現(xiàn)代交換技術(shù)-07章-IMS技術(shù)

第七章IMS技術(shù)第七章IMS技術(shù)本章內(nèi)容：IMS的概念與標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程

IMS的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)IMS的相關(guān)接口協(xié)議IMS呼叫流程IMS系統(tǒng)應(yīng)用本章重點(diǎn)：IMS的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、SIP協(xié)議、

IMS呼叫流程7.1IMS的概念與標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程7.1.1IMS的概念與背景一、IMS的概念I(lǐng)MS是IP多媒體子系統(tǒng)，是由朗訊提出的下一代網(wǎng)絡(luò)融合方案的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，最初是國際第三代移動(dòng)通信組織（3GPP）為移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)定義的。在3GPP的文件R5中，IMS是通用移動(dòng)通信系統(tǒng)（UMTS）核心網(wǎng)絡(luò)中提供端到端多媒體業(yè)務(wù)和集群多媒體業(yè)務(wù)的中心；在3GPP的R6中，IMS被定義為支持所有IP接入網(wǎng)的多媒體業(yè)務(wù)核心網(wǎng)（包括任何一種移動(dòng)的、固定的、有線的或無線的）。在NGN的框架下，IMS應(yīng)同時(shí)支持固定接入和移動(dòng)接入，它的核心特點(diǎn)是采用SIP協(xié)議和與接入的無關(guān)性。7.1.1IMS的概念與背景二、IMS的發(fā)展背景IMS發(fā)展的最根本驅(qū)動(dòng)力就在于所有電信業(yè)務(wù)的底層網(wǎng)絡(luò)載體發(fā)展需要（網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動(dòng)）和運(yùn)營商直接利潤來源的業(yè)務(wù)需求（業(yè)務(wù)驅(qū)動(dòng)）。（一）網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動(dòng)：包括移動(dòng)核心網(wǎng)和固定電話網(wǎng)的演進(jìn)。1.移動(dòng)核心網(wǎng)的演進(jìn)第一種是現(xiàn)有移動(dòng)軟交換（端局或關(guān)口局）直接升級為MGCF和IM-MGW，實(shí)現(xiàn)電路域與IMS網(wǎng)絡(luò)互通（演進(jìn)初期）。第二種是將電路域作為IMS業(yè)務(wù)承載接入IMS網(wǎng)絡(luò)，即電路域作為媒體承載，業(yè)務(wù)控制由IMS實(shí)現(xiàn)。

第三種是移動(dòng)軟交換作為IMS中提供基本補(bǔ)充業(yè)務(wù)的MMtelAS進(jìn)行升級。

7.1.1IMS的概念與背景二、IMS的發(fā)展背景IMS發(fā)展的最根本驅(qū)動(dòng)力就在于所有電信業(yè)務(wù)的底層網(wǎng)絡(luò)載體發(fā)展需要（網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動(dòng)）和運(yùn)營商直接利潤來源的業(yè)務(wù)需求（業(yè)務(wù)驅(qū)動(dòng)）。（一）網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動(dòng)：包括移動(dòng)核心網(wǎng)和固定電話網(wǎng)的演進(jìn)。2.固定語音網(wǎng)的演進(jìn)?固定語音網(wǎng)的演進(jìn)存在很多爭議，但關(guān)鍵問題在于如何引入與何時(shí)引入。?總體說來，固定語音網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和業(yè)務(wù)開展情況因不同運(yùn)營商、不同區(qū)域和不同設(shè)備存在很大的差異，具體演進(jìn)方式需要因地制宜，綜合考慮多種因素。

7.1.1IMS的概念與背景7.1.1IMS的概念與背景二、IMS的發(fā)展背景（二）業(yè)務(wù)驅(qū)動(dòng)：表現(xiàn)在如下三個(gè)方面。1.全業(yè)務(wù)融合全業(yè)務(wù)運(yùn)營商從初期的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)資源整合到業(yè)務(wù)整合和捆綁銷售、再到業(yè)務(wù)融合，由于各種網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)架構(gòu)的本質(zhì)差異性，更深層面的融合遇到障礙，只有利用IMS才能真正發(fā)揮全業(yè)務(wù)運(yùn)營優(yōu)勢，提供面向個(gè)人/家庭/集團(tuán)客戶的多媒體信息通信服務(wù)，使用戶體驗(yàn)得到本質(zhì)提升。7.1.1IMS的概念與背景2.互聯(lián)網(wǎng)競爭在傳統(tǒng)電信領(lǐng)域相互競爭的電信運(yùn)營商，面對互聯(lián)網(wǎng)虛擬運(yùn)營的急劇滲透，有著共同的利益和目標(biāo)，如短消息與互聯(lián)網(wǎng)IM（即時(shí)消息）的競爭一樣，只有共同聯(lián)手，將信息增值服務(wù)上升為互聯(lián)互通的基礎(chǔ)通信服務(wù)，才有可能充分發(fā)揮電信運(yùn)營商的自身優(yōu)勢。3.業(yè)務(wù)拓展與開放電信運(yùn)營商向第三方的SP/CP直接開放了網(wǎng)絡(luò)接入能力，而對于用戶業(yè)務(wù)沒有任何掌控。如果將所有增值業(yè)務(wù)和SP/CP的業(yè)務(wù)進(jìn)行歸類和細(xì)分，都是通過各種不同的業(yè)務(wù)能力的組合來實(shí)現(xiàn)的。IMS的業(yè)務(wù)分層架構(gòu)采用了OMA對于業(yè)務(wù)引擎的定義，使得電信運(yùn)營商可以集中部署業(yè)務(wù)引擎，向第三方開放API來改變現(xiàn)有SP/CP分成模式，從而獲取更大的收益。7.1.2IMS的標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程一、IMS標(biāo)準(zhǔn)化的歷史

