IMS基礎培訓課件

IMS基礎培訓2024/4/16IMS基礎培訓Page2什么是IMSIMS實體簡介IMS協(xié)議介紹IMS呼叫流程IMS業(yè)務介紹IMS基礎培訓Page3什么是IMS?IP=

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、文本等多種文字的組合在多種接入基礎之上具有不同能力的終端組合Subsystem=

依賴于現(xiàn)有網絡技術和網絡設備發(fā)展的系統(tǒng)最大程度重用現(xiàn)有網絡系統(tǒng)無線網絡把PS/GPRS網絡作為承載網絡固定網絡把基于固定接入IP系統(tǒng)作為承載網絡IMS:IPMultimediaSubsystemIMS基礎培訓Page4IMS協(xié)議的發(fā)展2000/032001/032002/032005/122006/X3GPPR99CN:TDM3GPPR4CN:softswitch3GPPR6CN:IMSQoS,Billing,FMC,etc3GPPR7IMSenhance3GPPR5CN:IMSTISPANR1NGN/FMC,etcIMS基礎培訓Page53GPPR5及IMS引入R5版本定位提供IP實時多媒體業(yè)務，核心網在PS基礎上增加了IP多媒體域（IMS〕，IMS主要功能在控制層面，承載通過PS域。IMS的引入是R4CS域承載與控制分離思路在PS域的延續(xù)；IMS基礎培訓Page6IMS基于IP實現(xiàn)了接入無關IMS采用完全基于IP的SIP信令IMS接入網采用IP技術,實現(xiàn)了底層接入的無關性IMS用IP從技術上粘合了移動和固定，實現(xiàn)了FMC因此IMS首次實現(xiàn)了融合核心網的目標在融合核心網的基礎上，才有可能實現(xiàn)融合的業(yè)務SIPASHSSCSCFUMTS/GPRSBSSGSNACWLAN/WiMAXBRASLAN/XDSLIPIPIP無線固定無線接入固定寬帶IMS基礎培訓Page7IMS是更軟的軟交換業(yè)務路由承載業(yè)務路由承載業(yè)務路由承載軟交換IMS傳統(tǒng)交換機

開放的網絡構架體系將傳統(tǒng)交換機的功能模塊分離成為獨立的網絡部件，各個部件可以按相應的功能劃分各自獨立發(fā)展部件化使得原有的電信網絡逐步走向開放，運營商可以根據(jù)業(yè)務的需要自由組合各部分的功能產品來組建網絡；部件間協(xié)議接口的標準化可以實現(xiàn)各種異構網的互通分離的目標是使業(yè)務真正獨立于網絡，靈活有效的實現(xiàn)業(yè)務的提供。用戶可以自行配置和定義自己的業(yè)務特征，不必關心承載業(yè)務的網絡形式以及終端類型，使得業(yè)務和應用的提供有較大的靈活?；诜纸M的網絡IP技術“粘合”了不同接入網絡IMS基礎培訓Page8什么是IMSIMS實體簡介IMS協(xié)議介紹IMS呼叫流程IMS業(yè)務介紹IMS基礎培訓接入層網管層M2000N2000BMSSBCOLT核心層HSSMRSMGCFP-CSCFI/S-CSCF業(yè)務層VPMNV網伴侶SBU/MTUATSSIPSIPSIPGPonSIPSIPBICC鐵通網絡電信網絡聯(lián)通網絡現(xiàn)網GMSC/MSCISUPISUPISUP企業(yè)PBXFE/GEE1PBX企業(yè)LAN+POTSSBUSIPSIPGW企業(yè)

XDSL+POTSPOTSPOTSPOTSSBU/MTU承載層業(yè)務和交換分離->業(yè)務、呼叫控制、承載分離關鍵網元：CSCF/MGCF/HSS/AS/MRS(類比MSC/GMSC/HLR/SCP/AIP)IMS全業(yè)務運解決方案一號通SIPI2000SCPIMS基礎培訓IMS邏輯實體分類P-CSCFS-CSCFI-CSCFE-CSCFHSSSLFMRFCMRFPBGCFMGCFIM-MGWVIGMRFCMRFPIMS基礎培訓Page11WiFi理解IMS各個功能實體PSTN/CSP-CSCFGamingMeeting第三方應用OSA-SCSATSSIP

