FMC技术研究

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摘要  回顾了 FMC产生的背景及意义，提出了FMC体系结构，并重点探讨了IMS网络融合和UMA等技术。
1、FMC简介
    移动通信、互联网等技术的飞速发展催生了新业务市场，也将传统运营商带入了全新的生存环境。国外电信运营商面对新的竞争压力，纷纷提出了转型计划，通过整合不同的业务和网络，发挥全业务运营的优势，而这其中FMC的实施则是主要的环节。
2、FMC体系结构
    FMC的体系结构如图1所示，从中可以看出，FMC包含若干层次的融合，如业务应用的融合、核心控制的融合、核心承载的融合、运营支撑系统的融合、终端的融合等。

图1　FMC体系结构

    （1）业务应用的融合
     从业务角度来看，FMC最终关注的是终端客户期望和用户体验，实现固定和移动的业务融合是FMC的出发点，也是全业务运营商实施差异化竞争的重要手段，是FMC的重点。
     融合的业务应用层作为网络中的业务控制和提供实体（例如PSTN/GSM/CDMA网络中的智能网SCP，软交换/IMS网络的应用服务器、第三方应用服务器等），为核心网所服务的用户提供各种增值业务/应用以及第三方业务/应用。通过业务应用层的融合，利用统一的业务平台为各种网络提供服务，实现集中统一的业务控制以及业务数据管理。
    （2）核心控制的融合
     从网络控制层面上看，支持固定/移动融合，无论是固定还是移动接入方式，都采用统一的业务实现模式、统一的用户管理、统一的鉴权认证、统一的计费以及统一的业务平台接口。
    （3）核心承载的融合
     IP技术的发展和成熟，使得语音、数据和多媒体业务都可以以IP为基础，实现在不同网络间的互通，进而从技术上为网络融合奠定了最坚实的基础。固定和移动网络都可以采用IP作为核心承载网络，实现核心承载层的融合。
     但IP固有的无连接的特征，使得IP网络中端到端的QoS保证比较困难，特别是在承载实时的语音和视频业务时，需要在IP网络中引入电信级的控制机制，通过独立的承载（资源）控制层对业务的QoS资源请求进行处理，实现基于业务的QoS保证和管理。
    （4）运营支撑系统的融合
     运营支撑系统融合的最直接的一种方式就是计费的融合。通过实现各业务营业系统的界面级综合，在一台营业终端上可以进行各种业务的营业操作，即“一台清”，实现各业务账单合一，用户可以在一个营业窗口缴纳所有业务的费用，实现综合业务的统一账单功能或将多种业务打包统一提供给用户，并为用户提供统一的管理界面，如统一的定购服务、统一账单服务。因此这种服务融合需要营账系统、客服系统的融合，需要在后台以二次汇总处理的方式提供组合服务。
     （5）终端的融合
     终端设备的融合包括物理融合和逻辑融合两种形式。前者指不同终端设备物理上的融合；而逻辑终端设备的融合可能需要不同终端设备的用户采用统一的方式进行用户的认证和鉴权，因此这种方式的业务融合不仅要求物理终端设备的融合，还需要提供服务或业务的某些网络层面或网络元素进行融合。
3、核心层的融合及关键技术
    3.1　核心网融合架构
    IMS是业务网演进的下一阶段目标，从真正意义上实现电路域和分组域的统一，利于多媒体通信类业务的实现。IMS同时具备IP（技术融合的汇聚点）以及多媒体（业务融合的汇聚点）两个特性；基于IMS的FMC的概念正逐步得到越来越多的关注和认同。基于IMS的FMC结构如图2所示。

