IMS中会议业务的实现

 

一、 引言

　　3GPP提出的IP多媒体子系统（IMS），引起了人们越来越多的关注。IMS是叠加在原有的电路域和分组域的基础上一个相对独立多媒体子域。它提供开放的业务接口，实现了用户平面、控制平面、业务平面的分离，使得业务的实现能够独立于下层的承载网络，这也为开展更加灵活的、丰富多彩的业务提供了一个契机。

　　传统的会议业务通常是由需要业务提供商提供一整套系统，包含会议业务应用服务器、媒体服务器、接入网络服务器等。这就无形之中增加了成本，也使得会议业务的使用对象受到了限制，会议业务通常商用于企业级的客户。而随着IMS概念的引入，使得业务提供商可以更专注于业务的提供，而无需过多的关注业务层以下的实现，同时由于IMS和接入网络无关的特性，能够让不同网络中的用户接入到会议业务中来。因此，随着网络的融合和网络能力的升级，在未来的会议业务中，不再仅仅是面向企业级用户，也可以面向更多的普通用户，如：即时聊天室业务、多方视频通信业务等，让更多的人们更方便地感受到会议业务带来的生动体验。

　　本文主要从业务实现的角度出发，着重讨论基于IMS的会议业务的实现。

二、 基于IMS的业务架构

　　UMTS中的IMS业务架构包括3种业务平台：SIP、OSA、CAMEL。它们接入到IMS的逻辑架构如图一所示。图一中的实体：

 

图一：基于IMS网络架构图

　　S-CSCF（服务CSCF）：作为一个SIP Proxy用来控制呼叫和会话，，并且监测何时以及怎样控制增值业务的业务逻辑。S-CSCF提供了一个ISC（IMS Service Control interface）的统一的接口，该接口采用了SIP协议，这样做避免了S-CSCF控制功能的复杂性，不同的业务接入到IMS时，只需要提供一个协议转换功能实体来完成到ISC接口的协议转换，因此可以方便地利用多种应用服务平台开展业务。

　　x-CSCF：可以是I-CSCF或者P-CSCF。IMS中的SIP信令路由经过的元素。P-CSCF是接入网到IMS网络的第一个接入点，从接入网中收到UA（User Agent）发来的SIP注册和会话建立消息，转发到归属域中的I-CSCF，再发至相应的S-CSCF。I-CSCF为每个呼叫灵活选择相应的S-CSCF。

　　IMS其他网元：IMS中的其他网络实体，如：MGCF、HSS、BGCF、MRFC、MRFP等，在这里没有分别逐个列出。这些网络元素执行IMS相应的功能，如：信令连接、承载连接、数据库等等。

　　SIP AS：是一种应用服务器，用于提供各种各样的增值业务。这里的AS可以是一个会议的AS，或者是游戏的服务器等等。本文要介绍的会议就是基于SIP AS来实现的。其他类型的AS（如OSA AS等）不作介绍。

　　不同的网络：用户可以通过不同类型的网络接入方便地接入到IMS中，这里的网络可以是各种各样的网络，可以是Internet、PLMN、WLAN、PSTN等，这就体现了IMS在网络融合中所起的作用。用户通过IMS中S-CSCF查询用户签约档案，激活用户签约的所有业务逻辑。具体业务由相应的SIP AS提供。

三、 会议业务

　　会议业务可以实现多方用户同时进行通信。会议可以用于各种各样的媒体流类型的通信，如音频、视频和文本类型的会议。由于会议所能提供的实时性和高质量保证，使得更多基于会议业务的应用可以被人们所接收，如文件和白板的共享，游戏业务等等。

　　会议的类型主要松耦合会议、完全分布式会议和紧耦合会议：

松耦合会议中每个参加者之间没有信令连接关系，会议中没有一个会议中心，通常这种会议可以利用SIP会话描述中的组播地址支持。

完全分布式会议中，每个参加者之间都建立信令连接，会议中同样没有会议中心。

紧耦合会议中，含有一个会议中心，每个会议参加者与该会议中心建立连接关系。会议中心执行各种各样的会议控制功能，以及媒体混合功能。

　　由于不同会议类型带来的实现上和管理上的不同，从可运营的角度来看，在IMS中的所关注的主要是紧耦合的会议。本文以下涉及到的会议也是紧耦合会议。

1、功能实体架构

 

