基于IMS的固定语音业务融合解决方案介绍

基于IMS的固定语音业务

融合解决方案中国移动福建公司发展计划部2009.01内容提要IMS试验网组网及呼叫流程IMS的基本概念综述IMS试验网业务能力基于IMS的固话接入方案建议2中国移动福建公司发展计划部我司近期固定语音业务发展思路集团客户市场：固定语音作为集团客户的基本通信需求，是我司向集团客户提供全业务一揽子解决方案不可缺失的一部分，仍需重点发展。并力争结合移动业务优势，采用新技术建设低成本、高起点的网络架构，向客户快速提供差异化的新业务及移动固定融合业务，做到“人有我优”。家庭客户市场：重点关注高档住宅小区和新社区、大学校区，作为有线宽带的附属产品，顺带发展，做到“人有我有”。3中国移动福建公司发展计划部各地市固定语音业务实现方案现状分析方案现状：为客户新建PBX，通过TDM语音专线上行，接入大客户语音接入平台（中兴ZXJ10交换机），再接入铁通PSTN交换机，为客户提供铁通固话号码。基于客户已有PBX，通过TDM语音专线上行，接入大客户语音接入平台（中兴ZXJ10交换机），实现客户拨打移动和长途时的话务分流。依赖PBX和ZXJ10配合智能网实现综合VPMN。存在问题：中兴ZXJ10容量有限，且属于即将淘汰的传统固网交换机，不宜大规模扩容。中兴ZXJ10和铁通现有PSTN交换机都不支持VoIP语音接入，无法支撑固定语音和有线宽带的融合接入，接入端建设成本较高。现有组网架构不利于后续拓展更多的移动、固定语音融合业务。4中国移动福建公司发展计划部我省IMS融合语音业务试验网项目简介为应对全业务市场竞争，做好移动、固定融合语音业务的网络资源准备，经向公司领导汇报后，省公司于2008年10月启动了融合语音业务试验网项目建设。预计2009年春节前完成安装调测，一阶段提供基本的固定语音业务能力，并将组织部分友好客户进行融合业务试用。本次试验网项目的软硬件设备由华为公司提供并负责安装调测，新增设备安装在福州一厂局楼。5中国移动福建公司发展计划部我省IMS融合语音业务试验网逻辑架构本项目在福州集中建设一套基于IMS架构的核心网设备，为全省各市发展固定语音业务提供IP化的核心交换能力。核心网通过MGCF+UMG连接到各市移动关口局，实现与移动网及铁通固网的互通，并经由铁通实现与其它运营商的互通。初期在福州集中建设一对SBC（业务边界控制设备）接入CMNet省网，作为用户终端接入IMS核心网的信令代理和媒体代理。各市用户接入端基于PON的IAD、AG、IP-PBX等设备采用SIP协议、经由IP城域网与省中心的SBC连接。分光器ONU普通话机PCSIP话机双绞线五类线IP城域网移动网OLT其它运营商光纤CMNetSBCIMSCore移动关口局铁通固网铁通关口局6中国移动福建公司发展计划部引入IMS核心网的意义应对全业务竞争，满足各地市发展集团客户固定语音业务的基本需求为用户提供真正的固网码号（租用铁通）实现固定电话所有基本业务。提供固定、移动融合语音业务能力，增强集团客户粘性综合VPMN业务满足用户移动手机与固话短号互拨需求。实现手机固话随意转、同振顺振等附加功能。实现语音IP化接入，降低固话建设成本采用FTTx/PON技术实现宽带数据和窄带语音的融合接入，不再单独建设固定语音接入网，减少铜线布放量。提供更加丰富的多媒体通信业务和多种终端接入能力，提高竞争优势支持SIP硬终端、SIP视频电话、PC软终端等多种终端形式，提供更加丰富的多媒体通信业务和企业融合通信业务。为未来全业务融合目标网络架构奠定基础IMS是业界广泛认可的全业务统一核心网架构，公司总部也已明确为网络演进方向。7中国移动福建公司发展计划部内容提要IMS试验网组网及呼叫流程IMS的基本概念综述IMS试验网业务能力基于IMS的固话接入方案建议8中国移动福建公司发展计划部IMS的基本概念IMS(IPMultimediaSubsystem)提供了基于IP承载的、以SIP为核心控制协议的、与接入无关的IP多媒体业务控制能力。