- 手機多媒體視頻――在《芝加哥論壇報》最近刊登的文章《手機電影已近眼前》中，Eric
Gwinn報道了兩場"專為手機制作的電影"的新電影節(jié)――稱這樣的手機影片短小、幽默、而且充滿了精彩的特寫鏡頭。每天會有數(shù)百萬計電影觀眾使用手機來興致勃勃地欣賞如此短小的電影嗎？
- 網(wǎng)絡(luò)游戲應(yīng)用――游戲玩家是否愿意將手機作為互動網(wǎng)絡(luò)游戲（如Quake*或Halo
2*）的"首選平臺"？
- 三重服務(wù)――過去，住宅電話（語音）、娛樂（視頻）和互聯(lián)網(wǎng)（數(shù)據(jù)）等服務(wù)的提供商總是互不相干，而且其基礎(chǔ)設(shè)施也各不相同。網(wǎng)絡(luò)運營商能否通過恰當?shù)膬r格和上述三種服務(wù)的恰當組合，留住老客戶并吸引新客戶？
由于沒有任何服務(wù)開發(fā)團體（無論能力如何）能夠絕對肯定地回答這些問題，所以一個具備這些能力的動態(tài)環(huán)境就顯得至關(guān)重要：
- 迅速開發(fā)和部署有市場前景的新服務(wù)
- 增加資源以滿足成功服務(wù)的增長需要
- 減少或全部取消不成功服務(wù)的資源
IP多媒體子系統(tǒng)（IMS）之所以再度引起網(wǎng)絡(luò)運營商的濃厚興趣，是因為它能夠提供模塊化、靈活的服務(wù)，并能夠快速地實現(xiàn)上市。跨無線、有線和電纜網(wǎng)絡(luò)設(shè)計的IMS是一個基于IP和SIP等開放標準的框架。IMS有望能以較低的成本和最低限度的網(wǎng)絡(luò)混亂，幫助網(wǎng)絡(luò)運營商實現(xiàn)向服務(wù)提供商的轉(zhuǎn)變。
IMS的由來
IMS是在多個電信標準組織聯(lián)合推動下，通過第三代合作伙伴計劃（3GPP*）開發(fā)，旨在提供增強型IP服務(wù)的一個全方位框架。IMS的初衷是以目前的全球移動系統(tǒng)通信（GSM）核心網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，重點開發(fā)面向第三代移動系統(tǒng)的通信規(guī)范，及支持該系統(tǒng)的無線電接入技術(shù)。后來經(jīng)過修改，其任務(wù)又涉及GSM規(guī)范及其相關(guān)無線電接入技術(shù)的維護與開發(fā)工作。
到目前為止，IMS已成功發(fā)布兩個"階段"成果，即眾所周知的Release 5和Release
6，并且該規(guī)范已詳細勾勒出一個跨無線、有線和電纜網(wǎng)絡(luò)的IP/SIP網(wǎng)絡(luò)服務(wù)架構(gòu)框架。
IMS：獨辟蹊徑
與其它在IP上簡單提供的電路服務(wù)不同，采用IMS框架的運營商可以在IP上建立一個開放的服務(wù)基礎(chǔ)設(shè)施，進而簡單地部署豐富的媒體通信服務(wù)。
IMS可以滿足網(wǎng)絡(luò)和用戶的如下要求：
- 提供人與人的實時IP多媒體通信，如語音或視頻電話；以及人機通信，如游戲、視頻點播和網(wǎng)上沖浪等。
- 全面集成各種實時通信，如即時流傳輸和即時聊天，及其它非實時多媒體。
- 支持多種服務(wù)和應(yīng)用的互動，例如，視頻會議和游戲或者實時視頻和即時通訊。
- 輕松地提高通信會話體驗，例如，通過"單擊"將即時通訊會話轉(zhuǎn)變?yōu)檎Z音會話。
當前IMS的重要性正與日俱增，這是因為網(wǎng)絡(luò)運營商需要將傳統(tǒng)的服務(wù)，如語音呼叫和短信服務(wù)（SMS）和數(shù)據(jù)服務(wù)，如電子郵件、上網(wǎng)和即時通訊（IM）進行融合。正如電纜提供商正在探索著同時推出視頻服務(wù)和電信服務(wù)一樣，網(wǎng)絡(luò)運營商也在嘗試著提供視頻服務(wù)，以保持競爭力。此外，客戶也期待著服務(wù)的融合，而IMS正好為網(wǎng)絡(luò)運營商提供了一個難得的機遇。
IMS的優(yōu)勢
IMS具有諸多優(yōu)勢，尤為明顯的有四點：移動管理、服務(wù)質(zhì)量、服務(wù)控制和開發(fā)商界接口。
移動管理
IMS可以在IP基礎(chǔ)設(shè)施范圍內(nèi)的任何地理位置，搜索用戶并建立會話。它有一個組件負責保存用戶數(shù)據(jù)，及用戶（或服務(wù)器）之間的搜索與通信。它還有另外一個組件負責協(xié)助建立和管理會話，并轉(zhuǎn)發(fā)IMS網(wǎng)絡(luò)之間的訊息。這兩個組件共同實現(xiàn)了高效的移動管理。
