IMS基本原理綜述綜述

IMS基本原理課程內容IMS引入背景IMS原理和網(wǎng)絡架構IMS中地址和標識的方法IMS業(yè)務流程IMS典型的組網(wǎng)方案殘酷的現(xiàn)狀希望的未來轉型之路固定網(wǎng)移動網(wǎng)互聯(lián)網(wǎng)

e-BusinessPerspective互聯(lián)網(wǎng)對電信行業(yè)的沖擊與滲透商業(yè)模式與互聯(lián)網(wǎng)結合向綜合信息服務提供商轉型電信運營市場競爭加劇

多張網(wǎng)絡分立導致高昂的運維成本傳統(tǒng)業(yè)務開發(fā)周期漫長新業(yè)務推出緩慢轉向以客戶為中心的運維模式逐步實現(xiàn)多張網(wǎng)絡的融合

實現(xiàn)網(wǎng)絡業(yè)務能力的標準化向第三方開放傳統(tǒng)電信運營商面臨著變革IMS國際市場應用目前，IMS重要性被運營商廣泛認可，且IMS越來越多地出現(xiàn)在運營商業(yè)務融合和轉型戰(zhàn)略的下一代網(wǎng)絡架構中IMS是實現(xiàn)NExT戰(zhàn)略的引擎FT計劃利用IMS實現(xiàn)FMC網(wǎng)絡融合法國電信IMS是AT&T下一代網(wǎng)絡架構CATRS中的核心控制部分AT&TBTBT將IMS作為21CN計劃中核心網(wǎng)技術。并支持Web2.0業(yè)務

國內運營商IMS市場態(tài)勢三大運營商結合各自網(wǎng)絡狀況加速推進IMS現(xiàn)網(wǎng)試點及試商用步伐IMS大規(guī)模商用即將到來中國電信中國聯(lián)通中國移動原電信寬帶用戶原電信固定用戶原聯(lián)通C網(wǎng)用戶原移動客戶原鐵通寬帶客戶原鐵通固定客戶原聯(lián)通G網(wǎng)用戶原網(wǎng)通固定用戶原網(wǎng)通寬帶用戶中國移動已制定較完善的IMS企規(guī)，在集團公司的統(tǒng)一部署下，09年已完成IMS試點網(wǎng)絡的建設，正在開展IMS相關業(yè)務和網(wǎng)絡的IOT測試，大規(guī)模集采和商用部署已經(jīng)展開。中國電信已完成系列IMS規(guī)范的制定工作和廣院測試，目前已經(jīng)開始了現(xiàn)網(wǎng)IMS試點工作。中國聯(lián)通已完成系列IMS規(guī)范的制定工作，在原聯(lián)通&原網(wǎng)通IMS試驗基礎上，09年下半年即將開展的總部及IMS試點工作。IMS相關的標準組織IMS技術標準已成熟IMSR6標準于2005年凍結，R7標準于2006年凍結，R8標準在2008年凍結國內三大運營商已開展了多年的IMS研究，制定了較完善的IMS企業(yè)規(guī)范MobileIPResidentialWirelineAccesstoIMSPoCMessagingGLMSMultimediaTelephonyCellularAccesstoIMSPresenceCSIWLANAccesstoIMSVCCMultimediaTelephony課程內容IMS引入背景IMS原理和網(wǎng)絡架構IMS中地址和標識的方法IMS業(yè)務流程IMS典型的組網(wǎng)方案9IMS是什么?IMS：IPMultimediaSubsystemIP=基于IP的傳輸基于IP的會話控制基于IP的業(yè)務實現(xiàn)Multimedia=語音、視頻、圖片、文本等多種媒體的組合支持多種接入方式，各種不同能力終端Subsystem=依賴于現(xiàn)有網(wǎng)絡技術和設備，最大程度重用現(xiàn)有網(wǎng)絡系統(tǒng)無線網(wǎng)絡把PS/GPRS網(wǎng)絡作為承載網(wǎng)絡固定網(wǎng)絡把基于固定接入IP系統(tǒng)作為承載網(wǎng)絡

