VOLTE引入后IMS核心网组网优化方案

【摘要】 本论文针对在VOLTE引入初期采用VOLTE与固定业务IMS独立组网的现状提出融合组网方案，进行多方案分析，同时对多厂家融合组网提出优化方案，为后续工程实施奠定基础。

【关键词】 VOLTE IMS 融合组网

一、建设背景

VoLTE方案是由LTE网络实现业务接入、由IMS网络实现业务控制、由PCC架构提供QoS保障的语音解决方案。VoLTE技术天然融合了LTE网络及IMS先进技术，VoLTE已是LTE网络环境下语音业务提供的目标方案，所以在VOLTE部署时需要充分考虑网络现状以及VoLTE自身技术特点，为现网语音业务向LTE网络演进规划合理网络部署方案。

由于VoLTE用户采用不同的域名，因此IMS核心网存在现网融合改造、独立新建两种建设方案。在实际工程实施时从业务部署、网络稳定、产业链发展、现有网络稳定、后期运营维护等方面综合考虑，在建设初期采用VOLTE与固网IMS独立组网方式。

由于IMS网络接入无关性、提高设备利用率，简化省内业务路由等因素的考虑，融合组网仍为目标架构。同时考虑引入竞争现有IMS核心网为多厂家组网，本论文针对现有VOLTE与固定业务IMS独立组网提出融合组网方案，并进行分析，同时对多厂家融合组网提出优化方案，为后续工程实施奠定基础。

二、VOLTE与固定业务IMS独立组网现状

2.1IMS核心网主要网元介绍

2.1.1可共用网元

1）I/S/E-CSCF/BGCF S-CSCF负责用户的注册、鉴权、会话，路由和业务触发。I-CSCF是CM-IMS域的边界点，负责分配或者查询为用户服务的S-CSCF。

BGCF用于选择到传统PSTN、PLMN网络的出口MGCF设备，该功能集成在S-CSCF实体中。

E-CSCF从P-CSCF接受紧急会话建立请求，并完成用户接入位置信息查询和紧急呼叫路由等功能。

2）MGCF、IM-MGW

MGCF提供IMS网络与传统PSTN、PLMN网络之间的互通功能。

IM-MGW提供与传统PSTN、PLMN网络互通的话音媒体通道资源。

3）ENUM/DNS

ENUM服务器提供E.164号码到SIP URI的映射功能。DNS服务器为IMS核心网网元和终端提供域名解析功能。

2.1.2VOLTE专用网元

1）VoLTE SBC/P-CSCF

P-CSCF/AGW和ATCF/ATGW功能合设为VoLTE SBC。

P-CSCF是SIP用户接入IMS网络的入口节点，主要负责SIP用户与归属网络之间SIP信令的转发。

VOLTE SBC部署在接入侧的边界，提供防攻击、NAT穿越能力，提供与其它基于SIP或者H.323信令的网络互通的媒体通道资源。

ATCF/ATGW是VoLTE用户在当前所在网络的信令面和媒体面的锚定点，在发生eSRVCC时将VoLTE用户接入侧的媒体面从LTE切换到电路域，并保持媒体面的连接。

