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爱立信基于IMS的固网移动融合(FMC)解决方案

   爱立信中国学院 史健 陈北雅 刘璐

  摘要:

  FMC是指固网和移动网络的融合。实现FMC是一个渐进的过程,这个过程主要包括3个层面的融合:业务融合、终端融合和网络融合。本文重点介绍了实现网络融合的关键技术IMS,同时还介绍了爱立信的IMS解决方案,包括网络架构、IMS业务及应用案例。

  1. 引言

  2004年7月,全球最大的六家电话公司组成了“固定移动融合联盟(FMCA)”,旨在为企业用户和广大消费者提供固定电话和移动电话的一体化综合服务。FMCA联盟由英国BT公司牵头成立,其他5名成员分别为巴西电信(BrasilTelecom)、韩国电信(KoreaTelecom)、NTT、RogersWireless和瑞士电信(Swisscom)。

  FMC是指固网与移动网的融合,即Fixed Mobile Convergence。FMCA对FMC的定义如下:FMC是运营商统一利用移动和固定的资源及网络为客户提供电信服务的方式,服务的内容包括数据、语音、多媒体及其它运营商可以提供的增值业务。

  对FMC而言,网络的业务提供与接入技术和终端设备相独立,业务控制完全从呼叫控制中分离出来。从用户角度看,FMC的目的是使用户通过不同的接入网络,享受相同的服务,获得相同的业务。其主要特征是用户订阅的业务与接入点和终端无关,也就是允许用户从固定或移动终端通过任何合适的接入点使用同一业务。

  目前国际上很多标准化组织,如3GPP、TISPAN、FMCA和OMA等都提出了FMC的概念,并正在积极地推进FMC的研究。针对FMC和IMS相关规范的开发,各标准化组织进行了密切合作。3GPP向IETF规范制订工作提出需求

  并采纳IETF制订的SIP、DIAMETER等协议,将其功能纳入IMS系统,为公众网络运营商制定呼叫控制域相关规范。3GPP中FMC相关的工作分为两个层面:首先是对固网NGN的支持,即要求IMS同时支持各种固定接入方式和移动接入方式;其次是与传统电路域业务互通的问题。在目前的IMS框架中,IMS业务都承载在分组域上,与电路域只是互通关系,包括对传统电路域信令、承载和各种补充业务的支持。TISPAN针对NGN/FMC的需求, 主要从固定网的角度研究以IMS为核心控制系统的FMC目标网络架构,制定了基于IMS的NGN/FMC相关规范,在3GPP与TISPAN的联合工作下,TISPAN的IMS取得了不小的进展。OMA采用IMS开发业务引擎,并制定端到端业务引擎的规范 (如:PoC) ,而3GPP为满足端到端业务引擎的要求而提供相应的网络能力。  

  2. 引入IMS是实现FMC的技术基础

  实现FMC是一个渐进的过程,这个过程主要包括3个层面的融合,即:

  业务融合

  业务融合是指可以使用不同终端设备,通过不同接入网络在任意时间和地点可接入的业务,但业务标准是统一的。IMS 是和接入无关的技术,可支持固定和移动接入网络,以及其它宽带接入网络,支持用户通过固定终端,移动终端,SIP软终端接入到统一标准的多媒体业务。

  终端融合

  终端融合是指提供可以同时在移动网和固定网上使用的单一移动终端或其它终端设备,这些设备通常称作双模手机或“组合电话”。

  网络融合

  网络融合指建设单一的核心网络和相关控制处理及业务提供系统,同时用于固定接入网和移动接入网。

  网络融合是实现FMC的技术基础,要求建设一张从接入到核心的全 IP多业务FMC承载网,来统一承载话音、数据、视频以及信令流量,这样一张IP承载网需要实现电信级高可靠性、高品质和差异化的QoS保证、高度的安全性、良好的可扩展性和易维护性、以及对原有的TDM和ATM网络的平滑兼容性。

