基于近年来移动电话的普及以及营运者在同业竞争的压力下，优惠的移动电话费率方案，愈来愈能吸引消费者的使用，甚至影响消费者降低使用室内有线电话的频率。此种现象已侵蚀室内电话业者的获利，业者为保有本身既有之利益，并在无线领域的移动电话营运中占有一席之地，以图开创新的营运空间，纷纷建置移动电话的核心网络，除了室内电话的营运外，同样也扮演移动电话营运者的角色。

FMC（Fixed Mobile Convergence：固网行动整合），即固网通讯与行动通讯的整合应用，普遍为业者目前积极追求的领域；目前市场上支持FMC的技术以UMA（Unlicensed Mobile Access）及IMS（IP Multimedia Subsystem）较为熟悉，近年来Femtocell的兴起也是提供FMC的解决方案之一。

UMA基本上是以2.5G/3G的核心网络为主，但增加了GAN的设计，用户可以在WLAN与GERAN（GSM EDGE Radio Access Network）之间作无缝式的切换，终端用户不论是进行语音通讯或是数据传输都不会察觉底层网络的差异；IMS亦是提供FMC的解决方案之一，但与UMA不同的是其后端网络基本上是属于是IP网络，除了CS domain的语音服务外，IMS的网络结构可说是一种ALL IP网络。

VCC（Voice Call Continuity）是IMS的一种服务，主要功用即是解决CS domain与IMS domain的语音切换，在两个domain相互切换时保持语音通讯不会中断；本文将针对VCC的技术做一探讨。

VCC简介

目前IMS在市场上的应用大多是IP数据的传输，属于3G/2.5G之GPRS与WiFi之间的切换，但在CS domain领域中与WiFi间语音的切换，在市面上则较少见到；IMS VCC为CS domain与IMS domain的语音服务切换技术，本项技术将横跨Cellular语音通讯及IP网络通讯的领域，是为目前提供固网与行动网络整合的解决方案之一。

VCC的协议规格主要是依循3GPP TS 23.206及TS 24.206，它是架构于IMS上的一种应用服务，在IMS的核心网络中需建置VCC Application server与之配合才可使用。

由于VCC是属于IMS的一种应用服务，因此VCC UE端必须是属于IMS的client，并且需含有VCC的使用接口；而后端网络端除了原有的IMS核心网络外，主要是要有VCC Application server的建置，此server将提供4种功能：Domain Transfer Function（DTF）、Domain Selection Function（DSF）、CS Adaptation Function（CSAF）、CAMEL Service，作为语音通讯时在CS domain与IMS间切换的逻辑运用。

另外VCC UE与IMS核心网络的讯息沟通，主要是架构于SIP（Session Initiation Protocol）之上；为达到与因特网连通及运用的便利性，IETF机构根据其所规范的因特网标准选择SIP协议作为IMS下层的讯息协议。

VCC网络架构

图一表示VCC的网络架构，VCC UE藉由A/Iu及Gm接口分别与GSM CS domain组件及IMS组件沟通；在2G/2.5G的环境下，后端网络之GERAN透过A接口与MSC沟通；在3G的环境下，后端网络UTRAN透过Iu接口与SGSN沟通；而在IMS的环境下，则透过Gm接口与P-CSCF沟通。此网络架构图主要是表示VCC UE端与IMS核心网络间的主要接口与网络组件，相关于GSM及GPRS的标准接口与网络组件并未标示在此架构图中。

《图一 VCC网络架构（数据源：3GPP TS 23.206，资策会行动通讯中心整理）》

IMS之VCC的应用服务中，其网络端的VCC Application server组件扮演着相当重要的角色，其提供语音通讯在CS domain与IMS间相互切换的各项功能，这个组件由DTF、DSF、CSAF、CAMEL Service所组成。

DTF

DTF功能组件主要是负责domain的切换；首先DTF会先判断由UE端或MGCF（Media Gateway Control Function）所传送来的INVITE讯息，经由其中的Request-URI所带的参数值来决定是否要执行domain切换的动作；此参数值在CS domain切换到IMS与IMS切换到CS domain各有不同的表示，如下说明。

