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软交换与IMS业务提供的对比分析

 agile05 2007-11-19

/中国电信股份有限公司北京研究院    江志峰

 

目前采用软交换已经可以提供较多的新型业务,如即时通信、状态呈现、多媒体协同等等。但同时对IMS的研究和试验也正在积极的开展,从技术的发展来看,IMS是对软交换技术的进一步发展,并采用了业务、控制与承载完全分离的架构。其业务架构的开放性、对移动性的支持和与接入无关等特性,更有利于新业务的开发与部署,被视为电信网络发展的方向和目标。因此在现阶段,必须综合考虑软交换与IMS业务提供的差异,并根据运营商实际的网络情况、市场情况选择业务平台进行网络部署,下面将对基于软交换和IMS进行业务提供的异同进行分析,作为业务平台部署的技术选择参考。

一、       业务提供方式对比

1.     软交换业务架构

由于软交换并未完全实现业务与控制的分离,因此传统的基本业务和一些补充业务仍然是通过软交换来实现(方式一)。但对于更多的增值业务,软交换还提供了多种方式进行业务提供,如图1所示。

1 软义换多方式业务提供示意图

方式二:智能网业务方式。业务逻辑在SCP中驻留和运行,软交换设备实现业务交换功能(SSP)触发智能业务到智能网SCP,与SCP配合实现智能网提供的业务。

方式三:SIP应用服务器方式。由运营商提供SIP应用服务器,其中的业务逻辑可直接访问和控制软交换设备提供的网络能力,通常实现运营商的自营业务。

方式四:第三方应用服务器方式。由运营商或者第三方服务提供商提供Parlay应用服务器,而运营商提供业务能力网关,Parlay应用服务器中的业务逻辑通过业务能力网关间接访问和控制软交换设备提供的网络能力,多用于运营商与第三方合作的业务,也可用于运营商自营业务。

2.   IMS业务架构

       IMS系统中,实现了业务与控制的完全分离,所有的业务都是通过应用服务器来提供的,业务逻辑驻留于应用服务器中,用户数据统一存储在HSS,如图2所示。图中的应用服务器包括三类:SIP应用服务器,OSA应用服务器及 IM-SSFSIP应用服务器(SIP AS)用于实现基于SIP的增值应用;SIP/OSA应用服务器(SIP/OSA AS)通过OSA业务能力服务器(OSA SCS)与IMS核心网进行交互;而 IM-SSF用于支持IMS用户使用现有智能网的能力。目前IM-SSF支持使用CAMEL的业务能力,为考虑固定网络的智能网业务,IM-SSF的功能可以扩展到对INAP的支持。

2 IMS业务架构

在这一架构中,IMS的核心网元S-CSCF只通过ISC接口与应用平台交互,从而使得业务接口和触发方式得以标准化,进而获得更好的开放性。对三种应用服务器的具体应用如下:

1)基于SIP的应用服务器 SIP AS

SIP应用服务器和S-CSCF之间直接利用SIP及其扩展的呼叫信令协议,因此不需要进行呼叫信令协议之间的转换工作。另外由于基于SIP可以非常方便的实现语音、数据以及视频等多媒体类的会话,因此基于SIP的应用服务器可以高效率的提供各种新型的融合业务。

2)基于OSA的应用服务器 OSA SCS

在对第三方应用方面,IMS采用Parlay/OSA API。在Parlay/OSA API中,提供给应用的网络功能实体被定义为若干业务能力特征(SCF)的集合,由业务能力服务器(SCS)支持,这些SCF为应用开发提供了必要的网络接入功能。第三方应用服务器通过Parlay/OSA APISCS相连接,而OSA SCS则在第三方应用服务器和S-CSCF之间负责APIISC之间的映射。

3)基于智能网的业务服务器 IM-SSF

现有的移动智能网以及固定智能网都已经提供了丰富的智能网业务,并且有着庞大的用户群,为了兼容已有的网络资源,实现技术和服务提供的平滑过渡,IMS需要接入现有的智能网,并且还可以实现将现有智能网的业务延伸到IMS用户。目前通过IM-SSF接入现有移动智能网CAMEL已经完备。从CAMEL角度来看,IM SSF是智能网的服务交换节点SSP,相当于CAMEL中业务交换功能SSF和呼叫控制功能CCFIM SSFS-CSCFCAMEL之间实现SIP消息和CAP信令的映射。为支持固定智能网,IM-SSF需要支持INAP协议,相关的研究还正在进行中。

 

       从上面的分析可以看出,软交换和IMS都可以实现智能网提供业务和应用服务器提供业务,并且都可以开放接口给第三方使用,供第三方开发业务。但是由于软交换与不同的业务平台之间采用的接口不同,而IMS则统一采用ISC接口,另外对于IMS,由于3GPPOMA等组织形成了大量的基于应用服务器的业务规范,并可以作为业务引擎,供其他的业务调用。因此IMS在业务提供的方便性、灵活性以及扩展性等方面都显示出了优势。

二、       业务触发机制对比

1.   软交换触发机制

       软交换触发机制有两类:

1)基于智能网的触发机制

软交换可作为SSP,根据用户的主叫属性以及被叫属性(DP点触发)完成业务触发,在SCP或者应用服务器的智能业务逻辑控制下实现智能业务。

2)基于应用服务器的触发机制

        根据用户的profile或呼叫相关信息触发到应用服务器。应用服务器提供标准接口与前端服务器连接,接受来自前端服务器的业务触发信息和交互业务处理过程的信息。业务触发信息可能包括鉴权信息(如主叫号码、账号、密码)、发起方主机IP地址、被叫号码、业务标识、业务配置信息。

