1、引言
1.1、核心網絡演進趨勢
網絡全IP化、融合組網已逐步成為移動核心網網絡發展的主要方向。IP化是核心網演進的必然趨勢，核心網從封閉的、基于電路交換的網絡向開放的、基于IP技術的統一承載網絡轉變；固定和移動多接入融合的語音通信對移動核心網提出了更高要求，引入CM-IMS可以逐步實現固定、移動多種接入的統一控制，其業務、控制、承載完全分離的水平架構有利于靈活、快速的提供各種業務應用，符合固定與移動融合、寬帶和窄帶融合的趨勢，因此，IMS被認為將是下一代核心網絡的理想目標架構。
1.2、固網NGN向IMS演進驅動力分析
現有移動核心網存在著固網NGN、移動軟交換網絡、IMS網絡多種網絡架構，各網絡架構的獨立組網和維護管理模式已經越來越不能適應移動與固定融合業務的發展需求，造成一些新固定移動融合業務難以同時在全網推行，不同網絡用戶之間業務特征難以全面共享，不利于業務的推廣，通過固網NGN向IMS演進建立以IMS為統一架構的核心網目標架構有利于提供豐富的固定移動融合類業務及多媒體業務，滿足用戶隨時隨地溝通的業務需求，同時也增強運營商的差異化競爭能力；相對固網和移動網的核心網并存的網絡架構，資源難以共享，造成建設成本及運維成本高，通過固網NGN向IMS演進實現基于IMS的核心網統一網絡架構，不僅可以減少網絡結構的復雜度，也應該可以降低網絡的運維成本，同時保護固網NGN已有投資。
綜上所述，固網NGN網絡與IMS網絡的融合是大勢所趨，固網NGN向IMS融合演進的主要驅動力主要是多業務的融合，融合既是技術發展的結果，也是業務發展的需求。
2、NGN向IMS演進可行性分析
2.1下一代網絡（NGN）概述
根據ITU-T對NGN的定義：“NGN是一個基于分組的網絡，它能夠提供包括電信業務在內的各種業務并能夠利用多種帶寬、有QoS支持能力的傳送技術；能夠為用戶提供無限制接入到多個運營商；能夠支持普遍的移動性，確保用戶的一致性、普遍的業務提供能力。”
NGN的網絡架構主要分為四層：業務管理層、網絡控制層、核心交換層、邊緣接入層。
NGN具有以下特征：
開放的網絡架構：將傳統TDM交換機的功能模塊分離成為獨立的網絡部件Softswitch和MGW，各個部件可以按相應的功能劃分，各自獨立發展；
標準的協議接口：統一采用SIP協議進行呼叫會話控制。
業務驅動的網絡：通過業務和呼叫完全分離，呼叫控制和承載完全分離，從而實現相對獨立的業務體系，使業務獨立于網絡。
采用統一的IP承載，有利于網絡的統一融合。
2.2 IMS概述
IMS（IP Multimedia Subsystem，IP多媒體子系統）最早是由第3代移動通信合作計劃（3GPP）R5版本在核心網引入的，IMS是開放的網絡架構，提供了基于IP承載的，與接入無關的IP多媒體業務控制能力，它采用SIP作為核心控制協議，并通過SIP進行業務管理，IMS可以使運營商充分利用SIP的優勢，更快速更靈活地開發管理各類融合業務。
IMS的網絡架構分為接入層、承載層、核心控制層、業務4層。
接入層：包括固定接入（ LAN/WLAN/xDSL/xPON 等）和移動PS域接入。
承載層：IMS網絡統一承載在IP 網上，用戶通過城域網接入，與IP網互通。
核心控制層：IMS網元如上圖所示，其邏輯功能實體包括：CSCF（Call Session Control Function，呼叫會話控制功能）、MGCF（Media Gateway Control Function，媒體網關控制功能）、IMS-MGW（IMS Media Gateway，IMS媒體網關）、BGCF（Breakout Gateway Control Function，出口網關控制功能）、MRFC（Multimedia Resource Function Controller，多媒體資源功能控制器）、MRFP（Multimedia Resource Function Processor，多媒體資源功能處理器）、SLF（Subscription Locator Function，簽約定位功能）、HSS（Home Subscriber Server，歸屬用戶服務器）等。
業務層：提供業務邏輯控制功能，其邏輯實體為AS（Application Server，應用服務器）。
IMS采用了控制和承載分離、控制和業務分離的開放式網絡架構，實現了固定移動的統一控制，迎合未來網絡的演進，其主要特點及優勢如下：
1、開放的網絡結構，有利于網絡的融合演進
IMS基于端到端IP網絡，采用標準開放接口，網絡結構有利于未來新業務和網絡的融合。