服務(wù)質(zhì)量
服務(wù)質(zhì)量（QoS）是IP電信系統(tǒng)的一個常見問題。由帶寬不足和其它原因引發(fā)的有損質(zhì)量的因素，如延遲、波動、數(shù)據(jù)包丟失和回聲等，會使傳輸質(zhì)量難以接受。
IP語音（VoIP）之所以能夠迅速普及，是因為開發(fā)面世的QoS機制能夠控制這些不利因素，以保持一定的質(zhì)量水平。IMS融入了控制實時移動IP通信質(zhì)量的特殊機制，可通過控制此處數(shù)據(jù)包網(wǎng)絡(luò)和與其互動來確保質(zhì)量的可接受性。
服務(wù)控制
移動服務(wù)提供商網(wǎng)絡(luò)非常復(fù)雜，因為提供商必須提供各種不同的服務(wù)，以高效地滿足廣大客戶的要求。因此提供商必須能夠一目了然地對這些服務(wù)進行管理、控制和計費。
在優(yōu)化服務(wù)交付方面，IMS側(cè)重的是提供服務(wù)的效率。當客戶訪問移動提供商的IMS網(wǎng)絡(luò)時，網(wǎng)絡(luò)會提供一份個人資料以供下載。一旦系統(tǒng)擁有了這份資料，就會知道客戶有權(quán)使用的服務(wù)范圍，就可以決定這些服務(wù)的執(zhí)行順序，如果有必要，還可以獲得網(wǎng)絡(luò)上提供這些服務(wù)的應(yīng)用服務(wù)器資料。借助這一相對簡單的系統(tǒng)，移動運營商就可以控制和管理極大型網(wǎng)絡(luò)中極其復(fù)雜的服務(wù)交付工作。
標準接口
由于IMS采用的是標準化架構(gòu)來支持部署增強的IP服務(wù)，因此第三方可以獨立為任何IMS部署開發(fā)各種服務(wù)。這有利于實現(xiàn)更大范圍的服務(wù)集成、互操作性和漫游，也有利于創(chuàng)新者形成強大的網(wǎng)絡(luò)以解決服務(wù)提供商的各種要求。
IMS網(wǎng)絡(luò)組件
為獲得上述優(yōu)勢，IMS主要使用了如下組件：歸屬用戶服務(wù)、呼叫會話控制功能、安全網(wǎng)關(guān)、IP媒體服務(wù)器、及應(yīng)用服務(wù)器。圖1是這些組件及其它IMS網(wǎng)絡(luò)組件的圖解。
歸屬用戶服務(wù)
歸屬用戶服務(wù)（HSS）主要存儲用戶和服務(wù)相關(guān)的數(shù)據(jù)，如用戶身份、注冊信息、接入?yún)?shù)和服務(wù)觸發(fā)（service-triggering）信息等。HSS還具備：
- 用戶定位功能――定位分組和公共陸地移動網(wǎng)絡(luò)（PLMN）的用戶地址，并存儲客戶所使用的電話類型，及使用服務(wù)時所在位置等信息。
- 身份驗證功能――存儲移動用戶的密鑰并可為每名用戶生成動態(tài)密碼。
HSS通常存儲了高達每名用戶10 KB的內(nèi)容。所以一個支持100萬名用戶的HSS可能就需要64位線性尋址能力，以便能夠快速地存取內(nèi)存高速緩存中的信息。
呼叫會話控制功能
呼叫會話控制功能由幾個"子組件"組成，它們負責處理所有與建立和結(jié)束呼叫相關(guān)的信令，以及基本的SIP訊息交換。CSCF還可以處理控制IP媒體本身的信令，以及會話初始化管理等。這些子組件包括代理CSCF（P-CSCF）、詢問CSCF（I-CSCF）和服務(wù)CSCF（S-CSCF）。
圖1. IMS網(wǎng)絡(luò)組件
- 通過查詢HSS來實現(xiàn)初步的安全保護
- 驗證SIP訊息
- 執(zhí)行IPSec完整性保護，以創(chuàng)建可信的訊息
- 壓縮訊息以減少延遲
- 創(chuàng)建計費信息
目前，P-CSCF一般位于歸屬網(wǎng)絡(luò)中，未來也許會被移植到被訪問網(wǎng)絡(luò)。
詢問CSCF
詢問CSCF是歸屬網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的第一連結(jié)點，I-CSCF負責聯(lián)系HSS以便為具體用戶確定服務(wù)-CSCF的位置。I-CSCF可能會提供一個拓撲隱藏網(wǎng)際網(wǎng)關(guān)（THIG），它可以通過加密SIP訊息中的一些內(nèi)部IP地址和其它網(wǎng)絡(luò)信息，幫助保護IMS網(wǎng)絡(luò)拓撲。
