電信網(wǎng)絡(luò)與業(yè)務(wù)經(jīng)歷幾十年的蓬勃發(fā)展，各類新技術(shù)、新業(yè)務(wù)層出不窮，為用戶提供了方便快捷、安全可靠的通信環(huán)境，同時(shí)也促進(jìn)了國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展。移動(dòng)通信從模擬到數(shù)字，從2G、2.5G到即將來(lái)臨的3G;固網(wǎng)通信從電路交換、IP到下一代網(wǎng)絡(luò)(NGN)。隨著電信技術(shù)與業(yè)務(wù)的發(fā)展和社會(huì)信息化水平的日益提高，數(shù)據(jù)及多媒體業(yè)務(wù)的重要性越來(lái)越突出，但目前的網(wǎng)絡(luò)難以滿足人們對(duì)話音、數(shù)據(jù)與多媒體融合業(yè)務(wù)的要求，難以實(shí)現(xiàn)人們?cè)谌魏螘r(shí)間、任何地點(diǎn)、任何方式通信的美好愿望。

1、網(wǎng)絡(luò)融合的必然性

用戶對(duì)業(yè)務(wù)的需求推動(dòng)固定和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的融合。對(duì)用戶而言，有線網(wǎng)絡(luò)與無(wú)線網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)真正的隨時(shí)隨地溝通;在通信手段和通信方式上有了更多的選擇性和靈活性;同時(shí)還可以享受到融合所帶來(lái)的更多的新業(yè)務(wù)。

固網(wǎng)和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)融合能為運(yùn)營(yíng)商節(jié)省投資、降低運(yùn)營(yíng)成本、增強(qiáng)其差異化競(jìng)爭(zhēng)能力，更方便為用戶提供全業(yè)務(wù)服務(wù)。傳統(tǒng)的固定網(wǎng)絡(luò)和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)是兩張相互獨(dú)立的網(wǎng)，很多業(yè)務(wù)存在重疊的問(wèn)題，致使運(yùn)營(yíng)維護(hù)費(fèi)用高;當(dāng)需要開(kāi)發(fā)新業(yè)務(wù)時(shí)，即使同樣的業(yè)務(wù)也必須分別升級(jí)兩張網(wǎng)絡(luò)才能夠?yàn)橐苿?dòng)網(wǎng)絡(luò)和固定網(wǎng)絡(luò)用戶分別提供新業(yè)務(wù)，致使新業(yè)務(wù)提供成本高。固網(wǎng)和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)融合之后將形成一張整體的網(wǎng)絡(luò)，運(yùn)維成本將顯著降低，新業(yè)務(wù)的開(kāi)發(fā)也只需要對(duì)統(tǒng)一的業(yè)務(wù)平臺(tái)進(jìn)行一次升級(jí)就能夠同時(shí)為各類用戶提供業(yè)務(wù)。運(yùn)營(yíng)商能夠更加靈活地開(kāi)展業(yè)務(wù)，為用戶提供整體解決方案，提供個(gè)性化服務(wù)，從而提高其市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的能力。固網(wǎng)和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)融合是下一代網(wǎng)絡(luò)(NGN)發(fā)展的必然趨勢(shì)。固網(wǎng)和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)必然都會(huì)朝著全I(xiàn)P網(wǎng)絡(luò)的方向發(fā)展。在NGN體系架構(gòu)下，固定和移動(dòng)只是體現(xiàn)在接入方式的不同。PSTN將向固定軟交換網(wǎng)演進(jìn)，而移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)則是沿著3GPP R99/R4/R5的道路演進(jìn)。雖然目前固定NGN和移動(dòng)NGN(即3G或B3G)的發(fā)展是獨(dú)立的，但兩者在演進(jìn)過(guò)程中所遵從的分層網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)、所采用的許多通信協(xié)議和接口規(guī)范都相同或類似，尤其是IMS的發(fā)展有望實(shí)現(xiàn)兩者在核心網(wǎng)絡(luò)層和業(yè)務(wù)層的完全融合。

2、IMS及其系統(tǒng)架構(gòu)

