ims简介__含网络拓扑

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1、IP多媒体子系统IMS简介,IMS简介,1. IMS概述,2. IMS的网络架构,3. IMS的通信流程,4. IMS发展存在的相关问题,IMS的由来：融合网络与应用需要新的体系架构,新的体系架构应该满足以下3个方面的要求：,2. 应能提供融合各类网络能力的综合业务，特别是电 信和Internet相结合的业务。采用开放式业务提供 结构，支持第三方业务开发，提供用户所需的个性 化的多媒体业务。,3. 应能对业务进行有效而灵活的计费，即提供会话的 业务类别，业务流量，业务时段等基本信息，供运 营商制定不同的计费策略。,1. 应能提供电信级的QoS保证，即在会话建立的同 时按需进行网络资源的分配，使

2、用户能够随时随地 享受到满意的实时多媒体通信服务。,竞争,博弈,融合,蜂窝系统的最大优势是用户不受接入线路的限制，可以在任何地点、任何状态下自由通信，小型化的终端更是给用户带来了极大的便利。,互联网,电信业,蜂窝移动通信网技术和Internet技术的发展为新的体系架构的提出做好了技术上的铺垫,Internet技术最大的成功之处就是能方便而灵活地提供各种信息服务，并能根据客户的需要快捷地创建新的服务。,3GPP在R5版本中提出支持IP多媒体业务的子系统（IMS）技术标准，将蜂窝移动通信网技术和Internet技术结合了起来。,IMS相关的标准组织,OMA：开放移动联盟；3GPP：第三代合作伙伴计

3、划；ETSI：欧洲电信标准化协会；IETF：Internet工程任务组；TISPAN：电信和互联网融合业务及高级网络协议。,IMS标准化的进展,从IMS全球标准化体系工作来看，国际上IMS相关标准组织主要有3GPP、3GPP2、TISPAN和ITU-T，它们分别从不同的出发点对IMS进行 了系统的研究。 3GPP是IMS标准的发起者和主要贡献者，到目前为止3GPP已发布了R5/R6 /R7/R8四个标准版本，R9版本的制定工作已启动。 3GPP2主要是基于3GPP的IMS Core定义了MMD（多媒体域），主要考虑CDMA网络的接入，已经公布了Rev0和RevA版本，目前正在制定RevB版本。

4、 TISPAN从固网接入为出发点，定 义了支持固网的IMS体系架构，已发布了R1版本，目前已展开R2版本的工作。 ITU-T的IMS架构和ETSI TISPAN的基本相同，从支持固定接入方式的角度对IMS提出各种需求，目前正在开展IMS和IPTV融合架构的标准化研究工作。 另外，还有一些国际标准化化组织IETF、WiMAX、Cable Lab、MSF等从不同的角度对IMS提供支持和贡献。 IETF主要负责SIP、Diameter等协议的规范和扩展；WiMax、Cable Lab、MSF、ATIS正在考虑IMS对各种不同接入方式的支持。,国内运营商IMS市场态势,三大运营商结合各自网络状况加速推

5、进IMS现网试点及试商用步伐 IMS大规模商用即将到来,中国电信,中国联通,中国移动,原电信宽带用户 原电信固定用户 原联通C网用户,原移动客户 原铁通宽带客户 原铁通固定客户,原联通G网用户 原网通固定用户 原网通宽带用户,中国移动已制定较完善的IMS企规，在集团公司的统一部署下，09年已完成IMS试点网络的建设，正在开展IMS相关业务和网络的IOT（互操作测试），大规模集采和商用部署已经展开。,中国电信已完成系列IMS规范的制定工作和广院测试，目前已经开始了现网IMS试点工作。,中国联通已完成系列IMS规范的制定工作，在原联通&原网通IMS试验基础上，已开展IMS试点工作。,9,IMS是什

