IMS网络与应用

IMS网络与应用（精选4篇）

IMS网络与应用 第1篇

关键词：IMS (IP多媒体子系统) ,IP技术,发展趋势

随着通信技术和信息应用的发展, 用户信息化需求不断加强, 而通信运营商采取固/移动融合、语音与互联网应用相结合的IP化方式提供全业务综合信息服务是必然选择, 传统运营商在互联网应用提供商的激烈竞争的情况下, 采取IMS (IP多媒体子系统) 作为下一代网络控制技术核心的方式已逐步推广。

一、IMS较传统PSTN的优势

传统PSTN交换设备具有体积大、组网兼容性差、新业务开发难等问题, 而IMS能够提供大部分新业务所需要的基础部件和功能件, 满足注册、会话建立、安全、计费、网管等基础功能需求。特别值得注意的是, “接入无关性”作为IMS的核心特点之一, 使得IMS不仅支持3G网的接入, 而且支持GPRS接入, 甚至还支持ADSL和WLAN接入。

也就是说, IMS虽然在R5中被提出, 但并不意味着只有等网络到了R5阶段才能部署IMS, 在R99的基础上、甚至是在GPRS现网基础上, 都可以部署IMS系统, 并开展“一键通”等一系列IMS多媒体业务。IMS给人们带来的最直接好处就是实现了端到端的IP多媒体通信。它不同于传统多媒体业务的人到内容或人到服务器的通信方式, 而是直接的人到人的多媒体通信方式, 所以能够降低运营商对各种游戏服务器的投资, 节省运营费用和网络资源。

二、国内外IMS市场发展情况

目前全球已有超过200个IMS商用和试商用网络, 规模商用已逐渐形成。国外主流运营商初期部署IMS主要用于固网改造、VOIP和融合业务提供, 建设IMS的最终目标均为固定和移动融合的统一核心网。

目前, 推出了IMS商用解决方案的设备商有爱立信、诺基亚、西门子、北电网络、中兴、华为、朗讯、NEC、索尼爱立信等多家公司, 其中, 爱立信和诺基亚均已签署了多个商用和测试合同, 遍及美洲、欧洲和亚洲, 涵盖了GSM/GPRS、WCDMA、CDMA2000以及有线网络, 并涉及一系列丰富的应用, 如一键通、组合服务、IP语音电话和IPCentrex。

国内市场, 如今中国电信、中国联通已在全国大多数省开通了IMS并投入商用。而中国移动也一直在建实验局, 商用条件已经具备, 结合目前的全业务牌照的取得, 必将大规模启动。

三、IMS的技术特点和业务实现方式

IMS (IP Multimedia Subsystem, IP多媒体子系统) , 是在3GPP R5阶段提出的一个新的域, 它基于IP承载, 叠加在PS (分组域) 之上, 为用户提供文本、语音、视频、图片等不同的IP多媒体信息。其中:

IP=基于IP传输+基于IP会话控制+基于IP业务实现;

Multimedia=语音、视频、图片、文本等多种媒体的组合+在多种接入基础之上具有不同能力的终端组合;

Subsystem=依赖于现有网络技术和网络设备系统+最大程度重用现有网络系统+无线网络把PS/GPRS作为承载网络+固定网络把基于固定接入IP系统作为承载网络。

简言之, IMS在IP网络的基础上构建一个分层、开放、融合的核心网控制架构, 是一个可运营、可管理、可计费的系统。IMS系统组网结构如图1所示, 其技术特点如下所述。

1、采用端到端的全IP网络架构

终端与设备标识IP化:终端采用SIP URI进行标识, 同时每一个终端在网络中注册时均对应一个IP地址;设备采用URI格式 (CSCF.chinamobile.com) 进行标识, URI在网络中对应一个设备的IP地址;寻址机制IP化:采用基于DNS的IP寻址路由机制;设备之间的路由基于终端和设备的URI, 通过DNS将URI翻译为IP地址, 实现消息的路由;接口协议IP化:所有接口采用基于IP的信令和媒体控制协议, SIP:会话的路由和接续, Diameter:认证与鉴权、Qos交互和计费, H.248:媒体网关资源控制, RTP:媒体面协议, 传输各类媒体流;网络承载IP化:IMS所有核心网元与设备均承载在IP网络上, 用户通过IP的方式接入IMS网络, 并使用业务。

2、支持多种接入方式与固定移动融合

IP化+SIP+协议转换, 实现IMS支持固定和移动多种接入方式:IMS端到端IP网络架构, 能够支持任何基于IP的接入方式;SIP已成为IP终端 (IAD/AG/IP PBX/SIP GW/SIP电话) 普遍支持的协议;不支持SIP协议的终端 (POTS/TDM PBX) 可通过协议转换设备接入IMS网络。

