云原生IMS演進(jìn)架構：如何面向5G網(wǎng)絡(luò )革新？

    Iccsz訊 固移融合、業(yè)務(wù)開(kāi)放的通信網(wǎng)絡(luò )，一直是運營(yíng)商努力的目標，尤其在國內，三大運營(yíng)商均成為全業(yè)務(wù)運營(yíng)商，對固移融合網(wǎng)絡(luò )的需求十分緊迫。IMS作為承載這一目標的重要技術(shù)，既能實(shí)現固定和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )的融合，使得運營(yíng)商可以為用戶(hù)提供豐富多彩的多媒體業(yè)務(wù)，也是提升用戶(hù)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)體驗的必備條件。

　　面向5G網(wǎng)絡(luò )的未來(lái)應用場(chǎng)景，電信網(wǎng)絡(luò )正在引入SDN/NFV技術(shù)進(jìn)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(wù)提供了可能，例如超高清視頻會(huì )議，超高清視頻實(shí)時(shí)共享等。由網(wǎng)絡(luò )提供的傳統實(shí)時(shí)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(huì )對現有IMS帶來(lái)新的挑戰。IMS網(wǎng)絡(luò )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(jīng)過(guò)近5年的研究和完善，IMS逐漸被全球運營(yíng)商接受為未來(lái)融合通信網(wǎng)絡(luò )基礎架構。

　　此前，國內IMS的發(fā)展可以分為三個(gè)階段。第一個(gè)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(jìn)入第二個(gè)階段，IMS進(jìn)入以固網(wǎng)改造，面向集團客戶(hù)的多媒體應用為主的IMS規模商用部署階段。2015年進(jìn)入第三階段，4G網(wǎng)絡(luò )走向規模部署，高速移動(dòng)數據通道激發(fā)了人們海量多媒體業(yè)務(wù)需求，基于IMS的VoLTE網(wǎng)絡(luò )成為全球運營(yíng)商的共同選擇。

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

　　基于目前成熟的IMS技術(shù)和IMS網(wǎng)絡(luò )，運營(yíng)商能為用戶(hù)提供豐富的VoLTE、VoWiFi、RCS、WebRTC等多媒體通訊業(yè)務(wù)。但是到5G時(shí)代，這些能力顯然無(wú)法滿(mǎn)足業(yè)務(wù)發(fā)展需要，據悉在IMS核心網(wǎng)領(lǐng)域，3GPP的IMS標準架構從3GPP Release 4至今，一直仍保持著(zhù)以網(wǎng)元中心的僵化的“網(wǎng)元煙囪式”網(wǎng)絡(luò )架構：網(wǎng)元功能靜態(tài)分配，網(wǎng)元間接口復雜，網(wǎng)絡(luò )擴展以網(wǎng)元為粒度，通過(guò)新增業(yè)務(wù)網(wǎng)元或擴展已有網(wǎng)元功能來(lái)實(shí)現新業(yè)務(wù)部署。

　　現有復雜的“網(wǎng)元煙囪式”IMS架構，不可避免地導致IMS網(wǎng)絡(luò )部署和新業(yè)務(wù)開(kāi)發(fā)周期長(cháng)，在5G時(shí)代將無(wú)法靈活、高效地滿(mǎn)足用戶(hù)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(wǎng)IMS總工劉偉闡述了面向5G的下一代IMS核心網(wǎng)的創(chuàng )新架構，即云原生IMS演進(jìn)架構。劉偉認為，下一代IMS核心網(wǎng)必須在基于SDN/NFV技術(shù)的基礎上，進(jìn)一步融入IT領(lǐng)域的創(chuàng )新成果，構建面向5G的”IMS即服務(wù)(IMSaaS)“的多媒體通訊創(chuàng )新平臺，基于微服務(wù)組件，實(shí)現從“網(wǎng)元煙囪式”架構到“業(yè)務(wù)煙囪式”架構的網(wǎng)絡(luò )功能重構。

　　此外，要通過(guò)網(wǎng)絡(luò )切片實(shí)現業(yè)務(wù)和網(wǎng)絡(luò )的按需定制;通過(guò)能力開(kāi)放，深度介入到第三方業(yè)務(wù)，掌控移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的核心價(jià)值鏈;DevOps為基于微服務(wù)的IMS網(wǎng)絡(luò )切片提供了“閉環(huán)”式的自動(dòng)設計、自動(dòng)開(kāi)發(fā)、自動(dòng)部署、自動(dòng)運維環(huán)境。

　　IMS核心網(wǎng)云化

　　那么，面向5G網(wǎng)絡(luò )革新，中興通訊IMS網(wǎng)絡(luò )將如何演進(jìn)?

　　據了解，首先，中興通訊傳統的IMS產(chǎn)品采用統一的基于x86的ETCA硬件，天然具備向虛擬化/云化演進(jìn)的能力。其次，通過(guò)軟件升級，可以實(shí)現軟硬件解耦、硬件資源池化、彈性伸縮等功能，平滑演進(jìn)為虛擬化/云化網(wǎng)絡(luò )。第三，中興通訊IMS全產(chǎn)品已經(jīng)進(jìn)入云化階段，在過(guò)渡期，中興通訊支持傳統IMS網(wǎng)絡(luò )與虛擬化/云化IMS網(wǎng)絡(luò )異構混合組網(wǎng)。

　　也就是說(shuō)，客戶(hù)可以在現有IMS網(wǎng)絡(luò )的基礎上，構建一張云化的IMS核心網(wǎng)。在這張網(wǎng)絡(luò )下，軟硬件解耦后，硬件成為基礎設施， IMS 就成為一個(gè)APP，通過(guò)軟件調試即可為用戶(hù)提供服務(wù)。

　　針對網(wǎng)絡(luò )升級推出的云原生IMS演進(jìn)架構，具備微服務(wù)架構、支持IMS切片、支持DevOps、支持能力開(kāi)放等特點(diǎn)。以IMS切片為例，在網(wǎng)絡(luò )規劃時(shí)，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(wǎng)絡(luò )容量和處理能力需要能夠為了應對極少數偶發(fā)場(chǎng)景、或基本不會(huì )發(fā)生的異常場(chǎng)景。采用“過(guò)度飽和預留資源”的方式，將導致網(wǎng)絡(luò )資源利用效率低、網(wǎng)絡(luò )結構復雜。

　　IMS切片是基于底層公共云平臺、為滿(mǎn)足特定場(chǎng)景需求的邏輯IMS網(wǎng)絡(luò )，是實(shí)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(yíng)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(lèi)似大型運動(dòng)賽事、極少數偶發(fā)或異常事件、等具有特殊通訊需求的場(chǎng)景，可以實(shí)時(shí)的動(dòng)態(tài)和刪除創(chuàng )建切片，極大的提升網(wǎng)絡(luò )的資源利用效率。

　　在筆者看來(lái)，提出云原生IMS演進(jìn)架構，源于中興通訊在IMS領(lǐng)域的深厚積累，以及在虛擬化/云化領(lǐng)域的不斷突破，使得走向全面云化的IMS網(wǎng)絡(luò )革新變得水到渠成。

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

　　在Global Data 2016年發(fā)布的“IMS產(chǎn)品”、“IMS市場(chǎng)”、“IMS戰略”的三個(gè)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(guò)260個(gè)IMS商用/實(shí)驗局，包括為T(mén)elefonica建設了拉美大規模虛擬化vIMS網(wǎng)絡(luò )，為T(mén)elefonica拉美七個(gè)國家全面部署vIMS based VoLTE/ VoWiFi網(wǎng)絡(luò )。