隨著5G的深入建設，國內(nèi)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型開始進入加速發(fā)展期。越來越多的企業(yè)關注和接觸數(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)型升級之路。

　　其實，5G作為一項通信技術，它主要的目標在于開啟“萬物互聯(lián)”時代。而連接，只是數(shù)字化轉(zhuǎn)型的起點，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，更應該關注的是業(yè)務需求——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，“接入無關”的IMS，就成了數(shù)字化轉(zhuǎn)型成敗的關鍵。

　　▉ 從電路交換到分組交換，IMS應運而生

　　自從上世紀60年代日本學者梅棹忠夫首次提出信息化之后，隨著計算機和網(wǎng)絡技術的快速發(fā)展，全球各國普遍接受了這一概念，并投入了大量資源予以建設，取得了一定的成果。

　　我國的信息化起步較晚，大約在上世紀90年代，才掀起了第一波信息化建設的高峰。

　　早期的國內(nèi)企業(yè)信息化，重點建設對象是企業(yè)內(nèi)部行政辦公網(wǎng)絡，包括內(nèi)部固話網(wǎng)絡、計算機局域網(wǎng)等。隨著多媒體技術的興起，視頻會議、視頻電話系統(tǒng)也逐漸流行起來，進入了不少企業(yè)單位。

　　從技術的角度來說，企業(yè)內(nèi)部信息網(wǎng)絡有三個明顯的發(fā)展趨勢：其一，從有線擴展到無線；其二，從低速發(fā)展為高速；其三，從多架構網(wǎng)絡發(fā)展為統(tǒng)一融合的IP網(wǎng)絡。

　　公共通信網(wǎng)絡，也有同樣的發(fā)展趨勢。一方面，以電路交換為主的傳統(tǒng)PSTN網(wǎng)絡、2G CS移動電話網(wǎng)絡需要進一步向前演進；另一方面，移動上網(wǎng)需求爆發(fā)，數(shù)據(jù)業(yè)務崛起，以3G PS、4G LTE為代表的分組交換網(wǎng)絡出現(xiàn)并快速發(fā)展，最終帶來了移動互聯(lián)網(wǎng)的空前繁榮。

　　無論是專網(wǎng)通信，還是公網(wǎng)通信，都需要考慮電路交換向IP分組交換進行演進和融合的問題，要想辦法滿足跨平臺多媒體業(yè)務的實現(xiàn)需求。

　　于是乎，一個全新的通信平臺標準出現(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。后來，到了4G時代，它的技術標準逐漸成熟，得到各大主流運營商的廣泛認可，并在全球范圍內(nèi)應用普及。

　　尤其是VoLTE業(yè)務的大規(guī)模商用與推廣，讓很多人認識了IMS。去年，國內(nèi)運營商共同發(fā)布的5G消息（RCS）業(yè)務，再次將IMS推向了舞臺中央。

　　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，它還能夠給我們帶來什么？

　　其實，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。

　　IMS的核心協(xié)議是SIP（Session Initiation Protocol，會話初始協(xié)議）。這是IETF基于Internet量身定制的應用層控制協(xié)議。它獨立于底層協(xié)議之上，非常開放靈活，具有很強的擴展性，特別適合多媒體通信。

　　其次，Multimedia（多媒體），是指IMS可以實現(xiàn)多媒體業(yè)務。

　　傳統(tǒng)理解的多媒體業(yè)務是語音、圖像、音頻、視頻等。IMS標準，對多媒體業(yè)務進行了更細致的劃分，如下表所示：

　　最后，Subsystem（子系統(tǒng)），表明IMS是整個通信系統(tǒng)的一個重要組成部分，可以配合其它網(wǎng)絡，實現(xiàn)功能。例如，IMS與LTE進行配合，可以實現(xiàn)VoLTE。IMS與5G配合，可以實現(xiàn)VoNR業(yè)務。IMS與即時消息配合，可以實現(xiàn)RCS?！?/p>

　　簡單來說，IMS就是部署在IP網(wǎng)絡上的“呼叫服務器”。通過它的控制協(xié)調(diào)，IP網(wǎng)絡上的用戶就可以互相進行視頻電話這樣的多媒體業(yè)務。

