NGN与IMS的分析介绍
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近年来，IT产业正掀起一股次世代网络(Next Generation Network, ngn)这个火热的议题，自2002年底开始定义了其功能，NGN是整合固网业者与移动业者的技术而产的网络架构，主要提供多种带宽与接取通道，以及各类多媒体业务服务的开放性整合架构，而这些多媒体服务透过原本的平台增加不同的模块，将其业务运行在IP网络之上，由下而上统整了由接入点、媒体传输控制、呼叫处理、业务记账平台。传统的语音通话服务在NGN规范下，基于IP技术稳定成熟与系统业者的支持，也成功的运行在IP网络之上并与传统电话网络相结合，成为系统业者最主要的IP多媒体业务。而由3GPP联盟提出的IP多媒体子系统(IP Multimedia Subsystem, ims)则是实现NGN最主要的一个组件。
NGN概述
根据ITU-T的定义，NGN是能提供电信通信服务、使用宽带、提供传输层QoS的一种封包网络，如(图1)在NGN系统架构，藉由在NGN架构底下独立的组件，不受限制的介接到各家的服务提供商，随时随地的向使用者提供了移动性的保证。
从几个主要的观点探求NGN的特性：
在核心网络下，NGN意味着强化以往不同的服务使其进入到统一的核心网内(通常为IP或以太网络)，也意味着语音业务大量的由交换网络架构(如PSTN)迁移至VoIP。
在固接网络下，NGN也包含语音业务由区域型的交换机(如xDSL)转移至DSLAMs或VoIP，以此取代旧的语音交换机基础建设。
在电线计算机接取网络下，NGN整合了固定比特率语音封包标准以提供VoIP与SIP服务，这两项服务是架在有线电视网络上的数据接口规范(DOCSIS)，作为Cable数据层标准。
在NGN下，另外可以分隔成两种不同层面的定义，一是网络传输层，一是传输层之上的服务层。这意味着服务提供商无论何时想要启动新服务，可以直接在服务层上定义，不用考虑传输层。正因为服务独立于传输层，越来越多的应用包含语音将朝独立的接取网络形态迈进，并且安装在更多终端用户的机器上如电话、计算机或机顶盒。
组成NGN的技术组件
NGN是植基于网络技术，这其中包括了Internet Protocol(IP)和Multiprotocol Label Switching(MPLS)，在应用层有Session Initiation Protocol(SIP)的支持。SIP取代以往的H.323，以较佳的架构提供了NAT与防火墙穿透的解决方案，而SIP到现在仍为广泛被采用。
对于语音业务来说，在NGN架构下中最重要的一个组件之一就是软交换器(Soft-switch)，提供一个可程序化的装置控制网络电话语音呼叫，并且也提供NGN上不同协议之间的整合。软交换器最重要的功能是透过Signalling Gateways (SG) and Media Gateways (MG)增加接口介接现存的电信电话网络(如PSTN)。
在一些NGN文献当中可以找到其中一个组件Gatekeeper，这是以往VoIP架构下的组件之一，用来转换来自PSTN或SS7的语音与数据至IP-based的分组交换网络，这类Gatekeeper使用Media Gateway Control Protocol(MGCP协议)来控制一个甚至多个网关(gateway)，这类型的Gatekeeper就称为Media Gateway Controller (MGC)。
呼叫人Call Agent是一般性名词，提供装置与系统间的呼叫控制。
IP Multimedia Subsystem(IMS)是一个标准的NGN架构，由欧洲ETSI与3GPP定义，提供因特网媒体服务的能力。然而实现NGN的方式，百家争鸣，如3GPP联盟的IMS，ETSI提出的TISPAN，3GPP2联盟的MMD与Cable联盟的PCMM，因为NGN规范广大，却是没有任何一家提出的平台可以完全实现NGN规范。
由3GPP联盟提出的IP多媒体子系统(IP Multimedia Subsystem, IMS)因其具有统一的核心接口、独立的网络接取特性、宽带支持与多媒体应用等优势，成为众多系统商和装置厂商选定的多媒体业务应用解决方案，是现今实现NGN最主要的一种组件。ETSI联盟和ITU-T联盟首先提出IMS为NGN第一阶段的标准，在传输层中对于IMS扩展了固定接入方式、RACS(网络附属控制子系统)、NASS(资源源接入控制子系统)，为IMS中支持固定型式的IP多媒体业务提供了QoS保障。也同时赋予3G的IMS用户与固接网络用户共同业务如Video Sharing，PoC，VoIP，Instant Message，IP Centrex等。
