基于IP多媒體子系統(tǒng)的移動業(yè)務

摘要　IP多媒體子系統(tǒng)的引進為各種網(wǎng)絡的業(yè)務融合提供了一個通用平臺，它采用開放接口模式，促進了業(yè)務的多樣化、綜合化和個性化發(fā)展，開啟了移動網(wǎng)絡與因特網(wǎng)業(yè)務融合的時代。文章介紹了IP多媒體子系統(tǒng)(IMS)的特征，分析了其業(yè)務體系架構，重點闡述了IMS支持的典型業(yè)務。

關鍵詞　IP多媒體子系統(tǒng)　應用服務器　IMS業(yè)務

　　IP多媒體子系統(tǒng)(IMS)是3GPP在R5版本中提出的支持IP多媒體業(yè)務的子系統(tǒng)，其核心特點是采用會話初始化協(xié)議(SIP)和獨立于承載。目前，IMS支持2G、3G和WLAN三種接入方式。在網(wǎng)絡融合的發(fā)展趨勢下，3GPP、ETSI和ITU-T都在研究基于IMS的網(wǎng)絡融合方案，目的是使IMS成為基于IMS會話的通用平臺，同時支持固定和移動等多種接入方式，實現(xiàn)固定網(wǎng)絡和移動網(wǎng)絡的融合。IMS給人們帶來的直接好處是能提供端到端的多媒體通信，將豐富多彩的Internet業(yè)務直接移植到移動通信網(wǎng)絡中，同時也方便新業(yè)務的開發(fā)，能降低運營成本，促進業(yè)務快速發(fā)展。

1、IMS的主要特征

a)控制功能/承載能力、呼叫/會晤、應用/服務分離，通過分組交換網(wǎng)絡傳輸話音、視頻、數(shù)據(jù)和多媒體業(yè)務。

b)實現(xiàn)了移動網(wǎng)、電信網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)的業(yè)務融合，可無縫集成于無線網(wǎng)絡和固網(wǎng)中，最大限度地實現(xiàn)全球統(tǒng)一的無縫漫游。

c)業(yè)務與網(wǎng)絡分離，并提出一個開放的可編程環(huán)境，方便運營商和業(yè)務提供商根據(jù)市場需求快速開發(fā)業(yè)務。

d)基于SIP協(xié)議的分組網(wǎng)絡體系結(jié)構能方便地實現(xiàn)各種異結(jié)構的互通。

e)具有通用移動性，即終端移動性、用戶移動性和業(yè)務移動性。終端移動性表示終端移動時用戶仍能使用業(yè)務，用戶移動性表示用戶可以在任意終端使用業(yè)務，業(yè)務移動性表示用戶可在任何地點任何終端使用移動業(yè)務。

2、IMS的業(yè)務體系架構分析

2.1　IMS業(yè)務結(jié)構與傳統(tǒng)業(yè)務結(jié)構的差異

　　傳統(tǒng)網(wǎng)絡業(yè)務采用垂直的開發(fā)模式，與下層網(wǎng)絡關系緊密，不同業(yè)務分別進行業(yè)務接入、網(wǎng)絡搭建、業(yè)務控制和業(yè)務應用開發(fā)，甚至包括業(yè)務計費等主要的網(wǎng)絡單元也必須建立獨立的運營系統(tǒng)。開發(fā)新業(yè)務十分復雜，必須熟悉其承載網(wǎng)絡情況，不利于第三方提供商的業(yè)務開展。IMS采用水平業(yè)務提供方式，將呼叫控制與業(yè)務應用水平展開，業(yè)務與下層網(wǎng)絡耦合松散。網(wǎng)絡層、控制層和業(yè)務應用分工清晰，第三方提供商無需了解其下層網(wǎng)絡情況，只需具備應用編程接口(API)和SIP知識就能提供服務。

