主頁（http://www.130131.com）：VoIP，VoLTE，SIP，IMS的前世今生

不管國內(nèi)的3G的發(fā)展是多么的怪異，中國移動是多么的苦逼地半推半就發(fā)展著TD-SCDMA這個“國產(chǎn)”的3G，也不管你究竟有沒有反應(yīng)過來，4G是又快要來了，但即使4G經(jīng)過了這么多年，被通訊界的大佬們（3GPP，3GPP2，OMA，GSMA等等）反復(fù)討論了n多遍，發(fā)了多少版Release標(biāo)準(zhǔn)化文檔，一眾業(yè)內(nèi)人士還是一頭霧水不知所措，更不要說普通用戶了，完全是一灘漿糊……

by meineson，http://mbstudio.cn 2013.3

一切要重頭說起，從電話技術(shù)發(fā)明，到大哥大（1G移動通訊）誕生，發(fā)展到2G數(shù)字移動通訊（GSM、CDMA），以及現(xiàn)在的3G（WCDMA、TD-SCDMA、CDMA-2000），4G（TD-LTE、FDD-LTE），本質(zhì)上是追求成本的降低，產(chǎn)品功能的多樣化；

1G很簡單，就是為了讓固定電話能隨身攜帶，沒有額外功能，純粹的模擬電話信號通過無線電傳輸；

2G，以及后面的2.5G, 2.75G，是把模擬的電話信號轉(zhuǎn)換成了數(shù)字化的編碼，簡單些理解就是家里無繩電話的模擬無線和2.4G數(shù)字無繩的區(qū)別，然后附帶著，就象在電話線上提供貓撥號上網(wǎng)一樣，提供了GPRS、EDGE的上線功能，當(dāng)然，和貓上網(wǎng)一樣，速度慢是典型的特點(diǎn)，這一時期還提供了象短信、彩信等一些有限的增值服務(wù)；

3G的重點(diǎn)放在了上網(wǎng)速度上，語音電話弱化了，但其本質(zhì)是在2G上發(fā)展而來的，大量的科學(xué)家的精力花在了如何在舊體系上，有沒有辦法多壓榨些資源來傳輸上網(wǎng)數(shù)據(jù)——這有點(diǎn)象把一個書架上的放書的格子和位置好好規(guī)范了一下，比隨便亂放能放更多書了，但根本問題沒解決，有限的通訊資源要保留著隨時準(zhǔn)備讓語音電話使用，所以成本還是居高不下；

4G其實(shí)對普通用戶意義不大，真正商用能穩(wěn)定提供的下行帶寬也就10M左右，與聯(lián)通WCDMA宣傳的3G的速度差別不大，雖然4G理論上能提供的速度能達(dá)到100M，但理論就只是理論，而已。

之前有過一篇文章說到過，4G之所以在用戶需求層面沒有動力時，運(yùn)營商仍要大力去推，這好象有些不符合商業(yè)規(guī)律——技術(shù)本應(yīng)該是根據(jù)市場用戶需求而誕生的，但根源，是因?yàn)?G改變了從2G到3G時的運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)方式和運(yùn)營成本，4G不再保留無線通訊資源來專門跑語音了，而是所有資源全部用來跑數(shù)據(jù)——就是全部用來上網(wǎng)；

打電話時，走2G、3G線路上的語音保留資源，這是“獨(dú)占”的資源，而4G所有的資源，都用來跑數(shù)據(jù)，電話語音也變成數(shù)據(jù)，大家可以“共享”網(wǎng)絡(luò)帶寬速率，顯而易見，共享的資源的成本，肯定要大大低于獨(dú)占的資源了，所以4G的數(shù)據(jù)資費(fèi)，成本會遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于3G時的上網(wǎng)成本，當(dāng)然，這是對于運(yùn)營商有利的，最終定什么價，還是運(yùn)營商定；

雖然我們這里主要是說4G——也就是手機(jī)、移動通訊，但固定電話和固定寬帶，技術(shù)上也是有相似性的，和上面移動通訊要發(fā)展1G、2G、3G、4G一樣，固定電話和固定寬帶也在從電話線——電話線+撥號上網(wǎng)——電話線+ADSL上網(wǎng)——純光纖上網(wǎng)（送終端設(shè)備，從光纖上面接電話出來），幾乎是和移動通訊類似的發(fā)展軌跡；

