云原生IMS演進架構：如何面向5G網絡革新？

    Iccsz訊 固移融合、業(yè)務開放的通信網絡，一直是運營商努力的目標，尤其在國內，三大運營商均成為全業(yè)務運營商，對固移融合網絡的需求十分緊迫。IMS作為承載這一目標的重要技術，既能實現固定和移動網絡的融合，使得運營商可以為用戶提供豐富多彩的多媒體業(yè)務，也是提升用戶移動互聯網體驗的必備條件。

　　面向5G網絡的未來應用場景，電信網絡正在引入SDN/NFV技術進行架構變革。5G提供的超帶寬能力，也為迅速發(fā)展基于超高清視頻為基礎多媒體業(yè)務提供了可能，例如超高清視頻會議，超高清視頻實時共享等。由網絡提供的傳統(tǒng)實時通訊功能將不再具有普遍適用性，多媒體通訊向垂直行業(yè)的不斷拓展，不可避免地會對現有IMS帶來新的挑戰(zhàn)。IMS網絡將如何革新?

　　架構革新不可避免

　　據了解，2004年，3GPP在R5中初步定義了IMS的基礎架構，此后經過近5年的研究和完善，IMS逐漸被全球運營商接受為未來融合通信網絡基礎架構。

　　此前，國內IMS的發(fā)展可以分為三個階段。第一個階段大致從2005年～2010年，聚焦在IMS標準的制定與研究層面;2010年～2015年進入第二個階段，IMS進入以固網改造，面向集團客戶的多媒體應用為主的IMS規(guī)模商用部署階段。2015年進入第三階段，4G網絡走向規(guī)模部署，高速移動數據通道激發(fā)了人們海量多媒體業(yè)務需求，基于IMS的VoLTE網絡成為全球運營商的共同選擇。

　　據悉，中國移動是國內IMS應用的先行者，早在2009年率先進行IMS全國商用招標，2010年開始商用部署。此后2012年和2014年，中國電信和中國聯通分別完成了IMS商用部署。

　　基于目前成熟的IMS技術和IMS網絡，運營商能為用戶提供豐富的VoLTE、VoWiFi、RCS、WebRTC等多媒體通訊業(yè)務。但是到5G時代，這些能力顯然無法滿足業(yè)務發(fā)展需要，據悉在IMS核心網領域，3GPP的IMS標準架構從3GPP Release 4至今，一直仍保持著以網元中心的僵化的“網元煙囪式”網絡架構：網元功能靜態(tài)分配，網元間接口復雜，網絡擴展以網元為粒度，通過新增業(yè)務網元或擴展已有網元功能來實現新業(yè)務部署。

　　現有復雜的“網元煙囪式”IMS架構，不可避免地導致IMS網絡部署和新業(yè)務開發(fā)周期長，在5G時代將無法靈活、高效地滿足用戶和垂直行業(yè)“極度差異化”的多媒體通訊需求。

　　在近日舉行的“2017 IMS世界論壇”上，中興通訊電信云及核心網IMS總工劉偉闡述了面向5G的下一代IMS核心網的創(chuàng)新架構，即云原生IMS演進架構。劉偉認為，下一代IMS核心網必須在基于SDN/NFV技術的基礎上，進一步融入IT領域的創(chuàng)新成果，構建面向5G的”IMS即服務(IMSaaS)“的多媒體通訊創(chuàng)新平臺，基于微服務組件，實現從“網元煙囪式”架構到“業(yè)務煙囪式”架構的網絡功能重構。

　　此外，要通過網絡切片實現業(yè)務和網絡的按需定制;通過能力開放，深度介入到第三方業(yè)務，掌控移動互聯網的核心價值鏈;DevOps為基于微服務的IMS網絡切片提供了“閉環(huán)”式的自動設計、自動開發(fā)、自動部署、自動運維環(huán)境。

　　IMS核心網云化

　　那么，面向5G網絡革新，中興通訊IMS網絡將如何演進?

　　據了解，首先，中興通訊傳統(tǒng)的IMS產品采用統(tǒng)一的基于x86的ETCA硬件，天然具備向虛擬化/云化演進的能力。其次，通過軟件升級，可以實現軟硬件解耦、硬件資源池化、彈性伸縮等功能，平滑演進為虛擬化/云化網絡。第三，中興通訊IMS全產品已經進入云化階段，在過渡期，中興通訊支持傳統(tǒng)IMS網絡與虛擬化/云化IMS網絡異構混合組網。

　　也就是說，客戶可以在現有IMS網絡的基礎上，構建一張云化的IMS核心網。在這張網絡下，軟硬件解耦后，硬件成為基礎設施， IMS 就成為一個APP，通過軟件調試即可為用戶提供服務。

　　針對網絡升級推出的云原生IMS演進架構，具備微服務架構、支持IMS切片、支持DevOps、支持能力開放等特點。以IMS切片為例，在網絡規(guī)劃時，目前業(yè)界通?；静捎玫氖侄问?ldquo;冗余預留資源”的方式，使得網絡容量和處理能力需要能夠為了應對極少數偶發(fā)場景、或基本不會發(fā)生的異常場景。采用“過度飽和預留資源”的方式，將導致網絡資源利用效率低、網絡結構復雜。

　　IMS切片是基于底層公共云平臺、為滿足特定場景需求的邏輯IMS網絡，是實現“按需定制”的理想手段。采用IMS切片，不僅可以為不同的虛擬運營商創(chuàng)建不同的IMS切片，為不同的行業(yè)應用創(chuàng)建不同的IMS切片，對于類似大型運動賽事、極少數偶發(fā)或異常事件、等具有特殊通訊需求的場景，可以實時的動態(tài)和刪除創(chuàng)建切片，極大的提升網絡的資源利用效率。

　　在筆者看來，提出云原生IMS演進架構，源于中興通訊在IMS領域的深厚積累，以及在虛擬化/云化領域的不斷突破，使得走向全面云化的IMS網絡革新變得水到渠成。

　　此前，在中國聯通2013年的IMS網絡建設集采項目中，中興通訊拿下聯通北方十省和全國50%以上的份額;在中國移動IMS建設中，中興通訊早在2008年的產業(yè)技術預研階段就深度參與，并成為中國移動RCS網絡的建設者。去年中國移動CM-IMS三期核心網I-SBC新建設備集采，中興通訊也是最大贏家。

　　在Global Data 2016年發(fā)布的“IMS產品”、“IMS市場”、“IMS戰(zhàn)略”的三個評估報告中，中興通訊均獲得了“行業(yè)內杰出”評級。截止目前，中興通訊已在全球成功部署超過260個IMS商用/實驗局，包括為Telefonica建設了拉美大規(guī)模虛擬化vIMS網絡，為Telefonica拉美七個國家全面部署vIMS based VoLTE/ VoWiFi網絡。