IMS技术基础.ppt

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1、1,贾向宇,IMS技术简介,2,IMS技术简介,IMS基本概念 IMS网络结构 IMS网络协议 IMS网络互通 基本会话控制 IMS业务 固定与移动的融合FMC,什么是IMS二.IMS的标准制定进展三.IMS的特点四.IMS的商用和前景,3,一、什么是IMS,IP Multimedia Subsystem(IP多媒体子系统）,4,目标:使用户通过蜂窝移动系统的接入就可以使用互联网提供的所有业务。,IMS的目标,使用互联网上的资源,使用运营商的资源一是直接与互联网相联二是将互联网的业务移植到运营商的平台上.,5,IMS（IP Multimedia Subsystem）是3GPP在R5版本中提出的

2、一个全新的IP多媒体子系统，是在PS域基础上扩展的移动核心网络，能够在IP平台上支持传统语音业务和互联网的应用。,IMS(IP多媒体子系统)是3GPP在R5版本提出的支持IP多媒体业务的子系统。目的是为IP多媒体应用提供一套简化的统一会话控制机制(SIP协议)，支持新业务的快速开发和部署。,IMS定义,6,IMS是通信运营商用于提供IP多媒体业务的下一代网络技术，支持固定和移动的融合（FMC），支持各种通信终端的接入。,可以这样定义,传统的,计算机的(智能的),传统的移动性好，通信能力强，使用方便，智能性差，接收多媒体业务能力差。计算机的智能性强，接收业务能力强，通信能力差，不便于携带。,并非

3、取代,7,IMS是下一代网络的控制技术IMS可以提供IP多媒体业务(为各种各样的用户)IMS可以实现固定和移动的融合,关注点,8,NGN的发展,基于固网和移动,因此在网络建设上有不同的发展方向。基于固网的NGN演进模式软交换 基于移动的NGN演进模式IMS,IMS是通信运营商的观念,而不是ISP的观念,其主要含义是在集中控制的前提下,实现IP多媒体业务(保证通信企业的生存和发展),ISP在应用层上是没有控制层的,它采用的不是集中式控制而是分布式控制（端到端）.,IMS观念,问题：假如没有通信运营商,我们还能打电话吗?运营商怎么办？必须要有一个自己的并且是可控制的网络.,9,接入层,承载层,控制

4、层,应用层,IP网络,IP网络,IP多媒体应用,IP多媒体应用,ISP的业务提供架构,通信运营商的业务提供架构,SS7信令H.248信令SIP信令,业务提供架构的区别,最终用户希望有控制层吗?端到端的控制对我们意味着什么?收费?集中控制运营商需要考虑计费,QOS,网管,运营支撑系统(97业务详单)等问题,而ISP是不需要考虑的.运营商的业务主要是附着于通信终端的，而ISP开发的业务主要是用于计算机终端的,10,IMS位于金字塔的塔尖,它需要传统技术的支持,是一个系统工程.涉及的方面很多.包括了我们技术生涯的所有内容,要求我们调用所有的知识储备。,IMS观念,11,目前，研究IMS网络融合的标准

5、组织主要包括3GPP、ETSI TISPAN和ITU-T FGNGN。3GPP：3GPP第三代合作伙伴计划(3rd Generation Partnership Project），是3G技术标准的规范机构，由欧洲的ETSI，日本的ARIB和TTC，韩国的TTA以及美国的T1在1998年底发起成立的，中国无线通信标准组(CCSA)于1999年加入3GPP。IMS首先出现在移动网络的分组部分中，3GPP于2000年9月在R5版本中首次提出IMS的概念。2002年7月开始IMS的R6版本制定。,二、IMS的标准制定进展,12,ETSI TISPAN ETSI(European Telecommuni

6、cations Sdandards Institute）欧洲电信标准协会创建于1988年。下属机构TISPAN(Telecoms&Internet converged Services&Protocols for Advanced Networks)电信网络和互联网业务融合协议委员会，从事下一代网络（NGN）的研究,负责研究固定网络以及从电路交换网络到分组交换网络的融合，在融合的框架下同时为电路交换业务和分组业务提供服务。TISPAN直接采用3GPP IMS作为未来的核心网络，在2005年底发布NGN第一个版本，命名为TISPAN-NGN Release1。ITU-T FGNGN的研究进展 2

