IMS固移互通方案及典型问题研究

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  摘  要:本文针对目前语音网络的发展现状,对固移IMS业务的发展前景进行了论述,详细而深入的对固移IMS典型架构、IMS固移互通方案及互通路由进行了探讨,并选取几个典型场景进行了分析,通过对域内互通典型问题的梳理与分析,进一步理清了开展固移IMS域内互通的方案和思路,为下一步域间互通的实施打下了坚实的基础,具有较高的借鉴和推广价值。
  关键词:互通;IMS;VOBB;VoLTE
  1 绪论
  IMS具有接入无关性,IMS的核心控制部分与IP-CAN是相独立的,IMS是基于SIP的会话控制协议,IMS具有在多媒体会话和呼叫过程中增加、修改和删除会话和业务的能力,可以提高丰富的组合业务,IMS的出现使得网络融合成为可能,正是基于IMS上述特性,运营商在考虑核心网演进时,都将IMS作为演进的目标。
  随着各省移动网VoLTE用户的持续增加,以及固网光进铜退、PSTN/NGN退网、IMS汇接局改造、IMS省际长途疏通割接等工作的持续开展,IMS网络承载的业务及用户日益增多。目前固、移IMS之间仍然通过关口局互通,这种组网下,增加了关口局的负荷及网络路由复杂性、降低了视频等新业务开展的可行性、无法发挥IMS网络在固移融合方面的特性。同时,为支撑工信部部署的携号转网、IMS网间互通测试等重点工作,实现网络路由合理配置,从简化网络架构、增强IMS网络健壮性及新业务开通快速性、IMS网络性能最大化等诸多角度触发,固移IMS网络在IMS域内直接互通势在必行。
  2 IMS典型架构
  2.1 固网IMS典型架构
  中国联通固网IMS采用分省部署、省际互联,组网采用单级结构,信令和媒体均采用扁平化组网。
  各省IMS采用分大区部署和集中部署两种方式。用户量较大的省分,采用分大区方式部署,将全省按地区划分为A、B两个业务大区,在每个大区中心各选取两个异局址机房,每个机房部署一套IMS设备,每套IMS设备均按所属大区用户容量配置。大区内的两套IMS设备实现容灾组网。
  用户量较小的省分,采用全省集中方式部署,在省会选取两个异局址机房,每个机房部署一套IMS核心网设备,每套IMS设备均按全省用户容量配置。两套IMS设备实现容灾组网。
  ENUM/DNS服务器分级设置,为省级ENUM/DNS服务器和集团级ENUM/DNS服务器两级。
  集团一级根ENUM和DNS服务器,存储管理跨省的和集团层面的路由信息查询数据、以及未来全国用户的数据。
  省会的二级ENUM/DNS是省际出入口,与集团一级根ENUM/DNS和非省会大区ENUM/DNS连接。省会的二级ENUM/DNS,存储大区内IMS用户的ENUM翻译信息、IMS各个网元的设备标志与IP地址的对应信息、非本大区数据的NS记录。非省会大区的二级ENUM/DNS,存储大区内IMS用户的ENUM翻译信息、IMS各个网元的设备标志与IP地址的对应信息,非本大区数据的NS记录。
  2.2 移网IMS典型架构
  中国联通移动网IMS是中国联通用户通过LTE网络使用语音业务的关键网络域,其与无线接入、HSS/HLR、PCC、分组域、电路域、信令网及业务平台等共同组成VoLTE网络。
  移动网IMS网络采用分省部署的策略。接入层设备PSBC靠近P-GW部署,未来随着P-GW的下沉再考虑按地市部署;控制层设备以省为单位单大区部署,未来与省内其他设备(如EPC、AS等)一起实现NFV/SDN部署;业务层设备,基本业务AS分省部署,全国性的AS集中部署。
  3 固移IMS互通路由方案
  3.1  IMS话务总体原则
  IMS话路总体原则为:不同网络不同域名,使用域名区分网络;发端查询,是否针对被叫TEL格式号码进行ENUM查询,需要从主被叫省份是否具备长途疏通、网间互通等功能判断;受端入网,呼叫均根据域名送到被叫侧;如果查询成功,表示被叫为IMS用户;如果查询失败,表示被叫为非IMS用户,将话务路由到被叫MGCF。
  3.2  IMS域内互通话务路由
  3.2.1 IMS用户拨打IMS用户
  IMS用户拨打IMS用户,由主叫归属MMTEL AS将被叫号码规整后,将呼叫送至主叫S-CSCF,主叫S-CSCF向ENUM/DNS请求号码翻译。
  若ENUM/DNS查询返回的是VoLTE域名,则主叫S-CSCF将呼叫送被叫归属VoLTE域I-CSCF,再进行HSS查询,送到被叫归属S-CSCF,被叫归属S-CSCF送到被叫归属AS触发完业务后再将呼叫送至被叫P-CSCF处理。
  若ENUM/DNS查询返回的是VoBB域名(xx. ims.chinaunicom.cn)的SIP URI,表明被叫为固网用户且被叫省固网IMS未开通长途疏通功能,则主叫S-CSCF将呼叫送被叫归属VoBB域I-CSCF处理,I-CSCF进行HSS查询,获取S-CSCF能力集。
  若ENUM/DNS查询返回的是VoBB域名(transit.xx. ims.chinaunicom.cn) 的SIP URI,表明被叫省固網IMS已开通长途疏通功能,则主叫S-CSCF将呼叫送被叫归属VoBB域I-CSCF/BCF处理,I-CSCF进行HSS查询,获取S-CSCF能力集。
  3.2.2 VoLTE用户拨打非IMS用户
  VoLTE用户拨打非IMS用户。主叫S-CSCF发起ENUM/DNS查询,若ENUM/DNS返回的是transit.省份缩写.ims.chinaunicom.cn;user=phone的SIP URI,表明被叫归属省份固网IMS支持长途疏通,则主叫S-CSCF将呼叫送到被叫归属VoBB I-CSCF/BCF;被叫VoBB I-CSCF/BCF不查询HSS,根据区号将呼叫归属大区VoBB I-CSCF,再到被叫归属省VoBB MGCF,后续路由同现网。   若ENUM/DNS返回no such name,基于“就近入网”原则,主叫S-CSCF根据主叫将呼叫路由到主叫归属省MGCF,后续路由同现网。
  3.2.3非IMS用户拨打VoLTE用户
  发话地MGCF将呼叫送到发话地VoBB I-CSCF(BCF),对于Tel URI,发话地I-CSCF发起ENUM(NAPTR)查询,根据NAPTR响应,判断是VoLTE域名,将呼叫路由到被叫侧VoLTE I-CSCF。I-CSCF通过DRA查询HSS获取S-CSCF能力集。
  4 典型问题分析
  4.1  AS号重复导致固移IMS网络无法互访
  问题现象:BGP的AS-PATH约束导致相同AS下的固移IMS配套网络无法实现互访
  问题定位分析:华为给出了4种解决方案:
  (1)承载B网配置as-override或CE上配置allow-as-in,但承载B网上已经关闭as-overri de功能,该方案有产生环路的隐患。
  (2)承载B网AR向软交换CS-CE、固网IMS-MR通告IMS VPN的缺省路由,相互引导流量上行,该方案有产生环路的隐患。
  (3)固移IMS网络AS号分开,该方案需要中断业务。
  (4)移网CS-CE、固网IMS-MR分别配置指向对端业务网段的静态路由,下一跳为承载网AR的接口地址,该方案能够保证在AS号码不修改的情况下完成业务互通,无需进行规模改造。最终方按4进行实施。
  4.2 四川IMS用户拨打河北VoLTE用户听不到”无应答提示音”
  问题现象:四川IMS用户拨打河北VoLTE用户,主叫听不到“被叫无应答提示音”。
  问题定位分析:测试中发现主叫有时候可以听到提示音,有时候听不到。

