基於SIP應用伺服器的IMS業務提供方法的初步研究

摘要： IP 多媒體子系統（ IMS）由於實現了使用者平面、控制平面、業務平面的分離，可以方便地向使用者提供業務。本文將著重分析 SIP 應用 伺服器（SIP AS）在IMS業務提供過程中的相關問題，從業務提供的一般過程，業務層面的計費功能，技術痛點幾個方面進行探討，並結合IMS提供的一種具體業務（訊息類業務）進行分析。

　　關鍵詞： IMS、SIP、SIP AS、計費、訊息

　　1．引言

　　3GPP Rel-5開始定義的IP多媒體子系統（IMS），實現了使用者平面、控制平面、業務平面的分離，使得業務的提供獨立於下層的承載網路。在業務平面，AS（Application Server）提供商務邏輯，用來支援使用者的各種業務屬性。IMS的業務功能架構如所示：

　　電訊廠商可以向它的IMS簽約使用者提供接入基於CAMEL業務環境、OSA以及SIP AS的業務。這其中SIP AS為基於SIP的應用伺服器。由於S-CSCF和業務平台之間的ISC介面採用SIP協議，因此SIP AS可以直接和S-CSCF進行通訊，而無需信令轉換過程。SIP AS可以提供廣泛的增值多媒體業務，如呈現、訊息、會議等。本文將從SIP AS開展IMS業務的一般過程，技術痛點以及計費相關等方面進行探討，並以訊息類業務為例進行分析。

　　2．基於SIP AS的業務提供的一般過程

　　IMS的提出是為了基於IP向使用者提供更為優質、廉價的多媒體業務和應用。應用伺服器（AS）在業務提供過程中扮演了業務執行者的角色。業務的提供過程可分為下列四個步驟（這裡假設從會話的發起側考慮）：

　　1）IMS業務檔案的下載

　　在使用者註冊的過程中，一個包含業務和使用者相關資料的業務檔案由HSS下載到服務於此使用者S-CSCF中。業務檔案中的初始過濾準則，包含了是否將使用者的請求路由到相關的AS的觸發資訊。在這裡，觸發資訊可能是根據請求訊息的請求URI（例如一個語音信箱voice@ims.com）或請求的類型（如立即訊息的MESSAGE請求）等來制定。

　　2）使用者請求的產生

　　使用者需要某種業務時，利用自己的裝置產生相關的請求。例如，使用者想要建立一個語音通話。他利用UE產生一個INVITE請求（包含請求URI，媒體描述等資訊），這條請求經P-CSCF，到達服務於他的S-CSCF。

　　註：關於路由過程等控制層面的相關內容本文不進行討論。

　　3）AS的選擇

　　使用者的請求到達S-CSCF後，S-CSCF檢索與請求的發起者匹配的業務檔案。根據業務檔案中的初始過濾準則，S-CSCF決定將請求路由到相應的AS或是直接進行轉寄。

　　4）AS執行相關的服務

　　在收到請求後，AS開始執行相關的服務。為了開展服務，AS可以工作在以下四種模式：

　　終止UA—在這種模式下，AS充當了UE。比如，在訊息類業務中，假設訊息的接收方設定了某種過濾的準則，當其得到滿足時，AS可能會代表接收方產生一個最終響應這時AS是作為一個SIP UA。2。

　　重新導向伺服器—AS將使用者的新位置或可能滿足的會話替代服務通知給發起方。例如，當滿足一定的觸發條件（比如接收方暫時不可達），S-CSCF可能將請求路由到一個特定的AS，該AS將請求重新導向到一個e-mail或語音信箱。2。

　　SIP代理—AS對請求進行處理，然後將請求發回S-CSCF。在處理期間，AS可能會對SIP請求中的訊息頭內容進行相關的添加、修改或刪除。3。
第三方呼叫控制—AS在一個不同的SIP對話中產生一個新的SIP請求，並發送到S-CSCF。5。

　　另外，AS也可能充當發起UA。比如，對於會議業務，作為會議服務器的AS，可能會在一個約定好的時間向預先確定的會議參與者發送SIP INVITE請求，以建立一個會議呼叫。5。

　　除了以上描述的過程，在業務提供的過程中，使用者有時需要管理和配置與業務有關的資訊。例如在會議業務中，使用者希望邀請新的使用者加入會議。這可以通過使用者（UE）與AS之間的Ut介面實現。通過Ut介面系統管理使用者業務相關資訊的功能架構如（圖6）所示：

　　3．業務層面計費功能

　　IMS的體繫結構（三個平面的劃分）決定了IMS的計費功能應當從承載層、控制層、業務層進行描述。IMS體系既支援線上計費能力，也支援離線計費能力。線上計費就是線計費系統與IMS實體進行即時互動，並控制和監視與業務使用有關的計費過程。離線計費主要是指在會話之後收集計費資訊，而且計費系統不會即時地影響所使用的業務。所有的IMS網元都要求應用離線計費，而業務層面的AS同時要求應用線上計費。

　　在業務層面，要求 AS能夠區分何時採用線上計費或離線計費，採用線上計費時AS通過Rf介面將計費資訊發往OCS（Online Charging System），採用離線計費時AS通過Ro參考點將計費資訊發往CCF（Charging Collection Function）。業務層面的計費功能（圖7）。