2.2　IMS的業(yè)務架構

　　IMS的業(yè)務架構采用業(yè)務層與控制層分離的原則，并提供開放接口，允許第三方業(yè)務提供商為網(wǎng)絡提供服務。IMS的業(yè)務架構分為業(yè)務控制層、業(yè)務能力服務器層和應用服務器(AS)層3層(見圖1)。{{分頁}}

圖1　IMS的業(yè)務架構

　　業(yè)務控制層：提供服務呼叫會話控制功能(S-CSCF)。S-CSCF是呼叫和會話控制器，它通過Cx接口從歸屬用戶服務器(HSS)下載用戶服務配置信息，并根據(jù)其過濾規(guī)則選擇相應的服務器類型，提供各種增值業(yè)務。S-CSCF使用統(tǒng)一的IMS業(yè)務控制(ISC)接口與各種業(yè)務平臺相連接，ISC的引入降低了S-CSCF的復雜度，使不同業(yè)務應用服務器都能執(zhí)行相同的接口行為，接入到IMS中，為IMS提供業(yè)務。

　　業(yè)務能力服務器層：由于S-CSCF和ISC采用SIP協(xié)議，而無論是傳統(tǒng)移動網(wǎng)絡增強邏輯的客戶化應用(CAMEL)業(yè)務環(huán)境還是開放業(yè)務體系(OSA)API都不支持SIP，所以需要引入業(yè)務能力層作為中間過渡層。業(yè)務能力層有多媒體域業(yè)務交換功能(IM-SSF)和OSA業(yè)務能力服務器(SCS)2個功能實體。CAMEL通過CAMEL應用部分(CAP)接入到網(wǎng)絡中，要接入到IMS須通過IM-SSF對CAP和SIP進行轉(zhuǎn)換。OSA SCS充當S-CSCF與OSA應用服務器之間的網(wǎng)關，負責OSA API與ISC接口信令的映射，使IMS能通過SIP方式執(zhí)行一個或多個OSA業(yè)務能力特征(SCF)。SIP應用服務器與ISC接口一樣，都采用SIP，可直接與S-CSCF相連，無需經(jīng)過SCS層。

　　應用服務器(AS)層：提供業(yè)務邏輯，用來支持用戶各種業(yè)務屬性，可位于歸屬網(wǎng)絡或第三方業(yè)務提供商網(wǎng)絡。根據(jù)所支持業(yè)務類型的不同分為以下3種服務器：

a)SIP應用服務器(SIP AS)：完成Internet業(yè)務，在原有的CAMEL和OSA業(yè)務基礎上，UMTS R5增加了SIP AS，使豐富多彩的Internet業(yè)務能直接移植到移動通信網(wǎng)絡中。由于IMS業(yè)務控制(ISC)采用了SIP，故可直接與S-CSCF相連，S-CSCF能以SIP服務器的方式直接調(diào)用這些業(yè)務，減少了信令轉(zhuǎn)換。SIP基于C/S模式，是一種多媒體會話的應用層控制信令，完成雙方或多方多媒體會話的創(chuàng)建、修改和終止等工作，提供IP電話和基于IP的多媒體會話業(yè)務。其業(yè)務邏輯的提供可通過腳本語言、SIP-CGI或API(如Servlet等)編程實現(xiàn)。

b)OSA應用服務器：完成基于OSA API開發(fā)的第三方業(yè)務。UMTS定義了由OSA允許第三方業(yè)務提供商進行新業(yè)務的開發(fā)，由OSA提供的安全API接入UMTS，使用網(wǎng)絡性能，而不再受限于運營商提供的業(yè)務。不同的應用提供商可以通過開放的網(wǎng)絡訪問接口獲得底層網(wǎng)絡的承載能力，并進行應用開發(fā)。