ASGSM/WCDMABGCFMGCFMRFCI_CSCFS_CSCFSLFMRFPMGHSSCSCF最核心的網元，進行呼叫會話控制。BASIMS基礎培訓Page12CSCF邏輯實體CSCF是IMS網絡的核心處理和控制部件，用來控制用戶注冊、會話控制等等功能。按照功能劃分的不同，CSCF分為P-CSCF（ProxyCSCF）、I-CSCF（InterrogatingCSCF）、S-CSCF（ServingCSCF）三種邏輯實體。邏輯實體功能描述P-CSCF是IMS中與用戶的第一個連接點，提供代理（Proxy）功能，即接受業(yè)務請求并轉發(fā)它們，但不能修改INVITE消息中的RequestURI字段。P-CSCF也可提供用戶代理（UA）功能，即在異常情況下中斷和獨立產生SIP會話。I-CSCF類似IMS的關口節(jié)點，是運營商歸屬IMS網絡的統(tǒng)一初步入口點。提供本域用戶服務節(jié)點分配、路由查詢以及IMS域間拓樸隱藏功能。S-CSCF在IMS核心網中處于核心的控制地位，負責對UE的注冊鑒權和會話控制，執(zhí)行針對主叫端及被叫端IMS用戶的基本會話路由功能，并根據(jù)用戶簽約的IMS觸發(fā)規(guī)則，在條件滿足時進行到AS的增值業(yè)務路由觸發(fā)及業(yè)務控制交互。IMS基礎培訓Page13WiFi理解IMS各個功能實體PSTN/CSP-CSCFGamingMeeting第三方應用OSA-SCSATSSIP

ASGSM/WCDMABGCFMGCFMRFCI_CSCFS_CSCFSLFMRFPMGHSSHSS/SLF用戶簽約數(shù)據(jù)庫，保存用戶的簽約屬性BASIMS基礎培訓Page14HSS:TheHomeSubscriberServerHSS是歸屬網絡中保存IMS用戶的簽約信息，包括基本標識、路由信息以及業(yè)務簽約信息等集中綜合數(shù)據(jù)庫，位于IMS核心網絡架構的最頂層，HSS中保存的主要信息包括：IMS用戶標識（包括公共及私有標識）、號碼和地址信息IMS用戶安全上下文：用戶網絡接入認證的密鑰信息IMS用戶的路由信息：HSS支持用戶的注冊，并且存儲用戶的位置信息IMS用戶的業(yè)務簽約信息：包括其他AS的增值業(yè)務數(shù)據(jù)IMS基礎培訓Page15HSS業(yè)務功能HSS存儲運營商開戶時設定的上述IMS簽約信息，同時支持通過與業(yè)務管理系統(tǒng)的接口由運營商或終端用戶對簽約數(shù)據(jù)進行的定制和修改。HSS提供與I-CSCF間基于Diameter協(xié)議的Cx接口，在IMS注冊過程中I-CSCF則可通過該接口獲取用戶所要求的S-CSCF能力信息，由此作為該用戶服務S-CSCF的依據(jù)，并為IMS用戶被叫流程提供查詢被叫路由（S-CSCF域名或地址信息）的服務；HSS通過與S-CSCF間基于Diameter協(xié)議的Cx接口實現(xiàn)IMS注冊過程中對S-CSCF域名路由信息的登記，并支持通過該接口將基本IMS簽約信息下載到S-CSCF；HSS依據(jù)用戶安全下文信息進行鑒權元組計算并通過基于Diameter協(xié)議的Cx接口為S-CSCF提供用戶/網絡鑒權所需的鑒權元組信息。HSS提供與SIPAS間基于Diameter協(xié)議的Sh接口，為增值業(yè)務提供簽約數(shù)據(jù)、并且HSS負責對特定簽約用戶AS增值業(yè)務數(shù)據(jù)的透明存儲，但語義上不做解析。IMS基礎培訓Page16WiFi理解IMS各個功能實體PSTN/CSP-CSCFGamingMeeting第三方應用OSA-SCSATSSIP

