IMS基础知识和架构
IMS基础概念和网络架构解析
IMS基础概念和网络架构解析IMS的基本概念包括用户终端（UE）、服务平台（SP）、用户业务平面（CIP）和控制平面（CP）。
用户终端是用户与IMS系统交互的终端设备，可以是手机、电脑或其他网络接入设备。
服务平台是IMS的核心，它提供了多媒体业务和服务，如语音通信、视频通话、多媒体消息等。
用户业务平面负责业务逻辑的实现，包括用户身份验证、订阅管理、计费等。
控制平面负责控制和管理各个业务平面之间的关系，以及与用户终端的交互。
IMS的网络架构由多个子系统组成，包括应用层（AS）、控制层（CS）和传输层（TP）等。
应用层提供了各种多媒体业务和服务功能，如呼叫控制、多媒体消息、会议等。
控制层负责控制和管理多媒体会话的建立、修改和终止，同时负责用户身份认证和订阅管理。
传输层负责将多媒体数据流从源用户终端发送到目标用户终端，包括信令传输和媒体传输。
IMS的标准化架构采用了依赖于IP网络的媒体流、呼叫控制和用户业务逻辑分离的原则。
这种架构使IMS系统更加灵活和可扩展，增加了多媒体业务的互操作性和可用性。
它还提供了一种基于开放标准的接口，使不同厂商之间能够实现互操作性和互联互通。
IMS的网络架构还引入了SIP（Session Initiation Protocol）作为呼叫控制协议。
SIP是一种基于文本的通信协议，用于建立、修改和终止多媒体会话。
它提供了一种灵活和可扩展的方式来管理和控制多媒体通信。
IMS还支持一种分布式的中央数据库，称为Home Subscriber Server （HSS）。
HSS存储了用户的认证、订阅信息和用户群组等。
HSS还提供了网络中的用户和服务提供商之间的身份验证和授权功能。
通过HSS，用户可以在不同的终端设备上访问他们的个人配置和服务。
总之，IMS是一种基于IP网络的多媒体子系统，提供了可互操作的多媒体业务服务。
它采用了分离呼叫控制、媒体流和用户业务逻辑的网络架构，使多媒体业务更加灵活和可扩展。
IMS基础培训
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理解IMS各个功能实体
MRF 处理媒体资源功能
Gaming Meeting 第三方应用
OSA-SCS
HSS
ATS
SIP AS
HSS SLF
MRFC MRFP
MRFC MRFP
BGCF MGCF IM-MGW VIG
理解IMS各个功能实体
CSCF
最核心的网元，进行呼叫 会话控制。
Gaming Meeting 第三方应用
OSA-SCS
Hale Waihona Puke HSSATSSIP AS
SLF
S_CSCF
MGCF
I_CSCF
BGCF
• 网络位置：接入或会聚点, 互通的网络边缘 。
WiKi百科定义：
A Session Border Controller is a device used in some VoIP networks to exert control over the signaling and usually also the media streams involved in setting up, conducting, and tearing down calls.
