基于IMS的多媒體業(yè)務成為未來IMS業(yè)務的主要發(fā)展方向。如何提高多媒體業(yè)務的服務質(zhì)量、滿足客戶感知需求，使運營管理更方便、業(yè)務開通更靈活，為用戶提供有別于互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務差異化服務，這是IMS業(yè)務發(fā)展的關(guān)鍵因素。智能管道有為客戶和業(yè)務提供精細化感知、差異化調(diào)度、網(wǎng)絡資源靈活開放的能力。因此，如何將IMS與智能管道相結(jié)合，利用智能管道的網(wǎng)絡能力為IMS多媒體用戶提供差異化服務，是推動和保障IMS業(yè)務發(fā)展的必要條件。

　　【摘要】為保障IMS視頻業(yè)務的服務質(zhì)量，實現(xiàn)視頻業(yè)務服務質(zhì)量的可管可控。通過對IMS系統(tǒng)部署中引入智能管道技術(shù)的需求進行分析，并結(jié)合智能管道和IMS的體系架構(gòu)，提出了相應的IMS網(wǎng)絡和業(yè)務部署方案以及Rx接口、用戶管理等關(guān)鍵技術(shù)問題的解決方案，為用戶提供不同于互聯(lián)網(wǎng)應用的差異化服務。

　　【關(guān)鍵詞】IMS,智能管道,服務質(zhì)量,用戶管理

　　1引言

　　本文通過對IMS系統(tǒng)部署中引入智能管道技術(shù)的需求進行分析，結(jié)合智能管道和IMS的體系架構(gòu)提出相應的IMS網(wǎng)絡和業(yè)務部署方案，以及Rx接口、用戶管理等關(guān)鍵技術(shù)問題的解決方案。

　　2IMS與智能管道相結(jié)合的需求

　　隨著IMS網(wǎng)絡的成熟商用和全光寬帶網(wǎng)絡建設的完成，基于寬帶固網(wǎng)終端的融合視頻業(yè)務具備了規(guī)模推廣的網(wǎng)絡條件：一方面，IMS可以提供基于SIP的與接入無關(guān)的多媒體業(yè)務能力；另一方面，寬帶接入網(wǎng)的建設解決了傳送視頻業(yè)務的帶寬瓶頸問題。但目前的IP網(wǎng)除了承載IMS的視頻多媒體業(yè)務外，還負責承載其它的互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務。如何保障IMS視頻業(yè)務的服務質(zhì)量，實現(xiàn)視頻業(yè)務服務質(zhì)量的可管可控是部署和推進基于IMS的融合視頻業(yè)務的關(guān)鍵因素。

　　IMS的體系架構(gòu)中已經(jīng)提出了采用策略和計費控制架構(gòu)（PCC）來完成對承載網(wǎng)資源的控制：使用開放、標準化的接口將業(yè)務層的QoS需求映射到承載層，并基于承載層的資源對業(yè)務的QoS需求進行接納和控制。

　　為了實現(xiàn)對IP網(wǎng)的服務質(zhì)量的控制，運營商已經(jīng)部署了基于IP網(wǎng)絡的智能管道系統(tǒng)。智能管道系統(tǒng)通過業(yè)務管控層設置與資源指配相關(guān)的業(yè)務/網(wǎng)絡策略信息，實現(xiàn)對寬帶業(yè)務的感知和策略下發(fā)，控制策略執(zhí)行點，實現(xiàn)基于用戶/業(yè)務的動態(tài)帶寬按需保證。

　　因此，實現(xiàn)IMS多媒體業(yè)務的QoS控制可以采用兩種方案：按照IMS體系中的資源控制子系統(tǒng)架構(gòu)部署IMS業(yè)務專用的資源控制系統(tǒng)；或者與現(xiàn)有的智能管道系統(tǒng)相結(jié)合，使其支持IMS多媒體業(yè)務。顯而易見，后者是更為理想的解決方案。

　　3基于智能管道承載的IMS系統(tǒng)部署

　　方案

　　ITU-T、3GPP、ETSITISPAN等幾大國際標準組織都提出了相關(guān)的IMS資源管理系統(tǒng)架構(gòu)。目前IMS資源控制系統(tǒng)的部署主要遵循的是3GPP的PCC架構(gòu)或TISPAN的RACS架構(gòu)。由于IMS是基于固定網(wǎng)絡和移動網(wǎng)絡融合的核心控制網(wǎng)絡，因此基于IMS的資源控制系統(tǒng)既需要對固定寬帶網(wǎng)絡進行承載網(wǎng)絡資源的控制，也需要對移動寬帶網(wǎng)絡的網(wǎng)絡資源進行控制。結(jié)合PCC和RACS架構(gòu)，IMS資源控制系統(tǒng)的建設建議采用固移融合模式，其架構(gòu)如圖1所示：