2、豐富的業務提供能力
打破傳統的豎井式業務部署模式，業務與控制完全分離，保證業務提供的一致性，有利于靈活、快速的提供各種業務應用，更利于業務融合。
3、廣泛的接入方式
IMS支持多種固定/移動接入方式，原則只要用戶可以獲得IP連接，無論使用何種接入網均可以接入IMS，支持無縫的移動性和業務連續性，為全業務運營提供了便利。
2.3 固網NGN向IMS演進的的可行性分析
為分析固網NGN向IMS演進的可行性，我們分別從接入能力、業務能力、網絡能力三方面分析IMS對固網NGN各項能力的繼承性，具體如下表：
因此，從上分析可知，IMS完全繼承了固網NGN的各項能力，可以保證固網NGN用戶的各項業務完全平滑遷移至IMS網絡，同時可以提供與移動網融合的更多業務體驗。從網絡的角度來看，固網NGN向IMS融合演進是網絡融和發展的總體趨勢，IMS的網絡結構與NGN有很多相似之處，具體有以下幾個方面：
（1）采用開放的網絡結構。固網NGN與IMS都采用了分層的網絡結構，NGN實現了承載與控制的分離，IMS進一步發揚了NGN結構中控制與承載分離的思想，實現了控制和業務的分離。控制層和業務層間采用提供開放的業務接口，所有的業務邏輯都在業務層實現，有利于新業務的快速生成和應用。
（2）基于IP承載，采用統一的SIP標準協議進行呼叫會話控制。從承載層看，NGN和IMS都采用了端到端的全IP架構，SIP作為基于軟交換的NGN網絡和IMS的呼叫控制信令協議，具有協議簡單，易于擴展的優點，使SIP協議能夠支持許多新業務；對不支持業務信令的透明封裝，可以繼承多種已有的業務。
（3）IMS具有與接入無關的特性，支持多種固定及移動接入方式，現有固網NGN各種接入方式均可以接入IMS網絡，支持無縫的移動性和業務連續性，為全業務運營提供了便利。
綜上分析，無論從對固網NGN的業務繼承能力還是網絡架構的相似性上，使得固網NGN向至IMS網絡演進成為可能。
3、固網NGN向IMS演進方案
3.1、演進總體思路
網絡演進是一個長期的過程，必須要綜合考慮保護現有網絡的投資，并且能夠保證新舊網絡之間的平滑過渡。盡管IMS有著眾多優點，在業界已有眾多運營商進行商業應用，但目前各廠商設備差異較大，需要進一步推動IMS技術的標準化；從投資保護角度，現有傳統固網NGN網元眾多，用戶量較大，現階段仍可以滿足用戶的固話業務需求，也不可能在短期內采用IMS完全替換現有固網NGN。
綜合以上兩點，固網NGN向IMS演進的總體思路基于現有的網絡條件，以滿足全業務競爭環境下的融合業務需求為目標，結合核心網絡IP化、融合組網及IMS技術成熟性統籌考慮，在確保網絡安全的前提下固網NGN逐步IMS融合演進。
3.2、Common IMS標準進展情況
針對基于IMS的網絡融合方案，3GPP、ITU-T和ETSI TISPAN都在進行研究， TISPAN主要研究方向是傳統固定用戶（包括交換機、軟交換）如何接入IMS網絡，研究成果主要是AGCF、NASS、RACF等功能實體以PES/PSS業務流程等， 08年之后TISPAN與3GPP標準組織合并，共同研究Common IMS相關標準。Common IMS的提出標志著IMS標準化進程進入了一個新的階段，形成了一個融合了固定接入和移動接入的網絡統一架構，為固網NGN向IMS演進提供了技術驅動。
3.3、網絡演進關鍵技術
固網NGN向IMS演進過程是長期的、復雜的，它涉及到網絡的業務層面、控制層面、傳輸層面、接入層面、支撐系統等多個層面。從控制層角度來看，演進主要表現為固網NGN的軟交換通過升級為IMS的AGCF網元融合至IMS網絡；從接入層的角度來看，體現為多種接入方式如何平滑接入至IMS網絡；從業務層面來看，體現為IMS繼承原有固網NGN的各項業務，同時為用戶提供移動與固話融合業務和更加豐富多彩的多媒體業務。固網NGN向IMS演進關鍵是指核心網控制層和接入層的演進。
3.3.1 控制層的演進
ETSI TISPAN對IMS的主要研究方向是傳統固定用戶（包括交換機、軟交換）如何接入IMS網絡，研究成果主要是AGCF、NASS、RACF等功能實體以PES/PSS業務流程等，并針對固網NGN提出了通過AGCF（Access Gateway Control Function，接入網關控制功能）接入IMS的解決方案，傳統固網終端仍然通過固線、接入網關（AG）接入，核心網采用IMS的全IP傳輸。
