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IMS标准化热点技术及其商用案例

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来源: 作者: 2019-03-21 11:53:12

1 前言

作为3GPP和ETSI/TISPAN等标准组织中的主要参与者,爱立信公司很早就开始了对IMS技术的跟踪研究,并且积极地推动移动与固领域IMS体系架构。3GPPIMS目前已经开始了商用化进程,并不断得到增强。按照IMS的发展规划,新的热点技术和功能被不断添加到新版本中。爱立信已将符合3GPPIMS要求的系统投入商业运营,无论是在IMS技术方案方面还是在商用成熟方面,都在业界处于领先地位。

2 IMS的标准化进程

IMS是为实现移动和固定服务的开放标准化体系结构。IMS的复杂性是显而易见的,因为最终用户设备、无线和有线核心、企业络中必须有IMS支持软件,而且它结合了GSM、WCDMA、CDMA、WiMAX、DSL、宽带电缆等多种接入技术。

IMS体系结构由3GPP(定义了总体体系结构及其要求)、TISPAN(NGN标准开发)、OMA(定义IMS基础设施上的应用和服务)、IETF(定义了络级协议上的全部内容)和PacketCable等不同机构进行了标准化。爱立信积极参加这些标准组织,旨在保持在3GPPIMS的行业领先地位。此外,爱立信还将努力确保3GPP的开放性,及时纳入其他机构的新要求,如新的接入络需求。

2006年10月初,整个行业一致同意实行一套IMS标准。爱立信IMS商用解决方案基于所有这些开放标准。这些标准允许通过开放接口与传统络(PSTN、ISDN、GSM)互通,并帮助运营商降低未来的投资成本。标准有助于最大限度地降低互操作性测试和络集成成本。

3 IMS热点技术与解决方案

3.1A-IMS

A-IMS的全称是AdvancedIMS,是由VerizonWireless领导的一个联合会正在开发的一项北美计划,主要目的是改进现有的IMS/MMD(3GPP3GPP2)规范,以满足VerizonWireless和主要供应商一起制定并由Verizon Wireless最终确定的要求。爱立信对A-IMS 进行了广泛分析,并得出了A-IMS可以解决比IMS更广泛的重要问题的结论。

作为IMS标准化工作方面的领导者,爱立信将支持A-IMS的众多高级功能的标准化。和所有标准一样,IMS相关规范也将不断演进,3GPPR6中对3GPPR5初始规范进行了改进;3GPPR7正在进行下一步工作,而且毫无疑问这种改进在可预见的未来将继续下去。根据爱立信在这些系统的商用过程中获得的丰富经验以及为广大客户提供更吸引人、更便捷的多媒体用户体验的长期目标,爱立信正在非常积极地改进IMS规范。

3.23GPP-TISPAN多媒体

新型多媒体服务的标准目前正在由标准化组织ETSI/TISPAN和3GPP最终确定。目标是为通信行业提供适当的工具,帮助构建可支持多媒体的固定和移动融合VoIP服务。多媒体将传统的高质量、互操作性、可靠性、效率、符合规定的功能和补充服务与互联服务的丰富、灵活的媒体功能相结合。它基于IMS,独立于接入技术,因此可以在各种接入络上运行。

爱立信是目前3GPP-TISPAN多媒体标准化工作的主要推动力之一。经过TISPAN标准化的服务在固定络中已经存在了一段时间,通过这一标准化工作,相同服务也将在移动HSPA络中实现标准化。

爱立信认为,3GPP-TISPAN多媒体服务是通过固定接入以及UTRAN和GERAN络实现真正IP的方式。基本的VoIP呼叫目前可以通过3GPPR5/R6实现,但尚有一些问题有待解决,例如没有定义特殊的服务、规定不全面的媒体处理、建立会话需要众多冗长的信令流等。所有这些问题都将在3GPP R7中得到解决。

