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基于IMS的多媒体业务成为未来IMS业务的主要发展方向.
如何提高多媒体业务的服务质量、满足客户感知需求,使运营管理更方便、业务开通更灵活,为用户提供有别于互联网业务差异化服务,这是IMS业务发展的关键因素.
智能管道有为客户和业务提供精细化感知、差异化调度、网络资源灵活开放的能力.
因此,如何将IMS与智能管道相结合,利用智能管道的网络能力为IMS多媒体用户提供差异化服务,是推动和保障IMS业务发展的必要条件.

【摘要】为保障IMS视频业务的服务质量,实现视频业务服务质量的可管可控.
通过对IMS系统部署中引入智能管道技术的需求进行分析,并结合智能管道和IMS的体系架构,提出了相应的IMS网络和业务部署方案以及Rx接口、用户管理等关键技术问题的解决方案,为用户提供不同于互联网应用的差异化服务.

【关键词】IMS,智能管道,服务质量,用户管理1引言本文通过对IMS系统部署中引入智能管道技术的需求进行分析,结合智能管道和IMS的体系架构提出相应的IMS网络和业务部署方案,以及Rx接口、用户管理等关键技术问题的解决方案.
2IMS与智能管道相结合的需求随着IMS网络的成熟商用和全光宽带网络建设的完成,基于宽带固网终端的融合视频业务具备了规模推广的网络条件:一方面,IMS可以提供基于SIP的与接入无关的多媒体业务能力;另一方面,宽带接入网的建设解决了传送视频业务的带宽瓶颈问题.
但目前的IP网除了承载IMS的视频多媒体业务外,还负责承载其它的互联网业务.
如何保障IMS视频业务的服务质量,实现视频业务服务质量的可管可控是部署和推进基于IMS的融合视频业务的关键因素.

IMS的体系架构中已经提出了采用策略和计费控制架构(PCC)来完成对承载网资源的控制:使用开放、标准化的接口将业务层的QoS需求映射到承载层,并基于承载层的资源对业务的QoS需求进行接纳和控制.

为了实现对IP网的服务质量的控制,运营商已经部署了基于IP网络的智能管道系统.
智能管道系统通过业务管控层设置与资源指配相关的业务/网络策略信息,实现对宽带业务的感知和策略下发,控制策略执行点,实现基于用户/业务的动态带宽按需保证.
因此,实现IMS多媒体业务的QoS控制可以采用两种方案:按照IMS体系中的资源控制子系统架构部署IMS业务专用的资源控制系统;或者与现有的智能管道系统相结合,使其支持IMS多媒体业务.
显而易见,后者是更为理想的解决方案.
3基于智能管道承载的IMS系统部署方案ITU-T、3GPP、ETSITISPAN等几大国际标准组织都提出了相关的IMS资源管理系统架构.
目前IMS资源控制系统的部署主要遵循的是3GPP的PCC架构或TISPAN的RACS架构.
由于IMS是基于固定网络和移动网络融合的核心控制网络,因此基于IMS的资源控制系统既需要对固定宽带网络进行承载网络资源的控制,也需要对移动宽带网络的网络资源进行控制.
结合PCC和RACS架构,IMS资源控制系统的建设建议采用固移融合模式,其架构如图1所示:融合模式采用3GPP的PCC架构,不论是固定接入还是移动接入都使用统一的Rx接口与P-CSCF(AF)对接,资源控制器通过Gx接口对承载网络下发策略.
受IMS移动终端发展缓慢的限制,目前各大运营商部署的IMS网络主要侧重于固定宽带用户的多媒体融合视频业务的提供.
因此,本文重点讨论针对IMS固网宽带接入用户的智能管道承载方案.

运营商部署的智能管道系统——智能提速平台已初步形成业务控制层,可管控BRAS/SR设备,具备了业务控制的初步能力.
智能提速平台包括策略决策和策略执行两大功能:策略决策功能根据策略执行点的申请,制定和下发业务、网络资源控制策略;策略执行功能根据用户接入请求等事件触发策略请求、更新或删除消息,根据策略决策点下发的策略进行相应资源的配置或管控,可实现对宽带接入设备(BRAS/MSE/SR、IDC出口等)的策略管控.

1/3考虑到IMS核心网元的安全性和承载网络的服务质量,P/I/S-CSCF、AGCF、MGCF、业务平台、BAC等IMS网络的核心网元主要部署在运营商的内部专网,终端则由公众网络通过BAC设备接入到IMS核心网上.

综合考虑现网智能管道部署的情况、IMS网元的承载方案以及IMS资源管理系统的国际标准架构,基于智能管道承载的IMS系统部署方案如图2所示:本方案把现网智能提速平台作为PCRF在网络中的具体实现:P-CSCF通过Rx接口把业务的QoS请求提交给智能提速平台,由智能提速平台完成OLT/DSLAM/汇聚交换机和BRAS/SR之间的带宽保障.
此方案要求智能提速平台升级支持标准的Rx接口以实现与P-CSCF的对接,智能提速平台和BRAS/SR之间的接口可以沿用现有的接口.
由于BAC是IMS业务的专用接入设备,已经是根据IMS的业务量进行网络规划和部署的,因此可以认为BAC设备不存在业务拥塞问题,所以BAC暂时不纳入QoS策略管控的范围.