不管是4G的最終發(fā)展目標(biāo)，還是光纖上網(wǎng)整合寬帶上網(wǎng)和固定電話，他們都有一個統(tǒng)稱，NGN下一代網(wǎng)絡(luò)，美好的規(guī)范圖是這樣描繪的——在一個網(wǎng)絡(luò)（NGN）上，同時能提供上網(wǎng)、電話、電視以及各種增值服務(wù)，三網(wǎng)融合；

手機(jī)移動通訊要實(shí)現(xiàn)這些美好愿景，在可以預(yù)見的未來，不太容易實(shí)現(xiàn)，特別是第一階段，能讓大家用習(xí)慣了的電話，順順當(dāng)當(dāng)跑在4G網(wǎng)絡(luò)上，就是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)，所以，3G會在相當(dāng)長的時間里，和4G是共存的，并且4G更長一段時間，可能只是用來提供數(shù)據(jù)服務(wù)，這是因?yàn)?mdash;—VoLTE還不成熟；

目前市面上的4G手機(jī)，都只是用4G來上網(wǎng)，而打電話仍走原來的3G或2G的通道，因?yàn)?G要想獨(dú)立打電話，需要有IMS服務(wù)器和IMS軟件終端，但無論是IMS服務(wù)器的成熟度和軟件的終端的成熟度，還不夠成熟，所以中國移動要采購的第一批產(chǎn)品中的MIFI和CPE，MIFI稱為能提供4G接入的無線路由器的理解沒錯，而對CPE的名詞解釋，很多家專業(yè)媒體都說錯了，CPE是在MIFI基礎(chǔ)上，還留有一個模擬電話的接口，接上電話機(jī)就能打電話，而電話就是走的IMS服務(wù)器，真正的VoLTE，這算是移動用來試水的舉措吧，用來測試IMS服務(wù)器的，穩(wěn)定了才在手機(jī)上跑VoLTE；

上面我們提到多個通訊行業(yè)的國際標(biāo)準(zhǔn)化組織，他們這么多年做的大量工作，就是為了讓4G這個純IP網(wǎng)絡(luò)化的移動通訊網(wǎng)絡(luò)，能讓語音在共享的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)上（PS，即包交換），能象從前在獨(dú)占的語音網(wǎng)絡(luò)上（CS，即電路交換）跑的一樣遛，他們想到了VoIP；

VoIP里面有許多標(biāo)準(zhǔn)，Skype是私有的，H323是通訊行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)，SIP是IETF也就是互聯(lián)網(wǎng)組織定的，為什么通訊行業(yè)定未來下一個幾十年的標(biāo)準(zhǔn)時，不是從他們自己的H323上面發(fā)展，而是選互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)組織IETF提出的SIP標(biāo)準(zhǔn)呢？大家都笑而不語……

但互聯(lián)網(wǎng)的原則是開放，還有一個就是免費(fèi)，所以SIP在脫離于通訊行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)約束時，非常自由，對于不同供應(yīng)商提供的SIP服務(wù)之間的結(jié)算啊、費(fèi)用啊之類的沒有通訊行業(yè)那么細(xì)——說白了，就是SIP提供的許多服務(wù)都是免費(fèi)的，要想收費(fèi)不太好下手，由此，3GPP等等一眾通訊行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化組織，在SIP基礎(chǔ)上，提出了IMS，到此，我們標(biāo)題里說的SIP、VoIP、VoLTE、IMS這些名詞全部出場了。

VoIP解釋起來簡單，就是Voice on IP，語音跑在IP網(wǎng)絡(luò)上，就是VoIP，這是一個比較上層的統(tǒng)稱的名詞，那么同樣的VoLTE也只是說語音跑在LTE網(wǎng)絡(luò)上——LTE就是指的4G的兩個標(biāo)準(zhǔn)，TD-LTE、FDD-LTE——需要注意的是，TD-LTE和TD-SCDMA沒有任何關(guān)系，其它的我就不多說了。

