服務提供商均希望以新的增強服務來增加每用戶平均收入(ARPU)。由于很難預測一種服務的成功與否，因此服務提供商就需要一種動態的架構，以協助他們迅速推出有市場前景的新服務，增加資源滿足成功服務的增長需要，并輕松減少或取消不成功的服務。這樣的架構就是IP多媒體子系統(IMS)，它使用互聯網協議(IP)和會話初始化協議(SIP)，是一種基于模塊化和標準的服務平臺。在對IMS的技術要求極其旺盛的情況下，AdvancedTCA正有可能成為部署IMS基礎設施的理想平臺。

    新網絡需求旺盛

    為渴求更多的收入，網絡運營商們紛紛加入到服務提供商的行列，以求通過新的增強服務吸引并留住大量的客戶。他們清楚，客戶對于新服務的接受是難以預測的，在某一市場上獲得巨大成功的服務未必能在另一市場上同樣地大放異彩，所以服務提供商無不費盡心思，以求能找到其獨具特色的“必有”服務。這樣的新服務可能包括：

    手機多媒體視頻---在《芝加哥論壇報》近刊登的文章《手機電影已近眼前》中，Eric Gwinn報道了兩場“專為手機制作的電影”的新電影節――稱這樣的手機影片短小、幽默、而且充滿了精彩的特寫鏡頭。每天會有數百萬計電影觀眾使用手機來興致勃勃地欣賞如此短小的電影嗎？

    網絡游戲應用――游戲玩家是否愿意將手機作為互動網絡游戲(如Quake或Halo 2)的“平臺”？

    三重服務――過去，住宅電話(語音)、娛樂(視頻)和互聯網(數據)等服務的提供商總是互不相干，而且其基礎設施也各不相同。網絡運營商能否通過恰當的價格和上述三種服務的恰當組合，留住老客戶并吸引新客戶？

    由于沒有任何服務開發團體(無論能力如何)能夠肯定地回答這些問題，所以一個具備這些能力的動態環境就顯得至關重要：
    迅速開發和部署有市場前景的新服務
    增加資源以滿足成功服務的增長需要
    減少或全部取消不成功服務的資源

    IP多媒體子系統(IMS)之所以再度引起網絡運營商的濃厚興趣，是因為它能夠提供模塊化、靈活的服務，并能夠快速地實現上市。跨無線、有線和電纜網絡設計的IMS是一個基于IP和SIP等開放標準的框架。IMS有望能以較低的成本和限度的網絡混亂，幫助網絡運營商實現向服務提供商的轉變。

    IMS的由來

    IMS是在多個電信標準組織聯合推動下，通過第三代合作伙伴計劃(3GPP*)開發，旨在提供增強型IP服務的一個全方位框架。IMS的初衷是以目前的全球移動系統通信(GSM)核心網絡為基礎，重點開發面向第三代移動系統的通信規范，及支持該系統的無線電接入技術。后來經過修改，其任務又涉及GSM規范及其相關無線電接入技術的維護與開發工作。

    到目前為止，IMS已成功發布兩個“階段”成果，即眾所周知的Release 5和Release 6，并且該規范已詳細勾勒出一個跨無線、有線和電纜網絡的IP/SIP網絡服務架構框架。

    IMS：獨辟蹊徑

    與其它在IP上簡單提供的電路服務不同，采用IMS框架的運營商可以在IP上建立一個開放的服務基礎設施，進而簡單地部署豐富的媒體通信服務。

    IMS可以滿足網絡和用戶的如下要求：

    提供人與人的實時IP多媒體通信，如語音或視頻電話；以及人機通信，如游戲、視頻點播和網上沖浪等。

    全面集成各種實時通信，如即時流傳輸和即時聊天，及其它非實時多媒體。

    支持多種服務和應用的互動，例如，視頻會議和游戲或者實時視頻和即時通訊。

    輕松地提高通信會話體驗，例如，通過“單擊”將即時通訊會話轉變為語音會話。

    當前IMS的重要性正與日俱增，這是因為網絡運營商需要將傳統的服務，如語音呼叫和短信服務(SMS)和數據服務，如電子郵件、上網和即時通訊(IM)進行融合。正如電纜提供商正在探索著同時推出視頻服務和電信服務一樣，網絡運營商也在嘗試著提供視頻服務，以保持競爭力。此外，客戶也期待著服務的融合，而IMS正好為網絡運營商提供了一個難得的機遇。