  IMS 的引入

  网络融合是实现FMC的技术基础,而IMS作为基于SIP会话的通用平台,同时支持固定和移动的多种接入方式,实现固网和移动网的融合,因此IMS成为众多运营商实现网络融合的首选技术。

  IMS是3GPP在Release5版本提出的支持IP多媒体业务的子系统,是一个在PS域上的多媒体控制平台,其核心特点是采用SIP协议和与接入的无关性,为未来的多媒体应用提供一个通用的业务平台,引入IMS成为业界公认的向FMC演进的重要一步。3GPP R5主要定义IMS的核心结构,网元功能、接口和流程等内容;R6版本增加了部分IMS业务特性、IMS与其他网络的互通规范和无线局域网(WLAN)接入特性等;R7版本加强了对固定、移动融合的标准化制订,要求IMS支持数字用户线(xDSL)、电缆调制解调器等固定接入方式。

  Figure 1 IMS 支持多种接入技术

  IMS的提出顺应了通信网络发展的趋势,OMA组织对于许多新业务(如PoC,Presence,IM等)的标准制定也都基于IMS,在未来的全IP网络中,IMS无疑是部署新业务的基石,IMS正成为众多运营商实现FMC的首选技术。随着IMS技术和产品的逐渐成熟,全球已经有很多运营商开始了IMS的商用,还有一些运营商在进行相关的测试。从目前的商用和测试情况看,移动运营商为了丰富移动网络的业务,在移动网络的基础上用IMS来提供PoC、即时消息、视频共享等多媒体增值业务,应用重点集中在给企业客户提供IP-CENTREX和公众客户的VoIP业务。固定运营商出于网络演进和业务的需要,通过IMS为企业用户提供融合的企业的应用(IP-CENTREX业务),以及向固定宽带用户(例如ADSL用户)提供VoIP应用。还有一种应用是融合的应用,主要体现在WLAN和3G的融合,以实现语音业务的无缝连接。在这种方式下,用户使用一个WLAN/WCDMA的双模移动终端,在WLAN的覆盖区内,一般优先使用WLAN接入,因为这种方式用户使用业务的资费更低,数据业务的带宽更充足。当离开WLAN的覆盖区后,终端切换到WCDMA网络,从而实现语音在WLAN和WCDMA之间的连续性。

  IMS体系架构

Figure 2 基于IETF、3GPP、OMA与TISPAN规范的IMS目标体系架构

  基于3GPP的IMS体系架构具有如下技术特点:

  • 基于IP承载,IMS的功能实体和各参考点之间全部采用IP进行承载。

  • 实现业务和控制的完全分离。IMS中所有业务都由应用服务器(Application Server)来实现,S-CSCF根据用户数据中的触发条件将业务触发到应用服务器,由应用服务器来实现业务的控制。同时还定义了业务引擎来提供应用服务器开发环境,开放第三方业务接口,因此业务的开放性更高,更有利于新业务的快速实施。

  • 归属网络的CSCF进行呼叫控制。IMS要求用户从拜访地接入网络后,必须回到归属地进行用户的注册、呼叫控制和业务触发。这种控制方式有利于运营商对网络的控制和管理,尤其是计费和服务质量的管理。

  • 为终端提供漫游特性。IMS中引入P-CSCF功能实体,终端无论是漫游到外地还是到其它运营商的网络中,都能通过拜访地或拜访网络地的P-CSCF接入到IMS中,从而建立用户终端与其归属HSS和S-CSCF之间的SIP信令通路。

  • 策略控制和QoS保证。IMS中提供策略控制和QoS保证机制,终端在会话建立时协商媒体能力并提出QoS要求,要求在会话建立之前由策略控制单元为会话预留资源,策略控制单元在传输层为媒体流预留资源,从而在传输层保证QoS。

  • 与接入方式无关。在IMS中,无论用户采用固定还是移动接入方式,都由接入网络完成用户终端到网络的数据通道的建立,IMS只负责在用户与网络的数据通道建立后通过SIP协议完成主、被叫之间的呼叫建立。

