蘆凌霄

（中移鐵通有限公司山東分公司，濟南 250011）

目前，國家正在推廣光纖入戶，打造光網(wǎng)城市，光纖入戶后連接光貓出口是有線，此時多臺無線設備上網(wǎng)就需要路由器的支持，普通路由器只能提供有線無線的上網(wǎng)功能，對于有通話需要的用戶群體他們還需要一臺電話機，這時我們就需要多臺設備滿足這些需求，現(xiàn)在市場上的路由器不能同時滿足打電話的需求，功能有些單一。本文設計一款集路由和IMS電話于一體的路由設備，其主要特點是基于IMS網(wǎng)絡、集成路由（WIFI放大）功能，WIFI覆蓋范圍大、接收信號強，并且兼具IMS電話功能，話機通話質(zhì)量好、性能穩(wěn)定等特點[1-3]。

1 IMS電話終端的架構(gòu)

IMS的系統(tǒng)架構(gòu)由六部分組成。即業(yè)務層：業(yè)務層與控制層完全分離，主要由各種不同的應用服務器組成，除了在IMS網(wǎng)絡內(nèi)實現(xiàn)各種基本業(yè)務和補充業(yè)務（SIP-AS方式）外，還可以將傳統(tǒng)的窄帶智能網(wǎng)業(yè)務接入IMS網(wǎng)絡中（IM-SSF方式），并為第三方業(yè)務的開發(fā)提供標準的開放的應用編程接口（OSA SCS方式），從而使第三方應用提供商可以在不了解具體網(wǎng)絡協(xié)議的情況下，開發(fā)出豐富多彩的個性化業(yè)務[4]。運營支撐由在線計費系統(tǒng)（OCS）、計費網(wǎng)關(guān)（CG）、網(wǎng)元管理系統(tǒng)（EMS）、域名系統(tǒng)（DNS）以及歸屬用戶服務器（HSS/SLF）組成，為IMS網(wǎng)絡的正常運行提供支撐，包括IMS用戶管理、網(wǎng)間互通、業(yè)務觸發(fā)、在線計費、離線計費、統(tǒng)一的網(wǎng)管、DNS查詢、用戶簽約數(shù)據(jù)存放等功能。控制層，是完成IMS多媒體呼叫會話過程中的信令控制功能，包括用戶注冊、鑒權(quán)、會話控制、路由選擇、業(yè)務觸發(fā)、承載面QoS、媒體資源控制以及網(wǎng)絡互通等功能。互通層主要是完成IMS網(wǎng)絡與其他網(wǎng)絡的互通功能，包括公共交換電話網(wǎng)（PSTN）、公共陸地移動網(wǎng)（PLMN）、其他IP網(wǎng)絡等。接入和承載控制層則主要由路由設備以及策略和計費規(guī)則功能實體（PCRF）組成，實現(xiàn)IP承載、接入控制、QoS控制、用量控制、計費控制等功能。接入網(wǎng)絡主要提供IP接入承載，可由邊界網(wǎng)關(guān)（A-SBC）接入多種多樣的終端，包括PSTN/ISDN用戶、SIP UE、FTTX/LAN以及Wimax/Wifi等。

IMS的用戶信息存儲數(shù)據(jù)庫HSS，存儲的主要內(nèi)容是用戶的網(wǎng)絡策略規(guī)則和設備標識寄存器信息、認證信息、簽約用戶的動態(tài)信息、簽約用戶的特定信息等等，用于移動性管理和用戶業(yè)務數(shù)據(jù)管理。IMS中的CSCF部分，其功能是基于分組交換的SIP會話控制組件。在IMS中，CSCF負責對用戶多媒體會話進行處理，可以看作IETF架構(gòu)中的SIP服務器。依據(jù)各自不同的主要功能分為代理呼叫會話控制功能、問詢呼叫會話控制功能以及服務呼叫會話控制功能，三個功能在物理上可以分開，也可以獨立[5-6]。

