
1 引 言
軟交換在油田通信交換網的應用,改變了傳統程控交換機集成、封閉的系統結構,減少了中繼互聯的復雜性,簡化了網絡層次架構,提高了網絡資源利用率,降低了承載網的成本。軟交換通過承載與控制的有效分離,構成了一個分布式的系統結構,便于新業務和新應用的開發和部署,使整體建網成本大大降低,網絡易于升級,快速實現了低成本全網業務統一覆蓋。
IMS(IP多媒體子系統)的提出為下一代基于IP的網絡提供了面向分組數據包交換的多媒體服務及平臺,它的核心特點是基于SIP(Session Initiation Protocol)協議和接入的無關性。由于采用SIP作為核心控制協議,并通過SIP進行業務管理,IMS可以充分利用SIP的優勢,更快速更靈活地開發管理移動多媒體業務。
2 NGN、軟交換與IMS
2.1 NGN
下一代網絡NGN(Next Generation Network)是指基于分組技術的網絡,能夠利用多種寬帶和具有QoS支持能力的傳輸技術,業務相關功能與底層傳輸相關技術相互獨立,能夠讓用戶自由接入不同的業務提供環境,能夠支持通用移動性,從而向用戶提供一致的和無處不在的業務。NGN采用分層結構,包括業務層、控制層、傳輸層以及用戶終端,能提供多種業務類型,有語音、數據、視頻、多媒體等。
2.2 軟交換
以控制和承載分離為基本特征的軟交換技術,可以理解為一種分層、開放的NGN體系結構,是NGN核心控制層技術之一。軟交換實際上是“控制”,而非“交換”,因為“交換”更多體現在承載層,“軟交換網是下一代語音網或下一代分組通信網”的說法可能更貼切。
2.3 IMS
IMS(IP Multimedia Subsystem)即IP多媒體子系統,由3GPP標準組織在R5版本基礎上提出,是在基于IP的網絡上提供多媒體業務的通用網絡架構。R5版本主要定義了IMS的核心結構、網元功能、接口和流程等內容;R6版本對IMS進行了完善,增加了部分IMS業務特性、IMS與其他網絡的互通規范和無線局域網(WLAN)接入等特性;R7版本加強了對固定、移動融合的標準化制定,要求IMS支持xDSL、cable等固定接入方式。
綜上所述,軟交換和IMS是固網向NGN演進的不同階段。IMS不僅繼承了軟交換的技術特點,如控制和承載相分離、智能終端接入和開放業務環境提供,而且還進一步發展了軟交換的技術特點,如體系架構的開放性、端到端的全IP架構、完全基于SIP的呼叫控制、用戶數據的集中管理、對智能終端完善的控制機制、強大的多媒體業務提供能力等。此外,IMS在標準化程度、移動性支持、接入無關性、QoS等方面也較軟交換有了很大提高。
3 IMS體系研究
IMS體系結構和CSCF的設計利用了軟交換技術,實現了業務與控制相分離、呼叫控制與媒體傳輸相分離。
在IMS體系結構中,最底層為承載層,用于提供IMS SIP會話的接入和傳輸,承載網必須是基于分組交換的。無論具體采用哪一種接入方式,只要基于IP技術,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,由網絡控制服務器組成,負責管理呼叫或會話設置、修改和釋放,所有IP多媒體業務的信令控制都在這一層完成。主要的功能實體有CSCF、HSS、MGCF等,這些網元執行不同的角色,如信令控制服務器、數據庫、媒體網關服務器等,協同完成信令層面的處理功能,如SIP會話的建立、釋放。這一層僅對IMS信令負責,最終的IMS業務流不經過這一層,完全通過底層的承載層做路由實現端到端通信。
最上面一層是應用層,由應用服務器和內容服務器組成,負責為用戶提供IMS增值業務。既可以自行開發一些基于SIP的應用,通過標準SIP接口與IMS系統連接;同時,為了支持第三方開發,可以將某些業務能力公開,向第三方提供API接口。
4 軟交換向IMS的網絡演進
軟交換網絡體系基于主從控制的特點,使得其與具體的接入手段關系密切,而IMS體系由于終端與核心側采用基于IP承載的SIP協議通信,IP技術與承載媒體無關的特性,使得IMS體系可以支持各種接入方式。從長遠來看,IMS將是網絡發展的必然。
現網軟交換系統已經帶有用戶,從現網軟交換系統向IMS的演進有兩個前提:
(1)保證現有業務的正常運行;
(2)IMS技術已經得到充分驗證,具備商用能力。
首先新建一套IMS系統,引入新的網元設備,實現寬帶智能終端的接入,并增加業務平臺服務器,實現多媒體業務、智能網業務等功能,由軟交換系統負責現有語音業務的處理,新建IMS負責向用戶提供有特色的多媒體業務,如統一Centrex業務、多媒體彩鈴、多媒體會議、即時消息/呈現/群組、高清會議、高清IPTV、高清視頻電話、融合視訊等等;然后在新建的IMS試驗網中新建一套小容量AGCF網元設備,實現基于IMS的PES功能,驗證軟交換向IMS的演進過程中對PSTN語音業務的繼承程度;最后待新建的IMS網絡測試試用穩定后,將現網中的軟交換機升級為IMS網絡中的AGCF或MGCF,將用戶數據割接至HSS,將業務邏輯割接至應用服務器,并逐步實現統一計費、統一網管。
5 結束語
從技術發展水平來看,軟交換網絡與IMS網絡的融合是大勢所趨。但通過對現網軟交換向IMS演進的分析,結合當前的國際規范、技術水平、廠家提供設備等情況來看,IMS網絡完全兼容現網軟交換還是存在一定問題的,還需要進一步研究相關技術問題的解決方案。不過從網絡長遠發展的角度考慮,非常有必要開始進行相關技術方案的試驗,并進行相關技術儲備,為今后網絡融合奠定基礎。相信不遠的將來,IMS網絡與現網軟交換必將實現真正意義上的融合。