MG
MRFP
MRFC
P-CSCF
GSM/WCDMA BAS
WiFi
PSTN/CS
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CSCF逻辑实体
CSCF是IMS网络的核心处理和控制部件，用来控制
用户注册、会话控制等等功能。按照功能划分的不同，
IMS基本概念和网络架构
IMS基本概念和网络架构1.服务平台：IMS是一种软件架构，可以将传统电信网络和互联网业务无缝集成。
它提供了一种适应多种应用和业务需求的服务平台。
2.多媒体通信：IMS支持多种多媒体通信方式，例如语音、视频、短信等。
用户可以通过不同的终端设备进行通信，如智能手机、电脑等。
3.网络连接：IMS支持不同类型的网络连接，包括无线网络、有线网络和互联网等。
它可以在不同的网络之间提供无缝的通信服务。
4.用户终端：IMS允许用户使用不同类型的终端设备进行通信，例如智能手机、平板电脑、电视等。
用户可以随时随地进行通信，无论在家还是在外。
5.电信运营商：IMS提供了一种灵活的服务架构，使电信运营商能够推出新的业务和服务。
他们可以根据市场需求和用户需求来设计和提供各种各样的服务。
IMS网络架构：IMS架构是一种分层结构，包括多个不同的功能组件。
每个组件负责特定的功能，并通过标准化的接口进行通信。
以下是IMS网络架构的主要组件：1. 用户终端（User Equipment，UE）：用户可以通过不同类型的终端设备接入IMS网络，如智能手机、电脑等。
用户终端可以通过IMS客户端与IMS核心网络进行通信。
2. P-CSCF（Proxy Call Session Control Function）：P-CSCF是IMS核心网络的接入点，负责处理用户终端和IMS核心网络之间的通信。
它提供了用户身份验证、寻址转发和会话控制等功能。
3. I-CSCF（Interrogating-CSCF）：I-CSCF是IMS核心网络中的信令节点，负责处理用户注册和会话建立请求。
它通过向HSS（Home Subscriber Server）请求用户配置信息，并选择合适的S-CSCF（Serving-CSCF）来处理会话请求。
4. S-CSCF（Serving-CSCF）：S-CSCF是IMS核心网络中的服务节点，负责处理用户的会话请求和会话控制。
IMS学习笔记
一.IMS概念IMS（IP Multimedia Subsystem）IP 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、图文、文本等多种媒体的组合+支持多种接入方式，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由3GPP在R5阶段引入，叠加在PS域上，目的是在基于全IP的网络上为移动用户提供多媒体业务二.IMS主要特征a.接入无关：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，IMS是从架构上是接入技术无关的网络，不论用户通过使用ADSL的计算机接入，还是使用WCDMA手机等无线方式接入，都可体验相同的业务。
b.归属地控制：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c.业务提供能力：打破竖井式业务部署模式，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，更便利于业务融合，实现开放的业务提供模式d.安全机制：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e.统一策略控制：统一的QoS、安全和计费策略控制机制三.IMS系统架构业务层（上层）------控制层（中）-----承载层（下层）1.业务层：业务层与控制层完全分离，主要由各种不同的应用服务器组成，除了在IMS网络内实现各种基本业务和补充业务（SIP-AS方式）外，还可以将传统的窄带智能网业务接入IMS网络中（IM-SSF方式），并为第三方业务的开发提供标准的开放的应用编程接口（OSA SCS方式），从而使第三方应用提供商可以在不了解具体网络协议的情况下，开发出丰富多彩的个性化业务。
IMS简介__含网络拓扑
S-CSCF-A
S-CSCF-B
REGISTER
UE A
Call Control / Dialog
6
UE B
CSCF Call Session Control Function PProxy SServing IInterrogating HSS Home Subscriber Server UE User Equipment
9
IMS主要特征 IMS主要特征
IMS培训资料
MRF-P
MGW
Go
CS 域 -orPSTN -orLegacy -orExternal
SIP
Mb/Gi-Cloud"
GGSN
TCP/IP/UDP/RTP/…
