面向全業務的核心網建設方案

朱 亮

（中國移動通信集團設計院有限公司安徽分公司 合肥 230031）

1 背景

當前用戶需求正在從基本的話音業務，向多元化體驗轉變，固定和移動逐步走向融合，電信行業正在進入全業務運營時代。在未來的全業務運營網絡中，核心網居于承上啟下的核心位置，因此對核心網建設應該未雨綢繆，提前做好未來核心網建設的技術儲備工作。在全業務運營下，核心網必須具備靈活、開放的網絡構架，支持All-IP融合業務能力，低成本建網，快速部署業務，以滿足用戶不斷增長的業務需求；在物理型態上，也必然要求節能、環保，降低整個生命周期的能耗。以All-IP、融合、寬帶、綠色為主要特性的新一代核心網，才符合全業務運營的需求。

IMS（IP多媒體子系統）正是在該背景下提出的。IMS作為業界公認的面向未來的核心網絡架構，其優勢在于支持多接入能力、多媒體、IT和通信融合。在全業務運營環境中，IMS可為用戶提供有創新性的寬帶FMC業務、企業ICT應用等，可以有效提升用戶業務體驗，增強運營商的競爭力。

2 IMS業務應用

IMS業務不是一個或幾個殺手锏業務，而是網絡的整體架構，它開放性更好，標準化更高，是融合的體系架構，其體系架構增強了對基于IP流的可控和可管理性，IMS體系在于對業務的控制和融合，IMS使運營商能快速高效地部署各種多媒體業務，而不依賴于網絡的接入方式和終端設備類型，它具有如下特點。

（1）分層架構。接入、控制、業務能力、第三方業務等分開，方便各層分別技術演進，運營商可以專注于擅長的接入、控制、業務能力方面，而業務方面可以與擅長的SP合作。

（2）開放的體系。支持各種融合業務的公共平臺，SIP的靈活性和標準化開放接口，支持廣泛業務，可以將運營商的業務能力開放給第三方。

（3）支持多種接入。支持包括UMTS、GPRS、CDMA、WLAN、xDSL/LAN、POTS等各種不同類型的終端接入。從而最大限度提供給用戶移動性和利用IMS的業務能力。

（4）為用戶提供固定、移動融合的業務，實現統一的用戶數據庫、統一的計費以吸引用戶，通過融合的業務增加用戶的在網粘性，同時降低網絡建設和運維成本。

由于業務層、控制層、承載層的分離，因此，決定了IMS支持的業務的多樣性。IMS 不僅能夠提供滿足客戶基本通信需求的業務，如PoC、VoIP 等基礎通信類業務，而且還能夠提供增強應用和綜合應用的增值應用類業務。其中增強應用類業務是指在基本通信類業務上提供某些增強功能的業務。綜合應用業務是指語音、數據、視頻融合的業務。主要IMS業務有：PoC(一鍵通話)、Push-to-View(一鍵可視通話)、Conference(會議管理)、Messaging(消息)、Presence(狀態呈現)、Group（組群列表管理）、Sharing(共享)、IP Centrex等。另外針對全業務運營商的需求，IMS上還能提供固定移動融合(FMC)的業務解決方案。

目前國內IMS實驗網中支持的試點業務主要有以下7類，業務的開放范圍包括集團客戶、家庭客戶和個人客戶。

（1）多媒體電話業務。包括點到點語音業務，點到點視頻業務，以及呼叫轉移、呼叫等待、呼叫保持、呼叫限制、主叫號碼顯示隱藏等在內的補充業務。

（2）統一Centrex業務。統一Centrex業務是由IMS網絡提供的繼承傳統Centrex業務基本屬性的實時會話業務，并對其進行了功能增強。具體包括：群內呼叫、群外呼出，群外呼入、補充業務、話務臺、以及固定移動融合VPMN業務等。

（3）IMS多媒體彩鈴業務。IMS多媒體彩鈴業務屬于被叫定制業務，在呼叫建立前，被叫振鈴過程中，主叫將接收到被叫預設的包含多種多媒體信息的回鈴，而不是傳統的單調回鈴音或簡單的音樂彩鈴。

（4）融合一號通業務。 可實現手機、IMS固定電話、軟終端以及PSTN固定電話綁定，對外的一號通號碼可以選擇是其中的手機或IMS固定電話號碼。

（5）多媒體會議業務。在多媒體電話業務的基礎上，可以支持視頻會議功能。會議可包括電話預定、錄音功能、會場控制功能以及即時會議功能等。即時會議可以通過移動手機或者固定電話隨時隨地召開電話會議，不需要提前預定，開會過程中，召集人可以隨時把相關人員招進會議。

（6）點擊撥號業務。點擊撥號業務是用戶從PC客戶端或Web頁面發起的呼叫業務，用戶在業務界面上輸入要建立呼叫的A、B用戶的電話號碼，從而建立兩個用戶的連接。

（7）消息業務。主要包括即時通信業務、呈現業務、群組和列表管理業務。

3 IMS體系結構

IMS 的網絡架構可以劃分為4層，從下至上依次為：接入層、承載層、核心控制層、業務層。IMS核心網體系結構圖如圖1所示。

圖1 IMS體系結構

IMS網絡的功能實體大致分為以下幾類：會話管理和路由類（CSCF）、數據庫類（HSS，SLF）、網間配合類（BGCF，MGCF，MGW，SGW）、服務類（MRFC，MRFP）、支撐類（PDF）。