7、004年6月成立的NGN专题组，也已经开始对IMS进行研究，涉及IMS的业务和网络框架方面。ITU-T FGNGN将研究NGN业务需求，IMS的网络融合技术，各种接入技术，包括有线的和无线的各种技术；对于基于SIP会话的业务，将以IMS为基础开展工作。,二、IMS的标准制定进展,13,1、IMS是未来核心网的发展方向,主要是因为IMS兼有网络融合的两个基本点：技术融合的汇聚点IP技术，包括互联网的应用技术。业务融合的汇聚点多媒体业务。2、使用SIP控制协议 在控制层面使用SIP实现集中的信令控制，在业务层面使用SIP给所有的业务提供统一的会话机制。3、与接入不相关性 IMS的目的是建立与接入无

8、关、能被移动网络与固定网络共用的融合核心网，能为使用2.5G、3G、WLAN和固定宽带等不同接入手段的用户提供融合的业务，同时也可与各种网络进行互通。4、开放的业务环境 IMS的业务除由运营商自己提供以外，还允许由第三方提供。5、提供一致的业务归属能力 所有的签约业务均由归属网络提供，支持用户的移动性。,三 IMS特点,14,一、目前IMS的应用有如下特点：移动运营商已经开始商用，固网运营商主要处于实验阶段，大部分运营商着手进行IMS实验，只有少部分运营商开始进行IMS商用。移动运营商主要是用IMS在移动网络的基础上来提供POC、IM、视频共享等多媒体增值业务；固定运营商对IMS的应用重点集中

9、在给企业客户提供IP CENTREX和公众客户的VoIP第二线业务；综合运营商希望通过统一的IMS核心网接入固定和移动用户，对WCDMA与WLAN的语音切换业务十分关注。但目前IMS的融合应用还处于实验阶段，具体的应用模式还不十分明朗。,四、IMS的商用和前景,15,二、目前IMS的应用主要有以下几种类型。给移动用户提供多媒体业务，Cingular、T-Mobile、TIM、CSL、Eurotel等移动运营商均采用此应用模式。给企业用户提供融合的企业的应用，Sprint、Telefonica、SBC等运营商采用此方式为企业用户提供IP CENTREX业务。固定运营商给宽带用户提供VoIP业务，

10、BellSouth、KPN、Telefonica等固定运营商采用此模式为宽带用户提供VoIP的第二线业务。综合运营商为用户提供的固定和移动融合的IMS，目前比较热门的业务是Wi-Fi与移动网的业务切换。Cingualr（移动）和SBC（固定）计划近期向企业提供Wi-FiVoIP与WCDMA电路域语音的切换，已经能够实现Wi-Fi到WCDMA的单向切换。BT和FT近期完成类似业务的测试，但是实现方案有所不同。,四、IMS的商用和前景,16,三、IMS的试商用情况2004年日本NTT、日本电信、韩国电信、巴西电信等运营商成立“固定移动的融 合FMC”联盟，旨在推动、推广固定电话和移动通信的联合经营

11、模式。2005年以来，爱立信和诺基亚均已签署了多个商用和测试合同，遍及美洲、欧 洲和亚洲，涵盖了GSM/GPRS、WCDMA、CDMA2000以及有线网络，并涉及 一系列丰富的应用，如一键通、组合服务、IP语音电话和IPCentrex。CMCC在2006年开始计划建设全国31省内部试验网，网络原计划3期，最终22 万用户，该标最终在06年底有中兴独家获得。中国电信和中国网通的IMS试验更注重于研究和储备，其研究的时间不比移动 晚，然而除了中国电信在广东，中国网通在北京的IMS试验外，试商用网络的 规模数量远不及移动。北京网通使用爱立信IMS设备，在望京园区的新大楼，MOTO新大楼进行了试点商用

12、。,四、IMS的商用和前景,17,ALU：Alcatel与LUcent的合并，Lucent的IMS似乎更占优势。Alcatel收购的产品系列Special成为了Alcatel/ASB的IMS先锋。和Lucent合并后，Lucent在IMS技术上的强势造就了IMS产品系列的再次更替。NS（Nokia-Seimens）：两者产品线的冲突，特别是IMS领域的冲突好像比ALU显得更为激烈，结果Seimens占据核心网，Nokia占据接入交换层面。所以Seimens的IMS核心产品系列占据了优势。以2家过去在运营市场的表现，包括在IMS试点网的表现，这家新公司的IMS实力不可小觑。,四、IMS的商用和前

