IMS融合網(wǎng)絡目標架構

IMS：融合網(wǎng)絡目標架構內(nèi)容1.IMS技術和標準的發(fā)展狀況IMS體系架構和主要網(wǎng)元功能IMS信令流程IMS支持固定移動融合業(yè)務發(fā)展IMS技術和標準的發(fā)展狀況IMS國際標準組織發(fā)展TISPANNGN

R23GPPIMSRelease

7ITU-TNGN

FGTISPANNGN

R13GPP2

MMDCommonIMS3GPPIMSRelease63GPPIMSRelease

52001

2002

2003

2004

20052006

2007國際上IMS相關標準組織主要有3GPP，3GPP2，TISPAN，ITU-T，分別從不同的出發(fā)點對IMS進行了系統(tǒng)的研究3GPP是IMS的起源者和主要貢獻者，IMS的R5,

R6,

R7的發(fā)展過程，R7已基本完成3GPP2基于3GPP的IMS

Core定義了MMD，主要考慮CDMA網(wǎng)絡TISPAN從固網(wǎng)接入為出發(fā)點，定義了支持固網(wǎng)的NGN體系架構，目前展開R2的工作其他還有IETF，WiMax，Cable

Lab，MSF等從不同的角度對IMS提供支持和貢獻。IETF主要負責SIP，Diameter等協(xié)議的規(guī)范和擴展，WiMax，Cable

Lab，MSF，ATIS考慮IMS對各種不同接入方式的支持IMS標準進展以3GPP和TISPAN影響最大。3GPP和TISPAN緊密合作，以統(tǒng)一的IMS核心為目標3GPP側重于從移動的角度對IMS進行研究，負責接入無關的統(tǒng)一IMS核心，目前正在制定R7版本。TISPAN側重于從固定的角度提出對IMS的需求，開發(fā)針對固定接入的擴展，在2005年底發(fā)布了TISPANNGN

R1，目前正在制定R2版本。2006年底ETSI與3GPP決定由3GPP維護、開發(fā)一個全球統(tǒng)一的IMS（Common

IMS），后來又覆蓋了多家標準組織3GPPTISPANITU-TCCSAFGNGN

R1在2005底結束，但是只完成了初步的工作（業(yè)務及能力需求、功能結構）NGN

GSI從2006啟動，繼續(xù)和完善FGNGN的工作2000－2003完成R5(IMSPhase

I)2005年3月完成R6(IMS

phase

II)：增強的結構和能力，完全的接入無關2005年啟動R7

(IMSPhase

III)

：固定接入、CS/IMS結合、端到端QoS、策略/計費演進，2007年凍結2006年啟動R8，CS接入的集中控制，多媒體會話連續(xù)，業(yè)務交互，2005年底發(fā)布NGN

R1（主要工作全部完成，包括業(yè)務及能力需求、功能結構，流程及協(xié)議實現(xiàn)）少量完善工作2006年中結束2006年開始定義NGNR2支持其他接入技術端到端QoS流媒體業(yè)務TC3基于TISPAN

NGN

R1和ITU-T

NGN

R1的工作，已完成了11個相關研究項目TC5基于3GPP，已完成了IMS總體技術研究項目和8個相關標準項目（設備要求和測試方法、協(xié)議要求和測試方法）TC3和TC5組成聯(lián)合工作組，負責CommonIMS和行標相關工作Common

