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传统软交换网络向IMS的演进浅谈 范喜亮　王芙蓉　王非 2007/06/01 　　目前，国内外针对下一代网络(NGN)的研究已经向业务需求、体系架构、IPQoS、控制和信令要求、网络功能和网络安全等方面渗透。在体系架构上，IMS成为业界讨论的焦点，通信设备制造商、电信运营商对IMS表现出极大的热情，很多标准组织将IMS架构作为下一代网络融合的核心，IMS的各种相关协议也在不断制定完善。 1、软交换 　　软交换是电路交换网向分组网演进的核心设备，提供现有电路交换所能提供的所有业务以及多样化的第三方业务。但其发展过程中并没有一个严谨的定义和体系架构标准，在用户漫游管理、路由计划、多媒体业务的体系架构支持、业务管理、业务触发等方面存在不足，相比之下，IMS体系架构可以进一步推动网络向IP化、移动性、多媒体化和个性化方向发展。 图1　软交换功能结构示意图 2、IMS 　　IMS是3GPP R5提出的提供IP多媒体业务的子系统，图2为体系结构。 图2　IMS体系结构示意图 　　一般IMS分为三层，应用层支持各类应用服务器，负责为用户提供增值业务和第三方业务。会话及呼叫控制层负责管理呼叫或会话设置，其中呼叫会话控制模块CSCF完成呼叫网关功能、呼叫业务触发功能和路由选择功能，将SIP信令消息正确地转发到应用服务器。归属用户服务器HSS用于维护每个终端用户独有的业务属性，包括IP地址、漫游信息、好友列表、呼叫业务定制信息及语音邮件设置等。HSS是全网可用资源。媒体资源功能MRF包括MRFP和MRFC，负责提供及控制媒体流资源，如播放通知音、媒体流的混合、编解码等。媒体网关控制MGCF负责PSTN承载与IP流之间的连接，根据被叫号码和来话情况选择CSCF，并完成PSTN与IMS之间的呼叫控制协议转换，如将从CSCF接收到的SIP消息转换为MEGACO或ISUP消息，并通过IP发送到信令网关SGW。出口网关控制功能BGCF主要实现呼叫路由功能，为呼叫选择适当的PSTN接口点，若发现该接口点与自己在同一网络，则选择本网络的MGCF与PSTN交互，若发现接口点在另一网络时，BGCF将会话信令转发给另一网络相应的BGCF。一个IMS可以包含一个或多个CSCF、HSS、MGCF等功能模块。传送及接入层承载各种类型之间的转换，完成与传统PSTN/PLMN间的互通等功能，包括各类有线接入、无线接入、互联互通网关等设备。 　　IMS通过上述三层架构，将业务和控制分离出来，业务可在无线及有线环境下使用。 3、IMS相对于软交换的发展优势 　　IMS和软交换的最大相同点都体现了NGN中业务驱动的理念，提供开放灵活的业务体系架构。IMS符合NGN把呼叫控制与承载分离的要求，是软交换的延伸。图3为IMS和软交换的比较图。 图3　软交换和IMS的比较 IMS具有的优势：(1)在业务提供上实现了更加彻底的分离，传统软交换虽然将大部分增值业务分离出来放到了业务层，但其自身仍然保留了一些补充业务。IMS将保留的业务放在了业务层的应用服务器中，做到了呼叫控制和业务的分离。IMS也实现了会话呼叫控制与媒体网关控制的分离。传统软交换提供了基于SIP的会话呼叫控制和基于H.248/MEGACO/MGCP的媒体网关控制的功能，IMS将这两者分离，基于SIP的会话呼叫控制由CSCF提供，完成整个网络的信令路由和呼叫控制；基于H.248/MEGACO/MGCP的媒体网关控制由MGCF提供，存在于IMS网络与传统网络互通的边界点上。(2)协议更简化实用。IMS主要采用SIP协议，信令信息是基于文本的，较H.323协议简单灵活、扩展性好，且基于Internet标准，在语音、数据业务结合和互通方面具有优势，网络兼容性也强，能跨越媒体和设备实现呼叫控制，支持媒体格式，可动态增删媒体流，容易实现不同网络间的互连互通以及实现更加丰富的业务特性。SIP与RTP/RTCP、SDP、RTSP、RADIUS等协议配合，完成IMS中的会话建立及媒体协商。一旦建立会话，媒体流将使用RTP协议在承载层中直接传送，灵活地交互多种媒体。除此以外，HSS和CSCF之间的Diameter系列协议是新一代的AAA技术，具有强大的可扩展性和安全保证。(3)对多种接入方式的兼容。支持多种接入类型，如GSM、GPRS、3G、POTS、固定宽带接入和WLAN等，是业界普遍认同的解决移动和固定网络融合的理想方案和发展方向。无论用户采用有线或无线接入网络，IMS不负责用户终端到网络的数据通道的建立，该工作由接入网络完成，IMS只负责在用户的数据通道建立后通过SIP协议完成主被叫双方底层数据通道的接续，从而实现各种媒体形式的呼叫通信及相关的多种多媒体业务，最大限度提供给用户移动性和利用IMS的业