IMS自3GPP在2002年提出R5版本以來，得到了各方的關(guān)注，3GPP2、IETF、ITU-T、TISPAN、OMA、ATIS等重要國際標(biāo)準(zhǔn)組織都積極參與到IMS的標(biāo)準(zhǔn)化工作中。二、IMS標(biāo)準(zhǔn)化的進(jìn)展（1）3GPP的標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程在終結(jié)于2002年的R5版本中，首次提出IMS，側(cè)重于對IMS基本網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、相關(guān)功能實(shí)體、相關(guān)功能實(shí)體之間的交互流程等進(jìn)行研究；提出了全I(xiàn)P的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，采用SIP協(xié)議進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)性管理、多媒體會(huì)話信令和媒體流傳輸。終結(jié)于2007年的R7版本中，增加IMS支持xDSL接入，與接入方式無關(guān)的策略控制和計(jì)費(fèi)架構(gòu)，并主要考慮支持通過PS域提供緊急服務(wù)、提供基于WLAN的IMS話音、CS域與IMS域多媒體業(yè)務(wù)互通、IMS域和CS域進(jìn)行語音呼叫切換等。R8版本工作開始于2007年，3GPPR8標(biāo)準(zhǔn)完成了對TISPAN和3GPP現(xiàn)有IMScore研究成果的合并，重點(diǎn)的研究課題包括CommonIMS、PBX接入IMS、IMS集中控制（ICS）、Cable接入、MMSC、ISB-IMSServiceBroker等。7.1.2IMS的標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程在終結(jié)于2005年的R6版本中，更加側(cè)重于IMS和外部網(wǎng)絡(luò)之間的互通，其接口和功能定義可操作性更強(qiáng)，基于流的計(jì)費(fèi)架構(gòu)，拓展支持WLAN接入方式，增補(bǔ)了更多的功能和應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，并明確業(yè)務(wù)由IMS用戶的歸屬地提供和控制，使IMS真正成為一個(gè)可運(yùn)營的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。（2）TISPAN的標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程2005年初，TISPAN開始啟動(dòng)NGN項(xiàng)目，主要從固定接入的特定要求對IMS相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)化工作進(jìn)行研究。2006年3月，發(fā)布了R1版本相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。TISPANR1版本確定IMS基于3GPPR7網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，并重點(diǎn)針對固定接入的特殊需求，對相關(guān)功能實(shí)體的功能又進(jìn)行了增強(qiáng)。2006年初，TISPAN開始啟動(dòng)NGNR2項(xiàng)目，目前完成了部分規(guī)范的發(fā)布，但仍有部分項(xiàng)目需要推遲發(fā)布，TISPANR2版本研究的主要內(nèi)容包括IPTV、FMC、RACSR2、PES完善（如組注冊）、家庭網(wǎng)絡(luò)等相關(guān)課題研究。7.1.2IMS的標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程（3）3GPP2的標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程2004年3GPP2開始進(jìn)行IMS標(biāo)準(zhǔn)化的研究工作，對IMS的研究主要以3GPPR5作為基礎(chǔ)，重點(diǎn)解決底層分組和無線技術(shù)的差異，它與3GPP的IMS相對應(yīng)的是MMD規(guī)范，3GPP2MMD已經(jīng)完成并公布了Rev0、RevA、RevB三個(gè)版本，分別對應(yīng)于3GPP的R5、R6和R7版本，大部分MMD規(guī)范均引自3GPP的IMS標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，但主要基于CDMA接入特性。（4）ITU-TFGNGN的標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程ITU-TFGNGN對IMS的研究主要涉及IMS的業(yè)務(wù)和網(wǎng)絡(luò)框架2個(gè)方面。對NGN業(yè)務(wù)需求的研究主要以3GPPR6中定義的業(yè)務(wù)作為基礎(chǔ)，但更加強(qiáng)調(diào)靈活的業(yè)務(wù)生成能力。對于網(wǎng)絡(luò)框架的研究則強(qiáng)調(diào)網(wǎng)絡(luò)的接入無關(guān)性，盡可能多地支持包括有線和無線在內(nèi)的各種接入技術(shù)。7.1.2IMS的標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程7.1.2IMS的標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程7.1.2IMS的標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程3．IMS標(biāo)準(zhǔn)化的融合2006年9月，3GPP、3GPP2、TISPAN等組織共同討論了各個(gè)標(biāo)準(zhǔn)組織對IMS的需求和現(xiàn)狀，取得了需要一個(gè)統(tǒng)一的IMS（CommonIMS）的共識(shí)。2007年，3GPPOPAdHoc會(huì)議確定將TISPANRelease2的內(nèi)容分階段遷移到3GPPR8中，并確定了CommonIMS范圍和研究項(xiàng)目。CommonIMS將3GPP2/TISPAN的IMS研究成果集中到3GPP的標(biāo)準(zhǔn)中，基于統(tǒng)一的IMSCore（3GPP定義，包括了主要的功能和實(shí)體），同時(shí)包容固定接入、移動(dòng)接入、Cable接入、無線寬帶接入等所有相關(guān)的接入方式。7.2IMS的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)7.2.1IMS的體系結(jié)構(gòu)圖7-3基于IMS的業(yè)務(wù)架構(gòu)圖7-4IMS體系結(jié)構(gòu)示意圖承載層用于提供IMSSIP會(huì)話的接入和傳輸，承載網(wǎng)必須是基于分組交換的。7.2.1IMS的體系結(jié)構(gòu)7.2.1IMS的體系結(jié)構(gòu)圖7-4IMS體系結(jié)構(gòu)示意圖信令控制層由網(wǎng)絡(luò)控制服務(wù)器組成，負(fù)責(zé)管理呼叫或會(huì)話設(shè)置、修改和釋放，所有IP多媒體業(yè)務(wù)的信令控制都在這一層完成。

圖7-4IMS體系結(jié)構(gòu)示意圖應(yīng)用層由應(yīng)用和內(nèi)容服務(wù)器組成，負(fù)責(zé)為用戶提供IMS增值業(yè)務(wù)，主要網(wǎng)元是一系列通過Camel、OSA/Parlay和SIP技術(shù)提供多媒體業(yè)務(wù)的應(yīng)用平臺(tái)。7.2.1IMS的體系結(jié)構(gòu)7.2.2IMS的功能實(shí)體IMS功能實(shí)體可以分為六大類：會(huì)話控制和路由實(shí)體族（CSCFs）、數(shù)據(jù)庫實(shí)體（HSS、SLF）、互聯(lián)實(shí)體（BGCF、MGCF、IM-MGW、SGW）、服務(wù)相關(guān)實(shí)體（應(yīng)用服務(wù)器、MRFC、MRFP）、支持性實(shí)體（THIG、SEG、PDF）和計(jì)費(fèi)相關(guān)實(shí)體。7.2IMS的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)1.會(huì)話控制和路由實(shí)體（1）代理CSCF代理呼叫會(huì)話控制功能實(shí)體（P-CSCF）是用戶接入IMS過程中的第一個(gè)連接點(diǎn)。所有來自用戶終端（UE）和發(fā)往UE的SIP信令消息流都會(huì)通過P-CSCF。（2）策略決定功能實(shí)體（PDF）PDF的責(zé)任是基于從P-CSCF那兒獲取的會(huì)話信息和媒體相關(guān)信息，來做策略方面的決定。（3）詢問點(diǎn)CSCF（I-CSCF）I-CSCF是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的入口點(diǎn)，所有通向該網(wǎng)絡(luò)中用戶的連接都會(huì)經(jīng)過I-CSCF。一個(gè)運(yùn)營網(wǎng)絡(luò)中可能有多個(gè)I-CSCF。7.2.2IMS的功能實(shí)體（4）服務(wù)CSCF（S-CSCF）S-CSCF位于所屬地網(wǎng)絡(luò)，是IMS的大腦。它為用戶終端（UE）提供注冊服務(wù)和會(huì)話控制。2.數(shù)據(jù)庫實(shí)體（1）所屬地訂閱者服務(wù)器（HSS）HSS是IMS中所有訂閱者信息以及服務(wù)相關(guān)信息的主要存儲(chǔ)設(shè)備。HSS中存儲(chǔ)的主要數(shù)據(jù)包括用戶標(biāo)識(shí)符、注冊信息、接入?yún)?shù)和服務(wù)觸發(fā)信息。（2）訂閱信息定位功能實(shí)體（SLF）當(dāng)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中部署了多個(gè)可單獨(dú)尋址的HSS時(shí)，SLF作為一種解決機(jī)制，使得I-CSCF、S-CSCF和AS能夠找到給定用戶標(biāo)識(shí)符對應(yīng)的用戶訂閱信息。7.2.2IMS的功能實(shí)體3.服務(wù)相關(guān)實(shí)體（1）多媒體資源控制器（MRFC）MRFC用來支持承載通道相關(guān)的服務(wù)，例如會(huì)議、用戶通告或者承載通道的轉(zhuǎn)碼。MRFC解釋從S-CSCF收來的SIP信令，并使用媒體網(wǎng)關(guān)控制協(xié)議（MEGACO）指令來控制多媒體資源處理器（MRFP）。MRFC能夠給CCF和OCS發(fā)送計(jì)費(fèi)信息。

（2）多媒體資源處理器（MRFP）MRFP提供MRFC要求和指示的用戶層資源，包括：接收到的媒體數(shù)據(jù)的混合操作（例如多方會(huì)議中的混音處理和畫面處理）；產(chǎn)生媒體（例如發(fā)出用戶提示音）；媒體處理（例如語音轉(zhuǎn)碼和媒體分析）。（3）應(yīng)用服務(wù)器（AS）AS的主要功能是：處理和影響從S-CSCF接收到的SIP會(huì)話；發(fā)起SIP請求；給CCF和OCS發(fā)送計(jì)費(fèi)信息。但是要記住層次化的設(shè)計(jì)中，AS不是一個(gè)純粹的IMS實(shí)體。7.2.2IMS的功能實(shí)體4.互聯(lián)實(shí)體（1）出局網(wǎng)關(guān)控制器（BGCF）BGCF負(fù)責(zé)選擇在什么地方出局并進(jìn)入CS域。選擇的結(jié)果可能是在BGCF所在的網(wǎng)絡(luò)中或者其它網(wǎng)絡(luò)中出局。