c)CAMEL服務環(huán)境：完成傳統(tǒng)的移動智能網(wǎng)業(yè)務。 {{分頁}}

3、IMS支持的移動業(yè)務

　　基于不同的應用服務器，IMS業(yè)務可分為基于SIP的業(yè)務應用、基于OSA的業(yè)務應用和基于CAMEL的業(yè)務應用3種類型。對于網(wǎng)絡控制層，不管是基于哪種應用服務器，都執(zhí)行相同的接口行為，且IMS業(yè)務系統(tǒng)不是單一的業(yè)務運用平臺，而是運營商未來業(yè)務綜合支撐和推廣的網(wǎng)絡單元，所以在IMS系統(tǒng)中，將這些業(yè)務稱作不同業(yè)務群組或業(yè)務分組會更恰當一些。按照這個模式，將IMS業(yè)務應用分為以下類型：

a)消息類業(yè)務：對用戶來講，此類業(yè)務已經(jīng)非常熟悉，目前也正為運營商帶來良好的收益。IMS的消息類業(yè)務將帶給用戶更多選擇，用戶在使用消息類業(yè)務的同時，可以隨心所欲而且費用低廉地使用其他媒介，比如視頻和聲音等，還可以靈活地選用實時或非實時業(yè)務以溝通信息。

b)多媒體呼叫：話音業(yè)務經(jīng)常被認為是唯一的“殺手應用”，這或許是因為話音業(yè)務是移動通信發(fā)展初期唯一的業(yè)務應用。IMS可能不會帶來新的移動用戶，但是可以給用戶在話音業(yè)務操作和應用上帶來全新體驗。

c)增強型呼叫管理：滿足客戶需求是對運營商的第一要求，但是使客戶更加滿意的是讓用戶自己控制業(yè)務。IMS增強性的呼叫管理可以使用戶之間的溝通更加靈活。其他移動增值業(yè)務的特色可能是為用戶提供更多選擇，但是話音業(yè)務管理服務可以讓用戶自己計劃和實現(xiàn)通信時間和方式。

d)群組業(yè)務：IMS將不同的通信媒介聚合起來，為用戶提供新的業(yè)務體驗，IMS還可以對業(yè)務進行新的開發(fā)和組合。傳統(tǒng)一對一通信方式仍然是主要通信方式，同時IMS突破限制，還可以提供基于群組的通信方式。表面上看僅僅在通信方式發(fā)生了變化，實際上這正是人類實際生活的交流方式在移動通信領域的實現(xiàn)。用戶隨心所欲的選擇通信方式，大大提高了移動通信網(wǎng)絡的利用率，也必然能為運營商的投入帶來巨大的利益回報。

e)信息共享：隨著數(shù)據(jù)業(yè)務的增長和用戶在移動終端上獲取和處理信息的能力提高，信息分享將成為一個非常有價值的業(yè)務應用。常見的郵件攜帶附件的溝通模式可以完成部分信息分享功能，但是在許多情況下顯得不夠靈活。所以實時在線的信息通信應運而生，多個用戶可以實時處理同一個數(shù)據(jù)文件，而無需郵件通知等傳統(tǒng)方式的溝通。

f)在線游戲：游戲在移動終端上的應用已經(jīng)非常普及，但是這種游戲不過是移動終端下載的一個應用程序。IMS可以為用戶提供從單個游戲進入多用戶在線參與的在線娛樂方式，同時用戶還可以采用多種媒體溝通交流。

g)娛樂類：移動終端可以直接與信息資源互聯(lián)，IMS方式可以更好地呈現(xiàn)信息的更新和溝通，并可以隨著用戶需求的增長對信息進行必要的過濾以滿足用戶需求。

h)移動流媒體類業(yè)務：可以直接在終端實現(xiàn)移動電視服務和視頻分享服務等流媒體業(yè)務。

4、結(jié)束語

　　IMS的引進方便了移動多媒體業(yè)務的開展，促進了業(yè)務的多樣化、綜合化和個性化發(fā)展，真正實現(xiàn)了跨終端、跨網(wǎng)絡的端到端多媒體通信，開啟了一個新的電信時代。