中国电信IMS网络规划建设方法研究

龚坚

摘要：随着通信技术的发展，其信息应用也越来越广泛，中国电信业务需求也正在向固定移动融合、语音与互联网应用相结合的综合信息服务转变，IMS网络作为下一代网络核心控制技术，受到了各运营商的高度关注。本文从IMS网络技术特点入手，结合实际工程应用案例，对中国电信IMS网络规划建设方法进行了研究。

关键词：IMS网络；规划建设；

一、IMS网络技术特点

IMS，即IP多媒体子系统（IPMultimediaSubsystem），是在3GPPR5阶段提出的一个新域，它基于IP承载，叠加在PS（分组域）之上，为用户提供文本、语音、视频、图片等不同的IP多媒体信息【1】。IMS网络是一个开放、分层的体系架构，整个网络包括业务应用层、核心会话控制层、承载与接入层和运营支撑等4个层面，其技术特点主要有：

1、采用端到端的全IP网络架构。IMS网络在终端与设备标识中实现全IP化，比如设备采用URI格式标识，网络设备有对应IP地址，接口协议及网络承载IP化等；

2、支持固定及移动等多种接入方式的融合。IMS具有IP化＋SIP＋协议转换的网络接入架构，SIP是IP终端普遍支持的协议，不支持SIP协议的终端可通过协议转换设备接入IMS网络；

3、业务与控制分离，能够灵活提供业务并快速部署。IMS在实现业务与控制完全分离的基础上，实现业务逻辑的解耦和灵活组合；

4、归属地服务。IMS呼叫控制和业务处理都由归属网络完成，易于实现特色业务扩展。

二、IMS网络规划建设方法

1、规划流程。在明确建网总体规划思路的原则下进行设计分析，主要包括：①收集网络现状情况，分析现网的网络拓扑、网络容量扩展、承载网、业务发展；②分析用户需求和业务预测、确定业务模型及话务分布模型。③分析网络开销预算及容量计算，结合IMS设备处理能力，进行合理的网络设置及资源分配。④根据具体网元配置、容量、质量及安全性，确定包括核心网方案、业务网方案、接入网方案、承载网方案及网络安全方案等。

2、规划内容。①根据建设方要求，确定网络建设总体原则、技术版本以及总体网络架构等。②调查分析现有网络情况、网络资源现状以及IMS网络商用部署情况；③采集分析相关业务数据，进行IMS业务预测；④规划设计网元节点设置，主要包括HSS、I/P/S-CSCF、MGCF/IMS-MGW、业务网AS等的设置方案，以及现网关口局网元的改造需求方案等；⑤规划设计IMS域内、IMS域间、IMS网络与业务平台等的网络组织方案、相关IMS业务路由策略以及漫游方案等；⑥规划IP承载网对接方案，包括IP承载网的解决方案、核心网络与IP承载网互联方案、MPLSVPN的部署方案、不同业务QoS的保证策略、IP地址规划等；⑦计算IMS核心网流量带宽和接口配置，包括核心网各网元间IP带宽、核心网元与业务平台AS间带宽，以及核心网与接入网间带宽的需求计算等；⑧分配IMS用户的码号资源，包括用户标识、公共业务标识、信令点编码、APN等；⑨提出网络规划对相关配套资源的需求，包括对传输、对同步网、对信令网、对局房等的配套要求，以及对网管、计费、支撑系统改造的要求等。

三、工程应用案例

某工程是中国电信IMS网络建设2016年广西公司核心网扩容工程，其建网方案如下：

1、工程概述。为满足光进铜退FTTX用户接入需求，以及融合多媒体业务的发展需要，固网软交换网络将限制扩容，新增了FTTH/FTTB用户、光进铜退、端局退网、ADSL用户转网。根据集团公司VOLTE统一部署思路，VOLTEIMS需利旧固定IMS的MGCF/IM-MGW，满足VOLTE与其他网络互通的需求。基于上述需求，本期工程对原有的S-CSCF、HSS、MGCF及各地市A-BAC进行扩容，涉及中兴及华为设备。工程完成后，广西电信公司IMS系统可满足69万SIP用户、52.7万H.248用户的接入需求，而A-BAC可接入74.5万门。

