迈向IMS, IP承载网如何应对?

    ALL IP是全球运营商转型的必经之路。从NGN/3G部署开始，就对IP承载网的可靠性、QoS保障和安全性等环节提出了严峻的考验，而向IMS的演进使它们面临更高要求的挑战。

    IP承载网需求注入了新内涵

    IMS技术完全可以实现固网与移动网络的融合，它可将这两种不同的网络接入方式统一承载在相同的IP骨干网上。因此，IP承载网，尤其是骨干网在承载IMS业务时必须充分考虑到业务存在的差异性。

    事实上，IMS对IP承载网的要求与NGN/3G对IP承载网的要求存在很多相似之处，它同样要求IP承载网必须关注QoS、安全性、可靠性、可扩展性、业务策略驱动以及可运营、可管理等环节，但它在具体的需求内容方面却注入了新的内涵。

    例如，在可扩展性方面，由于固网业务和移动业务统一到IP承载网上，这就要求IP承载网必须具备组建大网的能力。在业务策略驱动方面，基于IMS的业务统一使用SIP进行业务的端到端控制，包括会话的创建、关闭和媒体流的转发，这就要求IP承载网必须具有接受来自于S-CSCF或是软交换等业务控制层控制的能力，具有在任何时候允许控制层关闭一个连接的能力。在运营管理方面，向IMS演进的IP承载网应当实现基于单一会话的控制和承载，这就要求网络必须具有精细到会话级别的运营和管理能力。下面，我们将展开讨论在向IMS演进的过程中，IP承载网应当进行哪些关键措施。

    构建ITU-T Y.RACF架构

    简单地说，电信级多业务IP承载网＝IP网络技术+电信运营，采用面向IMS的ITU-T Y.RACF架构来建设IP电信承载网，完全满足电信运营的需求。

    首先表现在业务方面，ITU-T Y.RACF构架完全满足实时性较高业务的承载要求，例如语音、视频业务的质量与传统电信网络相当，既可实现严格的QoS保证（即Hard QoS），同时也支持电信级服务质量的IP新业务。

    其次表现在建设方面，现有IP网络只需简单改造即可升级为ITU-T Y.RACF网络。事实上，这种架构并不是对现有IP网络的简单否定，完全可以通过优化活动解决现有IP网络在QoS、安全、管理等环节存在的问题。

    还有一点值得注意，即这种架构采用了一种基于分层的网络结构——承载层、承载控制层和业务控制层，由承载控制层对资源进行统一管理，既可承载传统的电信业务，又可支持新型电信业务，而CAC机制的引入还可保证业务在使用前申请资源、使用中保证资源、使用后释放资源。

    确保毫秒级保护倒换

    IMS实时业务对系统的可靠性提出了毫秒级的倒换要求，即必须确保网络在单点故障情况下，能够实现毫秒级别的保护倒换。

    首先，在物理拓扑上，IP承载网重点关注骨干接点的冗余备份，如提供链路冗余和接点冗余。冗余的物理拓扑必须与可靠性技术相结合，才能提供整网的高可靠性，传统的IP技术很难实现这个目标，而MPLS TE FRR则可以提供基于链路和接点的保护，很好地解决这一问题。

    此外，故障的快速发现机制是实现快速保护倒换的前提。高端路由器通常采用包括Ethernet OAM、APS、物理端口故障检测，以及基于三层的BFD技术在内的多种故障检测技术，还有基于MPLS的OAM技术等。一般来说，底层检测比上层故障检测快得多，故在实际的组网中应首选底层故障检测技术。

    实现分层QoS保证方案

    IMS定义了分层的端到端QoS保证方案，具体包括应用控制层、骨干网QoS控制层和骨干网QoS转发保证层。

    在3GPP定义的IMS QoS架构中，应用接点如GGSN、PDF与IP 骨干网之间进行信息交互，以确定对于一个会话的QoS资源的预留。这一过程可以根据网络的具体情况，采用过度分配、静态预留、资源代理或应用终端探测等方式实现。

    ITU-T Y.RACF框架完全符合IMS QoS架构，且属于资源集中代理方式，可通过集中的资源管理系统来控制整个网络的资源分配。IMS的控制协议SIP在创建会话时会向ITU-T Y.RACF的资源管理器申请资源，资源管理器保存着整网资源信息拓扑，如果从源到目的地之间有足够资源，则向IMS的业务控制系统反馈OK，从而建立会话，同时在骨干网中端到端的为这个会话预留资源。具体的资源预留方式，可以采用MPLS TE方式，也可以采用普通的Diffserv方式。当此会话的流量到达骨干网的边缘时，基于已经预留资源的表项将被转发，没有对应表项的流量要么被丢弃，要么作为尽力转发流量处理。

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