浅谈IMS在通信领域的应用与发展前景

葛善兵

伴随多媒体业务的一直加大，研发人员研制了运用分组域封装高并发数据，并使用基于IP框架来实现业务管控的IP多媒体子系统（IMS，IP Multimedia Subsystem）。国际化组织3GPP在二十一世纪初期启动的R5规范中最早正式提出了IMS技术，在开放的SIP/IP协议以及可自由管控的平台基础上，提供了一系列丰富的业务，组建了一种独立于下层的承载网络，使运营商或企业可以高度利用会话开启协议（SIP， Session lnitiation Protocol）的特性，更有效、更便捷地研发管理移动多媒体业务。

一、基于IMS的网络融合技术

为实现网络融合的目的，通信领域前后发展出了软交换和IMS等主要机制。其中，软交换是网络演化与下一代分组技术的关键配置之一，它与传送网络相分开，主要落实呼叫管控、资源分发、协议转换、路由、鉴权、计费等关键服务，而且能向用户开放现有电路交换机所能展现的一切业务，并向其他组织开放二次开发接口。IMS（IP Multimedia Subsystem）即IP多媒体子系统，被选举为下一代技术的关键支撑，是促进通信与信息一体化、固网与wlan统一，语音、数据、视频三者融合等差异化业务的重要措施。

从总体结构比较分析，软交换和IMS系统极为相似：都依靠IP网络作为载体，都完成了管控与承接的脱离，所兼容的协议簇总体上一致，并且MGW网关配置和IAD等接入配置都能够彼此支持。与软交换相比，IMS最关键的不同有以下几点：

相比软交换管控与承载脱离的层级，IMS更为深入，它实现了呼叫管控层和业务管控层之间的分开。从本质上讲，不管哪一种软交换都要捆绑业务，在业务开发上依旧是难点。IMS的优势在于不是辅助实现新的某一个业务，却是作为一个平台对业务进行分组合并，通过分组与合并打造出各种新型一体化的业务方式。

IMS是从移动通信网络的应用中抽象形成的，因此天然的会带移动性元素，并加大了外置数据库，主要是归属用户服务器（HSS），实现用户认证和安全。

IMS全面运用会话初始技术（SIP）作为呼叫模块和业务管控的信令协议，软交换却有所不同，SIP仅仅可用于呼叫管控的所有协议簇的一个，而且大比例下使用媒体网关协议（MGCP）和H.248协议。SIP协议更加自由，更贴近多媒体业务管控。

综上来看，IMS是更软的软交换，网络构成开放程度更高，使用IP技术统一化了不同体系的网络。IMS帮助网络走向流量化、更具移动性，以及统一化，意味着它不是一种技术或者手段层面问题，而是对于应用的满足问题。在4GPP完成以后，IMS的一系列规范大体上落地了，对于通信等专网用户而言，IMS网络整合当前媒体能力的性能更强，也更具可能性推出新模式。

二、IMS业务研究

传统的中国移动IMS业务侧网络框架具有一些不足，包括：业务能力垄断，不能直接调用开放服务能力，企业业务的高度耦合，CentrexAS架构可能负载着全部的当前IMS网络业务；对外开放的过程复杂，不友好的用户体验； CentrexAS架构目前没有携带执行SR-VCC业务，VoLTE无法匹配SR-VCC的后续改进方向，并且不允许多设备供应商来操作。综合这些不足，有必要聚拢划分为四个CENTREX业务接口（多媒体桌面通话，V网集成，配电一体化，一号通集成）四个分割的AS负载，而且，业务能力能够被其他应用灵活调用，快速，方便地衍生出新业务。此外，对业务流程的打通参考CS域的模式，使得增值语音通话功能和呼叫能力相分开，最终去掉了现有的业务逻辑密集的痛点，同时实现一个开放的IMS服务能力。

新的框架并非仅仅将业务转换成并行，而是应该从本质上改变几个隔离的业务运营，并设置业务的能力为开放的。每个业务线将有自己的单独账号，计费和业务流程，创新和单一业务的发展可以不被其他业务所影响。

