VoLTE網(wǎng)絡(luò)中IMS核心網(wǎng)建設(shè)思路探析

李軍

摘要：隨著4G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)規(guī)模的不斷擴大，運營商開始考慮部署4G語音業(yè)務(wù)的目標解決方案：VoLTE，VoLTE方案的部署涉及網(wǎng)絡(luò)各層面，復(fù)雜度較高，其中IMS核心網(wǎng)的建設(shè)至關(guān)重要。本文針對IMS核心網(wǎng)建設(shè)的現(xiàn)狀進行分析，并提出問題，結(jié)合時代元素給予相關(guān)的核心網(wǎng)建設(shè)建議。

關(guān)鍵詞：VoLTE；IMS核心網(wǎng)；建設(shè)思路

引言

IMS（IPMultimediaSubsystem，IP多媒體子系統(tǒng)）是繼電路交換技術(shù)后出現(xiàn)的下一代網(wǎng)絡(luò)交換技術(shù)，大規(guī)模成熟應(yīng)用在公網(wǎng)中，是主流交換技術(shù)體制。建設(shè)IMS核心網(wǎng)是從電路交換技術(shù)過渡到IMS技術(shù)的重點。本文通過對現(xiàn)網(wǎng)分析，提出IMS交換核心網(wǎng)建設(shè)原則以及演進目標。

1現(xiàn)狀及問題分析

IMS是一種新興的多媒體技術(shù)，它可以滿足終端客戶對多媒體業(yè)務(wù)所提出的更加多樣、更加新穎的需求。IMS被公認為網(wǎng)絡(luò)的一種核心技術(shù)，它是解決固網(wǎng)與移動互相融合，引入數(shù)據(jù)、視頻、語音三重融合以及其他一些差異化業(yè)務(wù)的一種重要方式。但是，由于世界各國的IMS大都處于較為初級的階段，其應(yīng)用的方式方法也還處于探索當中，所以在IMS技術(shù)中仍存在著一些這樣那樣的問題和不足。這些問題主要表現(xiàn)在以下幾個方面：①IMS技術(shù)的發(fā)展還不夠穩(wěn)定，不夠成熟；②各種網(wǎng)絡(luò)與IMS的互相融合，必然會使其功能變得更加復(fù)雜；③IMS的安全機制還不夠健全，有待進一步的完善；④到目前為止，IMS技術(shù)大多是屬于實驗階段，其綜合用途尚待開發(fā)；⑤IMS技術(shù)的開發(fā)速度還可以加快，以滿足網(wǎng)建規(guī)模日漸擴大的需求。只有有效解決了以上的種種現(xiàn)實存在的問題，才能明確IMS的發(fā)展方向，找準IMS的建設(shè)方案，使IMS得到更加科學(xué)有效的發(fā)展。由于該項技術(shù)的這一系列特點，直接影響著當代移動網(wǎng)，要想實現(xiàn)TMS與移動核心網(wǎng)兩者的融合共贏，就必須把該方面的建設(shè)納入戰(zhàn)略地位，實現(xiàn)有機突破。

2 VoLTE網(wǎng)絡(luò)中IMS核心網(wǎng)建設(shè)思路探析

2.1 IMS核心網(wǎng)建設(shè)模型分析

由于IMS網(wǎng)絡(luò)的接入無關(guān)性，IMS網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)能夠同時滿足IMS固網(wǎng)和VoLTE用戶的業(yè)務(wù)需求。而且當前大部分運營商均具備同時提供固網(wǎng)和移動業(yè)務(wù)的條件，因此，在進行IMS核心網(wǎng)組網(wǎng)方案時，IMS固網(wǎng)和VoLTE采用融合組網(wǎng)還是獨立組網(wǎng)會是首先面對的問題。

2.2業(yè)務(wù)規(guī)劃思路

由于現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)均是面向固網(wǎng)用戶和移動用戶分別提供業(yè)務(wù)，移動用戶和固網(wǎng)用戶間會通過智能網(wǎng)、補充業(yè)務(wù)等方式實現(xiàn)一些短號互撥、呼轉(zhuǎn)等功能，目前實現(xiàn)的機制均是在各自網(wǎng)絡(luò)內(nèi)通過建設(shè)平臺或局數(shù)據(jù)設(shè)置方式實現(xiàn)。隨著VoLTE網(wǎng)絡(luò)的部署，尤其在VoLTE建設(shè)初期，由于終端和覆蓋等原因，移動用戶仍有大量的在2/3G網(wǎng)絡(luò)與IMS網(wǎng)絡(luò)間切換和路由迂回的情況。

2.3動態(tài)監(jiān)管體系建設(shè)

一方面應(yīng)建立與移動通信相關(guān)的責任，認真思考如何加強網(wǎng)絡(luò)安全建設(shè)，除上述名稱登記外，還可以與國家有關(guān)部門取得聯(lián)系，如公安機關(guān)、公安和企業(yè)聯(lián)合監(jiān)督管等，徹底和及時打擊網(wǎng)絡(luò)不良行為。另一方面又需要加強對網(wǎng)絡(luò)監(jiān)督管理系統(tǒng)的建設(shè)，通過反饋數(shù)據(jù)管理、客戶信息、自動定量統(tǒng)計分析、科學(xué)計算、網(wǎng)絡(luò)負載數(shù)據(jù)，并能根據(jù)預(yù)測數(shù)據(jù)自動采取相應(yīng)的風險或故障防范措施。

