馬力新

【摘要】 隨著全光網(wǎng)絡(luò)的快速推進(jìn)，各運(yùn)營商主流核心網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)演進(jìn)為IMS網(wǎng)絡(luò)，傳統(tǒng)的TDM交換網(wǎng)和NGN正加速退網(wǎng)。鑒于IMS網(wǎng)元的分散性、承載網(wǎng)的IP化、接入的無關(guān)性、終端的多樣性以及業(yè)務(wù)平臺(tái)的多元化等特點(diǎn)，傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)管理理念和網(wǎng)絡(luò)維護(hù)質(zhì)量評價(jià)體系難以適應(yīng)IMS網(wǎng)絡(luò)的管理，有必要深入探討IMS網(wǎng)絡(luò)的管理思路及方法。本文通過分析IMS網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)，提出IMS統(tǒng)一網(wǎng)管管理模式，同時(shí)對IMS網(wǎng)絡(luò)重點(diǎn)關(guān)注指標(biāo)進(jìn)行了分類探討，為IMS網(wǎng)絡(luò)的維護(hù)管理問題提供了參考思路。

【關(guān)鍵詞】 IMS 網(wǎng)絡(luò)管理 統(tǒng)一網(wǎng)管 維護(hù)指標(biāo)

一、 引言

IMS（IP Multimedia Subsystem，IP多媒體子系統(tǒng)）是3GPP（The 3rd Generation Partnership Project，第三代合作伙伴計(jì)劃）R5階段的主要內(nèi)容之一，是基于3G PS域的多媒體呼叫控制平臺(tái)。IMS以IP網(wǎng)絡(luò)為承載，以SIP協(xié)議為核心控制協(xié)議，提供與接入無關(guān)的IP多媒體業(yè)務(wù)控制能力。相比較NGN，IMS進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了控制與業(yè)務(wù)的分離，實(shí)現(xiàn)了固定、移動(dòng)的統(tǒng)一控制，是傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的更高階段。

目前，各運(yùn)營商主流核心網(wǎng)已逐步演進(jìn)為IMS網(wǎng)絡(luò)，傳統(tǒng)的TDM交換網(wǎng)和NGN正加速退出現(xiàn)網(wǎng)。由于IMS網(wǎng)絡(luò)具有網(wǎng)元分散性、承載網(wǎng)IP化、接入無關(guān)性、終端多樣性以及業(yè)務(wù)平臺(tái)多元化等特點(diǎn)，傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)管理理念及網(wǎng)絡(luò)維護(hù)質(zhì)量評價(jià)體系難以適應(yīng)IMS網(wǎng)絡(luò)的管理，需要針對IMS的多層結(jié)構(gòu)、離散網(wǎng)元、依賴IP等特性考慮與之適應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)管理模式和性能管控體系。

二、 IMS網(wǎng)絡(luò)管理模式分析

在結(jié)構(gòu)上，IMS網(wǎng)絡(luò)可以分為應(yīng)用和業(yè)務(wù)能力層、會(huì)話控制層、承載層以及接入層四個(gè)部分。其中應(yīng)用和業(yè)務(wù)能力層主要提供第三方應(yīng)用以及通用電信業(yè)務(wù)等各種業(yè)務(wù)能力；會(huì)話控制層提供呼叫控制、用戶管理、業(yè)務(wù)觸發(fā)、資源控制、網(wǎng)絡(luò)互通等控制功能；承載層提供并控制承載資源，并與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)互通；接入層提供各類用戶的接入功能。IMS網(wǎng)絡(luò)的這種分層結(jié)構(gòu)以及其在網(wǎng)絡(luò)各層具有眾多離散網(wǎng)元等特性，使得IMS網(wǎng)絡(luò)的維護(hù)難度大大增加，屏蔽各層網(wǎng)元差異、提供綜合性能指標(biāo)呈現(xiàn)的統(tǒng)一維護(hù)管理平臺(tái)是進(jìn)行IMS網(wǎng)絡(luò)維護(hù)的必然需求。