6、么?,IMS：IP Multimedia Subsystem（多媒体子系统） IP = 基于IP的传输 基于IP的会话控制 基于IP的业务实现 Multimedia = 语音、视频、图片、文本等多种媒体的组合 支持多种接入方式，可以采用WCDMA、TD-SCDMA、GSM/ EDGE、CDMA2000、WiMAX、固定宽带、WLAN等各种接入方式，各种不同能力终端 Subsystem = 依赖于现有网络技术和设备，最大程度重用现有网络系统 无线网络把PS/GPRS网络作为承载网络 固定网络把基于固定接入IP系统作为承载网络,IMS主要特征,接入无关,归属地 控制,业务提供 能力,安全机制,统一

7、策略 控制,IMS主要特征,支持多种固定/移动接入方式的融合，支持无缝的移动性和业务连续性，为全业务运营提供了便利,呼叫控制和业务控制都由归属网络完成，保证业务提供的一致性，易于实现私有业务扩展，促进归属运营商积极提供吸引客户的服务，区别于软交换拜访地控制,打破传统业务部署模式，业务与控制完全分离，有利于灵活、快速的提供各种业务应用，更利于业务融合，实现开放的业务提供模式,多种安全接入机制共存，并逐渐向Fully IMS机制过渡 部署安全域间信令保护机制 部署网络拓扑隐藏机制,IMS简介,1. IMS概述,2. IMS的网络架构,3. IMS的通信流程,4. IMS发展存在的相关问题,的分层体

8、系结构,的分层体系结构, 的体系采用了分层结构，分为接入网络层（）、多媒体核心网络层（ ）和业务网络层。,完成的主要功能包括发起和终结各类会话；实现分组 承载与其他各种承载之间的转换；根据业务部署和会话层的控制实现各种 策略；完成与传统间的互联互通等功能。, 全部基于，该层与域共用物理实体，提供多媒体业务环 境。该层完成基本会话的控制，完成用户注册、会话路由控制，与应用 服务器交互执行应用业务中的会话，维护管理用户数据、管理业务策 略等功能，与应用层一起为所有用户提供一致的业务环境。,业务网络层是指通过（移动网络定制应用增强逻辑服务器 ）， 应用程序接口和技术提供多媒体业务的应用平台， 可以向

9、用户提供多媒体业务逻辑，也可以实现传统的基本电话业务， 如呼叫前转、呼叫等待、会议等业务。,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,IMS逻辑功能网元会话控制和路由,Proxy (P)-CSCF（代理呼叫会话控制功能）： UE到网络的第一个连接点 建立同终端间的安全联盟（SA） PDF（策略控制功能）功能：基于业务的SDP，完成授权承载资源和QoS管理 SIP 头压缩 承载、控制绑定及QoS资源的打开与关闭 Interrogating (I)-CSCF： IMS系统对外的联系点 THIG（网络拓扑隐藏）功能：隐藏IMS网络内部拓扑信息 S-CSCF分配功能

10、被叫S-CSCF定位功能 Serving (S)-CSCF： 用户的Registrar，负责用户的注册 负责用户的鉴权、授权 负责用户的业务控制和触发，与业务层进行交互,IMS逻辑功能网元用户数据管理、认证鉴权,HSS: (Home Subscriber Server) 存储IMS用户的签约数据、Service Profile、位置信息、鉴权信息等 也可提供传统的HLR功能：CS签约数据、PS签约数据 接口：Diameter(IMS)、MAP(CS/PS) SLF：(Subscription Locator Function) 根据SIP URI定位HSS 需要访问HSS的实体均需调用 单一H

11、SS环境不需要SLF,IMS逻辑功能网元互通功能,BGCF: (Breakout Gateway Control Function) 为被叫出IMS网络（如：PSTN/CS）选择适当的出口点 若被叫和IMS同网，则选择本网的一个MGCF 若被叫非本网，则交给另一个网络接口的BGCF 需要维护或访问网络接口拓扑信息、出口策略数据库 MGCF: (Media Gateway Control Function) IMS控制面与传统PSTN/CS网络的互通点 控制IMS-MGW，以完成媒体面的互通：H.248 IMS侧：与I/S-CSCF互通 PSTN/CS侧： SIP到BICC/ISUP协议转换 I

