企业数字化转型成败关键，选IMS了没？
时间：2021-08-19 15:42:59
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[导读]随着5G的深入建设，国内的数字化转型开始进入加速发展期。越来越多的企业关注和接触数字化和智能化，希望借此重塑自身商业模式，找到属于自己的转型升级之路。其实，5G作为一项通信技术，它主要的目标在于开启“万物互联”时代。而连接，只是数字化转型的起点，毕竟连接的方式可以是很多种，例如W...
随着5G的深入建设，国内的数字化转型开始进入加速发展期。越来越多的企业关注和接触数字化和智能化，希望借此重塑自身商业模式，找到属于自己的转型升级之路。
其实，5G作为一项通信技术，它主要的目标在于开启“万物互联”时代。而连接，只是数字化转型的起点，毕竟连接的方式可以是很多种，例如Wi-Fi、卫星、4G、NB-IoT、lora等。
企业在建立连接的同时，更应该关注的是业务需求——自己的需求到底是什么？是为了连接而连接，还是为了需求而连接？
如果是基于需求而连接，那么，“接入无关”的IMS，就成了数字化转型成败的关键。
▉ 从电路交换到分组交换，IMS应运而生
自从上世纪60年代日本学者梅棹忠夫首次提出信息化之后，随着计算机和网络技术的快速发展，全球各国普遍接受了这一概念，并投入了大量资源予以建设，取得了一定的成果。
我国的信息化起步较晚，大约在上世纪90年代，才掀起了第一波信息化建设的高峰。
早期的国内企业信息化，重点建设对象是企业内部行政办公网络，包括内部固话网络、计算机局域网等。随着多媒体技术的兴起，视频会议、视频电话系统也逐渐流行起来，进入了不少企业单位。
从技术的角度来说，企业内部信息网络有三个明显的发展趋势：其一，从有线扩展到无线；其二，从低速发展为高速；其三，从多架构网络发展为统一融合的IP网络。
公共通信网络，也有同样的发展趋势。一方面，以电路交换为主的传统PSTN网络、2G CS移动电话网络需要进一步向前演进；另一方面，移动上网需求爆发，数据业务崛起，以3G PS、4G LTE为代表的分组交换网络出现并快速发展，最终带来了移动互联网的空前繁荣。
无论是专网通信，还是公网通信，都需要考虑电路交换向IP分组交换进行演进和融合的问题，要想办法满足跨平台多媒体业务的实现需求。
于是乎，一个全新的通信平台标准出现了，那就是——IMS。
▉ IMS，究竟有什么用？
IMS，全名叫做IP Multimedia Subsystem，IP多媒体子系统。它最早在3GPP R5版本中提出，旨在为3G用户提供多媒体服务。后来，到了4G时代，它的技术标准逐渐成熟，得到各大主流运营商的广泛认可，并在全球范围内应用普及。
尤其是VoLTE业务的大规模商用与推广，让很多人认识了IMS。去年，国内运营商共同发布的5G消息（RCS）业务，再次将IMS推向了舞台中央。
IMS究竟是什么？为什么它能解决前面提到的融合通信需求？除了VoLTE和5G消息业务，它还能够给我们带来什么？
其实，IMS（IP Multimedia Subsystem）的命名本身，就已经向我们透露了一部分答案。
首先，IP，代表IMS基于IP承载，完全采用了IP技术。
IMS的核心协议是SIP（Session Initiation Protocol，会话初始协议）。这是IETF基于Internet量身定制的应用层控制协议。它独立于底层协议之上，非常开放灵活，具有很强的扩展性，特别适合多媒体通信。
其次，Multimedia（多媒体），是指IMS可以实现多媒体业务。
传统理解的多媒体业务是语音、图像、音频、视频等。IMS标准，对多媒体业务进行了更细致的划分，如下表所示：