3、业务与控制分离, 支持灵活的业务提供和快速部署

IMS打破竖井式业务部署模式, 实现业务与控制完全分离;IMS在业务与控制分离的基础上, 实现业务逻辑的解耦和灵活组合。

4、归属地服务

区别于软交换拜访地控制, IMS呼叫控制和业务处理都由归属网络完成, 主要原因是:多媒体时代不同于GSM窄带通信, 业务特性和个性化需求丰富, 很难保证拜访地和归属地业务实现完全一致;易于实现特色业务扩展, 促进归属运营商积极提供吸引客户的特色服务。

四、IMS的发展趋势和业务功能优势

IMS能够提供大部分新业务所需要的基础部件和功能件, 满足注册、会话建立、安全、计费、网管等基础功能需求。特别值得注意的是, “接入无关性”作为IMS的核心特点之一, 使得IMS不仅支持3G网的接入, 而且支持GPRS接入, 甚至还支持ADSL和WLAN接入。也就是说, IMS虽然在R5中被提出, 但并不意味着只有等网络到了R5阶段才能部署IMS, 在R99的基础上、甚至是在GPRS现网的基础上, 都可以部署IMS系统, 并开展“一键通”等一系列IMS多媒体业务。

IMS给人们带来的最直接好处就是实现了端到端的IP多媒体通信。它不同于传统多媒体业务的人到内容或人到服务器的通信方式, 而是直接的人到人的多媒体通信方式, 所以能够降低运营商对各种游戏服务器的投资, 节省运营费用和网络资源。

目前, 基于SIP协议且可以在IMS上得以实现的多媒体业务, 能满足政企、家庭、个人用户的各种个性化需求, 将为运营商拓展各类客户, 灵活组网起到重要技术支撑作用。其功能强大, 与传统通信交换网相比, 具有以下业务能力优势:

1、交互类业务:用户可利用各类终端参与交互式的端到端或多用户的在线娱乐、游戏;或者与家电标准的融合, 实现人机交互等, 实现智能家庭的远程控制。

2、多媒体通信类业务:如视频共享业务、视讯会议、终端内容和文件的共享、基于IMS的“一键通” (Po C) 等等。并能接入各类多媒体终端, 使用户随时随地都能良好地使用, 具有巨大的应用前景。

3、信息类业务:这类业务对用户来讲已经非常熟悉, 而且也为运营商带来了良好收益, IMS对各类信息业务的支撑与融合功能强大, 为用户带来更多实时和非实时灵活的信息应用, 如语音信息、即时信息 (IM) 、图片聊天等, IMS可以把类似短信、彩信等即时消息能力开放给互联网。

4、网络融合业务:包括在移动电话和PC及固定电话之间的通信业务, 同时IMS能将不同的通信媒介聚合起来, 为用户提供新的业务体验, 而且还可以对业务进行新的开发和组合, 并提供基于群组的通信方式。

5、IMS的应用和发展顺应了通信网络发展的趋势, 在未来的移动通信网、全IP网络中, IMS将会是最为重要的部分。业界一直在寻找3G杀手锏应用, 目前比较看好的有POC、IM等都需要IMS的支持。OMA组织对于POC和IM的标准制定也是基于IMS的。在IMS之上可以开发丰富的IP多媒体应用。可以说, IMS是移动核心网的发展方向, 是部署新业务的基石。

五、结束语

总之, IMS通信组网方式将在一两年内得到普及。其开放式的架构将成为运营商开展业务的根基。运营商可以将IMS业务能力与IP互联网应用相结合, 如将IMS的语音和即时消息等通信能力与SNS网站及网络游戏结合, 将IMS与IPTV相结合, 利用IMS的开放性提供与互联网相结合的更加灵活丰富的业务。同时, 运营商也可以将IMS的业务能力给多个业务系统调用。所以, 在信息化时代, IMS的运用将给各运营企业带来巨大的商业价值, 同时为用户提供更为优质的全方位服务。

参考文献

[1]赵光磊.IMS业务国内迈入新阶段创新意识待强化.通信世界周刊, 2011 (6) .

[2]高娟.IMS架构创造美好未来.通信世界周刊, 2011 (7) .

[3]尼凌飞.IMS网络技术介绍.中国通信网, 2011 (10) .

IMS网络与应用 第2篇

关键词：CDMA,掉话,呼叫失败,切换,拥塞,指标

1 视频互通解决方案

在支持语音业务时,软交换通过H.248协议控制媒体网关(或通过SIP协议与SIP终端配合)呼叫的建立。当涉及到跨软交换的呼叫时,局间根据主被叫的情况采用SIP或SIP-I协议。对于目前软交换作为汇接局或长途局的情况,局间采用SIP-I协议,通过封装端局上送的ISUP消息来完成呼叫控制的接续。媒体网关完成媒体的编解码和格式转换。目前语音在IP网上传递主要采用的编码方式有G.711/G.723/G.729等。在语音呼叫建立的过程中,软交换负责媒体的编/解码类型和格式的协商,并指示网关设备采用确定的编码方式。当涉及到编码方式的动态调整时,网关需要上报软交换设备,并在软交换的指示下进行切换。