（2）

媒體網(wǎng)關(guān)控制器（MGCF）MGCF是用來實(shí)現(xiàn)IMS用戶和CS用戶間通信的功能實(shí)體。從CS過來的所有呼叫信令被發(fā)往MGCF。MGCF進(jìn)行ISUP、BICC和SIP間的協(xié)議轉(zhuǎn)換，并把會(huì)話轉(zhuǎn)發(fā)到IMS中。（3）IMS媒體網(wǎng)關(guān)（IMS-MGW）提供CS網(wǎng)絡(luò)（PSTN、GSM）和IMS間的用戶層的鏈路。它終結(jié)從CS網(wǎng)絡(luò)過來的承載通道和從骨干網(wǎng)絡(luò)過來的媒體流。（4）信令網(wǎng)關(guān)（SGW）SGW被用來連接不同的信令網(wǎng)絡(luò)，如基于SCTP/IP的信令網(wǎng)絡(luò)和SS7信令網(wǎng)絡(luò)。7.2.2IMS的功能實(shí)體5.支持性實(shí)體（1）安全網(wǎng)關(guān)（SEG）為了保護(hù)安全域間控制層消息流的安全，消息流需要在進(jìn)入或者離開安全域的時(shí)候通過一個(gè)SEG。IMS系統(tǒng)安全的主要應(yīng)對措施是IP安全協(xié)議（IPSec），通過IPSec提供了接入安全保護(hù)，使用IPSec來完成網(wǎng)絡(luò)域內(nèi)部的實(shí)體和網(wǎng)絡(luò)域之間的安全保護(hù)。7.2.2IMS的功能實(shí)體S1：提供終端用戶和IMS網(wǎng)絡(luò)之間的相互認(rèn)證。S2：在UE和P-CSCF之間提供一個(gè)安全鏈接（Link）和一個(gè)安全聯(lián)盟（SA），用以保護(hù)Gm接口，同時(shí)提供數(shù)據(jù)源認(rèn)證。S3：在網(wǎng)絡(luò)域內(nèi)為Cx接口提供安全。S4：為不同網(wǎng)絡(luò)之間的SIP節(jié)點(diǎn)提供安全，且只適用于代理呼叫會(huì)話控制功能（P-CSCF）位于訪問網(wǎng)絡(luò)（VN）時(shí)。S5：為同一網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的SIP節(jié)點(diǎn)提供安全，且同樣適用于P-CSCF位于歸屬網(wǎng)絡(luò)（HN）時(shí)。IMS的安全體系5.支持性實(shí)體（1）安全網(wǎng)關(guān)（SEG）7.2.2IMS的功能實(shí)體（2）GPRS實(shí)體GPRS實(shí)體分為服務(wù)GPRS支持節(jié)點(diǎn)（SGSN）和網(wǎng)關(guān)GPRS支持節(jié)點(diǎn)（GGSN）。SGSN把RAN連接到包交換核心網(wǎng)。它同時(shí)負(fù)責(zé)PS域中控制功能和通信流處理功能。GGSN提供和外部包交換網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)互通。就是把UE連接到外部包交換網(wǎng)絡(luò)，在那些網(wǎng)絡(luò)里面會(huì)有基于IP的應(yīng)用和服務(wù)。6.計(jì)費(fèi)相關(guān)實(shí)體IMS計(jì)費(fèi)最初由3GPPR5版本提出，R6版本對R5的計(jì)費(fèi)做了一些改進(jìn)，包括增加對IPv4的支持、支持更靈活的業(yè)務(wù)模式等。3GPP制定的IMS計(jì)費(fèi)相關(guān)國際標(biāo)準(zhǔn)主要包括TS32.240、TS32.260、TS32.275、TS32.298、TS32.299等，其中，3GPPTS32.240提出了離線計(jì)費(fèi)和在線計(jì)費(fèi)兩種計(jì)費(fèi)模式。離線計(jì)費(fèi)通過收集計(jì)費(fèi)話單進(jìn)行計(jì)費(fèi)，在線計(jì)費(fèi)通過事件觸發(fā)進(jìn)行計(jì)費(fèi)，運(yùn)營商可以實(shí)時(shí)控制業(yè)務(wù)流程。

從結(jié)構(gòu)層次上來看，該計(jì)費(fèi)體系還采用了分層計(jì)費(fèi)的結(jié)構(gòu)，分別定義了：應(yīng)用/業(yè)務(wù)層計(jì)費(fèi)、IMS層計(jì)費(fèi)和承載層計(jì)費(fèi)。7.2.2IMS的功能實(shí)體6.計(jì)費(fèi)相關(guān)實(shí)體圖7-7IMS標(biāo)準(zhǔn)計(jì)費(fèi)架構(gòu)7.2.2IMS的功能實(shí)體7.2.3IMS的QoSIMS提供的端到端QoS機(jī)制是通過協(xié)商如下參數(shù)實(shí)現(xiàn)的：媒體類型、業(yè)務(wù)流方向和媒體類型的比特率、分組大小、分組傳輸頻率、各媒體類型RTP凈荷的用法和帶寬的自適應(yīng)等。圖7-8QoS控制的結(jié)構(gòu)模型7.2IMS的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)7.2.4IMS與軟交換的區(qū)別（1）承載、控制、業(yè)務(wù)的關(guān)系軟交換將控制和承載相分離，便于分布式組網(wǎng)，并可獨(dú)立演進(jìn)，這是網(wǎng)絡(luò)簡化和降低成本的關(guān)鍵和革命性的一步，但軟交換網(wǎng)絡(luò)中，業(yè)務(wù)和控制沒有實(shí)現(xiàn)完全分離；IMS是在軟交換控制與承載分離的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了呼叫控制層和業(yè)務(wù)控制層的分離；基于IP實(shí)現(xiàn)了接入無關(guān)。業(yè)務(wù)控制承載業(yè)務(wù)控制承載業(yè)務(wù)控制承載傳統(tǒng)PSTN交換機(jī)軟交換IMS7.2IMS的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)（2）IMS起源于移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用，因此充分考慮了對移動(dòng)性的支持，并增加了外置數(shù)據(jù)庫——?dú)w屬用戶服務(wù)器HSS，用于用戶鑒權(quán)和保護(hù)用戶業(yè)務(wù)觸發(fā)規(guī)則。

業(yè)務(wù)控制承載業(yè)務(wù)控制承載業(yè)務(wù)控制承載傳統(tǒng)PSTN交換機(jī)軟交換IMS7.2.4IMS與軟交換的區(qū)別7.2IMS的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)（3）IMS全部采用標(biāo)準(zhǔn)化的會(huì)話初始協(xié)議（SIP）作為呼叫控制和業(yè)務(wù)控制的信令，粘合了移動(dòng)和固定，業(yè)務(wù)之間可實(shí)現(xiàn)組合和相互調(diào)用；而在軟交換中，SIP只是可用于呼叫控制的多種協(xié)議的一種，更多的使用MGCP協(xié)議和H.248協(xié)議等。業(yè)務(wù)控制承載業(yè)務(wù)控制承載業(yè)務(wù)控制承載傳統(tǒng)PSTN交換機(jī)軟交換IMS7.2.4IMS與軟交換的區(qū)別7.2IMS的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)7.3IMS的相關(guān)接口協(xié)議

在所有的電話系統(tǒng)中，協(xié)議對通話的控制都起著重要的作用。電路交換網(wǎng)使用的公共會(huì)話控制協(xié)議主要是TUP、ISUP以及BICC協(xié)議。當(dāng)IMS與電路域（CS）進(jìn)行互通的時(shí)候，仍然需要和這些協(xié)議打交道，而專門用于IMS的會(huì)話控制協(xié)議都是基于IP的，主要包括：會(huì)話初始協(xié)議（SIP），會(huì)話描述協(xié)議（SDP，RFC2327），MEGACO/H.248協(xié)議，Diameter、BICC/ISUP以及COPs協(xié)議等。7.3.1SIP協(xié)議