图2　基于IMS的FMC体系结构

    PSTN/ISDN仿真是为连接到IP网（经过网关）的传统电话终端仿真PSTN/ISDN，所有PSTN/ISDN业务保持可用和一致，这样端用户并不会意识到没有连接到基于TDM的PSTN/ISDN。相对于PSTN/ISDN仿真，PSTN/ISDN模拟指配置类似PSTN/ISDN业务的IP电话终端。
    接入网附着子系统应该提供下列功能：IP地址分配（如采用DHCP）；发生在IP层的鉴权，在地址分配期间或之前；根据用户业务清单（profile）的网络接入授权；根据用户业务清单的接入网配置；发生在IP层的位置管理。
    NASS子系统的引入使固定终端具有游牧特性成为可能。目前，TISPAN重点研究NASS的内部结构与接口、外部接口以及与业务系统和RACS系统的互通。
    资源和接纳控制子系统应该提供接纳控制和关口控制功能（包含NAPT控制）。接纳控制涉及到根据运营者的具体策略规则和资源，检查接入网附着子系统保存的签约数据的授权。检查资源可用性意味着接纳控制功能校对被请求的带宽是否与预定的带宽和用户使用的带宽一致。网关控制功能如下：打开和关闭关口（即根据IP地址/端口进行分组包过滤）；为出局的业务进行分组包的标记；为上行和下行业务流进行资源分配和带宽预约；IP地址和端口号的翻译（NAPT）；使用率计算；QoS监测。
    3.2　VCC
    在向融合网络演进的过程中，可以利用VCC（Voice Call Continuity）技术来实现用户在传统网络与IMS网络之间的无缝漫游和切换，保证语音业务的连续性。目前3GPP以及3GPP2都在进行VCC的研究。
    3.3　统一数据管理
    用户数据集中存储、管理和应用是网络融合的基础。用户数据集中存储，不再与控制层网元以及业务功能紧密绑定，之间采用开放的接口，支持用户移动性以及业务的开放性。在国际标准组织定义的NGN架构中，都定义了集中存储数据的功能实体。3GPP定义了HSS是IMS的数据库实体，主要完成PS域的HLR/AuC功能、CS域的HLR/AuC功能和IMS相关功能，是IMS中所有与用户和服务相关的主要数据存储器，存储用户身份、注册信息、接入参数和服务触发信息，同时亦可存储业务服务器所需用的用户数据。TISPAN定义了UPSF作为数据集中存储的功能单元。
    3.4　用户鉴权
    3GPP IMS中规定移动用户采用AKA的鉴权认证方式，对Digest的认证方式进行扩展，用来携带AKA认证的参数。IMS用户需要支持ISIM卡，ISIM中存储用户的公有用户标志、私有用户标志以及鉴权认证的参数。对于USIM的用户，要求终端能够根据USIM中的用户信息来生成公有用户标志和私有用户标志。
    固定终端没有UICC卡，通常只有公有用户标志（E.164号码或SIP URI），而没有私有用户标志，不支持AKA的鉴权认证方式，因此如果IMS对固定移动终端采用统一认证方式，就需要对固定终端进行扩展或要求IMS支持不同的认证方式。
    目前TISPAN已经规定，对于移动、固定用户，推荐IMS采用基于ISIM/USIM的AKA鉴权认证方式；对于没有ISIM/USIM的终端，可以采用SIP Digest的鉴权认证方式，但要求固定终端能够具有私有用户标志、公有用户标志和归属网络域名等参数用于鉴权。
4、接入层面融合
    接入层是指为用户提供接入的网络层面，它比接入网的概念更宽、延伸更广，一方面是各种接入方式丰富多彩、层出不穷，乃一方面是各种接入方式之间相互关联、不断融合。对于固定接入方式和移动接入方式的融合，在网络侧主要体现在WLAN/Bluetooth和GSM的融合、WLAN和WCDMA的融合等。
    WLAN/Bluetooth和GSM的融合方案的标准是由UMA组织制定的，已经被3GPP组织接受。如图3所示，在这种方案中，WLAN/Bluetooth终端通过IP接入网连接到GSM/GPRS核心网，从而使用GSM/GPRS网络提供的业务。这种技术在英国电信已经得到商用，即BluePhone方案：用户拥有一个Bluetooth和GSM的双模终端，在室外通过GSM网络接入到PLMN核心网，在室内通过Bluetooth经ADSL网络接入PLMN核心网，用户可以享受更低的资费。

图3　UMA体系结构

    另外也可以充分利用WiMAX和移动网融合来为移动用户提供高速数据，蜂窝网从电路交换发展而来，强调语音业务，其数据业务一直没有大的突破。WiMAX的高带宽特性可以与蜂窝移动网络优势互补，为运营商降低成本，提高商业价值。图4为利用WiMAX和移动网融合来为移动用户提供高速数据的结构。

图4　利用WiMAX和移动网融合来为移动用户提供高速数据的结构

5、运营支撑系统的融合
    运营支撑系统的融合主要包括计费账务系统的融合、结算系统的融合和充值平台的融合。运营支撑系统融合的关键是要实现高度的系统集成化，把各式各样的分离业务系统融合起来、串联起来，形成统一的整体，实现内部业务流程和外部业务流程的顺畅通达和统一协调，从而实现企业管理水平、运营效率、服务能力等方面的整体提升，实现用户层面的统一计费、统一账单和业务捆绑。