全国noc技能竞赛学习课件ims技术体制与基本信令流程.ppt
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1、2013年中国电信网络操作维护职工技能竞赛办公室,IMS技术体制与基本信令流程,一、IMS技术体制,总体方案组网编号承载网互联互通路由原则号码传送计费与网管,架构和主要网元终端业务层架构与固网软交换的关系,IMS技术体制,中国电信IMS网络架构和主要网元,业务层SIP AS业务能力引擎SSF控制层CSCFENUM/DNSHSSMGCFAGCFBAC终端层,IMS关键网元 CSCF HSS,P-CSCF(Proxy CSCF):IMS系统中的第一个接入点,位于拜访网络主要负责信令和消息的代理,用户的注册和漫游管理、用户的信令安全和QoS控制 S-CSCF(Serving CSCF):位于用户的归
2、属网络对用户进行认证鉴权 为UE进行会话控制,为IP多媒体业务呼叫的建立、业务触发 I-CSCF(Interrogating CSCF):到其他IMS系统域的连接接入点IMS归属域的入口节点,负责用户注册S-CSCF的指配和查询 HSS(Home Subscriber Server)是HLR在支持IMS方面的功能增强存储用户的鉴权信息、签约业务信息,P-SCSF,拜访网络,S-CSCF,归属网络,I-CSCF,HSS,分组域,SIP,SIP,SIP,Diameter,关键接口,SIP协议P-CSCF、S-CSCF、I-CSCF、AGCF之间的接口(Mw)S-CSCF与IMS应用服务器、IM-S
3、SF之间的接口(ISC)终端与BAC之间的接口(Gm)BAC与P-CSCF之间的接口(Gm)CSCF与MGCF之间的接口(Mg)S-CSCF和MRFC之间的接口(Mr)S-CSCF和BGCF之间的接口(Mi)S-CSCF和BGCF之间的接口(Mj),Diameter协议CSCF与HSS之间的接口(Cx)CSCF与SLF之间的接口(Dx)HSS与IMS应用服务器之间的接口(Sh)应用服务器与SLF之间的接口(Dh)应用服务器与OCS之间的接口(Ro)应用服务器与CCF之间的接口(Rf)H.248协议AG与AGCF之间的接口(P1)MGCF与IM-MGW之间的接口(Mn)MRFC和MRFP之间的接
4、口(Mp)DNS协议P/S/I-CSCF MGCF与ENUM/DNS之间的接口,IMS关键网元 MGCF,MGCF/IM-MGW:负责IMS与传统交换网络互通是使IMS 域用户和PSTN/CS 域用户之间可以进行互通的信令转换和媒体控制设备,SIP,ISUPSIP-IBICC,MGCF,H.248,IMS网络,PSTN,软交换网络,IM-MGW,媒体,媒体,终端类型,固定终端(不可移动)H.248 AG、H.248 IADSIP IAD(e8-c)、SIP AGPON ONU(SIP)SIP语音硬终端、SIP多媒体硬终端移动手机终端VT终端、普通1x终端(基于IMS的C网语音增强)软终端(可移
5、动)多媒体软终端(VOIP、视频、彩铃/彩振。)多媒体会议客户端、协同通信客户端 WEB客户端,IMS业务层架构,IMS采用三种业务提供方式:(1)基于应用服务器AS的业务提供方式:适合于提供电信自营业务(2)智能网(IN)的业务提供方式:通过SSF与现网智能网SCP相连。现有智能网业务可通过此种业务提供方式拓展覆盖IMS用户。(3)第三方业务提供方式:适合于提供面向第三方开放的业务,也可以实现中国电信自营的业务。IMS能力开放接口可以采用两种方式:通过业务能力网关开放,采用SOAP/REST等方式;通过SDK控件开放,SDK控件方式只有本地调用接口。,IMS与软交换的关系,IMS做为中国电信
6、未来的基础网络,与已经部署的软交换将(包括固网软交换、移动软交换)在很长一段时期内共存。两者各有自己的定位:固网软交换网络定位于PSTN网络的改造以提供窄带域话音业务和相关的话音增值业务为主覆盖的终端主要是传统的窄带接入终端(POTS电话、IAD、AG);移动软交换主要定位于为2G C网电路域 提供窄带话音业务和相关话音增值业务、以及短信业务涵盖的用户终端主要是2G移动终端(指通过1x电路域接入的单模、双模终端)IMS网络主要定位于宽带用户和应用 提供宽带用户的语音业务、宽带多媒体业务、固网移动融合业务和多网协同业务等少数省由于没有规模部署软交换进行改造,可采用IMS承接固网网改。涵盖的用户终