  3. 爱立信的IMS解决方案

  爱立信IMS体系架构

  爱立信的IMS是一个端到端的解决方案,基于3GPP、OMA和TISPAN等标准化组织的IMS体系结构,包括IMS公共核心部分,业务服务器和业务引擎以及支持系统。爱立信IMS解决方案同时还包括专业服务,特别是系统集成和解决方案管理,这是每个IMS系统实施的关键部分。IMS公共核心部分和业务部分作为IMS解决方案的模块,运营商可以根据自己的商业战略及业务需求选择相应模块来构建自己的IMS解决方案,从而实现固网移动融合。  

  爱立信IMS业务

  目前3GPP、TISPAN和OMA等标准化组织已对一些应用定义了相应的规范,实现了终端用户与运营商之间的互操作性,使这些应用商业化。作为全球领先的电信厂商,爱立信能够为运营商提供在IMS领域的全套解决方案。爱立信根据规范已实现商用的IMS业务包括:

  • 多媒体电话业务(Multimedia Telephony)

  • 消息业务(Messaging)

  • 步话机业务 (PoC)

  • 视频共享业务 (Video share)

  • 呈现状态服务与数据管理业务(Presence Group and Data Management)

  除了提供标准的IMS业务外,爱立信还提供一系列部分标准化的自有业务和解决方案。

  爱立信IMS成功案例

  爱立信是全球领先的IMS设备制造商,目前在全球签署了54份IMS系统商用合同和80份IMS系统测试合同。全球已有二十多个IMS系统投入商用运营,其中包括中国网通的IMS多媒体电话系统(IMS Multimedia Telephony),台湾远传电信的基于IMS的FMC系统等均采用爱立信IMS解决方案,并由爱立信提供系统集成服务。

  台湾远传电信拥有GSM和WCDMA移动网络,占有三分之一台湾移动市场份额。由于移动通信市场的竞争导致的有限的利润空间,远传电信期望IMS成为将来的利润来源。远传电信基于IMS提供的大宽频服务(Big Broadband)面向中小企业和家庭用户,提供整合的无线上网与通话服务。支持统一帐单,家用WiFi话机,3G/WiFi双模手机,PC软终端等特色。

  今年年初,爱立信又被VimpelCom在亚美尼亚的运营商ArmenTel公司选为其IMS解决方案的供应商和系统集成商。由于近期并购了Golden Telecom,VimpelCom成为真正的FMC运营商,爱立信为ArmenTel的解决方案将推出集成固定和移动网络服务融合的下一代网络。7月成功完成的演示系统展示了多项创新业务,包括移动,固定用户及SIP IMS 用户的短号码拨号,会议电话,面向企业用户的移动办公通信解决方案。

  4. 结束语

  基于IMS的FMC已得到全球的认同,随着中国通信网络的普及,多业务、融合化的无缝通信成为用户的迫切需求,为IMS大规模商用推广创造了良好环境,爱立信作为IMS设备提供商既迎来了新的商机也面临新的挑战。爱立信希望以领先的技术、产品与服务,借助在全球市场的丰富经验,为中国运营商构建能够提供全业务的融合的下一代网络贡献力量。

  主要术语和缩写

  FMC Fixed Mobile Convergence 固定移动网络融合

  IMS IP Multimedia Subsystem IP 多媒体子系统

  SIP Session Initiation Protocol 会话初始协议

  PS Packet Switch 分组交换

  主要参考文档

  Multi-access for the IMS network

  Rogier Noldus, Ralf Keller and Bo Åström, Ericsson Review, Vol. 85 (2008)

  FET launches first IMS FMC solution in Asia

  Ericsson News and Events August 2007

  Armentel: world's first Fixed-Mobile convergence

  Ericsson News and Events July 2008

  Ericsson IMS product catalog

  《基于IMS的固网移动融合》http://www.cctime.com

  《基于IMS的固网移动融合技术探讨》http://www.cww.net.cn

  

(责任编辑:Ann)

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