软交换和IMS的关系及技术研究

软交换和IMS的关系及技术研究

李艳

中移铁通有限公司上海分公司上海普陀200060

摘要：由于传统PSTN采用以地域为基础的组网模式，作为网络节点设备的程控交换机又采用一体化的实现模式，导致全网性的业务难以开展。随着通信技术的发展软交换、IMS等新技术的出现打破了地域限制，使得运营商能够从全网的角度统一规划，IP网所达到的地方就能实现信息互通。本文介绍了软交换和IMS及其特点，并对软交换和IMS的区别进行了研究分析、对比。

关键词：通信技术；软交换；IMS

1软交换概念和特点

软交换的基本含义是将呼叫控制功能与媒体网关分开，通过服务器上的软件实现基本的呼叫控制功能，一般来说，软交换包括呼叫路由，管理控制，连接控制（建立会话，拆除会话），信令（例如，从SS7到IP）的互通导致呼叫传输和呼叫控制分离，为控制，交换和软件编程建立单独的平面，允许服务提供商将传输服务与控制协议自由组合。软交换使用开放的应用程序编程接口（API），以便在交换机制中灵活地引入新服务。它主要提供连接控制，交换和路由，网关管理，呼叫控制，带宽管理，信令，安全和呼叫记录生成等功能。

基于软交换的NGN基于IP网络，实现业务，控制，承载，接入分离和开放架构。与传统的PSTN相比，它具有以下特点：

（1）突破地域网络限制

交换机基于连接的TDM网络，这限制了网站的覆盖范围。由于IP分组网络，Softswitch控制的Dateways可以分布在不同的区域，带来了重大的运营变化。（2）突破64KTDM带宽限制

在PSTN时代，通信信息在64kbit/sTDM信道上传输。它主要传输语音信息并支持少量的视频传输。稍好的视频信号需要同时占用多个同步的64kbit/s同步信道。这一限制使得PSTN中的视频服务受到限制。在NGN中，媒体流运行在IP分组承载网络上，网络对媒体流的带宽没有限制。

（3）扩展的人机交互

普通电话是人们使用PSTN的单一接口。这个界面简单和标准化。普通电话的过于简单的交互能力限制了PSTN中新业务的发展。大多数智能服务依靠关键的机械和繁琐的交互来提供服务。互联网为NGN提供了许多成功的人机交互方法。在NGN上，人们自然会想出网络自助管理的要求。

2IMS概念及特点

IMS（IP多媒体子系统）是一个IP多媒体子系统。它是由3GPP标准组织在R5版本的基础上提出的。它是通过基于IP的网络提供多媒体服务的通用网络体系结构。R5版本主要定义了IMS的核心结构和网元功能、界面和处理内容；R6版本完成IMS，增加了一些IMS业务特性，IMS等网络互操作规范和WLAN接入特性；R7加强了固定和移动融合的标准化，并要求IMS支持固定接入方式，如xDSL和电缆。IMS最初出现在移动网络的分组部分，并成为标准体系结构，成为固定网络核心控制层的目标形式。IMS具有以下功能。

（1）IMS是核心控制层。接入IMS网络的接入网是IP-CAN。换句话说，接入网可以是任何IP网络，如WCDMA，WLAN或ADSL，Cable可以接入IMS域。IMS提供的核心控制层与获得真正的FMC无关。

（2）IMS可以将数字绑定到人。无论用户使用哪个终端，哪种类型的接入网络用于通信，IMS都可以使用该号码来识别用户。用户可以实现一个号码并同时在多种不同类型的终端上注册。

（3）在IMS网络体系结构中，应用层与接入网无关。服务层通过开放接口连接到IMS控制平面。这种结构使服务开发人员能够非常独立地开发他们的服务，然后通过IMS将这些服务交付给各种访问环境中的用户，这极大地加速了业务开发。