會(huì)話發(fā)起協(xié)議（SIP）是由IETF（Internet工程任務(wù)組）提出的在IP網(wǎng)上進(jìn)行多媒體通信的應(yīng)用層控制協(xié)議（IP電話信令協(xié)議）。其獨(dú)立于底層傳輸協(xié)議TCP/UDP，用于建立、修改和終止IP網(wǎng)上的雙方或多方多媒體會(huì)話，完成語音和數(shù)據(jù)相結(jié)合的業(yè)務(wù)、以及多媒體業(yè)務(wù)之間的呼叫建立與釋放。7.3IMS的相關(guān)接口協(xié)議7.3.1SIP協(xié)議一、SIP協(xié)議的功能SIP主要支持以下5個(gè)方面的功能：（1）用戶定位（Userdefinition）：SIP提供搜索終端用戶位置的功能，在會(huì)話發(fā)階段提供用戶信息用于創(chuàng)建的多媒體會(huì)話，為用戶的移動(dòng)性提供支持。（2）用戶能力（Usercapabilities）：作用是檢測用戶參與會(huì)話類型與媒體參數(shù)。（3）用戶有效性（Useravailability）：作用是查詢用戶是否空閑，是否接受會(huì)話邀請。（4）會(huì)話建立（Sessionsetup）：作用是傳遞路由信息，確定會(huì)話用戶的多媒體參數(shù)。（5）會(huì)話管理（Sessionhandling）：對會(huì)話活動(dòng)進(jìn)行修改、轉(zhuǎn)移與結(jié)束等控制活動(dòng)。一、SIP協(xié)議的功能SIP協(xié)議的特點(diǎn)主要有以下幾個(gè)方面：（1）SIP協(xié)議采用客戶端與服務(wù)器的結(jié)構(gòu)，其控制信令包含請求與響應(yīng)兩種類型，通過控制信令對呼叫會(huì)話過程進(jìn)行控制。（2）請求與響應(yīng)是SIP協(xié)議的核心工作機(jī)制。（3）一條SIP消息包含起始行、消息頭與消息體三個(gè)部分，攜帶了消息類型、路由信息、媒體參數(shù)等信息。其中媒體信息的描述是由SDP協(xié)議來實(shí)現(xiàn)的，SDP用于描述會(huì)話媒體參數(shù)、雙方地址和編解碼格式等信息。（4）尋址方式采用SIP_URL，可用電話號(hào)碼作為尋址目的地，以此連通IP電話網(wǎng)絡(luò)與PSTN網(wǎng)絡(luò)。（5）采用登記和DNS機(jī)制進(jìn)行用戶的定位。（6）SIP協(xié)議可以與UDP、TCP傳送協(xié)議配合進(jìn)行工作。7.3.1SIP協(xié)議SIP協(xié)議的兩個(gè)基本網(wǎng)絡(luò)實(shí)體：客戶機(jī)和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。（1）客戶機(jī)：也稱用戶代理客戶，是發(fā)送SIP請求的一方?？蛻艨赡艽嬖谟谟脩粼O(shè)備上（比如PC）；也可能位于與服務(wù)器相同的平臺(tái)上（比如SIP代理服務(wù)器同時(shí)具備客戶機(jī)和服務(wù)器的功能）。二、SIP協(xié)議的基本網(wǎng)絡(luò)實(shí)體7.3.1SIP協(xié)議二、SIP協(xié)議的基本網(wǎng)絡(luò)實(shí)體SIP系統(tǒng)的終端系統(tǒng)稱為用戶代理（UA），包括用戶代理客戶（UAC）和用戶代理服務(wù)器（UAS）兩部分。UAC模塊的功能是初始化一個(gè)呼叫，根據(jù)SIP和SDP的協(xié)議規(guī)范構(gòu)造請求數(shù)據(jù)包，將呼叫者的狀態(tài)和呼叫優(yōu)先級、對代理和路由的要求等附加的請求信息作為參數(shù)通過消息報(bào)頭提交給代理服務(wù)器，發(fā)起請求。UAS模塊的功能是等待呼叫的請求數(shù)據(jù)包，并根據(jù)SIP和SDP的協(xié)議規(guī)范構(gòu)造響應(yīng)數(shù)據(jù)包，響應(yīng)可以是接受、轉(zhuǎn)發(fā)或者是拒絕呼叫請求，響應(yīng)的類型以及被呼叫者的信息也是作為參數(shù)提交給代理服務(wù)器，回答呼叫。

7.3.1SIP協(xié)議（2）網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器：用于向客戶機(jī)發(fā)出的請求提供服務(wù)并回送應(yīng)答消息的應(yīng)用程序，SIP中存在三種不同類型的服務(wù)器：代理服務(wù)器、重定向服務(wù)器、注冊服務(wù)器。代理服務(wù)器：代理服務(wù)器接受UA的SIP請求，經(jīng)過適當(dāng)修改，代表UA轉(zhuǎn)發(fā)或響應(yīng)請求。代理服務(wù)器的典型功能是可以進(jìn)入數(shù)據(jù)庫或位置服務(wù)器，幫助其處理請求。重定向服務(wù)器：用來從UAC接收請求，并將該請求中的SIPURL映射到零個(gè)或者多個(gè)下一級服務(wù)器的地址，然后將這此地址以響應(yīng)消息的方式告訴UAC，UAC根據(jù)收到的新地址，重新向下一服務(wù)器發(fā)送請求信息。二、SIP協(xié)議的基本網(wǎng)絡(luò)實(shí)體注冊服務(wù)器：用戶注冊時(shí)向注冊服務(wù)器發(fā)送Register請求，告訴網(wǎng)絡(luò)自己被給定的地址是有效的。7.3.1SIP協(xié)議另外，SIP中還經(jīng)常提到定位服務(wù)器，它不屬于SIP實(shí)體，但它是SIP體系結(jié)構(gòu)的重要組成部分。定位服務(wù)器存儲(chǔ)并返回用戶的可能位置信息。定位服務(wù)器可以利用注冊服務(wù)器和其他數(shù)據(jù)庫的信息，并通過大部分注冊服務(wù)器的位置信息上傳，實(shí)現(xiàn)信息更新。二、SIP協(xié)議的基本網(wǎng)絡(luò)實(shí)體（2）網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器：用于向客戶機(jī)發(fā)出的請求提供服務(wù)并回送應(yīng)答消息的應(yīng)用程序，SIP中存在三種不同類型的服務(wù)器：代理服務(wù)器、重定向服務(wù)器、注冊服務(wù)器。7.3.1SIP協(xié)議用戶代理客戶端(UAC)用戶代理服務(wù)器(UAS)(1)INVITE(2)1XX(3)200/3XX/4XX/5XX/6XX(4)ACKCONVERSATION(5)BYE(6)200OK三、SIP的協(xié)議消息圖9-10SIP基本呼叫建立過程SIP消息包括請求和響應(yīng)兩種類型。7.3.1SIP協(xié)議請求消息：是從客戶機(jī)發(fā)到服務(wù)器的消息，定義了6種。INVITE初始化一個(gè)會(huì)話。ACK對INVITE消息的最終回應(yīng)，表明及接受到請求。BYE終止一個(gè)會(huì)話。CANCE終止一個(gè)等待處理或正在處理的請求。OPTIONS詢問另一方服務(wù)器性能，確定能接受何種媒體服務(wù)。REGISTER申請注冊客戶的地址。三、SIP協(xié)議消息7.3.1SIP協(xié)議響應(yīng)消息：是從服務(wù)器發(fā)到客戶機(jī)的消息。狀態(tài)碼描述1XX通知2XX成功3XX重定向4XX請求失敗5XX服務(wù)器錯(cuò)誤6XX全局性錯(cuò)誤三、SIP協(xié)議消息7.3.1SIP協(xié)議四、SIP協(xié)議的應(yīng)用A局與B局的軟交換設(shè)備接入IP骨干網(wǎng)，利用SIP協(xié)議實(shí)現(xiàn)軟交換系統(tǒng)互通，同時(shí)還可以與其它SIP域設(shè)備（如SIPPhone，SIPSoftphone等）互通。7.3.1SIP協(xié)議四、SIP協(xié)議的應(yīng)用用戶注冊流程①終端代理A向注冊服務(wù)器發(fā)送REGISTER注冊請求；②注冊服務(wù)器通過后端認(rèn)證/計(jì)費(fèi)中心獲知用戶住處不在數(shù)據(jù)庫中，便向終端代理A回送401Unauthorized質(zhì)詢信息，其中包含安全認(rèn)證所需要的令牌；SIP注冊服務(wù)器REGISTER終端代理AIP網(wǎng)7.3.1SIP協(xié)議四、SIP協(xié)議的應(yīng)用③終端代理A根據(jù)安全認(rèn)證令牌將其標(biāo)識(shí)和密碼加密后，再次用REGISTER消息報(bào)告給注冊服務(wù)器；④注冊服務(wù)器將REGISTER消息中的用戶信息解密，通過認(rèn)證/計(jì)費(fèi)中心驗(yàn)證基合法后，將該用戶信息登記數(shù)據(jù)庫中，并向終端代理A返回成功響應(yīng)消息200OK。用戶注冊流程SIP注冊服務(wù)器REGISTER終端代理AIP網(wǎng)7.3.1SIP協(xié)議四、SIP協(xié)議的應(yīng)用①用戶摘機(jī)撥號(hào)發(fā)起呼叫，終端代理A（主叫）向該區(qū)域代理服務(wù)器發(fā)起Invite請求；②代理服務(wù)器通過認(rèn)證/計(jì)費(fèi)中心確認(rèn)用戶后，檢查請求消息中的Via頭域是否包含其地址。若包含，說明發(fā)生環(huán)回，返回指示錯(cuò)誤應(yīng)答；否則，在請求消息的Via頭域插入自身的地址，并向Invite消息To域所指示的被叫終端代理B轉(zhuǎn)發(fā)Invite請求。IP網(wǎng)MACMACInvite100Trying-ACKRTPsession(voice,video,etc)主叫用戶被叫用戶200OK180Ringing-ACK100Trying-直接呼叫流程200OK-7.3.1SIP協(xié)議四、SIP協(xié)議的應(yīng)用③