IMS增強游牧性3GPP

移動核心網(wǎng)絡的演進HLRM

SC

ServerMSC

ServerHLRPublicSwitchedNetworkIu-

Cs

TDM Ba

ckboneM

SCM

SCRN

CPublicSwitchedNetworkMGW

Iu-

CsBICCH.248IPNode

BRN

CSGSN

Packet

DataNetwork

Iu-

Ps GPRS

IP Ba

ckboneGGSNNode

BIu-

PsMGWBa

ckbone Packet

DataNetworkR’99

ArchitectureM

SC

ServerM

SC

Server/

MGCFIMSHSSSGSN GGSNR4

ArchitectureNode

BRN

CPublicSwitchedNetworkMGWIu-

CsBICCH.248CSCFMGWIPBa

ckboneIu-

PsM

RF Packet

DataNetwork

IPtransport

inUTRANSGSN GGSNR5/R6

Architecture3GPP

IMS標準化進展3GPP在R5版本中首次提出IMS，并在R6和R7版本中進一步完善R5版本提出和定義了IMS的基本框架及3G接入的能力。R6細化了接口和功能，定義了對WLAN接入的能力、IMS和外部網(wǎng)絡的互通等。R6版本在2005年3月凍結，是第一個接入無關的、完善的IMS標準版本。R7版本在2006年底凍結，主要工作已基本完成VCC（Voice

Call

Continuity）,實現(xiàn)雙模手機在IMS域和CS域進行語音呼叫切換。緊急呼叫（Emergency

Call）,引入了E-CSCF這個新網(wǎng)元，使IMS建立緊急呼叫成為可能。CSI（Combining

CS&IMS

services）：實時類業(yè)務由CS域提供，非實時業(yè)務由IMS域提供。PCC（Policy

Controland

Charging）,把QoS的策略控制和流計費合并。SMSIP（SMS

overIP），傳統(tǒng)的SMS被打包在SIP

MESSAGE消息中。安全領域：GAA擴展、合法監(jiān)聽、固定接入（FBI）時的安全性問題（如NASS綁定認證）。E.164選路方式的支持，這是TISPAN提出的需求。GRUU（GloballyRoutableUserAgent

URI）多媒體電話補充業(yè)務（基于TISPAN規(guī)范）本地號碼3GPP開始著手R8的工作，目前主要課題Service

Broker、使用IMS來集中控制電路域交換機、緊急呼叫時使用VCC功能、固網(wǎng)IMS融合計費Common

IMS3GPPIMSR7

architecture應用和業(yè)務SGWIP

多媒體網(wǎng)絡運營商B運營商

ACSCFBGCFMkMwMmHSSShSiSLFGc,Gr,C,DSIP

ASDhCS

域PSTN/ISDNOSA

ASOSA-SCSS-CSCFBGCFSGWMjMGCFDxCxISCMrMiMgMkCxSCPIM-SSFPLMN等MGWMRFCMRFPMpMnIBCFTrGWMxIxI-CSCFMwMaMwIPv6GmRxPCRFGxGGSNMbIPv4UtP-CSCFMwMTTERUEUuPS

域SGSNGERANUTRANGn其他接入網(wǎng)絡Iu3GPP2

CDMA

網(wǎng)絡演進階段

1（“

1x

”“

IO

S

4

.1

”“ IP

信令傳輸

”）階段

0（

目前的傳統(tǒng)網(wǎng)絡）基于

IS

41

的核心網(wǎng)絡無線網(wǎng)絡基于

IS

41

的核心網(wǎng)絡RN（

IP承RN

PN

載）

PN

基于

IP

傳階段

3（

ALL

-IP

網(wǎng)絡

，支

持多媒體流和業(yè)務應用）階段

2（

IP

核心網(wǎng)

，支持

業(yè)務應用

，兼

容傳統(tǒng)域）輸?shù)?/p>

IS

41核心網(wǎng)絡RN（

IP承載）

RN（

IP承載）

PN

PN

（

分組網(wǎng)）IPCore,VoIP(TrFO/RTO)and

non-SIPAllIPnetwork,Multimedia

servicesPublisheddate

(history)3GPP2

MMD標準化進展狀況Targetdate(current)InProgress

(current)Plandate

(future)MMDMMDMMDMMDRev

0Rev

ARev

BRev

CV&V200420052007TBDTimelineFeb.Nov.Aug.3GPP2

MMD已經(jīng)完成并公布了Rev

0、Rev

A兩個版本，分別對應于3GPP的R5和R6。目前3GPP2正在制定的是Rev

B版本，和3GPP

R7類似Rev

B也包括了VCC，SMSIP等功能。由于傳統(tǒng)CDMA電話域呼叫以及SMS和GSM相應的流程不同，所以以上兩個功能也同3GPP

R7的規(guī)范有一定的差別。另外由于CDMA使用PDSN作為PS域和IMS域的接入點，和GPRS的PS域有很大的不同，所以和QoS和流計費相關的功能（SBBC）和3GPP的PCC的差別也較大。其它則直接采納3GPP規(guī)范。在后續(xù)的Rev

