VoLTE网络中IMS核心网建设思路探析

李军

摘要：随着4G网络建设规模的不断扩大，运营商开始考虑部署4G语音业务的目标解决方案：VoLTE，VoLTE方案的部署涉及网络各层面，复杂度较高，其中IMS核心网的建设至关重要。本文针对IMS核心网建设的现状进行分析，并提出问题，结合时代元素给予相关的核心网建设建议。

关键词：VoLTE；IMS核心网；建设思路

引言

IMS（IPMultimediaSubsystem，IP多媒体子系统）是继电路交换技术后出现的下一代网络交换技术，大规模成熟应用在公网中，是主流交换技术体制。建设IMS核心网是从电路交换技术过渡到IMS技术的重点。本文通过对现网分析，提出IMS交换核心网建设原则以及演进目标。

1现状及问题分析

IMS是一种新兴的多媒体技术，它可以满足终端客户对多媒体业务所提出的更加多样、更加新颖的需求。IMS被公认为网络的一种核心技术，它是解决固网与移动互相融合，引入数据、视频、语音三重融合以及其他一些差异化业务的一种重要方式。但是，由于世界各国的IMS大都處于较为初级的阶段，其应用的方式方法也还处于探索当中，所以在IMS技术中仍存在着一些这样那样的问题和不足。这些问题主要表现在以下几个方面：①IMS技术的发展还不够稳定，不够成熟；②各种网络与IMS的互相融合，必然会使其功能变得更加复杂；③IMS的安全机制还不够健全，有待进一步的完善；④到目前为止，IMS技术大多是属于实验阶段，其综合用途尚待开发；⑤IMS技术的开发速度还可以加快，以满足网建规模日渐扩大的需求。只有有效解决了以上的种种现实存在的问题，才能明确IMS的发展方向，找准IMS的建设方案，使IMS得到更加科学有效的发展。由于该项技术的这一系列特点，直接影响着当代移动网，要想实现TMS与移动核心网两者的融合共赢，就必须把该方面的建设纳入战略地位，实现有机突破。

2 VoLTE网络中IMS核心网建设思路探析

2.1 IMS核心网建设模型分析

由于IMS网络的接入无关性，IMS网络架构能够同时满足IMS固网和VoLTE用户的业务需求。而且当前大部分运营商均具备同时提供固网和移动业务的条件，因此，在进行IMS核心网组网方案时，IMS固网和VoLTE采用融合组网还是独立组网会是首先面对的问题。

2.2业务规划思路

由于现有网络均是面向固网用户和移动用户分别提供业务，移动用户和固网用户间会通过智能网、补充业务等方式实现一些短号互拨、呼转等功能，目前实现的机制均是在各自网络内通过建设平台或局数据设置方式实现。随着VoLTE网络的部署，尤其在VoLTE建设初期，由于终端和覆盖等原因，移动用户仍有大量的在2/3G网络与IMS网络间切换和路由迂回的情况。

2.3动态监管体系建设

一方面应建立与移动通信相关的责任，认真思考如何加强网络安全建设，除上述名称登记外，还可以与国家有关部门取得联系，如公安机关、公安和企业联合监督管等，彻底和及时打击网络不良行为。另一方面又需要加强对网络监督管理系统的建设，通过反馈数据管理、客户信息、自动定量统计分析、科学计算、网络负载数据，并能根据预测数据自动采取相应的风险或故障防范措施。

2.4建设方案

在工程建设中的主要建设流程及关键建设步骤如下所示。1）充分利用现网已有IMS网络资源，主要是I-CSCF、S-CSCF、MGCF/MGW、ENUM/DNS、MMTEL、HSS等网元，对其进行容量扩容以及功能改造，由于网络改造涉及现网用户存在一定网络割接风险。2）新建VoLTESBC，SBC设备与PGW设备同机房设置，此外建议SBC设备可与P-CSCF设备合设。3）部署IP短信网关，提供IMS网络IP短信互通能力。4）新建DRA网元实现漫游信令的互通。5）利旧现网已有IMS网络互联互通路由资源，大幅缩短省际互联互通调测工作，使VoLTE业务快速上线。6）建设方案在实际工程建设中能大幅重用现网设备，缩短建设周期，可以大幅节省工程投资。

2.5IMS交换核心网演进

核心网演进分移动核心网和固网核心网2种演进方式。本文仅探讨移动核心网演进，给出运营商A移动核心网IMS演进的5个步骤，并据此对其演进步骤进行分析。

步骤一：现网演进的第一步是核心网的IP化，包括信令IP化和媒体IP化。该阶段中软交换YY接口支持IP承载，随着A接口IP化的技术难关被攻克，将IP化从CS核心层推进到接入层，同时PS已具备承载IP化，实现真正端到端的AllIP传输，实现了AllIP的核心网组网，充分发挥IP技术的成本与业务支撑优势。

步骤二：建设IMS网络。核心网存在原核心网网络（CS、PS）和新建的IMS网络，原软交换核心网网络通过MGCF/IM-MGW功能完成与IMS网络的互联互通。

该阶段引入IMS，核心网步入MMD阶段。语音业务主要仍通过1X接入，由CS提供实时的语音业务和补充业务，数据及非实时的IP多媒体增值业务可以通过DO等适合的接入方式接入，由IMS提供，以提高用户ARPU。IMS核心网与CS核心网无重叠，用户数据、网络管理、计费等全部独立实现。

步骤三：用户数据库融合。该阶段弱化HLR和AAA，逐步将用户数据库统一到HSS上，达到CS、PS和IMS域用户数据库的融合。HSS设备数量根据用户的容量和设备的处理能力可考虑设置1套或多套。当1个核心域内HSS数量为1个时，不需要设置SLF网元设备；如果网络采用多个HSS网元设备，需要根据用户容量和设备的处理能力设置1套或者多套SLF设备。

步骤四：IMS主导核心网。IMS提供的是基于SIP的业务，但传统1X终端不具备SIP能力，故不能享受IMS的业务体验。mAGCF正是借鉴固网AGCF的概念而推出的，目前TISPAN的IMS架构中已经针对固网提出了解决方案，将C5端局、软交换（SS）端局改造成具有接入网关控制功能（AGCF）的端局，传统固网终端仍然通过接入网关（AG）接入，核心网采用IMS的全IP传输。

步骤五：全IMS目标核心网。此阶段1X接入消失，CS域已经被IMS完全取代，PDSN演进为AGW（3GPP2标准定义），既支持多媒体域，又支持原有电路域和分组域网络。MGW可演进到MRFP为IMS提供媒体资源，满足音频会议、视频会议、语音邮箱、视频邮箱、多媒体彩铃/彩像和PoC等业务的媒体功能需求。

结束语

随着4G牌照的发放，各运营商均将加快VoLTE相关网络的部署，同时对于VoLTE网络部署中发现的问题，需要整个产业链共同研究和制定更为完善的解决方案。

参考文献：

[1]崔萌.VoLTE商用的IMS系统融合改造研究[J].互联网天地，2014，07：42-46.