IMS 在油田通信交換網演進探討

蘇頔

（大慶油田信息技術公司，黑龍江 大慶 163000）

油田通信數據信息交換網絡采用軟交換，轉變了原來程控交換機封閉、集中的系統框架，有效地提升了油田信息網絡資源的利用情況，減少了承載網絡的資金投入。軟交換技術實現了控制與承載的分離，組建成分布方式的信息系統架構，方便開發新的業務功能，使網絡系統建設成本大幅減少，網絡平臺更容易升級改造，可以迅速地采用低成本建設方式來實現全網絡業務的全面覆蓋。油田通信公司進行軟交換升級，主要用于固網的語音通話業務，隨著移動互聯以及油田信息化建設的需求，需要引入IMS 技術。

1 IMS 技術介紹

IMS，是新型的多媒體業務方式，英文名叫作IP Multimedia Subsystem，也被叫作IP 多媒體子系統，是以IP 網絡作為基礎為用戶提供多媒體服務的網絡框架，可以滿足多媒體業務的組建、后期服務以及管理等要求。該技術的核心在于利用SIP 通信協議實現端對端的呼叫和控制。把SIP 通信協議作為基礎的IMS 網絡框架，可以充分發揮出互聯網技術和通信協議的優勢，傳承蜂窩數據通信系統技術特點，并充分利用軟交換網絡技術的功能，更好地滿足電信級Qos 保證要求，可以對業務實現方便靈活的計費，還可以與多種網絡綜合業務實現很好地結合。

IMS 技術為用戶提供了接入無關的技術組成框架，可以為用戶提供WLAN、3G 和寬帶等多種業務。除此以外，因為IMS技術在業務層面利用軟交換網絡技術組建起開放式框架，可以兼容應用服務器來實現為第三方提供多種業務，電信運營商可以不變動原有的網絡結構，不需要再次投入更多的資金，靈活、方便地開發新的服務業務，實現多種應用升級換代。該種設計思想和軟交換是相符的，可以把IP 技術作為基礎，建立起開放性網絡平臺。

2 IMS 與軟交換技術的對比分析

IMS 和軟交換技術都可以作為下代網絡通信技術的核心，兩者的架構都傳承了應用、控制以及分離的分層次網絡框架設計思想，可是IMS 可以更好地完成呼叫以及業務控制層的分離。一般來說，可以把軟交換視作NGN 的初級層次，IMS為網絡框架固定以及移動融合網絡技術，處在NGN 的中級層次。IMS 與軟交換的主要區別主要表現在如下幾方面：

（1）功能架構。軟交換技術并沒有完成業務和控制的完成分離，還具備交換機的電信業務、承載業務等，可為用戶提供更為方便的智能功能，利用Parlay 數據接口實現業務的增值。而IMS 技術制定出以SIP 通信協議作為基礎的服務器控制端口，完全把業務層和控制層實現分離，IMS 技術的網元可以實現支持電信基礎能力，主要有用戶注冊、SIP壓縮、地址解析和計費等，不再對業務邏輯進行處理，只是對客戶數據中的IFC 進行解析，從而引發特定的AS 對有關業務方面的邏輯進行處理。

（2）網絡框架。軟交換網絡把主從控制作為應用的前提，就會把各種接入手段聯系得更為密切，因為IMS 控制體系終端和核心利用了IP 網絡承載條件下的SIP 協議，IP 技術和媒體承載沒有相關性會使IMS 可以兼容多種數據接入方式，把應用范圍從原來的移動網絡拓展到固定領域中。因此，軟交換體系實質上并沒有實現網絡框架的定義。在具體開展部署情況下，軟交換設施只會當作物理元件進行部署。IMS 定義出的子系統為網絡形式的框架，對客戶的移動性能進行了充分地考慮，在進行用戶注冊和尋址等方面加入了較多的分離特性，可以滿足業務開發的需求，在業務提供方面也實現了處理和分離的組成架構，所以，IMS 多種性能呈現出很好的靈活性。

（3）通信協議的應用。在軟交換的具體實現過程中，SIP 協議只是呼叫控制協議之一，也可以采用H.284 以及MGCP 協議來實現。IMS 則只應用SIP 協議完成呼叫和業務控制，是對SIP 協議功能的充分利用。傳承了軟交換技術特點，還使得IMS 具備更好地分層框架結構以及完備的系統特性，可以組建更為廣泛的網絡，可以實現更多的業務功能，可用于開發多媒體會話業務。