LTE全稱是Long Time Evolution，從名字上就知道，4G這個東西提出的很匆忙，許多東西還沒定好就被運(yùn)營商急著要上線。

而IMS這個東西就要復(fù)雜的多了，雖然SIP很好理解，大家暗地里可能也用了好多年的VoIP，對SIP也很熟悉了，它本質(zhì)上就是一個服務(wù)器，放賬號，大家注冊上去就能打電話，很簡單吧，但要收費(fèi)呢，目前VoIP一般也只提供了便宜的網(wǎng)絡(luò)電話，按時長或者包月收費(fèi)，沒有增值服務(wù)——這對于移動通訊運(yùn)營商來說可是不能忍受的。

來電顯示為什么不能收費(fèi)？為什么彩鈴不能收費(fèi)？為什么留言不能收費(fèi)？為什么為什么？…………

所以，IMS干的第一件是，就是加入了一個HSS子服務(wù)（Home Subscriber Server），這個是什么東西呢？SIP雖然也分為注冊服務(wù)器Register Server、呼叫代理服務(wù)器Proxy Server，但SIP的注冊服務(wù)器只是記錄一下一個SIP賬號的當(dāng)前的IP地址數(shù)據(jù)、認(rèn)證一下賬號密碼是不是正確；但I(xiàn)MS里的HSS就不簡單了，他是在SIP的注冊服務(wù)器基礎(chǔ)上，增加了一個很明顯的運(yùn)營商特征——業(yè)務(wù)訂購數(shù)據(jù)庫，也就是在移動開手機(jī)卡時，那一堆附加增值服務(wù)，好了，你在這里可以看到來電顯示業(yè)務(wù)、呼叫等待業(yè)務(wù)、彩鈴業(yè)務(wù)……，的開關(guān)——也意味著收費(fèi)的計(jì)費(fèi)點(diǎn)；

因?yàn)閂oIP很簡單，一般是企業(yè)內(nèi)部用，或者小規(guī)模的虛擬運(yùn)營商在有限的幾臺服務(wù)器上提供服務(wù)，所以VoIP的SIP軟件、SIP電話機(jī)網(wǎng)關(guān)就可以直接通過IP地址和賬號就能注冊上去，然后呼叫在多臺服務(wù)器上互相路由就可以完成呼叫的目的了，這些服務(wù)器，一般就是SIP Proxy Server，涉及到和固定電話、手機(jī)號碼互通時，會有FXO網(wǎng)關(guān)，E1網(wǎng)關(guān)等負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)換，這里不多說了；

而IMS作為運(yùn)營商的方案，動輒上億用戶規(guī)模，而且又分為各省市地分公司，當(dāng)然，還有一個不得不提的，漫游——IP還區(qū)分漫游？VoIP不是宣傳不區(qū)分本地長途，沒有漫游的概念么？是的，但I(xiàn)MS認(rèn)為這樣不行，所以，他要加入漫游的概念……

IMS的核心是SIP，所以類似SIP Proxy Server這么重要的核心組件，IMS是不會少的，IMS里稱它為Call Session Control Function，即CSCF，并且又把它分成了多個子系統(tǒng)，其中代理CSCF（P-CSCF）從用戶終端角度看，基本就是SIP里的Proxy Server了（但其實(shí)不是，下述），負(fù)責(zé)直接與IMS的終端（類似SIP的軟電話、硬件電話等等，但同樣的，也擴(kuò)展了不少東西，這里跳過不述）；P-CSCF直接與終端交互，可能會把SIP進(jìn)行壓縮或者加密，然后就交給查詢CSCF（I-CSCF），I-CSCF會查詢HSS數(shù)據(jù)，來對用戶名和密碼進(jìn)行認(rèn)證，當(dāng)然，他也從HSS里查詢你是否欠費(fèi)了，開通或關(guān)閉了某些業(yè)務(wù)，以及你是從哪個P-CSCF來的，用來判斷你是不是漫游；

