基于IP多媒體子系統的移動業務

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

關鍵詞　IP多媒體子系統　應用服務器　IMS業務

　　IP多媒體子系統(IMS)是3GPP在R5版本中提出的支持IP多媒體業務的子系統，其核心特點是采用會話初始化協議(SIP)和獨立于承載。目前，IMS支持2G、3G和WLAN三種接入方式。在網絡融合的發展趨勢下，3GPP、ETSI和ITU-T都在研究基于IMS的網絡融合方案，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，實現固定網絡和移動網絡的融合。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業務直接移植到移動通信網絡中，同時也方便新業務的開發，能降低運營成本，促進業務快速發展。

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，通過分組交換網絡傳輸話音、視頻、數據和多媒體業務。

b)實現了移動網、電信網和互聯網的業務融合，可無縫集成于無線網絡和固網中，最大限度地實現全球統一的無縫漫游。

c)業務與網絡分離，并提出一個開放的可編程環境，方便運營商和業務提供商根據市場需求快速開發業務。

d)基于SIP協議的分組網絡體系結構能方便地實現各種異結構的互通。

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

2、IMS的業務體系架構分析

2.1　IMS業務結構與傳統業務結構的差異

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

2.2　IMS的業務架構

　　IMS的業務架構采用業務層與控制層分離的原則，并提供開放接口，允許第三方業務提供商為網絡提供服務。IMS的業務架構分為業務控制層、業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的業務架構

　　業務控制層：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，并根據其過濾規則選擇相應的服務器類型，提供各種增值業務。S-CSCF使用統一的IMS業務控制(ISC)接口與各種業務平臺相連接，ISC的引入降低了S-CSCF的復雜度，使不同業務應用服務器都能執行相同的接口行為，接入到IMS中，為IMS提供業務。

　　業務能力服務器層：由于S-CSCF和ISC采用SIP協議，而無論是傳統移動網絡增強邏輯的客戶化應用(CAMEL)業務環境還是開放業務體系(OSA)API都不支持SIP，所以需要引入業務能力層作為中間過渡層。業務能力層有多媒體域業務交換功能(IM-SSF)和OSA業務能力服務器(SCS)2個功能實體。CAMEL通過CAMEL應用部分(CAP)接入到網絡中，要接入到IMS須通過IM-SSF對CAP和SIP進行轉換。OSA SCS充當S-CSCF與OSA應用服務器之間的網關，負責OSA API與ISC接口信令的映射，使IMS能通過SIP方式執行一個或多個OSA業務能力特征(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，無需經過SCS層。

　　應用服務器(AS)層：提供業務邏輯，用來支持用戶各種業務屬性，可位于歸屬網絡或第三方業務提供商網絡。根據所支持業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業務，在原有的CAMEL和OSA業務基礎上，UMTS R5增加了SIP AS，使豐富多彩的Internet業務能直接移植到移動通信網絡中。由于IMS業務控制(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用這些業務，減少了信令轉換。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的多媒體會話業務。其業務邏輯的提供可通過腳本語言、SIP-CGI或API(如Servlet等)編程實現。

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

c)CAMEL服務環境：完成傳統的移動智能網業務。 {{分頁}}

3、IMS支持的移動業務

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

a)消息類業務：對用戶來講，此類業務已經非常熟悉，目前也正為運營商帶來良好的收益。IMS的消息類業務將帶給用戶更多選擇，用戶在使用消息類業務的同時，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務以溝通信息。

b)多媒體呼叫：話音業務經常被認為是唯一的“殺手應用”，這或許是因為話音業務是移動通信發展初期唯一的業務應用。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。其他移動增值業務的特色可能是為用戶提供更多選擇，但是話音業務管理服務可以讓用戶自己計劃和實現通信時間和方式。

d)群組業務：IMS將不同的通信媒介聚合起來，為用戶提供新的業務體驗，IMS還可以對業務進行新的開發和組合。傳統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。用戶隨心所欲的選擇通信方式，大大提高了移動通信網絡的利用率，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：隨著數據業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據文件，而無需郵件通知等傳統方式的溝通。

f)在線游戲：游戲在移動終端上的應用已經非常普及，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，IMS方式可以更好地呈現信息的更新和溝通，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)移動流媒體類業務：可以直接在終端實現移動電視服務和視頻分享服務等流媒體業務。

4、結束語

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