IMS应用于中国电信的网络架构

摘要 IMS被认为是下一代网络的核心技术，也是解决移动与固网融合，引入语音、数据、视频三重融合等差异化业务的重要方式，基于此简要介绍了IMS 的基本架构，并着重介绍了其在中国电信中的应用及网络结构。

【关键词】IMS 网络架构 中国电信

随着3G 时代的到来，移动网络不仅只满足于简单的语音通信，用户还要有更丰富多彩的数据及多媒体应用。而IMS是一个全球性的、接入独立而且基于标准的IP通道和业务控制体系，它使得基于普通因特网协议的终端用户使用不同类型多媒体业务成为可能。

1 IMS标准的提出

IMS是IP多媒体子系统的缩写。3GPP和ETSI TISPAN都是较早研究基于IMS的系统架构的国际标准化组织。不同组织研究IMS的侧重点不同，3GPP侧重于移动网方面，而TISPAN在3GPP研究的基础上更加侧重固网方面来研究IMS。IMS（IP Multimedia Subsystem）最早是3GPP在Release 5版本提出的支持IP多媒体业务的子系统，并在Release 6与Release 7版本中得到了进一步完善。它的核心特点是与接入的无关性和使用SIP协议。IMS 是一个基于IP的多媒体控制平台，支持会话类和非会话类多媒体业务，为未来的多媒体应用提供一个通用的服务平台。3GPP版本演进如图1所示。

IMS是一个基于IP的标准系统，且不区分接入方式，它可以将语音和数据网络业务整合，无论是固定网络PSTN，ISDN，互联网，还是移动网络的GSM，CDMA。接入IMS系统的各种类型的客户端都可以建立对等的IP通信，并能获得所需的服务质量。此外，除了会话管理，系统还提供了保障业务所必要的功能，如注册，安全，计费，负荷控制，漫游。总之，IMS形成IP核心网络的核心。

2 IMS的特点

（1）接入无关性：IMS从终端到网络都是基于IP的，正是这种端到端的IP联通性才使IMS真正的与接入无关。可以融合多种固定及移动的接入方式，业务提供的连续性多样性得以保证。

（2）采用SIP协议：IMS从终端到核心设备都采用SIP协议进行信令交互，实现了端到端的信令互通。这一特点使网络的业务提供具有更大的灵活性。

（3）归属地控制：IMS系统由归属网络来完成呼叫及业务控制，业务提供的一致性得以保证。有利于私有业务扩展，促进当地运营商提供更加多样的服务。

（4）业务提供能力：区别于竖井式的传统的业务部署模式，业务与控制完全分离。开放的业务提供模式有利于业务融合，可以更加灵活快速的提供业务应用。

（5）安全机制：多种安全接入机制共存，部署安全域间信令保护机制，部署网络拓扑隐藏机制。

（6）统一策略控制：统一的QoS和计费策略控制机制。

3 IMS系统架构及应用

3.1 电信IMS网络架构及业务开展

面对竞争激烈市场竞争，中国电信的网络肩负着更多使命，而IMS 将能够为中国电信用户提供更加优秀的业务体验。诸如IP多媒体电话、统一Centrex、多媒体彩铃、融合一号通、多媒体会议、即时消息、传真业务、高清视频会议、紧急呼叫等业务，都可以通过IMS系统来提供，如图2所示。

IMS 技术对控制层功能做了进一步分解，实现了业务与控制的完全的分离，使网络架构更为开放、灵活，所以IMS 实际上比传统软交换更“软”。

3.2 IMS系统架构

由图3看出，IMS网络包括业务层、控制层和终端层，各层之间协议接口开放，整个网络有完善的多媒体业务控制能力和丰富的业务提供能力，且网络以IP网为承载，SIP协议为基础。可以1X/HRPD、WLAN、LAN、xDSL和光纤等多种方式接入，也可以与PSTN和C网电路域互联，支持传统POTS电话接入。

3.2.1 业务层网络

IMS业务层网络主要是由应用服务器组成，用于向IMS用户提供各种增值业务，并执行IMS业务能力的开放，支持自营业务、第三方业务等多种业务提供方式。目前在IMS域中主要有三种业务提供方式：SIP-AS提供方式、Parlay网关提供、SCP提供。