（4）IMS域具有漫游特性。无论用户接入网络，用户都可以返回归属CSCF以提供服务，而不管IMS漫游或GGSN漫游。

（5）IMS有能力控制网络资源的使用。用户对网络资源的控制受到IMS的限制。

（6）IMS可以为业务提供有效灵活的计费，并且可以为运营商提供业务类型，业务流量，业务周期等基本信息，从而制定不同的计费策略。

3IMS和软交换的区别

3.1IMS和软交换设计初衷不同

从最初的设计角度来看，软交换技术最初应用于固定网络，以实现从PSTN到分组交换网络的演进。随着软交换技术的发展和成熟，它逐渐被引入移动网络。软交换技术用于3GPPR4版本，然后为了实现多媒体业务，在R5阶段引入基于IMS的多媒体业务解决方案。

3.2不同的多媒体协作功能

软交换提供传统的连接类会话功能，主要是语音或视频连接，用户使用软交换控制的PSTN电话和其他NGN电话。相反，IMS提供更灵活的会话功能并突破单连接模式。这主要表现在两个方面。

（1）基于消息传递的通信能力：基于SIP协议的IMS自然地解决了基于消息的通信能力。互联网上有大量基于消息的服务。通过提供基于消息的服务，IMS服务可以进入互联网并在互联网上运行服务。

（2）多媒体协作通信能力。软交换下的用户主要通过单一的语音媒体连接进行通信，也可以进行语音加视频双媒体通信。在现实世界中，信息通过多种媒体形式传播，IMS试图模拟真实世界的交流，实现人与人之间的面对面交流。在沟通过程中，可根据需要启动多种形式的媒体对话。

3.3不同的方式来实现

软交换和IMS架构的主要区别在于IMS控制系统是CSCF，软交换控制功能基于H.248。另一个区别是IMS控制系统只处理用户呼叫。用户的服务由数据和应用程序系统提供。软交换不仅可以处理呼叫，还可以提供用户的服务。

（1）业务层

软交换和IMS将呼叫控制和服务应用分开，并使开放的面向第三方的服务接口成为他们自己的一个重要特性。软交换提供业务的主要方法是应用编程接口（API）和应用服务器提供新的增值业务。在IMS业务实现架构中，将IMS业务控制（ISC）接口定义为业务控制参考点，实现与基于SIP的应用服务器的互通。

（2）控制层

从控制层的角度来看，软交换执行呼叫处理和控制功能，接入协议适配功能，业务接口提供功能，互联互通功能，用户数据管理和PSTN业务逻辑系统功能。IMS进一步将上述功能细分为呼叫会话控制功能（CSCF），媒体网关控制功能（MGCF），接入网关控制功能（AGCF）和媒体资源控制功能（MRCF）等更独立的功能子实体。退出网关控制功能（BGCF）。核心CSCF进一步细化为代理CSCF（P-CSCF），服务CSCF（S-CSCF），查询CSCF（I-CSCF）

3.4漫游性能不同

终端漫游是指在电信网络的不同位置访问和使用同一终端，并且可以在服务使用时移动，而不会影响服务的继续使用。在软交换NGN中，没有固定的用户漫游规范。每个运营商都在NGN建设实践中提出自己的理解，并试图在企业中建立终端移动接入规范。Mobile是跨区域的跨设备业务，规范和协作是启动漫游服务的先决条件。只有少数运营商或少数设备制造商无法实现真正有价值的漫游服务。IMS是在规范开发之后开发的系统。它最初试图为移动网络分组域提供服务。因此，从一开始就考虑到流动性；当IMS增加为固定网络提供服务时，固定网络用户也被认为是移动的。

结束语

总之，软交换基于下一代网络的核心技术，其技术和设备相对成熟。IMS的出现为交换技术提供了很大的发展空间，网络模型和配套技术设备的形成仍有一定的发展。随着运营商网间的业务融合https：//baike.baidu.com/item/%E9%80%9A%E4%BF%A1%E7%BD%91%E7%BB%9C，考虑到存量PSTN现有的丰富网络资源和已经投入的大量资金，不可能立即将其全部舍弃，在传统PSTN向新技术新组网演进过程中很长一段时期内将是PSTN与下一代交换网络并存的阶段，软交换及IMS技术的许多解决方案有着多方面优势，不仅可以实现承载传统的PSTN、VoIP业务，重要的是将更有效地对网络、用户及应用资源进行整合，提高网络的使用效率，用户能跨越各种网络并使用多种终端，感受融合的通信体验。

参考文献：

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