IMS 软交换和NGN的关系

软交换与IMS技术分析探讨2009-12-22 15:131 引言随着互联网的蓬勃发展和社会经济的信息化，数据及多媒体业务将迅速超越传统语音业务，成为巨大的通信需求。

在此背景下，下一代网络（NGN）应运而生。

NGN 将基于IP 与Internet，其核心控制层形态目前正在经历软交换与IP 多媒体子系统（IMS）技术的竞争合作阶段。

软交换是近年发展起来的一种新的呼叫控制技术。

它具有分层的体系架构、基于分组传输、能提供多种接入方式等特点，并能综合提供语音、数据、多媒体业务。

近年来的现场试验及规模商用结果证明，软交换体系在技术上已经基本成熟。

同样地，IMS 也是NGN 的主要技术之一。

IMS 不仅可将单一类型的移动网络融合到全IP, 还是融合固定网、移动网和企业网的基础。

同时由于IMS 具有SIP 标准化接口的特性，使其适应NGN 业务与控制分离的基本原则，为支持各种业务奠定了基础，从而被当前业界公认为未来融合的控制平台，是面向未来多媒体通信的NGN 核心技术。

要解决好IMS 与软交换网络的融合问题，需要了解它们的技术特点与差别。

2 软交换软交换是基于包交换网络，以软件来实现交换与呼叫控制管理的网络技术。

它是网络演进以及下一代电信网络中的核心设备之一，独立于传输网络，主要完成呼叫控制、资源分配、协议处理、路由、认证、带宽管理、计费等功能，同时可以向用户提供现有电路交换机所能提供的所有业务以及多样化的第三方业务。

软交换技术从1998 年就开始出现并且已经历了实验、商用等多个发展阶段，目前已比较成熟。

全球范围早已有多家电信运营商开展了软交换试验，发展至今，软交换技术已经具备了替代电路交换机的能力，并具备一定的宽带多媒体业务能力。

软交换的基本含义就是把呼叫控制功能从媒体网关中分离出来，通过服务器上的软件实现基本呼叫控制功能，从而实现呼叫控制与承载的分离。

从广义上讲，软交换泛指一种体系结构，它包括四个功能层面：接入层、核心传输层、控制层和应用层。

近来IMS成为媒体关注的焦点，大有取代所有网络的气势，多个国际标准组织也在加紧制定其标准。

目前电信运营商实施网络转型的目的是要简化网络结构、减少网络运营成本，加速将新业务推向用户的能力和速度，优化运营商与用户之间的关系。

网络演进的发展凸显融合、调整、变革的新趋势，但运营商会根据自身的网络情况采用成熟稳健的策略。

一、IMS标准化概况1.TISPANTISPAN是2003年9月由从事固定网标准化的SPAN组织和进行VoIP研究的TIPHON组织进行了合并而成的，是ETSI旗下的从事NGN标准化研究的主要机构。

TISPAN分为八个工作组，包括业务、体系、协议、号码与路由、服务质量、测试、安全和网络管理工作组。

TISPAN将他们的研究计划分为阶段完成，第一阶段(Release1)主要研究能够提供多媒体业务的NGN系统，并计划于2005年中期完成Release1的研究。

目前，TISPAN定义的NGNRelease1业务能力要求能够支持PSTNEmulation业务、PSTNSimuiation业务、多媒体业务、数据业务等业务能力。

TISPAN定义的NGN体系结构包括PSTN仿真子系统(PSTNEmulation)、IP多媒体(IMS)、流媒体和其他业务等四个业务子系统，以及网络附着(NASS)和资源控制与接纳(RACS)子系统。

Release1将对PSTN仿真子系统(PSTN Emulation)、IP多媒体业务系统以及NASS、RACS接入子系统进行规范和研究。

IP多媒体子系统主要使用3GPP的IMS的核心网络作为核心控制系统，并在3GPP 规范的基础上对IMS系统进行扩展以支持xDSL等固定接入方式。

由于有线和无线网络在网络带宽、终端鉴权、位置信息和资源管理等多方面存在差异，TISPAN将在这些方面加以扩展，实现固定接入。

对于IP多媒体子系统的另一个研究重点在于完善IMS子系统与PSTN仿真子系统、RACS子系统和NASS子系统的互通。

IMS、软交换、NGN三者关系与网络演进两年前业界在谈论NGN的时候，不同的人说的NGN差别很大，以至于有人提出了狭义的NGN和广义的NGN概念，以示区别。

现在，随着IMS概念在国内的引入，谈论IMS的人也多起来了，难免出现当初NGN概念刚推出时的情形。

因此，本文企图从什么是IMS和提出的背景开始，结合我们熟悉的软交换和NGN概念，来解读这三者之间的关系，以便对IMS的作用有一个更好的认识。

一、什么是IMS1、3GPP IMS和3GPP2 MMDMS是IP Multimedia Subsystem的英文缩写，最初出现于3GPP研究的R5版本3G系统中。