支持多种固定及移动接入方式：移动接入：GSM\WCDMA\CDMA\TD-SCDMA的PS域，以及WiMAX等接入固定接入：LAN、WLAN、XDSL等接入支持IP多媒体业务：会话型业务，如语音和视频会话、多媒体会议、消息、状态呈现、视频共享、动态地址簿等部分非会话型业务，如IPTV、Media、Web与IMS融合业务等9中国移动福建公司发展计划部IMS标准化进展情况3GPP标准的R7版本已经完成，同时R8版本的制定工作也接近尾声TISPAN标准的R1已经完成，后续工作均转移至3GPP为保证标准的一致性，经过各标准化组织之间的协调，在3GPP中统一开展CommonIMS相关的标准化工作国际方面CCSA的IMS系列行业标准已基本冻结，如《统一IMS的需求（第一阶段）》、《统一IMS的功能体系架构（第一阶段）》、《统一IMS组网安全要求》等国内方面IMS最早由3GPP提出，为在移动通信网络上提供多媒体业务，后被业界广泛认同，逐渐扩展为适用于固定宽带、cable等多种接入方式的统一核心控制网络10中国移动福建公司发展计划部IMS在软交换的基础上进一步实现业务与控制的分离从交换机到软交换是核心网的“Revolution”，实现了控制与承载的分离传统交换机呼叫控制基本话音及补充业务媒体服务器信令和媒体网关软交换呼叫控制基本话音及补充业务媒体服务器信令和媒体网关IMS是软交换的下一跳，是核心网的“Evolution”，进一步实现了业务与控制的分离CSCF呼叫控制基本话音及补充业务媒体服务器信令和媒体网关软交换呼叫控制基本话音及补充业务媒体服务器信令和媒体网关多媒体业务服务器IMS“Evolution”“Revolution”模块化系统架构:根据需要灵活组网，模块间基于标准接口，保证多系统间的互通互操作接入无关性:IMS支持多种固定、移动接入方式，支持无缝的移动性和业务连续性业务提供能力:业务与控制分离，有利于灵活、快速的提供业务，实现开放的业务提供模式归属网络控制:呼叫控制和业务控制由归属网络提供，保证业务提供的一致性端到端IP化:从终端到网络实体、从控制面到用户面，全部基于IPQoS与计费:完善的QoS和计费策略控制机制11中国移动福建公司发展计划部IMS逻辑实体的功能用户数据管理、认证鉴权HSS会话控制和路由P-CSCFS-CSCFI-CSCFMRFCMRFP媒体资源（MRF）互通功能MGCFBGCFMGW业务控制AS12中国移动福建公司发展计划部会话控制和路由P-CSCF（代理会话控制）的功能IMS终端接入IMS的接入点提供Gm接口上的SIP压缩和完整性保护将终端的请求路由到正确的I-CSCF或者S-CSCFI-CSCF（查询会话控制）的功能为IMS终端选择S-CSCF网络拓扑隐藏S-CSCF（业务会话控制）的功能IMS用户注册认证会话路由出话：路由至被叫所在IMS域入话：路由至被叫所在P-CSCF业务触发HSSS-CSCFP-CSCFS-CSCFS-CSCFI-CSCF13中国移动福建公司发展计划部用户数据管理HSS的功能记录每个IMS用户的用户信息和业务数据：用户信息：用户号码、地址信息；用于认证和授权的安全信息；支持用户注册、记录不同系统间的位置信息；用户特征数据。业务数据：业务触发规则和业务触发逻辑，采用XML语言描述。增加HSS和其它IMS实体的在IP传输网上的基于Diameter协议的接口：Cx、Si、ShHSSCentralizedDatabasesAAA,Profiles,…14中国移动福建公司发展计划部媒体资源管理MRF（媒体资源功能）的功能包括MRFC和MRFP两部分，提供三种主要的功能：铃音与录音通知的播放会议的媒体流处理编解码转换DTMF信号处理AccessNetworkUserEquipment(UE)IMSAppIMSAppIMSAppMRFCMRFPS-CSCFMRFPMRFP15中国移动福建公司发展计划部互通功能BGCF的功能将到CS用户的会话路由到正确的CS域在同一个PLMN网络中时，选择从哪个MGCF呼叫到PSTN网络。