　　IMS的目標，是構建一個與接入無關、支持廣泛多媒體業(yè)務的融合平臺，為IP網(wǎng)絡賦能，為客戶需求服務。

　　也有人說，軟交換不是也具備類似IMS的通信能力嗎？

　　事實上，軟交換遠不如IMS。軟交換作為程控交換向IP化過渡的產(chǎn)品，沒有統(tǒng)一標準。而IMS是國際確立的下一代通信核心網(wǎng)標準，大家都在積極探索應用落地。不過，受制于專業(yè)要求高、投入研發(fā)代價大、時間周期長、商業(yè)模式不清晰等因素，IMS至今沒有很好的應用落地解決方案。

　　▉ IMS的內(nèi)部架構

　　IMS的內(nèi)部架構較為復雜，網(wǎng)元和接口較多，業(yè)務流程也比較繁瑣。

　　從宏觀上來看，IMS體系架構采用分層設計的思想，總共分為四個層次結構，分別是業(yè)務層、控制層、傳送層、接入層。

　　IMS網(wǎng)絡架構圖

　　這種分層架構，將業(yè)務應用、呼叫控制、傳輸承載進行徹底分離，功能之間采用標準的業(yè)務開放接口，方便逐步進行部署。同時，它也實現(xiàn)了與接入無關，便于固網(wǎng)與移動網(wǎng)的融合。數(shù)據(jù)庫進行集中存儲的方式，也利于運維和管理。此外，它還能夠有效支持QoS控制機制和網(wǎng)絡安全機制。

　　具體網(wǎng)元方面，最需要關注的是CSCF（呼叫會話控制功能）網(wǎng)元。它是整個IMS網(wǎng)絡的核心，支持SIP協(xié)議，處理SIP會話。

　　根據(jù)功能不同 ，CSCF分為三種類型：P-CSCF、I-CSCF、S-CSCF。它們在組網(wǎng)時，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)務接入方式、接入點位置、業(yè)務容量和處理能力，以及用戶業(yè)務具體需求等因素。

　　▉ IMS的垂直行業(yè)應用案例

　　IMS基于自身的平臺能力，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)價值。

　　我們以國家電網(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。

　　國家電網(wǎng)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型

　　眾所周知，國家電網(wǎng)是國內(nèi)企業(yè)規(guī)模最大的公司之一。因為業(yè)務的需求，該公司在很早之前就建立了公司行政交換網(wǎng)。早期的時候，行政交換網(wǎng)經(jīng)歷了從模擬交換到數(shù)字交換。后來，為了適應打造全球一流能源互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)的目標，國家電網(wǎng)行政交換網(wǎng)從程控交換直接跳過NGN，向IMS演進。

　　2018年，國家電網(wǎng)全面建成覆蓋總部和27家省級電力公司的IMS行政交換核心網(wǎng)，并逐步實現(xiàn)了互聯(lián)互通。

　　如今，基于IMS技術設計的這張行政交換網(wǎng)，滿足了企業(yè)即時通信、音視頻會議、智能撥號方面的各種融合通信需求，實現(xiàn)了跨地區(qū)、跨部門之間的互聯(lián)互通。IMS不僅提升了企業(yè)辦公業(yè)務效率，還大幅降低了運維難度和成本。

　　對于國家電網(wǎng)公司來說，IMS的價值遠遠不止行政辦公領域。公司的電網(wǎng)核心業(yè)務通信能力和安全生產(chǎn)保障能力，也在逐漸被IMS改造升級。

　　隨著5G和全光網(wǎng)絡的普及，像國家電網(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)絡的帶寬不斷增加，網(wǎng)絡的時延不斷減小，使得以往在科幻片中才可以看到的數(shù)字智能生產(chǎn)場景變得觸手可及。越來越多的電網(wǎng)生產(chǎn)數(shù)據(jù)、經(jīng)營數(shù)據(jù)等實時信息，需要多媒體手段進行獲取、傳遞和分析處理。

　　例如，借助AR頭盔和藍牙手表，以及AR眼鏡等，可以對一線生產(chǎn)人員身體健康狀況進行體征檢測預警，對電子工單執(zhí)行情況進行跟蹤，進一步基于“四不兩直”和“四個管住”對施工/搶修現(xiàn)場進行安全規(guī)范和場景識別，實現(xiàn)按需通信。