ASGSM/WCDMABGCFMGCFMRFCI_CSCFS_CSCFSLFMRFPMGHSSMRF處理媒體資源功能BASIMS基礎培訓Page17MRFC(MultimediaResourceFunctionController)：通過H.248控制MRFP上的媒體資源，解析來自其他S-CSCF及AS的SIP資源控制命令，轉換為對MRFP的對應控制命令。MRFP(MultimediaResourceFunctionProcessor)：作為網絡公共資源，在MRFC控制下提供資源服務，包括媒體流混合（多方會議）、多媒體信息播放（放音、流媒體）、媒體內容解析處理（碼變換、語音識別等）。MRP相關網元功能IMS基礎培訓Page18WiFi理解IMS各個功能實體PSTN/CSP-CSCFGamingMeeting第三方應用OSA-SCSATSSIP

ASGSM/WCDMABGCFMGCFMRFCI_CSCFS_CSCFSLFMRFPMGHSSBGCF根據(jù)互通規(guī)則配置或被叫分析，為IMS到PSTN/CS的呼叫選擇MGCF，從而實現(xiàn)MGCF路由的自動獲取BASIMS基礎培訓Page19WiFi理解IMS各個功能實體PSTN/CSP-CSCFGamingMeeting第三方應用OSA-SCSATSSIP

ASGSM/WCDMABGCFMGCFMRFCI_CSCFS_CSCFSLFMRFPMGHSSMGCF實現(xiàn)IMS核心控制面與PSTN或PLMNCS的交互BASIMS基礎培訓Page20WiFi理解IMS各個功能實體PSTN/CSP-CSCFGamingMeeting第三方應用OSA-SCSATSSIP