如果呼叫到其他PLMN网络的PSTN网络时，选择到那个PLMN域的BGCFMGCF&IM-MGW的功能实现与CS域互通时信令与承载的转换MGCFTDMPBXAnalogEndpointPSTNMediaGatewaySS7MGCSGBGCFS-CSCFI-CSCFSIPH.248ISUP16中国移动福建公司发展计划部业务控制AS（应用服务器）的功能处理S-CSCF触发的业务请求业务逻辑控制ParlayApplicationSIPApplicationParlayGateway(OSASCS)ServiceBroker(SCIM)S-CSCFXMLsFCSIPIncomingMessagesFilterCriteriaHSSOriginatingorTerminatingFiltersInitialFilterCriteria(iFC)DownloadatRegistrationSIPOutgoingMessagesSPTFApplicationServerApplicationServerApplicationServerFFS-CSCFSIPSIPSIPXMLiFCSubsequentFilterCriteria(sFC)DynamicupdateRouting17中国移动福建公司发展计划部注册流程P-CSCFHSSDNSENUMI-CSCFS-CSCFVisitedorHomeNetworkHomeNetworkSIPCxSIPASASASCxShISCBackbonePacketNetworkAccess1IMS用户发出注册请求消息12P-CSCF通过DNS得到用户归属网的I-CSCF23P-CSCF把注册消息转到I-CSCF34I-CSCF查询HSS，为用户选择一个S-CSCF45I-CSCF将消息转到S-CSCF566S-CSCF从HSS得到用户的认证信息S-CSCF通知用户重新认证7788用户重新发起注册（1－5步）9认证通过，S-CSCF通知HSS910S-CSCF从HSS下载用户数据和iFC1011S-CSCF通知AS进行第三方注册1112AS从HSS得到用户数据（可选）1213P-CSCF向S-CSCF订阅注册事件通知1314用户向S-CSCF订阅注册事件通知1418中国移动福建公司发展计划部同一IMS域内基本会话流程CallingandCalledPartyHomeNetworkHSSI-CSCFDNSAccessAccessP-CSCFBackbonePacketNetworkS-CSCFControlBearerSIPSIPDiameter用户发起会话请求，消息到达S-CSCF11S-CSCF从HSS下载用户数据（可选）2233S-CSCF触发业务，AS进行业务逻辑控制S-CSCF通过DNS得到被叫所在IMS域的I-CSCF44I-CSCF通过HSS查询得到被叫用户注册的S-CSCF55S-CSCF从HSS得到被叫用户的用户数据6677S-CSCF触发业务，AS进行业务逻辑控制RTPStreamRTPStream会话请求被路由到被叫用户88双方进行资源协商和预留99对被叫振铃1010被叫用户应答，会话建立1111AS19中国移动福建公司发展计划部不同IMS域之间的基本会话流程ControlBearerCalledPartyVisitedNetworkCalledPartyHomeNetworkCallingPartyHomeNetworkCallingPartyVisitedNetworkP-CSCFHSSS-CSCFSIPSIPDiameterP-CSCFASHSSS-CSCFSIPASSIPDiameterI-CSCFDiameterDNSBackbonePacketNetworkAccessBackbonePacketNetworkAccess用户发起会话请求，消息到达S-CSCF11S-CSCF从HSS下载用户数据（可选）2233S-CSCF触发业务，AS进行业务逻辑控制S-CSCF通过DNS得到被叫所在IMS域的I-CSCF44I-CSCF通过HSS查询得到被叫用户注册的S-CSCF55S-CSCF从HSS得到被叫用户的用户数据6677S-CSCF触发业务，AS进行业务逻辑控制会话请求被路由到被叫用户88双方进行资源协商和预留99RTPStream对被叫振铃1010被叫用户应答，会话建立111120中国移动福建公司发展计划部IMS中的接口协议SIP3GPP定义，在IETF定义（RFC3261）基础上的修改用于呼叫的路由和接续；H.248ITU-T定义用于MGCF对媒体网关进行承载控制Diameter用于用户数据的查询及同步，策略控制21中国移动福建公司发展计划部用户码号个人客户集团客户

