1 研究背景 1.1 网络现状 固定网PSTN：某局PSTN固定语音网目前在9个地市共设置11套端局LS，设备总容量约为40万门。目前全省实装用户数约为25.6万户，总的实占率约为64%。 固定网软交换：某局共设置1对软交换Server，采用双归属组网，容量为17.55万户，现网用户为16.62万户，占用率为94.7%。 固定智能网：某局智能网设有SCP、SMP各1套，1套和移动网共用的一号双机业务平台（由AS兼做）。主要处理卡号和一号双机业务等。 IP承载B网：某局IP承载B网目前在各个本地网均设置有1对AR设备，采用华为NE80E、NE40E设备。 IP承载A网：某局IP承载A网目前在各个本地网均设置有1对AR设备，采用华为NE40系列设备。 1.2 固定网PSTN所面临的问题及IMS的启动 PSTN网络特点：设备入网时间长，且厂家支撑力度减弱；备品、备件严重缺乏，造成运维成本增加；设备耗电量高、占用面积较大；提供的业务灵活性不够。 IMS作为网络融合的基础，也是运营商业务能力开发的引擎，其是运营商对抗OTT的一把利剑。IMS是软交换的下一跳，进一步实现了业务与控制的分离，能为固定、移动用户提供统一的会话型多媒体业务。 PSTN网设备已在网使用10多年，目前设备老化严重、故障频发且耗电量高、占地面积大，加之原设备生产厂家已不再生产老旧型号板件，导致备品、备件严重缺乏，造成运维成本增加、难以适时推出具有市场竞争力的新业务的同时，也存在一定的安全隐患。 2 IMS建设方案 2.1 建设原则与IMS业务 建设原则包括：新增固网语音用户的需求和PSTN网改需求；IMS网络建成后，完成PSTN语音网向IMS的迁移，实现PSTN设备退网下电。 IMS业务包括：PSTN基本语音业务和补充业务；传统智能业务包括悦铃、固网VPN、综合VPN、卡类、预付费、Centrex业务和一号双机等业务；多媒体电话业务。 2.2 建设规模 工程设备规模取定主要考虑以下因素： （1）某局IMS建设规模为40万线，满足某局PSTN网改需求以及新增固网语音用户需求。 （2）IMS核心网建设主要用于满足各本地网采用H.248协议（基于H.248协议的PON设备和AG设备）以及采用SIP协议（基于SIP协议的PON设备和AG设备）的接入设备的接入。由于主要为了满足退网的PSTN端局下挂用户的接入，而这部分用户基本为V5接入用户，本期拟采用建设AGCF的方式接入这部分用户。 3 IMS大区划分 根据规划见意某局作为一个IMS大区： （1）设置S/E-CSCF/BGCF、I-CSCF、HSS/SLF、ENUM/DNS、MMTEL AS、MGCF、IM-MGW、AGCF、IM-SSF、CCF、业务开通设备和OMC等网元。 （2）所有核心网元分别在A机房和B机房各设置一套。 （3）每个机房设置一对业务接入路由器和1台汇聚路由器，机房内所有IMS核心网元的信令端口和媒体端口直连所在机房的业务接入路由器，同时在每个机房各设置一对局域网交换机，汇聚各设备的网管和计费端口。 4 IMS网络架构 （1）IMS域内业务通过IP承载B网承载，IMS域与移动网和其他运营商业务通过综合关口局中转。 （2）IMS域与固网软交换业务的互通可以通过IP承载A网以IP直达方式疏通、也可以通过综合关口局转接至TG疏通。 （3）大区中心业务区均利用现有的本地综合承载网接入IMS设备。各非大区中心地市仅安装AG/TG设备。 5 传统智能业务触发方案 固网传统的智能业务包括固网VPN、卡类、悦铃和一号双机等业务，此类业务通过现网SCP等智能网平台配合实现。 IM-SSF与现网SCP对接方式，若现网智能业务平台不可升级，但可与IMS网络实现直接对接：引入IM-SSF网元，实现传统SCP与IMS核心网对接，IM-SSF完成业务触发，而业务控制仍旧由SCP完成。 通过IM-SSF和SCP对接继承方案功能要求： （1）对IM-SSF的要求：触发前IM-SSF根据S-CSCF带过来取出的Route字段中的AC参数信息到SCP触发业务，并保存带过来的ODI信息； 触发后IM-SSF触发完当前业务将保存的ODI信息添加在Route字段中发给S-CSCF。 （2）对SCP的要求:和IM-SSF网元采用INAP协议对接；根据IM-SSF带过来的接入码AC正常触发业务。 6 IMS建设关注点 6.1 组网方式 表1为组网方式对比一览表。 表1 组网方式对比一览表 比较项 单大区 双大区 业务发放 BOSS对一个SPN统一业务发放，业务上线时间缩短 BOSS对两个SPN行业务发放，业务上线时间拉长 日常维护 维护一套设备，IMS呼叫故障，可用一套网管，只定位同厂家设备问题，维护成本低，便于维护 两个大区建设需要两拨人员进行维护，维护成本翻倍 工程实施 大区内对接点较少，建设周期短 如果双大区是异厂家组网，对接程序复杂，工作量大。 