13、景,四、IMS设备制造商目前，推出了IMS商用方案的设备商有爱立信、诺基亚、西门子、Alcatel、北电网络、中兴、华为、朗讯、NEC、索尼等多家公司，实力最强的是爱立信、诺基亚、朗讯。,18,Ericsson：IMS技术实力最强的一家，而且占据了中国移动大片的设备市场，Ericsson所主导的是WCDMA也就是欧标，Ericsson和中兴进行了TD的合作。中兴：中兴先于华为在近年内的IMS/TD-CDMA真的是大获全胜，甚至在07年上半年的全球移动通信网络合同中，中兴尽然排名全球第一。中兴主要获单的合同偏向于亚太和新兴市场。整体而言中兴赢得了中移动IMS内部试验网，赢得了主要的TD一期合同，

14、华为：华为的IMS策略重心是放在海外市场，特别是中东和部分亚非拉地区，2006华为在匈牙利TCom的IMS试验商用网络的建设和转变可视为标志。华为在大陆甚至台湾的IMS市场策略的收缩和防御性的策略使得其在近些时候的中移动和台湾中华电信IMS招标中并没有展露头角。,四、IMS的商用和前景,19,IMS技术简介,IMS基本概念IMS网络结构IMS网络协议IMS网络互通基本会话控制IMS业务固定与移动的融合FMC,一.软交换网络和控制过程二.3GPP的NGN进程三.IMS的网络结构四.功能实体描述五.IMS术语,20,业务层,控制层,承载层,接入层,IMS的网络结构,S-CSCF,SIP AS,OS

15、A/Parlay,MGCF,SGSN,GGSN,RTP,P-CSCF,I-CSCF,其它IMS网络,HSS,MRFC,MRFP,Diameter,H.248,Web server,App.Server,Internet,IMS域,MAP,PEP,PDF,COPS,CAP,BARS,IP-CAP,CAMEL,DNS,ENUM,LS,我们很想直接进入主题,21,一、固网软交换的控制过程,软交换重点解决的是PSTN的IP化问题，需要完全继承PSTN业务，同时考虑IP化之后提供一些新的增值业务。,控制信令采用NO.7和H.248 NO.7：是固定电话业务信令而不是多媒体业务信令。H.248：没有业务提

16、供能力.主要表现的是呼叫控制和对媒体网关的控制能力。,22,缺点:1、缺乏统一的信令控制机制（上中下）2、无没进行用户的移动性管理3、不支持移动用户的接入4、无法提供3G多媒体业务。,一、固网软交换的控制过程,软交换开始于固网的改造,把问题集中于PSTN网络的接入.,考虑更多的是如何兼容ISUP信令,和媒体网关控制协议,软交换的业务提供主要是面向PSTN网络和用户,对用户的移动和漫游考虑不够,同时又受到窄带7号信令网的限制,不能提供移动和3G用户所需的多媒体业务,提供业务的受体不够广泛.,23,IMS要解决的两个基本问题:1，统一的信令控制机制和多媒体业务的提供能力，通过SIP解决。2，接入的

17、无关性,能接入各种各样的网络和用户,实现固定和移动的融合，采用了呼叫控制功能和媒体网关控制功能的分离。,一、固网软交换的控制过程,24,HLR,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,二、3GPP的NGN进程,2G和3G用户3G的IP接口移动性管理(MSC SGSN),GGSN：GPRS路由器SGSN：GPRS接入服务器,25,HLR,

18、BSS,BSS,MAP,其他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,二、3GPP的NGN进程,26,HSS,BSS,BSS,MAP,其他PLMN,Internet,GGSN,SGSN,MAP,MAP,MAP,IP,RNS,MGW,MSC Server,MGW,GMSC Serve

19、r,IMS 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,二、3GPP的NGN进程,CS域和PSTN网的主要部件都是程控交换机,各类用户相互交互由统一信令控制,统一提供多媒体业务的能力.,PS域仅仅是多媒体业务的一种提供方式.,27,PS Domain,二、3GPP的NGN进程,CS域,PS域和WLAN成了接入层这样的结构是一团糟,但分层结构越来越明晰.,28,业务层,控制层