    IMS的優勢

    IMS具有諸多優勢，尤為明顯的有四點：移動管理、服務質量、服務控制和開發商界接口。

    移動管理

    IMS可以在IP基礎設施范圍內的任何地理位置，搜索用戶并建立會話。它有一個組件負責保存用戶數據，及用戶(或服務器)之間的搜索與通信。它還有另外一個組件負責協助建立和管理會話，并轉發IMS網絡之間的訊息。這兩個組件共同實現了高效的移動管理。

    服務質量

    服務質量(QoS)是IP電信系統的一個常見問題。由帶寬不足和其它原因引發的有損質量的因素，如延遲、波動、數據包丟失和回聲等，會使傳輸質量難以接受。

    IP語音(VoIP)之所以能夠迅速普及，是因為開發面世的QoS機制能夠控制這些不利因素，以保持一定的質量水平。IMS融入了控制實時移動IP通信質量的特殊機制，可通過控制此處數據包網絡和與其互動來確保質量的可接受性。

    服務控制

    移動服務提供商網絡非常復雜，因為提供商必須提供各種不同的服務，以高效地滿足廣大客戶的要求。因此提供商必須能夠一目了然地對這些服務進行管理、控制和計費。

    在優化服務交付方面，IMS側重的是提供服務的效率。當客戶訪問移動提供商的IMS網絡時，網絡會提供一份個人資料以供下載。一旦系統擁有了這份資料，就會知道客戶有權使用的服務范圍，就可以決定這些服務的執行順序，如果有必要，還可以獲得網絡上提供這些服務的應用服務器資料。借助這一相對簡單的系統，移動運營商就可以控制和管理極大型網絡中極其復雜的服務交付工作。

    標準接口

    由于IMS采用的是標準化架構來支持部署增強的IP服務，因此第三方可以獨立為任何IMS部署開發各種服務。這有利于實現更大范圍的服務集成、互操作性和漫游，也有利于創新者形成強大的網絡以解決服務提供商的各種要求。

    IMS網絡組件

    為獲得上述優勢，IMS主要使用了如下組件：歸屬用戶服務、呼叫會話控制功能、安全網關、IP媒體服務器、及應用服務器。表1是這些組件及其它IMS網絡組件的圖解。

    歸屬用戶服務

    歸屬用戶服務(HSS)主要存儲用戶和服務相關的數據，如用戶身份、注冊信息、接入參數和服務觸發(service-triggering)信息等。HSS還具備：

    用戶定位功能――定位分組和公共陸地移動網絡(PLMN)的用戶地址，并存儲客戶所使用的電話類型，及使用服務時所在位置等信息。

    身份驗證功能――存儲移動用戶的密鑰并可為每名用戶生成動態密碼。

    HSS通常存儲了高達每名用戶10 KB的內容。所以一個支持100萬名用戶的HSS可能就需要64位線性尋址能力，以便能夠快速地存取內存高速緩存中的信息。

    呼叫會話控制功能

    呼叫會話控制功能由幾個“子組件”組成，它們負責處理所有與建立和結束呼叫相關的信令，以及基本的SIP訊息交換。CSCF還可以處理控制IP媒體本身的信令，以及會話初始化管理等。這些子組件包括代理CSCF(P-CSCF)、詢問CSCF(I-CSCF)和服務CSCF(S-CSCF)。

    代理CSCF

    代理CSCF是用戶設備的連結點。用戶發出的所有訊息均須經由P-CSCF進入IMS，P-CSCF執行如下功能：

    通過查詢HSS來實現初步的安全保護
    驗證SIP訊息
    執行IPSec完整性保護，以創建可信的訊息 壓縮訊息以減少延遲
    創建計費信息

    目前，P-CSCF一般位于歸屬網絡中，未來也許會被移植到被訪問網絡。

    詢問CSCF

    詢問CSCF是歸屬網絡內的連結點，I-CSCF負責聯系HSS以便為具體用戶確定服務-CSCF的位置。I-CSCF可能會提供一個拓撲隱藏網際網關(THIG)，它可以通過加密SIP訊息中的一些內部IP地址和其它網絡信息，幫助保護IMS網絡拓撲。

    I-CSCF通常位于歸屬網絡。如果使用THIG，則I-CSCF一般位于被訪問網絡。

    服務CSCF

    服務CSCF負責處理終端之間的所有SIP信令，并執行如下功能：

    提供SIP路由，具體是將公共用戶身份(目前是電話號碼，將來也許會改變)轉換為終端IP地址，并向應用服務器發送訊息保持會話的暢通，將用戶地址(例如，用戶設備的IP地址)與SIP記錄地址(公共用戶身份)緊密相連控制會話阻止未授權用戶使用服務S-CSCF總是位于歸屬網絡。