最后，Subsystem（子系统），表明IMS是整个通信系统的一个重要组成部分，可以配合其它网络，实现功能。例如，IMS与LTE进行配合，可以实现VoLTE。IMS与5G配合，可以实现VoNR业务。IMS与即时消息配合，可以实现RCS。……
简单来说，IMS就是部署在IP网络上的“呼叫服务器”。通过它的控制协调，IP网络上的用户就可以互相进行视频电话这样的多媒体业务。
IMS的目标，是构建一个与接入无关、支持广泛多媒体业务的融合平台，为IP网络赋能，为客户需求服务。
也有人说，软交换不是也具备类似IMS的通信能力吗？
事实上，软交换远不如IMS。软交换作为程控交换向IP化过渡的产品，没有统一标准。而IMS是国际确立的下一代通信核心网标准，大家都在积极探索应用落地。不过，受制于专业要求高、投入研发代价大、时间周期长、商业模式不清晰等因素，IMS至今没有很好的应用落地解决方案。
▉ IMS的内部架构
IMS的内部架构较为复杂，网元和接口较多，业务流程也比较繁琐。
从宏观上来看，IMS体系架构采用分层设计的思想，总共分为四个层次结构，分别是业务层、控制层、传送层、接入层。
IMS网络架构图
这种分层架构，将业务应用、呼叫控制、传输承载进行彻底分离，功能之间采用标准的业务开放接口，方便逐步进行部署。同时，它也实现了与接入无关，便于固网与移动网的融合。数据库进行集中存储的方式，也利于运维和管理。此外，它还能够有效支持QoS控制机制和网络安全机制。
具体网元方面，最需要关注的是CSCF（呼叫会话控制功能）网元。它是整个IMS网络的核心，支持SIP协议，处理SIP会话。
根据功能不同 ，CSCF分为三种类型：P-CSCF、I-CSCF、S-CSCF。它们在组网时，物理上可以是合一的，也可以分别部署，主要取决于IMS的业务接入方式、接入点位置、业务容量和处理能力，以及用户业务具体需求等因素。
▉ IMS的垂直行业应用案例
IMS基于自身的平台能力，可以在包括能源、电力、教育、物流、金融等各行各业满足用户的定制化需求，发挥更大的商业价值。
我们以国家电网公司为例，具体看看IMS究竟是如何赋能企业数智化转型的。
国家电网的数字化转型
众所周知，国家电网是国内企业规模最大的公司之一。因为业务的需求，该公司在很早之前就建立了公司行政交换网。早期的时候，行政交换网经历了从模拟交换到数字交换。后来，为了适应打造全球一流能源互联网企业的目标，国家电网行政交换网从程控交换直接跳过NGN，向IMS演进。
2018年，国家电网全面建成覆盖总部和27家省级电力公司的IMS行政交换核心网，并逐步实现了互联互通。
如今，基于IMS技术设计的这张行政交换网，满足了企业即时通信、音视频会议、智能拨号方面的各种融合通信需求，实现了跨地区、跨部门之间的互联互通。IMS不仅提升了企业办公业务效率，还大幅降低了运维难度和成本。
对于国家电网公司来说，IMS的价值远远不止行政办公领域。公司的电网核心业务通信能力和安全生产保障能力，也在逐渐被IMS改造升级。
随着5G和全光网络的普及，像国家电网这样的工业、能源企业的通信方式正在发生变革。网络的带宽不断增加，网络的时延不断减小，使得以往在科幻片中才可以看到的数字智能生产场景变得触手可及。越来越多的电网生产数据、经营数据等实时信息，需要多媒体手段进行获取、传递和分析处理。
例如，借助AR头盔和蓝牙手表，以及AR眼镜等，可以对一线生产人员身体健康状况进行体征检测预警，对电子工单执行情况进行跟踪，进一步基于“四不两直”和“四个管住”对施工/抢修现场进行安全规范和场景识别，实现按需通信。
既可以通过实时视频和跨部门视频会议的形式，寻求后方的技术支持，也可以采集现场的影像信息，发给后方进行分析。这些技术手段，有助于安全生产管控及运检效率提升，以及故障问题的及时处理，保障电力网络运行安全。