　　在Rf和Ro介面，AS均使用DIAMETER協議的ACR訊息發送計費資訊到OCS或CCF，並應用DIAMETER協議的ACA訊息從OCS或CCF接收應答。

　　計費的方式多種多樣，取決於所應用的業務和電訊廠商指定的策略。例如，對於會議類業務，可以根據會議的規模（參加人數等因素），所採用的媒體的形式，會議的時間等進行計費。

　　4．技術痛點分析

　　目前IMS有很多的技術上的痛點，比如說控制層面移動網路和固定網路的融合，不同域之間端到端的QoS保證體系。

　　對於業務層面，如何基於SIP協議實現各種業務，比如說AS如何進行相關的通知機制，這可能涉及新的SIP擴充的制定等；多業務平台之間資訊的共用，比如說使用者的呈現資訊如何在會議、訊息類業務平台之間共用；使用者同時觸發多種業務時，認證方式及使用者資料的安全問題，例如使用者觸發每一項業務是否都需要業務認證才能訪問業務；電訊廠商的業務管理原則等。

　　5．IMS提供的業務舉例

　　本小節將以訊息類業務為例，結合本文2、3小節的內容分析SIP AS在IMS業務提供過程中的相關問題。

　　訊息類業務對使用者來講已經非常的熟悉。一般來說，訊息業務允許一個實體向另一個實體發送訊息。目前，在中國大行其道的QQ聊天系統以及移動通訊領域的多媒體訊息業務（MMS）都屬於訊息業務的範疇。IMS的訊息類業務將帶給使用者更多的選擇，使用者可以隨心所欲而且費用低廉地使用多種媒體方式，比如文本、視頻和聲音等，同時可以靈活地選用即時業務或非即時業務來溝通訊息。

　　IMS訊息業務包括三種形式：
　　－ 立即訊息
　　－ 基於會話的訊息
　　－ 延遲傳遞的訊息

　　下面以立即訊息為例進行討論。立即訊息要求在通訊雙方之間近似即時的傳遞訊息。立即訊息內容包含在MESSAGE請求當中。

　　按照2小節中所述的內容，假設業務檔案已經下載到S-CSCF中。

　　首先，使用者裝置（UE）需產生一個MESSAGE請求，填入所需的內容——文字或多媒體片斷（聲音，圖片等），同時將請求URI填寫為接收者的地址。該請求接下來就使用與INVITE請求類似的方式在IMS系統中轉寄，直到這個立即訊息到達目的UE。要求雙方UE支援MESSAGE方法。

　　然後，MESSAGE請求到達S-CSCF，S-CSCF按照業務檔案中的觸發資訊（例如根據請求類型為MESSAGE）將該請求路由到一個SIP AS由其執行業務。這要求SIP AS必須支援MESSAGE方法。

　　接著，AS執行一定的商務邏輯。例如，當目的UE暫時不可達時，AS可能會為UE保留MESSAGE請求，並在UE可達時進行提交。對於群發訊息（多個接受方），這時AS可能作為一個中間節點，它有一個稱為公用業務標識（PSI）的SIP URI，並維護一個使用者列表。發起UE的請求URI即為公用業務標識（PSI）。訊息到達AS後，由它將訊息發往列表中的使用者。

　　SIP AS可能工作於本文2小節所述的某種模式下，有時也可能是幾種模式的結合。例如拒絕會話時，它工作於終止UA的模式下。

　　關於計費——可以根據所發訊息的數量，所採用的媒體的形式，訊息的大小等進行計費。例如，當使用者A向B發送一條立即訊息，訊息內容為一段視頻，大小為500 Bytes.假設計費是按訊息的大小，100 Bytes收費￥0.05。AS收到使用者發送的立即訊息時，AS會向OCS發送一個計費請求，並將所提供的服務通知給（即發送一條500 Bytes 的訊息）OCS，OCS執行其功能從使用者帳戶扣掉￥0.25。

　　6．結束語

　　在IMS的業務層面，利用SIP AS，電訊廠商可以方便地向使用者提供業務，而使用者可以更為低廉地傳輸多媒體資訊。SIP AS在這其中扮演了業務執行者的角色。目前，關於IMS 的業務提供體系，計費相關功能架構都已初步形成，但是其中一些具體的問題，如文中提到的一些技術痛點，仍然需要進行細緻的研究。

　　IMS作為移動通訊領域未來的發展方向，正吸引著越來越多的關注。普天資訊技術研究院作為TD-SCDMA產業同盟重要成員之一，正積極地進行IMS系統的研發工作，最終將向電訊廠商提供完善的IMS系統解決方案。

參考文獻

[1]Miikka Poiskselka,Georg Mayer,Hisham,Khartbil,Aki Niemi. The IMS: IP multimedia Concepts and Services in the Mobile Domain, June, 2004
[2]3GPP TS 23.228: "IP Multimedia Subsystem(IMS); Stage 2".
[3]3GPP TS 32.260: "Charging management; IP Multimedia Subsystem(IMS) charging ".
[4]3GPP TS 22.340: " IP Multimedia Subsystem(IMS) messaging; Stage 1".
[5]3GPP TS 24.229: " IP Multimedia Call Control Protocol based on Session Initiation Protocol(SIP) and Session Description Protocol (SDP); Stage 3". 作者：韓磊 盛雲鵬   來源：由CHINA通訊網組稿