IMS技术发展及标准化的进展情况

　　0 前言

　　随着移动通信和计算机网络等技术的飞速发展，用户的应用需求已经由语音业务向交互式多媒体融合业务和固定移动融合（FMC）等更高需求转移。目前，IP多 媒体子系统（IMS）作为下一代FMC解决方案的标准得到了广泛的认可，国际权威标准组织普遍将IMS作为NGN融合以及业务和技术创新的核心标准。 IMS技术具有开放的体系结构，同时支持移动和固定方式的接入，为了保证IMS能够尽快实现大规模的商用化部署，促进整个产业链的发展，IMS技术的标准 化至关重要。IMS自3GPP 在2002年提出R5版本以来，得到了各方的关注，3GPP2、IETF、ITU-T、TISPAN、OMA、ATIS等重要国际标准组织都积极参与到 IMS的标准化工作中。

　　本文重点对IMS的标准化最新进展情况进行跟踪和研究，首先对各标准化组织的IMS标准版本的演进历程进行分析比较，并对IMS标准化的最新进展进行分析 和介绍，接着对国际标准化组织在Common IMS标准化上的融合以及Common IMS的网络结构、网络业务能力以及Common IMS所关注的重点研究内容进行较为详细的分析和论述，最后对Common IMS的未来发展方向以及面临的挑战进行了探讨。

　　1 IMS标准化的进展
　　从IMS全球标准化体系工作来看，国际上IMS相关标准组织主要有3GPP、3GPP2、TISPAN和ITU-T，它们分别从不同的出发点对IMS进行 了系统的研究，IMS的相关技术标准都采用了分阶段分版本的发布方式。3GPP是IMS标准的发起者和主要贡献者，到目前为止3GPP已发布了R5/R6 /R7三个标准版本，R8版本的制定工作已启动。3GPP2主要是基于3GPP的IMS Core定义了MMD，主要考虑CDMA网络的接入，已经公布了Rev0和RevA版本，目前正在制定RevB版本。TISPAN从固网接入为出发点，定 义了支持固网的IMS体系架构，已发布了R1版本，目前已展开R2版本的工作。ITU-T的IMS架构和ETSI TISPAN的基本相同，从支持固定接入方式的角度对IMS提出各种需求，目前正在开展IMS和IPTV融合架构的标准化研究工作。

　　另外，还有一些国际标准化化组织IETF、WiMAX、Cable Lab、MSF等从不同的角度对IMS提供支持和贡献。 IETF主要负责SIP、Diameter等协议的规范和扩展；WiMax、Cable Lab、MSF、ATIS正在考虑IMS对各种不同接入方式的支持。

　　1.1 3GPP的标准化进程
　　3GPP在R5版本中首次提出IMS，并在R6和R7版本中进一步完善。IMS R5版本在2002年9 月冻结，侧重于对IMS基本网络架构、相关功能实体、相关功能实体之间的交互流程等进行研究；R5提出了全IP的网络架构，采用SIP协议进行控制，实现 移动性管理、多媒体会话信令和媒体流传输。

　　3GPP R6版本在2005 年3 月冻结，R6 版本更加侧重于IMS和外部网络之间的互通，其接口和功能定义可操作性更强，基于流的计费架构，拓展支持WLAN接入方式，增补了更多的功能和应用标准， 包括POC、Presence、多方会议、MBMS等，并明确业务由IMS用户的归属地提供和控制，使IMS真正成为一个可运营的网络技术。

　　3GPP R7版本在2007年6月冻结，R7版本增加的功能包括IMS支持xDSL接入，新增与接入方式无关的策略控制和计费架构（PCC），并主要考虑支持通过 PS域提供紧急服务、提供基于WLAN的IMS话音、CS域与IMS域多媒体业务互通、VCC（IMS域和CS域进行语音呼叫切换）等。