2.1應(yīng)用和業(yè)務(wù)能力層

IMS網(wǎng)絡(luò)與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)相比，可以提供眾多豐富靈活的業(yè)務(wù)，其業(yè)務(wù)平臺(tái)具有多元化特點(diǎn)?，F(xiàn)網(wǎng)情況下，IMS網(wǎng)絡(luò)可以通過應(yīng)用服務(wù)器AS、智能網(wǎng)IN以及以O(shè)SA-SCS（Open Services Architecture - Service Capability Server，開放業(yè)務(wù)體系業(yè)務(wù)能力服務(wù)器）為服務(wù)網(wǎng)關(guān)允許第三方服務(wù)器接入等三種方式提供業(yè)務(wù)，因此在這一層級(jí)的網(wǎng)管系統(tǒng)應(yīng)能滿足多種業(yè)務(wù)平臺(tái)接入能力，并提供統(tǒng)一的AS服務(wù)器北向接口，與各AS通過統(tǒng)一的協(xié)議進(jìn)行通信，統(tǒng)計(jì)各平臺(tái)業(yè)務(wù)運(yùn)行情況、服務(wù)指標(biāo)等數(shù)據(jù)，由業(yè)務(wù)管理平臺(tái)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、匯總并上報(bào)上一級(jí)網(wǎng)管。

2.2會(huì)話控制層

IMS核心網(wǎng)絡(luò)包括I-CSCF、S-CSCF、P-CSCF、MGCF、MRFC/MRFP、HSS、MGW和ENUM/DNS、MMTEL等設(shè)備，與NGN相比較網(wǎng)元功能進(jìn)一步分離，一個(gè)會(huì)話需要經(jīng)過多個(gè)設(shè)備交互才能完成，具有顯著的網(wǎng)元分散性。同時(shí)，本層需要完成用戶鑒權(quán)、會(huì)話控制和路由、業(yè)務(wù)觸發(fā)、網(wǎng)絡(luò)互通等功能，是IMS網(wǎng)絡(luò)的核心層?；诒緦拥碾x散結(jié)構(gòu)以及核心控制功能需求，網(wǎng)管系統(tǒng)不僅要關(guān)注各離散網(wǎng)元自身的相關(guān)性能管理，同時(shí)需要統(tǒng)一的網(wǎng)管界面跟蹤和呈現(xiàn)各個(gè)網(wǎng)元間的協(xié)議流程，做好網(wǎng)元業(yè)務(wù)相關(guān)性管理及各業(yè)務(wù)的指標(biāo)分析，以提高網(wǎng)絡(luò)分析能力和維護(hù)效率。

2.3承載層

IMS全I(xiàn)P化的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)使得網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量對承載網(wǎng)的依賴性進(jìn)一步提高。作為上層應(yīng)用，IMS網(wǎng)絡(luò)維護(hù)更加關(guān)注IP承載層的丟包、時(shí)延、抖動(dòng)等基本網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)，而適度封裝IP承載層的協(xié)議、路由、容災(zāi)機(jī)制等承載層技術(shù)問題。鑒于此，IMS需要跨專業(yè)的統(tǒng)一網(wǎng)管來檢測網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量，通過專業(yè)工具收集承載層運(yùn)行數(shù)據(jù)并以簡單、可視化方式呈現(xiàn)，以降低跨專業(yè)維護(hù)難度，提升核心網(wǎng)維護(hù)效率。統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)管理界面將有助于維護(hù)人員了解網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)運(yùn)行情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行存在的潛在風(fēng)險(xiǎn)。

2.4接入層

IMS網(wǎng)絡(luò)通過接入的無關(guān)性，為用戶提供了更加豐富的業(yè)務(wù)應(yīng)用；與此同時(shí)，業(yè)務(wù)的多樣性帶來的是終端形態(tài)和功能的多樣化，例如可視終端、基于PC機(jī)或電視機(jī)頂盒的軟終端、FTTH家庭網(wǎng)關(guān)、高清可視會(huì)議終端、IPTV、移動(dòng)終端等。為確保各類業(yè)務(wù)質(zhì)量，納入對紛繁復(fù)雜的各類終端的端到端網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量和業(yè)務(wù)分析更符合IMS業(yè)務(wù)管理需要，將終端管理平臺(tái)納入統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)管理平臺(tái)，將有助于IMS用戶行為的統(tǒng)計(jì)和分析，以及用戶障礙的快速判斷和處理。