2、IMS网络现状分析。目前该系统可满足58.9万SIP用户、31.5万H.248用户的接入需求，A-BAC可接入61.6万的不可信用户，其中南宁、百色、钦州、北海、防城港的A-BAC采用中兴设备，柳州、桂林、河池、玉林、贵港、梧州、贺州A-BAC采用华为设备。广西IMS网络进行全省集中建设，IMS核心网元集中设置在南宁，并成对设置，网元采用异局址容灾部署。其中AGCF\HSS\ENUM\MMTEL四个网元采用区域管辖方式，1+1互助。而I-CSCF以及ENUM/DNS集中在南宁设置，采用省内一级架构，全省共享使用。此外，在各地市（除崇左、来宾外）机房各部署1对A-BAC（不区分SIP和H.248接入），承载非可信终端的接入。业务方面，IMS系统将主要提供的业务有：MMTel业务、融合Centrex业务、融合视频会议、SIPPUSH、宽带多媒体终端管理和业务发放平台，而原有固网继承类业务，则通过现网平台与IM-SSF或S-CSCF对接实现。

3、接入用户规模预测。本期工程以满足2017年中业务需求为目标，IMS网络用户规模来源包括：割接固网软交换H.248用户，市场发展、端局退网或宽带提速ADSL转网而新增的FTTH/FTTB用户。本工程IMS用户规模汇总FTTH（SIP用户）69万户，FTTB用户（H.248用户）52.7万户，其它软终端等漫游用户3万户，共计121.7万户。其中FTTH用户（通过P-CSCF接入）均为不可信用户，需经A-BAC接入。FTTB用户（通过AGCF接入）89%为可信用户，不需通过A-BAC接入，11%为不可信用户（主要为政企用户部署的FTTB），通过A-BAC接入。NAT占A-BAC接入用户数比例为5%。分解到各本地网后，IMS用户数（121.7万户），AGCF接入用户数52.7万户，PCSCF接入用户数69万户，A-BAC接入用户数74.5万户。

4、VoLTE业务对固网IMS的需求。包括功能及域选择要求、过网话务及移动语音编解码等。

5、容量需求。根据集团公司分析，VoLTE过网话务对本期固网IMS网元MGCF需求为25.7万，BHCA、IM-MGW并发TC数2146线。

6、建网方案。1）组网原则。本工程IMS网络全省集中建设，IMS核心网元（P/S/E-CSCF、HSS/SLF、AGCF、MGCF、IMMGW、MRFC、基本呼叫MRFP、MMTEL）集中设置在南宁，并成对设置网元，采用异局址容灾部署。I-CSCF及ENUM/DNS集中在南宁设置，采用省内一级架构，为全省共享使用。A-BAC以本地网为单位部署，不区分SIP和H.248用户接入。2）网元容量配置及容量门限。本工程全部网元按用户数1.25倍配置设备主用容量，备份容量根据各网元备份方式确定；3）IMS核心网元设置方案。根据广西IMS网络现状、2017年年中用户规模及集团对各核心网网元容灾方式和容量门限的要求，本工程核心网S-CSCF、MGCF、HSS/SLF网元的扩容规模满足指定要求。4）BAC建设方案。①可漫游终端（SIP软终端、C网分组域）统一通过南宁一对专用的漫游A-BAC接入，根据业务量漫游BAC与南宁A-BAC合设；②非游牧终端，A-BAC以本地网为单位部署，不区分SIP和H.248接入；③同一局点内可以双机热备方式或单机双板卡方式；不同局点间A-BAC采用1+1互助方式，互备的一对A-BAC设备容量要完全一致，正常工作时负荷尽量接近。不同局点“1+1”异局址负荷分担；④每套中兴A-BAC最大支持主用用户32万，每套华为A-BAC最大支持主用用户24万，设备容量按注册用户容量1.25倍考虑；⑤由于政企接入需求不大，I-BAC原则上集中设置在南宁或政企需求较大的本地网，不得分散设置在全部本地网。

7、设备配置。主要在南宁新增机框1个，2块通用业务处理单元，2块A型刀片服务器后插卡，在电力室各新增1套21A直流电艾默生的开关电源。

8、其它涉及设备安装、电缆布放、施工注意事项均按相关要求进行。

四、小结

IMS实现了业务、控制、承载的分离，提供了接入无关的核心控制，其不仅可以实现最初的VoIP业务，更重要的是IMS将更有效地对网络资源、用户资源及应用资源进行管理，提高网络的智能，使用户可以跨越各种网络并使用多种终端，感受融合的通信体验，被业界认为是未来核心网的目标架构[2]。从现有技术和发展后劲看，IMS网络优点突出，但建设难度和风险也大为增加，因此务必熟练掌握IMS网络的规划建设方法。

参考文献：

[1]刘凯.关于IMS网络技术现状和发展的探讨[J].科学时代，2011（12）

[2]陆晶俊何迪.浅论IMS的主要接入场景及其特点[J].中国科技纵横，2013（06）

作者简介：

龚坚，男，广西南宁人，本科，工程师，早年开始在广西设计院从事设计工作，业务全面，专注研究通信工程勘察设计、编制组网方案、工程造价预算等，特别擅长核心网、汇聚网以及大型项目的统筹管理及技术支撑。