2）VoLTE AS

VoLTE AS由SCC AS、锚定SCP和IM-SSF功能组成。

VoLTE AS：提供多媒体电话基本业务及补充业务；集成MRFC功能：用于控制MRFP，实现放音收号、语音会议、标清视频会议等功能。

SCC AS功能：提供语音业务的连续性，提供被叫域选择功能T-ADS，完成网络侧被叫的域选择。

锚定SCP功能：锚定SCP提供将电路域发起的呼叫锚定到IMS域的能力，能够通过Connect消息返回相应IMRN。

3）EPC HSS/HLR

用于存储网络中用户所有与业务相关的数据，提供用户签约信息管理和用户位置管理。

2.1.3固定IMS专用网元

1）IMS HSS

HSS 用于存储IMS网络中所有与用户相关的数据，包括用户身份、鉴权数据、业务数据、接入参数、业务触发信息、漫游信息，并完成用户漫游控制。

2）固网SBC/P-CSCF

SBC提供接入网与CM-IMS核心网之间的NAT穿越、企业网穿越、接入控制、QoS控制、信令和承载安全以及IP互通等功能。

P-CSCF提供注册鉴权、信令保护、信令压缩、媒体授权、信令路由、紧急呼叫、漫游计费等功能。

3）MMTEL AS

MMTEL AS是向个人用户和家庭用户开放的点到点语音业务，点到点视频业务，以及呼叫转移、呼叫等待、呼叫保持、呼叫限制、主叫号码显示＼隐藏等在内的补充业务。

4）统一Centrex AS

统一Centrex业务平台为集团用户提供多媒体电话及补充业务、融合VPMN、融合一号通、融合总机、传真等业务。

2.2现有VOLTE与固定业务IMS独立组网情况

现有IMS采用VOLTE与固定业务独立组网，各厂家分别负责VOLTE或固定业务，VOLTE和固网业务的IMS网络相互独立。VOLTE核心网独立建设核心控制网元I/S/E-CSCF/ BGCF、业务网元VOLTE AS、接入网元VOLTE SBC/P-CSCF；互通网元MGCF/IM-MGW、ENUM/DNS与固网共用。现有网络架构如下图所示：

VOLTE与固定业务独立组网方式在工程实施时较为便利，对现有固网业务影响较小，但由于现有固定业务用户数较少，设备利用率不高，同时业务路由复杂，部分场景存在路由迂回情况，网络结构还需进一步优化。

三、网络架构优化方案

3.1融合组网方案

VOLTE引入后IMS核心网多厂家融合组网有以下两种方案：方案一、VOLTE与固定业务部分融合组网，固定业务由一个厂家负责，VOLTE业务按区域划分由不同厂家负责；方案二、VOLTE与固定业务全部融合组网，各厂家按区域划分负责本区域VOLTE和固定业务。

方案一：除功能差别较大业务网元和接入网元外，VoLTE业务和固定业务核心网部分融合组网，固定业务核心网仍由原有一个厂家全部负责，原有厂家IMS核心网网元I/ S/E-CSCF/BGCF进行升级改造支持VOLTE功能，同时为降低异厂家ISC接口兼容性风险新建VOLTE AS，与其他厂家一起按区域划分负责不同区域VOLTE业务。即VOLTE使用的核心控制网元I/S/E-CSCF/BGCF、业务网元VOLTE AS按区域分厂家进行建设；VOLTE共用接入网元VOLTE SBC/ P-CSCF；VOLTE与固网共用互通网元MGCF/IM-MGW、ENUM/DNS。

本方案网络架构如下图所示：

方案二：除功能差别较大业务网元和接入网元外，VoLTE业务和固网业务全部共用IMS核心网，各厂家按区域划分负责本区域VOLTE和固定业务。核心网元I/S/E-CSCF/ BGCF均要具备VOLTE及固定业务所需功能，VOLTE AS、S-CSCF、IMS SBC/P-CSCF负责同区域VOLTE或固定业务，按划分区域进行固定业务割接。

本方案网络架构如下图所示：

3.2组网架构分析

针对现有IMS网络状况、技术成熟度、网络组织、后期运营维护等方面对上述两种组网方式进行了认真的分析，具体分析如下：

四、结束语

在VOLTE业务引入初期，为避免VOLTE业务功能完善所引起的核心网元频繁升级，以及VOLTE用户发展导致的网络调整，可先采用VOLTE、固定业务独立组网方式，待后期网络成熟、业务稳定、厂家兼容性问题解决后，根据业务发展情况合理规划业务区域再大力推动核心网融合，面向业务融合、多接入统一控制，整合网络资源、降低投资风险，达到网络低成本高效运营的目的。

参 考 文 献

[1]中国移动通信有限公司下发《IMS核心网多厂家组网方案》

[2] 中国移动通信网络组织规范VoLTE网络路由组织原则分册