3.2.2 控制层网络

这部分是系统主要实现的部分，主要完成IMS用户管理、网间互通、业务触发等处理，同时也完成IMS业务和传统的PSTN、PLMN等网络的互联互通。

3.2.3 终端网元

IMS接入和终端设备接入IMS网络，是IMS业务能力的延伸。IMS的接入和终端设备应包括：

硬终端：指可通过xDLS、PON、WLAN、LAN等方式接入的实体终端，可提供语音及多媒体业务。

SIP IAD：采用SIP协议，支持传统POSTS话机接入及LAN接入，容量较小。

SIP AG：采用SIP协议，支持传统POSTS话机接入及xDSL接入，容量较大。

PON：采用SIP协议，光纤到户，支持传统POSTS话机接入及LAN接入。

H248 AG/IAD：采用H.248协议，通过AGCF进入IMS网络。

IP软终端：支持SIP协议，通过xDSL、WLAN、LAN各种方式接入IMS网络的一种软件客户端，通常安装在个人PC等设备上；软客户端具备移动性。WEB客户端也是软终端的一种形式。

IMS移动终端：支持SIP协议并且采用1x或EVDO方式接入IMS网络的移动终端。

双模终端：双模终端也属于移动终端，支持SIP协议，同时支持1x/EVDO、1x /WLAN等双模接入方式。

3.2.4 网管与运营支撑网元

IMS网络的网管与运营支撑网元主要如下：

OMC：与网管中心相连，负责IMS各网元的配置管理及监控。

计费网关（CCF）：与计费中心相连，负责离线计费。

OCS：负责对IMS网络用户的在线计费。

业务开通网关：负责业务开通，翻译业务支撑系统传来的各种开通请求，并有序发给个IMS网元执行。

3.3 IMS在天津电信的应用及规划

智能化、融合化、宽带化、扁平化是核心网络进一步发展的目标。灵活、快速、方便地提供固移融合业务及多媒体业务的能力是运营商所必须具备的，而IMS 网络正是具备了以上能力，是网络进一步发展的必经之路。

随着IMS标准的不断完善，其商用已具备条件。四大运营商都从2006 年开始进行IMS实验室测试和外场测试， 2007 年各个运营商对IMS的技术储备就已经基本完成。

天津电信从2012年开始建造商用的IMS网络，天津 IMS 网络的引入将主要补足全业务运营环境下的网络短板，拓展丰富多种接入方式，推动业务平台整合，增强业务提供能力，打破目前纵向式的业务开发模式，并提高对增值业务的管控能力。未来网络演进发展思路如图4：

初期：小规模集中部署IMS 网络，积极开展光进铜退工作，IMS 网络重点承载以FTTH 为代表的宽带语音；加大现网PSTN 端局退网改造力度，IMS 网络逐步承接原由传统交换机承载的窄带类语音；积极开展以视频通话、融合视频会议、多媒体彩铃彩振等为主的视频类业务。

中期：传统 PSTN 交换机完全退网，用PON 替换全部接入IMS 网络；移动分组域直接接入至IMS 网络，实现用户向移动宽带域的迁移；固网软交换、移动软交换以承载固网、C 网窄带语音业务为主；整个核心网演进为IMS 与软交换并存的1+1网络架构，实现网络的IP 化和扁平化。

远期：固网软交换 SS 演进为AGCF，实现在接入侧不做大的改造前提下将固网软交换下的用户全部接入IMS；移动软交换MSCe 演进为核心控制域的一个移动接入控制功能实体ICS（mAGCF），整个CS 域接入到IMS 网络中；固网、C 网、IMS 的用户数据融合到统一的用户数据中心，HSS 演进为USPP 统一管理全网用户。

2013年上班年，天津电信已完成IMS系统工程施工及验收测试工作，下半年开始进行小规模商用。

4 结束语

IMS作为一种网络框架结构的标准已日渐完善，而中国电信也根据其标准和自身网络特点制定了自己的组网规范并已实现商用。总之IMS是未来电信网进一步发展和演进的方向， 它提供的丰富的业务能力将使电信网的发展展开新的篇章。

参考文献

[1]张小平.IMS应用于中国电信的组网策略[J].山西电子技术，2012（01）.

[2]杨广铭，黄卓君.中国电信IMS承载组网规范[Z].中国电信集团，2010（01）.

[3]练泽霖，陈涛，李朋.IMS大揭底[Z].中兴通信股份有限公司，2009（09）.

作者单位

天津工业大学信息与通信工程学院 天津市 300387