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IMS系统私有化部署,将成为企业数字化转型成败的关键

发布时间:2021-07-29 浏览次数:1105

    随着5G的深入建设,国内的数字化转型开始进入加速发展期。越来越多的企业关注和接触数字化和智能化,希望借此重塑自身商业模式,找到属于自己的转型升级之路。

    其实,5G作为一项通信技术,它主要的目标在于开启“万物互联”时代。而连接,只是数字化转型的起点,毕竟连接的方式可以是很多种,例如Wi-Fi、卫星、4G、NB-IoT、lora等。

    企业在建立连接的同时,更应该关注的是业务需求——自己的需求到底是什么?是为了连接而连接,还是为了需求而连接?

    如果是基于需求而连接,那么,“接入无关”的IMS,就成了数字化转型成败的关键。

 

▉ 从电路交换到分组交换,IMS应运而生

    自从上世纪60年代日本学者梅棹忠夫首次提出信息化之后,随着计算机和网络技术的快速发展,全球各国普遍接受了这一概念,并投入了大量资源予以建设,取得了一定的成果。

    我国的信息化起步较晚,大约在上世纪90年代,才掀起了第一波信息化建设的高峰。

    早期的国内企业信息化,重点建设对象是企业内部行政办公网络,包括内部固话网络、计算机局域网等。随着多媒体技术的兴起,视频会议、视频电话系统也逐渐流行起来,进入了不少企业单位。

    从技术的角度来说,企业内部信息网络有三个明显的发展趋势:其一,从有线扩展到无线;其二,从低速发展为高速;其三,从多架构网络发展为统一融合的IP网络。

    公共通信网络,也有同样的发展趋势。一方面,以电路交换为主的传统PSTN网络、2G CS移动电话网络需要进一步向前演进;另一方面,移动上网需求爆发,数据业务崛起,以3G PS、4G LTE为代表的分组交换网络出现并快速发展,最终带来了移动互联网的空前繁荣。

    无论是专网通信,还是公网通信,都需要考虑电路交换向IP分组交换进行演进和融合的问题,要想办法满足跨平台多媒体业务的实现需求。

    于是乎,一个全新的通信平台标准出现了,那就是——IMS。

 

▉ IMS,究竟有什么用?

    IMS,全名叫做IP Multimedia Subsystem,IP多媒体子系统。它最早在3GPP R5版本中提出,旨在为3G用户提供多媒体服务。后来,到了4G时代,它的技术标准逐渐成熟,得到各大主流运营商的广泛认可,并在全球范围内应用普及。

    尤其是VoLTE业务的大规模商用与推广,让很多人认识了IMS。去年,国内运营商共同发布的5G消息(RCS)业务,再次将IMS推向了舞台中央。

    IMS究竟是什么?为什么它能解决前面提到的融合通信需求?除了VoLTE和5G消息业务,它还能够给我们带来什么?

    其实,IMS(IP Multimedia Subsystem)的命名本身,就已经向我们透露了一部分答案。

首先,IP,代表IMS基于IP承载,完全采用了IP技术。

    IMS的核心协议是SIP(Session Initiation Protocol,会话初始协议)。这是IETF基于Internet量身定制的应用层控制协议。它独立于底层协议之上,非常开放灵活,具有很强的扩展性,特别适合多媒体通信。

    其次,Multimedia(多媒体),是指IMS可以实现多媒体业务。

    传统理解的多媒体业务是语音、图像、音频、视频等。IMS标准,对多媒体业务进行了更细致的划分,如下表所示:

    最后,Subsystem(子系统),表明IMS是整个通信系统的一个重要组成部分,可以配合其它网络,实现功能。例如,IMS与LTE进行配合,可以实现VoLTE。IMS与5G配合,可以实现VoNR业务。IMS与即时消息配合,可以实现RCS。……

 

 

    简单来说,IMS就是部署在IP网络上的“呼叫服务器”。通过它的控制协调,IP网络上的用户就可以互相进行视频电话这样的多媒体业务。

    IMS的目标,是构建一个与接入无关、支持广泛多媒体业务的融合平台,为IP网络赋能,为客户需求服务。

    也有人说,软交换不是也具备类似IMS的通信能力吗?

    事实上,软交换远不如IMS。软交换作为程控交换向IP化过渡的产品,没有统一标准。而IMS是国际确立的下一代通信核心网标准,大家都在积极探索应用落地。不过,受制于专业要求高、投入研发代价大、时间周期长、商业模式不清晰等因素,IMS至今没有很好的应用落地解决方案。

 

▉ IMS的内部架构

    IMS的内部架构较为复杂,网元和接口较多,业务流程也比较繁琐。

    从宏观上来看,IMS体系架构采用分层设计的思想,总共分为四个层次结构,分别是业务层、控制层、传送层、接入层。

 

IMS网络架构图

 

    这种分层架构,将业务应用、呼叫控制、传输承载进行彻底分离,功能之间采用标准的业务开放接口,方便逐步进行部署。同时,它也实现了与接入无关,便于固网与移动网的融合。数据库进行集中存储的方式,也利于运维和管理。此外,它还能够有效支持QoS控制机制和网络安全机制。

    具体网元方面,最需要关注的是CSCF(呼叫会话控制功能)网元。它是整个IMS网络的核心,支持SIP协议,处理SIP会话。

    根据功能不同 ,CSCF分为三种类型:P-CSCF、I-CSCF、S-CSCF。它们在组网时,物理上可以是合一的,也可以分别部署,主要取决于IMS的业务接入方式、接入点位置、业务容量和处理能力,以及用户业务具体需求等因素。

 

▉ IMS的垂直行业应用案例

    IMS基于自身的平台能力,可以在包括能源、电力、教育、物流、金融等各行各业满足用户的定制化需求,发挥更大的商业价值。

我们以国家电网公司为例,具体看看IMS究竟是如何赋能企业数智化转型的。

 

▉ IMS的未来

    基于扁平化结构的IMS网络,是固移融合的基础,也是统一协同的支撑。

全球统一的技术标准规范,国内外运营商的一致支持,都为IMS的持续发展扫清了障碍。IMS现在是世界公认的核心网主流技术标准,是现代通信网络不可或缺的组成部分。

    尤其对于政企专网市场来说,IMS面对的是一个蓝海。几乎所有的企业,都对IMS有着原生的需求。IMS所赋予的多媒体能力,是企业信息化、数字化、智能化的基本出发点。没有IMS,企业的数字化转型将无从谈起。

    目前,除了多媒体会话业务之外,IMS还在电信增值业务平台、应急指挥调度、企业级融合通信系统等领域进行了广泛使用,均有优异表现。

    IMS厂家方面,华为中兴作为一线设备商,占有较大的市场份额。他们主要侧重5G网络及通信运营商应用服务。国外的话,诺基亚贝尔、爱立信、AT&T等公司,都在探索研究IMS的应用落地方案。

    值得一提的是,国内新兴技术创新型企业,也在IMS领域开始发力。例如鸿天科技(www.hente.cn),主要提供软硬件分离企业级的轻量化、定制化、应用自主数字化班组的IMS解决方案。该企业专注IMS应用研发十余年,解决了制约应用落地多项关键技术,已经申报发明中国及美国专利50余项,2020年实现了全国首个广电700M电力5G应用落地项目案例。

鸿天IMS核心系统

    未来,随着国家数字化转型的深入推进,企业专网通信市场的不断开启,相信IMS将会迎来更广阔的未来!