2007年,爱立信将推出符合3GPP-TISPAN标准要求、面向固定络的产品。2008年,爱立信将推出支持WCDMA/HSPA的产品。互操作性测试在2007年开始。

3.3IMS安全

爱立信在不断演进自己的安全解决方案,以便适应新的市场机遇(新的应用、业务模式等)和新的技术。爱立信在IMS络安全性方面的领先基于以下两个因素。

l推动国际标准:爱立信积极参与所有安全相关标准(IETF、OMA、自由联盟)的制定,并且是3GPP和3GPP/SA3(安全)标准方面的领导者。

l总体经验和能力:爱立信在为运营商络提供一流安全解决方案方面具有长期的丰富经验。

爱立信IMS安全解决方案能够努力减轻攻击造成的危害,还可最大程度地减少由于员工的无意识行为引起的漏洞威胁。

爱立信是参与终端设备和应用开发的全面供应商,包括所有移动标准和有线系统的客户服务及管理。因此,爱立信在其IMS安全解决方案中采用一种端到端的方法来保护络和用户通信的安全。

3.4IMSQoS控制

在普及新的基于IMS服务的过程中,最终用户体验是一个基本要素。因此,使用基于IMS服务的用户体验到的质量对于运营商发展业务、提高客户忠诚度并保持竞争力最为重要。

服务数量越来越多,种类越来越全并且更复杂,同时终端也变得更强大,因此,使用策略(触发特定类型的系统的规则)来控制络资源的体系结构开始出现,并且开始围绕IMS标准进行整合。

许多固定运营商更关心他们自己的IP络中服务质量(QoS)的差分,但无线运营商更关心对现有带宽容量的管理,而服务提供商一直在设法保证其应用的端到端QoS,无论他们连接的是什么运营商络。因此,大多数运营商对如何基于各种标准组织定义的策略决定/实施点来将策略用于络资源控制的体系结构很感兴趣。这种体系结构正在围绕IMS系统进行整合。

爱立信IMS产品采用现有的端到端QoS控制机制来确保良好/适当的性能,进而满足所有基于IMS的服务需求。IMSQoS控制的目的是提供一种方法来控制资源和用户会话优先级。爱立信IMS产品提供的策略控制功能体系结构符合最新标准。

爱立信IMS产品中包含的IMSQoS控制和更多常用策略控制功能可提供以下优势。

l允许应用差分:根据QoS级别为不同应用提供不同优先级。

l防止欺诈:只有IMS授权的数据流才能传输。

l端到端资源效率、运营商QoS控制:这使运营商可以根据用户、络和服务信息来控制和设置适当的QoS。

3.5SCIM

SCIM(服务能力交互管理器)是3GPP提出的,目的是解决与IMS会话中不同应用服务器的调用顺序配置有关的一些服务交互问题。但SCIM概念在3GPP规范中并没有详细规定,3GPP中没有描述任何行为或任何参考点,因此业界通常混淆不清。

某些情况下可以证明在会话建立期间定义和改变SIP应用的调用顺序是有用的。当越来越多的应用被不断增加到IMS络中时,由于增加了功能或应用,调用顺序可能改变。因此,使这种调用顺序能够进行配置的机制可能非常有用。在几个应用服务器上分配功能时,一般可能需要一个主应用逻辑来控制正在进行的会话,这正是SCIM发挥作用的地方。

爱立信认为,与其他组件进行交互的每一种IMS应用都需要一个主应用逻辑来控制会话和通信流。因此,每一种应用都包括一个服务专用的SCIM。目前,爱立信作为基于JavaCommunityProcess中定义的J2EE、SIPservlet容器和SIP servlet API技术的PGM、PoC服务器以及IMS信息处理服务器的一部分提供SCIM 功能。这样就可以实现SCIM解决IMS服务创建的复杂性的目的,从而在纯IMS域中实现服务交互。

3.6CoSe—IMS通信服务

为了解决将基于IMS的络功能集成到简单应用创建环境中的复杂问题,爱立信建议采用IMS通信服务(CoSe)。除了支持IMS中多种服务的存在外,CoSe的功能还可以通过标准化的应用编程接口(API)轻松访问。