（4）客戶數據的管理。IMS 技術發展進步來源于移動通信的使用，必須要對移動性能給予足夠的重視，客戶用戶資料和使用數據都會歸集到用戶服務器那里，可以把固定、移動和網絡寬帶等不同的客戶數據進行整合，用戶可以實現更好地交互，為移動、固網的結合打下良好基礎。

3 軟交換轉變為IMS 的必要性

軟交換技術是在物理層面上實現的，網絡系統中把交換設備當作核心控制，多媒體、語音業務都需要經過該控制點來完成，通信網絡的組建并不方便，特別是建立起大型的網絡結構時，該技術局限性就會被暴露出來。作為控制層面的IMS 技術，并沒有先設定物理設備，之后依據設備性能去建立起物理裝置。系玄參的業務需求進行全面地分析，之后再對交換網所需的實體進行選擇，從而可以建立起業務網絡。從通信技術的發展角度來看，開放性和融合性更好的IMS 技術可以承載未來的發展需求，可以實現固定和移動網絡的高度結合。

4 油田軟交換到IMS 的演進方案

油田通信系統中的軟交換傳承了PSTN 業務方式，在通信網絡的演進時，會有很長時間來保留原來的業務，滿足用戶的使用習慣。軟交換通信系統實現到IMS 的轉變需要具備兩個條件。

（1）讓現在的通信網絡業務可以正常使用。當前，油田固話通信業務占比還比較大，在演進時需要保證現用戶固話業務的正常使用，在不對互聯網絡業務行造成影響的前提下，可以讓客戶體驗到新的業務。

（2）IMS 技術已經獲取到國際范圍內的認可，可實現商業用途。由于IMS 技術標準化進程的不斷加快，很多通信運營商都建立起了IMS 試用網，為完成軟交換轉變為IMS 創造了良好的條件。

在滿足上述條件下，軟交換轉變到IMS 需要采用下面兩種方式。

（1）直接演進。該種方式把原來油田網絡當中的軟交換直接轉變為IMS 技術框架，把其升級為IMS 域中的AGCF、PES/PSS APP 等多種實體，可以用于辦理PSTN 業務，并可以實現多媒體互動。對IMS 體系中的CSCF 等多種網絡單元進行彌補，把現有網絡軟交換體系直接升級轉換為IMS 網絡，從而可以實現IMS 網絡條件下的開放性多媒體業務。

（2）重疊演進。該種方式不會對原來軟交換網絡造成影響，在原來的網絡前提下疊加起另外的IMS 網絡，從而達到雙核心進行控制的目標。IMS 網絡技術可用于多媒體數據交互，而軟交換網絡可以用于完成語音、智能網絡業務。兩種不同的網絡會在很長時期內共同存在，在演進的后期可逐步把語音業務劃轉到IMS 網絡體系當中，當該網絡系統完全成熟。軟交換就會轉變成IMS 域內的AGCF、PES/PSS APP 等多種實體，使PSTN 業務與功能完成互通，用戶實現了從軟交換向IMS 的逐步演變。在該演進模式下，IMS 網絡體系內的一切設施都采取新建的方式，油田網絡會存在兩個核心控制器，兩者之間利用SIP 通信協議完成信息交互，或者利用PLMN 進行交互。在該演進方式下，軟交換技術還可以正常辦理語音業務，而新創建的IMS 網絡體系可以實現對NGN 多媒體功能，在不斷演進過程中，把語音業務功能轉移到IMS 網絡服務體系，最終完成油田通信交換網的演進。

5 結語

近年來，移動和寬帶業務為很多通信運營商帶來了很高的經濟效益，收入和投資的占比可達到80%。當前，油田通信系統中的軟交換還只能辦理一些基本的寬帶業務，多媒體業務能力比較有限，無法達到用戶對于多媒體業務使用的需求。IMS 技術可以有效的彌補原來軟交換技術的缺點，可為用戶提供多媒體服務體驗，比如多媒體會議、IPTV 等。IMS為通信公司提供更多的業務能力，可以根據具體使用要求靈活地調整業務功能，可以多垂直業務轉變為水平業務。作為新型的網絡架構標準，在現有的網絡體系中應用的并不多，但可以提供移動和固定結合的架構體系，是將來通信網絡發展演進的必然方向，可以為油田通信提供更為豐富業務，從而滿足用戶的多種通信需求。