了解3GPP 3G移动系统的人知道，随着技术、业务和时间上的不断推进，3G的规范分为R’99、R4、R5、R6等版本。

从3G移动系统的核心网角度来看，R’99版本同2.5G相比，其网络架构是一致的，均存在一个电路域和一个分组域。

也就是说，从2.5G到3G的R’99，主要是在提供的业务上有所变化，而在网络架构上没有什么变化。

但是，到了R4版本，网络架构有了较大的变化。

其电路域的核心网不再基于TDM的电路交换方式，而是基于分组域相同的IP骨干网；同时，引入了MSC 服务器和媒体网关来替代传统的MSC，以便在R4版本的网络中提供语音业务。

所以，R’99到R4是网络架构上的变化，但在提供的业务上是没有区别，引入的MSC服务器也只是为了语音业务而设计。

自从以GPRS为代表的分组域概念推出后，出现了多种移动数据业务，也不乏有成功者，而在前几个版本中，对数据业务和应用的提供没有定义统一的网络架构，因此，到了R5版本，为了解决如何为移动数据用户提供IP多媒体业务，提出了IMS的概念。

也就是说，IMS是为了IP多媒体业务所提出，因此，从理论上来说，R4到R5主要是在提供的业务上，而不是在网络架构上的变化。

随着时间的进一步推移,以及无线和终端全IP化的出现，R4网络中的MSC 服务器架构将逐步退出，取而代之是IMS网络的扩大和扩张。

软交换和IMS的关系摘要：当前软交换和IP多媒体子系统（IMS）成为下一代网络融合的2个方向，两者都基于IP承载，都具有呼叫控制与承载分离的思想。

根据二者的体系结构与特点，软交换可作为传统电话网的平滑过渡，而IMS在业务的应用方面具有更多的灵活性。

文章介绍了NGN、软交换及I MS等概念，对软交换及I MS 做了简单比较，并对网络融合方向提出了看法。

NGN 是英文Next Generation Net-work的缩写，字面意思是下一代网。

目前研究的NGN是一个基于分组的核心网络（有别于先前的时分复用网络），能够提供包括电信业务在内的多种业务，支持多种宽带能力和具有按需求的服务质量（QoS）进行传送的技术，实现与业务相关的功能与底层传送技术的独立。

它可以根据用户的选择自由地接入网络、业务提供者和业务。

软交换是交换是一种功能实体，为NGN提供具有实时性要求的业务的呼叫控制和连接控制功能，是NGN呼叫与控制的核心。

软交换技术作为业务/控制与传送/ 接入分离思想的体现，是NGN體系结构中的关键技术，其核心思想是硬件软件化，通过软件的方式来实现原来交换机务的控制、接续和业务处理等功能，各实体之间通過标准的协议进行连接和通信，在NGN中更快地实现各类复杂的协议及提供业务。

在我国《软交换设备总体技术要求》中规定，软交换是电路交换网向分组网演进的核心设备，也是下一代电信网络的重要设备之一。

它独立于底层承载协议，主要完成呼叫控制、媒体网关接入控制、资源分配、协议处理、路由、认证、计费等主要功能，并可以向用户提供现有电路交换机所能提供的业务以及多样化的第三方业务IMS（IP multimedia subsystem，IP 多媒体子系统）是3GPP 在Release 5 及更高版本中提出的支持IP 多媒体业务的子系统，它为移动通信构建了提供IP 多媒体业务的统一的体系构架和基础设施，尤其基于SIP （sessioninitiation protocol，会话初始化协议）的功能丰富的业务控制过程，将IP 灵活的业务能力植根于移动通信体系之中，极大地提高了移动业务生成能力。