IMS電話終端具有6各方面的特征，其一是接入無關(guān)，即IMS可以支撐多種方式的接入類型。理論上說，在任何地方使用不同類型的設備，均能夠接入IMS網(wǎng)絡[6]。其二IMS能夠歸屬地控制，這個特征可以區(qū)別于軟交換的拜訪地控制，用戶的歸屬地存儲相關(guān)的數(shù)據(jù)信息。而歸屬地網(wǎng)絡完成用戶鑒權(quán)認證、呼叫控制和業(yè)務控制等業(yè)務，這樣可以保證業(yè)務的一致性，也可以方便的實現(xiàn)私有業(yè)務的擴寬。其三增強可提供業(yè)務的綜合能力，IMS實現(xiàn)了將業(yè)務層和控制層剝離開來，使得各種業(yè)務應用更加靈活、快捷，促進了業(yè)務融合。IMS的業(yè)務還能實現(xiàn)為第三方提供開放的應用編程接口，能夠為更多的用戶展示出極為豐富多彩的應用程序。只要客戶具備一定能力，也可以自主開發(fā)IMS的業(yè)務。最后是安全機制，IMS網(wǎng)絡具備了多種安全接入方式、安全域間信令保護機制和網(wǎng)絡拓撲隱藏機制等。

2 聲路由結(jié)構(gòu)與參數(shù)

一種能接打電話的路由器其構(gòu)成主要包括路由板、有線板和按鍵板。路由板包括CPU、DDR、Flash、板載射頻電路、天線、網(wǎng)口以及電源；有線板包括主芯片，段碼液晶以及眾多分立元器件；按鍵板是通過排線與主板相連接，有線板是通過兩根外線與路由板連接。

有線電話部分可以實現(xiàn)普通的接打電話功能，免提、手柄模式切換。具有FSK/DTMF來電顯示，自動檢測?？纱鎭黼?0組16位號碼，去電5組18位號碼，貴賓3組18位號碼。靜音功能，通話過程中可以屏蔽本方發(fā)送。來電查詢和重撥功能。支持來電號碼及來電時間存儲功能。支持去電號碼及通話時間存儲功能。支持貴賓號碼存儲功能。支持LCD亮度可調(diào)功能。支持風格多樣的鈴聲功能。支持閃斷、暫停、靜音功能。

路由部分可以實現(xiàn)普通路由的基本功能，PPPoE、靜態(tài)IP、動態(tài)IP、無線中繼等多種上網(wǎng)方式。300Mbps WIFI連接。支持WEB頁面、APP設置網(wǎng)絡參數(shù)。支持遠程維護和升級。目前基本都是光纖入戶，光貓上大部分都會提供有線電話接口，這樣一臺能接打電話的路由器可以為桌面省下不少空間，方便用戶使用。

3 主要功能與優(yōu)勢

基于IMS終端，可以簡便完成路由器的配置、無線設置、維護、升級等程序。同時實現(xiàn)了集中管理平臺，中移路由后臺，可遠程對路由器進行查看、設置并且對各種數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計。再者，裝維人員使用運維版APP，可以遠程查看、遠程維護所屬區(qū)域內(nèi)用戶路由器，有效減少裝維人員上門次數(shù)，提高勞產(chǎn)率。用戶使用用戶版APP，可以遠程管理自家路由器，遠程配置、遠程重啟、遠程關(guān)閉無線等功能。

聲路由是面向運營商開發(fā)的家用無線路由器，具有遠程設置、狀態(tài)監(jiān)測、故障診斷等功能。設備接入物聯(lián)網(wǎng)公司自由物聯(lián)網(wǎng)平臺，物聯(lián)網(wǎng)平臺是基于分布式存儲和計算Hadoop技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)特點打造的開放平臺，具有海量設備接入、高并發(fā)、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)安全、大數(shù)據(jù)分析等平臺級服務能力。設備采用內(nèi)存分區(qū)技術(shù)，自動備份路最后一次正確網(wǎng)絡配置，一旦檢測到路由器配置問題，自動恢復到上一次正確配置，為用戶提供更好的上網(wǎng)服務。而安全保障方面，從硬件、通道、平臺、客戶端全程考慮的安全策略，路由器固件采用專用密鑰鎖定，防止被惡意擦寫。管理平臺采用web服務器、數(shù)據(jù)庫服務器雙機熱備，防止硬件故障帶來平臺無妨登錄的問題。

