1、引言
1.1、核心網(wǎng)絡演進趨勢
網(wǎng)絡全IP化、融合組網(wǎng)已逐步成為移動核心網(wǎng)網(wǎng)絡發(fā)展的主要方向。IP化是核心網(wǎng)演進的必然趨勢，核心網(wǎng)從封閉的、基于電路交換的網(wǎng)絡向開放的、基于IP技術的統(tǒng)一承載網(wǎng)絡轉(zhuǎn)變；固定和移動多接入融合的語音通信對移動核心網(wǎng)提出了更高要求，引入CM-IMS可以逐步實現(xiàn)固定、移動多種接入的統(tǒng)一控制，其業(yè)務、控制、承載完全分離的水平架構有利于靈活、快速的提供各種業(yè)務應用，符合固定與移動融合、寬帶和窄帶融合的趨勢，因此，IMS被認為將是下一代核心網(wǎng)絡的理想目標架構。
1.2、固網(wǎng)NGN向IMS演進驅(qū)動力分析
現(xiàn)有移動核心網(wǎng)存在著固網(wǎng)NGN、移動軟交換網(wǎng)絡、IMS網(wǎng)絡多種網(wǎng)絡架構，各網(wǎng)絡架構的獨立組網(wǎng)和維護管理模式已經(jīng)越來越不能適應移動與固定融合業(yè)務的發(fā)展需求，造成一些新固定移動融合業(yè)務難以同時在全網(wǎng)推行，不同網(wǎng)絡用戶之間業(yè)務特征難以全面共享，不利于業(yè)務的推廣，通過固網(wǎng)NGN向IMS演進建立以IMS為統(tǒng)一架構的核心網(wǎng)目標架構有利于提供豐富的固定移動融合類業(yè)務及多媒體業(yè)務，滿足用戶隨時隨地溝通的業(yè)務需求，同時也增強運營商的差異化競爭能力；相對固網(wǎng)和移動網(wǎng)的核心網(wǎng)并存的網(wǎng)絡架構，資源難以共享，造成建設成本及運維成本高，通過固網(wǎng)NGN向IMS演進實現(xiàn)基于IMS的核心網(wǎng)統(tǒng)一網(wǎng)絡架構，不僅可以減少網(wǎng)絡結構的復雜度，也應該可以降低網(wǎng)絡的運維成本，同時保護固網(wǎng)NGN已有投資。
綜上所述，固網(wǎng)NGN網(wǎng)絡與IMS網(wǎng)絡的融合是大勢所趨，固網(wǎng)NGN向IMS融合演進的主要驅(qū)動力主要是多業(yè)務的融合，融合既是技術發(fā)展的結果，也是業(yè)務發(fā)展的需求。
2、NGN向IMS演進可行性分析
2.1下一代網(wǎng)絡（NGN）概述
根據(jù)ITU-T對NGN的定義：“NGN是一個基于分組的網(wǎng)絡，它能夠提供包括電信業(yè)務在內(nèi)的各種業(yè)務并能夠利用多種帶寬、有QoS支持能力的傳送技術；能夠為用戶提供無限制接入到多個運營商；能夠支持普遍的移動性，確保用戶的一致性、普遍的業(yè)務提供能力。”
NGN的網(wǎng)絡架構主要分為四層：業(yè)務管理層、網(wǎng)絡控制層、核心交換層、邊緣接入層。
NGN具有以下特征：
開放的網(wǎng)絡架構：將傳統(tǒng)TDM交換機的功能模塊分離成為獨立的網(wǎng)絡部件Softswitch和MGW，各個部件可以按相應的功能劃分，各自獨立發(fā)展；
標準的協(xié)議接口：統(tǒng)一采用SIP協(xié)議進行呼叫會話控制。
業(yè)務驅(qū)動的網(wǎng)絡：通過業(yè)務和呼叫完全分離，呼叫控制和承載完全分離，從而實現(xiàn)相對獨立的業(yè)務體系，使業(yè)務獨立于網(wǎng)絡。
采用統(tǒng)一的IP承載，有利于網(wǎng)絡的統(tǒng)一融合。
2.2 IMS概述
