《電子技術(shù)應(yīng)用》
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wIMS的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和部署策略
電信網(wǎng)技術(shù)
劉 璐
摘要: 介紹了wIMS的概念和電信運營商引入wIMS的背景因素,wIMS的原理和網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),探討了wIMS的部署策略和能力培養(yǎng)。
Abstract:
Key words :

     1  引言

      wIMS即Web IMS,它是Web 2.0和IMS(IP多媒體子系統(tǒng))的融合。通過Web IMS技術(shù)可以為運營商打造一個通信能力的開放平臺。它的核心是將電信的業(yè)務(wù)能力跟Web 2.0的業(yè)務(wù)結(jié)合,產(chǎn)生各種新的以用戶體驗為中心的應(yīng)用。借助wIMS,可以幫助電信運營商擁抱互聯(lián)網(wǎng),不斷推出創(chuàng)新和改進的業(yè)務(wù),刺激用戶的消費,實現(xiàn)從傳統(tǒng)電信運營商向電信運營商2.0的飛躍。同時,對于終端用戶而言,wIMS可以提供更豐富的應(yīng)用,并具有更好的用戶體驗。對于應(yīng)用開發(fā)人員而言,wIMS提供了開放的簡單的接口(APIs),借助它們,可以快速地開發(fā)各種應(yīng)用。所以,wIMS是多贏的技術(shù),是電信和互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的方向。

      2  互聯(lián)網(wǎng)時代電信運營商的挑戰(zhàn)和應(yīng)對

      2.1  電信運營商的挑戰(zhàn)

      過去的幾年中,電信業(yè)正在發(fā)生重大的變化。傳統(tǒng)的電信網(wǎng),是通過智能網(wǎng)提供多種業(yè)務(wù)給用戶。但是智能網(wǎng)提供業(yè)務(wù)較慢,只有了解電信網(wǎng)絡(luò)的開發(fā)人員才能進行業(yè)務(wù)開發(fā),大大限制了新業(yè)務(wù)的開發(fā)和部署速度。

      電信運營商除了要應(yīng)付其他運營商外,蘋果、谷歌、微軟等IT業(yè)的巨頭業(yè)也正在搶奪傳統(tǒng)的電信業(yè)務(wù)。這種競爭源于互聯(lián)網(wǎng)的興起,特別是Web 2.0的飛速發(fā)展。以前單純而清晰的終端、運營商、設(shè)備商的產(chǎn)業(yè)鏈正在被打破,傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)、終端廠商還有運營商,都在暗中擴大自己的勢力范圍。

      2.2  電信運營商的應(yīng)對:IMS,電信運營商2.0和wIMS

      為了應(yīng)對上述挑戰(zhàn),電信網(wǎng)中首先引入了IMS技術(shù)。IMS是一個基于分組域、提供多媒體業(yè)務(wù)的體系架構(gòu)。IMS能解決基于IP部署電信業(yè)務(wù)所面臨的主要問題,如服務(wù)質(zhì)量、安全、計費、支付、網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)互通等。引入IMS,可以幫助運營商實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)融合、快速部署多媒體業(yè)務(wù)。

      如何應(yīng)對Web 2.0迅猛發(fā)展,如何將電信網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合,又成為了電信運營商面臨的難題。在這樣的背景下,電信運營商2.0出現(xiàn)了。電信運營商2.0是一種新的思考方式和新的電信商業(yè)模型,它要求運營商從“以網(wǎng)絡(luò)為中心”向“以用戶為中心”過渡。此時運營商不再是最終業(yè)務(wù)提供的最佳人選,而應(yīng)該充當為第三方業(yè)務(wù)提供引擎平臺的角色。基于這個思路,在IMS的基礎(chǔ)上,引入Web IMS,借助開放的API,用互聯(lián)網(wǎng)的方式調(diào)用通信業(yè)務(wù)能力,將通信業(yè)務(wù)能力跟互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)混搭,產(chǎn)生全新的業(yè)務(wù)體驗。

      3  wIMS的原理和網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

      3.1  wIMS原理

      Web IMS的核心思路是在IMS與應(yīng)用(特別是基于Web 2.0的應(yīng)用)之間加入wIMS層。其向下調(diào)用IMS提供的電信業(yè)務(wù)能力,向上提供暴露電信業(yè)務(wù)能力的API。從而為運營商打造一個可以與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合的、提供通信能力的開放電信平臺。

