宋阿芳，徐 偉

（1.中國電信股份有限公司上海研究院 上海 200135；2.中國電信股份有限公司上海分公司 上海 200120）

1 前言

IMS是下一代核心網發(fā)展的方向，是解決移動與固網融合，引入語音、數(shù)據(jù)、視頻三重融合等差異化業(yè)務的重要方式，目前各大運營商均致力于IMS網絡的發(fā)展建設。IMS網絡相較于PSTN和軟交換網絡，具有網元種類和數(shù)目更多，功能進一步裂化，承載在IP網上等特點，IMS網絡管理系統(tǒng)如何滿足這些新需求，功能如何完善，系統(tǒng)如何部署，這些問題直接關系到新形勢新網絡下運維工作效率與IMS網絡自身的發(fā)展。

2 IMS網絡特點分析

2.1 IMS分布式的體系架構

IMS分布式的體系架構如圖1所示。

相對軟交換采用了業(yè)務/控制、承載/接入的相互分離的體系架構而言，IMS架構中設備進一步裂化，原軟交換設備的功能在 IMS中分別由 CSCF、MRF/MGCF、IBCF、BGF、基本業(yè)務AS、HSS等設備承擔，并通過數(shù)據(jù)網相連，通過設備之間的交互，完成呼叫控制、媒體交互、用戶屬性查詢、業(yè)務執(zhí)行等一系列業(yè)務實現(xiàn)過程，因此這就要求在網絡維護時，不能僅關注個別網元設備，而應將各IMS設備之間的交互性、數(shù)據(jù)相關性以及和數(shù)通設備的聯(lián)通性一并考慮，進行綜合管理。

2.2 協(xié)議跟蹤分析

在IMS網絡中，采用了 SIP、H.248、DNS等協(xié)議，這些協(xié)議共同的特點是均基于IP網絡承載、采用ASCⅡ文本編碼。這些特點使得IMS網絡中協(xié)議跟蹤和分析功能實現(xiàn)起來更便捷。因此，可以將傳統(tǒng)電話網絡中七號信令監(jiān)控系統(tǒng)中面向運行維護的那部分功能移植到IMS網管系統(tǒng)中實現(xiàn)，以提高管理效率，降低建設成本。

2.3 資源管理

IMS網絡中既有傳輸資源又有IP資源，如何方便快速地、動態(tài)地把這些資源管理起來？在IMS網管中，拓展了資源管理模塊，就是把和IMS維護密切相關的傳輸資源和IP資源管理直接納入IMS網管系統(tǒng)進行管理，有利于提高運維工作效率，更直觀便捷。和以往利用資源管理系統(tǒng)進行管理的方式相比，兩者具有互補性，網管中的方式實時更新，便于和告警結合，內容也更細致，如本端設備E1信息就包含了單板類型、單板位置、E1端口位置等諸多信息。

2.4 網絡聯(lián)通性

IMS網元不僅數(shù)量多、功能各異，而且IMS設備和以前軟交換、PSTN相比，更趨向于一個計算機范疇的服務器：功能較為單一、IP接口為主、體積小等，而不像傳統(tǒng)的功能大而全的通信范疇的交換機。并且基于IP承載的特性使大量數(shù)據(jù)設備專門用于IMS組網，因此這些IMS網元之間是否處在有效的聯(lián)通之中，是IMS網管必須實時監(jiān)控的重要內容之一。

2.5 用戶數(shù)據(jù)的分布

在IMS中用戶數(shù)據(jù)不僅是號碼和業(yè)務屬性，用戶有IP地址、用戶標識、用戶號碼等，并且也不再集中于某個核心控制設備，而是分散在多個設備中。運維工作中，如果數(shù)據(jù)不統(tǒng)一，可能會造成對業(yè)務的影響，在日常工作中，運維人員如果周旋于多個設備的數(shù)據(jù)核查工作中，也勢必會影響運維效率。IMS網管建議對用戶數(shù)據(jù)進行關聯(lián)核查，解決這一問題。

2.6 更強的話務統(tǒng)計分析功能

目前，國內IMS主要應用于傳統(tǒng)網絡的演進及多媒體業(yè)務的引入，這對IMS提出了一些組合統(tǒng)計的功能要求，要求IMS網絡能夠更精細地根據(jù)業(yè)務、目的碼、IFC等各類條件進行業(yè)務量的統(tǒng)計，同時由于單個IMS網絡覆蓋范圍比較大（可以是多個本地網），因此在實際應用中，對其話務統(tǒng)計的能力需求也較高。目前一般要求IMS核心網元至少能同時登記和進行2 048個統(tǒng)計任務，支持對20 000個以上的各種統(tǒng)計對象進行統(tǒng)計，并且盡量減少系統(tǒng)負荷。