IMS（IP Multimedia Subsystem，IP多媒體子系統(tǒng)）最早是由第3代移動通信合作計劃（3GPP）R5版本在核心網(wǎng)引入的，IMS是開放的網(wǎng)絡架構，提供了基于IP承載的，與接入無關的IP多媒體業(yè)務控制能力，它采用SIP作為核心控制協(xié)議，并通過SIP進行業(yè)務管理，IMS可以使運營商充分利用SIP的優(yōu)勢，更快速更靈活地開發(fā)管理各類融合業(yè)務。
IMS的網(wǎng)絡架構分為接入層、承載層、核心控制層、業(yè)務4層。
接入層：包括固定接入（ LAN/WLAN/xDSL/xPON 等）和移動PS域接入。
承載層：IMS網(wǎng)絡統(tǒng)一承載在IP 網(wǎng)上，用戶通過城域網(wǎng)接入，與IP網(wǎng)互通。
核心控制層：IMS網(wǎng)元如上圖所示，其邏輯功能實體包括：CSCF（Call Session Control Function，呼叫會話控制功能）、MGCF（Media Gateway Control Function，媒體網(wǎng)關控制功能）、IMS-MGW（IMS Media Gateway，IMS媒體網(wǎng)關）、BGCF（Breakout Gateway Control Function，出口網(wǎng)關控制功能）、MRFC（Multimedia Resource Function Controller，多媒體資源功能控制器）、MRFP（Multimedia Resource Function Processor，多媒體資源功能處理器）、SLF（Subscription Locator Function，簽約定位功能）、HSS（Home Subscriber Server，歸屬用戶服務器）等。
業(yè)務層：提供業(yè)務邏輯控制功能，其邏輯實體為AS（Application Server，應用服務器）。
IMS采用了控制和承載分離、控制和業(yè)務分離的開放式網(wǎng)絡架構，實現(xiàn)了固定移動的統(tǒng)一控制，迎合未來網(wǎng)絡的演進，其主要特點及優(yōu)勢如下：
1、開放的網(wǎng)絡結構，有利于網(wǎng)絡的融合演進
IMS基于端到端IP網(wǎng)絡，采用標準開放接口，網(wǎng)絡結構有利于未來新業(yè)務和網(wǎng)絡的融合。
2、豐富的業(yè)務提供能力
打破傳統(tǒng)的豎井式業(yè)務部署模式，業(yè)務與控制完全分離，保證業(yè)務提供的一致性，有利于靈活、快速的提供各種業(yè)務應用，更利于業(yè)務融合。
3、廣泛的接入方式
IMS支持多種固定/移動接入方式，原則只要用戶可以獲得IP連接，無論使用何種接入網(wǎng)均可以接入IMS，支持無縫的移動性和業(yè)務連續(xù)性，為全業(yè)務運營提供了便利。
2.3 固網(wǎng)NGN向IMS演進的的可行性分析
為分析固網(wǎng)NGN向IMS演進的可行性，我們分別從接入能力、業(yè)務能力、網(wǎng)絡能力三方面分析IMS對固網(wǎng)NGN各項能力的繼承性，具體如下表：
因此，從上分析可知，IMS完全繼承了固網(wǎng)NGN的各項能力，可以保證固網(wǎng)NGN用戶的各項業(yè)務完全平滑遷移至IMS網(wǎng)絡，同時可以提供與移動網(wǎng)融合的更多業(yè)務體驗。從網(wǎng)絡的角度來看，固網(wǎng)NGN向IMS融合演進是網(wǎng)絡融和發(fā)展的總體趨勢，IMS的網(wǎng)絡結構與NGN有很多相似之處，具體有以下幾個方面：