UE
MT
R
Gn
TE
Uu
GERAN UTRAN
Iu
ISUP'
SGSN
其他接入网络 PS 域
IMS的逻辑实体 CSCF (Call State/Service Control Function)
代表被叫完成如下功能:
将SIP请求和响应转发到家乡网络中的家乡用户或漫游用户(这类漫游用户的运营商选 择不使用I-CSCF) 转发SIP请求和响应到漫游用户的I-CSCF(漫游用户的运营商选择使用I-CSCF时) 如果用户通过CS域接收入呼叫,根据HSS和业务控制交互个修改SIP请求以路由入呼叫到 CS域
3rd Party Applications
接入网
用户
个人 用户
HSS
RAN
PSTN 其它PLMN
业务控制层 MGW MGCF AGCF CSCF
Internet2
IMS Core
控制层
承载控制层
支 撑 系 统
SGSN
WLAN
GPRS核心网
专线接入 LAN/xDSL
企业 用户 行业 用户
承载层 传送层
PS Domain
Legacy/ PSTN
IMS系统结构
HSS
控制面 用户面 Rf CCF CGF MRF Ga Gz
BGCF
I-CSCF
IMS
I-CSCF S-CSCF
Other IP/ IMS network
IMS都不了解，就太out了！
IMS都不了解，就太out了！IMS智能管理系统是为电子制造产业量身定制的专业智能管理系统，以提升生产效率、提高产品质量、降低制造成本为目标，打破传统的制造流程，通过流程再造，全面提升的综合效率。
IMS是什么？IMS,英文缩写。
IMS(Intelligent Management System)是智能管理系统，是一套闭环式的电子制造管理和物料管理的解决方案。
为电子制造企业提升企业的竞争力-----降低制造成本、降低人员配置、提升设备利用率（OEE），同时科学有效的使用物料、实现了对物料和制程管控全面的、科学的管控。
伴随中国加入WTO和经济全球化，中国正在成为世界电子制造业的中心。
现在，随着低劳动力成本比较优势的不断消失，尤其消费需求的不断变化、产业环境的日趋严格，势必使中国电子制造业面临着新的挑战。
电子制造企业要迅速提高核心竞争力，必须以信息化带动工业化，加快信息化进程，走新型工业化道路，实现全社会生产力的跨越式发展。
纵观我国制造业信息化系统的应用现状，建设的重点普遍放在ERP系统和现场自动化系统两个方面。
然而，这两大系统已无法应付市场环境的快速演变和消费者的需求。
电子制造智能管理系统(Intelligent Management System，IMS)恰好能填补这一空白。
电子制造智能管理系统IMS是近5年来在国际上迅速发展、面向车间层的生产管理技术与即时信息系统。
IMS为电子制造业提供一个快速反应、有弹性、精细化、透明化的制造环境，帮助企业提高生产效率，提高产品品质，缩短生产周期，降低制造成本、全面防错防呆、实现全面科学的可追溯管理。
IMS只适用于电子制造企业(消费电子、汽车电子、微电子、通讯电子、医疗电子、工控电子、军工电子等)，能够实现多品种少批量的生产方式，而且交货周期短。
满足企业高效生产，高速度、高良品率、快速切换变更品种等需求。
IMS与ERP无缝对接，架起了各部门信息沟通的桥梁，解决了各部门信息“断层”问题,让企业部门间信息不存在鸿沟。
IP多媒体子系统IMS
IP多媒体子系统IMSIP多媒体子系统（IMS）是一种基于IP网络的集成电信解决方案，它将多种通信和媒体服务整合到一个统一的平台上。
IMS 是现代电信网络的核心，为用户提供了丰富的通信体验和更高质量的服务。
IMS的核心功能是实现多媒体通信服务，它支持语音、视频、短信和数据等不同形式的通信。
IMS通过使用IP协议，提供了一种开放的通信环境，可以与其他服务进行集成，如VoIP （Voice over IP）和视频通话。
IMS的设计基于多种协议和技术，包括SIP（Session Initiation Protocol）、SDP（Session Description Protocol）、RTP（Real-time Transport Protocol）、H.323（ITU-T推荐的一种多媒体传输协议）和MPEG（Moving Picture Experts Group）等。
这些协议和技术共同构成了IMS的基础架构，使其支持多种媒体通信服务。
IMS的架构包括以下几个核心组件：1. P-CSCF（Proxy-Call Session Control Function）：作为用户和IMS网络间的接口，负责呼叫的鉴权、路由和策略控制等功能。
2. S-CSCF（Serving-Call Session Control Function）：负责处理用户的呼叫请求，包括鉴权、会话管理、策略和访问控制等。
3. I-CSCF（Interrogating-Call Session Control Function）：负责处理呼叫路由以及用户鉴权请求，并将呼叫请求传递给适当的S-CSCF。