（一）IMS业务类别

集团多媒体电话AS业务框架管理着集团基本呼叫客户服务（包括来电提醒，呼叫转移等：由统一CAMEL协议管控分开现有的业务和管控层，依据划分为四个独立的服务平台AS的业务承载功能重新设计的原CentreAS服务框架补充业务和PBX相关的服务等）；多媒体电话服务平台，管理公共和家庭市场的客户基本通话服务（包括显示，呼叫转移等补充业务）。融合V网业务框架，电信服务框架，电话交换服务框架的整合是完全独立的，企业用户和家庭用户可根据需要使用。

（二）IMS典型应用

IMS服务主要依靠iFC触发方式，其保存在HSS里，作为用户登记时的一种属性在SIP信令消息种传输。S-CSCF网络分析获取业务触发器实例，进行下载，并且被设置的iFC服务触发业务点触发器实例进行比较，如果两者匹配，该SIP消息来触发对应的AS服务服务器，相关业务逻辑处理是由服务器实施的。如果不是，它根据基本呼叫处理方式转发该信息。在新的业务被触发时，该服务从以往的串行触发变成并行式。完善业务触发模式之前，每个用户CENTREX仅拥有一个IFC，统筹管理多媒体桌面通话，网络集成V，一号通，融合总机业务，假如用户想打开融合V网业务或电信业务，融合总机签署集团第一步需要打开多媒体桌面电话服务。业务触发机制改进后，用户可以依据自己的需求来选择是否开通业务，当每个业务实现持续触发根据IFC，它会融合总机服务AS单独触发AS签署，不存在嵌套业务。BOSS系统也是隔离的，最后根据不同需要，各种语音增值业务开放基本的通话功能要求的业务受理，增值服务，其退订或变更不涉及修改基本功能。BOSS系统传输指令HSS，订阅IFC为每个不同业务所有，通过SOAP接口，每个服务AS下达服务订购指令。设计与开发使用IMS业务能力架构，促进多样化，个性化的业务开展，并通过开放API接口开出电信服务能力，获得第三方服务平台提供的增值服务，从而营收提成。4GPP IMS开放服务的落实有三种方式，SIP应用服务端，OSA应用服务端和IM SSF模式。在SIP应用服务端携带了多种应用情况下，已有的应用程序之间的交互，需要依靠交互管理器（SCIM，即Service Broker）的业务协调能力。

三、IMS在通信领域中的应用前景

（一）物联网建设方面的应用

IMS在推动三网融合上具有天然的便利性，这一点必然对物联网发展甚至电网通信的发展产生正向影响。物联网实质上是将信息通信技术向电力、智能家居等方向演化，不管是智能电力网络还是物联网的发展，最后都将以IP作为支撑来负载广泛的应用。而IMS的接入无关性及ALL-IP优势将为物联网发展提供强有力的技术支撑。

（二）信息实时处理应用

我们都知道当今时代是一个高度信息化的时代，保证信息快捷高效以及安全的传输是我们需要首先思考的。基于IMS，现在我们已经可以实现信息的实时传输，这给我们的生活和工作带来了极大的变化，不仅减轻了很多压力，节省了时间，而且还打破了传统办公的限制，只能在办公室办公。而且技术是不断进步的，在IMS以后的发展中很有可能會在信息实时传输的根基上进行实时处理。比如可以实时多人同时分享同一份文件，并且可以实时的对这份文件进行编辑和修改等。

（三）数据连接与wlan融合的应用

WLAN与4G融合通信，话音业务连续性能够得以保证。双模式终端的用户具有WLAN/4G在WLAN的覆盖区域内（比如建筑物内的通信），WLAN接入通常是第一方案，原因在于，用户使用更廉价的服务费，更高的带宽的数据业务。脱离WLAN的覆盖范围之后，终端后台切换到4G网络，使WLAN和4G之间的语音能够无缝切换，不受影响。

四、小结

我国的通信领域的发展势头较为迅猛，目前正逐步转变为数字化、智能化系统，随后开启了通信领域的信息化管理。网络移动化需求与分析，业务管控能力都有着显著提升，称之为双端落实多媒体业务。网络总体的蓬勃兴起促进了IP时代的进步，为移动多媒体的优化奠定了专业基石。按照当前的多媒体技术，利用IMS技术的优势，持续创新突破，期望通信系统可以实现质的突破，为广大通信经营管理提供发挥空间。

作者单位：中兴通讯