2.   IMS触发机制

       IMS 的业务触发机制是基于iFC(Initial Filter Criteria)实现的。业务的触发在 S-CSCF 中完成,业务数据在注册阶段从HSS中下载到 S-CSCF 中,包括 Initial Filter Criteria。在收到用户会话请求后,S-CSCF 首先检查Initial Filter Criteria 中的触发标准是否满足,然后再进行到用户的路由和呼叫控制。如果满足则通过ISC 接口的SIP 消息,将业务触发到对应的业务平台。业务平台然后根据业务的既定逻辑流程,通过SIP 消息对S-CSCF 中的业务进行后续控制。

 

       从上述分析可以看出,软交换的业务触发机制表现为多样性,既有基于传统智能网模式的又有基于用户业务数据的。而对于基于应用服务器的业务,软交换与IMS的业务触发机制有很多的相似之处,但由于软交换在标准化方面的局限性,造成了业务触发方面无法规范化,也就决定了其在实际应用中只能由设备供应商自行提供解决方案。相比较,IMS就提供了比较完善的标准化,从而使得业务实现和互通更加规范统一。

三、       业务实现流程对比

       尽管基于软交换和基于IMS都可以提供宽带多媒体类的业务,但由于软交换在提供宽带多媒体业务方面缺乏相关的规范,因此现有的各种业务多是厂家基于自己的平台进行开发的,并对协议进行了私有扩展,业务之间的互通性较差。而在IMS网络架构下,由于IMS的业务规范好,各种部件的标准化程度高,因此业务之间的互通性好。下面以目前最常用的即时消息(IM)和状态呈现(Presence)两种业务的流程说明其区别:

1.   基于软交换的业务流程示例

       以国内某主流软交换提供厂商为例,在其基于软交换实现宽带多媒体业务时,用户与业务应用服务器采用HTTPSIP两种消息的进行交互。对于数据业务采用HTTP协议,用户可使用Web客户端,最大程度实现业务的可达性,另外可通过HTTPS,实现安全的传输机制。对于媒体业务采用SIP,完成与呼叫相关的业务处理。为完成用户与应用服务器之间消息的实时传送,该厂商对HTTP协议进行了修改,实现用户Web浏览器与应用服务器之间建立一条持续的HTTP连接(Persistent HTTP connection)。采用这种方式实现即时消息和状态通知的流程如图34所示:

3 基于软交换的业务流程示意:即时消息

 

4基于软交换的业务流程示意:状态通知

2.   基于IMS的业务流程示例

       对于基于IMS提供的业务,由于目前业务的标准化程度高,特别是IMSinOMA Enabler规范的实施,更好的协调了OMA3GPP/3GPP2IMS之间的合作关系,目前已经发布了PresencePoC XDMS等一系列符合IMSinOMA框架的规范,成为业界遵循的标准。例如对于即时消息,在SIP消息中定义了Message消息可以直接用于即时消息的传递,具体流程如图5所示:

5基于IMS的业务流程示意:即时消息 Page-Mode

        对于Presence业务,则规定了状态订阅使用SIP SUBSCRIBE消息,状态更新使用SIPPUBLISH消息,状态更新通知使用SIPNOTIFY消息。如果用户的状态有更新,则通过PUBLISH消息更新自己的状态信息到Presence服务器;用户希望知道好友的状态,需要首先到Presence服务器订阅好友的状态,Presence服务器对用户进行权限检查,如果好友允许该用户知道自己的状态信息,好友的状态变化后,Presence服务器再把状态变化信息通知给用户。业务流程如下面的图67所示:

6基于IMS的业务流程示意:发布状态 Publish

7基于IMS的业务流程示意:订阅/通知状态变化 Subscriber/Notify

 

       因此从业务流程上可以看出,尽管基于软交换与基于IMS都使用了SIP协议,但在使用的信令消息上有一定的区别。另外在具体的信令消息参数上也有所不同,例如:

       1)软交换触发业务时,会在上报ASInvite消息中requestURI域添加业务接入码,而IMS网络使用iFC触发机制,在上报AS的消息中没有接入码。

       2)软交换SIP协议和3GPP IMS SIP协议相比,后者带有Qos precondition(媒体信息预协商);Qos precondition要求在信令交互上比软交换SIP协议多出个183用于提前媒体协商;而在软交换网络中也会存在183消息,但用于指示被叫号码带有通知音信息,等等。

四、       结束语

       综合上面的分析可以看出,尽管软交换和IMS在业务提供方式上基本相同,都可以连接现有的智能网业务,另外都可以通过应用服务器的方式提供运营商自营或者与第三方合作提供新型的多媒体业务,但在具体的业务触发方式、业务流程以及业务逻辑等方面有着较大的区别。因此在现阶段运营商选择业务平台时需要综合考虑技术的发展与市场需求等多方面因素,比如对市场急需的业务开始小规模的开展,并对业务平台的部署和建设尽量按照未来IMS网络要求的业务平台布局进行规划,同时将业务平台中的功能尽量独立出来,以逐步适应IMS网络中应用服务器作为业务引擎的要求,降低未来业务迁移的成本。



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