代理服務(wù)器向終端代理A送呼叫處理中的應(yīng)答消息100Trying；④

終端代理B向代理服務(wù)器送呼叫處理中的應(yīng)答消息100Trying；⑤終端代理B指被叫用戶振鈴，用戶振鈴后，向代理服務(wù)器發(fā)送180Ringing振鈴信息；IP網(wǎng)MACMACInvite100Trying-ACKRTPsession(voice,video,etc)主叫用戶被叫用戶200OK180Ringing-ACK100Trying-直接呼叫流程200OK-7.3.1SIP協(xié)議四、SIP協(xié)議的應(yīng)用⑥代理服務(wù)器向終端代理A轉(zhuǎn)發(fā)被叫用戶振鈴信息；⑦被叫用戶摘機(jī)，終端代理B向代理服務(wù)器返回表示連接成功的應(yīng)答（200OK）；⑧代理服務(wù)器向終端代理A轉(zhuǎn)發(fā)該成功指示（200OK）；IP網(wǎng)MACMACInvite100Trying-ACKRTPsession(voice,video,etc)主叫用戶被叫用戶200OK180Ringing-ACK100Trying-直接呼叫流程200OK-7.3.1SIP協(xié)議四、SIP協(xié)議的應(yīng)用⑨終端代理A收到消息后，向代理服務(wù)器發(fā)ACK消息進(jìn)行確認(rèn)；⑩代理服務(wù)器將ACK確認(rèn)消息轉(zhuǎn)發(fā)給終端代理B；此后，主被叫用戶之間建立通信連接，開始通話。IP網(wǎng)MACMACInvite100Trying-ACKRTPsession(voice,video,etc)主叫用戶被叫用戶200OK180Ringing-ACK100Trying-直接呼叫流程200OK-7.3.1SIP協(xié)議四、SIP協(xié)議的應(yīng)用①SIP用戶代理A向SIP代理服務(wù)器a發(fā)送呼叫建立請求Invite②SIP代理服務(wù)器a向重定向服務(wù)器發(fā)送呼叫建立請求，重定向服務(wù)器返回重定向消息（包含代理服務(wù)器c的信息）③SIP代理服務(wù)器a向重定向服務(wù)器指定的SIP代理服務(wù)器c發(fā)送呼叫建立請求用戶AIP網(wǎng)RTPsession(voice,video,etc)InviteInvite200OKInviteACK用戶B代理服務(wù)器代理服務(wù)器代理服務(wù)器呼叫流程7.3.1SIP協(xié)議四、SIP協(xié)議的應(yīng)用④被請求的SIP代理服務(wù)器c使用非SIP協(xié)議（例如域名查詢或者LDAP等）到定位服務(wù)器查詢被叫位置，定位服務(wù)器返回被叫位置（被叫SIP代理服務(wù)器b）⑤被請求的SIP代理服務(wù)器c向被叫SIP代理服務(wù)器b發(fā)送呼叫建立請求用戶AIP網(wǎng)RTPsession(voice,video,etc)InviteInvite200OKInviteACK用戶B代理服務(wù)器代理服務(wù)器代理服務(wù)器呼叫流程7.3.1SIP協(xié)議四、SIP協(xié)議的應(yīng)用⑥SIP用戶代理B（被叫）發(fā)呼叫建立請求（被叫振鈴或顯示）⑦

被叫用戶代理B向被叫SIP用戶代理服務(wù)器b發(fā)同意（或拒絕）⑧

被叫用戶代理服務(wù)器b向主叫代理服務(wù)器a所請求的代理服務(wù)器c發(fā)同意（或拒絕）用戶AIP網(wǎng)RTPsession(voice,video,etc)InviteInvite200OKInviteACK用戶B代理服務(wù)器代理服務(wù)器代理服務(wù)器呼叫流程7.3.1SIP協(xié)議四、SIP協(xié)議的應(yīng)用⑨所請求的代理服務(wù)器c向主叫代理服務(wù)器a發(fā)同意（或拒絕）⑩主叫代理服務(wù)器a向SIP用戶代理A指示被叫是否同意呼叫請求用戶AIP網(wǎng)RTPsession(voice,video,etc)InviteInvite200OKInviteACK用戶B代理服務(wù)器代理服務(wù)器代理服務(wù)器呼叫流程7.3.1SIP協(xié)議SDP是一種會(huì)話描述協(xié)議，被用于構(gòu)成SIP請求消息和200OK響應(yīng)消息的消息體，主要是供主叫和被叫交換呼叫媒體的信息（如媒體流的配置和保持等）。