使用API作为服务开发工具包的一部分是整个应用行业内已经使用的工作方法。因此,IMS通信功能以及状态信息应通过应用开发环境中的标准化API和界面显示。这将使运营商能够邀请应用开发商、内容和媒体行业以有控制的方式利用通信资源。这样,电信行业可以获益于应用行业的速度和创造力,而应用行业可以获益于电信行业提供的标准化资源。

IMS通信服务是标准化的业务引擎(enabler),通过一套定义良好的功能,包括媒体处理、路由原则和补充服务,为特定大众市场应用提供络支持。IMS通信服务跨越络到络接口(NNI)和用户到络接口(UNI),为实现全球互操作性奠定了基础。终端(端点)位于IMS体系结构边界的用户设备和服务器中。

IMS通信服务可分离所提供的实际服务和所使用的媒体。IMS通信服务的识别功能允许为每种服务提供不同的策略,而且支持适当的方式来确定支持用户正在建立的会话需要哪些应用服务。此外,它还可以支持终接设备识别所请求的呼入服务。

最后,我们确定了关于IMS通信服务的需求:

l会话通信服务优化用于人对人的实时音频通信,可提供一套模拟PSTN/ISDN功能。它还适用于其他媒体(视频、文本……)和有限制的用户发起的会议。它被用于多媒体通话等服务中。

l地面控制通信服务优化用于从一个参与者到几个参与者的单向语音、视频或MSRP帧媒体,每一方都连接到负责管理该组群的一个中心组群处理程序。它被用于“一键通”等服务。

l有保证的传输通信服务优化用于有保证的信息传输。如果找到了目标接收方,则立即传输,如果没有,则延期传输。它也可用于一对一会话聊天信息处理和一对多聊天通信。它被用于IMS信息处理等服务。

l状态支持通信服务是正在OMA进行标准化的状态业务引擎的API视图,可以增加设备功能信息。

3GPPR7中提出了IMS通信服务的概念。IMS通信服务的其他优势还包括IMS普通服务的整合、面向运营商的OPEX优化、更低的新应用和为应用开发商团体带来的技术简单性。

3.7IMS计费

从计费和收入管理角度讲,IMS不过是运营商实施服务的另一种方式:基本需求和动力是相同的,端到端收入管理流程必须有效,以确保业务可盈利。IMS可帮助运营商提供更好的服务封装和计费,使他们从中获益。

接受IMS服务的用户将要求公平的定价,这意味着需要一种简单、可预测、易于理解而且与所使用的服务直接相关的计费模式。这意味着需要从很多运营商目前使用的基于数据量的计费模式转换到基于服务的与所使用服务相关联的计费模式,如按图片付费、按信息付费和按价值付费。我们还将看到运营商将服务打包,例如,用户在这种情况下通过每月支付固定费用就可以获得1000min的语音通话、100min的视频共享、

1000条即时信息和100次“一键通”会话。

为了满足最终用户的需求,运营商必须能够采用灵活的定价方式,例如选择在哪些层对不同服务进行计费,并且能够在不同层为不同服务设置不同价格。因此,爱立信将在其IMS产品和计费解决方案中确保为运营商提供足够的灵活性,使他们可以根据特定市场条件定义适当的价格模式。

根据3GPP标准规定,爱立信IMS解决方案支持Diameter信用控制以实现计费(Ro接口),还可以支持Diameter来实现离线计费(Rf接口)。为了确保计费中不会出现重复收费的情况,集成在CSCF中的一种策略决定功能(PolicyDecision Function)可以确保GGSN中使用了适当的计费策略。