IMS（IPMultimediaSubsystem-IMS），由3GPP在R5階段引入，疊加在PS域上，目的是在基于全IP的網(wǎng)絡上為移動用戶提供多媒體業(yè)務IMS主要特征接入無關歸屬地控制業(yè)務提供能力安全機制統(tǒng)一策略控制IMS主要特征支持多種固定/移動接入方式的融合，支持無縫的移動性和業(yè)務連續(xù)性，為全業(yè)務運營提供了便利呼叫控制和業(yè)務控制都由歸屬網(wǎng)絡完成，保證業(yè)務提供的一致性，易于實現(xiàn)私有業(yè)務擴展，促進歸屬運營商積極提供吸引客戶的服務，區(qū)別于軟交換拜訪地控制打破豎井式業(yè)務部署模式，業(yè)務與控制完全分離，有利于靈活、快速的提供各種業(yè)務應用，更利于業(yè)務融合，實現(xiàn)開放的業(yè)務提供模式多種安全接入機制共存，并逐漸向FullyIMS機制過渡部署安全域間信令保護機制部署網(wǎng)絡拓撲隱藏機制統(tǒng)一的QoS和計費策略控制機制IMS系統(tǒng)架構UEApplication(SIP/OSAAS,CAMELSE)ASSIPASOSA-SCSIM-SSFCSCFP-CSCFS-CSCFI-CSCFMGCFSGWBGCFSLFHSS/USPFIMSDataHLR/AuC(CS/PS)GGSNPEFMRFCMRFPIM-MGWPDFSGSNRAN承載層控制層固網(wǎng)接入UEWimax/WiFiUEBASWAG/AGWCSNetworks(PSTN/SS,PLMN)業(yè)務層ISCAGCFAGPOTSPDSNRANUENASSSBC業(yè)務網(wǎng)絡主要是應用服務器，用于向IMS用戶提供各種增值業(yè)務，目前在IMS域中主要有三種業(yè)務提供方式：SIP-AS提供方式、Parlay網(wǎng)關提供、SCP提供IP-CAN網(wǎng)絡IP連通網(wǎng)絡，提供IP接入承載，可以是任意的IP網(wǎng)絡，包括CDMAPS域、WCDMAPS域、WIMAX、WIFI、固定寬帶接入等IMS核心網(wǎng)這部分是系統(tǒng)主要要實現(xiàn)的部分，主要完成IMS用戶管理、網(wǎng)間互通、業(yè)務觸發(fā)等處理，主要由P/I/S-CSCF網(wǎng)元、SLF/HSS、BGCF、MRFC/MRFP等網(wǎng)元構成互通域包含SGW、MGCF/MGW等實體，用于IMS域業(yè)務域傳統(tǒng)的PSTN、PLMN等網(wǎng)絡的互聯(lián)互通IMS邏輯實體分類用戶數(shù)據(jù)管理、認證鑒權HSSSLF會話控制和路由P-CSCFS-CSCFI-CSCFMRFCMRFP媒體資源（MRF）互通功能MGCFBGCFMGW業(yè)務控制ASIMS網(wǎng)元功能的邏輯架構，可根據(jù)實際部署需要，進行合設IMS邏輯功能網(wǎng)元Proxy(P)-CSCF：UE到網(wǎng)絡的第一個連接點建立同終端間的安全聯(lián)盟（SA）PDF功能：基于業(yè)務的SDP，完成授權承載資源和QoS管理SIP頭壓縮承載、控制綁定及QoS資源的打開與關閉Interrogating(I)-CSCF：IMS系統(tǒng)對外的聯(lián)系點THIG功能：隱藏IMS網(wǎng)絡內部拓撲信息S-CSCF分配功能被叫S-CSCF定位功能Serving(S)-CSCF：用戶的Registrar，負責用戶的注冊負責用戶的鑒權、授權負責用戶的業(yè)務控制和觸發(fā)，與業(yè)務層進行交互HSSS-CSCFP-CSCFS-CSCFS-CSCFI-CSCFIMS邏輯功能網(wǎng)元HSS:(HomeSubscriberServer)存儲IMS用戶的簽約數(shù)據(jù)、ServiceProfile、位置信息、鑒權信息等也可提供傳統(tǒng)的HLR功能：CS簽約數(shù)據(jù)、PS簽約數(shù)據(jù)接口：Diameter(IMS)、MAP(CS/PS)SLF：(SubscriptionLocatorFunction)根據(jù)SIPURI定位HSS需要訪問HSS的實體均需調用單一HSS環(huán)境不需要SLFHSSCentralizedDatabasesAAA,Profiles,…HSSS-CSCFS-CSCFI-CSCFASIMS邏輯功能網(wǎng)元BGCF:(BreakoutGatewayControlFunction