IMS在油田通信交换网演进的探讨

梁倩 黄刚 高振明

［摘要］ 本文介绍了NGN的发展历程，探讨了IMS体系结构及其优点，并在综合考虑油田业务发展需求和现有网络架构的基础上，分析了通信网络的演进策略以及IMS在网络融合和演进中的角色和地位，最后提出了软交换网络向IMS演进的方案，为今后油田通信交换网制定网络演进策略提供参考。

［关键词］ NGN;软交换;IMS

doi : 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2012 . 08. 039

［中图分类号］F270.7；TN915.9［文献标识码］A［文章编号］1673 - 0194（2012）08- 0060- 01

1引言

软交换在油田通信交换网的应用，改变了传统程控交换机集成、封闭的系统结构，减少了中继互联的复杂性，简化了网络层次架构，提高了网络资源利用率，降低了承载网的成本。软交换通过承载与控制的有效分离，构成了一个分布式的系统结构，便于新业务和新应用的开发和部署，使整体建网成本大大降低，网络易于升级，快速实现了低成本全网业务统一覆盖。

ＩＭＳ（ＩＰ多媒体子系统）的提出为下一代基于ＩＰ的网络提供了面向分组数据包交换的多媒体服务及平台，它的核心特点是基于ＳＩＰ（Ｓｅｓｓｉｏｎ ＩｎｉｔｉａｔｉｏｎＰｒｏｔｏｃｏｌ）协议和接入的无关性。由于采用ＳＩＰ作为核心控制协议，并通过ＳＩＰ进行业务管理，ＩＭＳ可以充分利用ＳＩＰ的优势，更快速更灵活地开发管理移动多媒体业务。

2ＮＧＮ、软交换与ＩＭＳ

２．１ ＮＧＮ

下一代网络ＮＧＮ（Ｎｅｘｔ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｎｅｔｗｏｒｋ）是指基于分组技术的网络，能够利用多种宽带和具有ＱｏＳ支持能力的传输技术，业务相关功能与底层传输相关技术相互独立，能够让用户自由接入不同的业务提供环境，能够支持通用移动性，从而向用户提供一致的和无处不在的业务。ＮＧＮ采用分层结构，包括业务层、控制层、传输层以及用户终端，能提供多种业务类型，有语音、数据、视频、多媒体等。

２．２ 软交换

以控制和承载分离为基本特征的软交换技术，可以理解为一种分层、开放的ＮＧＮ体系结构，是ＮＧＮ核心控制层技术之一。软交换实际上是“控制”，而非“交换”，因为“交换”更多体现在承载层，“软交换网是下一代语音网或下一代分组通信网”的说法可能更贴切。

２．３ ＩＭＳ

ＩＭＳ（ＩＰ Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ Ｓｕｂｓｙｓｔｅｍ）即ＩＰ多媒体子系统，由３ＧＰＰ标准组织在Ｒ５版本基础上提出，是在基于ＩＰ的网络上提供多媒体业务的通用网络架构。Ｒ５版本主要定义了ＩＭＳ的核心结构、网元功能、接口和流程等内容；Ｒ６版本对ＩＭＳ进行了完善，增加了部分ＩＭＳ业务特性、ＩＭＳ与其他网络的互通规范和无线局域网（ＷＬＡＮ）接入等特性；Ｒ７版本加强了对固定、移动融合的标准化制定，要求ＩＭＳ支持ｘＤＳＬ、ｃａｂｌｅ等固定接入方式。

综上所述，软交换和ＩＭＳ是固网向ＮＧＮ演进的不同阶段。ＩＭＳ不仅继承了软交换的技术特点，如控制和承载相分离、智能终端接入和开放业务环境提供，而且还进一步发展了软交换的技术特点，如体系架构的开放性、端到端的全ＩＰ架构、完全基于ＳＩＰ的呼叫控制、用户数据的集中管理、对智能终端完善的控制机制、强大的多媒体业务提供能力等。此外，ＩＭＳ在标准化程度、移动性支持、接入无关性、ＱｏＳ等方面也较软交换有了很大提高。