AR头盔（鸿天科技）
再例如，借助基于IMS的调度指挥通信产品，支持应急场景下的智慧调度，支持对终端自主加密的安全认证接入，支持保密通信。在图形化管理下，便于快速构建前后方指挥通道，实现流畅沟通。
多媒体指挥调度系统（鸿天科技）
很多人可能会问，为什么国家电网要建设专网，而不是使用运营商的公网呢？
主要是因为公网采用了运营商网络的设计和建设管理经验，难以适用于国家电网专网业务和管理特性。此外，公网在安全可靠、自主可控、按需定制方面，也不如专网更能符合国家电网公司的需求。
实践证明，IMS技术作为国际普遍认可的通信技术标准，为国家电网公司“能源互联网”战略目标实现提供了有力的支撑，也为电力行业的数智化应用研究探索提供了优质的土壤。
2030碳达峰、2060碳中和，信息和通信（ICT）高度融合的网络将是国家电网实现这一目标的关键，没有标准引领多系统融合解决方案，信息孤岛、数据碎片化、网络烟囱及信息通信网络安全等问题很难解决。
对于其它各个行业来说，IMS在国家电网的应用落地具有很高的参考价值。各行业可以基于IMS和5G，打造安全可靠的专网万物互联应用场景，解决数字化转型面临的终端安全可信接入认证管控、多系统融合难、网络安全等问题。
▉ IMS的未来
基于扁平化结构的IMS网络，是固移融合的基础，也是统一协同的支撑。
全球统一的技术标准规范，国内外运营商的一致支持，都为IMS的持续发展扫清了障碍。IMS现在是世界公认的核心网主流技术标准，是现代通信网络不可或缺的组成部分。
尤其对于政企专网市场来说，IMS面对的是一个蓝海。几乎所有的企业，都对IMS有着原生的需求。IMS所赋予的多媒体能力，是企业信息化、数字化、智能化的基本出发点。没有IMS，企业的数字化转型将无从谈起。
目前，除了多媒体会话业务之外，IMS还在电信增值业务平台、应急指挥调度、企业级融合通信系统等领域进行了广泛使用，均有优异表现。
IMS厂家方面，华为中兴作为一线设备商，占有较大的市场份额。他们主要侧重5G网络及通信运营商应用服务。国外的话，诺基亚贝尔、爱立信、AT
其实，5G作为一项通信技术，它主要的目标在于开启“万物互联”时代。而连接，只是数字化转型的起点，毕竟连接的方式可以是很多种，例如Wi-Fi、卫星、4G、NB-IoT、lora等。
企业在建立连接的同时，更应该关注的是业务需求——自己的需求到底是什么？是为了连接而连接，还是为了需求而连接？
如果是基于需求而连接，那么，“接入无关”的IMS，就成了数字化转型成败的关键。
▉ 从电路交换到分组交换，IMS应运而生
自从上世纪60年代日本学者梅棹忠夫首次提出信息化之后，随着计算机和网络技术的快速发展，全球各国普遍接受了这一概念，并投入了大量资源予以建设，取得了一定的成果。
我国的信息化起步较晚，大约在上世纪90年代，才掀起了第一波信息化建设的高峰。
早期的国内企业信息化，重点建设对象是企业内部行政办公网络，包括内部固话网络、计算机局域网等。随着多媒体技术的兴起，视频会议、视频电话系统也逐渐流行起来，进入了不少企业单位。
从技术的角度来说，企业内部信息网络有三个明显的发展趋势：其一，从有线扩展到无线；其二，从低速发展为高速；其三，从多架构网络发展为统一融合的IP网络。
公共通信网络，也有同样的发展趋势。一方面，以电路交换为主的传统PSTN网络、2G CS移动电话网络需要进一步向前演进；另一方面，移动上网需求爆发，数据业务崛起，以3G PS、4G LTE为代表的分组交换网络出现并快速发展，最终带来了移动互联网的空前繁荣。
无论是专网通信，还是公网通信，都需要考虑电路交换向IP分组交换进行演进和融合的问题，要想办法满足跨平台多媒体业务的实现需求。
