絡的互通、和無線局域網(WLAN)的互通)，以及IMS支持各種業務的能力，并明確業務由IMS用戶的歸屬地提供和控制，使IMS真正成為一個可運營的網絡技術；R7版本將在2006年底前凍結，R7版本階段更多考慮固定方面的特性要求，很多內容是在吸收TISPAN研究成果的基礎上形成，涉及的內容有：固定寬帶接入IMS(FBI)、電路域和IMS相結合業務(CSI)、IMS緊急業務等^[1-2]。

2 TISPAN對IMS的標準化情況

TISPAN和3GPP在IMS的研究上緊密合作，TISPAN從固定的角度向3GPP提出對IMS的修改建議。TISPAN的工作方式和3GPP類似，采用分階段發布不同版本的方式，目前已經發布了R1版本相關規范，并正在開展R2階段的研究工作。

(1)R1階段

架構方面，TISPAN采用3GPP R7(見TS.23.228 v.7.2.0)定義的IMS架構，并針對固定的特殊要求進行了相關修訂；提出了網絡附著子系統(NASS)和資源控制子系統(RACS)；對整個體系架構所包含的子系統和功能實體間的接口進行了定義；定義了基于IMS的PSTN/ISDN仿真子系統(PES)的實現方案等。協議方面，對3GPP已經定義的相關接口協議，針對固定的特殊需求進行了相關的修訂；定義了NASS與外部接口的協議；定義了RACS和外部接口的協議。業務方面，定義了傳統電信網絡中補充業務在IMS架構中的實現等等。

(2)R2階段

目前還主要處于需求分析階段，比較受關注的項目有RACS R2版本的研究、網絡電視(IPTV)、固定移動融合(FMC)、家庭網絡、PES架構的完善。目前這些項目的進展不大，迫于各種壓力，在TISPAN 10Ter會議上，TISPAN明確架構的研究工作可以不受需求分析方面進展情況的約束和限制，可在開展工作的同時逐步完善^[3-4]。

3 與IMS相關的熱點問題

3.1 3GPP和TISPAN的協調

TISPAN在許多文檔中都直接應用了3GPP相關文檔內容，3GPP對其文檔內容的修改直接影響TISPAN，所以3GPP和TISPAN之間標準協調一致的問題需要探討，目前還沒有一致的意見。

3.2 IMS網絡核心控制部分的完善和增強

(1)初始過濾規則和動態業務激活

IMS中服務-呼叫會話控制功能(S-CSCF)需要依次檢查各個初始過濾規則，但是在某些情況下不需要或不能這樣做。TISPAN目前確定的解決辦法是在應用服務器(AS)發送INVITE消息的路由字段頭部增加“noService”參數字段，強制S-CSCF不再進行后續初始過濾規則的檢查。

動態業務激活信息(DSAI)指示業務是否實際激活而不僅僅是定制。在某個業務激活或去活之后，允許應用服務器改變初始過濾規則的組合，以便“屏蔽(Mask)”或“非屏蔽(Unmask)”它們的子集。最優選的解決方案是允許應用服務器和用戶業務清單功能(UPSF)進行交互，應用服務器僅指示業務是否激活，UPSF將該指示映射到初始過濾規則，然后執行實際的“屏蔽(Masking)”邏輯。這種解決方案將業務控制和業務信息分離，但這種解決方案需要擴展Sh接口，并在Sh接口數據模型中引入新的實體。

(2)組注冊和隱含注冊

TISPAN在基于IMS的PES解決方案中提出了組注冊的概念，并希望3GPP能夠擴展IMS相關功能實體的功能來支持組注冊，但是支持組注冊會引出以下問題：

●接入網關控制功能(AGCF)組中包含的單個公共用戶標識不應該是其他IMS定制的一部分，因此AGCF中包含的公共用戶不能成為其他隱含注冊組中的一部分。

●雖然隱含注冊能夠減少AGCF和查詢/服務-呼叫會話控制功能(I/S-CSCF)之間的注冊消息數，但是在CX接口上將存在針對一個清單下載多個大塊消息問題。

●注冊的最大有效時間長度是600 000 秒(約7天)，這意味著一周需關聯統一資源標識符(URI)組到終端一次。

目前針對TISPAN提出的組注冊如何實現，人們正在考慮具體的處理方式。

(3)E.164路由問題

IMS選路原則存在的問題：目前IMS假設電話號碼映射(ENum)服務器可能需要所有運營商共用，在有些情況下，如果不能從E.164解析出對應的初始會話協議統一資源標識符(SIP URI)，則將相關的信令消息轉發給出口網關控制功能(BGCF)，BGCF實際上是實現E.164選路功能的功能實體，如果BGCF確定呼叫是在另一個IMS域的BGCF中，就有可能形成一個死循環，所以建議考慮S-CSCSF對E.164選路方式的支持。對這個問題，TISPAN將向3GPP發送聯絡函，由3GPP解決考慮解決這個問題。

