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1、IMS系统架构与基本原理,中兴通讯股份有限公司 ZTE Corporation,2007年4月7日,IMS architecture and basic principles,教程概述,教程系列 1、IMS系统架构和基本原理 IMS的引入、IMS架构、以IMS为核心的NGN架构、基本注册/会话流程、业务提供模式、计费模式 2、ZTE IMS解决方案和市场应用 3、IMS QoS技术 4、IMS 安全技术和IPv4/v6技术 5、IMS 标准新进展（VCC/CSI技术等） 6、SIP协议栈培训 致谢 本教程改编自 朱为勇IMS基础培训材料 汤凯基于IP的多媒体系统IMS简介,汇报提纲,IP多媒体
2、的引入与发展 IMS架构与流程 IMS业务提供模式 Offline/Online计费模式,移动网络演进2G,HLR,HLR DB,BSS,BSS,MAP,其他PLMN,MAP,2G,2.5G,R99,R4,R5,R6,R7,A,移动网络的发展,移动网络演进2.5G,CS Domain,HLR,HLR DB,BSS,BSS,MAP,其他PLMN,Internet,SGSN,PS Domain,MAP,MAP,MAP,GGSN,IP,2G,2.5G,R99,R4,R5,R6,R7,一个叠加的GPRS网络，提供端到端包数据的交换服务； PS域采用PPP/SDH, PPP/E1, FR over E1
3、, ATM, LAN等接口；,Gb,A,18 TS, 9150kbps GPRS attachment PDP context activation,GTP,移动网络的发展,移动网络演进R99,HLR,HLR DB,BSS,BSS,MAP,其他PLMN,Internet,SGSN,MAP,MAP,MAP,RNS,CS Domain,PS Domain,GGSN,IP,2G,2.5G,R99,R4,R5,R6,R7,Gb,Iu-PS,Iu-CS,基于ATM的Iu-CS接口和基于ATM或IP的Iu-PS接口,GTP,移动网络的发展,移动网络演进R4,HLR,HLR DB,BSS,BSS,MAP,其
4、他PLMN,Internet,SGSN,MAP,MAP,MAP,RNS,MGW,MSC Server,MGW,GMSC Server,CS Domain,PS Domain,GGSN,IP,2G,2.5G,R99,R4,R5,R6,R7,基于ATM的Iu-CS接口和基于ATM或IP的Iu-PS接口 CS域引入控制和承载的分离结构,Iu-PS,Iu-CS,GTP,移动网络的发展,移动网络演进R5,HSS,HSS DB,BSS,BSS,MAP,其他PLMN,Internet,GGSN,SGSN,MAP,MAP,MAP,IP,RNS,MGW,MSC Server,MGW,GMSC Server,IM
5、S Domain,P-CSCF,S-CSCF,CS Domain,PS Domain,IM-MGW,MGCF,MRFP,MRFC,2G,2.5G,R99,R4,R5,R6,R7,SLF,全IP的Iu接口，同时继承ATM传输 引入IP多媒体域,Iu-PS,Iu-CS,GTP,移动网络的发展,移动网络演进R6,HSS,HSS DB,BSS,BSS,MAP,其他PLMN,Internet,GGSN,SGSN,MAP,MAP,MAP,IP,RNS,MGW,MSC Server,MGW,GMSC Server,IMS Domain,P-CSCF,S-CSCF,CS Domain,PS Domain,IM
6、-MGW,MGCF,MRFP,MRFC,2G,2.5G,R99,R4,R5,R6,R7,SLF,PDG,I-WLAN,WLAN接入网,Iu-PS,Iu-CS,GTP,移动网络的发展,SAELTE: 3GPP系统的长期演进，以满足长期电信网络的发展需要。LTE(Long term evolution) 主要侧重点在提高空口速率，提高接续速度，NodeB和RNC的功能合并。SAE(System architecure evolution) 主要侧重于CN的功能拆分，提供多种接入方式之间的漫游。 VCC：研究IMS和CS语音呼叫之间的切换 PCC：研究IMS中计费和策略控制框架的合并 EC：研究通过
7、IMS如何提供紧急呼叫 CSI：研究如何将CS承载和IMS结合起来为用户提供统一的业务。由于IMS在无线Qos等方面存在的问题，该课题考虑主要利用CS来传递实时业务，而IMS来传递非实时业务 SMSIP：研究如何通过IPCAN来提供短消息多媒体消息业务 FBI:研究IMS如何提供固定接入。目前3GPP在等待TISPAN的研究结果 LCS3：研究如何在WLAN接入IMS的系统中提供定位业务。 E2EQos：研究端到端的Qos机制,移动网络演进R7,2G,2.5G,R99,R4,R5,R6,R7,移动网络的发展,3GPP标准的发展（IMS）,R99,R4,R5,R6,R7,UMTS技术的发端。,采
8、纳软交换技术改造MSC控制器，将控制与承载分离，引入MSC Server和MGW。类似窄带软交换技术。终端设备UE与网络CS域的业务控制，仍然遵循Telco严格的业务定义和控制流程的传统。垂直型的业务提供机制。,引入移动多媒体子系统IMS，实现软交换技术和移动技术的融合。演进型的技术引发革命型的影响。类似宽带软交换技术。终端设备UE与网络IMS域的业务控制，融合Internet业务模式和Telco业务模式。将电信业务平台推至网络的最边缘和最高应用层面，UE和SDP成为一体的业务平台。水平型的业务提供机制。,不断拓展IMS技术的接入无关特性。IMS技术被业界广泛的采纳和认可成为网络融合的基础，和
