隨著5G的深入建設(shè)，國(guó)內(nèi)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型開(kāi)始進(jìn)入加速發(fā)展期。越來(lái)越多的企業(yè)關(guān)注和接觸數(shù)字化和智能化，希望借此重塑自身商業(yè)模式，找到屬于自己的轉(zhuǎn)型升級(jí)之路。
其實(shí)，5G作為一項(xiàng)通信技術(shù)，它主要的目標(biāo)在于開(kāi)啟“萬(wàn)物互聯(lián)”時(shí)代。而連接，只是數(shù)字化轉(zhuǎn)型的起點(diǎn)，畢竟連接的方式可以是很多種，例如Wi-Fi、衛(wèi)星、4G、NB-IoT、lora等。
企業(yè)在建立連接的同時(shí)，更應(yīng)該關(guān)注的是業(yè)務(wù)需求——自己的需求到底是什么？是為了連接而連接，還是為了需求而連接？
如果是基于需求而連接，那么，“接入無(wú)關(guān)”的IMS，就成了數(shù)字化轉(zhuǎn)型成敗的關(guān)鍵。
▉ 從電路交換到分組交換，IMS應(yīng)運(yùn)而生
自從上世紀(jì)60年代日本學(xué)者梅棹忠夫首次提出信息化之后，隨著計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，全球各國(guó)普遍接受了這一概念，并投入了大量資源予以建設(shè)，取得了一定的成果。
我國(guó)的信息化起步較晚，大約在上世紀(jì)90年代，才掀起了第一波信息化建設(shè)的高峰。
早期的國(guó)內(nèi)企業(yè)信息化，重點(diǎn)建設(shè)對(duì)象是企業(yè)內(nèi)部行政辦公網(wǎng)絡(luò)，包括內(nèi)部固話網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)等。隨著多媒體技術(shù)的興起，視頻會(huì)議、視頻電話系統(tǒng)也逐漸流行起來(lái)，進(jìn)入了不少企業(yè)單位。
從技術(shù)的角度來(lái)說(shuō)，企業(yè)內(nèi)部信息網(wǎng)絡(luò)有三個(gè)明顯的發(fā)展趨勢(shì)：其一，從有線擴(kuò)展到無(wú)線；其二，從低速發(fā)展為高速；其三，從多架構(gòu)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展為統(tǒng)一融合的IP網(wǎng)絡(luò)。
公共通信網(wǎng)絡(luò)，也有同樣的發(fā)展趨勢(shì)。一方面，以電路交換為主的傳統(tǒng)PSTN網(wǎng)絡(luò)、2G CS移動(dòng)電話網(wǎng)絡(luò)需要進(jìn)一步向前演進(jìn)；另一方面，移動(dòng)上網(wǎng)需求爆發(fā)，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)崛起，以3G PS、4G LTE為代表的分組交換網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)并快速發(fā)展，最終帶來(lái)了移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的空前繁榮。
無(wú)論是專網(wǎng)通信，還是公網(wǎng)通信，都需要考慮電路交換向IP分組交換進(jìn)行演進(jìn)和融合的問(wèn)題，要想辦法滿足跨平臺(tái)多媒體業(yè)務(wù)的實(shí)現(xiàn)需求。
于是乎，一個(gè)全新的通信平臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)出現(xiàn)了，那就是——IMS。
▉ IMS，究竟有什么用？
IMS，全名叫做IP Multimedia Subsystem，IP多媒體子系統(tǒng)。它最早在3GPP R5版本中提出，旨在為3G用戶提供多媒體服務(wù)。后來(lái)，到了4G時(shí)代，它的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)逐漸成熟，得到各大主流運(yùn)營(yíng)商的廣泛認(rèn)可，并在全球范圍內(nèi)應(yīng)用普及。
尤其是VoLTE業(yè)務(wù)的大規(guī)模商用與推廣，讓很多人認(rèn)識(shí)了IMS。去年，國(guó)內(nèi)運(yùn)營(yíng)商共同發(fā)布的5G消息（RCS）業(yè)務(wù)，再次將IMS推向了舞臺(tái)中央。
IMS究竟是什么？為什么它能解決前面提到的融合通信需求？除了VoLTE和5G消息業(yè)務(wù)，它還能夠給我們帶來(lái)什么？