图二：会议中的功能实体图

　　会议中的功能实体如图二所示。一个完整的会议中包含以下的功能实体：会议参加者、会议中心、媒体混合器、会议策略服务器、会议订阅服务器和会议策略。

　　会议参加者：在基于SIP的会议中，会议的参加者可以分为participant（普通的会议参加者）和moderator（会议主席）。他们具有的权限不同：participant可以申请加入会议，或者申请某种媒体资源；moderator有更多的权限，能够在会议过程中管理主持会议，比如决定是否允许新的用户的接入，对用户申请的媒体资源的批准等等。

　　participant可以是自己主动要求加入会议，或者是被通知邀请加入会议的。而moderator可以是提前指定的，如果没有指定，则moderator是会议创建者。

　　会议中心：是一个会议的核心。它可以看作是一个SIP UA，并且通过一个URI（如：conference123@example.net）标识来表示一个会议。会议中心负责维持和所有的会议参加者之间的信令关系，来确认会议参加者连接到会议中。同时，会议中心还会执行会议策略（利用SIP 协议）。

　　媒体混合器（Mixer）：主要功能是将接收到的各种类型的媒体流混合处理，然后将处理后的结果媒体流分发到会议参加者。这里的媒体传输可以使用RTP协议。

　　会议策略服务器（CPS）：会议策略服务器是一个逻辑上的功能实体，主要是用来操作管理会议策略。它可以其他相关的非SIP协议（如CPCP或者其他协议）来执行对会议策略的管理。CPS可能是实际物理上并不存的实体。

　　会议订阅通知服务器：事实上会议订阅通知服务器是由会议中心分离出来的一个逻辑功能。主要是为了提供用户订阅会议状态的业务，并且当会议状态改变时，通知这些订阅用户。如，有新的用户加入或者离开会议。

　　会议策略：是控制一个会议的规则的完整的集合。会议策略可以在会议创建之前或者会议创建时被制定，用来指导会议中心主持和管理一个会议。

 

 

图三：会议的逻辑架构图

　　紧耦合会议的逻辑架构图如图三所示。会议中的核心是"会议中心（conference focus）"，每一个会议都有一个会议中心，由一个URI标识，用户通过联系这个URI参加到一个会议中去。会议中心和用户之间的拓扑结构为星性结构。会议中心为用户提供并维持一个信令连接，并且可以执行会议策略，实现对会议的控制和管理。

2、会议举例

　　会议流程：

　　下面通过一个会议例子来介绍会议业务中的关键的流程。

　　首先，假设某个运营商提供会议业务，并且给出一个公共业务标识（PSI），该PSI是一个SIP AS的URI，如conference-factory1@ example.net。用户A想要创建一个会议，就可以向该PSI发出SIP请求。具体流程如图四所示：

 

 

图四：创建会议

　　AS在接收到这个SIP INVITE请求之后，就会为该会议请求分配一个会议中心，并返回183响应表示会话正在进行，会议中心的URI（如：conf1234@example.net）包含在该响应中。然后用户和会议中心之间按照SIP会话建立的流程继续进行，这当中可能会使用到一些SIP扩展方法，如：PRACK、UPDATE等，通过这些方法完成媒体的协商和所需资源的预留。

　　用户参加会议。其他的用户可以有两种方法加入到这个会议。

用户A发出邀请；

当用户A向用户B发出邀请时，A可以选择直接发送一个REFER请求到用户B，请求中的"Refer-To"消息头参数设为会议中心的URI：conf1234@example.net，用户B可以通过这个URI直接联系会议中心；

或者A直接发送REFER请求到会议中心，请求中的"Refer-To"消息头参数设为用户B的URI，这时AS可以直接向B发出会议邀请。

会议中心发出邀请。

　　需要注意的是2类邀请的触发条件可以变化，可以不是用户A直接发出REFER请求，而是用户通过会议策略创建会议时，在将来某一时间点，由会议中心按照会议策略给出的呼出列表（dailed-out list）主动发出请求邀请用户B加入到会议中。