20、,承载层,接入层,三、IMS的网络结构,随着通信技术的发展，通信网络的分层结构越来越明确，逐渐有了一个可以遵循的理论依据。分层结构是有理论依据的,并且被通信行业所认可(学术界、厂商、运营商），同时分结构也有具体的应用实例。,通信网络的分层结构,29,宽带有线接入 宽带无线接入,控制层,ASON,承载层,IMS,传送层,应用层,第三方应用,应用服务系统,API,业务管理支撑系统,IP网（V4/V6）,光纤/WDM,网络转型的设想(3)全面转型期（20.20.）,智能化、多业务终端、家庭网络,形成统一的业务控制和管理平台,形成基于IMS核心的NGN控制体系,形成基于双协议的IP承载层面,形成智能化

21、光传送层面,接入网光纤到户，宽带有线、无线接入手段无缝接入,真正的全IP网络，统一的语音和数据服务，融合的业务和网络，全意义上的FMC。,智能化FMC终端广泛采用，家庭网络全面形成,30,宽带有线接入 宽带无线接入,控制层,ASON,承载层,IMS,传送层,应用层,第三方应用,应用服务系统,API,业务管理支撑系统,IP网（V4/V6）,光纤/WDM,和IP网络的分层对应,智能化、多业务终端、家庭网络,应用层,TCP/IP层,底层技术,概念：应用层可细分为用户应用、第三方应用和运营商应用。控制层属于应用层的范围。物理层包括传送层、接入层和终端设备,31,业务层,控制层,承载层,接入层,MMS彩

22、信OMC操作维护中心,填入不同的网元,构成熟悉的网络.,网络的分层结构,32,业务层,控制层,承载层,接入层,IMS的网络构成,CSCF,App Server,SIP接入,非SIP接入,应用层:定义了服务器种类和接口标准ISC,引入了服务器之间的横向联系.,控制层:完成信令控制功能,使用SIP信令协议,设备形式为SIP网络服务器.CSCF呼叫会话控制功能.控制层的信令连接有三个方向:对底层为终端提供信令连接;对高层为服务器提供信令连接;横向完成与其它网络的信令连接.,承载层:承载层可以隐去.虚线表示信令连接,实线表示媒体连接.,接入层:可分为SIP用户的接入和非SIP用户的接入,主要作用是汇聚

23、和接入认证,屏蔽底层技术.,IMS网络的分层结构,33,业务层,控制层,承载层,接入层,IMS的网络构成_非SIP终端接入,CSCF,App Server,SIP接入,非SIP接入,PSTN,MGCF,非SIP终端接入：需要信令格式转换,也需要媒体格式转换.,34,MGCF,业务层,控制层,承载层,接入层,CSCF,App Server,SIP接入,非SIP接入,非SIP终端接入：需要信令格式转换,也需要媒体格式转换.,PSTN,SIP,IMS的网络构成_非SIP终端接入,35,业务层,控制层,承载层,接入层,CSCF,App Server,SIP接入,PSTN,RTP,H.248,下述内容属

24、于固网软交换的内容.,MGCF(媒体网关控制功能)实现IMS域与CS域或PSTN信令互通.完成SIP和ISUP信令之间的转换，并通过H.248控制媒体网关（IMSMGW），相当于固网软交换中的SS设备。,IMS的网络构成_非SIP终端接入,36,业务层,控制层,承载层,接入层,CSCF,App Server,IM-MGW,IMSMGW(IMS媒体网关)实现IMS媒体流与CS域或PSTN媒体流之间的转换。与 MGCF一起成为IMS域与CS域或PSTN互连互通的功能实体。,H.248,SIP接入,RTP,IMS概念：呼叫控制功能和媒体网关控制功能分离。在CS域实现FMC（呼叫控制统一、业务提供统一

25、）。,IMS的网络构成_非SIP终端接入,37,业务层,控制层,承载层,接入层,CSCF,App Server,IM-MGW,RTP,PSTN/GSM/R99,TDM,ISUP,ISUP,H.248,IM-MGW,SIP接入,BGCF(边界网关控制功能)IMS域与外部网络的分界点，它选择在哪里跟CS域或PSTN互联。,其它PSTN/GSM/R99,其它IMS的CS域？,IMS的网络构成_非SIP终端接入,38,ISUP,业务层,控制层,承载层,接入层,CSCF,App Server,PSTN/GSM/R99,IM-MGW,TDM,BGCF,SIP接入,MGCF,ISUP,H.248,其它PST