對于以移動業務為主的運營商，受到運營商現有網絡條件限制，固網NGN向IMS演進一般采用將固網軟交換升級到IMS的子集的方式，從移動側首先構建全新的IMS網絡，對于固網NGN的軟交換采用升級到IMS域內的AGCF、MGCF的方式，實現固網NGN向IMS逐步演進。通過對固網NGN的軟交換進行軟件升級，系統硬件不變，實現軟交換與AGCF邏輯功能共存共存于一個物理實體，硬件投資完全保護，有利于網絡的平滑演進。
采用AGCF作為固網NGN 向IMS演進的目標方案已在全球很多地方應用，比如英國SKY、美國Comcast、俄羅斯Comstar、馬來TM等都已成功商用。
3.3.2 接入層的演進
固網NGN接入層支持SIP、H248、MGCP等多種方式接入核心網絡，包括IAD、AG、TDM PBX等多種接入設備，接入設備演進主要通過現有NGN網絡的軟交換升級為AGCF，通過AGCF實現各種接入設備平滑遷移至IMS網絡，具體各類接入設備遷移方案如下表：
接入設備中TDM-PBX的遷移方案比較復雜，可采用四種方式實現TDM-PBX遷移至IMS網絡，TDM PBX向IMS遷移方案
其中方式二SIP GW主要功能是實現TDM信令（PRI信令、NO.7、TUP、ISUP等）到SIP信令的轉換，代理其下屬TDM PBX用戶向CM-IMS進行注冊并與IMS核心網交互完成語音等呼叫業務。該方式優點采用標準化業務流程，對IMS其他網元無要求，缺點是SIP GW需新建，且設備容量較小，大規模應用設備分散部署，難以集中管理，投資較大。方式三采用標準化流程，網絡安全性較高，容量大，可以實現設備的集中維護和管理，缺點是需新建，不能和原NGN升級后的AGCF共用。方式四采用非標準呼叫流程，TDM PBX下用戶未注冊至IMS網絡，存在一定網絡安全風險。綜上所述，TDM PBX向IMS遷移方案推薦采用方式二和方式三，具體選擇方式建議根據網絡的實際情況結合投資收益靈活選擇。
3.3.3 業務層的演進
固網NGN網絡中，業務類型主要還是基于話音的基本業務、補充業務和增值業務，話音業務及補充業務仍由交換機提供，增值業務由SCP提供，IMS開放的業務層由S-CSCF以及各種應用服務器（AS）構成，允許各種業務提供商通過標準的接口來向網絡提供服務。原有NGN用戶遷移至IMS后原有的NGN提供用戶業務由IMS得AS負責提供。
3.3.4 業務支撐系統改造
固網NGN向IMS的演進過程中需重點關注支撐系統的改造，包括業務開通、用戶數據遷移、計費及網管等方面改造，對現網運營支撐系統改造建議遵循以下原則：
1、盡量減小現有用戶使用的影響。改造中需重點考慮原有NGN的用戶數據向IMS HSS德平滑遷移，同時對BOSS的改造盡可能減小對用戶的使用的影響。
2、需要其有足夠的靈活性，支持業務功能的動態配置，減少后續對支撐系統投入的成本。
3、系統設計定位起點高，在支持IMS業務的基礎上，后續考慮支持其他固網業務，避免新種類固網業務開展后，相關系統重復建設。
在固NGN向IMS演進的過程中，控制層的演進是關鍵，網絡的演進是一個長期的過程，還將依賴于不斷的實踐逐步驗證。
3.4 網絡演進階段
總體看來，固網NGN向IMS演進是一個長期漸進的過程。以移動運營商為例，固網NGN向IMS演進大致可分為以下幾個階段：
階段1：積極部署IMS網絡，完善IMS網絡架構，現有固網NGN逐步停止擴容，利用IMS網絡提供移動固定融合業務及豐富的多媒體業務，滿足用戶及業務增長的需求。
階段2：在IMS網絡商用成熟的基礎上，固網NGN軟交換軟件升級為AGCF，基于用戶的業務需求，對有固定移動融合業務或多媒體業務需求的原有NGN用戶遷移至IMS網絡，固網NGN與IMS將在一段時間內長期共存。
階段3：隨著技術的成熟，固網NGN用戶全部遷移至IMS網絡，固網NGN成為IMS的子集，同時移動網CS和PS成為IMS的接入網時，最終將構建以IMS為基礎統一融合的核心網目標網絡架構。
4、結束語
固定移動融合已經成為通信業的發展趨勢，在網絡融合的發展趨勢下 IP多媒體子系統（IMS）的網絡架構目前已經為ITU-T、3GPP、3GPP2、TISPAN等主流電信標準化機構采納，被業界視為實現固定和移動融合的理想網絡目標架構。固網NGN向IMS演進符合網絡發展總體趨勢，但網絡的演進是一個長期漸進的過程，相信隨著Common IMS標準的不斷完善，固網NGN將逐步向IMS融合演進，最終實現以IMS為基礎的統一的核心網網絡架構。
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本文標題：下一代網絡概述
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