7、端主要包括:宽带接入语音终端(FTTH)、SIP多媒体终端(硬终端、软终端、移动终端)。,总体方案组网编号承载网互联互通路由原则号码传送计费与网管,全国网络架构省内网络架构未来的考虑,IMS技术体制,IMS全国层面网络,采用分省部署IMS核心网络、省际互联的方式,组网采用单级结构,信令和媒体都采用扁平化组网。现阶段全国层面设置ENUM/DNS和全国业务AS。ENUM/DNS服务器网络采用两级结构组网,包括省级ENUM/DNS服务器和集团级的根ENUM/DNS服务器两级。集团IMS业务层的AS由全国层面的业务管理平台进行管理,提供如下业务:为跨省的政企大客户提供业务为各省用户提供全国集中部署的业
8、务,IMS省内网络,省层面组网分为两个阶段:初期采用分大区组网,采用两种方式:大区都集中在省会设置大区在不同本地网设置目标引入POOL组网,具体方案待研究根据网络发展的需求、IMS技术的发展、可维护可管理功能的进一步增强,目标网络可以引入POOL组网。能够迅速部署新业务、便于实现网络资源充分共享、能够提供很强的容灾备份能力、实现了网络效率最大化。,大区集中在省会S-CSCF、P-CSCF、I-CSCF、HSS、MGCF、AGCF、SSF、SLF、MMTLE、IM-SSF在省会部署。ENUM/DNS省内集中设置,存储省内查询数据。业务平台AS及其业务MRFP在省会集中部署。,大区在不同本地网S-
9、CSCF、P-CSCF、I-CSCF、HSS、MGCF、AGCF、SSF、SLF、MMTLE、IM-SSF等网元在本地网大区中心设置,负责为本大区的用户提供服务。分区的I-CSCF可访问其它大区的HSS、SCSCF省会所在大区的I-CSCF兼作省际入口。各个大区中心设置ENUM/DNS,负责省内ENUM/DNS查询,存储大区内的查询数据;各大区ENUM/DNS间可直接进行互访。省会所在大区的ENUM/DNS兼作省际出入口。业务平台AS及其业务MRFP以省为单位集中部署,不分大区设置,相关网元设置要求,CSCFE-CSCF应与S-CSCF合设,CSCF设备应设置在靠近CN2网络的骨干网节点。容灾
10、备份要求:I-CSCF采用负荷分担方式,并能平滑过渡到准Pool方式;P-CSCF、S-CSCF首选采用1+1互备方式,并能平滑过渡到准Pool方式;MMTEL和IM-SSF采用1+1互备方式。MGCFMGCF应部署在省会/本地大区中心。初期MGW可部署在省会/本地大区中心;未来随着IMS和CS域互通业务量增加,可考虑下沉到本地网。MGW的容量配置需要按照IMS和CS互通时需要进行语音编码转换的情况进行规划,对于不需要语音编码转换的互通情况不需要配置MGW容量。MGCF采用1+1互备方式,并且采用MGW的双归属容灾。HSSHSS的设置应根据IMS用户量的多少来确定HSS的数量。采用11互备方式
11、。BACBAC以本地网为单位部署,起设门限为10万用户,用户数不达到起设门限的本地网不设置BAC,其业务由其BAC承担。BAC不区分SIP和H.248接入。IMS网络的BAC应尽量与现网软交换BAC分开设置。BAC采用同一局点双机热备方式,不同局点采用负荷分担方式。,总体方案组网编号承载网互联互通路由原则号码传送计费与网管,归属网络域名公有标识、私有标识移动终端的编号考虑网元标识公共业务标识,IMS技术体制,IMS网络域名概念,域名在IMS网络中的作用路由:找到I-CSCF(一个域对应一个IMS网络)IMS完全根据域名路由,采用了互联网模式。IMS不再采用电话号码路由(电话号码需要翻译成域名再
12、路由)。归属网络定位根据用户归属网络域名进行注册、找到HSS(先找到I-CSCF)用户标识包括SIP URI和TEL URI两种TEL URI基于目前用户习惯,例如:+86-10-58552000采用SIP URI进行路由,SIP URI含有域名:例如、sip:、sip:(企业域名)普通语音业务,对域名如何编号无特殊需求(用户看不到域名)互联网类型的业务,对域名编号有一定的需求(用户能看到域名),各个域名方案的特点,域名分级方案:一级域名(含有中国电信标识)不利于大网内路由、不利于用户归属网络定位;全国网络都是一个域,根据域名不能立即判断路由方向,需要全网数据查询才能定位、组网灵活性差。用户标