I-CSCF通常位于歸屬網(wǎng)絡(luò)。如果使用THIG，則I-CSCF一般位于被訪問網(wǎng)絡(luò)。
服務(wù)CSCF
服務(wù)CSCF負責處理終端之間的所有SIP信令，并執(zhí)行如下功能：
- 提供SIP路由，具體是將公共用戶身份（目前是電話號碼，將來也許會改變）轉(zhuǎn)換為終端IP地址，并向應(yīng)用服務(wù)器發(fā)送訊息
- 保持會話的暢通，將用戶地址（例如，用戶設(shè)備的IP地址）與SIP記錄地址（公共用戶身份）緊密相連
- 控制會話
- 阻止未授權(quán)用戶使用服務(wù)
S-CSCF總是位于歸屬網(wǎng)絡(luò)。
安全網(wǎng)關(guān)
安全網(wǎng)關(guān)是電信網(wǎng)絡(luò)之間，以及企業(yè)與電信網(wǎng)絡(luò)之間的通信通道。它主要控制訊息在NAT服務(wù)器和防火墻的出入，也可能會承擔一些其它的安全功能，如數(shù)據(jù)包過濾等。此外，安全網(wǎng)關(guān)還具備以下功能：
- 強化IMS域之間的安全政策
- 保護出入IMS域的控制平面訊息
- 設(shè)置并維護IPSec安全關(guān)聯(lián)（SA）
IP媒體服務(wù)器
IP媒體服務(wù)器具備所有的流媒體功能，可提供豐富的多媒體訊息：如視頻、語音和文本。它負責管理相關(guān)的編碼器（編碼/解碼）和流媒體的代碼轉(zhuǎn)換工作，以及回聲消除、聲音偵測和聲音生成等工作。
IP媒體服務(wù)器還能夠提供流倍增和流廣播，以滿足會議應(yīng)用的需要，它還可以連結(jié)至電路交換網(wǎng)絡(luò)。
應(yīng)用服務(wù)器
應(yīng)用服務(wù)器為IMS網(wǎng)絡(luò)提供多媒體服務(wù)，它主要提供所有其它IMS組件如SIP Servlet的訪問權(quán)限。應(yīng)用服務(wù)器也可用來部署新服務(wù)，由于IMS采用模塊化架構(gòu)，因此只需更換或升級應(yīng)用服務(wù)器即可完成新服務(wù)部署。這樣的戰(zhàn)略完全不同于之前的垂直模式，在垂直模式中，服務(wù)總是作為單點解決方案來部署，每項服務(wù)都使用自己的一套專有設(shè)備。
應(yīng)用服務(wù)器可以位于歸屬網(wǎng)絡(luò)，也可以位于第三方網(wǎng)絡(luò)，如果位于第三方網(wǎng)絡(luò)，它們就不能與HSS接合。因為應(yīng)用服務(wù)器屬于OSA應(yīng)用服務(wù)器，所以它們可以安全地從外部網(wǎng)絡(luò)接入IMS并連接到GSM
CAMEL服務(wù)器。
選擇正確的IMS平臺
過去，模塊化基礎(chǔ)設(shè)施一直普遍存在于分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中，其標準化和靈活性所帶來的價值已得到充分的證明。但是，通信網(wǎng)絡(luò)所采用的標準不同，所以業(yè)界過去幾年一直都在努力創(chuàng)建一個可用性高、可靠性可達"5個9"（即99.999％）以及性能出眾的基礎(chǔ)設(shè)施，以滿足電信設(shè)備的需要。
鑒于模塊化基礎(chǔ)設(shè)施在數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中的成功經(jīng)驗，100多家通信業(yè)領(lǐng)先廠商已紛紛與標準化組織PICMG*聯(lián)手，以求合作創(chuàng)建出一個模塊化平臺架構(gòu)，即高級電信計算架構(gòu)（AdvancedTCA*或ATCA*），以專門滿足通信業(yè)向模塊化過渡的需要。
模塊化平臺架構(gòu)可以為TEM（電信設(shè)備制造商）提供以下明顯的優(yōu)勢：
- 降低開發(fā)成本并縮短產(chǎn)品上市時間――TEM可以全力以赴地打造差異化平臺，這樣不僅將大為縮短開發(fā)時間，而且還將大幅增加解決方案的價值。
- 廣泛的廠商生態(tài)系統(tǒng)形成極其靈活的供應(yīng)鏈――該供應(yīng)鏈可以提供針對各個集成層面的多種軟硬件產(chǎn)品。
