IMS－网络融合的聚焦点

    作者：中国电信股份有限公司北京研究院  赵慧玲  邢燕霞

    1.概述

    IMS（ipMutimediaSubsystem）是3GPP在Release5版本提出的支持IP多媒体业务的子系统，它的核心特点是采用SIP协议和与接入的无关性，目前IMS支持2G和3G的移动接入方式，还不能支持固定接入方式。

    在网络融合的发展趋势下，3GPP、ETSI和ITU-T都在研究基于IMS的网络融合方案，目的是使IMS成为基于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。

    2.  3GPP的研究进展

    3GPP定义的IMS的框架结构如图包括CSCF(CallServerControlFunction)、MGCF(Media Gateway Control Function)、IMS-MGW(IMS-Media GateWay)、MRFC(Multimedia Resource Function Controller)、MRFP(Multimedia Resource Function PRocessor)、BGCF（Breakout Gateway Control Function）等功能实体。其中CSCF是整个网络的核心，支持SIP协议处理SIP会话。 P-CSCF是UE接入IMS系统的入口，实现了在SIP协议中的Proxy和User Agent功能；MGCF和IMS-MGW是与CS域和PSTN互通的功能实体，分别负责控制信令和媒体流的互通；MRFC和MRFP是实现多方会议的功能实体，控制层面的MRFC通过H.248控制MRFP；BGCF是IMS域与外部网络的分界点，它来选择在哪里跟CS域或PSTN互联。

    IMS充分考虑了运营商实际运营的需求，在网络框架、QoS、安全、计费以及和其他网络的互通方面都制定了相关规范。目前的版本为Release6版本，预计将于2004年9月冻结。与Release5相比，Release6版本的网络框架基本没有改变，只是将PDF(Policy Decision Function)从P-CSCF中分离出来，二者之间的接口定义为Gq接口。在QoS 方面, 3GPP已经定义了端到端的QoS概念和框架结构，具体到IMS的QoS问题主要集中在Gq接口和Go接口（GGSN和PDF之间的接口），QoS策略基于SIP会话中请求的参数,端到端的QoS要求则分段映射到网络的各个层面。安全方面, 3GPP定义的IMS的安全包括接入安全、一致性保护、SIP信令的安全、用户鉴权和合法监听等几个方面，目前每部分都有相关的规范。计费方面，目前IMS支持在线计费和离线计费两种框架，分别适应实时计费和非实时计费的要求。基于IP流的计费是目前计费领域的一个比较活跃的话题，其目的主要是要支持基于内容、基于QoS等多种的计费方式，以适应将来3G运营需要的多种计费模式，基于IP流的计费已经形成了相关规范。互通方面,3GPP已经制定了和PSTN、CS域以及其他IP多媒体系统的互通,网络互通的框架结构和与传统电路交换网络的协议互通都已经完成定义，但在SIP协议和BICC/IUSP协议的映射方面还没有定义，拟采用ITU-T的Q.1912。与IETF SIP系统的互通正在研究，还没有制定规范。

    目前3GPP对于IMS的研究有几个热点，首先是如何尽早实现IMS的问题，在IMS规范制定初期，考虑到IPV4的地址资源非常紧张，因此要求IMS内使用IPV6。但是由于IPV6技术和商用情况的限制，很多国家提出使用IPV4尽早实现IMS的要求,但使用IPV4可能存在安全问题,3GPP目前正在研究使用IPV4的解决方案，以便尽早实现IMS。

    第二个研究热点是对固网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。虽然IMS的呼叫控制采用IETF的SIP协议，但针对移动接入的特点进行了相应的增强和舍弃，主要体现在登记、鉴权和会话策略等方面，具体消息流程和IETF的规定有一些差别,这是IMS不支持固定接入的一个主要原因。目前3GPP已经和ETSITISPAN组成联合工作组，研究针对NGN的IMS增强和对IMS产生的影响，包括要求Gq接口应加以扩展来支持NGN接入的研究。

    第三个研究热点是电路域承载问题，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。但是考虑到实际运营需求，IP承载存在QoS问题，因此有些公司建议将IMS中实时性要求较高的会话级业务承载在电路域上。在最近两次3GPP全会上，这个问题的讨论很多。针对这方面的提案目前大都属于功能需求方面，包括研究的前提、终端间互通的需求、所支持的会话方案、对UE的需求、对演进方案的设想和建议以及基本的实现架构等等。目前还没有具体的实施方案和相关的规范。

    3.  ETSITISPAN的研究进展

    ETSITISPAN目前研究的焦点是如何在短期内实现NGN，总体上TISPAN_NGN的核心网包含的范围很广，它涵盖了多种子系统，其中包括基于SIP的核心网。在这样的框架下，NGN可以实现基于SIP的业务、基于SIP-I协议传统业务、以及基于RTSP的业务等。TISPANNGN核心网中基于SIP的核心网将采用3GPP定义的IMS平台，并尽可能重用IMS Release 6的相关规范，但要求支持更多的接入方式，包括xDSL、WLAN、LAN、MAN等。