26、N/GSM/R99,SIP终端接入（包括SIP网络）：主要是汇聚和认证,信令直接穿透,不需要信令格式转换，全IP连接也不需要媒体格式转换。,其它IMS网络,最早投入应用的SIP终端为3G手机,RTP,IMS的网络构成_SIP终端接入,39,ISUP,业务层,控制层,承载层,接入层,CSCF,App Server,PSTN/GSM/R99,IM-MGW,TDM,BGCF,MGCF,ISUP,H.248,其它PSTN/GSM/R99,其它IMS网络,需要增加两个CSCF，功能分离，原CSCF只完成本域用户的呼叫控制。,RTP,I-CSCF(查询CSCF)提供到归属网络的入口，将归属网络的拓扑对其他

27、网络隐藏起来，所有到该网络用户的连接都要通过I-CSCF。,漫游时会遇到两个问题,与其它网络的连接和漫游用户的接入,I-CSCF可称为IMS网关.,P-CSCF(代理CSCF)是移动台访问IMS的入口点，相当于SIP代理服务器，对双向的SIP信令流进行转发。,S/I/P-CSCF均相当于SIP代理服务器,只不过它们的目的不一样.S完成本域用户的呼叫控制,I为IMS网关,P完成用户接入.,IMS的网络构成_漫游问题,S-CSCF(服务CSCF)是IMS域的核心，执行对UE的会话控制，并维护业务需要的会话状态。,40,IMS的网络构成_用户数据库和媒体资源,业务层,控制层,承载层,接入层,S-CS

28、CF,PSTN/GSM/R99,MGCF,P-CSCF,I-CSCF,其它IMS网络,BGCF,MRFC&MRFP支持多方多媒体会议多点控制，体现媒体资源的实际能力(例如，语音提示功能)。MRFP处理和混合实际的媒体流，MRFC控制MRFP的媒体流资源。,App Server,其它PSTN/GSM/R99,HSS(归属用户服务器)存储IMS中所有用户和业务相关的数据。HSS中的数据主要包括：用户标识，注册信息，接入信息和业务触发信息。,41,业务层,控制层,承载层,接入层,S-CSCF,MGCF,SGSN,GGSN,RTP,P-CSCF,I-CSCF,其它IMS网络,BGCF,HSS,MRFC

29、,MRFP,Diameter,H.248,IMS域,应用服务器（AS）IMS支持的应用服务器可以分为三种，包括SIP应用服务器、OSA应用服务器和CAMEL业务环境。,其它PSTN/GSM/R99,App Server,IMS的网络构成_业务提供,42,业务层,控制层,承载层,接入层,S-CSCF,CAMEL,SIP AS,OSA/Parlay,MGCF,SGSN,GGSN,RTP,P-CSCF,I-CSCF,其它IMS网络,BGCF,HSS,MRFC,MRFP,Diameter,H.248,IMS域,其它PSTN/GSM/R99,互联网资源Wap网站、门户网站、宽带商务网站、IM服务器、短信

30、服务器、宽视界服务器平台（在IP承载网上）、DVD服务器平台等。,IMS的网络构成_业务提供,43,业务层,控制层,承载层,接入层,S-CSCF,SIP AS,OSA/Parlay,MGCF,SGSN,GGSN,RTP,P-CSCF,I-CSCF,其它IMS网络,BGCF,HSS,MRFC,MRFP,Diameter,H.248,Web server,AppServer,Internet,CAP,CAMEL,其它PSTN/GSM/R99,将媒体网关控制改个名叫策略控制。忽略PDF/SLF/DNS/ENUM等功能.,PDF（策略决策功能）主要是为IMS提供QoS策略以及资源接纳控制功能策略决策功

31、能。相当于媒体网关控制功能.。,（TISPEN的框架型网络）,IMS的网络构成_3GPP的实用型网络,44,TISPAN NGN体系结构,TISPEN的框架型网络,网络附着子系统(NASS)提供IP地址分配(如利用动态主机配置协议DHCP)、IP层认证、基于用户清单的网络接入鉴权、基于用户清单的接入网络配置、IP层位置管理等功能。,资源和接纳控制子系统(RACS)提供接纳控制和网关控制功能。接纳控制即依据用户清单、运营商策略和资源可用性进行接纳控制决定；网关控制包括网络地址和端口转换、DSCP标记等,45,业务层,控制层,承载层,接入层,S-CSCF,SIP AS,OSA/Parlay,MGC