1.1 互通系统的结构与协议。

由于3G终端通过电路域进行呼叫和路由,而互通对象H.323系统、软交换系统均是IP域的交互,所以在互通系统中需要有一个互通网关来完成协议的转换。3G与固网视频互通系统的结构如图1所示。

在图1中,VIG为3G视频互通网关,分别与3G的核心网MSC、H.323系统的网守(Gate Keeper,GK)和软交换(Soft Switch,SS)相连,完成3G侧电路域的3G-324M协议和互通对象IP域的H.323、SIP的互相转换,实现3G终端与软交换系统和H.323系统的可视终端间的双向互通。其中,H.323是ITU-T针对基于Internet和局域网的通信系统和终端设备制定的协议标准,SIP是由IETF组织制定的多媒体通信协议标准。

在3G-324M协议中,指定H.263作为强制视频编码标准,MPEG-4作为视频编码推荐标准;音频编码采用AMR标准,采用H.223制定多路音视频信号在单个移动通信信道的多路复用应用标准,采用H.245制定在各个阶段的消息控制交换标准。互通系统协议的比较见表1。

1.2 互通信令流程。

(1)3G与H.323系统的互通信令流程(3G终端呼叫H.323可视终端)如图2所示。3G用户发起视频呼叫后,经MSC、VIG、GK到达H.323可视终端;被叫用户振铃后,3G终端发起到VIG的3G-324M会话建立过程,VIG建立到H.323可视终端的会话;之后双方建立媒体流通道并进行通话。(2)3G与软交换系统的互通信令流程(3G终端呼叫SIP可视终端)如图3所示。3G用户发起视频呼叫后,经MSC、VIG、SS到达软交换终端;被叫用户振铃后,3G终端发起到VIG的3G-324M会话建立过程;之后双方建立媒体流通道并进行通话。

2 互通网关VIG设备要求

2.1 VIG组网应用要求。

以上描述的是视频互通的基本原理。在实际应用实施时,需要将互通系统纳入整个业务网络中考虑,互通应用组网如图4所示。

在图4中,ISMP是面向3G业务及适应全业务网络而推出的综合业务管理平台。VIG除了与3G核心网MSC及GK/SS相连,实现基本视频业务互通外,还需要与业务网络中的ISMP、网关系统连接,实现互通业务的接入认证、计费和平台管理等。

视频互通业务的计费可以采用以下方案:两侧承载网不进行计费,只根据号段路由到VIG触发视频互通业务。VIG收到业务请求后根据主叫号码向ISMP请求接入认证,认证完成后请求计费批价。当业务结束后,VIG向ISMP报告主被叫及时长等基本通话信息,ISMP根据这些信息完成整段业务的计费、扣费等操作。

在图4中,ISMP是面向3G业务及适应全业务网络而推出的综合业务管理平台。VIG除了与3G核心网MSC及GK/SS相连,实现基本视频业务互通外,还需要与业务网络中的ISMP、网关系统连接,实现互通业务的接入认证、计费和平台管理等。

视频互通业务的计费可以采用以下方案:两侧承载网不进行计费,只根据号段路由到VIG触发视频互通业务。VIG收到业务请求后根据主叫号码向ISMP请求接入认证,认证完成后请求计费批价。当业务结束后,VIG向ISMP报告主被叫及时长等基本通话信息,ISMP根据这些信息完成整段业务的计费、扣费等操作。

IMS接入设备网络管理分析与研究 第3篇

IMS(IP Multimedia Subsystem)是3G系统中核心网的一部分,它通过由SIP提供的会话发起能力,建立起端到端的会话,并获得所需要的服务质量。IMS实现了控制和承载的分离,IMS终端接入到PS域,由PS域提供SIP信令和媒体数据的承载,而由IMS的核心部分提供会话和业务的控制。IMS是承载网络和业务网络之间的中间控制层,它屏蔽了下层的接入差异性,并为上层业务提供集中的会话管理、业务接入控制、呼叫路由、服务质量控制、鉴权计费和安全管理等基本功能。IMS为移动运营商提供移动IP多媒体业务的支持平台,是运营商能够灵活定制多媒体业务并快速推向市场,同时保证对业务的有效管理和控制。为移动和固定综合运营商提供整体的固定移动网络融合解决方案,为用户提供独立于接入网络的融合业务,提高网络竞争力[1]。运营商为了部署IMS固网而引入IMS接入设备,但由于IMS接入设备种类繁多,能够高效的管理接入设备对于运营商而言是极其重要的。

2 接入设备在IMS网络中的位置

I M S网络具有接入无关性,允许各种不同的接入网接入。如:2G网络,3G网络,LAN,WLAN,xDSL,PON等接入。由于接入网的多样性,使得IMS网络的终端设备也具有多样性。IMS允许用户使用移动终端,PC,POTS话机,SIP硬终端等。这些终端分别通过相应的接入设备来接入IMS核心网。