    目前，ETSITISPAN正在制定NGN相关规范，命名为TISPAN_NGNRelease1，预计在2005年中完成整个Release 1，并在将来的Release中进行完善。TISPAN_NGN Release 1总体需求包括：

    固定终端可以获得3GPPIMS核心网提供的所有业务。

    能够全部或部分替代现有核心网提供PSTN/ISDN业务。

    任何接入方式下都可以进行紧急呼叫。

    可以通过NNI接口实现与IMS、因特网以及PSTN/ISDN完成互通。

    在移动性方面支持用户或终端的移动。

    为用户提供安全的可信赖的使用环境。

    支持各种QoS的业务，具有QoS控制功能。

    具有灵活的网络架构，便于业务的开发和互操作，减少业务规范的数量。

    支持向第三方业务提供者提供接口。

    关于引入IMS的研究，TISPAN和3GPP的合作比较紧密，并成立了联合工作组研究NGN-IMS相关问题。焦点问题主要包括以下两个方面的问题：首先是用户识别卡问题，在3GPP的规范中每个终端都有一个UICC（UniversalIntegratedCircuit Card）卡，可以实现多种应用,包括目前SIM卡的功能和支持其他应用的功能。TISPAN正在评估NGN终端中是否也需要一个UICC卡，目前还没有形成统一意见,还需要在TISPAN内部继续讨论。第二个问题是针对IMS中的各种业务引擎的， TISPAN将采用3GPP中定义的各种业务引擎，包括Presence, Messaging, Group Management and Conferencing等业务引擎。关于Presence的应用，TISPAN倾向于除了电话以外的SIP电话以外的呼叫都采用URI标识，而3GPP中规定所有呼叫都使用URI标识，这还需要和3GPP进行协商。关于Group Management and Conferencing，TISPAN在研究NGN中是否需要定义MRFC和MRFP之间的接口，3GPP已经将其定义为采用H.248协议的接口；关于Messaging，TISPAN正在研究是否需要在媒体通道上设置NAT或防火墙，假如设置则需要一个Message Relay功能，但3GPP目前还没有相应的规范。

    以上是TISPAN针对IMS的研究热点，此外TISPAN的相关工作组也在研究IMS的安全、计费、QoS等其他问题，安全方面，TISPAN的WG7和3GPP的SA3目前正在合作研究相关的问题以及具体解决方案，3GPP已经有一些规范，近期针对这方面的提案不多。计费方面，TISPAN认为可以采用3GPP定义的CDRs，没有必要进行修改，但需要研究如何收集通过固定网络接入时的数据信息，并反映到CDRs中。QoS问题主要集中在QoS分类和QoS映射方面，QoS的分类应可以实现和承载网络之间的映射，并且固网NGN应支持这些分类和映射，TISPANWG5和3GPPSA2正在对此进行研究。IMS采用IPV4的问题，和3GPP的研究类似，TISPAN认为NGN-IMS需要支持IPV4，以便能够在短期内实现IMS。

    下一阶段，TISPAN计划的主要工作包制定NGNRelease1规范系列，IMSRelease 6版本规范将包含在其中，另一方面要继续和3GPP的各个TSG沟通，将各个WG分别和TSG相对应进行工作,以便保持一致性。

    4.  ITU-TFGNGN的研究进展

    2004年6月刚刚成立的ITU-TFGNGN（NGN专题组）也已经开始对IMS进行研究，涉及到IMS在业务和网络框架方面。ITU-TFGNGN 将研究NGN业务需求 ，IMS Release 6中定义的业务将作为业务研究的起点，但同时强调业务应具有灵活的生成能力。

    ITU-TFGNGN还将研究有关IMS的网络融合技术：

    NGNIMS的框架结构应该是一个与接入技术无关的网络，应尽可能多地支持各种接入技术，包括有线的和无线的各种技术。

    对于基于SIP会话的业务将以IMS为基础开展工作，并参考3GPP的一些列相关规范。

    在FGNGN第一次会议中，建议为了完成FGNGN的既定目标,NGN中关于会话治理的核心网采用3GPPs的IMS,并基于这样的假设开始工作，研究为了支持多种接入方式所需要的必要扩展。基于3GPP已经定义的关于IMS的系列规范,FGNGN建议将这些规范列为NGNIMS的参考规范,标记为区域性标准组织的文件列表,将来其他参考文件也可以列入这个列表。 FGNGN 将重点研究固网和移动网络的融合。 明确了NGN的Release 1 的业务应以IMS Release 6中定义的业务为起点。

    总体看来，3GPP和TISPAN对于IMS的研究比较深入和具体，并且二者的合作比较紧密，但是在一些问题上还没有明确的结论，规范的制定方面还有很多工作要做。从会议的文稿情况看，FGNGN对于IMS的研究刚刚开始，还处于功能需求研究阶段。