3 IMS網管系統(tǒng)新功能的要求

針對以上技術特點，要求IMS網絡管理系統(tǒng)除能實現(xiàn)傳統(tǒng)電話網絡管理系統(tǒng)相類似的拓撲管理、故障管理、性能管理、配置管理和安全管理中的各項功能外，還應實現(xiàn)以下一些新功能。

3.1 消息及信令跟蹤分析的功能擴展

在軟交換網絡中已經實現(xiàn)了對 SIP、H.248協(xié)議的信令跟蹤，但是在IMS網絡中，由于話務控制及處理設備進一步裂化、業(yè)務流程更加復雜、采用IP尋址方式、接入無關等特性，因此IMS網絡中消息及信令跟蹤更加復雜。

·跟蹤的協(xié)議擴展為H.248、SIP、七號信令、ENUM、DNS、Diameter、MAP+、INAP 等；

·跟蹤的方式有所改變，可以根據(jù)某一中繼模塊、對指定用戶 （按用戶號碼、SIP URI、TEL URI及模糊號碼）、指定呼叫進行跟蹤；

·跟蹤的范圍以BAC為邊界；

·跟蹤的粒度，跟蹤內部消息詳情，消息及信令跟蹤分析功能的實現(xiàn)，以提高管理效率，降低建設成本。

3.2 動態(tài)的資源管理

IMS網管系統(tǒng)應對傳輸及IP資源進行動態(tài)的管理。傳輸資源管理主要指MGW設備光纖或E1傳輸?shù)氖褂们闆r以及對接信息。主要有：本/對端網元名、本/對端設備E1信息（如單板類型、單板位置、E1端口位置）、本端ODF/DDF位置信息。使用情況：作為話路的E1應包含局向名稱、本端對端信令點、電路歸屬群信息、起始結束CIC、E1電路狀態(tài)（閉塞、故障、正常等）；作為信令的E1，應提供局向名稱、本端對端信令點、鏈路SLC、鏈路歸屬組信息、信令鏈路狀態(tài)。IP資源管理包括維護、信令和媒體3類IP地址的使用情況：本/對端網元名、IP地址、類型（維護、信令或者媒體）、掩碼、網關、本端口位置信息、對端路由器端口位置信息。使用情況至少包括IP端口使用狀態(tài)、對端可達性測試結果。

3.3 維護信息的快速采集

IMS設備形態(tài)各異、數(shù)量眾多，為適應這一特征，IMS網管應該對網元維護信息采取更便捷的采集方式。IMS網管提出了一鍵式采集的概念，運維人員不必對網元各項維護信息逐項采集，就能立即獲得設備的硬件配置、版本補丁信息、模塊信息、故障告警、進程運行情況等信息，大大減輕了運維人員的工作負荷，并且有助于運維人員對網元的運行情況進行綜合判斷及分析。

3.4 網絡連通性檢測

IMS網實現(xiàn)了真正端到端IP化新特點：IMS信令扁平化采用了動態(tài)鏈路而非軟交換網的靜態(tài)鏈路，即發(fā)端網元通過ENUM/DNS尋址后將信令直發(fā)至目的網元。因此IMS業(yè)務對DNS（包括公網、CN2）依賴程度高，IMS設備互通兼容性要求非常高。故IMS網管應提供設備間的關聯(lián)，并以拓撲圖的形式顯現(xiàn)。建議系統(tǒng)自動呈現(xiàn)網元之間的動態(tài)連線，包括IMS網元之間的信令心跳線、媒體線、網絡層的互通性監(jiān)測等，并反映各類故障。

其中，心跳包括S-CSCF和P-CSCF之間、和AS之間、和 BGCF之間、IBCF之間的 SIP心跳；I-CSCF和 HSS之間、S-CSCF和 HSS/SLF之間的 Diameter心跳；MGCF和MGW之間、AGCF和AG之間H.248心跳。IMS設備和數(shù)通設備之間需通過命令如Ping周期性地對網絡層的互通性進行監(jiān)測。

3.5 用戶數(shù)據(jù)關聯(lián)管理

IMS網絡中，用戶數(shù)據(jù)可能分布在多個網元內，如HSS、基本和補充業(yè)務服務器、AGCF、ENUM等，因此建議在IMS網管中能根據(jù)所輸入的用戶數(shù)據(jù)（如用戶號碼、SIP URI、tel URI等），提取所有IMS廠家設備分別在多個網元中相關的數(shù)據(jù)。這一功能不但能夠對用戶數(shù)據(jù)進行管理，進行周期性的核對，也能快速排除由用戶數(shù)據(jù)不一致引起的故障。