ASGSM/WCDMABGCFMGCFMRFCI_CSCFS_CSCFSLFMRFPMGHSSATS提供基本的呼叫業(yè)務BASIMS基礎培訓Page21DNS介紹DNS(DomainNameServer)，即域名服務器。通過DNS系統(tǒng)，可以由一部機器的域名查其IP地址，也可以由機器的IP地址反查它的域名。例如：輸入后，DNS返回，這個地址就是所對應的IP地址。DNSCSCF查詢請求：返回結果：IMS基礎培訓Page22ENUM服務器ENUM－－E.164NumberServer，電話號碼映射。所謂E.164就是我們所熟悉的電話號碼。同DNS類似，ENUM服務器用于查找TEL格式號碼所對應的URI格式的用戶標識。之后再使用DNS查找到IP地址。之所以會用到ENUM服務器，一是因為IMS用戶呼叫CS/PSTN域傳統(tǒng)用戶必須撥打其E.164號碼，二是因為IMS域內也可能會存在以E.164格式做為號碼表示的用戶。DNSCSCF查詢請求：返回結果：查詢請求：TEL：28780808返回結果：ENUMServerIMS基礎培訓Page23ENUM服務器在IMS中的應用用戶的公共用戶標識IMPU：SIPUR形式telURI形式，telURI采用的是E.164格式。在IMS用戶呼叫IMS用戶或CS域用戶時，S-CSCF使用ENUMDNS轉換機制，將telURI轉換成可SIP路由的SIPURI形式。如果轉換成功，完成IMS用戶間的呼叫建立。如果轉換失敗，說明這個號碼是PSTN或無線CS域的電話號碼，S-CSCF將會把會話通過BGCF路由到CS域。在PSTN或CS域用戶呼叫IMS用戶時，MGCF使用ENUMDNS轉換機制，將telURI轉換成可SIP路由的SIPURI形式。IMS基礎培訓Page24What’sSBC?WiKi百科定義：ASessionBorderControllerisadeviceusedinsomeVoIPnetworkstoexertcontroloverthesignalingandusuallyalsothemediastreamsinvolvedinsettingup,conducting,andtearingdowncalls.TISPAN：TISPAN架構中定義的核心網標準網元P-CSCF/C-BGF/I-BGF/IBCF（邊緣接入和IP網間互通）即由SBC實現(xiàn)；各廠家實現(xiàn)中擴展由SBC實現(xiàn)更多邊緣接入網元功能.國內中電信也稱之為BAC（BorderAccessControler）設備。SBC基本功能SBC的核心功能：為不同子網的IP語音（及視頻等其它實時會話業(yè)務）信令和媒體提供控制功能；同時在網絡邊緣對所處理業(yè)務進行安全保障（防攻擊、VPN隔離、防火墻等）和QoS控制（policing、marking、ratelimiting、CAC、SLA等）。網絡位置：接入或匯聚點,互通的網絡邊緣。IMS基礎培訓Page25信令和媒體控制－－全代理CorrectmediapacketAttackmediapacketSBCSBC能夠根據(jù)信令交互SDP信息的時候，動態(tài)生成媒體轉發(fā)表項，終端的媒體報文只有能夠命中針孔式防火墻的規(guī)則(五元組匹配)，才能被轉發(fā)在全代理的模式下，信令處理SBC采用的B2BUA(Back-to-BackUserAgent)的機制,信令會終結于SBC，然后再重新發(fā)起，最典型的特征就是終端的信令報文的目的IP就是SBC的地址；SBC的媒體層面受自己本身的信令層面控制，媒體端口是動態(tài)打開的，會話創(chuàng)建時打開，會話結束后關閉；SBC支持無媒體流檢測的功能，當一定時間內無媒體流經過SBC，SBC會在網絡側主動釋放呼叫；SBC自己做信令和媒體的NAT穿越；IMS基礎培訓Page26什么是IMSIMS實體簡介IMS協(xié)議介紹IMS呼叫流程IMS業(yè)務介紹IMS基礎培訓Page27SIP協(xié)議介紹會話初始協(xié)議SIP（SessionInitiationProtocol）：是一個在IP網絡上進行多媒體通信的應用層控制協(xié)議，它被用來創(chuàng)建、修改、和終結一個或多個參加者參加的會話進程，與SDP、RTP/RTCP、DNS等協(xié)議配合，共同完成IMS中的會話建立及媒體協(xié)商。IMS基礎培訓Page28SIP相關協(xié)議會話描述協(xié)議SDP（SessionDescriptionProtocol）協(xié)議為應用層的控制協(xié)議,由于會話建立過程中的媒體協(xié)商。RTP/RTCP：都為應用層的承載面協(xié)議，會話建立后，RTP協(xié)議保證媒體流的實時傳輸。RTCP協(xié)議對實時傳輸?shù)拿襟w流進行監(jiān)控。