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上传输数据相关的一系列配置和使用设置。移动终端在应用级注册之前可以激活一个PDP与语境来获得传输所需要的资源,之后,如果想重新协商QoS配置,可以再次激活新的PDP语境。而固定网络却没有制定终端用户(例如xDSL终端)预留资源的机制,所以需要扩展P-CSCF以及Gq接口以支持网络侧发起资源预留申请。
(3)地址互通
CSCF通过域名服务器(DNS)来确定下一跳的IP地址,完成路由的功能。网络融合提出了“单一号码接入”和各种网络“地址互通”的要求,DNS应支持电子号码(ENUM)机制,以完成E.164号码和SIP统一资源标示(URI)之间的相互转译和路由功能。
3.2.4 应用层
应用层有各种应用服务器组成,提供最终用户的业务逻辑。IMS业务功能结构比较合理完善,目前支持三种业务提供方式:传统智能网业务、SIP应用业务以及第三方应用业务。这种分布式业务提供方式既考虑到融合网络新业务的提供,也考虑到传统智能网业务的提供;既允许由运营商自身提供增值业务,也支持开放业务接入(OSA),允许第三方通过标准开放的应用编程接口(API)提供增值业务。为更好地实现业务层的融合,还需考虑以下三点:
(1)对固定智能网业务的支持
目前IM-SSF只提供移动智能网CAMEL应用部分(CAP)协议至SIP的映射,所以IMS只能支持传统移动智能网业务,为了支持固定智能网的业务,需扩展IM-SSF以支持智能网应用部分(INAP)。
(2)统一用户数据库
目前,固定宽带网络的用户签约信息位于SIP注册服务器,IMS中用户签约信息和位置信息位于HSS。这两种数据库应该合并成一个固定业务和移动业务通用的公共用户数据库,其用户的签约信息和位置信息为各种业务所共享。这样不管用户采用何种接入技术,IMS都可以应用HSS中的用户签约信息对用户进行鉴权、认证和计费(AAA),简化了业务提供,也便于提供个性化服务。
(3)增强业务的交互协调能力
由于固定接入网的无线接入网具有不同的特点,有些业务主要是针对固定用
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户或移动用户设计的,例如主要是为固网用户推出的宽带视频会议(NetMeeting)业务和主要是为移动用户提供的文本短信息业务等。在网络融合背景下,应该消除这些区分。运营商应根据用户的位置和使用的终端智能化地提供合适的业务。这就需要不同业务之间具有很强的交互协调能力。SIP是未来多媒体应用的最佳载体,所以这种业务交互能力自然也应该使用SIP来实现。 3.3 融合分析
IMS为了支持向固网POTS用户提供PSTN仿真的业务能力需要作更多的扩展,而这些扩展更加增添了固定IMS和移动IMS的差异性,业务能力的差异性导致固网和移动IMS体系架构及协议的差异性,这将成为影响固定和移动网络融合程度的关键因素。IMS无论从技术、标准,还是运营政策等方面,都面临一系列的挑战,基于IMS的网络融合尚有很长的路要走。
3.3.1 融合的方案分析
固网和移动网络融合方案主要考虑两个方面:业务融合技术和网络融合技术。
(1)业务融合技术
在基于IMS的业务融合方案的设计中,关键在于设计一套统一的业务创建平台。目前IMS系统主要有三种业务提供方式,因而存在多种构建业务平台的选择。结合IMS的业务生成环境特点,我们可采用Parlay/OSA的业务创建平台。主要考虑如下:
(a)IMS中所有业务都是通过业务平台提供,核心控制部分不实现具体的业务,因而,在基于IMS的业务网络融合方案中,将不采用由软件换设备(S-CSCF)提供业务的方式。实际上,IMS系统是一个更“软”的软交换系统,对控制层功能做了进一步分解,实现了会话控制实体CSCF和承载控制实体MGCF在功能上的分离,使网络架构更为灵活、开放。
(b)如果采用IM-SSF作为融合方案的业务创建平台,则只能为IMS用户提供现有的CAMEL/IN业务,无法为IMS用户提供更多的增值业务,就连现有的PSTN智能网业务和无线智能网业务都将难以提供,违背了固定和移动业务网络融合的目的。
(c)如果选择SIP AS作为融合方案的业务创建平台,虽然可以向IMS用户提供
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基于SIP的增值业务,但存在着业务平台不够开放的问题。由于SIP AS位于电信网络侧,响应的业务由电信运营商或AS设备供应商开发,难以快速引入第三方SP或CP开发的业务。
(d)如果采用Parlay/OSA作为融合方案的业务创建平台,便可以大大提高业务开发的开放性。Parlay/OSA是一种通用的技术标准,通过对底层网络的抽象定义出一系列的API,屏蔽了底层网络细节,第三方SP或CP不必了解网络细节便可直接使用底层网络能力进行业务开发,方便了第三方业务的快速引入和部署。而且,目前固定和移动软交换网络都支持基于Parlay/OSA的业务提供方式,采用Parlay/OSA最为融合方案的业务创建平台,可以很好地兼容现有固定和移动软交换网络,实现与现有固定和移动网络业务层的完全统一。此外,通过对Parlay/OSA网关的扩展,还可以很好地与系统PSTN/PLMN网络互通,使传统PSTN/PLMN用户通过各自的网络基础接入到基于IMS的融合业务网络平台,享用此业务平台的业务。