    安全網關

    安全網關是電信網絡之間，以及企業與電信網絡之間的通信通道。它主要控制訊息在NAT服務器和防火墻的出入，也可能會承擔一些其它的安全功能，如數據包過濾等。此外，安全網關還具備以下功能：

    強化IMS域之間的安全政策
    保護出入IMS域的控制平面訊息
    設置并維護IPSec安全關聯(SA)

    IP媒體服務器

    IP媒體服務器具備所有的流媒體功能，可提供豐富的多媒體訊息：如視頻、語音和文本。它負責管理相關的編碼器(編碼/解碼)和流媒體的代碼轉換工作，以及回聲消除、聲音偵測和聲音生成等工作。

    IP媒體服務器還能夠提供流倍增和流廣播，以滿足會議應用的需要，它還可以連結至電路交換網絡。

    應用服務器

    應用服務器為IMS網絡提供多媒體服務，它主要提供所有其它IMS組件如SIP Servlet的訪問權限。應用服務器也可用來部署新服務，由于IMS采用模塊化架構，因此只需更換或升級應用服務器即可完成新服務部署。這樣的戰略完全不同于之前的垂直模式，在垂直模式中，服務總是作為單點解決方案來部署，每項服務都使用自己的一套專有設備。

    應用服務器可以位于歸屬網絡，也可以位于第三方網絡，如果位于第三方網絡，它們就不能與HSS接合。因為應用服務器屬于OSA應用服務器，所以它們可以安全地從外部網絡接入IMS并連接到GSM CAMEL服務器。

    選擇正確的IMS平臺

    過去，模塊化基礎設施一直普遍存在于分組數據網絡中，其標準化和靈活性所帶來的價值已得到充分的證明。但是，通信網絡所采用的標準不同，所以業界過去幾年一直都在努力創建一個可用性高、可靠性可達“5個9”(即99.999％)以及性能出眾的基礎設施，以滿足電信設備的需要。

    鑒于模塊化基礎設施在數據網絡中的成功經驗，100多家通信業廠商已紛紛與標準化組織PICMG*聯手，以求合作創建出一個模塊化平臺架構，即電信計算架構(AdvancedTCA*或ATCA*)，以專門滿足通信業向模塊化過渡的需要。

    模塊化平臺架構可以為TEM(電信設備制造商)提供以下明顯的優勢：

    降低開發成本并縮短產品上市時間――TEM可以全力以赴地打造差異化平臺，這樣不僅將大為縮短開發時間，而且還將大幅增加解決方案的價值。

    廣泛的廠商生態系統形成極其靈活的供應鏈――該供應鏈可以提供針對各個集成層面的多種軟硬件產品。

    堅定的平臺戰略――采用工業標準組件進行構建，您將獲得出色的靈活性和可擴充性。

    模塊化平臺架構可以為服務提供商帶來下列優勢：

    通過創新服務縮短收入回報周期――當TEM在基于工業標準的模塊化基礎設施上進行構建時，他們可以迅速為服務提供商提供大量特性豐富的解決方案。

    提高網絡的靈活性和可擴充性――基于工業標準構建的模塊化平臺可以快速響應不斷變化的客戶要求。

    從容應對網絡變革――要移植到融合的、全IP網絡，具有強大靈活性、基于工業標準和模塊化的網絡組件必不可少。 AdvancedTCA是理想的IMS架構，真正滿足了TEM和服務提供商等的各種需求。

    滿足IMS的技術要求

    AdvancedTCA能夠滿足IMS組件的特殊要求。

    高可用性――AdvancedTCA擁有一個先進的標準化高可用性框架，該框架支持冗余、機架管理和其它技術，可以限度地提高系統的正常工作時間，以滿足嚴格的“5個9”可用性要求。這樣的可用性在有些組件中尤其重要，如執行所有呼叫路由的CSCF組件，保存關于用戶服務訪問權限數據的HSS，以及支持用戶獲得服務訪問權限的安全網關。

    SIP性能――AdvancedTCA提供了每插槽200瓦的強大動力，可有效應用高性能處理器并進行適當的冷卻。這樣可實現較高的計算密度，對于SIP環境(如IMS)限度縮短呼叫建立時間至關重要。