12、M-MGW: (IMS Media Gateway) IMS媒体面与传统PSTN/CS域的互通点 接受MGCF控制：H.248 提供声码器、回声消除、通知音、DTMF、会议桥等资源,IMS逻辑功能网元媒体资源,MRFC: (Multimedia Resource Function Control) IMS域内部的媒体控制资源功能 维护、控制MRFP中的媒体资源：H.248 与S-CSCF互通，间接接受AS的控制 MRFP: (Multimedia Resource Function Processor ) 媒体资源功能 IMS域内部的媒体资源功能 接受MRFC控制：H.248 提供声码器、通知

13、音、会议桥等资源,IMS其他逻辑功能网元,SBC: Session Border Control 位于IMS核心网络边缘，作为IMS核心网的信令代理和媒体代理，主要目的是隔离接入网和IMS核心网，实现公私网穿越、NAT穿越、防火墙穿越、QoS控制、网络安全等功能 DNS、ENUM Server： DNS (Domain Name System)：服务器负责URL地址到IP地址的解析，可以直接借助Internet公网上的分层DNS Server，也可直接在网内新建DNS服务器 ENUM (E.164 Number URI Mapping)服务器负责电话号码到URL的转换,IMS简介,1. IMS

14、概述,2. IMS的网络架构,3. IMS的通信流程,4. IMS发展存在的相关问题,注册和会话建立呼叫流程,Home Network of UE A,Network visited by UE A,Home Network of UE B,Network visited by UE B,UE A,UE B,CSCF Call Session Control Function P- Proxy S- Serving I- Interrogating HSS Home Subscriber Server UE User Equipment,IMS注册相关流程：P-CSCF的发现过程,P-CSCF

15、发现过程：为了和IMS网络通信，UE（终端设备）必须知道P-CSCF的至少一个IP地址，UE查找P-CSCF IP地址的过程为P-CSCF发现过程。该过程可通过以下三种机制来实现： .GPRS方式：由GPRS提供P-CSCF发现的能力。 .DHCP方式：IP连接建立后，使用DHCP为UE提供P-CSCF的域名和DNS服务器的地址，然后通过DNS服务器解析P-CSCF域名。 .静态配置在UE中。,IMS注册相关流程： S-CSCF分配,当一个用户注册到网络中要接入IMS业务时，I-CSCF分配一个S-CSCF给UE。 I-CSCF与HSS通过Cx接口进行通讯，从而得到选择S-CSCF时所需要的信

16、息： .当HSS返回一个S-CSCF的名字时，I-CSCF使用HSS返回的S-CSCF的名字去查找S-CSCF的IP地址。 .当HSS返回一个S-CSCF的能力集时，I-CSCF根据接收到的每个S-CSCF的能力集进行某种选择算法，选择一个合适的S-CSCF。,IMS会话建立过程中的路由,会话的建立过程可划分为以下三个部分： . 主叫UE到P-CSCF：通过P-CSCF发现，UE获得P-CSCF的地址，从而可以路由到P-CSCF； 主叫P-CSCF到主叫S-CSCF：通过注册流程，UE和P-CSCF均获得S-CSCF的地址。 . 主叫S-CSCF到被叫I-CSCF：通过DNS解析被叫的公共用户身份的宿主部分（域名），主叫S-CSCF收到DNS返回的一个I-CSCF的地址。,IMS会话建立过程中的路由,. 被叫I-CSCF到被叫S-CSCF：I-CSCF作为被叫归属网络的入口，向本地HSS查询并获得在注册过程中为被叫选择的S-CSCF； 被叫S-CSCF到被叫P-CSCF：被叫S-CSCF在被叫注册过程中得知被叫P-CSCF的地址。被叫S-CSCF作为登记员，将被叫UE的SIP URI装换成联系地址； 被叫P-CSCF到被叫UE：通过被叫UE的联系地址，将消息发往被叫UE。,