基于IP多媒体子系统的移动业务
摘要 IP多媒体子系统的引进为各种网络的业务融合提供了一个通用平台，它采用开放接口模式，促进了业务的多样化、综合化和个性化发展，开启了移动网络与因特网业务融合的时代。文章介绍了IP多媒体子系统(IMS)的特征，分析了其业务体系架构，重点阐述了IMS支持的典型业务。
IP多媒体子系统(IMS)是3GPP在R5版本中提出的支持IP多媒体业务的子系统，其核心特点是采用会话初始化协议(SIP)和独立于承载。目前，IMS支持2G、3G和WLAN三种接入方式。在网络融合的发展趋势下，3GPP、ETSI和ITU-T都在研究基于IMS的网络融合方案，目的是使IMS成为基于IMS会话的通用平台，同时支持固定和移动等多种接入方式，实现固定网络和移动网络的融合。IMS给人们带来的直接好处是能提供端到端的多媒体通信，将丰富多彩的Internet业务直接移植到移动通信网络中，同时也方便新业务的开发，能降低运营成本，促进业务快速发展。
1、IMS的主要特征
a)控制功能/承载能力、呼叫/会晤、应用/服务分离，通过分组交换网络传输话音、视频、数据和多媒体业务。
b)实现了移动网、电信网和互联网的业务融合，可无缝集成于无线网络和固网中，最大限度地实现全球统一的无缝漫游。
c)业务与网络分离，并提出一个开放的可编程环境，方便运营商和业务提供商根据市场需求快速开发业务。
d)基于SIP协议的分组网络体系结构能方便地实现各种异结构的互通。
e)具有通用移动性，即终端移动性、用户移动性和业务移动性。终端移动性表示终端移动时用户仍能使用业务，用户移动性表示用户可以在任意终端使用业务，业务移动性表示用户可在任何地点任何终端使用移动业务。
2、IMS的业务体系架构分析
2.1 IMS业务结构与传统业务结构的差异
传统网络业务采用垂直的开发模式，与下层网络关系紧密，不同业务分别进行业务接入、网络搭建、业务控制和业务应用开发，甚至包括业务计费等主要的网络单元也必须建立独立的运营系统。开发新业务十分复杂，必须熟悉其承载网络情况，不利于第三方提供商的业务开展。IMS采用水平业务提供方式，将呼叫控制与业务应用水平展开，业务与下层网络耦合松散。网络层、控制层和业务应用分工清晰，第三方提供商无需了解其下层网络情况，只需具备应用编程接口(API)和SIP知识就能提供服务。
2.2 IMS的业务架构
IMS的业务架构采用业务层与控制层分离的原则，并提供开放接口，允许第三方业务提供商为网络提供服务。IMS的业务架构分为业务控制层、业务能力服务器层和应用服务器(AS)层3层(见图1)。{{分页}}
图1 IMS的业务架构
业务控制层：提供服务呼叫会话控制功能(S-CSCF)。S-CSCF是呼叫和会话控制器，它通过Cx接口从归属用户服务器(HSS)下载用户服务配置信息，并根据其过滤规则选择相应的服务器类型，提供各种增值业务。S-CSCF使用统一的IMS业务控制(ISC)接口与各种业务平台相连接，ISC的引入降低了S-CSCF的复杂度，使不同业务应用服务器都能执行相同的接口行为，接入到IMS中，为IMS提供业务。
业务能力服务器层：由于S-CSCF和ISC采用SIP协议，而无论是传统移动网络增强逻辑的客户化应用(CAMEL)业务环境还是开放业务体系(OSA)API都不支持SIP，所以需要引入业务能力层作为中间过渡层。业务能力层有多媒体域业务交换功能(IM-SSF)和OSA业务能力服务器(SCS)2个功能实体。CAMEL通过CAMEL应用部分(CAP)接入到网络中，要接入到IMS须通过IM-SSF对CAP和SIP进行转换。OSA SCS充当S-CSCF与OSA应用服务器之间的网关，负责OSA API与ISC接口信令的映射，使IMS能通过SIP方式执行一个或多个OSA业务能力特征(SCF)。SIP应用服务器与ISC接口一样，都采用SIP，可直接与S-CSCF相连，无需经过SCS层。
应用服务器(AS)层：提供业务逻辑，用来支持用户各种业务属性，可位于归属网络或第三方业务提供商网络。根据所支持业务类型的不同分为以下3种服务器：