C版本中，3GPP2將會考慮多媒體電話補充業(yè)務、緊急呼叫時使用VCC功能，以及Verizon提出的Advanced

IMS等。3GPP2

MMD

核心網(wǎng)絡架構Application

ServersDatabaseSIP

ASOSA

ASEIRSubscriptionProfileNetworkPolicy

RulesDSI …OSASCSIMSSession

Signalling

IMSUserPlane

DataI-CSCFS-CSCFBGCFP-CSCFPDEPositionServerAAAMGCFPDFMRFCMRFPMRFCS

Networks(PSTN,CS

PLMN)IP

PDNRANAGWFA/Attendant

MSMGWIP

NetworkBGHA3GPP2MMD和3GPP

IMS

主要差異–

網(wǎng)元接口差異點3GPP3GPP2解決辦法HSS和CCFHSS包含有CS域及PS域HLR的功能難度低，HSS功能合一AAA加上DB構成的，沒有傳統(tǒng)HLR功能，但是其中AAA包含有3GPP

IMS中的CCF計費實體功能。即可，同時支持3GPP/3GPP2接口。目前系統(tǒng)設計一般已考慮合一。SLF和Dx接口3GPP2新版已引入SLF，可兼容。定義了SLF實體，在多個 在最新版本中也引入了SLFHSS時采用SLF實體來尋找

的功能,而且增加了用戶所屬的HSS。 REDIRECT的方式處理對HSS的尋址。IM-SSF和Si接口定義了IM-SSF實體以支持CAMEL協(xié)議未定義支持CDMA

WIN協(xié)議 無影響，3GPP2用戶可不之間的Si接口。，因此也就沒有IM-SSF實體 用Si接口，或以后通過，相應的也沒有IM-SSF與HSSAS屏蔽。Rx、Gx與Tx、Ty接口定義Rx/Gx接口，以前支持

Tx/Ty接口，Ty接口采用COPS，新版要求支持 RADIUS和DiameterDiameter。統(tǒng)一IMS中已建議兩種實現(xiàn)方式，因此3GPP2的差異不會增加CDMA接入統(tǒng)一IMS的難度。3GPP2

MMD和3GPP

IMS主要差異–

功能與特性差異點3GPP 3GPP2解決辦法QOS控制機制Policy機制，AGW是GGSNQoS控制采用Service

BasedLocal

QoS控制采用ServiceBasedBearer

Control機制，AGW是PDSN。統(tǒng)一IMS中已建議兩種實現(xiàn)方式，因此3GPP2的差異不會增加CDMA接入統(tǒng)一IMS的難度。智能網(wǎng)支持狀況在CAMEL

Phase4支持了IMS 沒有定義要求支持CDMA

WIN業(yè)務

無影響，3GPP2用戶可不用Si。 接口，或以后通過AS屏蔽。P-CSCF位置即同在歸屬或同在拜訪。 限制P-CSCF和GGSN位于同一網(wǎng)絡，P-CSCF和PDSN沒有這種對應關系 3GPP2的P-CSCF與接入網(wǎng)關對應關系更靈活，可根據(jù)需要可配置，因此不存在問題。定義了SLF實體，在多個HSS時 沒有定義SLF實體時，多個HSS的3GPP2新版已引入SLF，可HSS查找HSS。 AAA。采用SLF實體來尋找用戶所屬的