)為被叫出IMS網(wǎng)絡（如：PSTN/CS）選擇適當?shù)某隹邳c若被叫和IMS同網(wǎng)，則選擇本網(wǎng)的一個MGCF若被叫非本網(wǎng)，則交給另一個網(wǎng)絡接口的BGCF需要維護或訪問網(wǎng)絡接口拓撲信息、出口策略數(shù)據(jù)庫MGCF:(MediaGatewayControlFunction)IMS控制面與傳統(tǒng)PSTN/CS網(wǎng)絡的互通點控制IMS-MGW，以完成媒體面的互通：H.248IMS側：與I/S-CSCF互通PSTN/CS側：SIP到BICC/ISUP協(xié)議轉換IM-MGW:(IMSMediaGateway)IMS媒體面與傳統(tǒng)PSTN/CS域的互通點接受MGCF控制：H.248提供聲碼器、回聲消除、通知音、DTMF、會議橋等資源SGMGCFTDMPBXPLMN|PSTNMediaGatewaySS7MGCBGCFS-CSCFI-CSCFSIPH.248IMS邏輯功能網(wǎng)元MRFC:(MultimediaResourceFunctionControl)IMS域內部的媒體控制資源功能維護、控制MRFP中的媒體資源：H.248與S-CSCF互通，間接接受AS的控制MRFP:(MultimediaResourceFunctionProcessor)媒體資源功能IMS域內部的媒體資源功能接受MRFC控制：H.248提供聲碼器、通知音、會議橋等資源AccessNetworkUserEquipment(UE)IMSAppIMSAppIMSAppMRFCMRFPS-CSCFMRFPMRFPIMS邏輯功能網(wǎng)元IMS業(yè)務觸發(fā)在S-CSCF實現(xiàn)業(yè)務觸發(fā)通過iFC機制實現(xiàn)動態(tài)業(yè)務觸發(fā)AS完成業(yè)務邏輯后將請求返回給S-CSCF以進行后續(xù)觸發(fā)XMLsFCSIPIncomingMessagesFilterCriteriaHSSOriginatingorTerminatingFiltersInitialFilterCriteria(iFC)DownloadatRegistrationSIPOutgoingMessagesSPTFApplicationServerApplicationServerApplicationServerFFS-CSCFSIPSIPSIPiFCSubsequentFilterCriteria(sFC)DynamicupdateRoutingIMS其他邏輯功能網(wǎng)元SBC:SessionBorderControl位于IMS核心網(wǎng)絡邊緣，作為IMS核心網(wǎng)的信令代理和媒體代理，主要目的是隔離接入網(wǎng)和IMS核心網(wǎng)，實現(xiàn)公私網(wǎng)穿越、NAT穿越、防火墻穿越、QOS控制、網(wǎng)絡安全等功能DNS、ENUMServer：DNS(DomainNameSystem)：服務器負責URL地址到IP地址的解析，可以直接借助Internet公網(wǎng)上的分層DNSServer，也可直接在網(wǎng)內新建DNS服務器ENUM(E.164NumberURIMapping)服務器負責電話號碼到URL的轉換課程內容IMS背景IMS的網(wǎng)絡架構IMS中地址和標識的方法IMS業(yè)務流程IMS典型的組網(wǎng)方案地址和標識私有用戶標識PVI公共用戶標識PUIPUI和PVI之間的關系ISIM卡信息網(wǎng)絡節(jié)點編號公共業(yè)務標識私有用戶標識PVIPVI：IMS系統(tǒng)中的每一個用戶都有一個或多個用戶私有標識IMPI，也稱為PVI，由用戶歸屬網(wǎng)絡運營商指定，用于注冊、鑒權、管理和計費。PVI標識的是簽約，不是用戶格式：NAI,如username@domain_name例如，小明的PVI標識可為：xiaoming_private@myself_private@公共用戶標識PUIPUI：IMS系統(tǒng)中的每個用戶都有一個或多個用戶公有標識IMPU，即為PUI，用戶用些標識請求與其它用戶通信，可以被公布的。PUI用于用戶和其它用戶的通訊格式：SIPURI，TELURI例如，小明的PUI標識可為：sip:xiaoming@sip:myself@tel:+8613912345678PUI和PVI之間的關系PUI與PVI的關系24IMS