- 堅定的平臺戰(zhàn)略――采用工業(yè)標準組件進行構(gòu)建，您將獲得出色的靈活性和可擴充性。
模塊化平臺架構(gòu)可以為服務(wù)提供商帶來下列優(yōu)勢：
- 通過創(chuàng)新服務(wù)縮短收入回報周期――當TEM在基于工業(yè)標準的模塊化基礎(chǔ)設(shè)施上進行構(gòu)建時，他們可以迅速為服務(wù)提供商提供大量特性豐富的解決方案。
- 提高網(wǎng)絡(luò)的靈活性和可擴充性――基于工業(yè)標準構(gòu)建的模塊化平臺可以快速響應(yīng)不斷變化的客戶要求。
- 從容應(yīng)對網(wǎng)絡(luò)變革――要移植到融合的、全IP網(wǎng)絡(luò)，具有強大靈活性、基于工業(yè)標準和模塊化的網(wǎng)絡(luò)組件必不可少。
AdvancedTCA是理想的IMS架構(gòu)，真正滿足了TEM和服務(wù)提供商等的各種需求。
滿足IMS的技術(shù)要求
AdvancedTCA能夠滿足IMS組件的特殊要求。
- 高可用性――AdvancedTCA擁有一個先進的標準化高可用性框架，該框架支持冗余、機架管理和其它技術(shù)，可以最大限度地提高系統(tǒng)的正常工作時間，以滿足嚴格的"5個9"可用性要求。這樣的可用性在有些組件中尤其重要，如執(zhí)行所有呼叫路由的CSCF組件，保存關(guān)于用戶服務(wù)訪問權(quán)限數(shù)據(jù)的HSS，以及支持用戶獲得服務(wù)訪問權(quán)限的安全網(wǎng)關(guān)。
- SIP性能――AdvancedTCA提供了每插槽200瓦的強大動力，可有效應(yīng)用高性能處理器并進行適當?shù)睦鋮s。這樣可實現(xiàn)較高的計算密度，對于SIP環(huán)境（如IMS）最大限度縮短呼叫建立時間至關(guān)重要。
- 豐富的媒體內(nèi)容和代碼轉(zhuǎn)換――AdvancedTCA有能力提供較高的計算密度，以支持主機媒體處理（HMP）處理語音和視頻等媒體。
- 視頻編碼和RTP加速――高級夾層卡（AdvancedMC或AMC）技術(shù)可提供額外的處理能力，以全面滿足媒體密集型環(huán)境的需要。
- 信令――AdvancedTCA處理板經(jīng)過AMC子板定制，可以在需要SS7或其它PSTN信令時，提供連接至傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的能力。
- 存儲――CSCF和HSS組件可能需要刀片式存儲設(shè)備，以便用戶能夠快速地獲取數(shù)據(jù)。AdvancedTCA支持跨基本或擴展交換接口的刀片式存儲架構(gòu)。
- 內(nèi)存數(shù)據(jù)庫――由于HSS通常需要在內(nèi)存中保存10 GB以上的用戶信息以便迅速的存取，因此它需要現(xiàn)有的高性能處理器能夠提供更大的內(nèi)存池。AdvancedTCA通過線性64位尋址能力提供了這一能力。
- 控制與用戶數(shù)據(jù)分離――IMS可能需要多達四個獨立網(wǎng)絡(luò)，AdvancedTCA可以借助其靈活的GbE交換接口架構(gòu)來滿足這個要求。GbE交換架構(gòu)可以物理性地分區(qū)控制和使用數(shù)據(jù)，是提高安全性和實現(xiàn)高性能的一個關(guān)鍵因素。
- 保密與安全――TLS，SSL――要在高性能系統(tǒng)中實現(xiàn)各種安全特性通常需要應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)處理器。AdvancedTCA系統(tǒng)可以輕松集成網(wǎng)絡(luò)處理器刀片，而且允許網(wǎng)絡(luò)處理器刀片以兩種方式存在：AMC子板，或者可以向靈活的分組背板中集成的獨立板卡。
Dialogic的作用
Dialogic長期以領(lǐng)導(dǎo)者的身份全力支持著工業(yè)標準的制訂工作，以便那些英明之士能夠籍此標準做出前瞻性的決策，以成功高效地部署其下一代網(wǎng)絡(luò)。這些標準幫助定義了與英特爾之模塊化通信平臺框架相一致的那些最新產(chǎn)品。該框架，即模塊化通信平臺框架涉及的內(nèi)容包括AdvancedTCA控制以及數(shù)據(jù)平面刀片和機箱，能夠持續(xù)優(yōu)化以實現(xiàn)最出色的IP網(wǎng)絡(luò)性能，以及Dialogic?