時候采用AAA

broker來尋找對應的

兼容。Early

IMS功能IP地址和用戶ID上報給HSS進行

的問題，目前方案已經(jīng)具備，只是關系綁定，當用戶接入IMS時S-

進一步的完善過程當中。最新規(guī)范中,

已經(jīng)引入了SLF這個網(wǎng)元實體.采用IP地址綁定的方法，在接入正在研究此問題，即通過現(xiàn)在聯(lián)通

主要是實現(xiàn)IP與用戶ID的綁網(wǎng)給用戶分配了IP地址之后就將的CDMA

R-UIM卡如何上IMS網(wǎng)絡

定關系，可以統(tǒng)一。CSCF從HSS獲取綁定關系并進行鑒定。HTTP

DIGEST無特殊要求無特殊要求HTTP

DIGEST是一種通用的鑒權方式，算法都是一樣的，與3GPP/3GPP2沒有特殊關系，可以做到統(tǒng)一。根據(jù)簽約關系決定是否使用。ETSI

TISPANIMS標準化進展TISPAN于2005年12月發(fā)布了NGN

R1版本規(guī)范，正在開展R2階段的研究工作。TISPAN

NGN

R1采用3GPP

R7的IMS架構，并針對固定接入的特定要求進行了相關修訂針對固定接入（xDSL接入），提出了網(wǎng)絡連接子系統(tǒng)（NASS）和資源控制子系統(tǒng)（RACS）。對3GPP已經(jīng)定義的相關接口協(xié)議，針對固定的特殊需求進行了相關的修訂定義了用于PSTN替換的基于IMS的PSTN/ISDN仿真子系統(tǒng)（PES）的實現(xiàn)方案。定義了傳統(tǒng)電信網(wǎng)絡的補充業(yè)務在IMS架構中的實現(xiàn)。TISPAN

NGN

R2主要項目有IPTV、FMC、RACS

R2、PES完善（如組注冊）、家庭網(wǎng)絡等。目前TISPAN對IPTV研究尚處于業(yè)務能力和需求分析階段。同時TISPAN啟動了IPTV體系架構的研究，分為基于IMS和非基于IMS兩種架構?；贗MS的IPTV架構將直接基于R1階段的研究成果，重用IMS的相關功能實體，通過適當增加新的功能實體以及對現(xiàn)有功能實體相關功能的擴充，實現(xiàn)對IPTV業(yè)務的支持，從而實現(xiàn)基于IMS的同時實現(xiàn)多媒體和IPTV的統(tǒng)一體系架構。非基于IMS的IPTV架構則根據(jù)IPTV業(yè)務需求提出特有的功能實體和功能架構，和IMS子系統(tǒng)之間為互通關系。FMC的研究工作在TISPAN已經(jīng)展開，目前主要集中在對各種用戶場景的分析，以及FMC定義、研究范圍、優(yōu)先級安排等。TISPAN體系架構Basedon3GPP

IMSApplication

FunctionsIPConnectivityAccess

NetworkAndrelated

functionalityOtherMultimediaComponents

éStreaming

ServicesUserProfileFunctionsServiceandControlFunctions(RTSPbased)PSTN/ISDNE

mulation(SIP-Ibased)IP

MultimediaComponent(Core

IMS)(SIP

based)Service

StratumResourceand

AdmissionControl

FunctionsRACSNetwork

AccessAttachment

FunctionsNAS

SOther

NetworksLegacyTerminalsGWNetwork

AttachmentSub-SystemNASSCustomerandTerminalFunctionsResourceandAdmissionControlSub-SystemRACSCore

transportFunctionsAccessTransportFunctionsCustomer

NetworksNetwork3GPP

IP-CANNGNTerminalsNNITransport

StratumEntryFunctions3GPP

TerminalsUNITISPAN

IMS

結構概覽Rf/RoApplication

ServersRf

/

RoUtSLFChargingFun

ct

ionsIWFISCCxDhDxShUPSFRf/

RoIw

Othertypesofservice

logicPSTN/ISDNEmulation

logicUtNetworkAttachmentSubsystemI/S-CSCFBGCFPESMw

/Mk/MmMi

IcIbMw

IBCFMk

Mk

AGCFP1P2P3e2e2Mw

Mr

Mg

Mj

GmGq'