3.6 精細高效的性能統(tǒng)計分析處理

IMS網元的裂變及功能上的差異，使得IMS性能統(tǒng)計可能落實到不同的網元上，并且針對不同的網元，性能統(tǒng)計分析的側重點不同：如針對CSCF的注冊注銷的統(tǒng)計、漫游相關的統(tǒng)計、業(yè)務觸發(fā)方面的統(tǒng)計；針對BGCF的網間互通話務統(tǒng)計、針對HSS的各類業(yè)務的用戶數(shù)的統(tǒng)計。另外，對多個網元（S-CSCF、基本業(yè)務AS等）均能提供的性能指標，需要指出誰是主體誰是參考體，如呼叫接通率等。同時，由于IMS中用戶標識、尋址方式、業(yè)務處理方式發(fā)生了變化，話務統(tǒng)計分析也更精細，如用戶可以按本地網、目的碼 （用戶號碼、SIP URI、tel URI,IP 地址+端口號）、PSI、IFC、各個業(yè)務（多媒體彩鈴、VT等）進行統(tǒng)計；按運營商、局向、字冠、中繼群等進行統(tǒng)計；可以按流量進行統(tǒng)計（如BAC、AS設備等）；或以上的組合進行性能測量。網元大容量、種類多的特征使得對話務測量也要求更高效迅速，能夠進行測量結果的合成，節(jié)省系統(tǒng)開銷，降低對系統(tǒng)處理能力的要求，提升話務分析效率。

4 IMS網管系統(tǒng)建設中需要關注的問題

4.1 管理范圍界定

在以往的網管系統(tǒng)管理范圍界定中，由于核心處理設備相對集中，因此網管系統(tǒng)的管理范圍主要為網絡的核心設備等，對方案中其他設備并未明確提出納入管理范圍。在IMS網管系統(tǒng)中，建議采用整體方案整體管理的思路，即廠商對其IMS解決方案中的設備及其形成的網絡進行統(tǒng)一管理，避免出現(xiàn)責任分切、各管一段的狀況，對于運營商來說，IMS核心設備提供商就是惟一的、整體的責任歸口 人 。 因 此 ，IMS 被 管 對 象 應 包 括 CSCF、HSS、BGCF、MGCF、IM-MGW、IBCF、MRFC、MRFP、AGCF、ENUM、DNS、SLF、BAC、IM-SSF、CCF、AG、IMS 錨定服務器、業(yè)務發(fā)放網關、本廠商所提供的各類業(yè)務平臺、IMS專用的各類數(shù)據(jù)交換機/路由設備、防火墻、數(shù)據(jù)庫服務器、工單接口機等，及其形成的網絡。廠商設備網管系統(tǒng)本身也包含在管理范圍內。

對于數(shù)據(jù)設備的管理，由于IMS網絡中一個主要的特點是基于IP分組網絡進行業(yè)務承載，因此在組網應用中必然存在大量的數(shù)據(jù)設備，這些數(shù)據(jù)設備主要包括兩部分：IP核心承載網絡設備和邊緣專用接入數(shù)據(jù)設備。其中IP核心承載網絡一般都有獨立的網管進行管理，IMS網管系統(tǒng)并不需要對這些設備進行直接管理，而只需定義與其網管系統(tǒng)的接口，以便在故障和性能分析時和數(shù)據(jù)網部分信息進行適當?shù)年P聯(lián)。而邊緣專用接入數(shù)據(jù)設備作為IMS網絡和IP核心承載網的接口設備往往會成為管理上的盲點，給網絡帶來極大的安全隱患。由于這部分設備和IMS網絡關聯(lián)度非常高，因此將這部分設備納入IMS網管系統(tǒng)進行統(tǒng)一的管理，實現(xiàn)對這部分設備的故障監(jiān)控和性能分析。

對于IMS網絡接入設備的管理主要包括：IAD/ONU、AG、家庭網關、BAC等的管理，應具體問題具體分析：BAC盡管是接入設備，但其具有部分呼叫處理等重要功能，且容量巨大（數(shù)十萬甚至更多），考慮其重要性，建議將BAC納入IMS網管系統(tǒng)；AG設備在軟交換網絡中通常是和軟交換設備同時納入軟交換網管中，考慮到管理的傳承性及日后綜合網管的發(fā)展趨勢，建議將IMS網絡中的AG也納入IMS網管。對于IAD/ONU設備、家庭網關等小型海量接入設備，這些設備具有海量、上電自動配置、廠家多型號多、放置在用戶側等特點，因此在軟交換中就已經有專門獨立的接入設備管理系統(tǒng)，和核心設備分別管理，因此在IMS中建議沿襲原有管理方式。