架構(gòu)處理器和Dialogic網(wǎng)絡(luò)處理器。
除推動標準與產(chǎn)品的開發(fā)之外，英特還組建了一個由150多家軟硬件開發(fā)商、集成商和解決方案提供商組成的全球性團體，以同力開發(fā)模塊化、標準化的構(gòu)建模塊、平臺和解決方案。該團體就是Dialogic?
通信聯(lián)盟，它主要通過一個值得信賴的、基于Dialogic技術(shù)、處理器、產(chǎn)品和服務(wù)的生態(tài)供應(yīng)鏈，幫助廣大設(shè)備制造商選擇適合其解決方案需要的正確組件。聯(lián)盟各成員長期與Dialogic保持密切的合作，共同開發(fā)基于標準的產(chǎn)品與服務(wù)，以便TEM能夠在各個集成層面上擁有多種選擇，以加快產(chǎn)品的上市速度。
面向未來
在各電信服務(wù)提供商不斷向真正的融合網(wǎng)絡(luò)走近的同時，對于這個競爭異常激烈的行業(yè)，我們建議應(yīng)考慮一些這樣的主要戰(zhàn)略：
- 通過獨具特色的新服務(wù)增加ARPU。
- 迅速推出極具吸引力的新服務(wù)，以滿足更加多元化、工作步伐更快、且移動性更高的客戶群的要求。
- 拓展網(wǎng)絡(luò)服務(wù)并創(chuàng)造更多的客戶服務(wù)價值。
- 構(gòu)建靈活穩(wěn)定的基礎(chǔ)設(shè)施，以便利用市場的新機遇，動態(tài)地提供諸如三重語音、視頻和數(shù)據(jù)服務(wù)等新服務(wù)。
- 在當今瞬息萬變的市場中，保持競爭力并減少客戶流失。
IMS正在快速向前發(fā)展，并將成為解決這些挑戰(zhàn)的最佳選擇。結(jié)合采用Dialogic構(gòu)建模塊的工業(yè)標準模塊化通信平臺的上市優(yōu)勢，IMS將能夠讓電信行業(yè)動態(tài)提供可帶來持續(xù)收益的增強服務(wù)。
術(shù)語縮寫
3GPP 第三代合作伙伴計劃
ARPU 每用戶平均收入
ATCA 高級電信計算架構(gòu)（AdvancedTCA）
CAMEL 移動增強邏輯定制應(yīng)用
CSCF 呼叫會話控制功能
GbE 千兆以太網(wǎng)
GSM 全球移動通信系統(tǒng)
HMP 主機媒體處理
HSS 歸屬用戶服務(wù)
IETF 互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組
IMS IP多媒體子系統(tǒng)
I-CSCF 詢問CSCF
IM 即時通訊
IP 互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議
IPSec IP安全性
MGCP 媒體網(wǎng)關(guān)控制協(xié)議
NAT 網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換
OSA 開放服務(wù)架構(gòu)
P-CSCP 代理CSCF
PICMG PCI工業(yè)計算機制造商組織
PLMN 分組和公共陸地移動網(wǎng)絡(luò)
PSTN 公用電話交換網(wǎng)
QoS 服務(wù)質(zhì)量
RTP 實時傳輸協(xié)議
SA 安全關(guān)聯(lián)
S-CSCF 服務(wù)CSCF
SIP 會話初始化協(xié)議
SMS 短信服務(wù)
SS7 7號信令系統(tǒng)
SSL 安全套接層
TEM 電信設(shè)備制造商
THIG 拓撲隱藏網(wǎng)際網(wǎng)關(guān)
TLS 透明局域網(wǎng)服務(wù)
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