SGFMRFCMGCFIeP-CSCFOtherIP

NetworksMp

Mn

Gq'PSTN/ISDNResource

andAdm

ission

Cont

rol

Subsyst

emS/

TGq'IPTransport(Accessand

Core)T-MGFI-BGFMRFPMGZZ

GWS/

TTISPAN

NASS/RACS功能架構Servicecontrolsubsystemsand

applicationsP-CSCFNASSCLFA-RACFe4SPDFRqGq’e2RACSa2 a4a1 a3UAAFPDBFIaAMFNACFCPECFe3Core

transportnetworkReHome

NetworkAccess

Networke1ARFAccess

NodeRCEFIP-EdgeC-BGFBorder

NodeNASS主要功能：接入級鑒權、UE初始化IP地址分配，其它用戶設備配置參數(shù)的提供（采用DHCP）IP地址分配之前（或者過程中）的用戶鑒權RACS主要功能：QoS保證、NAT穿越接納控制－對資源預留請求實施接納控制基于接入網(wǎng)資源可用性、用戶接入網(wǎng)屬性、運營根據(jù)用戶屬性，授權網(wǎng)絡資源基于用戶屬性，接入網(wǎng)絡配置位置管理（為緊急呼叫等）CPE配置商策略資源預留－支持AF發(fā)起和CPE發(fā)起的請求基于業(yè)務的本地策略控制（QoS）（遠端）NA(P)T穿越（近端）NA(P)T/Gate控制PSTN仿真（PES）與PSTN模擬（PSS）PSTN仿真PSTN/ISDNapplicationsNGNapplicationsProvides

PSTN/ISDNservicecapabilitiesandinterfaces

usingadaptationtoanIPinfrastructure.傳統(tǒng)終端一樣的接口（UNI/NNI/ANI）一樣的業(yè)務能力一樣的用戶體驗NGN(session

control)PSTN模擬Provides

PSTN/ISDN-likeservicecapabilitiesusingsessioncontroloverIPinterfacesand

infrastructure主要的補充業(yè)務AdaptationUANGNTerminalPOTSLegacyTerminalPES業(yè)務PSTN演進（替換）：feature

parity所有的對傳統(tǒng)終端用戶提供的PSTN/ISDN業(yè)務應保持不變，包括接口特性ZZS/TS/TNGNRGW

orAGWRGW

orAGWV5.2ANV5.2ANRGW

orAGWRGW

orRGW

orAGWRGW

orAGWPSTN/ISDNAGWTGWPSS業(yè)務PSS業(yè)務：IMS的語音補充業(yè)務必選OIP/OIR,TIP/TIR,MCID,

ACR推薦CDIV:CFU/CFB/CFNR/CFNL/CDCWHOLDCB:OCB,

ICBCCBSFMMWI可選CONF,AOC,FDC,

ECT固定TISPANIMS和移動IMS的區(qū)別固定IMS子系統(tǒng)的Proxy-CSCF通過和RACS中SPDF的Gq’接口控制NA(P)T轉換固定IMS子系統(tǒng)的Proxy-CSCF相比TS23.228增加了和NASS系統(tǒng)的e2接口，通過這個接口Proxy-CSCF能夠獲取固定用戶終端在接入網(wǎng)絡的位置信息固定IMS子系統(tǒng)的Proxy-CSCF和IMS終端之間的安全聯(lián)盟不是必備的。（來自TS182

006）固定IMS子系統(tǒng)的Proxy-CSCF的SIP壓縮功能不是必備的。（來自TS182

006）固定IMS子系統(tǒng)的UPSF相當于3GPP標準中的HSS，是存儲用戶所有簽約數(shù)據(jù)以及用戶注冊狀態(tài)的數(shù)據(jù)服務器。UPSF中IMS相關的數(shù)據(jù)部分是HSS的相應數(shù)據(jù)子集（不包括HLR/AuC數(shù)據(jù)部分）固定IMS子系統(tǒng)的IBCF可能會通過RACS控制相關的承載層實體IBGF，而移動IMS中的IBCF直接控制相關的承載層實體。（來自TS182