基于Parlay/OSA的业务平台是一种最开放、最能代表下一代电信网业务特征的业务提供方式,目前已得到了广泛认可。Parlay/OSA网关由框架和业务能力服务器组成,业务能力服务器由一个或多个业务能力特征组成,框架用来保证业务能力服务器访问的安全性。Parlay/OSA网关对上向Parlay/OSA AS提供各种标准的API接口,Parlay/OSA根据这些接口函数实现业务开发,而不用考虑底层网络细节。Parlay/OSA网关对下通过各种专用资源接口与底层网络交互,实现对底层网络能力的调用。例如,通过INAP、CAP与PSTN和GSM中的业务交换点(SSP)交互;通过SIP协议与IMS中的S-CSCF交互,因而只需要完成Parlay/OSA API到SIP协议的映射即可。Parlay/OSA AS是业务的开发场所,可以位于电信网络侧也可以位于第三方,由电信运营商或第三方向固定和移动用户提供各种融合业务。为了进一步提高API的抽象层次,简化SP或CP的业务开发过程,方案中还可以引入基于Web Service的API接口—Parlay X API。Parlay X API扩展了Parlay/OSA API接口标准,抽象层次更高,并利用Web业务技术来简化网络编程。Parlay X API的引入可以通过以下两种方式来实现,一种是在AS和Parlay/OSA网关之间增加Parlay X Web Service网关,完成Parlay X API与Parlay/OSA API之间的映射。另一种是直接将Parlay X Web Service网
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关与S-CSCF相连,完成Parlay X API与SIP之间的映射。本方案还考虑了对POTS终端的支持,如何在这些终端上向用户提供补充业务,目前讨论较多的是采用PSTN/ISTN仿真(PES)的方式,在IMS中增加一个功能实体—接入网关控制功能。补充业务可以再AGCF上实现,也可以通过统一的业务平台实现。考虑到业务的统一性,本方案中建议统一由Parlay/OSA应用服务器提供业务,将补充业务相关数据和用户其他数据进行统一存储,由S-CSCF负责进行业务触发。为了兼容现有网络,实现与固定和移动软交换网络以及传统PSTN/PLMN网络的互通,使传统电信用户能够享用基于IMS的融合业务网络中的业务,需要考虑本方案的可扩展性和兼容性问题。在本文中所提的融合业务网络结构中,只需要对Parlay/OSA网关作相应扩展即可,即在Parlay/OSA网关上配置各种专用资源接口与PSTN/PLMN的SSP或软交换设备进行交互,通过Parlay/OSA API向各种资源接口协议的映射来调用各底层网络资源/能力。Parlay/OSA API向底层网络协议映射方面的研究较多,相应的技术标准已较为成熟,3GPP已对OSA API中的部分SCF的映射进行了规范。如用户交互SCF到CAP、INAP、MeGaCo、SMS的映射,通用呼叫控制SCF到CAP、INAP、MeGaCo的映射,多方呼叫控制SCF到ISC的映射等。
(2)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。
(a)IMS鉴于VoIP的成功应用,在承载层摒弃了长期以来在传统电信网中占主导地位的电路交换(CS)域,采用基于IP技术的单一的PS域传输各种和信令数据流,即首次提出在通信网中采用全IP承载网络,使之成为通信网融合的底层基础。
(b)在业务组网上继承蜂窝移动通信系统也有的网络技术,沿用原籍网络和访问网络的概念,继续采用扩展的移动性管理技术以及集中设置的网络数据库支持用户漫游和切换。在2G网络归属位置寄存器的基础上扩展形成IMS至关重要的网元原籍用户服务器(HSS),存储包括位置信息、认证授权信息、用户文档以及归属SIP服务器在内的处理多媒体回话所需的
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各种用户信息。因此,IMS系统在灵活提供IP多媒体业务的同时仍保持移动通信的所有特点,体现了移动通信网络技术和Internet技术的有机结合。
(c)在异构网络互通和异构终端接入上鉴软交换组网技术,通过网管实现与传统固定及移动网络的互通,设有信令网关(SGW)、媒体网关(MGW)、媒体网关控制器(MGCF)等网元,而且在MGCF和MGW也采用IETF和ITU-T共同制订的H.248协议。在用户接入侧,通过相应接入网关和服务器设置,不但可以接入移动终端,也可以接入固定电话终端、多媒体终端、PC机等, 方式不限于蜂窝射频借口,也可以是无线的WLAN、WiMAX,或者是有线的LAN\\DSL\\同轴电缆等技术。
3.3.2 融合的接入安全分析
传统的电信网络采用独立的信令网来完成呼叫的建立、路由和控制等过程,信令网的安全能够保证网络的安全。而且传输采用时分复用(TDM)的专线,用户之间采用面向连接的通道进行通信,避免了来自其他终端用户的各种窃听和攻击。而IMS网络与互联网相连接,基于IP协议和开放的网络架构可以将语音、数据、多媒体等多种不同业务,通过采用多种不同的接入方式来共享业务平台,增加了网络的灵活性和终端之间的互通性,不同的运营商可以有效快速地开展和提供各种业务。由于IMS是建立在IP基础上,使得IMS的安全性要求比传统运营商在独立网络上运营要高的多,不管是由移动接入还是固定接入,IMS的安全问题都不容忽视。 IMS AKA机制视同“提问/回答”的模式实现用户和网络之间的双向认证,并通过协商产生的密码对(CK,IK)作为IPSec SA所需的密钥,为后续的通信提供安全保护。IMS AKA机制是基于SIP协议来实现的。AKA与SIP的结合在IETF RFC3310中定义。在IMS的注册过程中,携带AKA参数的SIP信令在UE和IMS网络认证实体之间进行交互,按照AKA机制来传输和协商AKA参数,从而实现接入认证和密钥协商的过程。通过IMS注册过程实现基于AKA机制的IMS接入认证的具体流程如图3.3.3-1,
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