其實(shí)，IMS（IP Multimedia Subsystem）的命名本身，就已經(jīng)向我們透露了一部分答案。
首先，IP，代表IMS基于IP承載，完全采用了IP技術(shù)。
IMS的核心協(xié)議是SIP（Session Initiation Protocol，會(huì)話初始協(xié)議）。這是IETF基于Internet量身定制的應(yīng)用層控制協(xié)議。它獨(dú)立于底層協(xié)議之上，非常開(kāi)放靈活，具有很強(qiáng)的擴(kuò)展性，特別適合多媒體通信。
其次，Multimedia（多媒體），是指IMS可以實(shí)現(xiàn)多媒體業(yè)務(wù)。
傳統(tǒng)理解的多媒體業(yè)務(wù)是語(yǔ)音、圖像、音頻、視頻等。IMS標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)多媒體業(yè)務(wù)進(jìn)行了更細(xì)致的劃分，如下表所示：
最后，Subsystem（子系統(tǒng)），表明IMS是整個(gè)通信系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分，可以配合其它網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)功能。例如，IMS與LTE進(jìn)行配合，可以實(shí)現(xiàn)VoLTE。IMS與5G配合，可以實(shí)現(xiàn)VoNR業(yè)務(wù)。IMS與即時(shí)消息配合，可以實(shí)現(xiàn)RCS。……
簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，IMS就是部署在IP網(wǎng)絡(luò)上的“呼叫服務(wù)器”。通過(guò)它的控制協(xié)調(diào)，IP網(wǎng)絡(luò)上的用戶就可以互相進(jìn)行視頻電話這樣的多媒體業(yè)務(wù)。
IMS的目標(biāo)，是構(gòu)建一個(gè)與接入無(wú)關(guān)、支持廣泛多媒體業(yè)務(wù)的融合平臺(tái)，為IP網(wǎng)絡(luò)賦能，為客戶需求服務(wù)。
也有人說(shuō)，軟交換不是也具備類(lèi)似IMS的通信能力嗎？
事實(shí)上，軟交換遠(yuǎn)不如IMS。軟交換作為程控交換向IP化過(guò)渡的產(chǎn)品，沒(méi)有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。而IMS是國(guó)際確立的下一代通信核心網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，大家都在積極探索應(yīng)用落地。不過(guò)，受制于專業(yè)要求高、投入研發(fā)代價(jià)大、時(shí)間周期長(zhǎng)、商業(yè)模式不清晰等因素，IMS至今沒(méi)有很好的應(yīng)用落地解決方案。
▉ IMS的內(nèi)部架構(gòu)
IMS的內(nèi)部架構(gòu)較為復(fù)雜，網(wǎng)元和接口較多，業(yè)務(wù)流程也比較繁瑣。
從宏觀上來(lái)看，IMS體系架構(gòu)采用分層設(shè)計(jì)的思想，總共分為四個(gè)層次結(jié)構(gòu)，分別是業(yè)務(wù)層、控制層、傳送層、接入層。
IMS網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖
這種分層架構(gòu)，將業(yè)務(wù)應(yīng)用、呼叫控制、傳輸承載進(jìn)行徹底分離，功能之間采用標(biāo)準(zhǔn)的業(yè)務(wù)開(kāi)放接口，方便逐步進(jìn)行部署。同時(shí)，它也實(shí)現(xiàn)了與接入無(wú)關(guān)，便于固網(wǎng)與移動(dòng)網(wǎng)的融合。數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行集中存儲(chǔ)的方式，也利于運(yùn)維和管理。此外，它還能夠有效支持QoS控制機(jī)制和網(wǎng)絡(luò)安全機(jī)制。
具體網(wǎng)元方面，最需要關(guān)注的是CSCF（呼叫會(huì)話控制功能）網(wǎng)元。它是整個(gè)IMS網(wǎng)絡(luò)的核心，支持SIP協(xié)議，處理SIP會(huì)話。
根據(jù)功能不同 ，CSCF分為三種類(lèi)型：P-CSCF、I-CSCF、S-CSCF。它們?cè)诮M網(wǎng)時(shí)，物理上可以是合一的，也可以分別部署，主要取決于IMS的業(yè)務(wù)接入方式、接入點(diǎn)位置、業(yè)務(wù)容量和處理能力，以及用戶業(yè)務(wù)具體需求等因素。