于是乎，一个全新的通信平台标准出现了，那就是——IMS。
▉ IMS，究竟有什么用？
IMS，全名叫做IP Multimedia Subsystem，IP多媒体子系统。它最早在3GPP R5版本中提出，旨在为3G用户提供多媒体服务。后来，到了4G时代，它的技术标准逐渐成熟，得到各大主流运营商的广泛认可，并在全球范围内应用普及。
尤其是VoLTE业务的大规模商用与推广，让很多人认识了IMS。去年，国内运营商共同发布的5G消息（RCS）业务，再次将IMS推向了舞台中央。
IMS究竟是什么？为什么它能解决前面提到的融合通信需求？除了VoLTE和5G消息业务，它还能够给我们带来什么？
其实，IMS（IP Multimedia Subsystem）的命名本身，就已经向我们透露了一部分答案。
首先，IP，代表IMS基于IP承载，完全采用了IP技术。
IMS的核心协议是SIP（Session Initiation Protocol，会话初始协议）。这是IETF基于Internet量身定制的应用层控制协议。它独立于底层协议之上，非常开放灵活，具有很强的扩展性，特别适合多媒体通信。
其次，Multimedia（多媒体），是指IMS可以实现多媒体业务。
传统理解的多媒体业务是语音、图像、音频、视频等。IMS标准，对多媒体业务进行了更细致的划分，如下表所示：
最后，Subsystem（子系统），表明IMS是整个通信系统的一个重要组成部分，可以配合其它网络，实现功能。例如，IMS与LTE进行配合，可以实现VoLTE。IMS与5G配合，可以实现VoNR业务。IMS与即时消息配合，可以实现RCS。……
简单来说，IMS就是部署在IP网络上的“呼叫服务器”。通过它的控制协调，IP网络上的用户就可以互相进行视频电话这样的多媒体业务。
IMS的目标，是构建一个与接入无关、支持广泛多媒体业务的融合平台，为IP网络赋能，为客户需求服务。
也有人说，软交换不是也具备类似IMS的通信能力吗？
事实上，软交换远不如IMS。软交换作为程控交换向IP化过渡的产品，没有统一标准。而IMS是国际确立的下一代通信核心网标准，大家都在积极探索应用落地。不过，受制于专业要求高、投入研发代价大、时间周期长、商业模式不清晰等因素，IMS至今没有很好的应用落地解决方案。
▉ IMS的内部架构
IMS的内部架构较为复杂，网元和接口较多，业务流程也比较繁琐。
从宏观上来看，IMS体系架构采用分层设计的思想，总共分为四个层次结构，分别是业务层、控制层、传送层、接入层。
IMS网络架构图这种分层架构，将业务应用、呼叫控制、传输承载进行彻底分离，功能之间采用标准的业务开放接口，方便逐步进行部署。同时，它也实现了与接入无关，便于固网与移动网的融合。数据库进行集中存储的方式，也利于运维和管理。此外，它还能够有效支持QoS控制机制和网络安全机制。
具体网元方面，最需要关注的是CSCF（呼叫会话控制功能）网元。它是整个IMS网络的核心，支持SIP协议，处理SIP会话。
根据功能不同 ，CSCF分为三种类型：P-CSCF、I-CSCF、S-CSCF。它们在组网时，物理上可以是合一的，也可以分别部署，主要取决于IMS的业务接入方式、接入点位置、业务容量和处理能力，以及用户业务具体需求等因素。
▉ IMS的垂直行业应用案例
IMS基于自身的平台能力，可以在包括能源、电力、教育、物流、金融等各行各业满足用户的定制化需求，发挥更大的商业价值。
我们以国家电网公司为例，具体看看IMS究竟是如何赋能企业数智化转型的。