SDP是為了會(huì)話通告、會(huì)話邀請以及其他形式的多媒體會(huì)話啟動(dòng)而描述多媒體會(huì)話的過程。多媒體會(huì)議就是多媒體發(fā)送者、接收者以及從發(fā)送者到接收者的數(shù)據(jù)流的集合。視頻電話會(huì)議呼叫就是一種典型的多媒體會(huì)話。SDP是完全基于文本的協(xié)議，采用的是UTF-8編碼的ISO10646字符集。主要為了提高描述的可攜帶性，減少會(huì)話描述所用的開銷，便于差錯(cuò)檢測。7.3.2SDP協(xié)議1.MEGACO/H.248協(xié)議媒體網(wǎng)關(guān)控制協(xié)議（MEGACO/H.248）是用于物理上分開的多媒體網(wǎng)關(guān)單元控制的協(xié)議，能夠把呼叫控制從媒體轉(zhuǎn)換中分離出來，主要用于MRFC和MRFP之間的通信。MEGACO/H.248說明了媒體網(wǎng)關(guān)（MG）和媒體網(wǎng)關(guān)控制器（MGC）之間的聯(lián)系。用于通知MG將來自數(shù)據(jù)包或單元數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)之外的數(shù)據(jù)流連接到數(shù)據(jù)包或者單元數(shù)據(jù)流上，例如實(shí)時(shí)傳輸協(xié)議（RTP）。媒體網(wǎng)關(guān)用于轉(zhuǎn)換電路交換語音到分組交換語音的IP數(shù)據(jù)包通信流量.媒體網(wǎng)關(guān)控制器是用于規(guī)定這種流量的服務(wù)邏輯。7.3.3其他相關(guān)協(xié)議2.Diameter協(xié)議是由IETF開發(fā)的用于認(rèn)證、授權(quán)和計(jì)費(fèi)（AAA）的協(xié)議，主要是為眾多的接入技術(shù)提供AAA服務(wù)。Diameter協(xié)議是基于遠(yuǎn)程接入用戶服務(wù)（RADIUS），包括兩個(gè)部分：基礎(chǔ)協(xié)議部分和應(yīng)用部分。Diameter基礎(chǔ)協(xié)議被用于傳送Diameter數(shù)據(jù)單元、協(xié)商和處理錯(cuò)誤，并提供可擴(kuò)展的能力。Diameter應(yīng)用部分定義了特定應(yīng)用的功能和數(shù)據(jù)單元。7.3.3其他相關(guān)協(xié)議3.BICC/ISUPISUP即ISDN用戶部分，是SS7信令系統(tǒng)中的一種主要的協(xié)議。ISUP是用于建立、管理和釋放中繼電路，中繼電路用于公共交換電話網(wǎng)絡(luò)（PSTN）傳輸語音和數(shù)據(jù)呼叫。BICC（與承載無關(guān)的呼叫控制協(xié)議）是ISUP協(xié)議的一種演進(jìn)版本，與ISUP不同的是，BICC將信令平面和媒體平面相分離；BICC支持一些分組交換的網(wǎng)絡(luò)中，例如lP網(wǎng)絡(luò)或者ATM網(wǎng)絡(luò)等。7.3.3其他相關(guān)協(xié)議4.COPS協(xié)議COPS即公共開放策略服務(wù)協(xié)議，是一種簡單的查詢和響應(yīng)協(xié)議，運(yùn)行在GGSN與PDF之間的Go接口。主要用于在策略服務(wù)器（策略決策點(diǎn)PDP）和其客戶機(jī)（策略執(zhí)行點(diǎn)PEP）之間交換策略信息。其主要特征如下：（1）COPS采用客戶機(jī)/服務(wù)器模式，即PEP向遠(yuǎn)程PDP發(fā)送請求，而PDP需要對PEP進(jìn)行響應(yīng)和確認(rèn)。（2）COPS使用傳輸層控制協(xié)議（TCP），通過TCP協(xié)議為客戶機(jī)和服務(wù)器提供可靠信息交換。（3）COPS具有可擴(kuò)展性和自我識(shí)別能力，可以在不修改COPS本身的情況下支持不同特定的客戶機(jī)信息。（4）COPS為認(rèn)證、中繼保護(hù)以及信息完整性提供了信息級別的安全性。7.3.3其他相關(guān)協(xié)議7.4IMS呼叫流程IMS呼叫流程主要包括用戶注冊流程、用戶基本會(huì)話流程、用戶與CS的互通流程。用戶注冊流程包括VOBB用戶和POTS用戶。7.4.1用戶注冊流程7.4.1用戶注冊流程一、VOBB用戶注冊流程①UE發(fā)起注冊，向P-CSCF發(fā)送REGISTER請求，完成公共用戶身份的SIP注冊；②P-CSCF利用消息中攜帶的歸屬域域名等，判斷出UE是從拜訪網(wǎng)絡(luò)注冊，執(zhí)行一個(gè)DNS查詢以定位得到I-CSCF的地址；7.4.1用戶注冊流程一、VOBB用戶注冊流程③P-CSCF把注冊消息轉(zhuǎn)到I-CSCF，包含P-CSCF的地址、網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)、公共用戶身份、私有用戶身份以及UE的IP地址；④I-CSCF處理REGISTER消息，I-CSCF發(fā)送注冊信息流到所選S-CSCF的關(guān)聯(lián)，根據(jù)消息中攜帶的用戶標(biāo)識(shí)和歸屬域決定需要訪問的HSS地址，并向HSS發(fā)送UAR消息，請求S-CSCF的地址；7.4.1用戶注冊流程一、VOBB用戶注冊流程⑤HSS處理UAR消息，若通過，則向I-CSCF發(fā)送UAA消息，返回S-CSCF的名稱或者能力集；⑥I-CSCF根據(jù)HSS返回的結(jié)果選擇一個(gè)合適的S-CSCF，并向其發(fā)送REGISTER消息；⑦S-CSCF向HSS發(fā)送MAR消息，取鑒權(quán)數(shù)據(jù)，并指示HSS本S-CSCF為該用戶服務(wù)。HSS生成鑒權(quán)數(shù)據(jù)，向S-CSCF返回MAA；7.4.1用戶注冊流程一、VOBB用戶注冊流程⑧S-CSCF可選擇向UE側(cè)回401未授權(quán)響應(yīng)，由S-CSCF通過I-CSCF對用戶UE發(fā)起一個(gè)挑戰(zhàn)；⑨UE需根據(jù)401響應(yīng)消息計(jì)算出鑒權(quán)響應(yīng)，UE將計(jì)算鑒權(quán)挑戰(zhàn)響應(yīng)，以及會(huì)話密鑰的IK、CK，鑒權(quán)挑戰(zhàn)響應(yīng)放入Authorization頭字段中，重新構(gòu)造REGISTER消息，按照初始REGISTER消息的路徑發(fā)給S-CSCF；7.4.1用戶注冊流程一、VOBB用戶注冊流程⑩S-CSCF檢查UE提供的鑒權(quán)響應(yīng)，成功則向HSS發(fā)送SAR消息，請求更新用戶記錄；HSS根據(jù)SAR中的S-CSCF地址更新用戶記錄，并向S-CSCF返回SAA消息，其中攜帶用戶簽約數(shù)據(jù)；⑾根據(jù)需要：S-CSCF通知AS進(jìn)行第三方注冊（可選）；AS從HSS得到用戶數(shù)據(jù)（可選）。7.4.1用戶注冊流程二

、POTS用戶注冊流程①

POTS發(fā)出注冊請求消息，通過內(nèi)置DNS查詢得到用戶歸屬網(wǎng)的I-CSCF，AGCF把注冊消息轉(zhuǎn)到I-CSCF；②I-CSCF處理REGISTER消息，根據(jù)消息中攜帶的用戶標(biāo)識(shí)和歸屬域決定需要訪問的HSS地址，并向HSS發(fā)送UAR消息，請求S-CSCF的地址；7.4.1用戶注冊流程二

、POTS用戶注冊流程③

HSS處理UAR消息，根據(jù)運(yùn)營商限制和用戶簽約數(shù)據(jù)決定是否允許用戶登記。通過后則向I-CSCF發(fā)送UAA消息，返回S-CSCF的名稱或者能力集；④I-CSCF根據(jù)HSS返回的結(jié)果選擇一個(gè)合適的S-CSCF，并向其發(fā)送REGISTER消息；⑤S-CSCF向HSS發(fā)送MAR消息，取鑒權(quán)數(shù)據(jù)，并指示HSS本S-CSCF為該用戶服務(wù)。HSS生成鑒權(quán)數(shù)據(jù)，向S-CSCF返回MAA；7.4.1用戶注冊流程二

、POTS用戶注冊流程⑥

S-CSCF向HSS發(fā)送SAR消息，請求更新用戶記錄；⑦HSS根據(jù)SAR中的S-CSCF地址更新用戶記錄，并向S-CSCF返回SAA消息，其中攜帶用戶簽約數(shù)據(jù)；⑧根據(jù)需要：S-CSCF通知AS進(jìn)行第三方注冊（可選）；AS從HSS得到用戶數(shù)據(jù)（可選）。7.4.1用戶注冊流程三

、注冊過程中終端、各主要功能網(wǎng)元及保存的信息①主要功能：主要負(fù)責(zé)檢查IMPI、IMPU和歸屬域，根據(jù)歸屬域查詢DNS獲取I-CSCF的地址并轉(zhuǎn)發(fā)促使注冊請求；②保存信息：注冊前保存DNS地址，注冊中保存IMPI、IMPU、I-CSCF地址、UEIP地址，注冊后保存IMPI、IMPU、UEIP地址、S-CSCF地址；1．P-CSCF網(wǎng)元①主要功能：主要負(fù)責(zé)查詢HSS進(jìn)行S-CSCF的選擇并指定S-CSCF并向S-CSCF轉(zhuǎn)發(fā)注冊請求；②保存信息：注冊前保存DNS和HSS地址，注冊中保存S-CSCF地址（發(fā)送消息后立即刪除），注冊后不保存信息；2．I-CSCF網(wǎng)元7.4.1用戶注冊流程三

、注冊過程中終端、各主要功能網(wǎng)元及保存的信息①主要功能：從HSS下載鑒權(quán)數(shù)據(jù)，對終端進(jìn)行鑒權(quán)；成功后從HSS下載用戶的業(yè)務(wù)簽約數(shù)據(jù)；根據(jù)iFC進(jìn)行第三方鑒權(quán)；②保存信息：注冊前保存HSS地址，注冊中保存HSS地址、Userprofile、P-CSCF地址、P-CSCFNetworkID、UEIP地址、IMPI、IMPU；3．S-CSCF網(wǎng)元①主要功能：主要負(fù)責(zé)與I-CSCF（下發(fā)S-CSCF列表與每個(gè)S-CSCF所支持的性能）交互確定S-CSCF；下發(fā)鑒權(quán)數(shù)據(jù)和用戶業(yè)務(wù)簽約數(shù)據(jù)，記錄用戶注冊狀態(tài)；②保存信息：注冊前保存用戶ServiceProfile，注冊中保存S-CSCF名或地址；4．HSS網(wǎng)元7.4.1用戶注冊流程三