在CS domain切换到IMS情形下

UE是在CS domain的通话状态，UE将先建立IMS的link后再切换到CS domain，所以UE将直接送出INVITE讯息，经由Gm接口传送到IMS核心网络的P-CSCF，然后再转送到VCC Application server的DTF；DTF将会解析讯息中Request-URI的参数值，若此参数若为VDI（VCC Domain Transfer URI）值，则表示UE端准备进行domain的切换；若不是，则表示为一通IMS的MO call。

在IMS切换到CS domain情形下

UE是在IMS的通话状态，UE将先建立CS domain的link后再切换到IMS，所以UE会送出CC SETUP讯息，然后经由A接口传送到VMSC，此时VMSC会透过gsmSCF及CAMEL service机制与VCC Application server中的CSAF沟通取得一个IMRN值，然后再转送到MGCF；待MGCF收到此CS call的讯息后，MGCF将会送出INVITE讯息到IMS核心网络的P-CSCF，然后再转送到VCC Application server的CSAF及DTF；DTF则会解析讯息中Request-URI的参数值，若此参数值所对应之MT电话号码为VDN，则表示UE端准备进行domain的切换；若不是，则表示为一通CS domain的MO call。

若DTF认可UE要进行domain的切换，则会把INVITE讯息转送到MT端，MT端则会回复讯息透过DTF给UE端，如此进行信息的沟通，以完成domain切换之signalling的动作。

DSF

DSF功能组件主要是负责domain的选择；DSF根据Operator Policy及User preferences提供一个UE端对于incoming call之选择domain的机制。每个VCC UE要使用VCC应用服务之前，都必需进行对IMS注册的动作，VCC Application server可以知道这个UE的注册状态，例如这个UE会以IMS为优先来建立通话的Link，或只能用IMS来建立通话Link的能力；DSF会根据这些条件，选择适当的domain建立与UE端的Link。

CSAF

CSAF及CAMEL Service功能组件是VCC UE在CS domain要与IMS核心网络进行讯息沟通时必要的组件；当UE端送出CC SETUP讯息时，会经由CAMEL Service传送到CSAF，此时CSAF会根据讯息中的发话端号码及收话端号码产生一个IMRN值，此IMRN值会依据收话端号码不同而有不同的意义；若收话端号码为VDN，则此IMRN代表即将进行domain的切换；若收话端号码为一般MT的号码，则此IMRN代表即将进行CS MO originating call。

透过上述收话端号码的判断，CSAF会与DTF沟通，共同完成将CS call routing到IMS的动作。

CAMEL Service

CAMEL Service为Customised Application Mobile network Enhanced Logic Service的缩写，ETSI SMG1团体从1994年开始制订CAMEL的标准，1996年发布第一版本，1997年发布第二版本，目前最新版本为Phase 4；CAMEL Service的主要功用是提供一个机制，让终端设备可以在不同的网络间漫游；其规格在3GPP TS 22.078、TS 23.078及TS 23.278等文件中有详细描述。

CAMEL Service在VCC所扮演的角色，主要是与CSAF合作取得IMRN值，并根据IMRN值将CS call reroute到IMS。

VCC UE端模块架构

依据3GPP TS 23.206及TS 24.206协议文件，VCC UE端须具备IMS client及2G/3G client的功能；协议文件中主要是描述UE端与IMS核心网络中各个网络组件的讯息沟通，对于UE端的协议堆栈则较少提及，图二所表示的UE端架构是VCC与IMS client的部分，至于2G/3G的部分则不在此图内。

本架构是以Windows Mobile 6.0为操作系统，在此OS上建构VCC及IMS client的协议；架构中区分为三层，最上层为UI、IMS client端的核心对象所提供的API接口及VCC client端对象所提供的API接口；中间层为IMS client端核心对象及VCC所建构的对象；底层则为区分为两部分，一部分为与传输机制有关的RTP、RTCP及SIP处理，另一部份为与multimedia相关的codec处理。