IMS基礎培訓Page29SIP在協(xié)議棧中的位置IMS基礎培訓Page30INVITEtelIP/2.0//請求中的首行格式包括方法、請求的URI、協(xié)議版本Via:SIP/2.0/UDP0:12377;branch=z9hG4bK396b54744//對響應消息進行路由轉發(fā)Call-ID:sbc030de7356b7bd54738fc7d7620688ce7@//標識一個對話，一個對話包括對話的建立、修改結束From:<sip:+8659167050270@;user=phone>;tag=20ee5052//標識請求的發(fā)起者To:<telgt;//指定請求的接收者或用戶需要注冊的地址CSeq:1INVITE//用于對話內事務的排序，相同事務的CSeq相同Contact:<sip:+8659167050270@0:12377>//消息發(fā)送者的聯(lián)系地址Allow:INVITE,ACK,OPTIONS,BYE,CANCEL,REGISTER,PRACK,SUBSCRIBE,NOTIFY,UPDATEUser-Agent:Huawei-MC820/1.0.0Supported:100rel,preconditionMax-Forwards:70Content-Length:273Content-Type:application/sdpv=0o=Huawei11676097341167609734INIP4s=SipCall//表明本次會話的標題，或會話的名稱c=INIP4//C行包含為多媒體會話而建立的連接的信息，其中指出了真正的媒體流使用的IP地址t=00m=audio10610RTP/AVP801518101//m行又稱媒體行，描述了發(fā)送方所支持的媒體類型等信息a=rtpmap:8PCMA/8000a=rtpmap:0PCMU/8000a=rtpmap:15G728/8000a=rtpmap:18G729/8000a=rtpmap:101telephone-event/8000a=sendrecvIMS基礎培訓Page31什么是IMSIMS實體簡介IMS協(xié)議介紹IMS呼叫流程IMS業(yè)務介紹IMS基礎培訓Page32福建移動IMS用戶注冊過程P-CSCFI_CSCFATSS_CSCFHSSSE2300GPONEPONIADPBXCMNET①′①①′①′①′②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩SIPSIPSIPSIPSIPSIPDiameterDiameterDiameterDNSIMS基礎培訓詳細注冊流程P-CSCFHSSDNSENUMI-CSCFS-CSCFVisitedorHomeNetworkHomeNetworkSIPCxSIPASASASCxShISCBackbonePacketNetworkAccess1IMS用戶發(fā)出注冊請求消息12P-CSCF通過DNS得到用戶歸屬網的I-CSCF23P-CSCF把注冊消息轉到I-CSCF34I-CSCF查詢HSS，為用戶選擇一個S-CSCF45I-CSCF將消息轉到S-CSCF566S-CSCF從HSS得到用戶的認證信息S-CSCF通知用戶重新認證7788用戶重新發(fā)起注冊（1－5步）9認證通過，S-CSCF通知HSS910S-CSCF從HSS下載用戶數(shù)據(jù)和iFC1011S-CSCF通知AS進行第三方注冊1112AS從HSS得到用戶數(shù)據(jù)（可選）1213P-CSCF向S-CSCF訂閱注冊事件通知1314用戶向S-CSCF訂閱注冊事件通知14IMS基礎培訓Page34福建移動IMS域間呼叫過程GPONP-CSCFP-CSCFATSS_CSCFSE2300CMNET①②③S-CSCF⑤④⑥I-CSCFATS⑧HSS⑦⑨⑩111213IMS基礎培訓Page35福建移動IMS到其他網絡的呼叫過程BGCFP-CSCFATSS_CSCFSE2300CMNETMGCFMGPSTN/CS①②④⑤⑥⑦⑧⑨⑩11IMS基礎培訓Page36其他域和IMS域的呼叫過程I-CSCFP-CSCFATSS_CSCFSE2300CMNETMGCFMGPSTN/CS①②④⑤⑦⑥⑧⑨⑩11IMS基礎培訓Page37什么是IMSIMS實體簡介IMS協(xié)議介紹IMS呼叫流程IMS業(yè)務介紹IMS基礎培訓統(tǒng)一centrex業(yè)務功能統(tǒng)一centrex1融合VPMN（包含現(xiàn)網VPMN功能）短號互撥群內優(yōu)惠網外號碼組集團套餐呼叫權限管理2多媒體桌面電話業(yè)務(補充業(yè)務)呼叫等待呼叫前轉呼叫限制黑白名單號碼顯示限制呼叫代答輪選組免打擾三方通話4融合總機（Centrex話務臺）移動/固話均可做總機號碼通訊錄話務員G網手機/IMS固話同振、順振按時間段智能路由3融合一號通1手機用戶GSM網絡/TD網絡的移動手機用戶3軟終端IMS網絡中的PC軟終端（一類用戶）現(xiàn)網鐵通固話用戶二類SIPGW現(xiàn)網PBX小交換機下掛的固話IMS網絡中的SIP固話IMS網絡中IPPBX、AG、IAD下掛的固話2固話用戶業(yè)務能力五種接入能力基于CS網絡和IMS網絡提供統(tǒng)一Centrex業(yè)務，該業(yè)務支持多種用戶的接入，允許CS域手機用戶、IMS域用戶組成統(tǒng)一Centrex群，從而提供跨網絡、跨區(qū)域、跨終端的統(tǒng)一Centrex?？傮w業(yè)務需求IMS基礎培訓Page39自由行定義：綠色呼叫業(yè)務指兩個用戶通話過程中，業(yè)務方直接撥接入碼（*17#或*17*切換方號碼#）將呼叫切換到固定電話或者軟終端，整個切換過程中原通話不會中斷。ATSIAM(通過SCP錨定）InviteMGCFInv