綜上對IMS網(wǎng)絡(luò)各層級(jí)網(wǎng)管需求的分析，IMS網(wǎng)絡(luò)管理模式應(yīng)以“分層設(shè)置、集中抽取”為基本思路，即在考慮各層級(jí)維護(hù)難度、網(wǎng)管復(fù)雜度的情況下，各層級(jí)可以設(shè)置本層級(jí)基于網(wǎng)元管理的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，同時(shí)在各層網(wǎng)管系統(tǒng)之上設(shè)置融合的、基于網(wǎng)絡(luò)管理的統(tǒng)一網(wǎng)管系統(tǒng)，頂層的統(tǒng)一網(wǎng)管通過向底層網(wǎng)元網(wǎng)管抽取所需數(shù)據(jù)并綜合分析后進(jìn)行融合呈現(xiàn)，以實(shí)現(xiàn)IMS網(wǎng)絡(luò)的綜合、高效管理。有關(guān)IMS網(wǎng)絡(luò)管理模式的基本思路可參見下圖。

三、IMS網(wǎng)絡(luò)維護(hù)指標(biāo)分析

IMS網(wǎng)絡(luò)無論其結(jié)構(gòu)如何演進(jìn)、技術(shù)如何變化，其核心功能仍是要完成用戶的通信接續(xù)，滿足用戶的通信需求，因此在IMS網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行維護(hù)中，仍需要關(guān)注并繼承傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行維護(hù)質(zhì)量指標(biāo)，從統(tǒng)計(jì)學(xué)的角度分析、評價(jià)網(wǎng)絡(luò)端到端的流量流向、性能質(zhì)量以及資源利用等運(yùn)行情況。然而IMS網(wǎng)絡(luò)畢竟有其固有特點(diǎn)，除了關(guān)注傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)評價(jià)指標(biāo)外，IMS非語音類多媒體業(yè)務(wù)質(zhì)量、媒體承載層運(yùn)行情況、終端移動(dòng)性運(yùn)行情況、網(wǎng)絡(luò)安全性等評價(jià)指標(biāo)需要重點(diǎn)關(guān)注，具體地，可以從以下角度和維度進(jìn)行分析評價(jià)：

（1）IMS業(yè)務(wù)流量流向指標(biāo)

從語音網(wǎng)絡(luò)發(fā)展至今，網(wǎng)絡(luò)的流量流向一直是評價(jià)網(wǎng)絡(luò)整體性能、預(yù)防性做好網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行維護(hù)工作的一項(xiàng)重要指標(biāo)。結(jié)合IMS網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際情況，IMS業(yè)務(wù)流量流向分析應(yīng)包括并不限于主被叫試呼次數(shù)、接通次數(shù)、應(yīng)答次數(shù)、平均占用時(shí)長、占用話務(wù)量、應(yīng)答話務(wù)量等；考慮到網(wǎng)元接續(xù)情況細(xì)分時(shí)，同時(shí)可按P-CSCF、S-CSCF等進(jìn)行呼叫次數(shù)和話務(wù)量等參數(shù)的統(tǒng)計(jì)分析。

（2）IMS業(yè)務(wù)性能指標(biāo)

業(yè)務(wù)性能指標(biāo)與流量流向指標(biāo)息息相關(guān)，一般可以與流量流向統(tǒng)計(jì)報(bào)表合表呈現(xiàn)。在具體指標(biāo)上，需要研究業(yè)務(wù)接通率、語音業(yè)務(wù)接通率、多媒體業(yè)務(wù)接通率、語音應(yīng)答率等各類性能指標(biāo)。作為IMS網(wǎng)絡(luò)為用戶提供的最大亮點(diǎn)，視頻業(yè)務(wù)將滿足用戶“面對面”的通信需求，因此需要重點(diǎn)關(guān)注視頻業(yè)務(wù)接通率，通過核心控制層面和承載層面的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量指標(biāo)分析，衡量IMS網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際維護(hù)質(zhì)量。

（3）IMS能力及資源利用指標(biāo)

能力及資源利用率指標(biāo)主要考察IMS網(wǎng)絡(luò)可支撐的業(yè)務(wù)能力，反映IMS網(wǎng)絡(luò)可以向用戶提供多大的通信能力，以及指導(dǎo)運(yùn)維部門和建設(shè)部門在必要時(shí)適當(dāng)調(diào)整、擴(kuò)充網(wǎng)絡(luò)資源。運(yùn)行指標(biāo)中，重點(diǎn)應(yīng)關(guān)注各網(wǎng)元的CPU占有率峰值、CPU占有率均值、CPU 過閥值持續(xù)時(shí)長、HSS等網(wǎng)元利用率、設(shè)備GE/FE/E1等端口使用率以及各網(wǎng)元間鏈路的帶寬利用率。

（4）媒體層質(zhì)量指標(biāo)