《图二 VCC UE端模块架构（数据源：资策会行动通讯中心整理）》

用户透过UI的操作，使用IMS或VCC的应用服务；VCC UI为整个UI的一部份，VCC UI呼叫VCC API所提供的函式接口，用以驱动VCC对象；VCC对象可区分为IMS Method及CS Method两部分，分别负责IMS及CS domain相关的讯息处理。

对IMS domain而言，IMS Method呼叫IMS core所提供的函式用以填入传送SIP讯息之Body部分，并呼叫Signalling Communication PS中之SIP处理函式用以填入SIP讯息之Header部分，如此以完成一个SIP讯息内容的填入，最后透过UDP的传输方式将SIP讯息传送到IMS的核心网络；另外也接收从IMS核心网络传送来的SIP回复讯息。

对CS domain而言，CS Method呼叫Windows Mobile 6.0之TAPI函式，来完成CS MO call及CS MT call的流程。VCC UE模块架构主要功能部分分别描述如下。

IMS core

IMS core核心对象之CSR 281是根据JSR 281改版而来，JSR 281是属于Java的版本，定义Java IP Multimedia Subsystem Services API的应用接口，藉此标准用以发展IMS的应用。在我们的研发过程中，为因应与其他软件及环境的配合，将之修改为C/C++的版本，并将名称由JSR 281更改为CSR 281。

CSR 281提供与JSR 281相同的功能函式接口，例如IMS的注册机制、多重IMS应用服务、建立/使用IMS session、建立/使用媒体联机、协调出合适的QoS以及传输安全机制等各类函式接口，这些函式接口让IMS应用开发者可以快速、便利的开发IMS的应用服务。

Signalling Communication PS

本模块对象主要是提供与PS（Packet switch）domain相关的功能，如RTP/RTCP及CSR 180等。RTP/RTCP是数据数据传输时为达到数据实时传输的目的，必须对其传送服务质量有所控制的模块。

CSR 180则是由JSR 180改版而来，JSR 180为SIP（Session Initiation Protocol）所提供的函式接口，JSR 180为Java的版本；同样的，为因应与其他软件及环境的配合，将之修改为C/C++的版本，并将名称由JSR 180更改为CSR 180。

Multimedia

本模块对象是提供语音数据在Packet domain传输时之codec处理用，目前使用的是G.711的标准。

VCC对象

VCC对象是IMS VCC应用服务之client端主要的对象，包含CS domain及IMS domain两种的处理方式。对于CS domain而言，将呼叫Windows Mobile 6.0所提供的TAPI函式，进行CS MO call及CS MT call的流程。

对于IMS domain而言，主要是呼叫CSR 281及CSR 180所提供的函式进行SIP讯息内容的填入、incoming call的处理及session的维护；使用CSR 281所提供的函式进行SIP讯息中Body内容的填入，SIP讯息中Body部份的内容通常采用SDP（Session Description Protocol）的格式，用户需填入足够的信息让对方（remote user）得以判断及回复适当的讯息，以一个multimedia session为例，必须要有本身的IP地址及port number、传输语音时的codec数据以及是属于audio或video或是两者均有等media的数据。

另外使用CSR 180所提供的函式进行SIP讯息中Header内容的填入；即各种SIP讯息的Header内容处理。

Operator Policy及User Preferences

Operator Policy（系统业者策略）是指由系统业者制订一套选择domain的条件，让VCC UE端及VCC Application server中的DSF功能组件来应用。同样的，User Preferences（用户偏好）则是由用户来决定要选择何种domain。

依据3GPP TS 23.206的规范，在DSF中之选择domain的机制里，Operator Policy的条件判断将优先于User Preferences，但在UE端则未说明有此限制。图三为DSF中之选择domain机制的流程图。Operator Policy的制订需遵循下列几项原则：