▉ IMS的垂直行業(yè)應(yīng)用案例
IMS基于自身的平臺(tái)能力，可以在包括能源、電力、教育、物流、金融等各行各業(yè)滿足用戶的定制化需求，發(fā)揮更大的商業(yè)價(jià)值。
我們以國(guó)家電網(wǎng)公司為例，具體看看IMS究竟是如何賦能企業(yè)數(shù)智化轉(zhuǎn)型的。
國(guó)家電網(wǎng)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型
眾所周知，國(guó)家電網(wǎng)是國(guó)內(nèi)企業(yè)規(guī)模最大的公司之一。因?yàn)闃I(yè)務(wù)的需求，該公司在很早之前就建立了公司行政交換網(wǎng)。早期的時(shí)候，行政交換網(wǎng)經(jīng)歷了從模擬交換到數(shù)字交換。后來(lái)，為了適應(yīng)打造全球一流能源互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)的目標(biāo)，國(guó)家電網(wǎng)行政交換網(wǎng)從程控交換直接跳過(guò)NGN，向IMS演進(jìn)。
2018年，國(guó)家電網(wǎng)全面建成覆蓋總部和27家省級(jí)電力公司的IMS行政交換核心網(wǎng)，并逐步實(shí)現(xiàn)了互聯(lián)互通。
如今，基于IMS技術(shù)設(shè)計(jì)的這張行政交換網(wǎng)，滿足了企業(yè)即時(shí)通信、音視頻會(huì)議、智能撥號(hào)方面的各種融合通信需求，實(shí)現(xiàn)了跨地區(qū)、跨部門(mén)之間的互聯(lián)互通。IMS不僅提升了企業(yè)辦公業(yè)務(wù)效率，還大幅降低了運(yùn)維難度和成本。
對(duì)于國(guó)家電網(wǎng)公司來(lái)說(shuō)，IMS的價(jià)值遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止行政辦公領(lǐng)域。公司的電網(wǎng)核心業(yè)務(wù)通信能力和安全生產(chǎn)保障能力，也在逐漸被IMS改造升級(jí)。
隨著5G和全光網(wǎng)絡(luò)的普及，像國(guó)家電網(wǎng)這樣的工業(yè)、能源企業(yè)的通信方式正在發(fā)生變革。網(wǎng)絡(luò)的帶寬不斷增加，網(wǎng)絡(luò)的時(shí)延不斷減小，使得以往在科幻片中才可以看到的數(shù)字智能生產(chǎn)場(chǎng)景變得觸手可及。越來(lái)越多的電網(wǎng)生產(chǎn)數(shù)據(jù)、經(jīng)營(yíng)數(shù)據(jù)等實(shí)時(shí)信息，需要多媒體手段進(jìn)行獲取、傳遞和分析處理。
例如，借助AR頭盔和藍(lán)牙手表，以及AR眼鏡等，可以對(duì)一線生產(chǎn)人員身體健康狀況進(jìn)行體征檢測(cè)預(yù)警，對(duì)電子工單執(zhí)行情況進(jìn)行跟蹤，進(jìn)一步基于“四不兩直”和“四個(gè)管住”對(duì)施工/搶修現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行安全規(guī)范和場(chǎng)景識(shí)別，實(shí)現(xiàn)按需通信。
既可以通過(guò)實(shí)時(shí)視頻和跨部門(mén)視頻會(huì)議的形式，尋求后方的技術(shù)支持，也可以采集現(xiàn)場(chǎng)的影像信息，發(fā)給后方進(jìn)行分析。這些技術(shù)手段，有助于安全生產(chǎn)管控及運(yùn)檢效率提升，以及故障問(wèn)題的及時(shí)處理，保障電力網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行安全。
AR頭盔（鴻天科技）
再例如，借助基于IMS的調(diào)度指揮通信產(chǎn)品，支持應(yīng)急場(chǎng)景下的智慧調(diào)度，支持對(duì)終端自主加密的安全認(rèn)證接入，支持保密通信。在圖形化管理下，便于快速構(gòu)建前后方指揮通道，實(shí)現(xiàn)流暢溝通。
多媒體指揮調(diào)度系統(tǒng)（鴻天科技）
很多人可能會(huì)問(wèn)，為什么國(guó)家電網(wǎng)要建設(shè)專網(wǎng)，而不是使用運(yùn)營(yíng)商的公網(wǎng)呢？
主要是因?yàn)楣W(wǎng)采用了運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)和建設(shè)管理經(jīng)驗(yàn)，難以適用于國(guó)家電網(wǎng)專網(wǎng)業(yè)務(wù)和管理特性。此外，公網(wǎng)在安全可靠、自主可控、按需定制方面，也不如專網(wǎng)更能符合國(guó)家電網(wǎng)公司的需求。