4. MGCF（Media Gateway Control Function）：负责控制语音和视频通信等媒体流的转发和转码。
5. HSS（Home Subscriber Server）：存储用户的个人信息和权限，辅助IMS进行会话管理和鉴权。
IMS系统架构和基本原理1
第1页
<本文中的所有信息归中兴通讯股份有限公司所有，未经允许，不得外传>
内部公开▲
IMS系统架构与基本原理 IMS系统架构与基本原理
IMS architecture and basic principles 中兴通讯股份有限公司 ZTE Corporation
2007年 2007年4月7日
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》
第3页
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Multimedia Telephony
Cellular Access to IMS
IP
Wireline Access to IMS
WLAN Access to IMS
Mobile
<本文中的所有信息归中兴通讯股份有限公司所有，未经允许，不得外传>
Residential
第13页
IMS与UMTS/SS的关系 IMS与UMTS/SS的关系
CS Domain
HLR DB MAP MAP HLR MAP MAP GGSN GTP IP
Internet
其他PLMN 其他PLMN
GMSC
PS Domain
MSC/VLR A BSS Gb SGSN
1～8 TS, 9~150kbps GPRS attachment
BSS
PDP context activation 第6页
IMS基础知识和架构
S-CSCF（Serving CSCF）的功能 IMS用户注册认证 业务触发和控制 会话路由
S-CSCF
HSS
S-CSCF
S-CSCF
I-CSCF
P/S/I-CSCF在物理实体上可以是合设也可以是分设的，在实际组网时， 其划分和部署需综合考虑对IMS业务接入方式、CSCF的容量、 能力及用户业务量需求等因素.
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IMS在软交换的基础上进一步实现业务与控制的分离
从交换机到软交换是核心网，实现了控制与承载的分离
传统交换机 基本话音及补充业务
软交换 基本话音及补充业务
呼叫控制
呼叫控制
媒体服务器
媒体服务器
信令和媒体网关
信令和媒体网关
IMS是软交换的下一跳，进一步实现了业务与控制的分离
软交换 基本话音及补充业务
归属地 控制
IMS主要特征
业务提供 能力
打破竖井式业务部署模式，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
统一策略 控制
安全机制
•多种安全接入机制共存 •部署安全域间信令保护机制 •部署网络拓扑隐藏机制
统一的QoS和计费 策略控制机制
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传统接入网
移动网 固定网 数据网 有线电视网
终端网络
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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
接入无关
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
IMS网络架构
IMS基本概念
• IMS：IP Multimedia Subsystem，IP多媒体子系统
• IMS是在3GPP R5阶段提出的一个新的域，它基于IP承载，叠加在PS（分组域） 之上，为用户提供文本、语音、视频、图片等不同的IP多媒体信息。
• IP：基于IP的传输、会话控制和业务实现 • Multimedia：语音、视频、图片、文本等多种媒体的组合 • Subsystem：依赖于现有网络技术和网络设备发展的系统 • 下一代网络的核心
IMS特点
• 在软交换的基础上进一步实现业务与控制的分离
IMS网络架构
IMS网络架构
• 接入&互通层
➢ 完成对各种接入网中用户的接入、完成对现有网络的互通及完成对承载 的 控制
➢ 支持的接入方式
✓ 2G\3G\LTE\WiMAX\WiFi、xDSL\xPON\LAN
➢ 支持的互通网络
✓ PSTN、PLMN、H.323
➢ 第三方应用： 游戏中心、会议中心、交友中心、企业应用
小结
• 掌握IMS特点。 • 掌握IMS网络架构。
谢谢esence）/群组/PoC ✓ 通用电信业务
➢ 包括的应用服务器主要有：
✓ 消息AS，呈现AS、群组AS 、PoC AS、流媒体AS、通用电信业务AS等
IMS网络架构
• 应用层
➢ 主要提供第三方的应用，通过OSA提供的接口（API或者消息）来实现对下层 业务能力的调用