3ＩＭＳ体系研究

ＩＭＳ体系结构和ＣＳＣＦ的设计利用了软交换技术，实现了业务与控制相分离、呼叫控制与媒体传输相分离。

在ＩＭＳ体系结构中，最底层为承载层，用于提供ＩＭＳ ＳＩＰ会话的接入和传输，承载网必须是基于分组交换的。无论具体采用哪一种接入方式，只要基于ＩＰ技术，所有的ＩＭＳ用户信令就可以很好地传送到控制层。

中间层为信令控制层，由网络控制服务器组成，负责管理呼叫或会话设置、修改和释放，所有ＩＰ多媒体业务的信令控制都在这一层完成。主要的功能实体有ＣＳＣＦ、ＨＳＳ、ＭＧＣＦ等，这些网元执行不同的角色，如信令控制服务器、数据库、媒体网关服务器等，协同完成信令层面的处理功能，如ＳＩＰ会话的建立、释放。这一层仅对ＩＭＳ信令负责，最终的ＩＭＳ业务流不经过这一层，完全通过底层的承载层做路由实现端到端通信。

最上面一层是应用层，由应用服务器和内容服务器组成，负责为用户提供ＩＭＳ增值业务。既可以自行开发一些基于ＳＩＰ的应用，通过标准ＳＩＰ接口与ＩＭＳ系统连接；同时，为了支持第三方开发，可以将某些业务能力公开，向第三方提供ＡＰＩ接口。

4软交换向ＩＭＳ的网络演进

软交换网络体系基于主从控制的特点，使得其与具体的接入手段关系密切，而ＩＭＳ体系由于终端与核心侧采用基于ＩＰ承载的ＳＩＰ协议通信，ＩＰ技术与承载媒体无关的特性，使得ＩＭＳ体系可以支持各种接入方式。从长远来看，ＩＭＳ将是网络发展的必然。

现网软交换系统已经带有用户，从现网软交换系统向ＩＭＳ的演进有两个前提：

（1）保证现有业务的正常运行；

（2）ＩＭＳ技术已经得到充分验证，具备商用能力。

首先新建一套ＩＭＳ系统，引入新的网元设备，实现宽带智能终端的接入，并增加业务平台服务器，实现多媒体业务、智能网业务等功能，由软交换系统负责现有语音业务的处理，新建ＩＭＳ负责向用户提供有特色的多媒体业务，如统一Ｃｅｎｔｒｅｘ业务、多媒体彩铃、多媒体会议、即时消息／呈现／群组、高清会议、高清ＩＰＴＶ、高清视频电话、融合视讯等等；然后在新建的ＩＭＳ试验网中新建一套小容量ＡＧＣＦ网元设备，实现基于ＩＭＳ的ＰＥＳ功能，验证软交换向ＩＭＳ的演进过程中对ＰＳＴＮ语音业务的继承程度；最后待新建的ＩＭＳ网络测试试用稳定后，将现网中的软交换机升级为ＩＭＳ网络中的ＡＧＣＦ或ＭＧＣＦ，将用户数据割接至ＨＳＳ，将业务逻辑割接至应用服务器，并逐步实现统一计费、统一网管。

5结束语

从技术发展水平来看，软交换网络与ＩＭＳ网络的融合是大势所趋。但通过对现网软交换向ＩＭＳ演进的分析，结合当前的国际规范、技术水平、厂家提供设备等情况来看，ＩＭＳ网络完全兼容现网软交换还是存在一定问题的，还需要进一步研究相关技术问题的解决方案。不过从网络长远发展的角度考虑，非常有必要开始进行相关技术方案的试验，并进行相关技术储备，为今后网络融合奠定基础。相信不远的将来，ＩＭＳ网络与现网软交换必将实现真正意义上的融合。