主要的业务流程如下:(1)用户发起视频会议会话呼叫请求;(2)P-CSCF收到业务会话请求,通过Rx接口将本次呼叫所需的带宽、时延等QoS需求提交给智能提速平台;(3)智能提速平台根据该用户签约的QoS策略和本次呼叫的QoS需求进行资源管控:控制BRAS/SR为本次呼叫预留出OLT/DSLAM/汇聚交换机与BRAS/SR之间的网络带宽,并把带宽预留成功的消息反馈给P-CSCF;(4)P-CSCF接到带宽预留成功的消息后,将呼叫请求转发给S-CSCF进行后续的呼叫处理.

在IMS资源控制系统中,Rx接口为P-CSCF与PCRF之间的接口,采用Diameter协议,主要用于P-CSCF与PCRF之间关于QoS策略流程的信息交互和处理.
Rx接口主要由AAR\AAA、RAR\RAA、STR\STA、ASR\ASA四对消息组成,具体内容如表1所示:4关键技术问题探讨4.
1用户终端真实IP地址的获取为了保护IMS核心网元不受用户的恶意攻击,IMS终端需要通过BAC接入到IMS核心网络中.
BAC负责包括用户终端IP地址和核心网元在内的私网地址的转换和翻译.
因此,SIPINVITE消息中主叫用户的IP地址其实是BAC的地址而不是用户终端的实际地址,而智能提速平台需要获取用户的真实IP地址才能够控制BRAS/SR为该用户预留网络带宽.
所以,P-CSCF需要获取用户的真实IP地址,并通过Rx接口传送给智能提速平台.
P-CSCF有两种获取用户真实IP地址的方法:(1)通过BAC加插的P-Access-Network-Info头域BAC加插的P-Access-Network-Info头域中的ue-ip和ue-port记录了终端的IP地址和端口号.
P-CSCF接收BAC发送的该头域后,将ue-ip通过Rx接口传给智能提速平台,ue-port缺省为5060(SIP信令端口).

(2)通过SDP的a行携带用户真实IP地址BAC通过SDP的a行携带UE的IP地址和端口信息,如a=ue-ip:INIP664:FF9B::15245(IP地址为64:FF9B::1,端口号为5245)或a=ue-ip:INIP410.
85.
23.
15245.
P-CSCF与智能提速平台对接Rx接口时,根据SDP中a行信息获得IP参数值和端口参数值告知给智能提速平台.

以上两种方案都可以获取用户真实的IP地址.
第二种方案可以获取终端多媒体业务的多个业务端口,如SIP信令端口、音频媒体端口、视频媒体端口等,从而实现对用户业务IP地址+端口号粒度的QoS精确化管理,但该方法对BAC、P-CSCF等设备有一定的改造要求.
方案一实现相对简单,对网络设备改造量非常小,但该方案PANI头域只携带了SIP信令的端口,无法对媒体端口进行控制.
如果IMS业务对资源控制能力的要求不必精确到业务的具体端口号,仅针对终端IP地址进行控制,建议采用方案一;否则,建议采用方案二.
2/34.
2用户管理在IMS资源控制系统中,负责存储和管理用户信息的数据库系统包括归属用户服务器(HSS,HomeSubscriberServer)和用户属性存储器(SPR,SubscriptionProfileRepository).
HSS存储的用户信息包括用户身份标识、用户注册/位置信息、授权信息、用户业务签约信息、用户安全信息和用户计费信息.
SPR主要存储了用户的QoS签约信息,包括用户签约所允许使用的业务、每个允许业务的优先级如签约保证带宽QoS信息、用户签约QoS信息、用户计费相关信息、用户类别、签约用户使用监视相关信息、IMS信号优先级等.
HSS和SPR在整个组网中的位置、关系和功能如图3所示.
(1)HSS存储用户多媒体业务签约数据(如语音业务、融合视频业务、即时通信业务等).
当用户注册时通过Cx接口从HSS下载用户的业务签约数据到S-CSCF中.
(2)SPR存储用户的QoS签约数据.
当用户终端发起业务请求时,P-CSCF通过Rx接口把本次呼叫的带宽/时延等QoS要求传递给PCRF,PCRF查询接入地的SPR获取用户的QoS签约信息.
在实际的网络部署中,这两种数据库可以合设也可以分设.
如果现有的智能管道系统用户QoS策略数据库功能和性能可以承载IMS用户,则可以考虑利用现有的数据库实现SPR功能以减少投资.
如果现有的智能管道系统用户数据库能力不足,则建议为IMS用户新建一个SPR,智能提速平台需新增一个与SPR之间的接口.

5结束语IMS网络将会话控制与业务描述分离,实现了业务与控制分离的体系架构.
在这种体系架构上,运营商能够控制和管理基于IP的网络并为用户提供不同于互联网应用的差异化服务,这也正是确保基于IMS的融合多媒体业务规模发展的决定性因素.
基于现网的智能管道系统承载IMS业务,可以利用现有的IP网络服务质量智能体系实现对IMS融合视频业务的QoS保障,从而推动和促进有服务质量保障的视频多媒体业务的发展.