13、识简单一级域名标识简单清晰,符合互联网方式;但是未来采用字符串的用户ID,需要容易产生重名问题,需要区分。二级域名:(还含有省标识)有利于不同的省间路由;可以直接定位用户归属省;通过域名直接路由到目的省、省内再查询数据路由到目的地网元。用户标识较简单二级域名标识较简单,用户能够接受三级域名:(还含有地区标识)有利于省间、不同本地网间路由;可以直接定位用户归属本地网;通过域名直接路由到本地网,路由最简单用户标识复杂三级域名过于复杂,用户接受程度不高。,结论:二级域名为主,IMS网络的标识,IMS的用户标识:私有用户标识(IMPI)和公共用户标识(IMPU)IMPI 是运营商分的唯一标识用户的身份
14、标识,IMPI主要用于IMS用户注册认证,和签约管理等。地位类似于移动网络里的IMSI。IMPI 用户身份采用NAI格式(用户名域名)用户注册完成后,用户发起会话使用的是IMPU,IMPU作为IMS网络中的用户身份,在用户开户时,用户的多个个性化的IMPU都存储在该用户所在归属地的HSS中。格式分为SIP URI(sip:用户名域名)和 TELURI(网号或局号)用户可以设定多个IMPU,这些ID与用户身份的关联在HSS数据库中。TEL URI:网号或局号IMS网元的标识标识IMS网络中的各个网元,用于IMS网元间的路由及寻址,采用SIP URI格式通过访问DNS查询目标IMS网元标识对应的I
15、P地址,完成寻址。,中国电信IMS用户编号,中国电信IMS网络域名,采用“”归属省网络域名:yy.。yy为省缩写,例如广东为gdIMS用户标识私有标识:用户号码归属网络域名 公有标识:TEL URI:网号或局号 SIP URI:sip:用户名域名,用户名为TEL URI移动用户标识临时归属网络域名:M0M1M2M,从IMSI号得到私有用户标识:imsiM0M1M2M 临时公有用户标识:sip:imsiM0M1M2M 注册鉴权通过以后,IMS网络通过隐式注册返回给移动终端真正的公有用户标识。IMS移动终端后续发起/接收的会话请求,均使用移动终端真正的公有用户标识。,用户鉴权方式,IMS AKA,
16、HTTP Digest,Early IMS,方案描述:五元组(XRES,RAND,AUTN,IK,CK)双向认证方式。S-CSCF和P-CSCF分别保留XRES,IKCK,UE接收(RAND,AUTN)三元组,依据参数对网络认证,并反馈鉴权响应与S-CSCF所存XRES比对,完成注册应用场景:需终端有ISIM卡,方案描述:采用Username和Password的简单认证形式应用场景:只认证用户,不认证网络,方案描述:PDSN向HSS里写入UE的IMSI,MSISDN,MDN,IP地址,待UE发起注册时,由S-CSCF从HSS获得,用以鉴权应用场景:适用于终端不支持ISIM/USIM,且不支持I
17、PSec情况,根据终端使用情况,目前要求支持SIP Digest鉴权方式。IMS固定终端、软终端都应支持SIP Digest鉴权方式。,IMS网络网元标识,网元的编号采用SIP URI格式:“sip:xxxxyy.归属网络域名”。xxxx代表网元编号,P-CSCF为pcscf;S-CSCF为scscf;I-CSCF为icscf;MGCF为mgcf、BGCF为bgcf、IM-SSF为imssf。yy代表设备的编号。IMS终端注册时,P-CSCF需要将自己所服务的拜访网络标识写入P-Visited-Network-ID消息头,IMS终端的归属网络通过该标识可获知目前正服务于用户的拜访网络,从而可以
18、进行相关的访问控制。P-Visited-Network-ID内的拜访网络的编号为:“地市拼音简写.省份标签”例如:四川成都本地网(区号028)的P-Visited-Network-ID:,BAC设备的标识为“sip:xxxxyy.地市拼音简写.归属网络域名”。xxxx代表网元编号,为BAC;yy代表设备的编号,例如,杭州的行政区01的BAC标识为:当本地网有多个行政区时,编号应体现出本地的不同行政区域,便于IMS网络能够根据该编号实现基于位置的服务,例如紧急呼叫;BAC需要在发往P-CSCF的消息里加上P-Access-Network-Info头域,头域里包含自己的BAC设备标识。为支持IMS
19、终端漫游和游牧时能够接入当地的BAC,需要对能够游牧的IMS终端提供统一的BAC域名,各地区的现网DNS根据该域名解析出本地BAC的IP地址,BAC统一域名为:sip:。,IMS网络网元标识,公共业务标识 IMS业务的PSI采用SIP URI格式:sip:业务名域名各省的IMS业务使用省级IMS归属网络域名(如)全国级的IMS业务使用中国电信全国级IMS归属网络域名()。业务名部分的格式从管理方便角度考虑,可以采用“xxxxyy”:xxxx代表业务代码,如聊天室业务为chat、呈现业务为presence、会议业务为conference等;yy代表平台的编号。,AG设备的标识为“sip:xxxx
