IMS技術介紹

廣電IMS交流,中興通訊股份有限公司,2014年8月24日,IMS網(wǎng)絡建設架構,IMS VPN,傳統(tǒng)交換網(wǎng),總部,省公司,備用系統(tǒng),異地容災,SBC,SBC,地市,公眾交換網(wǎng),總部新建一套IMS，包含： X-CSCF/BGCF、HSS/SLF、MGCF、MRFC/MRFP、AGCF、SBC MMTel AS：P2P語音/視頻電話、一號通、Centrex等 EMS/NMS和OSS 應用服務器：提供統(tǒng)一通信等業(yè)務 省公司 IM-MGW SBC 容災中心建設一套備用系統(tǒng)，用于主用IMS系統(tǒng)失效時接管全網(wǎng)的業(yè)務,網(wǎng)元設置,容災機制,盡量減少不同站點之間的信令開銷，選擇1+1互備容災,互通和路由 IMS-CN在中心，IM-MGW和SBC在省公司 容災 建立災備中心，與主用IMS之間進行1+1互備容災,互通/路由/容災/對承載網(wǎng)要求,采用廣電網(wǎng)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)承載業(yè)務，內(nèi)部采用私網(wǎng)地址 VPN承載不同流量 采用專用VPN分別承載、媒體、管理和計費流量 節(jié)點帶寬要求 主要是媒體帶寬：用戶規(guī)模*每用戶話務量*64 Kbps QoS要求 數(shù)據(jù)通信網(wǎng)部署DiffServ和MPLS-TE，以保證IMS業(yè)務的QoS QoS參數(shù)要求 傳輸時延： 50ms 時延變化： 20ms 丟包率： 0.1%,對承載網(wǎng)要求,在總部設置EMS，負責IMS的管理與維護 在總部設置BOSS系統(tǒng)，采用BOSS系統(tǒng)進行用戶開通 通過分權分域，可以將各省的用戶開通及管理工作下放到省及地市,網(wǎng)絡管理和用戶開通,PBX訪問IMS方案,核心網(wǎng),I/S-CSCF,MGCF,AGCF,P-CSCF,IMS,HSS,IP網(wǎng),接入網(wǎng),IM-MGW,PRI,PRI/ISUP,SIP,IP PBX,TDM PBX,AG/IAD,H.248,TRK,SIP,SBC,互通模式 PBX通過中繼經(jīng)IM-MGW與MGCF互通 簽約模式 PBX經(jīng)TG/SG/AG接入AGCF，如果上行接口是PRI PBX經(jīng)過AG/IAD連接AGCF/P-CSCF，如果上行接口是TRK PBX經(jīng)P-CSCF和SIP AG連接IMS,TG/SG,TDM PBX,TDM PBX,PRI,AG,SIP,互通模式 簽約模式,IMS編號,1,3,4,2,用戶編號,公共業(yè)務編號,組編號,網(wǎng)絡節(jié)點編號,顯示PSI: Sip:Chatlist1 Sip:ConferenceJS Sip:Gamingnanjing.JS 通配PSI: Sip:chatlist!.*!,主機域名方式: sip: Mgcf2.taiyuan.SX. 網(wǎng)絡地址方式: sip:Mgcf2 信令點碼: 004-255-057,PVI標識: 46002912345678902.460.IMSI.3 PUI標識: Tel:+8615912345678 Sip:li.mingJS,特殊PSI: Sip:chatgroup1JS,對用戶的標識IMPI,私有用戶身份(IMPI)：由歸屬網(wǎng)絡運營商定義的IMS網(wǎng)絡用戶的身份標識，具有全球唯一性。,用于注冊，鑒權， 管理 和計費,一個用戶可以有一個 或多個私有用戶身份,張三的私有用戶身份,存儲在ISIM中， UE無法修改,對用戶的標識IMPU,公共用戶身份(IMPU)：用于請求與其他用戶通信時用的身份，可以被公布。,張三的公共用戶身份,ISIM中至少要存儲一個IMPU UE無法修改IMPU 使用IMPU發(fā)起會話或做為會話終結者之前，IMPU首先應被注冊。