运营商根据客户的不同需求,为用户部署各种不同的接入设备,导致接入设备具有不同厂家不同类型的设备。接入设备类型的复杂性导致运营商的管理变得比较困难。运营商为了有效地管理复杂的接入设备,需要具有一套完整的网管系统。目前,各运营商都具有一套比较完善的综合网管系统来对数据网、话务网、传输网来进行管理。但是随着IMS接入设备的部署,运营商对于接入设备的网管还需进一步部署和完善。下图是接入设备在IMS网络中的位置:

3 接入设备网络管理组网结构

由于接入设备种类繁多,对应的网管系统也存在很大的差异。运营商为了维护方便,操作统一,采用分层网管来进行管理。对于处于网络底层的接入设备,建立低级网管系统OMC,高级网管系统与低级网管系统之间通过北向接口进行通信,实现对接入设备的管理。

由于接入设备部署在小区、企业等地区,所以接入设备的网管服务器应该部署在地市。OMC直接管理NE,将NE的运行状态、资产信息、性能数据、配置信息等通过北向接口上报给上层网管,即图中的省级网管。如果没有网管系统的NE,则直接挂接在上级网管下,由上级网管进行管理。这种分层网管的网管结构可以减轻省级网管系统的负担。如果所有的NE将自己的信息直接上报给省级网管,那么省级网管的负担将会过重,有可能导致省级网管瘫痪。如果OMC对NE上报的信息进行过滤处理,只将有必要的信息或者数据上报给省级网管,那么省级网管的负荷将会减少很多。

虽然这种分层网管方式减轻了省级网管的负担,但是不同厂家不同种类的设备都有自己的OMC,导致OMC的种类繁多。各厂家的OMC界面以及和设备进行通信所采用的协议都各不相同,对这么多种类的OMC进行管理的工作量很大,而且对网络管理人员的要求比较高,管理维护工作复杂,目前各运营商都面临着这种管理难题,运营商都希望投入尽可能少的人力物力来达到尽可能好的管理效果。下图是网管组网结构:

如何使得运营商能够方便对如此多的接入设备进行管理,则需要在这种分层管理的基础上进一步改善。改善的目标是尽可能减少操作的OMC的数量,减轻网络管理人员的负担和操作的复杂性。在此基础上,引进一套专业的网管系统NMS(网络管理系统),NMS要能够兼容各厂家的OMC提供的接口,逐渐缩小OMC的管理功能,使得OMC演变成一种设备接口适配器,对接入设备的管理信息进行汇聚、筛选后,转发给NMS。如果将这种设备接口适配器集成在接入设备上,则运营商只需要一套NMS就可以对各种不同厂家不同类型的设备进行管理,大大减少了运营商对接入设备进行管理的成本和复杂性。

部署在同一地市的接入设备的厂家和类型也有可能是不相同的,那么同一地市需要部署多套OMC,管理比较复杂。改进后的网管方式减少了地市部署的网管系统的数目,只需要在相同的地市部署一套NMS网管系统就可以管理维护本地市所有的接入设备。下图是改进后的网管组网结构:

4 接入设备管理需求分析

接入设备处在IMS核心网的下层,下面直接挂接用户终端,对于接入设备的管理直接影响到用户体验,所以对接入设备的管理对运营商而言是极其重要的。

4.1 分权分域管理[2]

地市公司网管中心负责管理本地市各小区、企业等部署的接入设备进行管理。网络规模比较大,则需要对网元进行分权分域管理。分权分域是指管理功能的分权和管理对象的分域。拥有一个区域设备管理权限的管理员只能管理自己所辖区域的设备,不能管理其他区域的设备。可以按设备物理地域划分管理域或按客户级别、业务属性、所属厂商、型号、IP地址段、版本号等将设备划分为不同域划分逻辑管理域。下面分别列出了按照物理地域划分管理域和按照逻辑区域划分管理域的示意图:

管理员只能管理具有区域管理权限中的接入设备,并且只能进行被授权的操作。例如:某小区的管理员A只能对接入设备进行配置和升级管理,而管理员B则只能对接入设备进行故障管理和性能管理。

接入设备管理的分权分域可以防止没有权限的用户来对接入设备进行操作。管理员的操作权限由地市网络中心对各小区管理员进行授权。得到授权的管理员可以管理所属区域的数据、业务等资源。未得到授权时不能查看、修改、删除其他区域的数据、业务等。

4.2 接入设备整体网管方案

IMS业务种类繁多,包括会话型业务和非会话型业务,会话型业务包括语音和视频会话、多媒体会议、消息、状态呈现、视频共享、动态地址簿等。非会话型业务包括IPTV、Web与IMS融合业务等。不同用户对IMS业务的需求都不相同,接入设备应该能够配合IMS业务平台来对不同的用户提供相应的业务。以此来建立终端和业务、用户、号码等的对应关系。管理维护人员需对接入设备进行管理注册、业务开通和日常的运营管理。

