固网

基于ＩＭＳ技术改造固网

臧兆毅

中国电信沈阳分公司 １１００００

摘 要： 通过分析固网现状，在介绍ＩＭＳ体系结构的基础上，分析了基于ＩＭＳ实现固网

改造的可行性，并提出了固网改造的具体方案。

关键词： ＩＭＳ ； 固网改造 ； ＰＳＴＮ ； ＮＧＮ ； ＳＩＰ

３ＩＭＳ技术简介

ＩＭＳ（ＩＰＭｕｌｔｉｍｅｄｉａＳｕｂｓｙｓｔｅｍ）是ＩＰ多媒体系统，是一种全新的多媒体业务形式，它

能够满足现在终端客户更新颖、更多样化的多媒体业务需求。目前，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。

３．１ＩＭＳ网络架构

ＣＳＣＦ（ＣａｌｌＳｅｓｓｉｏｎＣｏｎｔｒｏｌＦｕｎｃｔｉｏｎ）：ＣＳＣＦ是ＩＭＳ系统的呼叫控制核心，它的主要作

用是在ＩＰ传输平台上实现多个实时业务的分发，具有中心路由引擎、策略管理和策略执行

功能。ＣＳＣＦ按其位置和功能又可分为Ｐ／Ｓ／Ｉ三种类型，他们在物理实体上完全可以是合一

的，在实际组网时，其划分和部署需综合考虑ＩＭＳ业务接人方式、ＣＳＣＦ的容量、能力及

用户业务量需求等因素。

ＰＤＦ策略控制功能（ＰＣＲＦ／ＰＤＦ）：负责实现基于服务的本地策略（ＳＢＬＰ），即根据从

Ｐ－ＣＳＣＦ获得的会话和媒体相关信息来制定相应的策略通知ＩＰ－ＣＡＮ，是ＱｏＳ重要的功能实

体。

ＨＳＳ（ＴｈｅＨｏｍｅＳｕｂｓｃｒｉｂｅｒＳｅｒｖｅｒ）：ＨＳＳ是归属网络中保存ＩＭＳ用户的签约信息，包

括ＩＭＳ用户标识、号码和地址信息、ＩＭＳ用户网络接人认证的密钥信息、ＩＭＳ用户的路由

信息、用户的位置信息、ＩＭＳ用户的业务签约信息等。ＨＳＳ针对ＩＭＳ对ＨＬＲ／ＡｕＣ进行了

扩展，ＨＳＳ和接人技术无关，既适用于移动网也适用于固定网。

ＭＧＣＦ（Ｍｅｄｉａ

Ｇａｔｅｗａｙ

ＣｏｎｔｒｏｌＦｕｎｃｔｉｏｎ）：实现ＩＭＳ核心控制面与ＰＳＴＮ或ＰＬＭＮＣＳ

的交互，支持ＩＳＵＰ／ＢＩＣＣ与ＳＩＰ的协议交互及呼叫互通，通过Ｈ．２４８控制ＭＧＷ完成Ｐｓｌ＇Ｎ

或ＣＳＴＤＭ承载与ＩＭＳ域用户面ＲＴＰ的实时转换。

ＩＭＳ—ＭＧＷ（ＩＭＳ—ＭｅＳａ

Ｇａｔｅｗａｙ

Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）：完成ＩＭＳ与ＰＳＴＮ及ＣＳ域用户面宽窄带

承载互通及必要的Ｃｏｄｅｃ编解码变换。

ＢＧＣＦ（Ｂｒｅａｋｏｕｔ

Ｇａｔｅｗａｙ

ＣｏｎｔｒｏｌＦｕｎｃｔｉｏｎ）：根据互通规则配置或被叫分析，为ＩＭＳ

到ＰｓＴＮ／ＣＳ的呼叫选择ＭＧＣＦ，从而实现ＭＧＣＦ路由的自动获取。

ＭＲＦ：包括ＭＲＦＣ和ＭＲＦＰ，ＭＲＦＣ实现媒体相关的控制功能，如放音和通知、媒体

编码格式转换、Ａｄ—ｈｏｃ会议等。ＭＲＦＰ提供ＩＰ网络上实现各种业务所需的专用媒体资源

功能，具有资源功能、与其他实体进行通信的功能以及提供资源本身的管理、维护功能。

ＡＳ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ

Ｓｅｒｖｅｒ）：为ＩＭＳ用户提供增值业务，可以位于用户归属网，也可以由

第三方提供，其中ＯＳＡＡＳ通过ＯＳＡＳｅｒｖｉｃｅ

Ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ

Ｓｅｒｖｅｒｓ而不是直接与ＩＭＳ网元交互。

３．２ＩＭＳ网络的特点

３．３ＩＭＳ与固网ＮＧＮ的比较

３．３．１技术特点

与固网软交换技术相比，ＩＭＳ具有以下技术优势。

２０１

在软交换控制与承载分离的基础上，ＩＭＳ更进一步实现了呼叫控制层和业务控制层的

分离。

ＩＭＳ起源于移动通信网络的应用，因此充分考虑了对移动性的支持，并增加了外置数

据库——归属用户服务器（ＨＳＳ），用于用户鉴权和保护用户业务触发规则。

ＩＭＳ全部采用会话初始协议（ＳＩＰ）作为呼叫控制和业务控制的信令，而在软交换中，

ＳＩＰ只是可用于呼叫控制的多种协议的一种，更多地使用媒体网关协议（ＭＧＣＰ）和Ｈ．２４８

协议。

接入无关性；更加彻底的分离；网络更加标准和统一。

除了以上特点外，固网ＮＧＮ与ＩＭＳ，尤其是基于融合的ＩＭＳ系统还有一些其他关键技

术的区别，还包括登记注册、ＱｏＳ、漫游、安全性等方面。

３．３．２网元设置

在网络构架上，固网ＮＧＮ与ＩＭＳ都采用了分层的网络结构，即将网络分为业务层、

控制层、承载层和接人层。主要区别在于固网ＮＧＮ注重物理实现，将控制层的功能集中在

软交换机上，网络中只有软交换一个中央控制点；而ＩＭＳ的控制层功能由多个逻辑功能模

块实现，如会话控制由ＣＳＣＦ实体实现、互通功能由ＭＧＣＦ／ＭＧＷ实现、用户数据存储在

ＨＳＳ中，网络更加分布化，逻辑实体并不一定对应物理实现。网络功能模块化有利于网络

扩展和业务整合，便于集中组网。

４ｌＭＳ网络发展策略

中国电信核心网目前存在固网ＴＤＭ交换、固网软交换、移动ＴＤＭ交换和移动软交换

４张网络。核心网的整合与演进应统筹考虑“交换机ＩＰ化、网络扁平化和ＩＭＳ引入”三大

举措，未来，中国电信核心网络将从现在的４张网络逐步整合成“１＋１”（软交换＋ＩＭＳ）的

简洁网络结构。在此原则的指导下，根据ＩＭＳ技术的特点，辽宁电信ＩＭＳ网络定位如下。

（１）采用ＩＭＳ技术作为省内本地固定电话交换网络演进路线，支撑光进铜退、宽带提

速和三网融合背景下语音接入需求和ＩＰ多媒体业务的开展。

（２）ＩＭＳ网络在规划期重点考虑全省新增ＦＴＦｘ用户的接入，同时承接现网宽带提速、

ＴＤＭ交换设备改造产生的语音接入需求，并为部分Ｃ网用户和原有固网用户提供ＩＭＳ业

务。

（３）ＩＭＳ系统建成后将利用传统交换机退网的契机，逐步将原有固网传统交换用户割

接到ＩＭＳ网络内，由ＩＭＳ承接这部分窄带语音用户。

（４）固网软交换设备不再扩容，继续保持现有网络架构。

５固网改造及ｌＭＳ网络实施方案

５．１总体方案

根据辽宁电信现网情况，并结合２０１１年辽宁沈抚铁升位并网，辽宁ＩＭＳ建设将分为

以下三个阶段。

２０２

第一阶段：根据集团统一安排，引入ＩＭＳ，结合２０１１年辽宁省沈抚铁升位并网，初期

ＩＭＳ建设沈抚铁地区，承接固网新增用户（ｒｒｒｘ，及宽带提速、ＴＤＭ交换设备改造产生的

语音接人需求（ＳＩＰ、Ｈ．２４８上行），提供语音及多媒体业务。初期未覆盖地区新增用户仍然

