IMS的现状和未来

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摘要　随着通信技术和信息应用的发展，电信业务需求正在向固定移动融合、语音与互联网应用相结合的综合信息服务转变，传统运营商面临移动运营商与互联网应用提供商的激烈竞争。IMS（IP多媒体子系统）作为下一代网络控制技术的核心正引起业界广泛的关注。本文分析了IMS标准化的进展情况、IMS部署和试验情况以及IMS与其他多种技术的关系，并提出了运营商所关注的问题和IMS面临的挑战等。
  1、IMS的标准进展
  3GPP、ETSI TISPAN等国际标准化组织都在研究基于IMS（IP多媒体子系统）的体系架构。不同组织研究的侧重点不同，3GPP主要从移动的角度出发研究IMS，TISPAN在3GPP研究的基础上从固网的角度出发研究IMS。
  目前IMS标准尚未完善，但已形成多个阶段性标准。用于移动的IMS标准已基本成熟，既有起步标准（3GPP R5标准），又有可以用于规模商用的标准（3GPP R6标准），且相关设备已有部分商用，而同时控制移动和固网SIP（会话初始协议）用户的IMS标准正在开展研究，以ETSI TISPAN R1标准、3GPP R7标准为代表。目前ETSI TISPAN R1刚刚发布。3GPP R7尚未完成，相关设备产品成熟尚需时日。IMS新的标准正在研究中，重点考虑拓展支持新的接入方式（如FTTP、WiMAX等），向家庭网络、IPTV、更细致的移动性管理等方向拓展，但目前相关工作还未完善。
  从IMS标准的具体能力的角度来看，目前不同的阶段性标准在跨接入方式统一控制能力、对用户终端管控能力、差异化服务质量提供能力方面各不相同。
  3GPP R5标准：定义了IMS基本框架，支持3G接入，仅能为移动用户提供控制。3GPP R5在2002年12月冻结，技术标准基本成熟，设备已有部分商用。
  ETSI TISPAN R1标准/3GPP R6标准定义的IMS网络可同时为固网宽带SIP用户和移动网用户提供控制。目前技术标准刚刚完成，设备产品成熟尚需时日。TISPAN R1标准中，IMS是NGN体系架构中的业务子系统之一。TISPAN R1 IMS是在引用3GPP R5标准的基础上，对功能实体和协议进行扩展，以支持固定接入方式。初期支持xDSL接入，其功能拓展的重点是针对有线和无线网络在网络带宽、终端鉴权、位置信息和资源管理等多方面的差异。TISPAN制定了视频电话、消息类业务（多媒体消息、即时消息、聊天等）、呈现（presence）业务等多媒体业务的业务能力和需求。TISPAN考虑了对PSTN补充业务的前向兼容问题，定义了PSTN模拟子系统和PSTN/ISDN仿真子系统两种实现方式。目前PSTN仿真子系统的体系架构以及相关协议的技术标准已经发布（但目前并不要求支持ISDN业务），其中引入了接入网关控制功能（AGCF）、PSTN仿真业务应用服务器等功能实体，定义了呼叫转移、呼叫保持等一系列PSTN模拟业务的要求和规范。此外，根据固定接入对IMS体系架构的能力要求。TISPAN已经要求IETF扩展SIP来实现固定接入和PSTN模拟业务，但部分PSTN模拟业务将推迟到NGN R2发布。TISPAN R1发布时间是2005年12月，但遗留了一些问题，在2006年初已基本解决。
  ETSI TISPAN R2标准、3GPP R7/R8标准定义的IMS网络可同时为固网宽带SIP用户、固网窄带用户、移动网宽带SIP用户和窄带用户提供控制，目前技术标准尚在研究中。具体来说，3GPP在R7计划增加的功能包括：对移动接入的部分进一步优化，以提高性能；引用TISPAN R1标准，支持xDSL接入；新增与接入方式无关的策略控制和计费架构；考虑VCC（voice call continuity，固网移动语音无缝切换）功能架构，以实现跨网络语音切换的无缝性；此外还计划增加群呼、紧急呼叫、CS域与IMS域关联的捆绑业务、CS域与IMS域多媒体业务互通等业务的研究，现3GPP R7标准还未冻结。TISPAN R2标准目前还处于业务需求研究阶段，计划做下列拓展：支持FTTP接入、WiMAX接入；新增更多的业务需求研究，如家庭网络、FMC(固定与移动融合)、移动性管理、IPTV等，但这些业务需求与IMS的关系还未明确。TISPAN R3计划新增对无缝移动性管理的研究。TISPAN R2、R3的发布时间还未确定。