运营商应提供更好的客户服务质量和支持,第一时间发现故障,保持网络持续运行。如果在用户使用过程中出现了故障或异常,要及时解决用户所遇到的问题。用户可能遇到的故障或异常包括:不能正常通话。例如:摘机没有拨号音、拨完号没有回铃音、电话接通后不能进行正常通话等。用户签约的IMS业务不能正常使用。如果是家庭用户,使用桌面型设备,则可能出现的问题会更多,除了不能正常通话的那几种情况之外,设备本身也有可能出现问题,比如:设备不能正常启动,设备的某个端口不能正常运行等。

针对客户可能遇到的各种问题,都应该有具体的解决方案来为客户服务。通过接入设备网管系统来对接入设备进行日常的监测和维护,运营商网络管理员可以及时的发现问题,并采取相应的措施来解决问题。这就需要接入设备的网管系统必须能正确实时的监测和维护设备。

在OSI系统管理标准中,将开放系统的管理功能划分为5个功能领域,它们是配置管理、性能管理、故障管理、安全管理和计费管理[3]。由于IMS的计费是在IMS核心网进行实现的,所以对于接入设备的网管而言不需要具有计费管理的功能。

配置管理功能主要负责全面动态地管理全网所有网元设备硬件和软件的配置数据或局数据,呈现设备工作状态,以图形、文字等形式分层显示配置相关的各类信息,并且具有网元集成,查询、编辑、删除、预设、备份、合法性检查和回滚网元配置数据等功能。

性能管理是网络管理的一项重要功能,要求网管能够定义网元性能测量任务,并以适当的方式采集、存储、呈现性能数据。通过对各类性能数据的收集、实时观察、存储分析,对如何提高网络服务质量、网络资源的分配和规划提供基础数据和合理建议,达到对网元的性能进行监控和优化的目的。

网管故障管理的主要功能是对网元进行统一的故障管理,提供告警收集显示、故障检测、故障诊断和故障处理工具。系统应能实时收集网元发出的告警信息,并自动更新当前告警列表。同时,应提供对于全网告警的集中呈现视图,以实现告警的集中监控。网管应保存一定时期内的历史告警信息,并具备对历史告警信息进行查询和统计的功能。故障管理功能应提供告警浏览、查询、屏蔽、相关性分析、告警通知、告警转储、确认功能。

安全管理提供有效的控制机制,对用户接入、访问操作网管或网元进行限制,确保每个合法用户能够正常登录、使用已授权的软件模块、接入允许登陆的网元、操作合法级别的命令,防止越权访问的情况发生,以保障网络设备和网管系统的安全运行,并对系统中发生的认证,授权访问等操作进行记账,使操作具有不可否认性。

接入设备网管系统需要系统自身管理功能、操作维护功能、信令跟踪功能等辅助功能。系统自身管理功能用来权限管理、日志管理、数据库管理、数据备份、恢复和系统软件管理。操作维护功能用来通过MML命令对接入设备进行一系列的操作。信令跟踪功能用来对协议消息、端口信令链路的接续过程、业务流程等进行实时动态跟踪监视。通过信令跟踪可以了解局间信令的配合情况,从而快速定位故障原因。下图为网管系统功能结构图:

5 接入设备故障管理分析和性能管理分析

故障管理需要进行故障检测、故障诊断和故障处理功能。如果检测到故障之后应该以通知或告警的形式上报。

接入设备网管系统根据接入设备所应用的场景来提供相应的故障管理和性能管理方案。IMS接入设备的客户类型有微型企业、小型企业、中大型企业、多分支机构等。

对于微型企业而言,8个信息接入点(电话、PC)以内的企业。没有分支机构,或本身就是分支机构,部分有互联网接入,无LAN。以宽带接入、固话基本语音需求为主。可选用8口的小型接入设备。其对应的网管系统功能故障管理和性能管理的需求如下:

这种小型接入设备网管系统的故障管理类型包括:硬件告警、电源告警、环境告警、软件告警、通讯故障告警、业务质量告警和处理出错告警。

硬件告警:POTS端口运行异常,上行网口运行异常、下行网口运行异常,上报端口运行故障告警,并且明确到具体的端口标识号。单板、DSP芯片出现故障,上报单板故障或DSP芯片故障告警。如果电源出现损坏,上报电源损坏告警。时钟停止工作或发生异常时,上报时钟故障告警。硬件出现故障都会严重影响设备的正常工作,网管系统必须实时获取设备的硬件工作状态,如果发现硬件出现故障,则立即上报告警,并且告警级别为严重告警。

电源告警:如果电压过低或过高时,并且接近设备所能承受的极限时,上报电压过低或过高告警。

环境告警:在长期工作的情况下,周围的温度应该保持在0～+40℃的范围之内,如果接近温度极限,则上报温度过高或过低告警。湿度应该保持在5%～85%RH(1～25g/m3)的范围,如果接近湿度极限,则上报湿度过高或过低告警。在短期工作的情况下,周围的温度应该保持在-5～+50℃的范围之内,如果接近此温度极限,则上报温度过高或过低告警。湿度应该保持在5%～95%RH(1～29g/m3)的范围之内,如果接近此湿度范围,在上报湿度过高或过低告警。当设备遭受各种过压冲击时,立即上报告警信息,来保护接入设备。