　　既可以通過實時視頻和跨部門視頻會議的形式，尋求后方的技術支持，也可以采集現(xiàn)場的影像信息，發(fā)給后方進行分析。這些技術手段，有助于安全生產(chǎn)管控及運檢效率提升，以及故障問題的及時處理，保障電力網(wǎng)絡運行安全。

　　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，支持應急場景下的智慧調(diào)度，支持對終端自主加密的安全認證接入，支持保密通信。在圖形化管理下，便于快速構建前后方指揮通道，實現(xiàn)流暢溝通。

　　多媒體指揮調(diào)度系統(tǒng)（鴻天科技）

　　很多人可能會問，為什么國家電網(wǎng)要建設專網(wǎng)，而不是使用運營商的公網(wǎng)呢？

　　主要是因為公網(wǎng)采用了運營商網(wǎng)絡的設計和建設管理經(jīng)驗，難以適用于國家電網(wǎng)專網(wǎng)業(yè)務和管理特性。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)更能符合國家電網(wǎng)公司的需求。

　　實踐證明，IMS技術作為國際普遍認可的通信技術標準，為國家電網(wǎng)公司“能源互聯(lián)網(wǎng)”戰(zhàn)略目標實現(xiàn)提供了有力的支撐，也為電力行業(yè)的數(shù)智化應用研究探索提供了優(yōu)質(zhì)的土壤。

　　2030碳達峰、2060碳中和，信息和通信（ICT）高度融合的網(wǎng)絡將是國家電網(wǎng)實現(xiàn)這一目標的關鍵，沒有標準引領多系統(tǒng)融合解決方案，信息孤島、數(shù)據(jù)碎片化、網(wǎng)絡煙囪及信息通信網(wǎng)絡安全等問題很難解決。

　　對于其它各個行業(yè)來說，IMS在國家電網(wǎng)的應用落地具有很高的參考價值。各行業(yè)可以基于IMS和5G，打造安全可靠的專網(wǎng)萬物互聯(lián)應用場景，解決數(shù)字化轉(zhuǎn)型面臨的終端安全可信接入認證管控、多系統(tǒng)融合難、網(wǎng)絡安全等問題。

　　▉ IMS的未來

　　基于扁平化結構的IMS網(wǎng)絡，是固移融合的基礎，也是統(tǒng)一協(xié)同的支撐。

　　全球統(tǒng)一的技術標準規(guī)范，國內(nèi)外運營商的一致支持，都為IMS的持續(xù)發(fā)展掃清了障礙。IMS現(xiàn)在是世界公認的核心網(wǎng)主流技術標準，是現(xiàn)代通信網(wǎng)絡不可或缺的組成部分。

　　尤其對于政企專網(wǎng)市場來說，IMS面對的是一個藍海。幾乎所有的企業(yè)，都對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。沒有IMS，企業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型將無從談起。

　　目前，除了多媒體會話業(yè)務之外，IMS還在電信增值業(yè)務平臺、應急指揮調(diào)度、企業(yè)級融合通信系統(tǒng)等領域進行了廣泛使用，均有優(yōu)異表現(xiàn)。

　　IMS廠家方面，華為中興作為一線設備商，占有較大的市場份額。他們主要側(cè)重5G網(wǎng)絡及通信運營商應用服務。國外的話，諾基亞貝爾、愛立信、AT&T等公司，都在探索研究IMS的應用落地方案。

　　值得一提的是，國內(nèi)新興技術創(chuàng)新型企業(yè)，也在IMS領域開始發(fā)力。例如鴻天科技（www.hente.cn），主要提供軟硬件分離企業(yè)級的輕量化、定制化、應用自主數(shù)字化班組的IMS解決方案。該企業(yè)專注IMS應用研發(fā)十余年，解決了制約應用落地多項關鍵技術，已經(jīng)申報發(fā)明中國及美國專利50余項，2020年實現(xiàn)了全國首個廣電700M電力5G應用落地項目案例。

　　鴻天IMS核心系統(tǒng)

　　未來，隨著國家數(shù)字化轉(zhuǎn)型的深入推進，企業(yè)專網(wǎng)通信市場的不斷開啟，相信IMS將會迎來更廣闊的未來！