　　会议进行过程中。会议中心可以主持会议中的"公共的会话"，这时所有的会议参加者都可以参与；另外，也可以根据某些用户具体的需要建立"私下的会话"，这时只在特定的用户之间进行会话，不会影响到公共的会话。

　　会议的参加者可以通过向"会议中心"发送Bye请求，随时离开会议。而"会议中心"也可以移除某个用户，这可以根据会议策略或者是具有特殊权限用户（一般是会议的创建者）提出的要求。当某个用户离开会议之后，相关的资源就被移除。

　　一个会议的终止可以由"会议中心"执行，其触发条件是：

会议策略指示终止会议

当使用conference factory URI创建会议时，会议的创建者离开会议

会议的最后一个参加者离开会议

　　当满足上述条件时，移除所有的会议参加者，并删除CPS中的会议策略。并且释放分配的conference URI。

　　会议过程中的管理

　　会议中的管理可以分为两部分：一、会议的管理；二、会议的底层控制（floor control）。
会议的管理可以包含会议中的一般的管理，如：会话的创建和终止，会议的策略，会议的参加者，会议参加者的身份的鉴权，会议参加者的权限和优先级等，另外还可以管理添加新的媒体（如：添加一个视频到会议中去）。该部分管理可以通过SIP协议实现。

　　会议的底层控制：主要是为了更充分地利用公共的媒体资源。会议应用（application）通常共享一些资源，比如：会议中的发言权、接入到有限带宽的视频信道，接入到一个共享的文件或者游戏"room"中去。底层控制则使得用户能够安全地接入到一个共享的实体或者资源中去。另外，它还为MRFP提供媒体流如何混合和如何被分发的信息。该部分可以通过floor control协议结合SOAP或者SIP协议实现

　　底层控制可以支持不同的底层控制策略，比如：moderator控制，或者自动排队（queue）先接入先服务规则。当moderator控制时，每一个底层可以由一个moderator进行管理，在这一个底层中被管理的资源可以不止一种，如：发送一个声音信道到语音信道中，接入到共享视频信道中等。

3、计费和安全

　　会议业务可以采取多种计费方式，可以根据会议的规模（参加人数等因素），所采用的媒体的形式，会议的持续时间等进行计费。计费的架构遵从IMS的计费架构。会议业务计费的网络结构如图五所示。

 

 

图五：计费网络结构图

　　IMS体系既支持在线计费能力，也支持离线计费能力。在线计费就是线计费系统与IMS实体进行实时交互，并控制和监视与业务使用有关的计费过程。离线计费主要是指在会话之后收集计费信息，而且计费系统不会实时地影响所使用的业务。所有的IMS网元都要求应用离线计费，而业务层面的AS同时要求应用在线计费。

　　图中在线计费时AS通过Rf接口将计费信息发往OCS（Online Charging System），采用离线计费时AS通过Ro参考点将计费信息发往CCF（Charging Collection Function）。在Rf和Ro接口，AS均使用DIAMETER协议的ACR消息发送计费信息到OCS或CCF，并应用DIAMETER协议的ACA消息从OCS或CCF接收应答。

　　IMS中独立的安全体系模型，可以为在其中开展的各项业务提供安全保证，详细内容在这里不作深入的介绍。业务提供商可以放心地在基于IMS开展多种多样的会议业务。

4、应用的扩展

　　会议业务可以在IMS中灵活的开展，人们所熟悉的会议业务也将不再局限于传统的电话会议业务。会议业务也可以结合各种其他的业务开展新的应用模型。

　　例如：随着移动网络的快速发展，会议业务可以和3GPP中的组业务相结合，普通的用户可以通过自己建立的好友的组，随时进行一个好友之间的聊天会议；或者，基于IMS的SIP应用服务器的灵活性，可以在会议过程中提供即时语言翻译功能，这就可以实现不同语言之间的会议。

四、 总结

　　业务和网络的融合并不是神话，基于IMS实现的会议业务，形式更加地灵活，内容更加地丰富，应用也更加地广泛，将提供给用户实实在在的业务。因此，会议业务的潜力需要进一步深入的挖掘，相信在未来的网络世界里，会议业务将会给用户带来更多的惊喜！