　　3GPP R8版本工作开始于2007年， 3GPP R8标准完成了对TISPAN和3GPP现有的IMS core的研究成果的合并，重点的研究课题包括Common IMS、PBX接入IMS、IMS集中控制（ICS）、Cable接入、MMSC、ISB-IMS Service Broker等。

　　1.2 TISPAN的标准化进程

　　TISPAN在2005年初开始启动NGN项目，主要从固定接入的特定要求对IMS相关标准化工作进行研究，至今共开发了2个版本。 2006年3月 发布了R1版本相关标准规范，目前正在开展R2阶段的研究工作。

　　TISPAN R1版本确定IMS基于3GPP R7网络架构，并重点针对固定接入的特殊需求，对相关功能实体的功能又进行了增强。TISPAN R1版本主要研究下列内容。
　　a） 针对固定接入（xDSL接入），提出了网络连接子系统（NASS）和资源控制子系统（RACS）。
　　b） 对3GPP已经定义的相关接口协议，针对固定的特殊需求进行了相关的修订。
　　c） 研究了用于替换PSTN的基于IMS的PSTN/ISDN仿真子系统（PES）的实现方案。
　　d） 研究了传统电信网络的补充业务在IMS架构中的实现。

　　TISPAN在2006年初开始启动NGN R2项目，原计划2007年底结束，目前完成了部分规范的发布，但仍有部分项目需要推迟发布，TISPAN R2版本研究的主要内容包括IPTV、FMC、RACS R2、PES完善（如组注册）、家庭网络等相关课题研究。

　　1.3 3GPP2的标准化进程

　　2004年3GPP2开始进行IMS标准化的研究工作，对IMS的研究主要以3GPP R5作为基础，重点解决底层分组和无线技术的差异，它与3GPP的IMS相对应的是MMD规范，3GPP2 MMD已经完成并公布了Rev 0、Rev A、Rev B三个版本，分别对应于3GPP的R5、R6和R7版本，大部分MMD规范均引自3GPP的IMS标准规范，由于主要基于CDMA接入特性，研究内容与 3GPP有所不同。
　　a）Rev B包括VCC、SMSIP等功能。由于传统CDMA电话域呼叫以及SMS和GSM相应的流程不同，所以以上2个功能也同3GPP R7的规范有一定的差别。
　　b）由于CDMA使用PDSN作为PS域和IMS域的接入点，与GPRS的PS域有很大的不同，所以与QoS和流计费相关的功能（SBBC）和3GPP的PCC的差别也较大。
　　c）其他则直接采纳3GPP规范。

　　在后续的Rev C版本中，3GPP2将会考虑多媒体电话补充业务、紧急呼叫时使用VCC功能等。目前3GPP2重点探讨与3GPP开展IMS/MMD研究的协同问题。

　　1.4 ITU-T FGNGN的标准化进程
　　ITU-T FGNGN对IMS的研究主要涉及IMS的业务和网络框架2个方面。其中，对NGN业务需求的研究主要以3GPP R6中定义的业务作为基础，但更加强调灵活的业务生成能力。对于网络框架的研究则强调网络的接入无关性，尽可能多地支持包括有线和无线在内的各种接入技 术。

　　2 IMS标准的融合

　　如上所述，在IMS标准化进程中，各国际标准化组织各有分工，沿着各自不同的路线对IMS标准进行研究和推动。各个标准组织制定的IMS标准不能实现统 一，阻碍了IMS的发展和演进。其中，3GPP和3GPP2主要从移动的角度对IMS进行研究，而TISPAN则以满足固定接入特性为主要的研究方向，不 同IMS标准制定的协调性影响了整个IMS标准化的进程，从而很大程度上影响着IMS设备的成熟以及整个产业链的发展，将IMS标准化制定工作进行统一和 联合的需求也愈加迫切。2006年9月，3GPP、3GPP2、TISPAN等组织共同讨论了各个标准组织对IMS的需求和现状，取得了需要一个统一的 IMS（Common IMS）的共识。2007年，3GPP OP Ad Hoc会议确定将TISPAN Release2的内容分阶段迁移到3GPP R8中，并确定了Common IMS范围和研究项目。

