下一代互联网络技术发展概述

1、引言

1.1、核心网络演进趋势

网络全IP化、融合组网已逐步成为移动核心网网络发展的主要方向。IP化是核心网演进的必然趋势,核心网从封闭的、基于电路交换的网络向开放的、基于IP技术的统一承载网络转变;

固定和移动多接入融合的语音通信对移动核心网提出了更高要求,引入CM-IMS可以逐步实现固定、移动多种接入的统一控制,其业务、控制、承载完全分离的水平架构有利于灵活、快速的提供各种业务应用,符合固定与移动融合、宽带和窄带融合的趋势,因此,IMS被认为将是下一代核心网络的理想目标架构。

1.2、固网NGN向IMS演进驱动力分析

现有移动核心网存在着固网NGN、移动软交换网络、IMS网络多种网络架构,各网络架构的独立组网和维护管理模式已经越来越不能适应移动与固定融合业务的发展需求,造成一些新固定移动融合业务难以同时在全网推行,不同网络用户之间业务特征难以全面共享,不利于业务的推广,通过固网NGN向IMS演进建立以IMS为统一架构的核心网目标架构有利于提供丰富的固定移动融合类业务及多媒体业务,满足用户随时随地沟通的业务需求,同时也增强运营商的差异化竞争能力;

相对固网和移动网的核心网并存的网络架构,资源难以共享,造成建设成本及运维成本高,通过固网NGN向IMS演进实现基于IMS的核心网统一网络架构,不仅可以减少网络结构的复杂度,也应该可以降低网络的运维成本,同时保护固网NGN已有投资。

综上所述,固网NGN网络与IMS网络的融合是大势所趋,固网NGN向IMS融合演进的主要驱动力主要是多业务的融合,融合既是技术发展的结果,也是业务发展的需求。

2、NGN向IMS演进可行性分析

2.1下一代网络(NGN)概述

根据ITU-T对NGN的定义:“NGN是一个基于分组的网络,它能够提供包括电信业务在内的各种业务并能够利用多种带宽、有QoS支持能力的传送技术;能够为用户提供无限制接入到多个运营商;能够支持普遍的移动性,确保用户的一致性、普遍的业务提供能力。”

NGN的网络架构主要分为四层:业务管理层、网络控制层、核心交换层、边缘接入层。

NGN具有以下特征:

开放的网络架构:将传统TDM交换机的功能模块分离成为独立的网络部件Softswitch和MGW,各个部件可以按相应的功能划分,各自独立发展;

标准的协议接口:统一采用SIP协议进行呼叫会话控制。

业务驱动的网络:通过业务和呼叫完全分离,呼叫控制和承载完全分离,从而实现相对独立的业务体系,使业务独立于网络。

采用统一的IP承载,有利于网络的统一融合。

2.2 IMS概述

IMS(IP Multimedia Subsystem,IP多媒体子系统)最早是由第3代移动通信合作计划(3GPP)R5版本在核心网引入的,IMS是开放的网络架构,提供了基于IP承载的,与接入无关的IP多媒体业务控制能力,它采用SIP作为核心控制协议,并通过SIP进行业务管理,IMS可以使运营商充分利用SIP的优势,更快速更灵活地开发管理各类融合业务。

IMS的网络架构分为接入层、承载层、核心控制层、业务4层。

接入层:包括固定接入( LAN/WLAN/xDSL/xPON 等)和移动PS域接入。

承载层:IMS网络统一承载在IP 网上,用户通过城域网接入,与IP网互通。

核心控制层:IMS网元如上图所示,其逻辑功能实体包括:CSCF(Call Session Control Function,呼叫会话控制功能)、MGCF(Media Gateway Control Function,媒体网关控制功能)、IMS-MGW(IMS Media Gateway,IMS媒体网关)、BGCF(Breakout Gateway Control Function,出口网关控制功能)、MRFC(Multimedia Resource Function Controller,多媒体资源功能控制器)、MRFP(Multimedia Resource Function Processor,多媒体资源功能处理器)、SLF(Subscription Locator Function,签约定位功能)、HSS(Home Subscriber Server,归属用户服务器)等。

业务层:提供业务逻辑控制功能,其逻辑实体为AS(Application Server,应用服务器)。

IMS采用了控制和承载分离、控制和业务分离的开放式网络架构,实现了固定移动的统一控制,迎合未来网络的演进,其主要特点及优势如下:

1、开放的网络结构,有利于网络的融合演进

IMS基于端到端IP网络,采用标准开放接口,网络结构有利于未来新业务和网络的融合。

2、丰富的业务提供能力

打破传统的竖井式业务部署模式,业务与控制完全分离,保证业务提供的一致性,有利于灵活、快速的提供各种业务应用,更利于业务融合。

3、广泛的接入方式

IMS支持多种固定/移动接入方式,原则只要用户可以获得IP连接,无论使用何种接入网均可以接入IMS,支持无缝的移动性和业务连续性,为全业务运营提供了便利。

2.3 固网NGN向IMS演进的的可行性分析

为分析固网NGN向IMS演进的可行性,我们分别从接入能力、业务能力、网络能力三方面分析IMS对固网NGN各项能力的继承性,具体如下表:

因此,从上分析可知,IMS完全继承了固网NGN的各项能力,可以保证固网NGN用户的各项业务完全平滑迁移至IMS网络,同时可以提供与移动网融 合的更多业务体验。从网络的角度来看,固网NGN向IMS融合演进是网络融和发展的总体趋势,IMS的网络结构与NGN有很多相似之处,具体有以下几个方 面:

(1)采用开放的网络结构。固网NGN与IMS都采用了分层的网络结构,NGN实现了承载与控制的分离,IMS进一步发扬了NGN结构中控制与承载 分离的思想,实现了控制和业务的分离。控制层和业务层间采用提供开放的业务接口,所有的业务逻辑都在业务层实现,有利于新业务的快速生成和应用。

(2)基于IP承载,采用统一的SIP标准协议进行呼叫会话控制。从承载层看,NGN和IMS都采用了端到端的全IP架构,SIP作为基于软交换的 NGN网络和IMS的呼叫控制信令协议,具有协议简单,易于扩展的优点,使SIP协议能够支持许多新业务;对不支持业务信令的透明封装,可以继承多种已有 的业务。

(3)IMS具有与接入无关的特性,支持多种固定及移动接入方式,现有固网NGN各种接入方式均可以接入IMS网络,支持无缝的移动性和业务连续性,为全业务运营提供了便利。

综上分析,无论从对固网NGN的业务继承能力还是网络架构的相似性上,使得固网NGN向至IMS网络演进成为可能。