软件告警:如果设备的软件系统在运行过程中出现故障,则上报软件运行错误告警。网管系统数据库中存储的数据量超出数据库空间门限阀值时,则上报数据库空间占用门限溢出告警。如果设备在进行软件升级或网管系统自身软件升级出现故障时,及时上报设备软件升级错误告警或系统软件升级错误告警。

通讯故障告警:与核心网信令连接断开告警,与核心网媒体连接断开告警。IP地址冲突告警。网络连接断开告警,TCP/UDP通信异常告警。各种数据链路层通信协议异常告警。

业务质量告警:业务质量告警包括性能告警和服务质量告警。由于微型企业的需求比较小,规模也很小,所以为了减轻网管系统的负担,不必要关注CPU占用率、内存利用率。但由于用户有互联网接入需求,所以必须关注系统丢包率、系统转发流量、端口流量等。如果系统丢包率超过了系统设定的阀值,则上报系统丢包率过高告警。如果系统转发流量和端口流量低于系统设定的阀值,则上报系统转发流量过低告警,端口流量过低告警。如果用户签约的某种业务出现异常,则上报对应业务故障告警。

处理出错告警:其他异常情况告警。

根据微型企业的固话基本语音需求和宽带接入需求,网管系统的性能管理需要监测统计系统丢包数、系统丢包率、系统转发流量、端口转发流量、呼入成功会话数、呼出成功会话数等。呼入成功会话数是指在统计周期内,被叫摘机的数目,包括在这个周期内做被叫发生的已经释放的呼叫。呼出成功会话数是指在统计周期内,终端做主叫时候的主叫摘机数目,包括统计周期内曾经摘机但已经释放的呼叫。网管系统通过周期性采集这些性能参数来进行监测,以方便网络维护人员了解接入设备的性能,从而更方便的管理接入设备。

小型企业,即大于8、小于100个信息接入点的企业。企业规模小,没有分支机构,或本身就是分支机构。部分有互联网接入和LAN,以宽带接入、固话基本语音需求为主,用户无需保留原号码。可选用小于100个端口的机架型接入设备。对于中大型企业100个信息接入点以上,无分支机构,或本身就是分支机构,有多种IMS业务需求且用户无需保留原号码。可选用大于100个端口的大型机架型接入设备。在这两种应用场景下,接入设备有可能通过下行FE接口挂接小型的接入设备来满足用户的需求。其对应的网管系统功能故障管理和性能管理的需求如下:

硬件告警:POTS端口运行异常告警、上行网口运行异常告警、下行网口运行异常告警、DSP芯片故障告警、机架故障告警、机框故障告警、板卡故障告警、硬盘损坏告警、电源损坏告警。时钟停止工作或发生异常时,上报时钟故障告警。

电源告警:如果电压过低或过高时,并且接近设备所能承受的极限时,上报电压过低或过高告警。

环境告警:在长期工作的情况下,周围的温度应该保持在-10℃～+50℃的范围之内,如果接近温度极限,则上报温度过高或过低告警。湿度应该保持在5%～90%RH(1～25g/m3)的范围,如果接近湿度极限,则上报湿度过高或过低告警。在短期工作的情况下,周围的温度应该保持在-15℃～+60℃的范围之内,如果接近此温度极限,则上报温度过高或过低告警。湿度应该保持在5%～95%RH(1～29g/m3)的范围之内,如果接近此湿度范围,在上报湿度过高或过低告警。当设备遭受各种过压冲击时,立即上报告警信息,来保护接入设备。

软件告警:如果设备的软件系统在运行过程中出现故障,则上报软件运行错误告警。网管系统数据库中存储的数据量超出数据库空间门限阀值时,则上报数据库空间占用门限溢出告警。如果设备在进行软件升级或网管系统自身软件升级出现故障时,及时上报设备软件升级错误告警或系统软件升级错误告警。当设备数据配置文件不存在、数据配置文件非法,如数据配置文件格式不正确或语法不正确时上报数据配置文件错误告警、配置文件数据非法告警。在数据配置文件中,需要获取的数据不存在时上报获取数据失败告警。当板卡插错位置,或插错板卡时上报板卡类型错误告警。当板卡未插紧、板卡运行异常或板卡硬件异常且进行板卡软件激活时,上报板卡软件激活告警。当单板软件版本与系统版本配置不一致、单板无软件、系统在对单板软件进行自动激活时失败或单板硬件版本与系统版本配置不一致时,上报板卡版本不匹配告警。

通讯故障告警:与核心网信令连接断开告警;与核心网媒体连接断开告警;IP地址冲突告警;网络连接断开告警;端口状态插拔线告警;TCP/UDP通信异常告警;各种数据链路层通信协议异常告警等。