9、提供融合、灵活的综合业务的网络平台。,标准组织在IMS上的协作,Mobile,IP,Residential,Wireline Access to IMS,Multimedia Telephony,Cellular Access to IMS,WLAN Access to IMS,Multimedia Telephony,Multimedia Telephony,IMS与UMTS/SS的关系,MSC Server,Control Layer,MGW,Access Layer,GGSN,SGSN,Service Layer,MGCF,IM-MGW,P/I/S-CSCF BGCF,MRFC,MRFP
10、,IAD,AG,MSP,NB-SS,BB-SS,Bearer Layer,IN-SCP,Parlay/OSA,IN-SCP,Parlay/OSA,SIP AS,IN-SCP,Parlay/OSA,SIP AS,IP-CAN,HLR,HSS (SLF),UMTS,SS,IMS,IMS是移动概念、软交换概念和分布式系统概念的集合,IMS特点,基于IETF协议 IP、DNS、SIP、Diameter、COPS、SDP、XML RTP、RTCP、H.248(MEGACO) 协议统一 统一SIP作为业务控制协议，统一Diameter作为AAA协议，统一XML作为User Profile协议 归属控制 S
11、-CSCF为用户业务的唯一触发点 接入独立性 例：3GPP2可完全重用3GPP中的IMS，WLAN/WiMax接入等 业务、控制、承载层的完全分离,IMS特点（cont.）,CSCF动态分配 提高网络的可靠性 SIP信令自主路由 SIP信令可携带路由信息，可简化后续路由 增强计费功能 Online/Offline计费 增强安全性 定义了完整的安全框架，基于IPSec、AKA QoS能力 SBLP方式、资源预留方式,TISPAN的NGN研究,TISPAN（Telecommunications and Internet Protocol Harmonization Over Networks）是E
12、TSI下属的一个TC，成立于2003年9月，专门对NGN进行研究和标准化工作。 TISPAN NGN核心网中基于SIP的核心网采用3GPP定义的IMS平台，并尽可能重用IMS Release6的相关规范，但要求支持更多的接入方式，包括xDSL、WLAN、LAN、MAN等。 TISPAN NGN的核心网包含的范围很广，它涵盖了多种子系统，ETSI在3GPP IMS的基础上对NGN的架构作了扩展，增加了RACS、NASS系统等。,ETSI 将研究固网标准话的SPAN组织和研究VoIP的TIPHON组织合并，成立TISPAN，对NGN进行研究和标准化。,TISPAN R1，提供游牧和用户控制的漫游，
13、提供接入网络附着子系统，接入方式重点考虑xDSL。,TISPAN R2，根据用户签约配置和业务需求，优化资源的使用。,TISPAN R3，不同网间的游牧和用户控制的漫游，高速宽带接入(VDSL、FTTH、Wi-Max)。,2005,2007,2009,2003,TISPAN融合网络图,以3GPP的IMS为基础进行扩充，要求支持更多的接入方式。,NASS,NASS,RACS,TISPAN R1与3GPP R6对照,Network Attachment 3GPP: GPRS entities + HLR (PS part) TISPAN: NASS entities Resource Contro
14、l 3GPP: PDF and GGSN TISPAN: RACS entities + RCEF and BGF entities MM Session Control 3GPP: IMS (R6) TISPAN (R1) IMS (R6),TISPAN对3GPP IMS的结构无影响，仅要求增强P-CSCF和修改流程,汇报提纲,IP多媒体的引入与发展 IMS架构与流程 IMS业务提供模式 Offline/Online计费模式,IMS体系功能实体图,SIP,Operator 1,MRF-C,MGCF,Cx,Sc,Gr,Mm,Mn,Gc,Mg,BGCF,Mi,Go,Gm,SLF,MRF-P,Mp
15、,ISC,SIP,Diameter,H248,SIP,H248,COPS,SIP,Diameter,MAP,SIP,Mj,ISUP,SGW,Mr,CSCF,Mw,BGCF,Mk,Operator 2,SIP,Dx,SIP,Sh,MAP,MGW,SGW,SIP,SIP,CAP,OSA,Si,IM-SSF,OSA-SCS,Diameter,CAP,CSCF,PDF,PS Domain,GGSN,SGSN,Gn,TCP/IP/UDP/RTP/,UE,UTRAN,MT,TE,Uu,Iu,R,GERAN,Diameter,Gq,IMS网络实体,IP-CAN网络 IP连通网络，提供IP接入承载，可以是任意
16、的IP网络，目前3GPP的主要工作是基于GPRS网络 业务网络 主要是应用服务器，用于向IMS用户提供各种增值业务，目前在IMS域中主要有三种业务提供方式：SIP-AS提供方式、Parlay网关提供、SCP提供，另外，对于一些传统的的基本业务，目前正在研究使用一个基本呼叫服务器来实现的方式 IMS核心网 这部分是系统主要要实现的部分，主要完成IMS用户管理、IMS业务的交换、网间互通、业务触发等处理，主要由P/I/S-CSCF网元、SLF/HSS、BGCF、MRFC/MRFP等网元构成 互通域 包含SGW、MGCF/MGW等实体，用于IMS域业务域传统的PSTN、PLMN等网络的互联互通 计费域 包含Offline计费和Online计费的相关网元设备 IP配套网元 另外，一个完整的IMS解决方案，还需要其他各种IP网元提供服务，如：DNS、Firewall、NAT、DHCP等,
