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1、CM-IMS原理及应用介绍,安徽移动网络部,3GPP与IMS演进过程,R99 WCDMA,R4 TD-SCDMA 软交换,R5 HSDPA IMS 端到端的IP多媒体业务,R6 HSUPA IMS性能增强 MBMS MIMO,R7 技术进一步改进 业务能力进一步增强,LTE （R8、R9) 未来10年或更长时间内网络演进,LTE-Advanced （R10）,3G,3G,3.5G,3.75G,3.9G,4G,3.5G,3GPP旨在研究制定并推广基于演进的GSM核心网络的3G标准，即 WCDMA，EDGE、TD-SCDMA等。 3GPP的目标是实现由2G网络到3G网络的平滑过渡， 保证未来技术的
2、后向兼容性。 3GPP主要是制订以GSM核心网为基础， 为无线接口的第三代技术规范。,IMS基本概念,下一代网络的核心 IMS(IP Multimedia Subsystem)是3GPP/3GPP2 (移动）和TISPAN/ITU-T (固定) 网络架构的核心 IMS是个开放的网络架构，提供了基于IP承载的，与接入无关的IP多媒体业务控制能力 支持多种固定及移动接入方式 移动接入：2G3GLTE等 固定接入：LAN、WLAN、xDSL、xPON等接入 支持IP多媒体业务 会话型业务，如语音和视频会话、多媒体会议、消息、状态呈现、视频共享、动态地址簿等 部分非会话型业务，如IPTV、Web与IM
3、S融合业务等 采用全IP的SIPDiameter协议,业务层,控制层,接入层,IMS逻辑架构,互通接口,IMS网络架构-移动标准组网省会,CMNET,省AR1/2,移动IP专网,P-CSCF,HSS,MGCF,MRFC,MRFP,接入控制区,会话控制区,媒体区,AS1ASN,AS业务区,CSCF/ENUM/DNS,2*GE(光口),2*GE(光口),UMG,省IMS-CE-1/2,100M,GE,IMS信令,IMS媒体,去2G媒体,去2G信令,CMNET-CE1/2,省NE80E-1/2,SBC,FW-1/2,现网关口局,GMSC,UMG,省2G/3G-CE-1/2,阶段二,引入CM-IMS，
4、在全国分省建设IMS网络，进行规模商用 初期采用CM-IMS主要实现固定接入控制，大力推进基于IMS的集团客户解决方案，提供多媒体业务控制能力 受移动接入带宽的限制，CM-IMS通过PS域仅能为移动用户提供非实时和准实时业务,CM-IMS和CS网络长期共存 R4软交换开始升级支持ICS（IMS Centralized Services）的演进策略及网络方案，准备实现统一融合的核心网,阶段一:引入CM-IMS,阶段二: CM-IMS与CS 网络长期共存,阶段三,随着HSPA和LTE技术的成熟，CM-IMS能够基于PS域为移动用户提供包含话音的各种多媒体业务 CS域逐步退化为CM-IMS的一个接入
5、网络 CM-IMS成为统一融合的核心网,阶段三：统一融合的 核心网,中国移动CM-IMS引入阶段划分,阶段一：引入CM-IMS，提升核心网络能力,PLMN/PSTN,MGW,HLR,SCP,GMSS,CSCF,HSS,SIP AS,AGCF,GGSN,SGSN,MGCF,MSS,互通,核心网,IMS域,分组域,电路域,独立组网，业务互通：CS为移动用户提供语音类业务。CM-IMS为固定接入用户提供多媒体业务，为移动用户提供非实时和准实时业务。CM-IMS与CS保持语音、消息等业务的互通,CM-IMS与CS域的关系,PS域为IMS域提供接入：会话类数据业务通过CM-IMS提供，非会话类数据业务（
6、如Web浏览、下载等）仍基于PS域直接提供,CM-IMS与PS域的关系,阶段二：CM-IMS与CS网络长期共存,PLMN/PSTN,MGW,SCP,GMSS,CSCF,HSS/HLR,SIP AS,AGCF,MGCF,mAGCF,互通,接入,MSS,电路域,分组域,IMS域,核心网,GGSN,SGSN,MME,SAE GW,CM-IMS和CS长期共存 部分CS设备开始升级支持ICS,CM-IMS与CS域的关系,PS域仍为CM-IMS域提供IP承载，业务分担 PS域核心网向SAE架构演进,CM-IMS与PS域的关系,阶段三：统一融合的核心网,MGW,HLR,mAGCF,电路域,核心网目标架构,C
7、SCF,HSS/HLR,MGCF,IMS域,AS,接入,接入,MME,分组域,S-GW,PDN GW,随着HSPA和LTE技术的成熟，CM-IMS能够基于PS域为移动用户提供包含话音的各种多媒体业务。CM-IMS网络实现移动和固定的统一控制 CS域的软交换机升级支持ICS，CS域退化为CM-IMS的一个接入网络。基本话音业务仍可基于CS域提供，但会逐渐向PS域迁移，CS域逐步萎缩 PS域演进到SAE架构， PS域为CM-MS域提供接入，PS和CM-IMS网络业务分担 HLR和HSS逐步融合，CM-IMS、CS和PS实现统一的用户数据管理,CM-IMS成为统一融合的核心网，CS和PS成为CM-I
8、MS的接入网,IMS逻辑实体分类,IMS网元功能的逻辑架构，可根据实际部署需要，进行合设,CSCF功能会话控制和路由,CSCF是IMS 系统的呼叫控制核心，它的主要作用是在IP 传输平台上实现多个实时业务的分发，具有中心路由引擎、策略管理和策略执行功能 P-CSCF（代理会话控制）的功能 IMS终端接入IMS的入口点 产生CDR话单，用户漫游计费需求 提供Gm接口上的SIP压缩和完整性保护 将终端的请求路由到正确的I-CSCF或者S-CSCF I-CSCF（查询会话控制）的功能 在IMS终端注册时，为用户分配提供服务的S-CSCF 为来话选择被叫注册的S-CSCF S-CSCF（业务会话控制）