《图三 DSF中domain选择流程图（数据源：3GPP TS 23.206，资策会行动通讯中心整理）》

另外UE端的Operator Policy是可以透过OMA Device Management，由Operator下载到UE端；Device Management是OMA组织所制订的标准，是属于一种client端及server端双向沟通的标准。当Operator Policy被更新时，系统业者便可透过OMA Device Management与UE沟通，将更新后的Operator Policy下载到UE端供其使用。

VCC domain切换之Control Plane

VCC应用服务最主要的功能就是语音通讯时在IMS与CS domain的切换，切换的程序可区分为由IMS切换到CS domain或由CS domain切换到IMS的程序；当UE端侦测到需要进行domain切换的条件，切换的过程大约可分成三个阶段，如下描述：

透过以上三个阶段，语音通讯将从原来的domain切换到另一个domain，图四为语音通讯从CS domain切换到IMS domain的讯息流程。

《图四 CS domain to IMS切换之讯息流程（数据源：3GPP TS 24.206，资策会行动通讯中心整理）》

VCC domain切换之User Plane

VCC应用服务在语音通讯时，若两端都属于IP base的IMS domain时，则语音数据是利用IP封包在传输，倘若有一端是属于CS domain时，则中间必须经过MGW将语音转换成适当的格式才能让两端通话；这是因为属于CS domain这一端的语音传送/接收并不属于IP封包，而是经过codec的encode/decode处理后，透过radio bearer来传送/接收，两者的传输机制是完全不一样的。

当domain在切换时，UE端transferred-in的domain为CS domain时，则在UE与DTF建立Access Leg的阶段中，MGCF就会与MGW沟通，以便configure MGW的media bearer，此举是让MGW知道UE端即将透过CS domain的Link来传送语音；同样的，在与另一端建立Link时，经由MT所回复的讯息中，MGCF会知道MT端的media数据，并configure MGW；如此，MGW就可知道MO及MT两端的media数据，并在两端进行语音通讯时作语音数据转换的动作。图五是VCC UE与IMS UE之user plane路径切换的示意图。

《图五 VCC UE（MO端）与IMS UE（MT端）之user plane路径切换（数据源：3GPP TS 23.206，资策会行动通讯中心整理）》

结语

VCC UE（MO端）与IMS UE（MT端）之user plane路径切换（数据源：3GPP TS 23.206，资策会行动通讯中心整理）

在使用无线行动通讯的领域中，Cellular之核心网络技术是目前的主流技术，这项核心网络技术从2G时代以服务circuit switch为主的语音通讯，转变到目前加入了packet switch的技术，由2G提升到3G/3.5G，可以传输大量数据用以服务多媒体的应用。在3G时代的核心网络技术已陆续加入一些网络组件，将因特网与Cellular之核心网络结合，期望透过这种整合可以让应用服务供应者提供更多的应用服务。依目前情势来看，虽然以后技术的发展会朝向All IP的方向，然而目前Cellular之核心网络尚存在有circuit switch的部份。circuit switch的存在从2G延续到现在，甚至在未来的若干年内它依然会存在，究其原因不外乎Operator尚未有全面更新后端网络的动机，毕竟后端网络更新的投资报酬率及需要服务原有使用2G的end user，都是重大的考虑因素。

在目前的情况下，经由circuit switch的语音通讯与经由IP base的语音通讯，在两者之间相互切换而不使语音通话中断的技术，就有其利基存在，而VCC就是具备这种切换的技术。

虽然VCC与UMA都具有这种domain切换的能力，同样也是提供FMC的解决方案之一，然而VCC是架构于IMS上的应用服务，在核心网络的架构中是比UMA更趋近于All IP的网络架构。

当然VCC要能够在市场中广泛的运用，首先电信业者必须先建置IMS的核心网络，也就是要将原有2.5G/3G的核心网络提升至3GPP Release 5以后的架构；在未来的通讯领域中，不论是结合固网、信息网络或是行动通讯网络，整个的通讯环境正逐渐走向一个汇流的方向，以All IP为主的网络架构预料会是近年来市场的主流。