业务质量告警:业务质量告警包括性能告警和服务质量告警。网管系统需要即时统计CPU占用率、内存利用率。如果CPU过载或CPU中任务运行出现异常,则上报CPU过载告警。如果内存利用率接近系统设定的阀值,则上报内存空间不足告警。如果用户签约的某种业务出现异常,则上报对应业务故障告警。

处理出错告警:其他异常情况告警。

根据小型企业和中大型企业的应用场景需求,接入设备的网管系统性能管理需要监测统计接入设备的内存利用率,CPU占用率;统计接入设备的注册相关参数以及会话相关参数。注册相关参数有:当前注册成功用户数、注册成功次数和注册失败次数。当前注册成功用户数指已经注册成功且未注销的用户数;注册成功次数指以小时为单位统计每小时的注册成功的次数,包括重注册;注册失败数指以小时为单位统计每小时的注册失败的次数,包括重注册。会话相关参数包括:接收的呼入呼叫次数、应答的呼入呼叫次数、接通的呼入呼叫次数、失败的呼入呼叫次数、试占的呼出呼叫次数、应答的呼出呼叫次数、接通的呼出呼叫次数、失败的呼出呼叫次数、丢弃的呼叫次数以及总呼叫时长。网管系统通过周期性采集这些性能参数来进行监测,以方便网络维护人员随时了解接入设备的性能,从而更方便的管理接入设备。

6 结论

本文给出了IMS接入设备网络管理的改进方案,根据运营商对IMS接入设备的管理需求,具体分析了微型企业、小型企业和中大型企业等不同应用场景下,IMS接入设备告警管理和性能管理的不同需求。

参考文献

[1]张智江,李永,刘洪宁,等(et al).IMS业务关键技术与实现[M].北京:人民邮电出版社,2008.Zhang Zhijiang,Li Yong,Liu Hongning,etal.Implementation of the Key Techniques In IMS[M].Beijing:The People's Posts and Telecommunications Press,2008.

[2]李力卡.软交换分权分区管理研究及应用[J].广东通信技术,2007,27(10):2～3.Li Lika.Research and Application on decentralized and Subdomain management in Softswitch[J].GUANG DONG COMMUNICATION TECHNOLOGY,2007,27(10):2～3.

[3]郭军.网络管理[M].北京:北京邮电大学出版社,2008.Guo Jun.Network Management[M].Beijing:Beijing University of Posts and Telecommunications Press,2008.

[4]3G P P T R32.819V8.0.0—2008-06.Telecommunication management;Element manage layer-Operation System Function(E-OSF)definition[S].

[5]3G P P T S32.401V9.0.0—2009-12.Telecommunication management;Performance management;cancept and requirements[S].

浅析IMS的应用现状与发展 第4篇

随着通信技术和信息应用的发展, 电信业务需求正在向固定移动融合、语音与互联网应用相结合的综合信息服务转变, 传统运营商面临移动运营商与互联网应用提供商的激烈竞争。IMS (IP多媒体子系统) 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SIP协议。目前, IMS支持2G和3G的移动接入方式。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SIP会话的通用平台, 同时支持固定和移动新技术与新业务等多种接入方式, 实现固定网络和移动网络的融合。

二、基于IMS的网络融合问题

随着通信网络的发展与演进, 融合是不可避免的主题, 固定和移动的融合 (FMC) 更是迫切要解决的问题。IMS进一步发扬了软交换结构中业务与控制分离、控制与承载分离的思想, 比软交换进行了更充分的网络解聚, 网络结构更加清晰合理。网络各个层次的不断解聚是电信网络发展的总体趋势。网络的解聚使得垂直业务模式被打破, 有利于业务的发展;另外, 不同类型网络的解聚也为网络在不同层次上的重新聚合创造了条件。这种重新聚合, 就是网络融合的过程。利用IMS实现对固定接入和移动接入的统一核心控制。固定移动融合 (FMC) 技术主要包括网络融合技术、业务融合技术和管理融合技术三个方面。

(一) 网络融合技术

IMS网络融合的基本思想是将互联网IP技术、源于固定网演进的软交换技术和移动核心网技术有机地结合起来, 实现固定和移动通信网融合的目标。IMS借鉴通信网的交换控制技术, 在IP承载层之上引入集中的呼叫/会话控制层。其下层最大限度地重用Internet技术和协议。控制信令选用SIP协议。其核心网元呼叫会话控制功能 (CSCF) 相当于SIP代理服务器, 除了完成SIP消息转发功能以外, 还负责多媒体通信的呼叫控制。由于大部分网络接口采用的都是Internet协议, 因此, IMS系统不但支持3G用户之间基于IP网络的多媒体通信, 而且也能毫无困难地支持3G用户和Internet用户之间的通信。

