IMS接入方案探讨

【摘要】IMS网络技术起到替换老旧PSTN端局和软交换端局的作用。在进行PSTN网退网时，应重点研究IMS如何安全、有效的接入大量公众用户、集团用户，根据现有接入方式制定切实可行的接入方案，保证原有语音业务的安全割接。

【关键词】IP多媒体子系统接入网关控制功能会话边缘控制呼叫会话控制功能

一、引言

IMS以固网PSTN网改作为起步，通过IMS网络替换现网中的老，旧PSTN端局设备，不仅可以很好的实现节能减排，降低运营成本，同时还能最大程度的保持现有的网络业务，运营模式，并能灵活方便的开发新的业务应用，另外，IMS网络还具有面向固定移动融合的特点，可以为今后的固移融合奠定网络基础，做到投资保护。通过IMS核心网中边缘节点与接入网的融合方案探讨，对于PSTN网改起到一定推进作用。本文主要阐述PSTN语音业务通过接入网上联P-CSCF、AGCF网元的布局方案。

二、固定接入网概述

2.1IMS总体架构

IMS网络的基础架构主要分为三层：用户接入层、会话控制层和应用层。从网络分层的角度看，IMS的目标网络可以划分为业务层、核心层、承载层和接入层四个层次。

固网领域IMS接入终端分为固定接入和互联网接入两种。固定接入终端采用PON、IAD、AG、PBX接入方式，含H.248协议和SIP协议两种终端。互联网接入终端采用SIP协议，含软、硬终端和IAD。

IMS实施后，使用H.248协议的固网用户通过接入网关控制功能（AGCF）接入IMS网络。AGCF兼做协议转换功能，接入H.323标准的IP用户交换机（IP PBX）、综合业务接入设备（IAD）。SIP协议（非IMS标准）的IP PBX、IAD。新发展的Internet用户，使用符合3GPP标准的软终端，包括Win PC、Mac PC、WinCE、iPhone、Android等多个版本，通过会话边界控制器（SBC）接入呼叫会话控制功能（P-CSCF）。

利用IMS进行固网接入的总体架构如图1所示：

2.2IMS总体接入方案

原有PSTN固网用户主要通过基于PON承载方式、IP上行的AG接入方式和传统的DSLAM接入方式三种方式进行改造。对于可信任的接入网元，比如FTTC的MDU设备放置在模块局或交接间，AG设备放置在局方可管理和可控的环境下，只提供给最终用户线路，属于运营商可信任的接入设备，所以用户设备可以通过H.248协议连接到IMS网元AGCF中，SIP协议的终端设备接入IMS网元P-CSCF中。对于不可信任接入网元，比如FTTH的ONT设备，这种设备主要放置在用户家中，话机等设备通过ONT设备直接连接到核心网络中，属于不可控的环境，家庭用户可以对终端设备进行相关操作，属于运营商不可信任的网元，所以接入设备通过H.248/SIP协议首先接入SBC设备中进行私网穿越，由SBC设备连接AGCF或P-CSCF。

三、固定接入网演进方案

3.1AG接入方案

AG主要面向有一定规模的企业用户或居住密度大的用户以及老旧小区用户。接入方式包括：POTS、ISDN、音频专线、DDN专线等窄带接入，提供的业务主要是面向POTS终端的基本业务与补充业务。

AG需支持Session timer功能，可选支持SIP option心跳机制。Session timer时长可配置，默认15分钟。

AG接入IMS有两种模式：（1）上行出H.248接口通过AGCF接入IMS核心网；（2）上行出SIP口通过P-CSCF接入IMS核心网。

对于现网已部署的AG设备可以按照以上两种模式接入IMS。

AG接入组网如图2所示：

3.2xPON接入方案

用于FTTx接入的xPON设备除了作为宽带承载的应用方式以外，还可接入语音设备为用户提供语音及多媒体业务。PON接入的语音设备主要包括ONU内置的IAD、SIP Phone以及PC软终端等，接入IMS的协议主要有IMS SIP和H.248两种：（1）xPON内置的SIP IAD或接入SIP Phone以及PC软终端通过软件升级的方式，支持IMS SIP协议，通过P-CSCF接入IMS核心网；（2）xPON的内置IAD上行H.248接口保持不变，通过AGCF接入IMS核心网。