      3.2  wIMS網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

      如圖1所示,wIMS的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)可以分為6層。

       圖1  wIMS網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

      (1)接入層
      接入層負責(zé)在終端或者用戶住宅和運營商的網(wǎng)絡(luò)之間提供無線和有線的連接。
      (2)公共核心層
      公共核心層是基于IP的核心網(wǎng),它為不同接入技術(shù)提供統(tǒng)一的集成功能,包括各種接入技術(shù)的互聯(lián)互通、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)、漫游、策略控制等功能。
      (3)業(yè)務(wù)控制層
      是IMS核心網(wǎng)的節(jié)點,主要提供多媒體會話控制、鑒權(quán)、計費和互聯(lián)互通等功能。
      (4)業(yè)務(wù)引擎層
      主要是由若干基于IMS的業(yè)務(wù)引擎組成。通過這些業(yè)務(wù)引擎可以提供業(yè)務(wù)控制層所提供的能力之外的擴展能力,以增強上層應(yīng)用的功能。此外,這一層還包括一些非IMS的業(yè)務(wù)引擎,如短信、彩信、位置服務(wù)、內(nèi)容下載、內(nèi)容推送、流媒體播放等。
      (5)wIMS層
      這一層主要是wIMS中間件,它提供Web IMS網(wǎng)關(guān)的功能。
      (6)應(yīng)用層
      主要是一些提供增值業(yè)務(wù)和具體應(yīng)用的服務(wù)器。在這些服務(wù)器上運行相應(yīng)的業(yè)務(wù)邏輯,并通過wIMS層提供的API獲取下層提供的電信能力,為終端用戶提供相應(yīng)的服務(wù)。
      3.3  wIMS相關(guān)層次主要功能
      在上述網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中,接入網(wǎng)和公共核心網(wǎng)是目前的電信網(wǎng)的主要部分,其原理、節(jié)點功能和關(guān)鍵技術(shù)與現(xiàn)網(wǎng)中的類似。上面4層中的網(wǎng)絡(luò)組件是為了支持網(wǎng)絡(luò)融合和Web
      IMS新引入的部分。其組件和接口如圖2所示。

      圖2  wIMS相關(guān)層次詳細架構(gòu)