006）固定IMS的支持窄帶用戶的接入，通過AGCF統(tǒng)一IMS：融合各種IMS體系架構2006年9月28日在美國Palm

Springs召開了一個工作組會議，3GPP、3GPP2、CableLabs、TISPAN、Wimax論壇、ATIS參加了這個Workshop，討論了各個標準組織對IMS的需求和現(xiàn)狀，取得了需要一個統(tǒng)一的IMS（common

IMS）的共識Common

IMS是基于統(tǒng)一的Core

IMS（3GPP定義的，包括了主要的功能和實體），同時包容所有相關的接入方式，固定接入，移動接入，Cable接入，無線寬帶接入等，主要工作分為三個stage。Stage

1定義Common

IMS的功能和業(yè)務需求，Stage

2是相關的安全和其他一些要求，Stage3是協(xié)議和信令具體的實現(xiàn)等Common

IMS統(tǒng)一和協(xié)調了各標準組織的工作，大家分工明確。3GPP來研究和開發(fā)Common

IMS，其他組織不再重復相同的工作，而專著于各自的領域，比如：Common

IMS中不考慮PSTN仿真業(yè)務（PES），由TISPAN研究（PES目前在TISPAN

R2中進展緩慢）ITU-T研究IMS和IPTV的融合架構（用同樣的IMS網(wǎng)絡架構提供不同的業(yè)務，目前的觀點是可以做到通過統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫融合各種，其他實體的融合需要進一步研究）Common

IMS體系架構Common

IMS：TISPAN和3GPP整合，IMS和MMD整合的統(tǒng)一核心網(wǎng)中國標準化CCSA中IMS標準化進展TC5（無線通信技術工作委員會）的WG9負責移動網(wǎng)絡IMS相關規(guī)范，已經(jīng)和即將完成基于3GPP

R6的IMS系統(tǒng)設備和接口協(xié)議的技術及測試規(guī)范TC5/WG4則制定3GPP2移動網(wǎng)IMS核心網(wǎng)絡相關的規(guī)范，計劃在2007年開展相關的系統(tǒng)設備和接口協(xié)議的技術及測試規(guī)范。TC3（網(wǎng)絡與交換技術工作委員會）負責移動網(wǎng)絡IMS相關規(guī)范。在2006年啟動了一批IMS研究項目，主要基于TISPAN

NGN

R1的成果，2007年計劃制定IMS業(yè)務方面的標準。2006年底TC3和TC5成立了聯(lián)合工作組，合作制定固定移動融合的統(tǒng)一IMS規(guī)范（基于3GPP

R7和TISPAN

NGNR1）。IMS體系架構的主要優(yōu)勢基于SIP，全分布式架構，便于實現(xiàn)和靈活部署集中用戶數(shù)據(jù)庫與接入無關控制與業(yè)務分離普遍移動性增強的業(yè)務能力（呈現(xiàn)、消息、視頻）QoS保證安全性固定、移動融合基于IMS/TISPAN的融合網(wǎng)絡目標架構用戶數(shù)據(jù)庫業(yè)務平臺接入QoS承載全網(wǎng)統(tǒng)一的用戶屬性數(shù)據(jù)庫開放的統(tǒng)一的業(yè)務提供平臺有保障的QoS和安全性統(tǒng)一存放用戶的補充業(yè)務，增值業(yè)務信息，鑒權信息，位置信息等動態(tài)實現(xiàn)各類多媒體業(yè)務的組合，同時具備開放的業(yè)務開發(fā)接口接入的無關性，普遍的移動性脫離終端的固定模式，實現(xiàn)接入與業(yè)務的無關性，達到業(yè)務的無縫“漫游”完善的認證設計和網(wǎng)絡安全策略；與IP網(wǎng)絡設備緊密結合的QoS設計承載在以IP為核心的分組交換網(wǎng)承載與控制分離；呼叫控制與業(yè)務分離；承載在IP網(wǎng)絡