整個呼叫過程中，P-CSCF是不做復(fù)雜工作的，P-CSCF只負(fù)責(zé)接收SIP消息，它相當(dāng)于是對外聯(lián)絡(luò)點(diǎn)，然后SIP消息會到達(dá)I-CSCF，I-CSCF是運(yùn)營商的核心網(wǎng)絡(luò)——就是運(yùn)營商內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的入口，他會根據(jù)HSS查找到用戶是屬于哪個地區(qū)的，會對應(yīng)分配一個空閑的為該地區(qū)服務(wù)的服務(wù)CSCF（S-CSCF），一直到了這里，S-CSCF才是真正的VoIP里Proxy Server的角色，S-CSCF完成用戶注冊認(rèn)證和呼叫的路由處理，以及電話業(yè)務(wù)的觸發(fā)（IMS稱為AS，另外獨(dú)立成一個子系統(tǒng)，下述）；

所以如果綜合來分析，P-CSCF和I-CSCF只是起到一個邊界安全防護(hù)SBC服務(wù)器和負(fù)載平衡、服務(wù)器分流這一類功能，真正處理SIP注冊和呼叫的原先VoIP里標(biāo)準(zhǔn)邏輯的組件，是S-CSCF，從物理上看，P-CSCF可能是全國或省一級中心統(tǒng)一的服務(wù)器集群，配合更多的I-CSCF服務(wù)器分布在主干核心網(wǎng)上做分流，背靠一個大的HSS服務(wù)器群，將不同市縣的用戶分配到各地的S-CSCF上進(jìn)行實(shí)際的處理，并且S-CSCF會更多地與當(dāng)?shù)氐耐ㄓ崣C(jī)房里原有的2G、3G發(fā)生交流，也就是媒體網(wǎng)關(guān)（MGW），負(fù)責(zé)把新的走4G的手機(jī)終端和舊的3G、2G以及固定電話之類的對接起來，保持兼容（也就是PS、CS域的互通）；

所以，一個最最精簡的IMS系統(tǒng)，它的核心組件是包含HSS、CSCF（P、I、S）即可，即把VoIP SIP的核心Register和Proxy Server進(jìn)行按運(yùn)營需求的發(fā)展：

而MGW，其實(shí)就是市面上大量被使用的VoIP的模擬網(wǎng)關(guān)，數(shù)字中繼網(wǎng)關(guān)，而已……當(dāng)然，運(yùn)營商對穩(wěn)定性要求需要更高一些，并且需要額外的集中管理和控制能力；

但如果上了4G也只是為了提供和原來類似的語音通話功能，運(yùn)營商的面子還是掛不住的，得與時俱進(jìn)，提供一些IM服務(wù)，面向個人用戶，所以一般還要加一個Presence Server，推送服務(wù)器，離線存儲服務(wù)器等云的概念，提供的，無非是類似qq或微信的功能了，當(dāng)然，可能是收費(fèi)的，再次笑而不語……

同樣的，通訊不只是面向個人的，也要面向企業(yè)，所以上面也提到了AS子系統(tǒng)，即Application Server，其實(shí)就是現(xiàn)在的通訊行業(yè)內(nèi)的增值方案服務(wù)供應(yīng)商了，一般就是提供例如電話會議、語音留言，企業(yè)語音導(dǎo)航IVR，電話呼入自動分配ACD等等；

因?yàn)橄?G或者NGN，大家全是跑在IP網(wǎng)絡(luò)上的，所以就不再需要象原先做電話呼叫中心，CTI系統(tǒng)等等，讓電話與電腦信息系統(tǒng)對接需要額外購買一臺電話程控交換機(jī)、語音板卡等等才能使用的問題了，只要有能接入網(wǎng)絡(luò)的智能的設(shè)備，電腦、手機(jī)、平板，都可以直接與IMS的AS子系統(tǒng)對接，這可能才是真正的推4G或ngn的價值吧，讓電話也完全融入電腦的IP網(wǎng)絡(luò)世界里，電話、手機(jī)獨(dú)立在企業(yè)的信息化系統(tǒng)外面已經(jīng)太多年了，如果這一均勢發(fā)展良好，那些老掉牙的定制的CTI通訊系統(tǒng)，終于可以跟上互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品發(fā)展的節(jié)奏，讓我們接觸的象銀行、快遞公司的電話系統(tǒng)，醫(yī)院的掛號、火車飛車的買票的電話系統(tǒng)，真正的能跟上時代發(fā)展的腳步了，IVR語音菜單導(dǎo)航這種逆天反人類的存在，早就該被淘汰了！