接人固网软交换。验证ＩＭＳ网络对ＳＩＰ用户、移动用户的宽带多媒体业务（如ＶＴ等）提

供能力，积累运营维护、业务开发等方面的经验，通过利用融合类视频业务为用户的发展

提供支撑。结合ＴＤＭ交换机的两种替换模式（新建替换＋ＡＧ封装），验证ＩＭＳ网络为ＡＧ、

ＩＡＤ下传统用户提供ＰＳＴＮ业务的能力，以应对中长期辽宁电信ＴＤＭ交换机的退网替换需

求。

第二阶段：扩大ＩＭＳ业务向全省覆盖，固网新增及网改用户接人ＩＭＳ网络。

第三阶段：ＩＭＳ网络形成规模，成为稳定的融合业务网络。

５．２ＩＭＳ网元建设方案

根据规划ＩＭＳ组网方式，新建一套ＩＭＳ核心设备，覆盖沈抚铁地区，承接固网新增用

户（兀Ｔｒｘ）、宽带提速、ＴＤＭ交换设备改造产生的语音接人需求，集中部署Ｐ—ＣＳＣＦ、Ｓ—

ＣＳＣＦ、Ｉ－ＣＳＣＦ、ＨＳＳ、ＭＧＣＦ／ＭＧＷ、ＭＲＦＣ／ＭＲＦＰ、ＡＧＣＦ、网管等设备，接人层设备

ＢＡＣ和ＩＭ—ＭＧＷ在各接入地区分别部署，建设方案如下。

（１）ＣＳＣＦ。Ｐ—ＣＳＣＦ、Ｉ－ＣＳＣＦ、Ｓ－ＣＳＣＦ、ＢＧＣＦ等控制功能实体合设在一个物理设备

中，并运行在不同的板卡上，核心设备采用１＋１主备方式建设，部署在沈阳不同局址的不

同机房中。

（２）ＨＳＳ／ＳＬＦ。ＨＳＳ／ＳＬＦ作为ＩＭＳ网络用户数据寄存器将采用１＋１主备方式建设，部

署在两台ＨＳＳ，分别在沈阳不同局址的不同机房中，主备用ＨＳＳ之间采用心跳线进行检测

和数据同步。

（３）ＢＧＣＦ。ＢＧＣＦ主要用于ＩＭＳ网络与ＰＳＴＮ／软交换或Ｃ网ＣＳ域互通时选择ＭＧＣＦ，

初期ＢＧＣＦ和ＣＳＣＦ合设。

（４）ＢＡＣ。ＢＡＣ采用１＋１主备方式配置，ＢＡＣ下沉到各个地市，主备ＢＡＣ部署在同

一个城市的不同地理位置。主备ＢＡＣ通过ＬＡＮ连接，并启用ＶＲＲＰ，保证主备ＳＢＣ对外

只暴露一个ＩＰ，当主用ＢＡＣ宕机后，ＶＲＲＰ机制会把ＢＡＣ的ＩＰ和备用ＢＡＣ的ＭＡＣ重新

绑定到ＬＡＮ内的交换机，后续ＵＥ就和该新主用ＳＢＣ交互。

（５）ＤＮＳ／ＥＮＵＭ。ＩＭＳ网络的ＤＮＳ服务器和ＥＮＵＭ服务器合设在一个物理设备中，进

行１＋１主备方式建设，分别位于沈阳不同的物理机房。

（６）ＭＧＣＦ和ＭＧＷ。ＭＧＣＦ与ＣＳＣＦ合设在一个物理设备中，采用不同的板卡实现不

同的功能，以１＋１主备的方式部署在省会沈阳不同局址的不同机房中；ＩＭ—ＭＧＷ下沉到地

市进行部署。

（７）ＭＲＦＣ和ＭＲＦＰ。ＭＲＦＣ和ＭＲＦＰ提供媒体资源功能，在省会沈阳部署一套设备。

（８）业务平台。新建ＭＭＴＥＬＡＳ（基本业务ＡＳ）、多媒铃、融合视频会议、融合

Ｃｅｎｔｒｅｘ等业务平台，为ＩＭＳ用户及固网、Ｃ网用户提供语音及多媒体类业务。

（９）网管系统。省网管中心集中部署网管设备，分别配置一套业务管理服务器、一套

管理核心网相关设备服务器和一套管理接入网设备服务器；在地市网管中心部署网管客户

端，管理本地网络资源。

２０３

５．３与其他网络互通原则

５．３．１与固网软交换和Ｃ网互通

信令通过采用标准ＳＩＰ与固定软交换互通；媒体流ＩＭ—ＭＧＷ通过ＣＮ２与软交换之间

通过ＶＯＩＰ方式互通。

Ｃ网ＭＳＣｅ信令通过ＣＮ２采用标准ＳＩＰ互通，媒体流通过ＶＯＩＰ方式与Ｃ网ＭＧＷ实

现互通。