,IMS用戶編號,私有用戶標識PVI PVI由歸屬網(wǎng)絡的運營者分配，用于注冊、授權、管理、計費等目的 PVI標識的是簽約，不是用戶 格式：NAI, 如usernamedomain_name 公有用戶標識PUI PUI用于用戶和其它用戶的通訊 格式：SIP URI，TEL URI,IMS Subscription,Private User Identity 1 (For Mobile terminals),Private User Identity 2 (For Fixed terminals),Public User Identity 1 (SIP URI format),Public User Identity 2 (Tel E.164 format),Public User Identity 3 (SIP URI format),Public User Identity 4 (Tel E.164 format),Public User Identity 5 (SIP URI format),Public User Identity 6 (Tel E.164 format),Implicitly Registered ID set 1,Implicitly Registered ID set 2,Implicitly Registered ID set 3,Service Profile 1 (Enhanced Services),Service Profile 2 (Legacy Services),Service Profile 3 (Converged Services),Service Profile 5 (Legacy Services),Service Profile 4 (Enhanced Services),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PUI,PUI和用戶業(yè)務配置 相對應,地址和標識,網(wǎng)絡節(jié)點的標識 處理SIP路由的網(wǎng)絡節(jié)點（如CSCF，MGCF，BGCF）需要使用SIP URI來標識。 如：sip:chinaMobile.scscf1chinaM MGCF/IM-MGW位于SIP域和CS域網(wǎng)絡邊界，具有雙重設備標識: 主機名或域名 SS7信令點碼,I_CSCF,S_CSCF,P_CSCF,HSS,sip:chinaMobile.scscf1chinaM,sip:chinaMobile.hsschinaM,sip:chinaMobile.scscf3chinaM,sip:chinaMobile.scscf2chinaM,sip,地址和標識,公共服務標識（PSI） 標識AS所擁有的服務 在AS中創(chuàng)建 標識的格式為SIP URI或tel URL,conference service,meetingims.chinaM,AS,AS,message service,messagingims.chinaM,網(wǎng)絡節(jié)點的編碼規(guī)則,IMS用戶編號規(guī)則,每個IMS用戶（對應一部UE）分配1個IMPI和最少2個公有用戶標識IMPU，IMPU中最少包含1個TEL URI和1個SIP URI。TEL URI和其中最少1個SIP URI由總部指定,互通和路由,IMS,公眾移動交換網(wǎng),固網(wǎng)軟交換,SIP-I,公眾交換網(wǎng),ISUP/No.1,H.248,另一個IMS-CN,SIP,SIP-I,信令路由,IMS域內(nèi)呼叫路由,媒體路由,信令路由,IMS跨域呼叫路由,媒體路由,與公網(wǎng)本地呼叫,公眾交換網(wǎng)-IMS信令路由： POTS話機-公眾交換網(wǎng)-IM-MGW -MGCF-I-CSCF-S-CSCF-P-CSCF -SBC-SIP話機,IMS VPN,IMS,公眾交換網(wǎng),公眾交換網(wǎng),SBC,SBC,媒體路由： SIP電話-本地SBC -本地IM-MGW -公眾交換網(wǎng)-POTS話機,IMS-公眾交換網(wǎng)信令路由： SIP話機-SBC-P-CSCF-S-CSCF -BGCF-MGCF-IM-MGW -公眾交換網(wǎng)-POTS話機,省公司,公眾交換網(wǎng),公眾交換網(wǎng),與公網(wǎng)長途呼叫(就近出局),省公司,IMS VPN,LS,LS,TS,另一個省公司,LS,LS,TS,IMS,IMS,媒體路由： 本地SIP話機-本地SBC-本地IM-MGW -公眾交換網(wǎng)-遠端POTS話機,信令路由： 本地SIP話機-本地SBC-本地P-CSCF -本地S-CSCF-本地BGCF-本地MGCF -本地IM-MGW-公眾交換網(wǎng) -遠端POTS話機,SBC,SBC,與公網(wǎng)長途呼叫(就遠出局),省公司,IMS VPN,另一個省公司,IMS,IMS,媒體路由： 本地SIP話機-本地SBC-遠端IM-MGW -傳統(tǒng)交換網(wǎng)-遠端POTS話機,信令路由： 本地SIP話機-本地SBC-本地P-CSCF -本地S-CSCF-本地BGCF-遠端BGCF - 遠端MGCF-遠端IM-MGW -傳統(tǒng)交換網(wǎng)-遠端POTS話機,SBC,SBC,公眾交換網(wǎng),公眾交換網(wǎng),與公網(wǎng)長途呼叫（傳統(tǒng)交換網(wǎng)-IMS）,省公司,IMS VPN,另一個省公司,IMS,IMS,公眾交換網(wǎng),公眾交換網(wǎng),信令路由： 本地POTS話機-公眾交換網(wǎng)-遠端IM-MGW -遠端MGCF-遠端I-CSCF-遠端S-CSCF -遠端P-CSCF-遠端SBC-遠端SIP話機,媒體： 本地POTS話機-公眾交換網(wǎng) -遠端IM-MGW-遠端SBC-遠端SIP電話,SBC,SBC,PE1,PE2,省級IMS核心網(wǎng)機房,MGCF/MGW/MRFP,S-CSCF,HSS/SLF,CG,MMTEL/MRFC,EMS,MCE1,MCE2,AGCF,BAC,ENUM/ DNS,IMS典型組網(wǎng)網(wǎng)絡互通,MCE,CS,PE1,PE2,SS VPN,CDMA移動用戶,Mobile,固網(wǎng)軟交換,各種第三方業(yè)務應用,CE,增值業(yè)務或第三方業(yè)務平臺,Msce/Mgw,VIG,IMSVPN,CE,PE1,PE2,SS/TG,固定POS用戶,PHONE,PE1,PE2,其他省/地IMS,PE1,PE2,Service VPN,P/I-CSCF,SIP AS,SCE1,SCE2,PE2,省中心IMS核心網(wǎng)機房,MGCF/MGW/MRFP,S/I-CSCF /BGCF,HSS/SLF,MMTEL,AGCF,EMS,MCE1,MCE2,BAC,IAD,EPON,固定不可信 用 戶 接 入,SIP PHONE,SIP軟終端,EVDO VT,無 線 PS 用 戶 接 入,ENUM/ DNS,AG/IAD,固定可信 用 戶 接 入,IMS接入組網(wǎng),PDSN,MCE1,PS,PE2,PE1,PE2,191VPN,SR1,SR2,城域網(wǎng),191VPN,IMS VPN,IMS VPN,PI1VPN,IM-SSF,CG,PE1,BAC,MCE2,地市IMS接入機房,MCE1,PE1,P-CSCF,SIP AS,MCE2,SCE1,SCE2,視頻會議終端,POTS,26,PE1,PE2,省級IMS核心網(wǎng)機房,MGCF/MGW/MRFP,S-CSCF,HSS/SLF,CG,MMTEL/MRFC,EMS,MCE1,MCE2,AGCF,BAC,ENUM/ DNS,IMS典型組網(wǎng) 計費網(wǎng)管,SCE3,SCE4,SCE5,SCE6,MGNT VPN,VIG,IT VPN,PE1,PE2,P/I-CSCF,PE1,PE2,PE1,PE2,SIP AS,SCE1,SCE2,BAC,MCE2,地市IMS接入機房,SCE1,MCE1,SCE2,SR1,SR2,城域網(wǎng),IMS計費解決方案,現(xiàn)網(wǎng)BOSS,在本項目中，采用標準IMS計費和傳統(tǒng)計費相結合的方式，傳統(tǒng)計費指ZXUP10可以直接適配計費中心現(xiàn)網(wǎng)業(yè)務（如短信，彩信，會議）的話單格式，標準IMS的計費是按照3GPP 標準提供的ASN.1格式話單，與營帳系統(tǒng)接口進行對接 。 