a)SIP应用服务器(SIP AS)：完成Internet业务，在原有的CAMEL和OSA业务基础上，UMTS R5增加了SIP AS，使丰富多彩的Internet业务能直接移植到移动通信网络中。由于IMS业务控制(ISC)采用了SIP，故可直接与S-CSCF相连，S-CSCF能以SIP服务器的方式直接调用这些业务，减少了信令转换。SIP基于C/S模式，是一种多媒体会话的应用层控制信令，完成双方或多方多媒体会话的创建、修改和终止等工作，提供IP电话和基于IP的多媒体会话业务。其业务逻辑的提供可通过脚本语言、SIP-CGI或API(如Servlet等)编程实现。
b)OSA应用服务器：完成基于OSA API开发的第三方业务。UMTS定义了由OSA允许第三方业务提供商进行新业务的开发，由OSA提供的安全API接入UMTS，使用网络性能，而不再受限于运营商提供的业务。不同的应用提供商可以通过开放的网络访问接口获得底层网络的承载能力，并进行应用开发。
c)CAMEL服务环境：完成传统的移动智能网业务。 {{分页}}
3、IMS支持的移动业务
基于不同的应用服务器，IMS业务可分为基于SIP的业务应用、基于OSA的业务应用和基于CAMEL的业务应用3种类型。对于网络控制层，不管是基于哪种应用服务器，都执行相同的接口行为，且IMS业务系统不是单一的业务运用平台，而是运营商未来业务综合支撑和推广的网络单元，所以在IMS系统中，将这些业务称作不同业务群组或业务分组会更恰当一些。按照这个模式，将IMS业务应用分为以下类型：
a)消息类业务：对用户来讲，此类业务已经非常熟悉，目前也正为运营商带来良好的收益。IMS的消息类业务将带给用户更多选择，用户在使用消息类业务的同时，可以随心所欲而且费用低廉地使用其他媒介，比如视频和声音等，还可以灵活地选用实时或非实时业务以沟通信息。
b)多媒体呼叫：话音业务经常被认为是唯一的“杀手应用”，这或许是因为话音业务是移动通信发展初期唯一的业务应用。IMS可能不会带来新的移动用户，但是可以给用户在话音业务操作和应用上带来全新体验。
c)增强型呼叫管理：满足客户需求是对运营商的第一要求，但是使客户更加满意的是让用户自己控制业务。IMS增强性的呼叫管理可以使用户之间的沟通更加灵活。其他移动增值业务的特色可能是为用户提供更多选择，但是话音业务管理服务可以让用户自己计划和实现通信时间和方式。
d)群组业务：IMS将不同的通信媒介聚合起来，为用户提供新的业务体验，IMS还可以对业务进行新的开发和组合。传统一对一通信方式仍然是主要通信方式，同时IMS突破限制，还可以提供基于群组的通信方式。表面上看仅仅在通信方式发生了变化，实际上这正是人类实际生活的交流方式在移动通信领域的实现。用户随心所欲的选择通信方式，大大提高了移动通信网络的利用率，也必然能为运营商的投入带来巨大的利益回报。
e)信息共享：随着数据业务的增长和用户在移动终端上获取和处理信息的能力提高，信息分享将成为一个非常有价值的业务应用。常见的邮件携带附件的沟通模式可以完成部分信息分享功能，但是在许多情况下显得不够灵活。所以实时在线的信息通信应运而生，多个用户可以实时处理同一个数据文件，而无需邮件通知等传统方式的沟通。
f)在线游戏：游戏在移动终端上的应用已经非常普及，但是这种游戏不过是移动终端下载的一个应用程序。IMS可以为用户提供从单个游戏进入多用户在线参与的在线娱乐方式，同时用户还可以采用多种媒体沟通交流。
g)娱乐类：移动终端可以直接与信息资源互联，IMS方式可以更好地呈现信息的更新和沟通，并可以随着用户需求的增长对信息进行必要的过滤以满足用户需求。
h)移动流媒体类业务：可以直接在终端实现移动电视服务和视频分享服务等流媒体业务。
4、结束语
IMS的引进方便了移动多媒体业务的开展，促进了业务的多样化、综合化和个性化发展，真正实现了跨终端、跨网络的端到端多媒体通信，开启了一个新的电信时代。
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