IMS网络架构
• 会话控制层
➢ IMS的核心，完成呼叫控制、用户管理、业务触发、资源控制、网络互通 ➢ 包含的功能实体： P-CSCF、I-CSCF、S-CSCF、BGCF、MGCF、MRFC
IMS网络架构
IMS网络架构
IMS是3GPP在Release 5版本提出的支持IP多媒体业务的子系统，并在Release 6与Release 7版本中得到了进一步完善。
IMS是一个独立于接入技术的基于IP的标准体系，它与现存的话音和数据网络都可以互通，不论是固定网络用户(例如PSTN、ISDN、因特网)还是移动用户。
IMS的核心功能实体是呼叫会话控制功能(CSCF)单元，并向上层的服务平台提供标准的接口，使业务独立于呼叫控制。
采用基于IETF定义的会话初始协议(SIP)的会话控制能力，并进行了移动特性方面的扩展，实现接入的独立性及Internet互操作的平滑性IMS网络的终端与网络都支持SIP，SIP成为IMS域唯一的会话控制协议，这一特点实现了端到端的SIP 信令互通，网络中不再需要支持多种不同的呼叫信令，使网络的业务提供和发布具有更大的灵活性。
IMS系统架构如下：CSCF：呼叫会话控制功能（Call Session Control Function ）是一个SIP服务器，基于它所提供的功能不同，CSCF可以分为三类逻辑实体P-CSCF(代理CSCF) ：UE到网络的第一个连接点，建立同终端间的安全联盟（SA）I-CSCF(查询CSCF) ：IMS系统对外的联系点，S-CSCF分配功能，被叫S-CSCF定位功能，提供本域用户服务节点分配、路由查询以及IMS域间拓朴隐藏功能S-CSCF(服务CSCF)：在IMS核心网中处于核心的控制地位，负责对UE的注册鉴权和会话控制，执行针对主叫端及被叫端IMS用户的基本会话路由功能，并根据用户签约的IMS 触发规则，在条件满足时进行到AS的增值业务路由触发及业务控制交互HSS(Home Subscriber Server，归属用户服务器) ：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SLF(Subscription Locator Function，签约位置功能) ：根据SIP URI定位HSS、需要访问HSS的实体均需调用、单一HSS环境不需要SLFAS(Application Server，应用服务器)：SIP AS(SIP应用服务器)IM-SSF(IP对媒体转换功能)OSA-SCS(OSA业务能力服务器)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.248MRFP (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、通知音等资源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.248IMS侧：与I/S-CSCF互通PSTN/CS侧：SIP到BICC/ISUP协议转换IM-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等资源。
IMS基本概念和网络架构
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第2章 IMS网络架构
2.1 IMS网络架构 2.2 各网元功能 2.3 IMS主要接口
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学习完此课程，您将会： 3GPP协议的发展 理解IMS网络基本架构
了解几种主要网元CSCF、 HSS、 AS、 MGCF/IM-MGW、MRFC/MRFP等的主要作 用,以及各网元之间的接口
了解IMS网络的注册过程和会话过程
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IMS基本概念
IMS是3GPP R5阶段增加的WCDMA网络中的一个子系统，在3GPP相 关协议中对IMS的描述如下：
IMS ：IP Multimedia subsystem（3GPP TS 23.002 ）
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第1章 IMS背景知识与基本概念
1.1 IMS基本概念 1.2 3GPP协议的发展
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BICC），支持ATM/IP/TDM多种承载方式； 核心网PS域网络结构和R99保持一致，主要改动在信令网可用IP承载，其他还包括一些功能 的增强的和完善；接入网则主要是对R99版本的完善和优化，没有大的功能增加；
IMS基础概念和网络架构
IMS基础概念和网络架构IMS的基础概念包括会话控制、应用服务器、用户终端和传输网络。