20、yy.地市拼音简写.归属网络域名”。xxxx代表网元编号,为ag;yy代表设备的编号,例如,杭州的行政区01的AG标识为:当本地网有多个行政区时,编号应体现出本地的不同行政区域,便于IMS网络能够根据该编号实现基于位置的服务,例如紧急呼叫;对于SIP AG,SIP AG需要在发往P-CSCF的SIP消息里加上P-Access-Network-Info头域,头域里包含自己的编号标识。H.248 AG上联的AGCF需要根据配置在发往S-CSCF的SIP消息里加上P-Access-Network-Info头域,头域里包含呼叫所属的AG的编号标识。,总体方案组网编号承载网互联互通路由原则号码传送计费与
21、网管,承载网VPN的选择对现网DNS的要求,BAC接入机制,IMS技术体制,IMS承载网VPN,IMSBAC,SS VPN,IMS 核心网,PI-0 VPN,NGN VPN,PI-1 VPN,191 VPN,互联网接入终端,WAP接入移动终端,城域网接入固定终端,相关承载网启用IP Anycast技术,实现漫游用户就近接入BAC,IMS与固网SS的互通方式:NGN VPN与SS VPN在CN2上通过RT互注方式实现互通,IMS业务平台,C网软交换,信令、媒体,固网软交换,IT VPN,CN2层面RT互注,NGN MGNT VPN,现阶段IMS网络设备只分配IPV4地址考虑到到将来与IPv6的结
22、合,要求IMS网络设备能够支持v6和v4双栈。,对现网DNS的要求,BAC接入机制,可移动可漫游的IMS终端获得BAC的IP地址,通过DNS解析方式来实现。这类终端配置统一接入点标识,向现网DNS(不是IMS网络内的DNS)请求解析IP地址(anycast地址)。当有多个BAC时,现网DNS根据负荷分担的原则解析出BAC的不同IP地址。本地不可移动的固定IMS终端(例如FTTH),对这些终端可以直接配置本地BAC的IP地址;也可以提供BAC域名:BAC域名由本地网自行分配,本地网的现网DNS根据该域名解析出本地BAC的IP地址.本地BAC的域名采用BAC设备的编号“sip:xxxxyy.地市拼
23、音简写.归属网络域名”。,总体方案组网编号承载网互联互通路由原则号码传送计费与网管,IMS技术体制,IMS与电路域的互联互通要求,与固网软交换互通MGCF设置在省网层面,MGCF通过SIP-I信令与本地网软交换设备相连 语音在主被叫编码协商一致的情况下可以不经过IM-MGW,进行终端之间的直接连接在主被叫编码不一致的情况下,通过IM-MGW进行语音的转换,与C网软交换互通MGCF设置在省网层面,MGCF通过SIP-I信令与省内的GMSCe设备相连 不需要IM-MGW的参与,存在固网和C网独立关口局的情况,与其他运营商的互通要求对于IMS主叫业务号码是固网的,通过PSTN关口局进行互通;对于IM
24、S主叫业务号码是C网的,通过C网关口局进行互通。,总体方案组网编号承载网互联互通路由原则号码传送计费与网管,IMS技术体制,根据主被叫号码选择路由,IMS路由组网,路由原则,电信IMS用户之间的呼叫在IMS域内部疏通。电信IMS用户与其他网络间的省内互通去话路由原则:IMS固定号码用户呼叫省内固定用户(电信固网用户及其他运营商固定用户),且被叫侧设置互通点的情况下,呼叫疏通至被叫侧固网互通点,后续话路疏通遵循固网现有路由原则。IMS移动号码用户呼叫省内固定用户(电信固网用户及其他运营商固定用户),且被叫侧设置互通点的情况下,呼叫疏通至被叫侧C网互通点,后续话路疏通遵循C网现有路由原则。IMS固
25、定号码用户呼叫省内固定用户(电信固网用户及其他运营商固定用户),且被叫侧未设置互通点的情况下,呼叫疏通至主叫侧固网互通点,后续话路疏通遵循固网现有路由原则。IMS移动号码用户呼叫省内固定用户(电信固网用户及其他运营商固定用户),且被叫侧未设置互通点的情况下,呼叫疏通至主叫侧C网互通点,后续话路疏通遵循C网现有路由原则。IMS固定号码用户呼叫省内其他运营商移动用户,呼叫疏通至主叫侧固网互通点,后续话路疏通遵循固网现有路由原则。IMS移动号码用户呼叫省内其他运营商移动用户,呼叫疏通至主叫侧C网互通点,后续话路疏通遵循固网现有路由原则。IMS用户(IMS固定号码用户及IMS移动号码用户)呼叫C网用户
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