　　Common IMS将3GPP2/TISPAN的IMS研究成果集中到3GPP的标准中，基于统一的Core IMS（3GPP定义，包括了主要的功能和实体），同时包容所有相关的接入方式，固定接入、移动接入、Cable接入、无线宽带接入等。Common IMS主要工作将分为3个Stage。Stage 1定义Common IMS的功能和业务需求；Stage 2是相关的安全和其他一些要求；Stage 3是协议和信令具体的实现等。这样Common IMS统一和协调了各标准组织的工作，分工明确。
　　a）IMS core 的标准研究就都集中到了3GPP，其他的标准组织（如3GPP2、TISPAN）负责将具体的与接入网相关的对IMS core的需求提交给3GPP，不再进行IMS core的具体实现方案的研究。
　　b）TISPAN继续聚焦于IMS based IPTV、Home network、RACS/NASS等的研究。
　　c）3GPP2的后续版本继续进行VCC、SMS over IP、MMD roaming等的研究。
　　d）ITU-T将重点进行IMS和IPTV融合架构的研究。

　　3 FMC的统一平台架构

　　3.1 Common IMS的网络架构
　　Common IMS的核心为Core IMS，包括CSCF、SLF、MRFC、MGCF、BGCF等功能实体，是IMS的基本网络和基本业务能力架构，实现基本的会话控制，媒体资源控制，互联互通等基本功能。

　　NACF、AMF、CLF、UAAF等接入层功能实体是NASS的主要组成部分，适用于固网终端接入Common IMS，与移动网的GPRS功能相似。主要实现固定终端UAAF，给固定终端分配IP（NACF：类似于DHCP 服务器），向终端下发PCSCF地址、应用服务器地址（DNS）等信息。

　　A-RACF、SPDF、RCEF等接入层功能实体是RACS的主要组成部分，亦适用于固网终端接入Common IMS，主要提供接纳控制和关口控制功能（包含公私网IP地址转换控制功能）。接纳控制主要包括根据运营者的具体策略规则和资源，检查接入网附着子系统保 存的签约数据的授权，检查用户请求的带宽是否与预定的带宽和用户使用的带宽一致等。

　　接入网关控制功能（AGCF）与RACS、CSCF等网元进行交互，完成封装在SIP 中ISUP 信令与模拟或ISDN信令的互通，是PES（PSTN/ISDN 仿真）功能重要的功能实体。

　　3.2 Common IMS的主要研究内容

　　Common IMS作为FMC的统一平台架构，主要包括以下研究内容。
　　a）Multimedia Telephony、Group Interaction Services、Presence and Information Services、Transition Services等4类IMS业务属于Common IMS的研究内容，对于OMA制订的业务（如PoC）不属于Common IMS的研究内容。
　　b）Common IMS的研究内容包括对IMS Web业务接口、IMS计费接口、驻地网与IMS的接口、企业网与IMS的接口等接口协议和相关流程的研究。
　　c）对于RACS和NASS，面向IMS的接口属于Common IMS的研究内容，面向其他网元的接口不属于Common IMS的研究内容。
　　d）对于IMS安全、IMS测试、IMS合法拦截、IMS操作维护等与Common IMS相关的内容都属于Common IMS的研究内容。
　　e）对于基于IMS的PES （PSTN/ISDN仿真），不属于Common IMS的研究范围，仍然在TISPAN的单独研究范围之内。

　　3.3 Common IMS的网络特性
　　Common IMS应满足3GPP R5/R6/R7 以及TISPAN R1等已有的IMS各版本的整体网络能力需求，同时能够满足3GPP、TISPAN、3GPP2等各标准化组织在业务、计费、网管等方面最新的网络能力需 求。Common IMS的网络能力包括注册、认证和授权，用户数据的集中管理，业务触发，IP多媒体会话控制，标识、编码和寻址，网络互通，SIP压缩功能，完备的计费能 力等。