      (1)IMS核心網(wǎng)
      IMS是從3GPP R5最早引入的,并在3GPP R6,R7,R8規(guī)范中不斷完善。其中的IMS核心網(wǎng)由若干邏輯節(jié)點組成,主要包括:
      ●IMS控制節(jié)點:CSCF。主要提供會話控制,用戶注冊,SIP消息路由,計費,QoS控制,鑒權(quán),業(yè)務(wù)控制等功能。
      ●數(shù)據(jù)庫節(jié)點:HSS,SLF。主要功能是保存和管理用戶數(shù)據(jù),提供鑒權(quán)和業(yè)務(wù)相關(guān)的數(shù)據(jù)給CSCF。
      ●互聯(lián)互通節(jié)點:MGCF,IM-MGW,SBC。主要負責(zé)和其他網(wǎng)絡(luò)(如PSTN,PLMN,其他VoIP網(wǎng)絡(luò))的互聯(lián)互通,并將各種接入網(wǎng)引入IMS核心網(wǎng)。
      ●多媒體資源節(jié)點:MRF。主要負責(zé)提供和控制多媒體的資源(如錄音通知、會議電話等)。
      ●地址和號碼翻譯節(jié)點:DNS/ENUM。主要負責(zé)域名和IP地址之間的翻譯,以及用戶的E.164號碼與公有標示(Puclic User ID)之間的翻譯。
      (2)IMS業(yè)務(wù)引擎
      IMS提供的業(yè)務(wù)引擎主要有狀態(tài)呈現(xiàn)、群組管理、即時消息、會議電話、視頻共享、多媒體電話、融合消息等。這些業(yè)務(wù)引擎可以為上層應(yīng)用提供相應(yīng)的業(yè)務(wù)能力,如借助呈現(xiàn)業(yè)務(wù)和群組管理引擎提供的能力,應(yīng)用可以輕松地調(diào)用好友的狀態(tài)信息,并進行群組通信,而不必在每個應(yīng)用中都加入這部分代碼。這種網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)更加水平化,也更容易開發(fā)(開發(fā)人員不必關(guān)心電信網(wǎng)的細節(jié))和部署新的應(yīng)用(各個應(yīng)用中有相當一部分功能可以由已經(jīng)部署的業(yè)務(wù)引擎完成)。這些引擎節(jié)點主要通過ISC(IMS  Service ontrol,IMS業(yè)務(wù)控制)接口或者直接使用SIP協(xié)議與下層的CSCF通信。
      (3)wIMS中間件
      wIMS中間件提供wIMS網(wǎng)關(guān)功能,是實現(xiàn)Web IMS的關(guān)鍵組件。其主要作用是將電信業(yè)務(wù)能力暴露,即提供一些API給上層以快速接入下層的各種業(yè)務(wù)引擎,使用下層IMS網(wǎng)絡(luò)提供的電信能力。通常業(yè)務(wù)引擎的功能可以通過若干通信協(xié)議接入,即可以不通過wIMS中間件來直接訪問,但是這些協(xié)議絕大多數(shù)是電信領(lǐng)域?qū)S玫?,一般的開發(fā)人員是不熟悉的。引入wIMS中間件后,可以通過提供REST風(fēng)格的Open API或者其他API來暴露業(yè)務(wù)能力給開發(fā)人員。
    借助wIMS中間件,運營商可以給開發(fā)者提供以下信息:狀態(tài)信息(包括位置信息、呈現(xiàn)信息、設(shè)備能力、終端類型、終端狀態(tài)等)、通信業(yè)務(wù)能力(包括語音呼叫、視頻呼叫、短信、彩信、即時消息、WAP-PUSH、流媒體播放等)、識別和認證信息(包括電話號碼,IP地址,SIP地址,短號碼,鑒權(quán)/認證,加密,保護)、計費和支付信息等。
      (4)Web應(yīng)用服務(wù)器
      這些服務(wù)器提供各種微件(Widget),Web 2.0應(yīng)用服務(wù)和其他各種第三方的應(yīng)用。其中,微件可以快速部署到現(xiàn)在的互聯(lián)網(wǎng)上,并提供接入電信業(yè)務(wù)的能力(如Facebook微件,F(xiàn)lickr圖片共享微件、地理留言板微件、可置于個人博客和門戶網(wǎng)站的通信微件等)。而其他個人、家庭、企業(yè)應(yīng)用,以及各種第三方應(yīng)用,也都可以通過wIMS提供的API,獲得電信網(wǎng)的特定能力。
      4  wIMS的部署策略
      wIMS的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和技術(shù)原理與傳統(tǒng)的電信網(wǎng)絡(luò)差別較大,作為運營龐大網(wǎng)絡(luò)、支持大量用戶的電信運營商,應(yīng)該分步驟進行網(wǎng)絡(luò)改造和升級,以降低對現(xiàn)網(wǎng)的影響、保護已有投資。對于一個傳統(tǒng)的固網(wǎng)運營商或者2G,3G移動運營商,其部署wIMS的步驟可以分為以下幾步:
      (1)部署全業(yè)務(wù)寬帶接入網(wǎng)絡(luò),打造全IP網(wǎng)絡(luò)
      為了支持互聯(lián)網(wǎng)和多媒體業(yè)務(wù),網(wǎng)絡(luò)首先支持高速數(shù)據(jù)傳輸,即所謂的寬帶網(wǎng)絡(luò)。其次,運營商應(yīng)該為IMS引入做好必要的準備,如網(wǎng)絡(luò)的全IP改造,包括接入網(wǎng)和分組核心網(wǎng)的IP化。
      (2)部署IMS網(wǎng)絡(luò)
      通過引入基本的IMS網(wǎng)絡(luò)來提供一些基于IMS的標準服務(wù)(如呈現(xiàn)業(yè)務(wù),多媒體電話業(yè)務(wù)等)、融合服務(wù)(如固定移動網(wǎng)絡(luò)融合)和一些定制的基于IMS的多媒體業(yè)務(wù)。
      (3)部署wIMS中間件
      引入wIMS層,以提供開放的電信API給業(yè)務(wù)開發(fā)人員,吸引更多的開發(fā)人員,特別是Web應(yīng)用開發(fā)人員來開發(fā)創(chuàng)新的、以用戶為中心的業(yè)務(wù),并將這些業(yè)務(wù)與互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)混搭。
      5  網(wǎng)絡(luò)技術(shù)人員的wIMS能力準備
      電信運營商2.0,IMS,wIMS是電信技術(shù)發(fā)展、電信和互聯(lián)網(wǎng)融合、全業(yè)務(wù)運營中的關(guān)鍵技術(shù),其原理、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、實現(xiàn)機制和傳統(tǒng)的電信網(wǎng)有很大的區(qū)別。為了迎接基于這些新技術(shù)、新網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計、網(wǎng)絡(luò)部署、節(jié)點維護和網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化,廣大電信技術(shù)人員應(yīng)該盡快提升自己的能力,掌握wIMS的技術(shù)原理。
      愛立信中國學(xué)院,作為專業(yè)的電信業(yè)培訓(xùn)服務(wù)提供者,始終走在技術(shù)的前沿,并為電信技術(shù)人員提供科學(xué)、快捷的培訓(xùn)方案(見圖3)。結(jié)合電信人員的技術(shù)背景和Web IMS的特點,愛立信中國學(xué)院為電信人員量身打造了從電信運營商2.0到Web IMS的技術(shù)培訓(xùn)課程和培訓(xùn)路徑。這些培訓(xùn)在愛立信內(nèi)部已經(jīng)大規(guī)模展開,并收到了良好的效果。
      圖3  wIMS培訓(xùn)流程

      6  結(jié)束語
      微件化、混搭風(fēng)、社會化、用戶β版的Web 2.0技術(shù)極大地促進了應(yīng)用的繁榮。在這樣的市場環(huán)境下,電信運營商的致勝策略必然對廣大開發(fā)者帶來創(chuàng)新與收入。
      Web
      IMS通過提供開放的電信API為上層應(yīng)用提供了一個通信能力的開放平臺;通過向互聯(lián)網(wǎng)開放運營商的能力,可以實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)與通信網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的融合和通信能力與Web應(yīng)用的混搭(Mashup);同時,通過建立良好的Web
      IMS商業(yè)模式(包括零售模式、批發(fā)模式、廣告模式及其組合),可以吸引互聯(lián)網(wǎng)開發(fā)者入駐,開發(fā)適合市場的各種“殺手級應(yīng)用”。
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