32、F,GGSN,RTP,P-CSCF,I-CSCF,其它IMS网络,BGCF,HSS,MRFC,MRFP,Diameter,H.248,Internet,IMS域,MAP,PEP,PDF,COPS,CAP,CAMEL,其它PSTN/GSM/R99,通过什么方式上网,Web server,AppServer,有线：XDSL、光纤+LAN。无线WLAN：WIFI、WIMAX,SGSN,IMS的网络构成_宽带终端接入,46,注：图中虚线仅表示信令通路，实线表示数据通路,Internet,IMS体系功能实体（抽象的描述）,3GPP R6网络参考图,47,IMS体系功能实体图,SIP,Operator 1

33、,MRF-C,MGCF,Cx,Sc,Gr,Mm,Mn,Gc,Mg,BGCF,Mi,Go,Gm,SLF,MRF-P,Mp,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

34、,R,GERAN,Diameter,Gq,48,Service Broker(SCIM),IMS网络参考图,IM-MGW,I-CSCF(Register RoutingS-CSCF assignment&THIG),MRFC,MRFP,P-CSCF,PresenceServer,UE,IP-CAN,UMTS-PS,S-CSCF,WiMAX,WLAN,Other BB Access,PDF,Managed IP Backbone Network with QoS fulfillment,AAA or HLR,HSS/SLF,LocationServer,Group MGMTServer,BRAS

35、,GGSN,MSAG,MIMServer,MGCF,BGCF,IBC/IWF,IN-SCP,Parlay/OSA,SIP AS,User profiles,IBG,I-CSCF(Call RoutingS-CSCF assignment&THIG),IM-SSF,Service Enablers,Call Control,Shared Media Resources,Applicationsand Services,I|SBC,N|SBC,A|SBC,Direct or In-direct Interaction,49,TISPAN NGN体系结构,50,四 IMS功能实体描述,CSCF(呼叫

36、会话控制功能)整个网络的核心，分为P-CSCF、I-CSCF、S-CSCF三种类型.代理CSCF（P-CSCF）P-CSCF是移动台访问IMS的入口点，身份相当于SIP代理服务器，如对双向的SIP信令流进行转发.查询CSCF（I-CSCF）I-CSCF提供到归属网络的入口，将归属网络的拓扑对其他网络隐藏起来，所有到该网络用户（包括归属用户及漫游用户）的连接都要通过I-CSCF 服务CSCF（S-CSCF）S-CSCF是IMS域的核心，执行对UE的会话控制，并维护业务需要的会话状态归属用户服务器（HSS）HSS存储IMS中所有用户和业务相关的数据。HSS中的数据主要包括：用户标识，注册信息，接入

37、信息和业务触发信息,51,边界网关控制功能（BGCF）负责处理到PSTN/CS域的越界选择，如果越界发生在BGCF所处的同一个网络，则BGCF就选择MGCF负责与PSTN/CS域的互通，如果越界发生在另一个网络，则BGCF就转发会话信令到所选择网络的BGCF媒体网关控制功能（MGCF）负责IMS和CS网络间控制层面的互通，并对IMS-MGW控制IP多媒体媒体网关（IMS-MGW）负责IMS和CS网络间用户层面的互通 多媒体资源控制器(MRFC)MRFC用于支持承载相关的业务，如会议类、通知类业务，或承载编码转化 多媒体资源处理器(MRFP)MRFP提供MRFC请求和指示的用户层面的资源 应用服

38、务器（AS）IMS支持的应用服务器可以分为三种，包括SIP应用服务器、OSA应用服务器和CAMEL业务环境,四 IMS功能实体描述,52,五 IMS术语,1 归属网络和访问网络；用户签约地网络和用户漫游地网络,Visited Network,P-CSCF,AS,I-CSCF,S-CSCF,Home Network,SIP,P-CSCF,HSS,53,五 IMS术语,2 注册：注册的目的是使用户可以接入IMS网络和使用IMS服务。注册过程可以实现用户的移动性和用户发现，IMS网络使用SIP协议,支持注册过程.IMS的注册过程包括初始注册、重注册、注销。IMS初始注册包括两个阶段：第一个阶段为网络