、注冊過程中終端、各主要功能網(wǎng)元及保存的信息注冊前保存DNS地址，注冊中保存P-CSCFNetworkID，注冊后保存IMPI、IMPU、域名、P-CSCF地址、鑒權(quán)密碼。5．終端保存的信息7.4IMS呼叫流程IMS呼叫流程主要包括用戶注冊流程、用戶基本會(huì)話流程、用戶與CS的互通流程。用戶注冊流程包括VOBB用戶和POTS用戶。7.4.1用戶注冊流程用戶基本會(huì)話流程包括VOBB用戶之間、POTS用戶之間和

VOBB用戶到POTS用戶7.4.2用戶基本會(huì)話流程7.4.2用戶基本會(huì)話流程一、VOBB用戶基本會(huì)話流程①用戶發(fā)起會(huì)話請求，UE獲得P-CSCF的地址，并路由到P-CSCF，通過注冊流程，P-CSCF獲得S-CSCF地址，消息到達(dá)S-CSCF；②S-CSCF從HSS下載用戶數(shù)據(jù)（可選）；③S-CSCF觸發(fā)主叫業(yè)務(wù)，AS進(jìn)行業(yè)務(wù)邏輯控制；7.4.2用戶基本會(huì)話流程一、VOBB用戶基本會(huì)話流程④S-CSCF通過ENUM/DNS得到被叫的I-CSCF，通過DNS解析被叫的公共用戶身份的宿主部分（域名），主叫S-CSCF收到DNS返回的一個(gè)I-CSCF的地址；⑤I-CSCF通過HSS查詢得到被叫注冊的S-CSCF，I-CSCF作為被叫歸屬網(wǎng)絡(luò)的入口，向本地HSS查詢并獲得在注冊過程中為被叫選擇的S-CSCF；7.4.2用戶基本會(huì)話流程一、VOBB用戶基本會(huì)話流程⑥S-CSCF從HSS得到被叫用戶數(shù)據(jù)（可選）；⑦S-CSCF觸發(fā)被叫業(yè)務(wù)，AS進(jìn)行業(yè)務(wù)邏輯控制；⑧會(huì)話請求被路由到被叫用戶，被叫S-CSCF在被叫注冊過程中得知被叫P-CSCF的地址。被叫S-CSCF作為登記員，將被叫UE的SIPURI轉(zhuǎn)換成聯(lián)系地址，通過聯(lián)系地址，將消息發(fā)往被叫UE；7.4.2用戶基本會(huì)話流程一、VOBB用戶基本會(huì)話流程⑨雙方進(jìn)行資源協(xié)商，主叫和被叫UE在會(huì)話的建立過程中需要對媒體的類型和編碼方式達(dá)成一致，為此使用SDP請求和應(yīng)答機(jī)制對媒體進(jìn)行協(xié)商；⑩對被叫振鈴；被叫用戶應(yīng)答，會(huì)話建立；7.4.2用戶基本會(huì)話流程二、POTS用戶基本會(huì)話流程①用戶發(fā)起會(huì)話請求，消息到達(dá)S-CSCF；②AGCF請求AG分配IP端點(diǎn)；③S-CSCF從HSS下載用戶數(shù)據(jù)（可選）；④S-CSCF觸發(fā)主叫業(yè)務(wù)，AS進(jìn)行業(yè)務(wù)邏輯控制；7.4.2用戶基本會(huì)話流程二、POTS用戶基本會(huì)話流程⑤S-CSCF通過ENUM/DNS得到被叫的I-CSCF；⑥I-CSCF通過HSS查詢得到被叫注冊的S-CSCF；⑥S-CSCF從HSS得到被叫用戶數(shù)據(jù)（可選）；⑦S-CSCF從HSS得到被叫用戶數(shù)據(jù)（可選）；⑧S-CSCF觸發(fā)被叫業(yè)務(wù)，AS進(jìn)行業(yè)務(wù)邏輯控制；7.4.2用戶基本會(huì)話流程二、POTS用戶基本會(huì)話流程⑨會(huì)話請求被路由到被叫用戶；⑩AGCF請求AG分配IP端點(diǎn)；⑾雙方進(jìn)行資源協(xié)商；⑿對被叫振鈴；被叫用戶應(yīng)答，會(huì)話建立；7.4.2用戶基本會(huì)話流程三、VOBB用戶到POTS用戶基本會(huì)話流程①用戶發(fā)起會(huì)話請求，消息到達(dá)S-CSCF；②S-CSCF從HSS下載用戶數(shù)據(jù)（可選）；③S-CSCF觸發(fā)主叫業(yè)務(wù)，AS進(jìn)行業(yè)務(wù)邏輯控制；④S-CSCF通過ENUM/DNS得到被叫的I-CSCF；7.4.2用戶基本會(huì)話流程⑤I-CSCF通過HSS查詢得到被叫注冊的S-CSCF；⑥S-CSCF從HSS得到被叫用戶數(shù)據(jù)（可選）；⑦S-CSCF觸發(fā)被叫業(yè)務(wù)，AS進(jìn)行業(yè)務(wù)邏輯控制；⑧會(huì)話請求被路由到被叫用戶；三、VOBB用戶到POTS用戶基本會(huì)話流程7.4.2用戶基本會(huì)話流程⑨AGCF請求AG分配IP端點(diǎn)；⑩雙方進(jìn)行資源協(xié)商；⑾對被叫振鈴；被叫用戶應(yīng)答，會(huì)話建立；三、VOBB用戶到POTS用戶基本會(huì)話流程7.4IMS呼叫流程IMS呼叫流程主要包括用戶注冊流程、用戶基本會(huì)話流程、用戶與CS的互通流程。用戶注冊流程包括VOBB用戶和POTS用戶。7.4.1用戶注冊流程用戶基本會(huì)話流程包括VOBB用戶之間、POTS用戶之間和

VOBB用戶到POTS用戶7.4.2用戶基本會(huì)話流程用戶與CS的互通流程包括VOBB用戶到CS、POTS用戶到CS、CS到IMSVOBB用戶和CS到IMSPOTS用戶7.4.3用戶與CS的互通流程7.4.3用戶與CS的互通流程一、VOBB用戶到CS互通流程①IMS用戶發(fā)起會(huì)話請求，消息到達(dá)S-CSCF；②S-CSCF從HSS下載用戶數(shù)據(jù)（可選）；③S-CSCF觸發(fā)主叫業(yè)務(wù)，AS進(jìn)行業(yè)務(wù)邏輯控制；④S-CSCF查詢enum失敗，將會(huì)話請求轉(zhuǎn)給MGCF；7.4.3用戶與CS的互通流程一、VOBB用戶到CS互通流程⑤MGCF控制MGW為會(huì)話在CS域分配中繼；⑥MGCF向被叫用戶發(fā)送IAM；⑦雙方進(jìn)行資源協(xié)商和預(yù)留；⑧對被叫用戶振鈴；被叫用戶應(yīng)答，會(huì)話建立；7.4.3用戶與CS的互通流程二、POTS用戶到CS互通流程①IMS用戶發(fā)起會(huì)話請求，消息到達(dá)S-CSCF；②AGCF請求AG分配IP資源；③S-CSCF從HSS下載用戶數(shù)據(jù)（可選）；④S-CSCF觸發(fā)主叫業(yè)務(wù)，AS進(jìn)行業(yè)務(wù)邏輯控制；⑤S-CSCF查詢enum失敗，將會(huì)話請求轉(zhuǎn)給MGCF；7.4.3用戶與CS的互通流程二、POTS用戶到CS互通流程⑥MGCF控制MGW為會(huì)話在CS域分配中繼；⑦M(jìn)GCF向被叫用戶發(fā)送IAM；⑧雙方進(jìn)行資源協(xié)商和預(yù)留；⑨對被叫用戶振鈴；被叫用戶應(yīng)答，會(huì)話建立；7.4.3用戶與CS的互通流程三、CS到IMSVOBB用戶互通流程①CS用戶發(fā)起會(huì)話請求；②