（1）采用開放的網(wǎng)絡結構。固網(wǎng)NGN與IMS都采用了分層的網(wǎng)絡結構，NGN實現(xiàn)了承載與控制的分離，IMS進一步發(fā)揚了NGN結構中控制與承載分離的思想，實現(xiàn)了控制和業(yè)務的分離。控制層和業(yè)務層間采用提供開放的業(yè)務接口，所有的業(yè)務邏輯都在業(yè)務層實現(xiàn)，有利于新業(yè)務的快速生成和應用。
（2）基于IP承載，采用統(tǒng)一的SIP標準協(xié)議進行呼叫會話控制。從承載層看，NGN和IMS都采用了端到端的全IP架構，SIP作為基于軟交換的NGN網(wǎng)絡和IMS的呼叫控制信令協(xié)議，具有協(xié)議簡單，易于擴展的優(yōu)點，使SIP協(xié)議能夠支持許多新業(yè)務；對不支持業(yè)務信令的透明封裝，可以繼承多種已有的業(yè)務。
（3）IMS具有與接入無關的特性，支持多種固定及移動接入方式，現(xiàn)有固網(wǎng)NGN各種接入方式均可以接入IMS網(wǎng)絡，支持無縫的移動性和業(yè)務連續(xù)性，為全業(yè)務運營提供了便利。
綜上分析，無論從對固網(wǎng)NGN的業(yè)務繼承能力還是網(wǎng)絡架構的相似性上，使得固網(wǎng)NGN向至IMS網(wǎng)絡演進成為可能。
3、固網(wǎng)NGN向IMS演進方案
3.1、演進總體思路
網(wǎng)絡演進是一個長期的過程，必須要綜合考慮保護現(xiàn)有網(wǎng)絡的投資，并且能夠保證新舊網(wǎng)絡之間的平滑過渡。盡管IMS有著眾多優(yōu)點，在業(yè)界已有眾多運營商進行商業(yè)應用，但目前各廠商設備差異較大，需要進一步推動IMS技術的標準化；從投資保護角度，現(xiàn)有傳統(tǒng)固網(wǎng)NGN網(wǎng)元眾多，用戶量較大，現(xiàn)階段仍可以滿足用戶的固話業(yè)務需求，也不可能在短期內(nèi)采用IMS完全替換現(xiàn)有固網(wǎng)NGN。
綜合以上兩點，固網(wǎng)NGN向IMS演進的總體思路基于現(xiàn)有的網(wǎng)絡條件，以滿足全業(yè)務競爭環(huán)境下的融合業(yè)務需求為目標，結合核心網(wǎng)絡IP化、融合組網(wǎng)及IMS技術成熟性統(tǒng)籌考慮，在確保網(wǎng)絡安全的前提下固網(wǎng)NGN逐步IMS融合演進。
3.2、Common IMS標準進展情況
針對基于IMS的網(wǎng)絡融合方案，3GPP、ITU-T和ETSI TISPAN都在進行研究， TISPAN主要研究方向是傳統(tǒng)固定用戶（包括交換機、軟交換）如何接入IMS網(wǎng)絡，研究成果主要是AGCF、NASS、RACF等功能實體以PES/PSS業(yè)務流程等， 08年之后TISPAN與3GPP標準組織合并，共同研究Common IMS相關標準。Common IMS的提出標志著IMS標準化進程進入了一個新的階段，形成了一個融合了固定接入和移動接入的網(wǎng)絡統(tǒng)一架構，為固網(wǎng)NGN向IMS演進提供了技術驅(qū)動。
3.3、網(wǎng)絡演進關鍵技術