4.2 IMS網管系統(tǒng)建設模式

在IMS網絡建設中，由于設備容量因素，一般省內會分為若干大區(qū)，按大區(qū)為單位進行網絡建設，大區(qū)可能集中在省會城市，也可能分散在若干主要城市。因此，IMS網管也存在兩種建設方式。

（1）模式一：以大區(qū)為單位進行建設

即每個大區(qū)中心建設一套IMS網管系統(tǒng)，將本大區(qū)所轄的各類相關設備納入網管系統(tǒng)中進行統(tǒng)一管理，這種方式比較符合網管建設傳統(tǒng)，能夠較好地管理本大區(qū)中心的設備，并且由于目前傳統(tǒng)運營商的OSS系統(tǒng)一般都以本地網為單位進行建設，采用該模式，比較容易實現(xiàn)IMS網管系統(tǒng)和其他OSS系統(tǒng)的銜接。但由于各大區(qū)中心系統(tǒng)相對獨立，因此不利于省公司對IMS網絡的集中管理，另外如果建設IMS全國級網管系統(tǒng)，系統(tǒng)對接數(shù)量也將大大增加。

（2）模式二：以省為單位進行建設

每個省統(tǒng)一建設一套IMS網管系統(tǒng)對省內各個IMS網絡及網元設備進行統(tǒng)一管理，各大區(qū)中心、各本地網通過反拉的維護終端對本轄區(qū)內的設備和網絡數(shù)據(jù)進行管理。這種方式有利于今后省公司對IMS網絡進行集中管理。但由于因此IMS網絡管理系統(tǒng)需向多個本地網的多個OSS系統(tǒng)提供北向接口，因此與其他系統(tǒng)互聯(lián)的難度較大。

網管系統(tǒng)的建設模式要和網絡的運維模式相匹配。IMS網絡由于其跨區(qū)域組網的特征，其網絡運維主體將逐步從本地網向省公司轉移。因此建議采用模式二的網絡建設模式，即以省為單位進行IMS網絡管理系統(tǒng)的建設。同時加強IMS網絡管理系統(tǒng)北向接口的標準化工作。

4.3 和固網網管、移動網網管、綜合網管的關系

由于目前IMS網絡尚處于初期發(fā)展階段，規(guī)模及技術成熟度相較于固網及移動網絡還有待進一步發(fā)展。因此建議IMS網管系統(tǒng)采取獨立建設的方式，與移動網絡管理系統(tǒng)、固網軟交換網管系統(tǒng)并行，各自維護管理自身網元；同時IMS網管系統(tǒng)可向一些專項的維護管理系統(tǒng)如：綜合告警管理系統(tǒng)、綜合性能管理系統(tǒng)等開放北向接口，向其提供相關告警信息及性能數(shù)據(jù)，滿足綜合維護管理需求。

由于IMS網絡具有接入無關性的特點，因此IMS目前被認為是能夠使固網、移動最終實現(xiàn)真正融合的組網技術，并且固網和移動網最終會以IMS的接入網的形式出現(xiàn)，因此IMS網管最終可能會逐漸吸納目前移動及固網網管，三者可能會經歷操作終端融合、界面融合、系統(tǒng)融合等階段，直至最終實現(xiàn)真正意義上的管理的融合。

5 結束語

本文根據(jù)IMS網絡特點，對IMS網管系統(tǒng)在功能方面進行了完善和補充，同時在管理范圍、建設模式以及和其他網管的關系方面給出了建議。隨著IMS網絡建設的開展及規(guī)模部署，在實際的運維過程中，IMS網管功能、管理范圍等可能發(fā)生進一步變化，并突破以往的思路，在專業(yè)融合、系統(tǒng)融合方面進一步發(fā)展。

1 Poikselka M,Mayer G,Khartabil H等編著.趙鵬，周勝等譯.IMS：移動領域的IP多媒體概念和服務.北京：機械工業(yè)出版社，2005

2 胡樂明，曹磊，陳潔編著.IMS技術原理及應用.北京：電子工業(yè)出版社，2006

3 孔令萍等編著.第三代移動通信網絡管理.北京：人民郵電出版社，2010