私有用户标识：唯一标识用户身份，用于认证注册,由中国移动分配，用户不可见格式：用户名@ims.归属地.（建议采用随机码）公有用户标识：用于会话路由，可存在多个。SIP标识和Tel标识至少各分配一个SIP标识：“用户名@ims.归属地.chinamobile.com”，TEL标识：IMS用户使用新号段，固定用户建议采用固定号码格式；移动用户建议采用MSISDN号码私有用户标识：唯一标识用户身份，用于认证注册,用户不可见格式：用户名@ims.归属地.

（建议采用随机码）公有用户标识：用于会话路由，可存在多个。SIP标识和Tel标识至少各分配一个SIP标识：“用户名@企业名或“用户名@ims.归属地.企业名”TEL标识：IMS集团用户使用新号段，固定用户建议采用固定号码格式；移动用户建议采用MSISDN号码家庭客户私有用户标识：唯一标识用户身份，用于认证注册,用户不可见格式：用户名@ims.归属地.

（建议采用随机码）公有用户标识：用于会话路由，可存在多个。考虑家庭用户输入码号方便，SIP标识和Tel标识各分配一个。SIP标识：“用户名@ims.归属地.”TEL标识：IMS固定用户使用新号段，新号段建议采用固定号码格式或移动MSISDN。22中国移动福建公司发展计划部CM-IMS增强了对家庭、企业接入以及多媒体业务的支持,完善企业网络接入解决方案优化了IMS过于复杂的系统,减少接口数量，简化网络结构增加了适合中国移动的业务特征,如融合VPMN、融合一号通等解决了国际标准中未解决的大量关键技术问题,如统一域名、IMS与CS用户共号码等

CM-IMS是中国移动在3GPPIMS标准的基础上，创新性提出的下一代网络架构CM-IMS研究过程中，向国际国内标准化组织提交了多项标准，而且拥有大量的自有知识产权在实验室组织多厂家单系统、兼容性测试，促进了厂家产品成熟中国移动综合信息网及山西CM-IMS试验试点充分验证了CM-IMS系统的业务提供能力基本完成CM-IMS相关的设备、接口、业务规范，技术储备较为充分CM-IMS的概念23中国移动福建公司发展计划部IMS网络架构特点IMS适应了网络架构的需求ServiceNetworkCABLECDMA2G/3GPSTNBroadBandWLAN,WiMaxAccessNetworkCoreNetwork统一的核心网业务多种多样新业务开发快速，部署方便移动固定融合多种接入基于IP标准、开放、松耦合接口业务之间可组合、调用支持电信和互联网融合Internet电信业务统一的会话控制统一的用户数据中心资源管理中心与控制分离的媒体中心需求架构特点24中国移动福建公司发展计划部总结：IMS是更软的软交换业务路由承载业务路由承载业务路由承载软交换IMS传统交换机开放的网络构架体系将传统交换机的功能模块分离成为独立的网络部件，各个部件可以按相应的功能划分各自独立发展部件化使得原有的电信网络逐步走向开放，运营商可以根据业务的需要自由组合各部分的功能产品来组建网络；部件间协议接口的标准化可以实现各种异构网的互通分离的目标是使业务真正独立于网络，灵活有效的实现业务的提供。用户可以自行配置和定义自己的业务特征，不必关心承载业务的网络形式以及终端类型，使得业务和应用的提供有较大的灵活。基于分组的网络IP技术“粘合”了不同接入网络25中国移动福建公司发展计划部内容提要IMS试验网组网及呼叫流程IMS的基本概念综述IMS试验网业务能力基于IMS的固话接入方案建议26中国移动福建公司发展计划部IMS试验网总体结构27中国移动福建公司发展计划部IMS试验网核心节点组网图28中国移动福建公司发展计划部IMS试验网路由组织方案29中国移动福建公司发展计划部IMS（主叫）典型呼叫场景一：

IMS用户间呼叫IMS网内呼叫，对现网没有任何路由数据调整。30中国移动福建公司发展计划部IMS（主叫）典型呼叫场景二：

IMS用户呼叫省内移动I、呼叫直接路由到地市GMSC，要求MGCF上配置福建各地市的移动号段，根据号段路由呼叫到相应的地市GMSC。后继移动号段有变换，MGCF上字冠数据也要相应做调整。II、呼叫路由到GMSC后，由GMSC查询漫游号码，并落地呼叫到被叫VMSC。31中国移动福建公司发展计划部IMS（主叫）典型呼叫场景三：

IMS用户呼叫省内网外移动MGCF上配置省内网外移动用户号段，根据网外移动号段路由呼叫到被叫归属地市的GMSC，同时在被叫号码前加特殊前缀。II、GMSC根据特殊前缀将呼叫路由到本地铁通关口局，并删除特殊前缀。III、铁通关口局根据现网的路由数据将呼叫路由到网外移动关口局。32中国移动福建公司发展计划部IMS（主叫）典型呼叫场景四：

IMS用户呼叫省内网外固话I、MGCF根据地市区号将呼叫路由到被叫地市GMSC，同时在被叫号码前加特殊前缀。II、GMSC根据特殊前缀将呼叫路由到本地铁通关口局，并删除特殊前缀。III、铁通关口局根据现网的路由数据将呼叫路由到网外固定关口局。33中国移动福建公司发展计划部IMS（主叫）典型呼叫场景五：

IMS用户呼叫省外移动到省外移动的呼叫需要上长途局，为了降低路由配置的复杂度，出省呼叫统一走福州和厦门的GMSC上长途局。I、MGCF上对移动网号配置路由数据，呼叫负荷分担到福州和厦门两地的四个GMSC。（这里是以移动网号为字冠做路由数据，即134～139，150、158～159，以及后继的18X字冠，默认路由到福州或厦门GMSC。II、GM