    豐富的媒體內容和代碼轉換――AdvancedTCA有能力提供較高的計算密度，以支持主機媒體處理(HMP)處理語音和視頻等媒體。

    視頻編碼和RTP加速――夾層卡(AdvancedMC或AMC)技術可提供額外的處理能力，以全面滿足媒體密集型環境的需要。

    信令――AdvancedTCA處理板經過AMC子板定制，可以在需要SS7或其它PSTN信令時，提供連接至傳統網絡的能力。

    存儲――CSCF和HSS組件可能需要刀片式存儲設備，以便用戶能夠快速地獲取數據。AdvancedTCA支持跨基本或擴展交換接口的刀片式存儲架構。

    內存數據庫――由于HSS通常需要在內存中保存10 GB以上的用戶信息以便迅速的存取，因此它需要現有的高性能處理器能夠提供更大的內存池。AdvancedTCA通過線性64位尋址能力提供了這一能力。

    控制與用戶數據分離――IMS可能需要多達四個獨立網絡，AdvancedTCA可以借助其靈活的GbE交換接口架構來滿足這個要求。GbE交換架構可以物理性地分區控制和使用數據，是提高安全性和實現高性能的一個關鍵因素。

    保密與安全――TLS，SSL――要在高性能系統中實現各種安全特性通常需要應用網絡處理器。AdvancedTCA系統可以輕松集成網絡處理器刀片，而且允許網絡處理器刀片以兩種方式存在：AMC子板，或者可以向靈活的分組背板中集成的獨立板卡。

    英特爾的作用

    英特爾長期以的身份全力支持著工業標準的制訂工作，以便那些英明之士能夠籍此標準做出前瞻性的決策，以成功高效地部署其下一代網絡。這些標準幫助定義了與英特爾之模塊化通信平臺框架相一致的那些產品。該框架，即模塊化通信平臺框架涉及的內容包括AdvancedTCA控制以及數據平面刀片和機箱，能夠持續優化以實現出色的IP網絡性能，以及英特爾? 架構處理器和英特爾網絡處理器。

    除推動標準與產品的開發之外，英特還組建了一個由150多家軟硬件開發商、集成商和解決方案提供商組成的全球性團體，以同力開發模塊化、標準化的構建模塊、平臺和解決方案。該團體就是英特爾? 通信聯盟，它主要通過一個值得信賴的、基于英特爾技術、處理器、產品和服務的生態供應鏈，幫助廣大設備制造商選擇適合其解決方案需要的正確組件。聯盟各成員長期與英特爾保持密切的合作，共同開發基于標準的產品與服務，以便TEM能夠在各個集成層面上擁有多種選擇，以加快產品的上市速度。

    面向未來

    在各電信服務提供商不斷向真正的融合網絡走近的同時，對于這個競爭異常激烈的行業，我們建議應考慮一些這樣的主要戰略：

    通過獨具特色的新服務增加ARPU。

    迅速推出極具吸引力的新服務，以滿足更加多元化、工作步伐更快、且移動性更高的客戶群的要求。

    拓展網絡服務并創造更多的客戶服務價值。

    構建靈活穩定的基礎設施，以便利用市場的新機遇，動態地提供諸如三重語音、視頻和數據服務等新服務。

    在當今瞬息萬變的市場中，保持競爭力并減少客戶流失。

    IMS正在快速向前發展，并將成為解決這些挑戰的選擇。結合采用英特爾構建模塊的工業標準模塊化通信平臺的上市優勢，IMS將能夠讓電信行業動態提供可帶來持續收益的增強服務。

    術語縮寫
    3GPP：第三代合作伙伴計劃
    ARPU：每用戶平均收入
    ATCA：電信計算架構(AdvancedTCA)
    CAMEL：移動增強邏輯定制應用
    CSCF：呼叫會話控制功能
    GbE：千兆以太網
    GSM：全球移動通信系統
    HMP：主機媒體處理
    HSS：歸屬用戶服務
    IETF：互聯網工程任務組
    IMS：IP多媒體子系統
    I-CSCF：詢問CSCF
    IM：即時通訊
    IP：互聯網協議
    IPSec：IP安全性
    MGCP：媒體網關控制協議
    NAT：網絡地址轉換
    OSA：開放服務架構
    P-CSCP：代理CSCF
    PICMG：PCI工業計算機制造商組織
    PLMN：分組和公共陸地移動網絡
    PSTN：公用電話交換網
    QoS：服務質量
    RTP：實時傳輸協議
    SA：安全關聯
    S-CSCF：服務CSCF
    SIP：會話初始化協議
    SMS：短信服務
    SS7：7號信令系統
    SSL：安全套接層
    TEM：電信設備制造商
    THIG：拓撲隱藏網際網關
    TLS：透明局域網服務
    VoIP：IP語音