4 IMS的引入策略及建設方案

隨著各類IMS產品的逐步成熟，IMS商用也漸成事實。從引進和發展角度來看，IMS的引入可以分為以下幾個階段。

4.1 第一階段

現階段IMS的引入，首先是以與傳統語音業務互補的多媒體類業務來引入，例如PoC、即時消息、呈現、視頻會議等。初期核心網引入IMS后，核心網將由現階段的CS域、PS域，演變為CS域、PS域和IMS 域；IMS 域作為為移動和固定用戶提供多媒體會話類業務的核心控制網絡，核心網CS 域繼續為移動用戶提供移動語音、消息等業務，PS域將作為移動用戶接入IMS域，使用IMS多媒體會話類業務的接入網絡；IMS域將與CS域長期共存，彼此獨立。

IMS 將主要面向集團大客戶、企業客戶提供融合信息化的解決方案；將面向個人移動用戶提供公共熱點非3GPP無線接入和基于PS域接入的寬帶數據多媒體會話類業務；將面向家庭用戶提供基于固定寬帶配合無線寬帶接入的IMS 多媒體語音會話類業務。而對于原有PSTN 網絡，IMS 域將通過CS 域實現與其的語音業務互通。

第一階段核心網元設置方案如下：

在省內，S-CSCF/I-CSCF/BGCF、P-CSCF、HSS/SLF、MGCF、IM-MGW、MRFC、MRFP、SBC 和 AS集中部署在省中心。IMS核心網網元根據流量需求，通過FE、GE接口接入同機房或同局址設置的站點接入CE，再接入IP專用承載網接入路由器，同機房的核心網網元間通過局域網互連；不同局址的本省IMS網元間通過IP專用承載網疏通。P-CSCF、SBC等網元下放到地市，選擇有IP專用承載網接入點的局址。

不同省IMS網元間通過IP專用承載網網狀互通，實現任意2個IMS核心網網元之間通過IP承載網直接傳送信令，不經其他網元轉接。多個IMS核心域的互聯，信令面通過I-CSCF互聯，用戶面通過SBC互聯。

IMS核心網與業務平臺間的通過IP承載網互聯。具體IMS組網方案如圖2所示。

圖2 IMS組網方案

4.2 第二階段

2～3年后，IMS系統逐步鋪開建設和廣泛應用。GPRS引入IMS網絡后，隨著無線接入帶寬的逐步加寬和VoIP無線資源效率問題的解決，IMS將具備大規模建網的可能，這時需要IMS和CS域的話音和消息業務要實現互通，并逐漸吸收CS域的話務，逐步替代CS域功能。

4.3 第三階段

隨著技術的成熟，可以通過WLAN、xDSL，或Cable等多種方式接入IMS，并可以享有IMS上的服務，如Presence/SMS/MMS/Voice Mail/Streaming等業務。會形成以IMS為核心的分層網絡結構，依次是終端層、接入層、核心網層、業務層。

終端層：終端類型有GSM/WCDMA/Wi-Fi/WiMAX等雙模或多模手機終端，或固定電話、軟終端。這些終端通過不同的接入技術、不同的接入網絡，接入到IMS網絡。

接入層：接入網類型有2G RAN、3G RAN、WiMAX、Wi-Fi、xDSL、Cable等無線和固定網絡。

核心網層：融合的IP核心網以IMS為呼叫控制的核心。

業務層：包括的應用有PoC、Presence、SMS、MMS、Voice Mail、Streaming、Location Service、UMS 等業務，還可以有第三方應用。各種終端類型都可以通過IMS網絡，訪問到統一的業務平臺的各種應用。

第三階段是IMS發展的最終階段，IMS網絡架構將得到廣泛應用。

5 結束語

在已經到來的3G 時代，用戶對移動通信有了更高的期望，用戶不僅要求有穩定的語音通信，而且還要求能夠進行數據和多媒體的多種方式通信。運營商不僅要滿足用戶的這些需求，而且還要在當前通信變革時代中保證自身的優勢地位。針對這些需求， IMS 能夠提供豐富的新業務并且具備業務快速生成能力。IMS代表了NGN核心網未來的發展方向，是固定移動融合的核心。隨著全業務運營的推進，技術標準的成熟，IMS將實現固定和移動用戶進行完全無縫通信的網絡融合，讓運營商將來使用一個公共的核心網絡和統一的業務平臺來提供固定與移動業務。

[1]3GPP TS 23.228 V7.3.0 Technical Specification Group Services and System Spects; IP Multimedia Subsystem (IMS)；Stage 2

[2]CM-IMS網絡總體技術要求

[3]畢厚杰, 李秀川. IMS與下一代網絡. 北京：人民郵電出版社，2006