会话控制是IMS的核心，负责处理不同服务之间的请求和控制信令。
应用服务器则提供各种多媒体应用和服务，例如语音通话、视频通话和即时通讯。
用户终端是实现多媒体通信的设备，可以是手机、电脑等。
传输网络则是指IMS中的网状网络结构，可以使用传统的电信网络、以太网和互联网等。
IMS的网络架构是一个分层结构，包括用户平面、控制平面和应用平面。
用户平面是实现用户之间的传输和通信的层，由传输网络和用户终端组成。
控制平面负责处理会话控制和信令传输，包括呼叫建立、呼叫保持和呼叫释放等。
应用平面则提供各种多媒体服务和应用程序的支持，例如实时语音、视频通话和短信等。
IMS的网络架构还包括多个关键节点，如P-CSCF（Proxy-Call Session Control Function）、S-CSCF（Serving-Call Session Control Function）和HSS（Home Subscriber Server）。
P-CSCF位于边界处，负责处理终端设备发起的会话请求，并将其传递给S-CSCF。
S-CSCF是IMS的核心节点，负责处理会话控制和信令传输。
HSS则是IMS的用户数据库，存储了用户的身份信息和服务配置等。
IMS的通信流程是基于SIP（Session Initiation Protocol）的，它使用SIP信令对会话进行建立、修改和释放。
用户终端通过P-CSCF发起通话请求，P-CSCF将请求转发给S-CSCF，S-CSCF根据用户的身份和服务配置等信息进行会话控制。
S-CSCF还可以将请求转发给应用服务器进行相应的处理。
会话建立后，用户终端可以通过传输网络进行媒体数据的传输。
IMS的优势在于能够提供丰富的多媒体通信服务，具有较高的灵活性和可扩展性。
它将传统的电信网络和互联网相结合，充分利用了互联网的资源和技术，并能够与其他网络进行互操作。
IMS基础知识解读
SIP 将从根本上改变通信服务提供方式以及用户的通信消费习惯，集成视音 频电话、消息、Web、电子邮件、同步浏览、会议等业务为一体的新的通信 方式将给电信业带来创新；
IMS也是业界的共同发展趋势
运营商 部分先进运营商，如BT、FT、Telefornica等已经明确提出在 固定IP多媒体域应用3GPP的IMS架构
几个竞争对手控制层部件基本都是分话音处理和多媒体处理
厂商 两种部件，多媒体部件支持SIP协议，宣称未来支持3GPP IMS 架构，支持固定移动融合 基于SIP协议的3GPP IMS是目前较完善的体系结构，ITU-T、 ETSI等已经有固定领域应用IMS架构的提案，以后的多媒体 业务网络架构将朝着IMS兼容的体系架构方向发展。
IMS概貌
作为R5主要内容之一， 3GPP IMS子系统是3G移动网实现分组话 音和分组数据，提供统一的多媒体业务和应用的最终目标； 3GPP IMS采用分组域为其上层控制信令和媒体传输的承载通道， 业务/控制网络和承载网络分离，实现独立发展； IMS采用SIP信令为呼叫控制信令，支持SIP移动终端并通过MGCF 和IM-MGW提供与H.323/BICC/ISUP终端的互通， IMS为SIP用户提供全网全程漫游能力和VHE虚拟归属业务环境能 力，同时支持开放的OSA/VHE结构； 明确IPv6为必选，同时考虑与IPv4的互通，充分利用IPv6在QoS、 Security、Mobility、Autoconfiguration等方面的增强特性； 解决了在IP网络中的电信 业务所面临的运营问题， 如全网服务、安全、计费 和支付、网络互联互通
SIP协议
SIP (RFC 3261) 是IMS控制层协议，是IETF制订的多媒体通信系统框架协议 之一，是用于建立、改变或结束多媒体会话的应用层协议，与RTP/RTCP、 SDP、RTSP、DNS等协议配合，共同完成IMS中的会话建立及媒体协商； 一旦建立会话，媒体流将使用RTP协议在承载层中直接传送，在一次会话中 可以灵活的交互多种媒体； 采用SIP做为控制层协议的优势包括：
IMS系统架构和基本原理2
Operator X
Signaling Plane
IP backbone
Media Plane
Enum DNS
SIP-AS
HSS
I-CSCF
INVITE
S-CSCF
INVITE
IMS domain Home Network
Operator II
I-CSCF
Operator Y
INVITE DNS
(CM) AV-Req-Resp
9
致。选择的P-CSCF和S-CSCF 必须与初始注册过程一样。
括RAND, AUTH, XRES, CK和 (SM) 4xx Auth-Challenge IK。
【4】
10
(SM) 4xx Auth-Challenge 【5】
【7】 S-CSCF比较从UE获得的
S-CSCF保存全部鉴权向量5元 组。
4. Create PDP Context Response 5. Activate PDP Context Accept
UE