SubscriptionPrivateUserIdentity1

(ForMobileterminals)PrivateUserIdentity2

(ForFixedterminals)PublicUserIdentity1

(SIPURIformat)PublicUserIdentity2

(TelE.164format)PublicUserIdentity3

(SIPURIformat)PublicUserIdentity4

(TelE.164format)PublicUserIdentity5

(SIPURIformat)PublicUserIdentity6

(TelE.164format)ImplicitlyRegisteredIDset1ImplicitlyRegisteredIDset2ImplicitlyRegisteredIDset3ServiceProfile1

(EnhancedServices)ServiceProfile2

(LegacyServices)ServiceProfile3

(ConvergedServices)ServiceProfile5

(LegacyServices)ServiceProfile4

(EnhancedServices)一個PVI可有多個PUI：一機多號多個PVI共享一個PUI：一號多機、號碼共享隱式注冊：一次注冊多個PUIPUI和用戶業(yè)務配置相對應ISIM卡信息ADF:ApplicationDedicatedFileEF:ElementaryFileEFkeys:包含CK和IKEFimpi：包含用戶的私有標識EFdomain:包含用戶所屬域的域名，這個域名可以不同于用戶私有標識的域名EFimpu:包含用戶的一個或多個公有標識EFad：包含管理數(shù)據(jù)EFapr:包含接入（查詢和操作）卡數(shù)據(jù)的規(guī)則參考ISIM

ADFEFKEYS‘0x6F01’EFIMPI‘0x6F02’EFDOMAIN‘0x6F03’EFIMPU‘0x6F04’EFAD‘0x6F05’EFAPR‘0x6F06’公共業(yè)務標識和網(wǎng)絡實體標識IMS公共業(yè)務標識：對AS提供的業(yè)務進行標識采用SIPURI格式，如：sip：messagelist_Joe@IMS網(wǎng)絡實體標識處理sip路由的網(wǎng)絡節(jié)點通過SIPURI標識例子：sip：finland.scscf@課程內容IMS背景IMS的網(wǎng)絡架構IMS中地址和標識的方法IMS業(yè)務流程IMS典型的組網(wǎng)方案IMS業(yè)務—初始注冊歸屬網(wǎng)絡負責業(yè)務控制的模式－提供一致的用戶通信體驗IMS業(yè)務—隱式注冊通過訂閱/通知機制，UE可以獲取注冊的用戶身份IMS業(yè)務—呼叫過程IMS對SIP的擴展SIP壓縮：SigComp安全CSCF路由網(wǎng)絡發(fā)起的呼叫釋放RFC3455定義了專用于3GPP的IMS頭擴展P-Charging-VectorP-Charging-Function-AddressP-Visited-Network-IDP-Access-NetWork-InfoP-Associated-URI課程內容IMS背景IMS的網(wǎng)絡架構IMS中地址和標識的方法IMS業(yè)務流程IMS典型的組網(wǎng)方案ZIMS解決方案的目標架構MultimediaTerminalsVariousAccessesTDM

AccessAGSBCxPONxDSLLAN/Wi-FiAGWWiMAXGGSNWCDMA/GPRS/TD-SCDMAPDSNEV-DOSAE-GW/ePDGLTES-CSCFHSS/HLRBGCFConvergedCoreIBCFIBGFP/E-CSCFAGCF/mAGCFPCRF/PDF/SPDF/A-RACF/DPICMRFMGW/SGWMGCFI-CSCFP