MGCF為會(huì)話分配中繼；③MGCF向被叫用戶發(fā)送INVITE消息；④

I-CSCF查詢HSS得到用戶注冊的S-CSCF；⑤

I-CSCF把請求轉(zhuǎn)給S-CSCF；7.4.3用戶與CS的互通流程三、CS到IMSVOBB用戶互通流程⑥S-CSCF從HSS下載用戶數(shù)據(jù)（可選）；⑦S-CSCF觸發(fā)被叫業(yè)務(wù)，AS進(jìn)行業(yè)務(wù)邏輯控制；⑧會(huì)話請求被路由到IMS用戶；⑨雙方進(jìn)行資源協(xié)商和預(yù)留；⑩對被叫用戶振鈴；被叫用戶應(yīng)答，會(huì)話建立；7.4.3用戶與CS的互通流程四、CS到IMSPOTS用戶互通流程①CS用戶發(fā)起會(huì)話請求；②

MGCF為會(huì)話分配中繼；③MGCF向被叫用戶發(fā)送INVITE消息；④

I-CSCF查詢HSS得到用戶注冊的S-CSCF；⑤

I-CSCF把請求轉(zhuǎn)給S-CSCF；7.4.3用戶與CS的互通流程四、CS到IMSPOTS用戶互通流程⑥S-CSCF從HSS下載用戶數(shù)據(jù)（可選）；⑦S-CSCF觸發(fā)被叫業(yè)務(wù)，AS進(jìn)行業(yè)務(wù)邏輯控制；⑧會(huì)話請求被路由到IMS用戶；AGCF請求AG分配IP資源；⑨雙方進(jìn)行資源協(xié)商和預(yù)留；⑩對被叫用戶振鈴；被叫用戶應(yīng)答，會(huì)話建立；7.5IMS系統(tǒng)應(yīng)用一、硬件組成7.5.1典型IMS設(shè)備采用N68E-22機(jī)柜，分為綜合配置機(jī)柜、業(yè)務(wù)處理機(jī)柜和網(wǎng)絡(luò)機(jī)柜。綜合配置機(jī)柜、網(wǎng)絡(luò)機(jī)柜為必配機(jī)柜，業(yè)務(wù)處理機(jī)柜根據(jù)用戶量或話務(wù)量進(jìn)行配置。每個(gè)站點(diǎn)部署的前2個(gè)機(jī)柜為綜合機(jī)柜，后續(xù)機(jī)柜采用業(yè)務(wù)機(jī)柜。綜合配置機(jī)柜和業(yè)務(wù)處理機(jī)柜總共最多配置9個(gè)機(jī)框。0號(hào)機(jī)框?yàn)榛究颍?～8號(hào)機(jī)框?yàn)閿U(kuò)展框。機(jī)柜7.5IMS系統(tǒng)應(yīng)用一、硬件組成7.5.1典型IMS設(shè)備每個(gè)機(jī)柜最多可以配置3個(gè)OSTA2.0機(jī)框。每個(gè)機(jī)框共有14個(gè)標(biāo)準(zhǔn)單板插槽（1.2英寸/槽），統(tǒng)一后出線；機(jī)框下部配置2個(gè)風(fēng)扇盒散熱，前/側(cè)進(jìn)風(fēng)，后出風(fēng)；直流供電-40.5VDC～-72VDC。機(jī)框采取中置背板，前后對插的方式。后插單板作為前插板的后出接口板，前后插板一起作為一塊完整的單板，如果單板不需后出接口，可不配置后插板。機(jī)框7.5IMS系統(tǒng)應(yīng)用一、硬件組成7.5.1典型IMS設(shè)備機(jī)框7.5IMS系統(tǒng)應(yīng)用一、硬件組成7.5.1典型IMS設(shè)備前插板主要包括USP、SWU、MPF和SMU四種。通用業(yè)務(wù)處理單板（USP）：作為機(jī)框的業(yè)務(wù)處理單元，可通過安裝業(yè)務(wù)應(yīng)用軟件實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)處理。交換單元（SWU）：通過Base交換平面與Fabric交換平面，完成同一機(jī)框內(nèi)和不同機(jī)框間的信息交換功能。媒體處理功能單板（MPF）：作為媒體資源處理器MRP6600的業(yè)務(wù)處理單元，可通過安裝業(yè)務(wù)應(yīng)用軟件實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)處理。系統(tǒng)管理單元（SMU）：是機(jī)框的管理模塊，完成機(jī)框設(shè)備管理、傳感器/事件管理、用戶管理、風(fēng)扇框/電源框管理、遠(yuǎn)程維護(hù)等功能。單板7.5IMS系統(tǒng)應(yīng)用一、硬件組成7.5.1典型IMS設(shè)備后插板主要包括USI、SWI、NIU和SDM四種。通用業(yè)務(wù)接口單元（USI）：是處理器板的接口板，作為處理器板與外部設(shè)備通信的接口。交換接口單元（SWI）：是SWU板的接口板，作為SWU板與外部設(shè)備通信的接口。網(wǎng)絡(luò)接口單元（NIU）：是MPF板的接口板，作為MPF板與外部設(shè)備通信的接口。機(jī)框數(shù)據(jù)總線模塊（SDM）：作為機(jī)框的數(shù)據(jù)模塊，通過其8位拔碼開關(guān)定義機(jī)框號(hào)。它還記錄了機(jī)框信息、系統(tǒng)性能參數(shù)等。單板7.5IMS系統(tǒng)應(yīng)用7.5.1典型IMS設(shè)備（一）CSC3300呼叫會(huì)話控制器CSC3300集成了P-CSCF/I-CSCF/S-CSCF/E-CSCF/BGCF/IBCF/MRFC多種實(shí)體功能于一體，可支持合一部署，也可根據(jù)需要靈活分設(shè)部署。實(shí)現(xiàn)用戶訪問控制、注冊、認(rèn)證、呼叫會(huì)話控制、媒體資源控制、業(yè)務(wù)觸發(fā)等功能。二、主要IMS網(wǎng)元設(shè)備7.5IMS系統(tǒng)應(yīng)用7.5.1典型IMS設(shè)備（一）CSC3300呼叫會(huì)話控制器P-CSCF提供SIPProxy功能、控制媒體網(wǎng)關(guān)設(shè)備、接入網(wǎng)管理、安全控制、緊急呼叫識(shí)別和路由、計(jì)費(fèi)點(diǎn)控制;I-CSCF提供運(yùn)營商IMS網(wǎng)絡(luò)入口、S-CSCF分配、會(huì)話路由、控制媒體網(wǎng)關(guān)設(shè)備、拓?fù)潆[藏;S-CSCF提供用戶注冊、會(huì)話處理、業(yè)務(wù)觸發(fā)、緊急呼叫路由、計(jì)費(fèi)點(diǎn)控制;MRFC提供解析來自S-CSCF及AS的SIP資源控制命令、實(shí)現(xiàn)對MRFP媒體資源控制的功能。二、主要IMS網(wǎng)元設(shè)備7.5IMS系統(tǒng)應(yīng)用7.5.1典型IMS設(shè)備（二）HSS9820歸屬用戶服務(wù)器HSS9820是IMS用戶歸屬網(wǎng)絡(luò)中存儲(chǔ)用戶信息的核心數(shù)據(jù)庫，具有IMS的HSS和SLF（用于選擇HSS）實(shí)體的功能。HSS9820從邏輯上劃分為HSS-BE（BACKEND－用戶數(shù)據(jù)存儲(chǔ)）和HSS-FE（FRONTEND－信令接入、業(yè)務(wù)邏輯處理）兩部分。二、主要IMS網(wǎng)元設(shè)備7.5IMS系統(tǒng)應(yīng)用7.5.1典型IMS設(shè)備（三）UAC3000接入網(wǎng)關(guān)控制設(shè)備UAC3000提供AGCF功能，主要用于控制H.248用戶、MGCP用戶、V5用戶、ISUP用戶、TUP用戶等接入至IMS網(wǎng)絡(luò)中體驗(yàn)IMS提供的業(yè)務(wù)。UAC3000與UMG8900、SG7000等產(chǎn)品配合組網(wǎng)時(shí)，可用作傳統(tǒng)PSTN網(wǎng)絡(luò)的C4局（匯接局）。二、主要IMS網(wǎng)元設(shè)備7.5IMS