3.3 IMS與其他基于IP的網絡的互聯

在TISPAN 10ter會議上，第4工作小組提出采用面向業務的互聯(SoIX)和面向連通性的互聯(CoIX)這兩個術語，并開展NGN互聯相關問題的研究。SoIX同時包含信令控制層面的互聯和承載層面的互聯，而CoIX僅包含承載層面的簡單互聯。由于互聯問題涉及到IMS的具體部署，相應的研究工作還沒有開始，并且3GPP和TISPAN定義的與互聯相關的功能實體之間還存在差異，因而兩個標準組織之間的標準一致性問題仍在探討過程中。

3.4 IMS與CS

(1)語音呼叫連續性

語音呼叫連續性(VCC)業務實際上是同一業務涉及到兩個網絡的問題，主要問題是切換問題，需要考慮雙向切換，包括從IMS域切換到CS域，從CS域切換到IMS域。提出VCC的主要出發點是要解決移動通信系統和WLAN的覆蓋和切換問題。

在具體的解決方案上最初分成兩大陣營：一種是基于IMS會話控制的IMS控制方案，切換控制由應用層實現；一種是模擬移動交換中心(MSC)居間切換的發起域控制方案，即將IMS網絡模擬成MSC類似局間切換的方案。目前確定將采用IMS控制方案。

和VCC研究相關的熱點問題主要集中在以下方面：

●架構：即完成VCC業務控制所涉及的功能實體之間的關系和交互結構。目前架構的具體內容基本已經確定下來。

●補充業務的處理模式：IMS集中控制是未來方向，最好的方式是將補充業務統一放在IMS處理，但是在3GPP R7版本內無法實現。目前補充業務的處理解決方案的趨勢是：在CS域和IMS域分別進行部分控制。還有一種折衷方案是：在呼叫過程中，執行了補充業務后不允許再進行切換。

●跨域路由選擇：跨域路由選擇是當用戶同時在CS域和IMS域進行了注冊，呼叫將如何接續到被叫的問題，此時路由選擇涉及到運營商的策略和用戶的偏好。

其他方面，VCC目前不支持緊急呼叫，只考慮了語音業務的互通問題，對于會話中非語音通信如何處理需要進一步探討。例如：主被叫用戶之間正在進行消息類業務，此時如想增加語音通信則很難觸發和VCC相關的邏輯功能實體，即VCC目前還沒有解決在一個會話中增加媒體成分的問題。針對該問題，目前的一種解決思路是將VCC作為用戶的一個特色業務，當用戶是VCC用戶時，即啟用業務觸發功能，由實現VCC控制的功能實體完成相關的業務控制。

(2)電路域和IMS相結合的方案

CSI是完全針對移動通信提出的業務，其實質是不同業務分別由兩個網絡提供，實時類業務由CS域提供，非實時業務由IMS域提供，對終端的能力要求較復雜。

CSI的規范相對成熟，目前Phase1階段的標準已經完成，Phase2階段的研究處于停滯狀態。

Phase1階段，CSI業務不屬于用戶簽約業務，只是終端的一種能力，終端具有將CS會話和IMS會話關聯起來的功能，并根據主叫和被叫信息，在一個上下文中呈現給用戶，其中包含主要終端之間的能力交互過程，具體工作過程如下：

●無線能力的交互：呼叫建立過程中，兩個終端利用CS域交互能力信息，基于用戶到用戶信令業務1(UUS1)。

●終端能力的交互：主要利用SIP協議中的審計(Option)消息審計終端的能力。

●在兩個終端的CS呼叫上增加一個IMS會話，從而建立CSI業務。

●在兩個終端的IMS會話上增加一個CS呼叫，從而建立CSI業務。

工作過程中增加IMS會話或CS呼叫的過程和正在進行的會話是相互獨立的。

CSI涉及的關鍵問題有：

●能力交互的方法和時機。

●IMS注冊的觸發：如果IMS用戶沒有注冊，則觸發用戶進行注冊，因為IMS用戶可能使用通用分組無線業務(GPRS)作為IP連通性(IP-CAN)，但是GPRS可能不是永久在線。

●多終端用戶的終端區分：在IMS中，用戶可能同時在不同的終端上注冊同一個公共用戶標識，需要IMS能夠進行明確地區分，并將會話建立到正確的終端上。

●補充業務的處理：目前在兩個域中補充業務的處理分別進行，互不關聯。

(3)Early IMS

Early IMS提出的實質是要解決2.5代移動通信終端接入到IMS的問題，關鍵問題是IMS如何實現對2.5代移動通信終端用戶的鑒權。采用用戶名加密碼的方式，密碼很容易被別人獲取，并且容易出現多人共用的情況，但運營商又希望通過簡單設置應用服務器就能夠推動新的業務，盡量屏蔽網絡和終端之間的差異。