CG將匯聚所需網(wǎng)元產(chǎn)生的計費話單文件，統(tǒng)一提供FTP接口給現(xiàn)網(wǎng)的BOSS系統(tǒng)，完成各類話單的傳送工作。現(xiàn)網(wǎng)BOSS系統(tǒng)完成話單的讀取、分析和計費工作。,IMS計費方案,AS,MGCF,P-CSCF,計費網(wǎng)關,短信,彩信,短信、彩信網(wǎng)關,BOSS 系統(tǒng),Rf,FTP/SFTP,AS：對用戶進行業(yè)務計費； P-CSCF：用于與他省進行漫游計費結算； MGCF：用于CM-IMS往來與他網(wǎng)互通的結算。 IM/PS，多媒體會議和點擊撥號采用FTP方式和計費網(wǎng)關對接,IM/PS,多媒體會議,點擊撥號,計費網(wǎng)關,FTP/SFTP,FTP/SFTP,FTP,BOSS系統(tǒng)改動需求： 1 計費中心要求能夠處理IMS各網(wǎng)元產(chǎn)生的話單 2 計費中心必須能夠識別SIP URI或者TEL URI格式的用戶PUI 3 計費中心必須能夠?qū)⒂脩舻亩鄠€PUI賬單匯聚到同一個帳戶名下 4 計費中心必須可以對引入IMS帶來的新的業(yè)務區(qū)別計費。,IMS網(wǎng)管方案,IMS集中網(wǎng)管,HSS/SLF,MSG9000,MGCF/SS1b,P-CSCF,PSS,SIP AS,交換機,路由器,防火墻,SBC,IAD,IP PBX,IMS核心網(wǎng),業(yè)務,IT設備,接入設備與終端,IP承載網(wǎng),EPON,DNS/ENUM,上級網(wǎng)管中心,運營維護NMS,二級維護網(wǎng)絡架構 NetNumen 集中管理IMS設備 接入上級NMS,其他廠家設備,北向接口： 告警：SNMP、MML 性能：FTP,支持IMS、C網(wǎng)、固網(wǎng)的三網(wǎng)共管,IMS網(wǎng)管示意圖,采用雙平面組網(wǎng),IMS核心網(wǎng),ZXUN SSS PSS,ZXUP 10 SIP AS,ZXUN HSS HSS,HSS接口機,UP10接口機,SSS接口機,業(yè)務受理門戶,IMS業(yè)務開通方案（有SPN）,BOSS,企業(yè)管理員,SPN,iEMP,業(yè)務開通建設遵循以下原則： 1、對現(xiàn)有BOSS系統(tǒng)影響最小。 2、需要其有足夠的靈活性，支持業(yè)務功能的動態(tài)配置，減少后續(xù)業(yè)務投入的成本。 3、具備較高的定位，在支持IMS業(yè)務的基礎上，后續(xù)考慮支持其他固網(wǎng)業(yè)務，避免新種類固網(wǎng)業(yè)務開展后，相關系統(tǒng)重復建設。,BOSS系統(tǒng)改動需求： 1、BOSS系統(tǒng)提供IMS業(yè)務受理功能，實現(xiàn)對集團及集團業(yè)務的受理 2、BOSS系統(tǒng)開發(fā)接口與SPN北向接口對接，SPN屏蔽了網(wǎng)絡層的復雜性 3、BOSS系統(tǒng)需要配合IMS業(yè)務開通的相關測試。,SPN：業(yè)務發(fā)放節(jié)點，提供IMS網(wǎng)元層的統(tǒng)一開通接口，屏蔽網(wǎng)絡層對業(yè)務支撐系統(tǒng)的復雜性。 iEMP：IMS企業(yè)自服務平臺。實現(xiàn)運營商對企業(yè)業(yè)務功能的分配，以及企業(yè)內(nèi)部組織，人員，功能權限的分配。