固網(wǎng)NGN向IMS演進過程是長期的、復雜的，它涉及到網(wǎng)絡的業(yè)務層面、控制層面、傳輸層面、接入層面、支撐系統(tǒng)等多個層面。從控制層角度來看，演進主要表現(xiàn)為固網(wǎng)NGN的軟交換通過升級為IMS的AGCF網(wǎng)元融合至IMS網(wǎng)絡；從接入層的角度來看，體現(xiàn)為多種接入方式如何平滑接入至IMS網(wǎng)絡；從業(yè)務層面來看，體現(xiàn)為IMS繼承原有固網(wǎng)NGN的各項業(yè)務，同時為用戶提供移動與固話融合業(yè)務和更加豐富多彩的多媒體業(yè)務。固網(wǎng)NGN向IMS演進關鍵是指核心網(wǎng)控制層和接入層的演進。
3.3.1 控制層的演進
ETSI TISPAN對IMS的主要研究方向是傳統(tǒng)固定用戶（包括交換機、軟交換）如何接入IMS網(wǎng)絡，研究成果主要是AGCF、NASS、RACF等功能實體以PES/PSS業(yè)務流程等，并針對固網(wǎng)NGN提出了通過AGCF（Access Gateway Control Function，接入網(wǎng)關控制功能）接入IMS的解決方案，傳統(tǒng)固網(wǎng)終端仍然通過固線、接入網(wǎng)關（AG）接入，核心網(wǎng)采用IMS的全IP傳輸。
對于以移動業(yè)務為主的運營商，受到運營商現(xiàn)有網(wǎng)絡條件限制，固網(wǎng)NGN向IMS演進一般采用將固網(wǎng)軟交換升級到IMS的子集的方式，從移動側(cè)首先構建全新的IMS網(wǎng)絡，對于固網(wǎng)NGN的軟交換采用升級到IMS域內(nèi)的AGCF、MGCF的方式，實現(xiàn)固網(wǎng)NGN向IMS逐步演進。通過對固網(wǎng)NGN的軟交換進行軟件升級，系統(tǒng)硬件不變，實現(xiàn)軟交換與AGCF邏輯功能共存共存于一個物理實體，硬件投資完全保護，有利于網(wǎng)絡的平滑演進。
采用AGCF作為固網(wǎng)NGN 向IMS演進的目標方案已在全球很多地方應用，比如英國SKY、美國Comcast、俄羅斯Comstar、馬來TM等都已成功商用。
3.3.2 接入層的演進
固網(wǎng)NGN接入層支持SIP、H248、MGCP等多種方式接入核心網(wǎng)絡，包括IAD、AG、TDM PBX等多種接入設備，接入設備演進主要通過現(xiàn)有NGN網(wǎng)絡的軟交換升級為AGCF，通過AGCF實現(xiàn)各種接入設備平滑遷移至IMS網(wǎng)絡，具體各類接入設備遷移方案如下表：
接入設備中TDM-PBX的遷移方案比較復雜，可采用四種方式實現(xiàn)TDM-PBX遷移至IMS網(wǎng)絡，TDM PBX向IMS遷移方案
其中方式二SIP GW主要功能是實現(xiàn)TDM信令（PRI信令、NO.7、TUP、ISUP等）到SIP信令的轉(zhuǎn)換，代理其下屬TDM PBX用戶向CM-IMS進行注冊并與IMS核心網(wǎng)交互完成語音等呼叫業(yè)務。該方式優(yōu)點采用標準化業(yè)務流程，對IMS其他網(wǎng)元無要求，缺點是SIP GW需新建，且設備容量較小，大規(guī)模應用設備分散部署，難以集中管理，投資較大。方式三采用標準化流程，網(wǎng)絡安全性較高，容量大，可以實現(xiàn)設備的集中維護和管理，缺點是需新建，不能和原NGN升級后的AGCF共用。方式四采用非標準呼叫流程，TDM PBX下用戶未注冊至IMS網(wǎng)絡，存在一定網(wǎng)絡安全風險。綜上所述，TDM PBX向IMS遷移方案推薦采用方式二和方式三，具體選擇方式建議根據(jù)網(wǎng)絡的實際情況結合投資收益靈活選擇。
3.3.3 業(yè)務層的演進