NGN的IMS子系统能够给NGN终端用户提供基于SIP协议的多媒体业务，同时也融合支持了模拟PSTN/ISDN业务。NGN的IMS，是3GPP在TS 123 002中定义的IMS的一部分，单单注重会话控制功能，而诸如其他组件如AS、MRFP、IM-MGW不在核心IMS范围。
IMS是由许多组件组成，而大部分的组件经由SIP通信协议互相沟通，如(图2)所示，组成IMS网络的核心最重要的组件包含如下：
1. Proxy-CSCF(P-CSCF)
2. Serving-CSCF(S-CSCF)
3. Interrogating-CSCF(I-CSCF)
4. Home Subscriber Server (HSS)
简单的来说，P-CSCF为IMS的使用者接入点，任何装置必须透过此接入点连接IMS网络，P-CSCF组件利用IPSec负责初阶段安全性的维护，装置与IMS系统的PDF交换，除此之外也支持终端装置与P-CSCF间SIP信令压缩。I-CSCF会代替用户由HSS取得属于用户的S-CSCF或是AS，并将用户传进来的request往前forward给S-CSCF或是AS。HSS储存所有用户主要信息、IMS服务相关数据。S-CSCF是处理由P-CSCF接入点连进核心网络的用户的注册程序，并将SIP信令做路由传算，维护与用户之间的session状态，储存用户服务的profiles。
系统营运商需具备的IMS核心网要求
由于IMS子系统已经提供了基本的要求，系统营运商只要增强IMS核心网机制与提供各组件协议之间的接口要求，就能够提供用户多种媒体服务。
IMS core network之机制
用户漫游机制
整体架构的安全机制
会话管理机制
多种计费机制
营运商策略控制机制
优化移动网络机制
IP传输层多媒体会话管理机制
即时消息机制
用户订阅和消息通知机制
IMS组件间接口协议之规范
Mb界面：基于各种串流媒体的协议，是终端设备与服务器或终端对终端的接口，相关规范可以参考(3GPP TS 26.236 )
Ut界面：基于XCAP协议，是提供用户终端与业务引擎之间的接口，可利用HTTP Proxy使用户可以对业务引擎作直接设定。相关规范可以参考(3GPP TS 23.228 )
Dh界面：基于Diameter协议，作为业务引擎、OSA业务能力服务器、SLF之间的通信。支持提供业务引擎认识用户所属之HSS地址，相关规范可以参考(3GPP TS 23.228/ TS 29.328/TS 29.329 )
Sh界面：基于Diameter协议，是HSS提供给上层应用的接口。支持IMS用户数据的操作，提供用户订阅与通知用户的功能，相关规范可以参考(3GPP TS 23.228/ TS 29.328/TS 29.329 )
ISC界面：基于SIP协议，是CSCF提供给上层应用的接口。支持SIP/SDP呼叫控制、SIP 事件的订阅与通知，相关规范可以参考(3GPP TS 23.228/TS 24.229 )
Rf界面：基于Diameter协议，是CCF对上层应用的界面。支持业务引擎与OSA业务能力服务器提供脱机计费的接口。相关规范可以参考(3GPP TS 32.225 )
Ro界面：基于Diameter协议，是OCS对上层应用的界面。支持业务引擎与OSA业务能力服务器提供在线计费的接口。相关规范可以参考(3GPP TS 32.225 )
GM界面：基于OMA规范。
用户终端对IMS的支持要求
除了业者布建基础建设之外，客户端装置也要加以更新，诸如移动电话必须具备IMS-UA enabler，如(图4)为台湾资策会建议客户端装置须具备的组件。
台湾资策会提供了用户终端支持NGN IMS服务的能力，以阶层式的用户终端系统架构，模块化的函式库，快速提供客制化的ISM终端应用。以III RichMedia SDK为分界，向上提供了丰富的IMS多媒体服务，如VoIP网络电话，Instant Messaging即时消息，Push to Talk一键通，Presence状态呈现，Group Management群组管理，Rich Media Player丰富影音播放，Content Sharing内容分享。向下则包含了资策会研发多年的，高效率低空间的函式库，包括有着IMS必要支持的SIP/SDP函式库，RTP/RTCP函式库，AMR/MPEG4等多媒体压缩的CODEC。
系统商的效益
由于网络技术普遍发展，电信业者与网络业者互相竞争语音业务下，两大系统正式开辟了新战场，将战场转移至NGN这块大饼。这两大系统厂商，适时结合移动网络技术，语音压缩技术与IMS高弹性低成本的特色，提供了客户丰富的多媒体服务，除了传统语音业务之外，也逐年增加了多媒体数据业务的收益。
对系统运营商而言，推崇IMS有下列好处：
基于IP架构之上，所有IP对IP之间的业务整合容易。
跨平台终端与跨网络服务的特性，提供了固网与移动网络的整合。
丰富了多媒体数据服务，将数据业务的收益藉由多媒体应用的导入而提高。
服务模块化的特性，布建新的业务速度快，模块化的成本低。