9、的功能 IMS用户注册认证 业务触发和控制 会话路由,S-CSCF,P-CSCF,S-CSCF,S-CSCF,I-CSCF,HSS用户数据管理,HSS的功能（类似于HLR） 记录每个IMS用户的用户信息和业务数据： 用户信息： 用户号码、地址信息； 用于认证和授权的安全信息； 支持用户注册、记录不同系统间的位置信息； 用户特征数据 业务数据： 业务触发规则和业务触发逻辑，采用XML语言描述,MRF媒体资源管理,MRF（媒体资源功能）的功能 包括 MRFC 和 MRFP 两部分，提供的主要功能如下： 铃音与录音通知的播放 会议的媒体流处理（混音等） 编解码转换 DTMF信号处理 可依据实际情况，
10、单独设置或与AS合设,Access Network,User Equipment (UE),IMS App,IMS App,IMS App,MRFC,MRFP,S-CSCF,MRFP,MRFP,SG,MGCF互通功能,MGCF&IM-MGW的功能 实现与CS域互通时信令与承载的转换,MGCF,TDM PBX,PLMN|PSTN,Media Gateway,SS7,MGC,BGCF,S-CSCF,I-CSCF,SIP,H.248,AS应用服务器业务触发和执行,IMS业务触发在S-CSCF实现 业务触发通过iFC机制实现动态业务触发 AS完成业务逻辑后将请求返回给S-CSCF以进行后续触发,IMS
11、路由机制ENUM/DNS,IMS网络，采用Internet IP DNS寻址路由方式，与交换网GT翻译寻址方式不同，IMS网络中没有信令点（SP）的概念 IMS中SIP信令路由基于SIP URI，E.164 TEL URI无法在IMS域路由 ENUM/DNS供CSCF查询，转换TEL URI为SIP URI，用于路由 IMS强制使用松散路由机制，保证请求消息Request URI在到达目的地途中头域不改变,IMS中的码号,用户私有标识（Private User ID, IMPI） 归属网络分配的全球唯一标识，用于管理、注册、授权、计费； 保存在ISIM卡中，用户不得修改，类似于IMSI； 用户
12、公有标识（Public User ID, IMPU） 用于和其他用户的通信，相当于“别名”，类似于MSISDN； 采用的格式 SIP URI，例如：“Sip: user1” Tel URI，例如：“Tel: +8613901000100” 两者的关系,IMS中的接口协议,SIP 在IETF定义（RFC 3261）， 3GPP做了些增强 用于大部分IMS接口，文本编码，遵循应用层三次握手原则（INVITE/200 OK/ACK） 功能：完成呼叫的路由和接续 Diameter 用于HSS对外的接口和策略控制接口，完成用户数据的查询及同步等操作，包括：CxDx (HSS-CSCF), Sh (HSS
13、-AS) ，Dh等 实现QoS和计费策略的交互和执行，包括：Gq（P-CSCF-PDF）接口， RTPRTCP 媒体面信令，传输各类媒体流,IMS用户注册流程,P-CSCF,HSS,DNS ENUM,I-CSCF,S-CSCF,Visited or Home Network,Home Network,SIP,Cx,SIP,AS,AS,AS,Cx,Sh,ISC,Backbone Packet Network,Access,同一IMS域内基本会话流程,Calling and Called Party Home Network,HSS,I-CSCF,DNS,Access,Access,P-CSCF,
14、Backbone Packet Network,S-CSCF,Control,Bearer,SIP,SIP,Diameter,AS,不同IMS域之间的基本会话流程,Called Party Visited Network,Called Party Home Network,Calling Party Home Network,Calling Party Visited Network,P-CSCF,HSS,S-CSCF,SIP,SIP,Diameter,P-CSCF,HSS,S-CSCF,SIP,SIP,Diameter,I-CSCF,Diameter,DNS,Backbone Packet
15、Network,Access,Backbone Packet Network,Access,IMS中的媒体处理编解码协商与资源预留,P-CSCF-1,UE 1,S-CSCF-1,S-CSCF-2,P-CSCF-2,UE 2,1.确定终端支持的编解码集合,2.INVITE,3.根据运营商策略和网络情况检查编解码,4.INVITE,6.INVITE,8.INVITE,10.INVITE,5.根据用户情况检查编解码,7.根据用户情况检查编解码,9.根据运营商策略和网络情况检查编解码,10.确定被叫支持的编解码,11.SDP ANSWER,12.媒体建立,支持在对话开始、对话过程中进行媒体处理 可以在对话过程中动态的添加、修改、删除媒体资源,资源预留（Precondition）机制：用于防止SIP信令已建立，但媒体层未准备好，产生Ghost Ring的情形，所以需媒体层在会话建立前预留好双方媒体资源,编解码协商：用于对会话双方使用的媒体组合及各媒体使用哪种编码方式达成一致,IMS到CS互通流程,Calling Party Visited or Home Network,Calling Party Home Network,P-CSCF,HSS,S-CSCF,BGCF,MGCF,MGW,CS,H.248,SIP,SIP,SIP,SIP,BICC,