39、向用户进行鉴权挑战（challenge)；第二个阶段为用户对网络的响应并完成注册的过程。,54,五 IMS术语,3 会话：两个进程间进行信息交流的过程。,会话的两个阶段 会话之初：通信上叫信令，计算机上叫协议。（如初始会话协议SIP）会话的过程中：控制读写顺序，由智能终端完成。IMS会话控制功能包括：创建会话、释放会话、放弃会话、加入会话等功能。多媒体会话是由一组数据流包括音频、视频、数据、应用、控制等各种类型组成，IMS网络中由SIP携带的媒体协商协议SDP进行描述。,进程1,进程2,55,五 IMS术语,4 漫游：无论用户身处何处，都能访问到所需的服务。,Visited Network,P

40、-CSCF,AS,I-CSCF,S-CSCF,Home Network,SIP,P-CSCF,HSS,访问网络提供IP连接（如RAN、SGSN、GGSN）和IMS接入点（P-CSCF）归属网络提供IMS的会话和业务控制功能，称为归属服务控制。不管用户是否漫游，使用何种设备和接入网络，用户业务均由归属地控制，保证了业务的一致性。,56,五 IMS术语,5 安全：IMS提供了与GPRS和电路交换网络类似的安全性，特别是对核心网中的所有IP业务流制定了标准化的安全解决方案。,6 QOS：影响服务质量的主要因素是时延和丢包，解决的主要办法是给予足够的带宽，使业务流能顺畅的通过网络。IMS通过高层协议来

41、协商媒体流的需求，再通过底层网络合理分配带宽来保证服务质量的。通过SIP来协商媒体流需求，接入网为媒体流预留带宽资源。运营商之间应该达成服务等级协议，从而保证在网络互通时所需的服务质量。,57,五 IMS术语,7 计费:IMS计费模型包括多个方面：传输层面和IMS层面的计费：采用不同的计费机制，并关注两者之间计费信息的关联。主、被叫单方或双方的计费流量计费模式不同媒体元素的计费：用户在会话过程中增加了新的媒体元素时的计费能力。在线计费：预付费业务所要求的计费能力（如检查用户帐户和金额，可实时影响会话和服务提供）离线计费：传统计费模型。,58,五 IMS术语,8 漫游、游牧和移动：漫游和游牧是核

42、心网的控制过程,移动是接入网的控制过程.,Visited Network1,P-CSCF,AS,I-CSCF,S-CSCF,Home Network,SIP,P-CSCF,HSS,Visited Network2,P-CSCF,漫游不仅限于一种终端,SIP终端,59,五 IMS术语,Visited Network1,P-CSCF,AS,I-CSCF,S-CSCF,Home Network,SIP,P-CSCF,HSS,Visited Network2,P-CSCF,RNC,RNC,RNC,移动通常是在一个终端上完成的。,8 漫游、游牧和移动：漫游和游牧是核心网的控制过程,移动是接入网的控制过程

43、.,60,IMS技术简介,IMS基本概念IMS网络结构IMS网络协议IMS网络互通基本会话控制IMS业务固定与移动的融合FMC,一.IMS协议概述二.SIP协议,61,一 IMS网络协议,IMS的主要协议有:SIP:初始会话协议Diameter:用于认证、授权和计费的协议（AAA），基于远程服务器访问。Cops:用于策略服务器与客户端交换信息而定义的查询和响应协议。（类比H.248）,IMS网络的应用是通过一系列协议来支持的,包括SIP、SDP、Diameter、H.248、Cops、RTP/RTCP、TRIP、TLS、IPSec.,62,IMS网络协议的位置,63,二 SIP协议,1、SIP

44、协议概述2、SIP消息3、SIP网络和应用,64,1、SIP协议概述,SIP（Session Initiation Protocol）会话启动协议(初始会话协议)。由IETF于1999年推出第一版本(RFC2543),02年产生第二版本(RFC3261)。是一个多媒体呼叫控制协议。被用来创建、修改、和终结一个或多个参加者参加的会话进程。独立于底层传输协议，SIP协议承载在IP网，传输层协议可运行在TCP、UDP、SCTP、TLS，推荐首选UDP。基于文本编解码对会话承载的内容不作限制（由SDP协议控制）。可支持语音、视频、数据等多媒体业务，可应用于presence（呈现）、instant me