目前采用的解決方案是采用IP地址綁定的方式，網關GPRS支持節點(GGSN)為終端分配地址的時候，將IP地址同時寫入到歸屬位置寄存器(HLR)和歸屬用戶服務器(HSS)中，HSS則負責將IP地址和國際移動用戶標識(IMSI)關聯起來，當用戶注冊時，通過對比IP地址是否一致來實現對用戶的鑒權。在這種處理方式下，首先可能需要降低對代理-呼叫會話控制功能(P-CSCF)的保護，即如果沒有安全聯盟，該呼叫也允許通過；另外，P-CSCF一定要把用戶真實的IP地址記錄下來，這就要求用戶和P-CSCF在同一個地址域。

網絡附著子系統綁定(NASS-Bundle)是TISPAN提出的對固定接入用戶的一種鑒權方式，當NASS-Bundle和Early IMS共存時將引出呼叫會話控制功能(CSCF)如何確定所采用的鑒權方式的問題，并且對P-CSCF和S-CSCF都存在特殊要求，目前多種鑒權方式共存下解決方案問題還在探討過程中。

3.5 NGN R2階段涉及IMS的研究

(1)基于IMS的IPTV

數字視頻廣播(DVB)、美國電信業解決方案聯盟(ATIS)等標準組織都在研究IPTV，流媒體子系統屬于NGN的一部分，并且流媒體子系統可以考慮融合固定和移動，目前TISPAN正在開展NGN下IPTV的實現方式的研究，現在還處于業務能力和需求分析階段。例如對資源管理的影響、對用戶數據的影響、對計費的影響、對用戶網絡附著程序的影響等。TISPAN所規范的IPTV業務包括廣播電視、付費電視、交互式電視和視頻點播等業務，主要內容包括業務定義、IPTV環境、各類IPTV業務描述、業務分發模式、業務相關需求、網絡能力等。

在TISPAN最近一次會議上，有代表建議啟動對IPTV體系架構的研究，并對基于IMS和非基于IMS兩種方案同時進行研究。根據會議上達成的一致意見，在業務能力需求還沒有完全確定的情況下，TISPAN即開始對IPTV體系架構的研究，以便推動IPTV的研究進展，同時將IPTV的能力需求分析分成兩個項目分別進行研究，一個是支持IPTV業務的需求和網絡能力，側重于NGN中公共部件的能力需求分析，包括對NASS、RACS等的能力需求；另一個是IPTV業務與NGN業務綜合的需求，如個性化或交互式IPTV。

目前在TISPAN NGN的研究中已經定義了很多功能實體，這些功能實體所提供的功能有可能直接被用來支持IPTV業務，或者進行一定的功能增強，同時IMS中定義的許多核心網絡控制功能實體也有可能完成IPTV業務的核心控制，從而實現基于IMS的同時實現多媒體和IPTV的統一體系架構。

現在IPTV在很多地方都有商業部署，并且很多相關信令也都已經定義完成，將對IPTV的研究產生很大的影響。

(2)固定移動融合

FMC的研究工作在TISPAN已經展開，目前主要集中在對各種用戶場景的分析，FMC所涉及的內容和場景廣泛，3GPP FBI也已經進行了很多相關方面的研究，確定了TISPAN FMC的研究范圍、NGN R2的優先級等。目前還沒有明確TISPAN FMC的具體范圍，例如是否包含統一終端、統一帳單等不同層面的FMC，也沒有準確的FMC定義。隨著FMC研究的展開和深入，對IMS將產生一定程度的影響。

4 結束語

IMS作為融合固定接入和移動接入的統一架構，是電信網發展和演進的未來方向，它提供的豐富業務能力將使電信網的發展展開新的篇章。目前針對移動接入的IMS已經相對成熟，制造商提供的相關設備的功能也相對成熟和完備；針對固定接入方面，特別是PES方面，還有一些問題沒有解決，研究和標準工作都相對滯后。IMS主要被用來提供多媒體業務，IPTV和FMC研究工作在NGN領域的展開將推動IMS向新階段的發展。

5 參考文獻

[1] 3GPP TS 23.206Voice call continuity between Circuit Switching(CS) and IP Multimedia Subsystem (IMS); Stage 2 [S].

[2] 3GPP TR 33.9783rd generation partnership project; Technical specification group services and system aspects; Security aspects of early IP Multimedia Subsystem (IMS) [S].

[3] ETSI TS 182 006Telecommunications and Internet Converged Services and Protocols for Advanced Networking (TISPAN); IP Multimedia Subsystem (IMS); Stage 2[3GPP TS.23.228 v.7.2.0， modified] [S].

[4] ETSI TS 183 011Telecommunications and Internet Converged Services and Protocols for Advanced Networking (TISPAN); IP Multimedia Subsystem (IMS) functional architecture [S].

收稿日期：2006-07-18

作 者 簡 介

李?；?，北京交通大學畢業，碩士，現工作于信息產業部電信研究院通信標準研究所，主要從事軟交換、下一代網的研究工作。