固網(wǎng)NGN網(wǎng)絡中，業(yè)務類型主要還是基于話音的基本業(yè)務、補充業(yè)務和增值業(yè)務，話音業(yè)務及補充業(yè)務仍由交換機提供，增值業(yè)務由SCP提供，IMS開放的業(yè)務層由S-CSCF以及各種應用服務器（AS）構成，允許各種業(yè)務提供商通過標準的接口來向網(wǎng)絡提供服務。原有NGN用戶遷移至IMS后原有的NGN提供用戶業(yè)務由IMS得AS負責提供。
3.3.4 業(yè)務支撐系統(tǒng)改造
固網(wǎng)NGN向IMS的演進過程中需重點關注支撐系統(tǒng)的改造，包括業(yè)務開通、用戶數(shù)據(jù)遷移、計費及網(wǎng)管等方面改造，對現(xiàn)網(wǎng)運營支撐系統(tǒng)改造建議遵循以下原則：
1、盡量減小現(xiàn)有用戶使用的影響。改造中需重點考慮原有NGN的用戶數(shù)據(jù)向IMS HSS德平滑遷移，同時對BOSS的改造盡可能減小對用戶的使用的影響。
2、需要其有足夠的靈活性，支持業(yè)務功能的動態(tài)配置，減少后續(xù)對支撐系統(tǒng)投入的成本。
3、系統(tǒng)設計定位起點高，在支持IMS業(yè)務的基礎上，后續(xù)考慮支持其他固網(wǎng)業(yè)務，避免新種類固網(wǎng)業(yè)務開展后，相關系統(tǒng)重復建設。
在固NGN向IMS演進的過程中，控制層的演進是關鍵，網(wǎng)絡的演進是一個長期的過程，還將依賴于不斷的實踐逐步驗證。
3.4 網(wǎng)絡演進階段
總體看來，固網(wǎng)NGN向IMS演進是一個長期漸進的過程。以移動運營商為例，固網(wǎng)NGN向IMS演進大致可分為以下幾個階段：
階段1：積極部署IMS網(wǎng)絡，完善IMS網(wǎng)絡架構，現(xiàn)有固網(wǎng)NGN逐步停止擴容，利用IMS網(wǎng)絡提供移動固定融合業(yè)務及豐富的多媒體業(yè)務，滿足用戶及業(yè)務增長的需求。
階段2：在IMS網(wǎng)絡商用成熟的基礎上，固網(wǎng)NGN軟交換軟件升級為AGCF，基于用戶的業(yè)務需求，對有固定移動融合業(yè)務或多媒體業(yè)務需求的原有NGN用戶遷移至IMS網(wǎng)絡，固網(wǎng)NGN與IMS將在一段時間內(nèi)長期共存。
階段3：隨著技術的成熟，固網(wǎng)NGN用戶全部遷移至IMS網(wǎng)絡，固網(wǎng)NGN成為IMS的子集，同時移動網(wǎng)CS和PS成為IMS的接入網(wǎng)時，最終將構建以IMS為基礎統(tǒng)一融合的核心網(wǎng)目標網(wǎng)絡架構。
4、結束語
固定移動融合已經(jīng)成為通信業(yè)的發(fā)展趨勢，在網(wǎng)絡融合的發(fā)展趨勢下 IP多媒體子系統(tǒng)（IMS）的網(wǎng)絡架構目前已經(jīng)為ITU-T、3GPP、3GPP2、TISPAN等主流電信標準化機構采納，被業(yè)界視為實現(xiàn)固定和移動融合的理想網(wǎng)絡目標架構。固網(wǎng)NGN向IMS演進符合網(wǎng)絡發(fā)展總體趨勢，但網(wǎng)絡的演進是一個長期漸進的過程，相信隨著Common IMS標準的不斷完善，固網(wǎng)NGN將逐步向IMS融合演進，最終實現(xiàn)以IMS為基礎的統(tǒng)一的核心網(wǎng)網(wǎng)絡架構。
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本文標題：下一代網(wǎng)絡概述
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