爱立信计费系统可以支持基于IMS的服务的计费,而且,通过用于离线和计费的EricssonMultiMediation功能,集成工作可以高效地完成。

3.8IPv6

IMS体系结构可使用任何基于IP的连接访问络在端点之间传输多媒体信令和承载流量。用户可以使用不同接入方法连接到IMS络,所有访问均采用标准的IP协议。IMS设备的3GPP要求之一是采用IPv6并运行SIP用户代理。

IPv6的主要特征是更大的地址空间:地址长128byte,而在IPv4中仅为32byte。因此,IPv6的主要改进是增加了可供联设备使用的IP地址的数量,例如,每个移动或移动电子设备都可以有自己的地址,这样就可以解决IPv4地址枯竭的问题。IPv6的另一个特点是IPSec(IP安全)。这是IP络层加密和鉴权协议,是IPv6中基础协议套件的有机组成部分。IPSec是一套协议,通过加密和/或鉴权数据流中的每个IP数据包来保护IP通信的安全,它还包括加密密钥建立协议。IPSec在IPv4中是可选的,而在IPv6中是必备部分。

由于IPv4在目前仍然是主要版本,因此爱立信决定在最初的爱立信IMS产品中实施IPv4和IPSec支持。由于人们希望在可预见的未来IPv4和IPv6都得到支持,因此爱立信计划在即将推出的IMS版本中提供对IPv6的支持。

3.9集成站点

爱立信IMS基于电信服务器平台(TSP),其设计结合了开放行业硬件和运营商级强韧性及可扩展性,并且已在100多次现场部署中经过了多种不同应用的考验。同时,TSP将紧跟行业硬件发展潮流,融入到爱立信将来的高级电信计算体系(ATCA)平台结构中,即集成站点(IS)中。

爱立信正在积极推动ATCA的长期标准化,实现战略性选择,即提供IS,因为爱立信的解决方案可以将总投资成本(TCO)和占地面积减少一半。

4 爱立信IMS的全球部署商用案例

目前IMS已经得到全球运营商的广泛认可,包括欧洲、美洲、亚洲等在内的很多运营商已经进行了IMS的商业部署和不同程度的商业试验。

爱立信的技术领先地位、完善的端到端的项目实施、敏锐的商业认知和丰富的电信级管理经验,使其成为领先的IMS解决方案提供商。截至2006年12月,爱立信全球已经签署了34个IMS商用合同,另外还部署实施了超过70个IMS试商用络和测试络。这些合同包括移动和固定络运营商,例如西班牙电信、沃达丰、意大利TIM、北欧TeliaSonera、丹麦TDC、美国Sprint、加拿大的Rogers等。

4.1西班牙电信

爱立信的IMS/EMM解决方案凭借真正符合3GPP/ETSITISPAN的IMS体系架构、丰富完善的企业融合多媒体业务、系统集成和产品演进方面的综合实力在众多竞争厂商中脱颖而出,承揽目前全球首个针对固应用的IMS商用部署项目,目前该系统已正式面向企业和驻地用户开通。西班牙电信还提供了IMS与IPTV的集成(机顶盒)、企业用户门户(Portal)的集成、与3G视频互通等个性化定制应用。

4.2欧洲某主流全业务运营商

欧洲某主流运营商于2005年10月底与爱立信公司签署了针对VoIP项目的IMS框架合同。初期主要采用IMS(IMSMultimediaTelephony,原名EMM)解决方案建设商用IMS络来逐步替换原有PSTN,提供基于宽带接入的多媒体语音和企业IPCentrex应用。爱立信还配合运营商试验了视频会议、SMS/MMS互通等多种IMS增值应用。

4.3美国Sprint

Sprint宣布采用爱立信IMS核心设备提供固企业融合通信服务控制及端到端络集成服务。值得关注的是,对于应用服务器,Sprint选用的是第三方产品,这充分体现了IMS架构的业务开放性和爱立信多厂商络集成能力。

4.4沃达丰

2006年2月,沃达丰宣布选择爱立信作为IMS首选供应商,并且将在沃达丰KK(现SoftBankJapan)部署爱立信移动和融合IMS解决方案。

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