GGSN
1. PDP Context Activation Procedure
2. DHCP Query/Response
DHCP server
3. DNS-Query/Response
I-CSCF
HSS
S-CSCF
1
(SM) Register
2
【【16】】
(SM) Register
PU-EC获SC得FA的U地TH址后通，过提P取-CMSACCF和发 【2】
Cx- Selection-Info
3 4
现SQ过N程，获并得自。行利用共享密钥IK 需计要算注XM册A的C 归，属判域断名XM通A过CI是SI否M中 获 和得 MA。C一致，SQN是否在合理 数值范围，以辨别IMS网络是否
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IMS采用 ENUM\DNS 协助路由、 是一种基于 IP网络的路 由机制
采用SIP URI 和TEL URI 共用的编号 规则
PCC架构提供 移动接入QoS 保障 RACS架构提供 固定接入QoS 保障
软交 换
MSS HLR MGW
核心控制协 议:BICC/SIP 数据操作协 议:MAP 媒体网关控制： H.248
Page **
上海电信IMS试点 IMS基础知识和架构
Security Level:
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目录
IMS引入背景 IMS标准现状 IMS原理介绍 IMS基本呼叫流程 中国电信IMS发展和演进
CCF
O
S
会话控制层
S_CSCF MRFC
S
I_CSCF MGCF
/
Bபைடு நூலகம்
S
P-CSCF
AGCF
S
接入&互通层
MRFP SIP
RM 承载控制层
承载核心网
PDSN 1X/EVDO RAN
SIP
H.248
IAD AG
IAD
SIP Terminals
xDSL/LAN 接入
XPON Internet / VoIP
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IMS在软交换的基础上进一步实现业务与控制的分离
从交换机到软交换是核心网，实现了控制与承载的分离
传统交换机 基本话音及补充业务
软交换 基本话音及补充业务
呼叫控制
呼叫控制
媒体服务器
媒体服务器
信令和媒体网关
信令和媒体网关
IMS是软交换的下一跳，进一步实现了业务与控制的分离
软交换 基本话音及补充业务
归属地 控制
IMS主要特征
业务提供 能力
打破竖井式业务部署模式，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
统一策略 控制
安全机制
•多种安全接入机制共存 •部署安全域间信令保护机制 •部署网络拓扑隐藏机制
统一的QoS和计费 策略控制机制
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Mp
MRFP
Gm
Gq
Mx Mx
Mx
Mi
IBCF Mx BGCF
Mg
SIP Terminals
Go
Ix
Mk
PDSN(PEP) EVDO
TrGW
BGCF
Mj
MGCF Mn
VT业务终端
Other IP/IMS network
IM-MGW
CS/PSTN
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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：Cx\Dx (HSS-CSCF), Sh (HSS-AS) ，Dh (SLF-AS)等 实现QoS和计费策略的交互和执行，包括：Gq（P-CSCF-PDF）接口、RF接口等 COPS（common open policy service) IETF 开发的用于策略的总体管理，配置和实施，为策略服务器和和客户端之间交换策略信息而定义的简单的 查询和响应协议 包括：Go（PDF-PDSN，PDF-SBC）接口等 H.248 控制媒体网关采用H.248协议； 包括：Mp、Mn、Ix等 RTP\RTCP 媒体面信令，传输各类媒体流
软交换目前 话音及补充业务由
仅支持移动 交换机提供；
接入
采用智能网提供增
值业务
软交换是基 于用户 MSISDN和 MSRN、 MDN和TLDN 号码的路由 机制
采用TEL的 编号规则
软交换网络 QoS保障机制 主要针对话音 类窄带业务
对比 分析
IMS网元数 目增加、实 现控制与业 务分离
SIP协议更加灵活， 软交换支持 更适合多媒体业 固定接入方 务控制，移动软 式改造量较 交换现有协议对 大，包括协 多媒体业务控制 议的升级、
SIP
Telephony AS AS
IMS SIP
Data HSS/ UPS
H.248
Call Control
SIP
CSCF
Diameter
Border Control IBCF