网络演进 升级阶段，由于现网传统固网80%、NGN100%为同一厂家（华为）承建，升级仍由同厂家承建将更为平顺 双大区异厂家组网时，因厂家存在私有协议可能带来的对接问题 业务发展 现网业务迁移复杂，同厂家割接交付周期将缩短 双大区异厂家建设，增加了业务创新的机会，但也增加了业务割接的难度和成本 厂家支持 依靠同一厂家IMS能力 依靠不同厂家IMS能力 总结：从网络建设、日常维护等方面考虑，单区组网模式具有优势。IMS单局点可支持1000万用户，没有必要建2套IMS。 6.2 用户接入 个人用户（新增）：FTTH类，通过A-SBC接入P-CSCF、AGCF；小区类，通过AGCF+H248 MSAN接入或P-CSCF+SIP AG接入。 企业用户（新增）：PBX通过SIP GW、AGCF 、MGCF接入；Centrex：与接入方式和接入设备无关，任何接入设备下的IMS用户都可以组群。 现网V5用户接入（改造）：采用AGCF+MSG9000设备接入V5用户。系统包含了MSG（TG和SG）和AGCF设备：MSG9000中的SG负责将V5信令从传统电路交换网络中适配到IP网中，完成信令转换功能；MSG9000中的TG则是将PCM通道上的语音与IP网中传输的语音进行相互转化，完成媒体转换功能；AGCF通过V5.2协议完成信令控制，通过H.248协议完成媒体控制。V5用户通过AGCF网元接入到IMS系统中，AGCF根据V5口和L3地址找到相应用户，发起相关PUI的SIP REGISTER注册流程。AGCF和CSCF/AS之间的流程，与普通H248用户相同。 6.3 用户数据迁移 现网用户数据向IMS迁移可分为3个阶段： （1）初期多个网络共存，用户数据独立存储，保持现网SDC不变，新建1对HSS设备，只存储IMS用户数据，HSS与现网SDC是共存关系。 （2）中期随着PSTN用户和AG用户向IMS网络的迁移，现网SDC中的用户数据也逐步迁移到HSS上来，由HSS集中存储管理。此时用户业务受理发生改变时，BOSS系统需要识别该用户是传统用户还是IMS用户，然后向SHLR或HSS下工单。为了割接方便，现网用户尽量按号段割接。 （3）后期用户全部迁移到IMS后，现网SDC中的用户数据全部迁移到HSS，由HSS实现对固网、IMS等多网络用户数据的统一管理，实现 “以用户为中心的运营模式”。 6.4 运营支撑 业支改造技术关键点：资源系统，增加IMS用户相关的资源项，如区分IMS/NGN用户。激活系统，根据资源项的不同区分激活指令，新增IMS激活命令接口。业务开通系统，根据资源项的不同区分开户流程，新增IMS开户命令。业务受理系统，支持受理IMS业务。 工单接口技术关键点：基本开销户命令接口、智能业务发放命令、虚拟网用户开销户命令、PBX群开销户命令、确认移机，停复机命令、2E的IT开通指令穿越测试。 IMS网改统一业务发放：为简化业务发放接口，SPN作为IMS的统一业务发放网关，与现网BOSS系统对接并向各网元下发相应的指令完成开户。 IMS网改统一计费方案：（1）CCF网元将IMS网元产生的ACR（Accounting Request）转换生成CDR（Charging Data Record），并将CDR文件提供给计费中心。CCF采用1+1互备方式。（2）各计费网元与CCF通过局域网组网，同时计费汇聚交换机接入本机房计费DCN实现与计费连接。（3）CDR内容采用ASN.1编码。1个话单文件由1个文件头和多个CDR记录组成，1个CDR记录由CDR头和CDR内容组成 。 6.5 可维可管 IMS网管整体方案：集中在大区中心建设网管中心，管理全网设备。在大区中心接入地市、接入县部署网管客户端，连接大区中心的网管服务器进行日常运维。网管服务器支持“分权分域”的授权、认证，能够对不同接入地市、接入县的用户进行区分和隔离。 核心网统一管理：网管系统支持核心网FMC统一管理和平滑演进，降低OPEX和网络演进成本。减少EMS和北向接口数量，减低CAPEX和集成成本。 7 结语 综上所述，IMS是3GPP/3GPP2（移动）和TISPAN/ITU-T（固定）网络架构的核心，具备开放的网络架构，提供了基于IP承载的、与接入无关的IP多媒体业务控制能力，提升了多媒体业务的多样化需求，顺应了时代的发展，推动了我国网络通信的发展，值得推广应用。 参考文献 [1]强磊，饶少阳，陈卉，等．IMS核心原理与应用[M].北京：人民邮电出版社，2008. [2]陈宾．基于IMS的固网接入方案的设计与实现[D]．北京：北京邮电大学，2011.
收稿日期：2017-11-12
作者简介：王玉香（1981-），女，福建光泽人，中国联合网络通信有限公司福州市分公司工程师，研究方向：交换设备维护。