　　融合模式采用3GPP的PCC架構(gòu)，不論是固定接入還是移動接入都使用統(tǒng)一的Rx接口與P-CSCF（AF）對接，資源控制器通過Gx接口對承載網(wǎng)絡下發(fā)策略。

　　受IMS移動終端發(fā)展緩慢的限制，目前各大運營商部署的IMS網(wǎng)絡主要側(cè)重于固定寬帶用戶的多媒體融合視頻業(yè)務的提供。因此，本文重點討論針對IMS固網(wǎng)寬帶接入用戶的智能管道承載方案。

　　運營商部署的智能管道系統(tǒng)——智能提速平臺已初步形成業(yè)務控制層，可管控BRAS/SR設備，具備了業(yè)務控制的初步能力。智能提速平臺包括策略決策和策略執(zhí)行兩大功能：策略決策功能根據(jù)策略執(zhí)行點的申請，制定和下發(fā)業(yè)務、網(wǎng)絡資源控制策略；策略執(zhí)行功能根據(jù)用戶接入請求等事件觸發(fā)策略請求、更新或刪除消息，根據(jù)策略決策點下發(fā)的策略進行相應資源的配置或管控，可實現(xiàn)對寬帶接入設備（BRAS/MSE/SR、IDC出口等）的策略管控。

　　考慮到IMS核心網(wǎng)元的安全性和承載網(wǎng)絡的服務質(zhì)量，P/I/S-CSCF、AGCF、MGCF、業(yè)務平臺、BAC等IMS網(wǎng)絡的核心網(wǎng)元主要部署在運營商的內(nèi)部專網(wǎng)，終端則由公眾網(wǎng)絡通過BAC設備接入到IMS核心網(wǎng)上。

　　綜合考慮現(xiàn)網(wǎng)智能管道部署的情況、IMS網(wǎng)元的承載方案以及IMS資源管理系統(tǒng)的國際標準架構(gòu)，基于智能管道承載的IMS系統(tǒng)部署方案如圖2所示：

　　本方案把現(xiàn)網(wǎng)智能提速平臺作為PCRF在網(wǎng)絡中的具體實現(xiàn)：P-CSCF通過Rx接口把業(yè)務的QoS請求提交給智能提速平臺，由智能提速平臺完成OLT/DSLAM/匯聚交換機和BRAS/SR之間的帶寬保障。此方案要求智能提速平臺升級支持標準的Rx接口以實現(xiàn)與P-CSCF的對接，智能提速平臺和BRAS/SR之間的接口可以沿用現(xiàn)有的接口。由于BAC是IMS業(yè)務的專用接入設備，已經(jīng)是根據(jù)IMS的業(yè)務量進行網(wǎng)絡規(guī)劃和部署的，因此可以認為BAC設備不存在業(yè)務擁塞問題，所以BAC暫時不納入QoS策略管控的范圍。

　　主要的業(yè)務流程如下：

　�。�1）用戶發(fā)起視頻會議會話呼叫請求；

　　（2）P-CSCF收到業(yè)務會話請求，通過Rx接口將本次呼叫所需的帶寬、時延等QoS需求提交給智能提速平臺；

　�。�3）智能提速平臺根據(jù)該用戶簽約的QoS策略和本次呼叫的QoS需求進行資源管控：控制BRAS/SR為本次呼叫預留出OLT/DSLAM/匯聚交換機與BRAS/SR之間的網(wǎng)絡帶寬，并把帶寬預留成功的消息反饋給P-CSCF；

　�。�4）P-CSCF接到帶寬預留成功的消息后，將呼叫請求轉(zhuǎn)發(fā)給S-CSCF進行后續(xù)的呼叫處理。

　　在IMS資源控制系統(tǒng)中，Rx接口為P-CSCF與PCRF之間的接口，采用Diameter協(xié)議，主要用于P-CSCF與PCRF之間關(guān)于QoS策略流程的信息交互和處理。Rx接口主要由AAR＼AAA、RAR＼RAA、STR＼STA、ASR＼ASA四對消息組成，具體內(nèi)容如表1所示：4關(guān)鍵技術(shù)問題探討

　　4.1用戶終端真實IP地址的獲取

　　為了保護IMS核心網(wǎng)元不受用戶的惡意攻擊，IMS終端需要通過BAC接入到IMS核心網(wǎng)絡中。BAC負責包括用戶終端IP地址和核心網(wǎng)元在內(nèi)的私網(wǎng)地址的轉(zhuǎn)換和翻譯。因此，SIPINVITE消息中主叫用戶的IP地址其實是BAC的地址而不是用戶終端的實際地址，而智能提速平臺需要獲取用戶的真實IP地址才能夠控制BRAS/SR為該用戶預留網(wǎng)絡帶寬。所以，P-CSCF需要獲取用戶的真實IP地址，并通過Rx接口傳送給智能提速平臺。