IP多媒體子系統(tǒng)(IMS)最初是3GPP在R5提出的支持IP多媒體業(yè)務(wù)的子系統(tǒng)，IMS是一個(gè)基于IP技術(shù)的、與接入無(wú)關(guān)的架構(gòu)，它的主要特點(diǎn)是統(tǒng)一的用戶數(shù)據(jù)，統(tǒng)一和開(kāi)放的應(yīng)用/業(yè)務(wù)層、統(tǒng)一的呼叫會(huì)話控制等。IMS是在軟交換的基礎(chǔ)上進(jìn)一步對(duì)業(yè)務(wù)/應(yīng)用與控制進(jìn)行分離，并把用戶數(shù)據(jù)進(jìn)行集中，真正做到了與接入技術(shù)無(wú)關(guān)。并且充分考慮了運(yùn)營(yíng)商實(shí)際運(yùn)營(yíng)需要，在網(wǎng)絡(luò)框架、QoS、安全、計(jì)費(fèi)以及與其他網(wǎng)絡(luò)的互通方面都制定了相關(guān)規(guī)范。IMS架構(gòu)有效結(jié)合了傳統(tǒng)電信網(wǎng)絡(luò)的可控、可管理性與互聯(lián)網(wǎng)的業(yè)務(wù)提供靈活性，因此構(gòu)成了一個(gè)靈活的，能提供各種業(yè)務(wù)的開(kāi)放的，可控可管理的通信網(wǎng)絡(luò)。

因?yàn)镮MS具有上述種種優(yōu)點(diǎn)，目前3GPP、3GPP2、ETSI和ITU-T都已經(jīng)確定將IMS作為NGN核心網(wǎng)基于SIP會(huì)話子系統(tǒng)的基本框架，一致認(rèn)為基于IMS的網(wǎng)絡(luò)融合是今后NCN發(fā)展的方向。

目前3GPP已經(jīng)定義了WLAN、ADSL接入IMS的規(guī)范，TISPAN和ITU-T則著力于構(gòu)建基于IMS的下一代融合網(wǎng)絡(luò)。

IMS體系結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1　IMS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

在IMS體系結(jié)構(gòu)中，最底層為承載層。承載網(wǎng)是基于分組交換的，用于提供IMSSIP會(huì)話的接入和傳輸。主要的承載層設(shè)備有SGSN(GPRS業(yè)務(wù)支撐節(jié)點(diǎn))、GGSN(網(wǎng)關(guān)GPRS業(yè)務(wù)支撐節(jié)點(diǎn))以及MGW(媒體網(wǎng)關(guān))。其中SGSN和GGSN可以重復(fù)利用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，不需要硬件升級(jí)，僅通過(guò)做相關(guān)配置就可以支持IMS。MGW是負(fù)責(zé)媒體流在IMS域和CS(電路交換)域互通的功能實(shí)體，主要解決語(yǔ)音互通問(wèn)題。無(wú)論具體采用哪一種接入方式，只要基于IP技術(shù)，所有的IMS用戶信令就可以很好地傳送到控制層。

中間層為信令控制層，由網(wǎng)絡(luò)控制服務(wù)器組成，負(fù)責(zé)呼叫管理及會(huì)話設(shè)置、修改和釋放，所有IP多媒體業(yè)務(wù)的信令控制都在這一層完成。主要的功能實(shí)體有CSCF、HSS(Home Subscriber Server，歸屬用戶服務(wù)器)、MGCF等，這些網(wǎng)元執(zhí)行不同的角色，如信令控制服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)、媒體網(wǎng)關(guān)服務(wù)器等，協(xié)同完成信令層面的處理功能，如SIP會(huì)話的建立、釋放。這一層僅對(duì)IMS信令負(fù)責(zé)，最終的IMS業(yè)務(wù)流不經(jīng)過(guò)這一層，完全通過(guò)底層的承載層做路由實(shí)現(xiàn)端到端通信。

最上層為應(yīng)用層，由應(yīng)用服務(wù)器和內(nèi)容服務(wù)器組成，負(fù)責(zé)為用戶提供IMS增值業(yè)務(wù)，主要網(wǎng)元是一系列通過(guò)CAMEL、OSA/Parlay和SIP技術(shù)提供多媒體業(yè)務(wù)的應(yīng)用平臺(tái)。運(yùn)營(yíng)商可以自行開(kāi)發(fā)一些基于SIP的應(yīng)用，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)SIP接口與IMS系統(tǒng)連接;如果運(yùn)營(yíng)商需要連接第三方SP的應(yīng)用，IMS可以和標(biāo)準(zhǔn)的API，如OSAAPI連接，通過(guò)OSA/Parlay GW對(duì)第三方非信任的SP業(yè)務(wù)進(jìn)行鑒權(quán)和管理。