(二) 业务融合技术

业务融合是IMS更高层次的融合, 也是对于未来异构信息通信网络更为重要的深层次的融合。从网络平滑演进的角度考虑, IMS支持3种业务提供方式。

第一种方式是继续重用固定和移动智能网技术, 由业务控制点 (SCP) 提供网络运营商的签约智能业务, 以保证融合网络仍然能提供原来网络中的所有增值业务。

第二种方式是重用SIP网络的业务技术。由于IMS控制层采用的是SIP协议, 因此可以通过设置各种SIP服务器, 向用户提供各种业务应用。

第三种方式称之为Parlay/OSA业务架构, 即重用已经在软交换网络中应用的Parlay技术。通过和Parlay组织的密切合作, 联合开发调用IMS网络能力的API, 实现基于API的开放式业务提供, 由业务层的OSA应用服务器 (AS) 提供业务应用。因此, Parlay/OSA代表了IMS的发展方向, 是业务融合的核心技术。

(三) 管理融合技术

IMS在业务管理和运营管理上, 充分重用电信网的运营支撑系统 (OSS) 和业务支撑系统 (BSS) 技术;在网络管理上借鉴IP网络接入认证技术和安全技术;在Qo S控制和计费上提出了基于策略控制的PCC技术。

三、IMS技术应用现状及发展趋势

为满足新业务快速推广、优化网络结构及资源建设的需求, 目前大部分运营商都在着手进行IMS商业应用。IMS在业务能力上能够提供基于会话的新技术与新业务多媒体会议、一键通、组管理、即时消息等业务。在融合和组合的业务中, IMS可以提供信道状态信息 (CSI) (移动电路域与IMS域协作业务) , 如视频共享 (Video Sharing) 、语音呼叫连续性业务 (VCC) 、成员间通信业务 (如即时通信、多方通话等) 。

移动运营商主要关注用IMS在移动网络基础上提供Po C、视频共享等多媒体增值业务。固网运营商重点放在用IMS为企业客户提供IP Centrex和为公众客户的Vo IP第二线业务。固网移动综合运营商则更关注通过统一的IMS核心网接入固定和移动用户。目前全球已有50家以上的电信公司斥资建立IMS平台, 未来电信业要寻求突破, 必须走向移动、固网使用同一共通平台, 建立IMS可使全面IP化, 支持语音、影像、数据及信息服务统一化与标准化, 建立IMS整合式服务已经成为电信市场的主流应用与发展趋势。中国的运营商也在积极推进IMS技术的试验。从国内运营商IMS试商用和部署情况来看, 中国移动研发中心在2005年11月联合朗讯、爱立信、西门子等设备厂商进行了第一期IMS实验室测试, 并于2006年1月开始测试“IMS业务体验环境”。此次测试是中国全面部署IMS的前奏, 中国移动在全国10省10个试验点开展IMS业务测试, 包括重庆、浙江、广东等省市。

四、IMS的主要应用

随着IMS技术和产品的逐渐成熟, 已经有一些运营商开始了IMS的商用。综合来看, IMS的应用主要集中在以下几个方面。

第一是在移动网络的应用。这类应用是移动运营商为了丰富移动网络的业务而开展的, 主要是在移动网络的基础上用IMS来提供Po C、即时消息、视频共享等多媒体增值业务。应用重点集中在给企业客户提供IP Centrex和公众客户的Vo IP第二线业务。

第二是固定运营商出于网络演进和业务的需要, 通过IMS为企业用户提供融合的企业的应用 (IP Centrex业务) , 以及向固定宽带用户 (例如ADSL用户) 提供Vo IP应用。

第三种典型的应用是融合的应用, 主要体现在WLAN和3G的融合, 以实现语音业务的连续性。在这种方式下, 用户拥有一个WLAN/WCDMA的双模终端。在WLAN的覆盖区内, 一般优先使用WLAN接入, 因为这种方式用户使用业务的资费更低, 数据业务的带宽更充足。当离开WLAN的覆盖区后, 终端自动切换到WCDMA网络, 从而实现语音在WLAN和WCDMA之间的连续性。目前, 这种方案的商用较少, 但是许多运营商都在进行测试。在IMS中全部采用SIP协议, 虽然SIP也可以实现最基本的Vo IP, 但是这种协议在多媒体应用中所展现出来的优势表明, 它天生就是为多媒体业务而生的。由于SIP协议非常灵活, 所以IMS还存在许多潜在的业务。IMS的合理演进, 一方面是运营商的理性分析与分步测试;另一方面是IMS厂商的积极推动、强力支持。全球许多标准组织都把IMS作为网络演进路线, 大家都在采取行动, 不同的只是步伐的快慢和时间地点的选择。

五、结语

IMS体现了固定移动网络融合的需要, 为信息通信网络的发展指明方向。由于中国运营商的特殊性, IMS在中国才刚刚开始得到关注。然而, 从IMS技术将给通信产业带来变化的意义来看, 其作为多媒体平台的特性, 将使得它最终打破坚冰, 在中国获得实际的进展。

参考文献

[1]唐言.IMS——下一代“融合”的引擎[J].现代通信, 2005, (8) .