　　P-CSCF有兩種獲取用戶真實IP地址的方法：

　�。�1）通過BAC加插的P-Access-Network-Info頭域

　　BAC加插的P-Access-Network-Info頭域中的ue-ip和ue-port記錄了終端的IP地址和端口號。P-CSCF接收BAC發(fā)送的該頭域后，將ue-ip通過Rx接口傳給智能提速平臺，ue-port缺省為5060（SIP信令端口）。

　　（2）通過SDP的a行攜帶用戶真實IP地址

　　BAC通過SDP的a行攜帶UE的IP地址和端口信息，如a=ue-ip：INIP664：FF9B：：15245（IP地址為64：FF9B：：1，端口號為5245）或a=ue-ip：INIP410.85.23.15245。P-CSCF與智能提速平臺對接Rx接口時，根據(jù)SDP中a行信息獲得IP參數(shù)值和端口參數(shù)值告知給智能提速平臺。

　　以上兩種方案都可以獲取用戶真實的IP地址。第二種方案可以獲取終端多媒體業(yè)務的多個業(yè)務端口，如SIP信令端口、音頻媒體端口、視頻媒體端口等，從而實現(xiàn)對用戶業(yè)務IP地址+端口號粒度的QoS精確化管理，但該方法對BAC、P-CSCF等設備有一定的改造要求。方案一實現(xiàn)相對簡單，對網(wǎng)絡設備改造量非常小，但該方案PANI頭域只攜帶了SIP信令的端口，無法對媒體端口進行控制。

　　如果IMS業(yè)務對資源控制能力的要求不必精確到業(yè)務的具體端口號，僅針對終端IP地址進行控制，建議采用方案一；否則，建議采用方案二。

　　4.2用戶管理

　　在IMS資源控制系統(tǒng)中，負責存儲和管理用戶信息的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)包括歸屬用戶服務器（HSS，HomeSubscriberServer）和用戶屬性存儲器（SPR，SubscriptionProfileRepository）。HSS存儲的用戶信息包括用戶身份標識、用戶注冊/位置信息、授權(quán)信息、用戶業(yè)務簽約信息、用戶安全信息和用戶計費信息。SPR主要存儲了用戶的QoS簽約信息，包括用戶簽約所允許使用的業(yè)務、每個允許業(yè)務的優(yōu)先級如簽約保證帶寬QoS信息、用戶簽約QoS信息、用戶計費相關(guān)信息、用戶類別、簽約用戶使用監(jiān)視相關(guān)信息、IMS信號優(yōu)先級等。

　　HSS和SPR在整個組網(wǎng)中的位置、關(guān)系和功能如圖3所示。

　　（1）HSS存儲用戶多媒體業(yè)務簽約數(shù)據(jù)（如語音業(yè)務、融合視頻業(yè)務、即時通信業(yè)務等）。當用戶注冊時通過Cx接口從HSS下載用戶的業(yè)務簽約數(shù)據(jù)到S-CSCF中。

　�。�2）SPR存儲用戶的QoS簽約數(shù)據(jù)。當用戶終端發(fā)起業(yè)務請求時，P-CSCF通過Rx接口把本次呼叫的帶寬/時延等QoS要求傳遞給PCRF，PCRF查詢接入地的SPR獲取用戶的QoS簽約信息。

　　在實際的網(wǎng)絡部署中，這兩種數(shù)據(jù)庫可以合設也可以分設。如果現(xiàn)有的智能管道系統(tǒng)用戶QoS策略數(shù)據(jù)庫功能和性能可以承載IMS用戶，則可以考慮利用現(xiàn)有的數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)SPR功能以減少投資。如果現(xiàn)有的智能管道系統(tǒng)用戶數(shù)據(jù)庫能力不足，則建議為IMS用戶新建一個SPR，智能提速平臺需新增一個與SPR之間的接口。

　　5結(jié)束語

　　IMS網(wǎng)絡將會話控制與業(yè)務描述分離，實現(xiàn)了業(yè)務與控制分離的體系架構(gòu)。在這種體系架構(gòu)上，運營商能夠控制和管理基于IP的網(wǎng)絡并為用戶提供不同于互聯(lián)網(wǎng)應用的差異化服務，這也正是確保基于IMS的融合多媒體業(yè)務規(guī)模發(fā)展的決定性因素�；�于現(xiàn)網(wǎng)的智能管道系統(tǒng)承載IMS業(yè)務，可以利用現(xiàn)有的IP網(wǎng)絡服務質(zhì)量智能體系實現(xiàn)對IMS融合視頻業(yè)務的QoS保障，從而推動和促進有服務質(zhì)量保障的視頻多媒體業(yè)務的發(fā)展。

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