　　3.3.1 接入无关性
　　Common IMS应允许多种接入方式，包括PSTN/ISDN接入、2G接入、3G接入、xDSL接入、LAN/WLAN接入、WiMAX接入、cable接入等。实现允许用户在任何时间、任何地点通过任何终端享受相同的多媒体服务的目标。

　　3.3.2 满足3GPP2特有的网络能力
　　在现有Core IMS的基础上，增加3GPP2特有的网络能力需求，如同时支持IPv4和IPv6，增加3GPP2 HSS的描述，缺省Codec的描述中包含CDMA2000接入网的缺省Codec描述， P-CSCF 发现过程包含了3GPP2的UE配置机制等。

　　3.3.3 QoS保障机制
　　Common IMS支持具有QoS保障的业务、对QoS参数动态协商、接入网络部分的QoS保障、业务流量的QoS保障、带宽预留的架构、QoS机制保障接入资源的有效利用等。

　　3.3.4 漫游和游牧
　　应支持移动用户的漫游和固定用户的游牧能力，即用户可以在非归属网络的服务区内获得服务。应支持漫游用户实现归属网络签约的IP多媒体业务；漫游用户在归 属网络签约的IP多媒体业务应由归属网络进行业务控制；漫游用户在拜访网络进行紧急业务时，应遵循就近接入的原则。

　　3.3.5 丰富的业务提供能力
　　Common IMS支持多种提供业务的方式，可以灵活、方便、快捷地为用户提供多种IP多媒体业务，典型的业务包括多媒体电话业务、视频会议业务、个性化铃声和图像业 务、即时消息业务（IM）、呈现（Presence）业务、一键通（PoC）业务、语音呼叫连续性（VCC）业务、移动电路域与IMS域协作（CSI）业 务、紧急业务、IMS CAT（IMS彩铃）、Service Level Messaging Interworking（SMS与IM互通）、PNM（Personal Network Management）、MMSC（MultiMedia Session Continuity）等。

　　4 Common IMS发展存在的相关问题

　　在IMS标准制定过程中，在将来如何提供统一的业务平台、标准乃至商用的成熟性等问题方面仍有待进一步探讨和解决。

　　4.1 网络融合带来功能的复杂
　　新接入方式的引入，必然要对核心网络IMS提出新的要求，使得IMS网络的功能变得更加复杂，导致IMS设备功能要求增加，规模组网以及设备能力方面等要求的更高。

　　4.2 网元和接口功能需要进一步增强和完善
　　目前Common IMS标准制定刚刚起步，技术还不够成熟，为了实现移动和固定网络的融合，相关网元和接口的功能需要进一步增强和完善。

　　4.3 端到端QoS保证体系不完善
　　在IMS中，核心网络的信令和数据都基于IP承载，而Common IMS核心网络的QoS需要依赖于IP承载网络的QoS。端到端QoS保证体系需要进一步完善。

　　4.4 不具备完善的商用化产业链
　　受制于国内国际的标准化进程，目前国内外众多IMS主流厂商不能提供完整意义的IMS网络产品，不能满足运营商大规模建网的需求。

　　4.5 缺乏大规模组网的经验
　　IMS在中国这样的超大规模网络应用迄今为止还没有实际商用案例，因此需要运营商通过大量的网络实验来验证IMS在大规模网络中的实际商用能力。

　　综上所述， 基于IMS的FMC的实现将是一个较为长期的过程，需要各标准化组织、科研机构、设备制造商、运营商以及业务提供商各方共同努力。

　　5 结束语
　　IMS作为下一代FMC解决方案的标准，是电信网发展和演进的方向。目前3GPP针对移动接入的IMS已经相对成熟，而3GPP与TISPAN在 Common IMS上的融合将更进一步推动IMS标准化向新阶段发展。本文对当前各国际标准化组织对IMS的标准化的最新进展进行了介绍，并重点研究和分析了 Common IMS的网络业务特性。