  目前CCSA网络技术工作委员会和无线技术工作委员会正在联合研究基于IMS网络的总体技术要求、设备技术规范和业务要求。
  2、IMS业务能力
  在IMS国际标准中，已定义了下列基本的多媒体会话类业务规范，包括：多媒体会议、一键通(PoC)、呈现、组管理、即时消息。
  已定义了融合和组合的业务规范，包括语音、视频、图像、数据相结合的业务，多网（固网、R4、IMS）融合或协作的业务，电信与互联网应用、企业应用相结合的业务3大类，具体包括：CSI（移动电路域与IMS域协作业务）如视频共享、VCC、混合Centrex、游戏（成员间通信业务，如即时通信、多方通话等)、Web搜索与点击拨号相结合、语音视频通信与IPTV相结合。
  3、知名运营商的IMS试验和商用情况
  自2004年以来，全球多个运营商都宣布部署基于IMS的发展策略。2004年日本NTT、日本电信、韩国电信、巴西电信等运营商成立FMC联盟，志在推动、推广固定电话和移动通信的联合经营模式。进入2005年后越来越多的运营商和设备厂商开始接受IMS，对IMS表示出强烈的兴趣和关注。特别是2006年至今，不断有运营商开始试验和部署IMS网络，除Sprint、Cingular等移动运营商外，Verzion、AT&T、英国电信、法国电信等固网运营商及全业务运营商也开始试验与部署IMS网络。据信息产业部电信研究院通信信息研究所统计，截至2006年3月，开始试验和部署IMS的运营商有英国电信、法国电信、英国MMO2、芬兰Saunalahti、美国Sprint、意大利TIM、西班牙Telefonia、丹麦TDC、澳大利亚Commander、北欧TeliaSonera、印尼Telkomel、葡萄牙TMN、美国Cinglar、AT&T、Qwest、BellSouth、荷兰KPN、美国Verizon、日本NTTDoCoMo、VodafoneGroup、芬兰Telenor、巴西电信（按时间顺序排列）22家运营商。而据Lightreading公司在2006年2月对来自全球60个网络运营商实施IMS计划的调查来看：已有8%的运营商在部署IMS，超过60%的运营商将在2007年年底之前开始部署IMS，19%的运营商在2007年之后部署IMS。这表明，IMS的大规模部署将在2006～2007年，而真正意义上的FMC业务的大规模商用将在2007年之后。事实上，全球大部分商用的IMS网络都处于初级阶段。
  总体看来：IMS现网应用呈现出两个主要特点：
  ●目前仍处于试验和少量商用阶段，大部分运营商着手进行IMS试验，少部分运营商开始进行IMS商用。
  ●固网、移动运营商的IMS试验和商用的侧重点不同：移动运营商主要是将IMS与现有移动网配合，提供PoC、视频共享等多媒体增值业务：国外固网运营商主要采用IMS为固网企业客户提供IP Centrex业务，为公众客户提供VoIP业务，固网移动综合运营商希望通过统一的IMS核心网接入固定和移动用户。
  总体看来目前基于IMS的网络融合还处于试验阶段。
  4、世界知名咨询公司对IMS的分析和预测
  著名咨询公司Gartner在2005年发布预测，预计IMS在2～5年内将成熟，但目前IMS仍处于发展初期。
  Informa公司预测，2006年是IMS的商用试验和测试年，规模商用预计在2007～2010年。其调查显示，全球有25%的运营商在2006年都有部署IMS系统的计划，移动与固定运营商都位列其中。
  Frost公司预测，关于IMS的规模商用，2008年为第一时间点，2006～2007则是商用之前试验、测试的阶段。
  