優(yōu)質(zhì)穩(wěn)定的承載網(wǎng)絡(luò)是IMS用戶服務(wù)感知的重要基礎(chǔ)，媒體層面的RTP丟包率、RTP平均時(shí)延、RTP平均抖動(dòng)等指標(biāo)需要重點(diǎn)關(guān)注。在端到端的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量分析沒有統(tǒng)一工具進(jìn)行測量和統(tǒng)計(jì)時(shí)，可以考慮在終端側(cè)增加網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量探測功能，將探測到的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量上報(bào)至終端管理平臺(tái)，并由終端管理平臺(tái)匯總至統(tǒng)一網(wǎng)管進(jìn)行展現(xiàn)。

（5）移動(dòng)性能指標(biāo)

IMS網(wǎng)絡(luò)支持移動(dòng)接入，同時(shí)支持用戶通過軟終端方式實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)漫游，漫游業(yè)務(wù)的接通率等指標(biāo)能夠反映用戶歸屬地和漫游地網(wǎng)絡(luò)、設(shè)備的配合情況，是評價(jià)網(wǎng)絡(luò)整體性能的重要依據(jù)。結(jié)合實(shí)際維護(hù)需要，可以重點(diǎn)研究漫入及漫出用戶的注冊成功率、主叫接通率、被叫接通率、用戶接續(xù)時(shí)延等指標(biāo)。

（6）網(wǎng)絡(luò)安全指標(biāo)

IMS網(wǎng)絡(luò)的開放性、承載網(wǎng)IP化等特性，使得IMS網(wǎng)絡(luò)先天必須做好網(wǎng)絡(luò)攻擊防范等運(yùn)維工作。作為IMS網(wǎng)絡(luò)接入的隔離設(shè)備，BAC（邊緣接入控制設(shè)備）對于保護(hù)IMS網(wǎng)絡(luò)起到關(guān)鍵性作用。在研究IMS網(wǎng)絡(luò)安全類指標(biāo)時(shí)，應(yīng)以BAC設(shè)備為主，重點(diǎn)統(tǒng)計(jì)和分析受到網(wǎng)絡(luò)攻擊的分類、次數(shù)、頻率等數(shù)據(jù)，及時(shí)掌握和分析網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險(xiǎn)，做好網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)。

IMS網(wǎng)元的離散性帶來了IMS運(yùn)維指標(biāo)的復(fù)雜性，考慮到維護(hù)的便利性，在實(shí)際維護(hù)中可以將IMS節(jié)點(diǎn)的各網(wǎng)元視為一個(gè)整體，重點(diǎn)關(guān)注網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)與其他網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)之間的關(guān)聯(lián)性能指標(biāo)，從宏觀和全程全網(wǎng)的角度進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)整體的性能評價(jià)，在必要時(shí)再深入至網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)中各設(shè)備間的關(guān)聯(lián)性能指標(biāo)進(jìn)行分析，由簡及繁，以提高IMS網(wǎng)絡(luò)的維護(hù)效率。

四、結(jié)論

IMS已成為當(dāng)前以語音為基礎(chǔ)的多媒體網(wǎng)絡(luò)的核心，是各運(yùn)營商的主流核心網(wǎng)。在IMS網(wǎng)絡(luò)自身特性的決定下，IMS網(wǎng)絡(luò)管理模式必然有別于傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，以“分層設(shè)置、集中抽取”為思路構(gòu)建IMS統(tǒng)一網(wǎng)管成為IMS網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維管理的必然。

在IMS網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行維護(hù)指標(biāo)體系構(gòu)建方面，應(yīng)繼承傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維需求，并結(jié)合IMS特點(diǎn)研究IMS網(wǎng)絡(luò)維護(hù)指標(biāo)，重點(diǎn)關(guān)注基于流量流向、性能質(zhì)量以及資源利用等方面的維護(hù)指標(biāo)；同時(shí)應(yīng)化繁為簡，在運(yùn)維管理中應(yīng)優(yōu)先研究IMS網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)的整體指標(biāo)，避免直接深入至因網(wǎng)元離散性而帶來的IMS節(jié)點(diǎn)內(nèi)部各網(wǎng)元設(shè)備之間復(fù)雜的關(guān)聯(lián)性指標(biāo)，導(dǎo)致運(yùn)維管理效率的降低。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]陳堅(jiān)、王德政、劉蔚，全業(yè)務(wù)運(yùn)營與IMS網(wǎng)絡(luò)管理，中興通訊技術(shù)，2010年第2期（總第90期）