2.4建設(shè)方案

在工程建設(shè)中的主要建設(shè)流程及關(guān)鍵建設(shè)步驟如下所示。1）充分利用現(xiàn)網(wǎng)已有IMS網(wǎng)絡(luò)資源，主要是I-CSCF、S-CSCF、MGCF/MGW、ENUM/DNS、MMTEL、HSS等網(wǎng)元，對其進行容量擴容以及功能改造，由于網(wǎng)絡(luò)改造涉及現(xiàn)網(wǎng)用戶存在一定網(wǎng)絡(luò)割接風險。2）新建VoLTESBC，SBC設(shè)備與PGW設(shè)備同機房設(shè)置，此外建議SBC設(shè)備可與P-CSCF設(shè)備合設(shè)。3）部署IP短信網(wǎng)關(guān)，提供IMS網(wǎng)絡(luò)IP短信互通能力。4）新建DRA網(wǎng)元實現(xiàn)漫游信令的互通。5）利舊現(xiàn)網(wǎng)已有IMS網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)互通路由資源，大幅縮短省際互聯(lián)互通調(diào)測工作，使VoLTE業(yè)務(wù)快速上線。6）建設(shè)方案在實際工程建設(shè)中能大幅重用現(xiàn)網(wǎng)設(shè)備，縮短建設(shè)周期，可以大幅節(jié)省工程投資。

2.5IMS交換核心網(wǎng)演進

核心網(wǎng)演進分移動核心網(wǎng)和固網(wǎng)核心網(wǎng)2種演進方式。本文僅探討移動核心網(wǎng)演進，給出運營商A移動核心網(wǎng)IMS演進的5個步驟，并據(jù)此對其演進步驟進行分析。

步驟一：現(xiàn)網(wǎng)演進的第一步是核心網(wǎng)的IP化，包括信令I(lǐng)P化和媒體IP化。該階段中軟交換YY接口支持IP承載，隨著A接口IP化的技術(shù)難關(guān)被攻克，將IP化從CS核心層推進到接入層，同時PS已具備承載IP化，實現(xiàn)真正端到端的AllIP傳輸，實現(xiàn)了AllIP的核心網(wǎng)組網(wǎng)，充分發(fā)揮IP技術(shù)的成本與業(yè)務(wù)支撐優(yōu)勢。

步驟二：建設(shè)IMS網(wǎng)絡(luò)。核心網(wǎng)存在原核心網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)（CS、PS）和新建的IMS網(wǎng)絡(luò)，原軟交換核心網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)通過MGCF/IM-MGW功能完成與IMS網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)互通。

該階段引入IMS，核心網(wǎng)步入MMD階段。語音業(yè)務(wù)主要仍通過1X接入，由CS提供實時的語音業(yè)務(wù)和補充業(yè)務(wù)，數(shù)據(jù)及非實時的IP多媒體增值業(yè)務(wù)可以通過DO等適合的接入方式接入，由IMS提供，以提高用戶ARPU。IMS核心網(wǎng)與CS核心網(wǎng)無重疊，用戶數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)管理、計費等全部獨立實現(xiàn)。

步驟三：用戶數(shù)據(jù)庫融合。該階段弱化HLR和AAA，逐步將用戶數(shù)據(jù)庫統(tǒng)一到HSS上，達到CS、PS和IMS域用戶數(shù)據(jù)庫的融合。HSS設(shè)備數(shù)量根據(jù)用戶的容量和設(shè)備的處理能力可考慮設(shè)置1套或多套。當1個核心域內(nèi)HSS數(shù)量為1個時，不需要設(shè)置SLF網(wǎng)元設(shè)備；如果網(wǎng)絡(luò)采用多個HSS網(wǎng)元設(shè)備，需要根據(jù)用戶容量和設(shè)備的處理能力設(shè)置1套或者多套SLF設(shè)備。

步驟四：IMS主導(dǎo)核心網(wǎng)。IMS提供的是基于SIP的業(yè)務(wù)，但傳統(tǒng)1X終端不具備SIP能力，故不能享受IMS的業(yè)務(wù)體驗。mAGCF正是借鑒固網(wǎng)AGCF的概念而推出的，目前TISPAN的IMS架構(gòu)中已經(jīng)針對固網(wǎng)提出了解決方案，將C5端局、軟交換（SS）端局改造成具有接入網(wǎng)關(guān)控制功能（AGCF）的端局，傳統(tǒng)固網(wǎng)終端仍然通過接入網(wǎng)關(guān)（AG）接入，核心網(wǎng)采用IMS的全IP傳輸。

步驟五：全IMS目標核心網(wǎng)。此階段1X接入消失，CS域已經(jīng)被IMS完全取代，PDSN演進為AGW（3GPP2標準定義），既支持多媒體域，又支持原有電路域和分組域網(wǎng)絡(luò)。MGW可演進到MRFP為IMS提供媒體資源，滿足音頻會議、視頻會議、語音郵箱、視頻郵箱、多媒體彩鈴/彩像和PoC等業(yè)務(wù)的媒體功能需求。

結(jié)束語

隨著4G牌照的發(fā)放，各運營商均將加快VoLTE相關(guān)網(wǎng)絡(luò)的部署，同時對于VoLTE網(wǎng)絡(luò)部署中發(fā)現(xiàn)的問題，需要整個產(chǎn)業(yè)鏈共同研究和制定更為完善的解決方案。

參考文獻：

[1]崔萌.VoLTE商用的IMS系統(tǒng)融合改造研究[J].互聯(lián)網(wǎng)天地，2014，07：42-46.