,IMS核心網(wǎng),ZXUN SSS,ZXUP 10 SIP AS,ZXUN USPP HSS,HSS接口機,UP10接口機,SSS接口機,業(yè)務受理門戶,IMS業(yè)務開通方案（無SPN）,BOSS,支持MML/SOAP接口,BOSS系統(tǒng)改動需求： 1、BOSS系統(tǒng)提供IMS業(yè)務受理功能，實現(xiàn)對集團及集團業(yè)務的受理 2、BOSS系統(tǒng)開發(fā)接口與各網(wǎng)元接口機北向接口對接 3、BOSS系統(tǒng)需要配合IMS業(yè)務開通的相關測試。,開通初期BOSS系統(tǒng)對接工作量大，但不需要依賴于SPN,方案一的優(yōu)勢在于采用SPN提供IMS網(wǎng)絡的統(tǒng)一業(yè)務開通接口，對營帳系統(tǒng)屏蔽網(wǎng)絡層的復雜性，可以最大限度減少在IMS網(wǎng)絡建設初期對營帳系統(tǒng)的改動，但是需新增加SPN節(jié)點，在存在多個廠家IMS系統(tǒng)時，會存在多個SPN網(wǎng)元，在后續(xù)業(yè)務開通接口變動的時候，運營商需要協(xié)調(diào)多個廠家的SPN進行接口升級，同時增加網(wǎng)元維護工作量。 因此中興建議在IMS網(wǎng)絡建設初期，可以采用SPN進行業(yè)務開通作為過渡方案，隨著IMS網(wǎng)絡發(fā)展，逐漸在營帳系統(tǒng)中實現(xiàn)SPN功能，最終采用方案二由營帳系統(tǒng)到IMS各網(wǎng)元進行業(yè)務開通。,方案一和方案二比較：,資源分權分域,安全體系架構,前臺系統(tǒng)安全方案,1、用戶認證，2、流量隔離，3、邊界控制,前臺安全機制,后臺安全機制,IMS業(yè)務提供模式,ISC IMS Service Control SCIM Service Capability Interaction Manager OSA Open Service Architecture SCS Service Capability Server IM-SSF IP Multimedia Service Switching Function,IMS定義了標準的基于SIP的ISC接口，實現(xiàn)了業(yè)務層與控制層的完全分離 IMS支持三種業(yè)務提供方式 SIP AS方式 OSA SCS方式 IM-SSF方式,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)務觸發(fā)機制,iFC觸發(fā)機制實現(xiàn)呼叫控制和業(yè)務邏輯的分離,S-CSCF根據(jù)iFC（初始過濾規(guī)則）進行業(yè)務觸發(fā)； S-CSCF的處理模型與業(yè)務無關，可實現(xiàn)S-CSCF組件被多種業(yè)務的共享和重用； S-CSCF根據(jù)終端請求根據(jù)業(yè)務觸發(fā)點，分析并觸發(fā)到規(guī)則指定的應用服務器，由應用服務器完成業(yè)務邏輯處理； S-CSCF只進行業(yè)務觸發(fā)，不再處理業(yè)務邏輯。,IMS可以給用戶提供什么業(yè)務？,個人業(yè)務,集團業(yè)務,家庭業(yè)務,語音類,增值類,視頻類,消息類,自服務類,會議議程,會議通知,會議錄制和重放,家庭通信類,媒體點播類,家庭自服務類,會議類,協(xié)同辦公類,集團客戶類,企業(yè)自服務類,IMS可以針對不同的用戶群體量身定做不同的業(yè)務解決方案,多人語音交互,高清會議會場,大容量媒體資源服務器,高清終端,SIP PHONE,PC終端,豐富視頻體驗,手機終端,POTS話機,電子白板,文檔共享,會場般的交流討論,IMS典型業(yè)務：融合視訊,音頻會議,高清會議,數(shù)據(jù)會議,視頻會議,IMS 融合視訊,多媒體彩鈴業(yè)務,IMS多媒體彩鈴業(yè)務（MRBT: Multimedia Ring Back Tone）是一種在主、被叫用戶通話前，向主叫用戶播放一段用戶預設的個性化多媒體回鈴音取代普通回鈴音的業(yè)務,業(yè)務特征,支持多種媒體作為彩鈴（圖片、Flash、影像） 提供更加豐富的業(yè)務體驗 由于視頻的能力，會擁有更加廣泛的用戶群 與SP/CP合作，開發(fā)出更多的收費點和更靈活的收費方式,與傳統(tǒng)彩鈴比較,融合一號通業(yè)務,1.