基於統一IMS實現固定移動融合

2021-08-26 03:56:25 字數 3493 閱讀 5216

ims的概念最初在3gppr5引入,由於ims採用sip體系結構,具有接入無關性、支援使用者漫遊和使用者資料的集中管理等特點,從而使ims實現網路融合成為可能。

ims的概念最初在3gppr5引入,由於ims採用sip體系結構,具有接入無關性、支援使用者漫遊和使用者資料的集中管理等特點,從而使ims實現網路融合成為可能。ims作為支援固定接入和移動接入的統一核心控制網路已經得到了廣泛的認可,目前國際上正在開展對統一ims範圍和具體技術問題的深入分析。

固定移動使用者接入ims網路時的差異

對於採用3g方式接入的移動終端,通常會根據終端接入的業務網路分配不同的ip位址,即使用者使用不同的位址接入到不同的業務網,3g接入終端可以和ims核心網路位於相同的位址域,不需要考慮私網穿越等複雜的問題。3g終端接入時獲得的ims網路入口點直接是p-cscf的位址。

而對於採用其他方式接入的終端(本文統稱為固定終端),通常是使用者使用同乙個位址接入到不同業務網,如xdsl接入使用者通常獲得公網位址,使用該位址的使用者既可以接入到internet,也應該能夠接入到ims網路,這種情況下,如果也給p-cscf分配公網位址,p-cscf會暴露在公眾網路中,變得極不安全,所以通常ims核心網路會採用專網方式進行部署,以便保證公眾使用者和網路之間的隔離。這樣,使用者終端和ims核心網路會屬於不同的位址域,需要部署相應的裝置(通常稱為sbc,業務邊界控制裝置)完成兩個位址域之間的位址穿越。

sbc位於ims網路邊緣,作為ims核心網的信令**和****,使用者終端和ims網路之間的所有信令訊息以及使用者終端之間的所有**訊息都需要經過該裝置進行轉接,同時sbc應能夠接受p-cscf的控制,實現位址轉換和門控等功能。固定終端接入時獲得的ims網路入口點的位址將是sbc的位址。

**會話控制裝置(p-cscf)

由於移動接入與固定接入在接入技術和接入特性上的差異,p-cscf需要區分使用者的接入方式並執行不同的處理。對於移動接入,由於無線接入頻寬的限制,需要支援對sip訊息的壓縮和解壓縮。對於固定接入,需要支援與上述提到的sbc之間的資訊互動和控制。另外,由於固定接入終端和ims核心網路通常位於不同的位址域,為了支援固定接入,需要p-cscf提供alg(應用級閘道器),控制sbc進行位址轉換,並能夠根據sbc返回的位址資訊對sip協議進行相應的修改。對於固定接入和移動接入,p-cscf需要啟動不同的定時器,針對移動接入設定的定時器時間要稍長一些。

除了支援固定接入和移動接入對p-cscf的功能需求存在差異之外,在網路部署上面向固定接入和移動接入也可能存在差異,固定接入的p-cscf可以以本地網為單位進行設定,此時p-cscf應盡量靠近都會網路核心路由器;移動接入的p-cscf可以以省為單位進行設定,應盡量靠近骨幹網路由器。當然對於使用者量少的省份,接入固定和移動使用者的p-cscf可以以省為單位合設。

路由機制

ims網路之間基於網域名稱路由,無論ims網路以省為單位或以大區為單位進行建設,ims網路之間都應採用平面路由。ims網路內部需要設定dns和enum伺服器,enum儲存本域內ims使用者的e.164號碼和sipuri的對映關係,dns伺服器設定網域名稱與ip位址的對映關係。enum伺服器和dns伺服器可以合設。

當使用者發起呼叫或註冊時,s-cscf、mgcf需要查詢enum將被叫使用者的e.164號碼轉換成sipuri,再查詢dns獲得被叫或註冊使用者歸屬域的i-cscf位址。如果使用者呼叫或註冊的使用者標識是sipuri,p-cscf、s-cscf等裝置可以直接查詢dns獲得被叫或註冊使用者歸屬域的i-cscf位址。i-cscf通過查詢使用者歸屬的hss獲得被叫使用者註冊的s-cscf的位址或使用者需要註冊的s-cscf位址。

enum和dns伺服器應分級設定,根據ims網路的建設方案,可以在大區或省會城市設定enum和dns伺服器,負責域內信令路由的查詢和解析;在全國設定根enum和dns伺服器,當進行跨域呼叫或使用者漫遊時,可以通過全國的enum伺服器進行查詢。