市面上唯一面向運營商開發(fā)的無線路由器，在滿足普通寬帶用戶對于路由器的基本需求的基礎上深入挖掘運營商對于路由器的需求，定制化開發(fā)，實現(xiàn)路由器的可網(wǎng)管、可遠程維護，幫助鐵通提高寬帶裝維服務質(zhì)量、降低裝維成本，提升客戶滿意度。

4 應用實踐

中移聲路由是一款集IMS固話和路由、無線接入、安全管理于一身的寬帶無線路由器，無線傳輸速率高達300Mbps，同時又是一款具有網(wǎng)管運維、遠程控制、在線升級等功能的智能路由器。

有線主板是使用HK108G5電話芯片以及外圍電路設計，全部是模擬信號由于路由板在有線板的正下方，路由板是2.4G的對模擬電路的有線板會產(chǎn)生干擾，所以將有線板的音頻電路部分做了抗干擾處理，縮短外圍線路的長度減少2.4G天線對線的耦合干擾，從而得到干凈的通話音質(zhì)。將該產(chǎn)品和光貓的電話接口連接起來，開通電話功能業(yè)務就可以實現(xiàn)接打電話的功能。

路由主板主要是運用的MT7628N的方案，這是一款穩(wěn)定的路由芯片，需要外掛DDR和Flash實現(xiàn)正常工作，芯片內(nèi)部集成了以太網(wǎng)處理模塊，可以通過外部連接網(wǎng)卡變壓器與太網(wǎng)接口連接，實現(xiàn)網(wǎng)絡通訊。WIFI部分通過板載RF電路與2T2R的WIFI天線實現(xiàn)上網(wǎng)功能。板載RF電路由RF Maching、Balun、Notch Filter、LPF四部分組成，通過調(diào)試這幾部分的值可以使WIFI的發(fā)射功率、EVM、頻偏、頻譜模板、接收靈敏度以及丟包率達到行業(yè)標準。具體電路請參考其他技術(shù)資料中的原理圖。該路由可以遠程升級有自己的維護平臺遠程管理。

IMS業(yè)務是移動集團 優(yōu)家計劃 重點發(fā)展業(yè)務，為用戶提供具備WIFI功能（WIFI信號放大及信號接入功能）及話機功能于一體的設備有助于IMS業(yè)務的快速發(fā)展。經(jīng)過驗證，聲路由結(jié)合移動家庭智能網(wǎng)關(guān)設備可以適用于不同居住面積下的需求，能夠一定程度上作為智能家庭組網(wǎng)設計使用。

5 結(jié)束語

中移聲路由集IMS固話和路由、無線接入、安全管理于一身的寬帶無線路由器，具有運行與維護簡便、安全可靠性高等特點。無線聲路由路由器可網(wǎng)管、可遠程維護，幫助鐵通提高寬帶裝維服務質(zhì)量、降低裝維成本，提升客戶滿意度。可以滿足不同居住場景下客戶的需求，保證優(yōu)質(zhì)穩(wěn)定的WiFi信號的同時還能夠給用戶提供通話的功能，大大節(jié)省室內(nèi)空間，為用戶提供優(yōu)質(zhì)的生活體驗。其推廣應用前景十分可觀。

[1] Camarillo G，Garcia-Martin M A.The 3G IP Multimedia Subsystem（IMS）：Merging the Internet and the Cellular Worlds，Second Edition[M].John Wiley &Sons，2008.

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