下面是两种接入方式的比较：

通过以上比较，IMS SIP接入方式符合IMS的标准要求，既支持原有的PSTN补充业务，又能为用户提供多媒体业务，代表未来的发展方向，因此建议对于新发展的FTTH用户尽量采用IMS SIP协议接入IMS，对于FTTB用户可以继续采用H.248协议接入IMS。考虑IMS网络的安全性，以上两种方式都必须通过SBC接入IMS，如图3所示：

3.3NGN向IMS演进方案

（1）固网NGN向IMS的演进有以下2种方式。方式一：升级法。将现有固网NGN系统直接向IMS架构演进：将固网NGN系统网元全部升级为IMS的网元，并补充相关IMS设备。将固网NGN网络直接升级为IMS网络，通过IMS网络开放业务。具体为固网软交换系统SS可以演进为AGCF。固网软交换设备需要通过软件升级，配置AGCF功能；单板利旧，同时按需扩容单板，以处理新增的SIP消息流量。升级后的IMS网络既可以处理窄带语音业务，也可以处理多媒体业务。方式二：叠加法。叠加方式是在现有固网NGN网络边叠加一个完整的IMS网络，现有固网NGN和新建IMS两个网络在一段时期内共存，并各自独立发展用户。当IMS系统逐渐成熟后，可以将用户逐渐从固网NGN网络向IMS网络迁移。本方式下新建的IMS网络与原固网NGN网络完全独立，两个网络之间可以通过TDM或者SIP协议互通。采用方式一，由于现阶段IMS系统的成熟性还有待进一步验证，因此对商用固网NGN网络的升级改造具有一定的风险。因此方案不建议采纳。方式二中新建一套IMS系统，进行新业务需求的试商用，试商用成功后，将现有固网NGN网络用户向IMS系统进行牵移。在演进过程中，采取“分步走”的策略，保证技术平滑演进，并对现网业务影响最小。因此推荐采用方式二。（2）固网NGN向IMS演进步骤。采取“分步走”的策略，演进步骤如下。步骤1：（1）新建IMS网络，与现有PSTN网络和软交换网络实现互通，实现网改终端的接入；（2）增加业务平台服务器，实现多媒体业务、智能网业务等功能。原有固网NGN系统与新建IMS系统的业务分工为：原固网NGN负责现有语音业务的处理，新建IMS负责网改用户的语音接入。步骤2：待PSTN用户通过网改基本割接到IMS网络后，将现网中的软交换机升级为IMS网络中的AGCF或MGCF，将用户数据割接至HSS，将业务逻辑割接至应用服务器，并逐步实现统一计费、统一网管。该步骤是在新建IMS技术成熟的前提下，将现有业务割接至IMS系统，从而实现固网NGN系统向IMS的演进。（3）结论。通过上述的演进方式分析可知，固网NGN网络从技术上尚不具备直接向IMS网络演进的条件。不过可以通过“分布演进”的方式，逐步实现固网NGN向IMS网络演进。同时在网络演进融合过程中要特别注意两点：第一，IMS演进应减小对现有网络的影响，尤其是当固网NGN网络已经承载了业务时；第二，IMS网络应循序渐进，当新建IMS网络运行稳定，且固网NGN网络向IMS演进技术成熟后，再进行融合。从长远来看，未来的网络将实现IMS网络作为核心。

四、结束语

在PSTN网改的趋势下，我们应立足PSTN现网实际情况，配合“光进铜退”接入网改造的策略，制定切实可行的接入方案，高效和安全的接入原有PSTN网络用户，满足今后传统语音业务和多媒体业务的发展。

参考文献

[1] QB/CU 225-2012中国联通IMS技术体制（v3.0）

[2]“现有固网NGN向IMS演进方案研究”http：//

[3]成佳，何剑波“基于IMS的固定语音接入演进技术研究”电信科学2009年第11期