多終端組合順振；2.支持與彩鈴等業(yè)務嵌套使用；3.支持多種終端；4.Web方式自助管理,Tel：2411234,PC客戶端,振鈴,Tel：1002468,IM-MGW,ZXUN SSS,ZXUN CSCF,ZXUN HSS,MGCF,結合被叫用戶多種終端設 置的一號通號碼：1002468,Tel：2532345,0XX-XXXXXXXX,PLMN/PSTN,156XXXXXXXX,IMS核心網(wǎng),工作中,戶外,Tel：1001357,1350101234,SIP PHONE,用戶可以自己設置實際接續(xù)的號碼,）,融合Centrex業(yè)務,綜合接入：支持固網(wǎng)、移動網(wǎng)的同時接入； 綜合終端：支持手機、固話、軟終端、PC終端之間短號互撥；,目標運營商：固網(wǎng)運營商或者寬帶提供商 推薦業(yè)務：寬帶多媒體 推薦理由：固網(wǎng)用戶人數(shù)正在下降，ARPU也在下降，寬帶業(yè)務也增量不增收，固網(wǎng)運營商急需新的業(yè)務，新的競爭模式。 業(yè)務的目標客戶：寬帶家庭，帶寬在1M以上的用戶 業(yè)務開展的模式： 1 免費提供支持WI-FI或者藍牙的家庭網(wǎng)關 2 提供基于WIFI或者藍牙的家庭用SIP手機，初期可只支持語音 3 采用用戶業(yè)務識別，給IMS用戶提供高等級QOS服務，或者通過家庭網(wǎng)關或者BRAS等將IMS業(yè)務引入專門的核心網(wǎng)，保證語 音質(zhì)量。,IMS 商業(yè)模式-寬帶多媒體業(yè)務,目標運營商:對企業(yè)級通信有興趣的運營商 推薦業(yè)務：IP CENTREX,BUSINESS TRUNK 推薦理由：企業(yè)級客戶是比較優(yōu)質(zhì)的客戶，客戶的價值很高，可結合企業(yè)VPN業(yè)務推廣。 目標客戶：大中型企業(yè)，尤其是有多個分支機構的企業(yè)。 業(yè)務開展的模式： 1 移動辦公，以提供PC軟終端和基于智能手機的軟終端為主，基于智能手機的軟終端功能可以適當簡化，但是可以收發(fā)傳真和語音、視頻郵件，功能上比較有吸引力。 2 一號通，可以提供多個號碼的同振，順振，這個業(yè)務沒有新意，一定程度上方便了用戶，結合IMS，可以設置IMS軟終端在線的時候可以優(yōu)先振鈴。 3 語音會議，視頻會議，企業(yè)可以隨時開會，這個對于企業(yè)有一定的吸引力。 4 企業(yè)ICT應用，由于作為核心網(wǎng)設備商，為企業(yè)定制開發(fā)不太現(xiàn)實，建議可以考慮開發(fā)部分企業(yè)級API供企業(yè)開發(fā)自己的ICT應用，增強企業(yè)級的應用。 5 GSM/WIFI雙模手機，用戶在外可以使用自己的手機，到企業(yè)內(nèi)部，可以切換到WIFI方式接入，如果能支持VCC更佳。 6 綜合CENTREX,可以將企業(yè)員工手機，企業(yè)內(nèi)部電話等組成一個大的CENTREX，以吸引企業(yè)，不過這種方式只有移動運營商有實現(xiàn)的可能。,IMS商業(yè)模式-企業(yè)級通信業(yè)務,主要完成用戶E.164號碼與SIP URI之間的轉(zhuǎn)換，并且提供用戶歸屬域域名對應IP地址的映射，協(xié)助IMS核心網(wǎng)網(wǎng)元完成會話的路由,DNS/ENUM作用,ENUM打破了號碼按照地域分布的限制,IMS基本會話流程回顧,UE-1,Invite,AS-1,P-CSCF-1,S-CSCF-1,I-CSCF-2,ENUM,DNS,Tel URIS