(1)正常放音:ATS在收到第二个180消息前,计时器已经超时,播放无应答提示音。
  (2)异常消息:若第二次180传送的比较快,内部日志显示刷新了定时器,用户听不到无应答的提示音无法放。

最终通过修改定时器问题得到解决,MOD ITIMER: PID=229, YWLX=0, SEQ=20, NVL=55;
  4.3 石家庄VoLTE用户拨打IMS固话域内呼叫不通

问题现象:石家庄VoLTE+VPN用户拨打本地IMS固话,域内呼叫不成功。
  问题处理:固网ICSCF返回502bad gateway。固网IMS侧定位为:主叫invite携带的媒体参数中含有固网终端不支持的编解码,在AGCF将本网关所不支持的能力(106 104 102)进行过滤后,域内呼叫正常。
  4.4 邢台VOBB用户呼叫触发前转的VoLTE用户失败
  问题现象:邢台VOBB用户呼叫VoLTE用户(该用户触发了前转)失败。
  问题定位分析:入局的INVITE消息中打包时长包含PTIME=20, PTIME=30两种,PSBC透传递给被叫终端后,终端返回183消息中仅携带ptime=30的媒体编解码,而SBC要求终端的打包时长为20的整数倍。所以SBC发送cancel消息给终端。固网侧在AGCF上将PTIME=30的打包时长抑制掉后,问题得到解决,见图4-3 前转失败。
  5 结语
  随着通信技术的飞速发展、运营商核心网扁平化、云化步伐加快以及视频类业务的快速广泛开展,固定网与移动网融合的脚步越来越近,运营商渴望构建融合统一的网络,用户渴望使用随时随地无差别的业务,IMS也成为了业界公认的融合突破点,固网IMS与移网IMS域内直接互通的需求也愈加迫切。
  固移IMS域内互通将是破解IMS省际长途、IMS网间互通、IMS H码翻译等方面问题的关键一点。
  通过对域内互通典型问题的梳理与分析,进一步理清了开展固移IMS域内互通的思路,也提出了固移IMS域内互通的可行方案,为下一步进行的域间互通打下了坚实的基础。
  作者简介:刘丽华(1972—   ),女,汉族 ,河北石家庄人,本科,研究方向:移动核心网;袁延彬(1969—   ),男,汉族,河北石家庄人,本科,研究方向:移动核心网;张丽荣(1976—   ),女,汉族,河北衡水人,本科,研究方向:移动核心网;霍红萍(1975—   ),女,漢族,河北石家庄人,本科,研究方向:移动核心网。

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