實(shí)踐證明，IMS技術(shù)作為國(guó)際普遍認(rèn)可的通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，為國(guó)家電網(wǎng)公司“能源互聯(lián)網(wǎng)”戰(zhàn)略目標(biāo)實(shí)現(xiàn)提供了有力的支撐，也為電力行業(yè)的數(shù)智化應(yīng)用研究探索提供了優(yōu)質(zhì)的土壤。
2030碳達(dá)峰、2060碳中和，信息和通信（ICT）高度融合的網(wǎng)絡(luò)將是國(guó)家電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的關(guān)鍵，沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)引領(lǐng)多系統(tǒng)融合解決方案，信息孤島、數(shù)據(jù)碎片化、網(wǎng)絡(luò)煙囪及信息通信網(wǎng)絡(luò)安全等問(wèn)題很難解決。
對(duì)于其它各個(gè)行業(yè)來(lái)說(shuō)，IMS在國(guó)家電網(wǎng)的應(yīng)用落地具有很高的參考價(jià)值。各行業(yè)可以基于IMS和5G，打造安全可靠的專網(wǎng)萬(wàn)物互聯(lián)應(yīng)用場(chǎng)景，解決數(shù)字化轉(zhuǎn)型面臨的終端安全可信接入認(rèn)證管控、多系統(tǒng)融合難、網(wǎng)絡(luò)安全等問(wèn)題。
▉ IMS的未來(lái)
基于扁平化結(jié)構(gòu)的IMS網(wǎng)絡(luò)，是固移融合的基礎(chǔ)，也是統(tǒng)一協(xié)同的支撐。
全球統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，國(guó)內(nèi)外運(yùn)營(yíng)商的一致支持，都為IMS的持續(xù)發(fā)展掃清了障礙。IMS現(xiàn)在是世界公認(rèn)的核心網(wǎng)主流技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，是現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)不可或缺的組成部分。
尤其對(duì)于政企專網(wǎng)市場(chǎng)來(lái)說(shuō)，IMS面對(duì)的是一個(gè)藍(lán)海。幾乎所有的企業(yè)，都對(duì)IMS有著原生的需求。IMS所賦予的多媒體能力，是企業(yè)信息化、數(shù)字化、智能化的基本出發(fā)點(diǎn)。沒(méi)有IMS，企業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型將無(wú)從談起。
目前，除了多媒體會(huì)話業(yè)務(wù)之外，IMS還在電信增值業(yè)務(wù)平臺(tái)、應(yīng)急指揮調(diào)度、企業(yè)級(jí)融合通信系統(tǒng)等領(lǐng)域進(jìn)行了廣泛使用，均有優(yōu)異表現(xiàn)。
IMS廠家方面，華為中興作為一線設(shè)備商，占有較大的市場(chǎng)份額。他們主要側(cè)重5G網(wǎng)絡(luò)及通信運(yùn)營(yíng)商應(yīng)用服務(wù)。國(guó)外的話，諾基亞貝爾、愛(ài)立信、AT&T等公司，都在探索研究IMS的應(yīng)用落地方案。
值得一提的是，國(guó)內(nèi)新興技術(shù)創(chuàng)新型企業(yè)，也在IMS領(lǐng)域開(kāi)始發(fā)力。例如鴻天科技（www.hente.cn），主要提供軟硬件分離企業(yè)級(jí)的輕量化、定制化、應(yīng)用自主數(shù)字化班組的IMS解決方案。該企業(yè)專注IMS應(yīng)用研發(fā)十余年，解決了制約應(yīng)用落地多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，已經(jīng)申報(bào)發(fā)明中國(guó)及美國(guó)專利50余項(xiàng)，2020年實(shí)現(xiàn)了全國(guó)首個(gè)廣電700M電力5G應(yīng)用落地項(xiàng)目案例。
鴻天IMS核心系統(tǒng)
未來(lái)，隨著國(guó)家數(shù)字化轉(zhuǎn)型的深入推進(jìn)，企業(yè)專網(wǎng)通信市場(chǎng)的不斷開(kāi)啟，相信IMS將會(huì)迎來(lái)更廣闊的未來(lái)！