移動使用者的漫遊和固定使用者的游牧

統一ims系統應支援在umts中的漫遊和在固定網路中的游牧,對漫遊使用者和游牧使用者,需要在使用者的歸屬ims網路管理域實現對使用者的業務控制,即s-cscf應位於使用者歸屬ims網路管理域中。

移動使用者的漫遊和固定使用者的游牧都存在兩種方式。對於移動使用者,一種方式是漫遊使用者通過拜訪網路的ggsn連線到拜訪地p-cscf,亦稱為ims漫遊;另一種方式是漫遊使用者通過歸屬網路的ggsn連線到歸屬地p-cscf,亦稱為ggsn漫遊或ip-can漫遊。對於固定使用者,一種方式是游牧使用者通過拜訪地接入網,和在拜訪地部署的sbc,連線到拜訪地p-cscf,亦稱為ims漫遊;另一種方式是游牧使用者通過拜訪地接入網和資料承載網,連線到歸屬地的sbc,再接入到p-cscf,亦稱為ip-can漫遊。原則上ims網路支援上述漫遊和游牧方式。

另外,對於移動使用者,由於可以從hlr、sgsn甚至ue獲得使用者當前的位置資訊,可以實現對使用者的精確定位。但是對於固定接入的使用者,現有的接入網路和資料網一般不支援對使用者位置的精確標識,除了使用者的ip位址,網路很難獲得使用者的其他未知資訊,難以實現對使用者的精確定位,對緊急呼叫等需要獲得使用者位置資訊的業務有一定的影響。

認證鑑權

統一ims初期需要考慮對多種終端和多種認證鑑權方式的支援。從認證鑑權的角度,可以將統一ims初期需要支援的終端分為三種型別,即有卡的sip終端、無卡sip終端和sipiad。

有卡sip終端包括具有isim的sip軟終端和移動手機終端。對3gisim卡、3gusim卡和sip軟終端isim卡的認證鑑權採用imsaka機制,2gsim卡認證鑑權採用gsma-ka或httpdigest方式。具有usim卡和sim卡的使用者鑑權向量資訊可以儲存在cs/ps域的hlr中,此時hss不儲存並且不計算usim使用者的鑑權資料,當使用者接入ims網路時,hss向hlr/auc傳送訊息,請求使用者的鑑權向量,從而支援使用者在ims網路中完成umtsaka鑑權、gsmaka或httpdi-gest鑑權。

無卡sip終端包括通過非3g接入方式的sip硬終端、不具備isim卡的sip軟終端。對無卡sip終端,認證鑑權採用httpdigest機制,並且只允許使用者同一時刻通過乙個終端註冊到ims網路中,即需要s-cscf增加判斷,對相同的使用者名稱和密碼只允許存在唯一註冊資訊。

sipiad(integrated access device)是一種支援sip的綜合接入裝置,其上行埠接入ims網路,下行提供埠連線多個模擬話機(或者傳真機),用來提供基本pots使用者的接入。sipiad需支援多個模擬話機介面,有完善的協議處理功能和**轉換功能。對sipiad採用http digest的鑑權方式。為保證業務的使用,sipiad下行所攜帶的所有pots話機均配置單獨的公有使用者標識,而這些公有使用者標識均通過sipiad進行註冊,可採用隱式註冊集合的方式,當sipiad上電初始化註冊時,隱式註冊集裡的公有使用者標識同時被註冊。

由於統一ims初期需要支援多種認證鑑權方式,在使用者開戶時預先在hss上配置使用者的認證方式,並結合使用者終端註冊請求中宣告的認證方式,確定最終對該使用者終端使用的認證方式,再進行認證授權。這種方式可提高ims網路中接入域安全的擴充套件性和靈活性,滿足不同應用環境的安全需求。

ims已經成為業界認可的核心控制層融合的技術發展趨勢,運營商都對基於ims的網路融合給予了高度的關注,部分綜合運營商已經開始進行ims實驗,希望通過統一的ims網路來實現固定和流動網路的融合。

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