45、ssage（即时消息）等特色业务。,连接超时，准备重新登录.注意：不要使用IE浏览器之外的地址栏（如资源管理器的地址栏）进入本系统，会导致Session超时。,65,SIP协议是一个信令控制协议,可以与之类比的是SS7。（于是有了一个参照物）,打电话前先建立信令连接，找到对方并让对方知道我要跟她通话（ISUP）。,两个程序在交流信息之前也要先建立连接找到对方（SIP）。,计算机行业把这一过程称为会话过程.,会话之初：建立连接（SS7，SIP）。会话的过程中：控制读写顺序，由智能终端完成。,66,原因：SS7主要为电话业务接供信令连接，而SIP可以为IP网上的所有应用提供必要的信令连接。,IP网

46、络,NO:7网,服务器,SCP,即然有了SS7为什么还要设计SIP？,67,什么最重要？,了解SIP的观念然后才是SIP消息的细节,SIP/2.0 180 RingingFrom:;tag=1c12674To:;tag=e110e016CSeq:2 INVITECall-ID:call-973598097-16191.169.150.101Via:SIP/2.0/UDP 191.169.150.101Contact:Content-Length:0,68,定义：SIP是一种在IP网络上进行多媒体通信的简便通用的信令协议。应用：会话的发起、建立、修改和释放（如应用在Internet电话呼叫、多媒

47、体会议、远程教学、视频会议等）支持双方或多方会话。,什么是SIP？,69,SIP在网络协议栈中的位置,IP over Anything,猫接口,70,2、SIP消息,SIP很简捷，它只包括6个主要请求，6类响应，,基本的SIP请求消息：INVITE ACK BYE CANCEL REGISTER OPTIONS,基本的SIP响应消息：1*：2*：3*:4*:5*:6*:（状态码：100-699）,呼叫请求 证实 挂机 取消 注册 查询,71,请求消息,72,响应消息,73,响应消息,74,示例：SIP呼叫流程,INVITE（SDP）,主叫,被叫,200:OK(SDP),BYE,100:TRYI

48、NG,180:RING,被叫摘机,被叫回铃,ACK,200:OK,被叫挂机,RTP流,75,示例：有中间实体的SIP呼叫流程,76,SIP消息的格式,对所有的信令来讲，在呼叫建立时，都要进行能力协商，告知对方本次会话的类型，媒体编码方式等（语音、视频、传真；A、律、G.711、G.723、Mpeg等）。,信令的两个过程：信令建立：通过识别特定的信令地址，来进行路由选择，建立双方的信令连接。能力协商：通过信令消息中的某一个参数或某一个组成部分来进行能力协商（如IAM中的TMR传输媒介请求，CIC电路标识符等）（假设我接收音频，你却要发视频）,传统的信令两者是合在一起的，SIP协议将两者分开，在S

49、IP消息格式中表现出来。,77,SIP消息的格式,SIP消息由消息头和消息体组成(Message Header and Message Body)。消息头用来完成信令连接，是SIP协议的核心，主要用来完成路由选择和业务标识。消息体用来进行媒体协商，SIP协议不单独定义其功能，任何成熟的媒体协商协议都可作为消息体来使用（内嵌到SIP中），如SDP、ISUP等，并且可以同时携带多种协议。这就是SIP具有强大业务能力的原因。,78,SIP消息的格式,Generic-message=start-line*message-headerCRLFmessage-body,SIP消息包括三个部分：,消息体：消

50、息体主要是对消息所要建立的会话的描述。典型的消息体为SDP（会话描述协议）格式，用来对所要建立的会话进行描述，例如建立一个多媒体会话的消息体中包含音频、视频编码及取样频率等信息的描述。除了SDP，消息体也可以是其他各种类型的文本或二进制数据。,消息头：描述消息的属性，类似于HTTP消息头的语法和语义，其中某些是完全照搬。在一个消息中，头可以有多行。是代理服务器处理的内容.,起始行：位于消息的最开始，包含消息的类型和协议版本等基本内容。,79,示例：Invite消息1,INVITE sip:;transport=udp SIP/2.0 Via:SIP/2.0/udp 192.168.5.162;