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5、IMS与几种技术的关系探讨

（1）IMS和软交换的关系

软交换技术主要设计思想是控制与承载和业务分离，各实体之间通过标准的协议进行连接和通信，以便在网上更加灵活地提供业务。软交换是一个基于软件的分布式交换/控制平台，它将呼叫控制功能从网关中分离出来，开放业务、控制、接入和交换间的协议。软交换技术的主要优势是可以提供成熟的语音业务，已经具备了替代电路交换机的能力，并具备一定的宽带多媒体业务能力，可以为企业客户提供综合业务和数据多媒体业务。软交换与IMS的设计理念是一致的，都是基于IP实现承载与业务的分离，在功能上也有重叠部分。但IMS技术的主要优势是其体系架构可以支持移动性管理，基于SIP，具有业务应用的灵活性，并具有一定的QoS保障机制，因此IMS在宽带用户的漫游管理和业务能力方面更具有优势。此外IMS在提供会话型多媒体业务方面的能力和标准化方面优于软交换。但在网络部署时应充分考虑业务能力、网络演进的可行性和经济性等多种因素，不能仅从标准和技术角度出发看问题。

（2）IMS和P2P的关系

IMS与P2P是两种不同思路的架构。IMS采用C/S（客户/服务器）架构，强调管理和控制的集中，基于SIP，客户端之间的业务能力管控是集中的，之间的媒体能力是对等的。P2P在业务能力和媒体交互能力上采用分散的架构。

两种不同思路架构可相互借鉴。IMS引入P2P后，逐渐引入分散化思路，IMS的P2P化逐渐呈现；P2P引入SIP后，基于分散业务能力的协议规范化也已呈现。

二者在业务能力上相互渗透，P2P的渗透能力强，覆盖面广。IMS以会话型业务为主导，附加以视音频通信、流媒体服务等增值业务能力，业务框架相对完善，业务能力想的比做的多，实际部署应用和参与增值业务开发的人员仅限于传统的设备制造商和传统运营商。P2P以分布式计算为主导，结合客户端能力完成业务能力的规模处理，业务能力覆盖内容分发、视音频通信、流媒体服务、协同计算等，已得到大量实际部署应用，专业开发人员多。

IMS与P2P代表两种不同的发展趋势。IMS符合传统运营商的发展趋势、管理体制和业务开展思路；P2P是互联网发展的回归，是Web2.0的一部分。目前国外运营商对于IMS和P2P的研究和发展给予了同样的重视。

IMS技术与P2P技术可以互为补充和折中。IMS为网络核心，将某些功能在网络中集中设置，架构简单、可管控性好，如鉴权、业务认证管理、多种协议的转换、媒体编码的适配和转换等。远期，在终端能力具备时，可以在终端之间采用P2P技术实现某些功能。运营商应当探索发展自有的新型横向综合性P2P业务网络，综合利用电信已有的用户、网络和运营平台等资源优势，探索“客户参与，前后向结合经营”的新型商业模式，借P2P技术尽早开发非传统通信的“蓝色海洋”，最好的防御是进攻。作者认为全部集中控制的理念和全部分散控制的理念都不见得是适用的，未来有可能是集中控制和分散控制相结合的架构，以适应不同业务提供的需求。

（3）IMS和NASS、RACS的关系

NASS（network attachment subsystem，网络连接子系统）是下一代网络的组成部分之一，主要完成对用户附着于接入网络的管理，包括用户验证、网络地址分配、位置管理等。现有接入网已具备部分的NASS功能，如用户认证、地址分配等，但不具备位置管理功能。可以业务需求为导向，将IMS与NASS技术配合，实现对用户的接入鉴权、接入位置识别。

RACS（resource and admission control subsystem，资源接纳控制子系统）是下一代网络组成部分之一，将业务层（IMS）的资源需求与网络承载层的资源分配相关联，主要完成策略控制、资源预留、接纳控制、NAT和防火墙穿越等功能。RACS和现有的网络层QoS技术是相互协调配合的关系，RACS的资源分配策略需要网络层QoS技术来执行，DiffServ和MPLS是部署RACS的必要条件。RACS的部署取决于业务的需求。

NASS和RACS是承载网对所有业务支撑提供的网络和接入能力，可以支持IMS业务，也可以支持其他业务，部署的策略取决于业务要求和经济成本。

（4）IMS和FMC的关系

FMC是指固定和移动的融合，用户无论是在固定环境中还是移动环境中都能享受同样的服务。从技术上看，FMC可以包含多种业务捆绑、终端融合、业务融合、网络融合。FMC涉及业务、控制、接入终端等多个层面的融合，IMS适合于实现固网移动在控制层面的融合，是实现固定和移动核心网融合的技术基础，但它不是FMC的全部，并非一定要引入IMS才能实现FMC，即使不引入IMS，运营商也可以通过多种其他方式为用户提供FMC业务体验。

在多张核心控制网络并存的情况下，FMC可在业务层和接入终端层先行融合，此时可能要求IMS与之配合，在中远期，IMS将逐步成为固网移动统一的IP多媒体业务控制核心。

6、目前IMS面临的挑战

IMS业务定位有待进一步明确。特别是基于SIP的固网多媒体数据业务需求和固网移动融合业务需求尚不明朗。IMS面临P2P技术、业务和控制模式的挑战以及非会话型业务的挑战。IMS技术和标准本身尚在完善之中，特别是固网移动融合技术标准尚在进行中，多种接口协议的标准和设备仍在扩展完善中。IMS设备产品尚在不断完善中，尚未经规模商用验证，特别是在规模组网、接入、漫游、性能、可靠性、多厂家互通、终端定制、计费管理等方面缺乏规模商用验证。

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