Call Admission
SIP
P-CSCF
SIP
Media Server MRF
SIP
H.248
Media & Signalling
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目录
IMS引入背景 IMS标准现状 IMS原理介绍 IMS基本呼叫流程 中国电信IMS发展和演进
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CSCF在IMS网络中的位置
应用层
SCP Gaming
Meeting
第三方应用
OSA
业务能力层
IM_SSF DNS ATS HSS IM
CTD
MRBT
Media X
IMS与移动软交换比较分析
主要网元
协议接口
接入方式
业务提供方式
路由机制 用户码号
QoS
CSCF HSS MRS IMS MGCF IM-MGW
核心控制协议:SIP 数据操作协 议:Diameter 媒体网关控制： H.248
IMS采用端 到端IP化， 支持固定及 移动方式接 入
开放CSCF和AS接口 ISC； 业务均有AS提供； IFC业务触发机制
IMS业务接口ISC进 一步开放、业务触 发更加灵活。 采用智能网提供增 值业务，智能网CAP
IMS网络采 IMS采用SIP
用类似互联 URI用户码
网的路由机 号节省现有
制
TEL码号资
Page **8源、保持与
IMS的QoS机制 更加适合在IP 网络环境下对 多媒体业务质 量的保障
进一步理解IMS Multimedia AS
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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（Proxy CSCF）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
Legacy mobile
Izi CS Network
Mk Ici
Mm Mm signalling Networks
TrGW
Mb Mb
CS CS
Ix
IBCF Mx
BGCF
Ma
I-CSCF
Mk
Mx
BGCF
Mx
Mj Mg
Mi
ISC Mw
AS
Sh
C, D,
Cx
Gc, Gr
IM
MGCF
MGW Mn
Mg ISC
• 控制能力： •不具备固网移动统一控制的能力 •提供多媒体会话业务的灵活性不够
• 网络架构： •架构封闭，网元之间的耦合性较强 •不支持固定移动多种方式的统一接入
• 漫游及QoS控制能力： •不具备
• 标准化程度： •标准化程度较低，多厂家互通存在问题
IMS
• 业务能力： •能够提供传统话音及补充业务 •能够提供IMS与CS融合的业务能力 •IMS业务的国际标准成熟
GWC
SS
PSTN/PLMN
SIP/Pots Terminals
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IMS网络中的接口参考点
SCP
3rd party AS
SIP AS
IM-SSF
Ut
Dh
Sh
Si
Sh
SLF Dx
HSS
ISC ISC ISC
Cx
Cx
OSA-SCS
P-CSCF Mw I-CSCF Mw S-CSCF Mr MRFC
Telephony AS 传C统a软交ll 交C换o换机nt软ro件l
User Data
Border Control
Media Server
Call Admission
Media & Signalling Gateway
Media Path
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进一步理解IMS
Multimedia AS AS
传统接入网
移动网 固定网 数据网 有线电视网
终端网络
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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
接入无关
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
AS
S-CSCF
HSS
CentralizedHSS Databases
AAA, Profiles, …
S-CSCF
I-CSCF
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数据库实体－SLF
SLF：Subscription Locator Function
签约数据定位功能
当运营商拥有多个HSS时： I－CSCF/S-CSCF在登记注册及事务建立过程中通过SLF获得用户签约数据所在的HSS的域名 SLF通常内置在HSS中
MGCF /MGW /SGW
SS7
SIP COPS