国家电网的数字化转型众所周知，国家电网是国内企业规模最大的公司之一。因为业务的需求，该公司在很早之前就建立了公司行政交换网。早期的时候，行政交换网经历了从模拟交换到数字交换。后来，为了适应打造全球一流能源互联网企业的目标，国家电网行政交换网从程控交换直接跳过NGN，向IMS演进。
2018年，国家电网全面建成覆盖总部和27家省级电力公司的IMS行政交换核心网，并逐步实现了互联互通。
如今，基于IMS技术设计的这张行政交换网，满足了企业即时通信、音视频会议、智能拨号方面的各种融合通信需求，实现了跨地区、跨部门之间的互联互通。IMS不仅提升了企业办公业务效率，还大幅降低了运维难度和成本。
对于国家电网公司来说，IMS的价值远远不止行政办公领域。公司的电网核心业务通信能力和安全生产保障能力，也在逐渐被IMS改造升级。
随着5G和全光网络的普及，像国家电网这样的工业、能源企业的通信方式正在发生变革。网络的带宽不断增加，网络的时延不断减小，使得以往在科幻片中才可以看到的数字智能生产场景变得触手可及。越来越多的电网生产数据、经营数据等实时信息，需要多媒体手段进行获取、传递和分析处理。
例如，借助AR头盔和蓝牙手表，以及AR眼镜等，可以对一线生产人员身体健康状况进行体征检测预警，对电子工单执行情况进行跟踪，进一步基于“四不两直”和“四个管住”对施工/抢修现场进行安全规范和场景识别，实现按需通信。
既可以通过实时视频和跨部门视频会议的形式，寻求后方的技术支持，也可以采集现场的影像信息，发给后方进行分析。这些技术手段，有助于安全生产管控及运检效率提升，以及故障问题的及时处理，保障电力网络运行安全。
AR头盔（鸿天科技）再例如，借助基于IMS的调度指挥通信产品，支持应急场景下的智慧调度，支持对终端自主加密的安全认证接入，支持保密通信。在图形化管理下，便于快速构建前后方指挥通道，实现流畅沟通。
多媒体指挥调度系统（鸿天科技）很多人可能会问，为什么国家电网要建设专网，而不是使用运营商的公网呢？
主要是因为公网采用了运营商网络的设计和建设管理经验，难以适用于国家电网专网业务和管理特性。此外，公网在安全可靠、自主可控、按需定制方面，也不如专网更能符合国家电网公司的需求。
实践证明，IMS技术作为国际普遍认可的通信技术标准，为国家电网公司“能源互联网”战略目标实现提供了有力的支撑，也为电力行业的数智化应用研究探索提供了优质的土壤。
2030碳达峰、2060碳中和，信息和通信（ICT）高度融合的网络将是国家电网实现这一目标的关键，没有标准引领多系统融合解决方案，信息孤岛、数据碎片化、网络烟囱及信息通信网络安全等问题很难解决。
对于其它各个行业来说，IMS在国家电网的应用落地具有很高的参考价值。各行业可以基于IMS和5G，打造安全可靠的专网万物互联应用场景，解决数字化转型面临的终端安全可信接入认证管控、多系统融合难、网络安全等问题。
▉ IMS的未来
基于扁平化结构的IMS网络，是固移融合的基础，也是统一协同的支撑。
全球统一的技术标准规范，国内外运营商的一致支持，都为IMS的持续发展扫清了障碍。IMS现在是世界公认的核心网主流技术标准，是现代通信网络不可或缺的组成部分。
尤其对于政企专网市场来说，IMS面对的是一个蓝海。几乎所有的企业，都对IMS有着原生的需求。IMS所赋予的多媒体能力，是企业信息化、数字化、智能化的基本出发点。没有IMS，企业的数字化转型将无从谈起。
目前，除了多媒体会话业务之外，IMS还在电信增值业务平台、应急指挥调度、企业级融合通信系统等领域进行了广泛使用，均有优异表现。
IMS厂家方面，华为中兴作为一线设备商，占有较大的市场份额。他们主要侧重5G网络及通信运营商应用服务。国外的话，诺基亚贝尔、爱立信、AT
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