５３．２与ＰＳＴＮ互通

信令通过ＴＤＭ采用ＩＳＵＰ与ＰＳＴＮ互通；媒体流通过ＩＭ—ＭＧＷ与各地市Ｌｓ或ＤＣ２互

通。

５．３．３与其他运营商互通

ＩＭＳ网络通过综合关口局实现与其他运营商网络的语音互通，暂不考虑ＩＭＳ网络与其

他运营商网络间通过ＩＰ的互通。

５．３．４与智能网互通

在与现网的业务平台对接方面，ＩＭＳ通过ＩＭ－ＳＳＦ网元模拟ＳＳＰ，与现网的智能网ＳＣＰ

配合实现现网的智能业务。

５．４接入网

接入设备接人到ＩＭＳ主要包括如下两种方式。

（１）Ｐ—ＣＳＣＦ接入方式。主要针对宽带接入设备例如ＳＩＰＡＧ／ＩＡＤ、ＩＰＰＢＸ、光进铜退

等ＳＩＰ软／硬终端，需要按照３ＧＰＰ标准的要求升级支持ＩＭＳＳＩＰ协议接入ＢＡＣ，ＢＡＣ设备

升级支持ＩＭＳ标准接口与Ｐ—ＣＳＣＦ网元对接，实现宽带用户全部按标准方式接入到ＩＭＳ核

心网，用户可以完全享受ＩＭＳ提供的ＰＳＴＮ仿真业务和多媒体等业务。

（２）ＡＧＣＦ接入方式。主要针对窄带接入设备例如Ｈ．２４８

ＡＧ／ＩＡＤ通过ＡＧＣＦ接入

ＩＭＳ，现在已经包括现网传统的ＰＳＴＮ交换机、ＰＢＸ、Ｖ５／ＩＳＤＮ、Ｈ．２３２终端、原软交换ＳＩＰ

软／硬终端无需改造可直接通过ＡＧＣＦ接入ＩＭＳ，实现现网所有用户全部接人ＩＭＳ，由ＩＭＳ

继承现网已有的基本语音业务、ＰｓＴＮ仿真业务以及智能业务等。

具体的接入解决方案如下。

①光进铜退的ｘＰＯＮ接人。用于ｎ’ｒｘ接人的ｘＰＯＮ设备除了作为宽带承载的应用方式

以外，还可接入语音设备为用户提供语音及多媒体业务，ＰＯＮ接入的语音设备主要包括

ＯＮＵ内置的ＩＡＤ、ＳＩＰＰｈｏｎｅ以及ＰＣ软终端等。

②ＰＳＴＮ接入。现网传统的ＰＳＴＮ端局无需改造通过中继网关ＴＧ／ＳＧ设备连接到

ＡＧＣＦ，再通过ＡＧＣＦ接人ＩＭＳ，由ＩＭＳ的业务平台提供补充业务和智能业务或者只提供智

能业务。这样可以避免现网数量庞大的ＰＳＴＮ交换机进行大规模改造才能接入ＩＭＳ的问题，

实现ＰＳＴＮ向ＩＭＳ的平滑演进。

③Ｖ５接人。Ｖ５用户接人ＩＭＳ，对于现有Ｖ５设备可无需改造直接接入ＩＭＳ，这样改造

的工作量最小，改造成本最低。后期通过更换ＯＮＵ主控板改造为ＩＰ上行的ＡＧ设备，实

现网络的扁平化。

④ＰＢＸ接人。对于采用ＰＲＩ方式接人的传统ＰＢＸ，有Ｐ—ＣＳＣＦ和ＡＧＣＦ两种方式接人

２Ｍ

ＩＭＳ。

６ＩＭＳ网络建设发展目标

长远来看，窄带语音用户将通过一段较长的时间最终从ＰＳＴＮ网络完全迁移到ＩＭＳ网

络，因此ＩＭＳ将作为ＶＯＩＰ类设备的接入控制核心长期存在，而且最终ＩＭＳ核心网将为固

网用户提供统一的核心控制，不仅包括通过ＡＧＣＦ接人的采用Ｈ．２４８和软交换ＳＩＰ控制的

ＡＧ、ＩＡＤ、ｘＰＯＮ等ＶＯＩＰ类接入设备，还将包括直接由ＩＭＳＳＢＣ接人的ＩＭＳＳＩＰ类终端用

户（含通过移动分组域接入的ＳＩＰ用户）。

当ＩＭＳ网络演进到可以较好接管移动网所有业务和特性时，可以通过将ＭＳＣｅ升级为

ｍ—ＡＧＣＦ或直接新建ｍ—ＡＧＣＦ的方式，将基站子系统直接接入到ＩＭＳ网络中来，同时将用

户数据从Ｃ网的ＨＬＲｅ迁移到ＨＳＳ中，固定交换网和移动电路域共用统一ＩＭＳ网络，以形

成移动固定融合的ＩＭＳ核心。