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中兴通讯IMS固移融合方案助力运营商实现VoLTE
通信世界周刊
作者:吕严       2016年5月19日 11:29
IMS VoLTE 中兴

通信世界网消息(CWW) 4G网络的大规模建设以及终端的迅猛发展,加上OTT分流语音业务的威胁,促使VoLTE成为运营商4G时代语音业务的必然选择。当前国内运营商VoLTE网络开始陆续部署,整个产业链的发展已经成熟。对于既有固网又有移动网络的全业务运营商来说,如何快速部署一张安全、稳定、可持续发展的核心网,以满足市场长期竞争和电信业务发展的需要,是当前网络建设面临的重要挑战。

全业务运营商固移融合需求

IMS(IP多媒体子系统)是IP多媒体业务进行控制的网络核心层逻辑功能实体的总称,它能够满足终端客户更新颖、更多样化多媒体业务的需求。IMS的架构具有接入无关性、标准化的语音和业务控制能力等特点。终端用户可以通过不同的方式(例如LTE和FTTx等)接入IMS核心网,享受相同应用服务器提供的业务,带来无差别的业务体验。IMS被认为是下一代网络的核心技术,也是解决移动与固网融合难题,以及引入语音、数据、视频三重融合等差异化业务的重要方式。基于IMS方式在LTE网络上实现高质量语音业务,是VoLTE的最终目标。

随着4G网络的全面建设发展,移动运营商现网的全部2G/3G用户都将逐渐发展为4G用户,VoLTEIMS是为4G用户提供语音和多媒体业务的最佳网络,这些业务仍是4G时代运营商最稳定的收入来源,VoLTEIMS网络必将成为未来4G的基础语音网络。对于基础网络建设,运营商需在网络规划初期考虑用户长期发展需求,尽量减少网络后期分拆合并等大调整,保证网络的稳定和可靠。同时,网络部署应着眼于全网,统一规划、统一部署、统一演进是网络长期发展与演进的基础。运营商应在现网的固网IMS上改造支持VoLTE业务,通过快速部署VoLTE业务网元,形成一张融合的IMS核心网,提升市场竞争力。

固移融合IMS解决方案

全业务运营商先期部署的IMS用于接入固网用户,建设方案是按地域部署多个IMS网络,每个IMS网络之间直接互通,网络成扁平化的结构。每个IMS网络的核心网设备包括SBC、P-CSCF、I/S-CSCF、MMTEL AS、SIP AS、IMS HSS和ENUM/DNS等网元,网元容灾部署为1+1互备方式。SBC、P-CSCF是接入侧网元,是用户接入IMS网络的入口;I-CSCF是IMS网络互通的入口,作用是隐藏IMS网络,并且在用户注册时为其选择服务的S-CSCF,另外在呼叫流程中查询HSS找到被叫服务的S-CSCF;S-CSCF的作用是控制用户鉴权、业务触发和呼叫路由;MMTEL AS实现用户的补充业务;SIP AS实现其他多媒体业务。IMS网络接入的固网用户包括SIP PHONE、PC Client、IAD和PON等终端类型。

IMS网络接入固网用户时网络架构如图1所示。

VoLTE是以LTE/EPC为接入、IMS为控制的语音解决方案。VoLTE用户和固网用户在功能上有些区别,例如eSRVCC,被叫域选侧及VoLTE用户业务体验要与2G/3G用户保持一致等,因此需要引入新的网元VoLTE AS,VoLTE SBC和三融合HSS等实现VoLTE用户的这些特有业务。VoLTE AS包括MMTEL AS和SCC AS逻辑网元,实现VoLTE用户的补充业务、eSRVCC和被叫域选择功能。VoLTE SBC包含SBC、P-CSCF、ATCF和ATGW四个逻辑网元的设备,实现VoLTE用户的接入和eSRVCC功能。

VoLTE IMS网络网元的部署方式与原固网IMS网络的不同,其中I/S-CSCF网元融合后要求采用POOL部署方式。新增网元VoLTE AS、VoLTE SBC按POOL方式部署;三融合HSS是EPC HSS升级支持IMS HSS功能,仍按照现网的分布式部署方式。现网IMS的其他设备MMTEL AS、SIP AS、HSS、ENUM/DNS和MGCF/MGW保持现有的模式。

固移融合后的IMS网络架构如图2所示。

固移用户融合后的IMS网络同时为移动和固网用户提供业务,移动用户在LTE网络覆盖下,首先附着到EPC网络,从EPC网络得到IMS网络入口VoLTE SBC(P-CSCF)的地址,然后发起到IMS网络的注册流程,完成注册后就可以使用IMS网络提供的业务。固网用户在终端上配置SBC的域名,终端上网时从公网DNS获得SBC的IP地址,接着发起到IMS网络的注册流程,完成注册后可以由IMS提供业务。

CS域的移动用户逐步演进成VoLTE用户,在这个演进过程中, IMS网络的固网、VoLTE用户和CS域移动用户之间的呼叫路由有以下几种场景。

IMS固网用户和VoLTE用户之间的呼叫:主、被叫业务和路由都直接在IMS网络内部完成。

IMS的固网用户、VoLTE用户呼叫CS域移动用户:IMS的固网用户、VoLTE用户在IMS网络完成业务处理,由互通网元MGCF/MGW出域到CS网络接续被叫用户。

CS域移动用户呼叫IMS的固网用户、VoLTE用户:CS网络将呼叫路由至互通网元MGCF/MGW,IMS网络完成被叫用户的业务触发,再接续被叫用户。

CS域用户最终都将升级为VoLTE用户,整个通信网络演进为全IP、扁平化、单一的IMS,固定和移动用户都是IMS网络的用户,所有的呼叫和业务实现都在IMS网络内部完成,实现固移用户融合、统一的控制。

IMS固移融合方案亮点

IMS固移融合方案是网络演进的趋势和方向,有多个优势。

IMS网络与接入方式无关,网络架构扁平化。IMS网络支持各种终端通过IP方式接入,整个网络不用分为多层,成扁平化结构。

开放、标准的架构,易于快速部署各种多媒体业务。IMS网络的网元间定义了标准的接口,控制层和业务层分离,在业务层增加新业务,只需和控制层对接,不会影响控制层的正常运行,引入新业务非常便捷。

固网与移动融合为新业务提供了更多的应用场景。IMS为固移用户同时服务,提供统一的控制和业务,增加了新业务使用的场景。

资源控制机制避免了竖井式的架构。固移融合IMS打破了固网、移动网各自竖井式的营账、业务层、控制层和接入层结构,实现资源共享。

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