NGN与IMS中的共性和区别软交换和IMS的出现是基于想讲移动网络和固定网络，语音的IP话和移动化，尤其是无线网络越来越普及IMS是一个在PS域上的多媒体控制/呼叫控制平台核心特点是采用SIP协议，具有分布式特点、接入无关的特性和标准开放的业务控制接口IMS被认为是下一代网络的核心技术，也是解决移动与固网融合，引入语音、数据、视频三重融合等差异化业务的重要方式下一代多媒体融合业务已成为通信市场的发展趋势。

这正与IMS不谋而合，业务驱动是网络演进的前提，技术驱动是网络演进的保证软交换更多地是把程控交换机“软”化，依旧与移动软交换是风马牛不相及的关系，IMS却因为与接入无关、支持用户漫游等特点，必然成为固定与移动融合的核心技术NGN与IMS中的共性和区别摘要基于电路交换的传统通信网络的IP化和宽带化，进而实现NGN的目标，是电信网络发展的必然趋势，本文详细分析了目前电信网络向NGN演进的两种主流方案：软交换和IMS。

结合国内外状况，我认为现阶段IMS和软交换应该共同存在，相辅相成；从长远来看，IMS是发展方向。

1、NGN的主旋律：网络融合随着信息技术的快速发展和互联网的迅速普及，人们对通信的需求呈现宽带化、个性化、综合化的特征。

为了满足人们多样化的需求，基于固定电话网、移动电话网和互联网多种异构网络融合，能够提供多媒体综合业务的、开放的下一代网络（NGN）体系架构逐渐形成。

NGN是一个分组网络，它提供包括电信业务在内的多种业务，能利用多种带宽和具有QoS能力的传送技术，实现业务功能与底层传送技术的分离；它提供用户对不同业务提供商网络的自由接入，并支持通用移动性。

实现用户对业务使用的一致性和统一性。

NGN只是一个目标，并没有限定采用哪种技术来实现这一目标。

语音的IP化和移动化让固网运营商陷入困境，不得不将原有网络转型为可管理的IP网，希望通过整网向IP化的演进来稳固自身的语音通信收入，并希望通过各种增值业务来扩展自己的市场空间，现在传统通信网络向IP化和宽带化的演进已经成为趋势，电信运营商迫切需要一种技术把移动网络和固定网络融合在一起。

NGN网络发展中软交换及IMS的应用分析摘要：软交换是一种正在发展的概念和技术，核心是一个标准化协议和应用编程接口的开发体系结构，以便提供更广泛的应用和业务平台。

本文介绍ngn网络发展中软交换及ims的应用分析，以期为相关研究者提供借鉴。

关键词：ngn网络；软交换；ims中图分类号：tn711 文献标识码：a 文章编号：1001-828x（2013）05-0-01一、软交换的应用软交换是一种正在发展的概念和技术，核心是一个标准化协议和应用编程接口的开发体系结构，以便提供更广泛的应用和业务平台。

软交换的核心思想是通过硬件软件化的思想来实现原来交换业务的控制连接和处理，可以同时在同一个网络上提供语音、数据以及多媒体业务。

软交换的体系结构如图1所示。

由图可知，软交换体系结构分为业务管理层、网络控制层、核心交换层和边缘接入层。

边缘接入层：负责将各种网络和终端设备介入软交换体系机构；核心交换层：对各种不同的业务和媒体流提供公共的传送平台，多采用基于分组的传送方式，目前比较公认的核心传送网为ip网或atm骨干网；网络控制层：其主要实体为软交换设备，完成呼叫控制、媒体网关接入控制、资源分配、协议处理、路由、认证、计费等功能，并可向用户提供基本语音业务、移动业务、多媒体业务以及api接口；业务管理层；在呼叫控制的基础上向最终用户提供各种增值业务。

在软交换系统中，ip承载使网络调整更为灵活，同时也使媒体能力增强，进而带来一些新的业务，增强运营商网络的网络价值。

另一方面，软交换分离的架构使得网络部署更灵活，可以有效降低运营商网络的建网成本和运营维护成本。

二、ims的应用ims（ip多媒体子系统，ip multimedia subsystem）在3gpp release 5版本中提出，是对ip多媒体业务进行控制的网络核心层逻辑功能实体的总称。

ims体系结构从上向下分为四层：应用层、控制层、承载层和接入层。

应用层主要实现传统的电话业务、智能网的接入以及提供基于sip的非传统电信业务等；控制层主要完成基本会话的控制、sip会话路由控制等功能；承载层采用具有qos 保证的ip网进行承载；接入层主要完成各类sip会话的发起、终结，完成与传统pstn/plmn间的互联互通。