將給用戶帶來全新的業(yè)務體驗

固定移動融合的理想架構

實現(xiàn)以用戶為核心的網(wǎng)絡運營

保證了IMS網(wǎng)絡高質量的運營

各種業(yè)務承載在統(tǒng)一的IP網(wǎng)絡上，大大降低成本固定和移動核心網(wǎng)的IMS演進SoftswitchCSCF,BGCF,

MGCFTDM

switchH.248SIPASOCS

IM-SSFOrMedia

GatewayHSS

NACS/RACSMedia

GatewayH.2482G

MSC寬帶接入PS域iGGSNS/I/P-CIMSCSF2.5G/3G

RANCallServer

(2G/3G)H.248

(‘CS’)Media

GatewayIMS體系架構和主要網(wǎng)元功能統(tǒng)一IMS

通用架構和功能模塊業(yè)務應用平臺多媒體會話服務器IM服務器IP

Centrex服務器第三方應用服務器VCC服務器域選擇服務器統(tǒng)一IMS核心網(wǎng)視頻會議服務器Presence服務器AP聚合代理IM-SSFXDM服務器Sh*/SiPoC服務器應用網(wǎng)關ExNx計費系統(tǒng)器(HSS*)ENUM服務器Ma歸屬用戶服務ISCCx*UtExDNS服務器 MzExMw*網(wǎng)管服務會話控制設備（S-CSCF*）固定－代理會話控制設備查詢會話控制設備（I-CSCF）Mg*SIP終端MwMwMwIsMg*（FP-CSCF*）SIP終端SIP

IADMrSIP終端SIP

IADAP PDGWLAN接入BRASLAN接入BRASxDSL接入信令網(wǎng)關IfNo.7信令網(wǎng)SCNHL固R定軟交

固定軟交GmSBCPCRF/SBBC移動－代理會話控制設備（MP-CSCF*）媒體網(wǎng)關

Ie控制設備（MGCF）MnW,TD-SCDMA/終端GSM移動W,

TD-SCDMA/GPRS/EDGE接入GGSN媒體服務器（MRS*）媒體網(wǎng)關（MGW）媒體網(wǎng)關傳統(tǒng)交換機換MSCServerNcIg換移動軟交換移動軟交換GmZZIc

MSCeCDMA2000終端

PDSN承載網(wǎng)CDMA/PDSN介入IMS主要功能實體IMS核心功能實體：呼叫會話控制功能

(CSCF)歸屬用戶服務器（HSS）多媒體資源功能控制器

(MRFC)多媒體資源功能處理器

(MRFP)簽約定位器功能

(SLF)策略決策功能（PDF）計費相關的功能實體（CGF）IMS應用功能實體：應用服務器（AS）

MMAS，XDM，Presence，IM，PoC，IPCentrex，Video

Conf，VCC智能業(yè)務出發(fā)服務器（IM-SSF）業(yè)務應用網(wǎng)關（OSA-SCS）IMS互通功能實體：信令網(wǎng)關（SGW）媒體網(wǎng)關控制功能

(MGCF)IP多媒體－媒體網(wǎng)關功能

(IM-MGW)出口網(wǎng)關控制功能

(BGCF)應用層網(wǎng)關（ALG）翻譯網(wǎng)關（TrGW）IMS輔助功能實體：ENUM服務器DNS服務器網(wǎng)管服務器多個邏輯功能實體可以集成在公共的硬件平臺上IMS主要參考點MGCF-CSCF(Mg

參考點)：SIP協(xié)議CSCF-MRFC(Mr

參考點)

：SIP協(xié)議CSCF

–CSCF(Mw

參考點)

：SIP協(xié)議CSCF

–BGCF(Mi參考點)

：SIP協(xié)議BGCF

–

MGCF(Mj

參考點)

：SIP協(xié)議BGCF

–

BGCF(Mk

參考點)

：SIP協(xié)議CSCF

或

BGCF

-IBCF(Mx

參考點)

：SIP協(xié)議S-CSCF

–

AS

(ISC

參考點)

：SIP協(xié)議UPSF

–SIP

AS

or

OSA

SCS

(Sh

參考點)

：Diameter協(xié)議UPSF

–IM

SSF

(Si

參考點)：Diameter協(xié)議AS-

SLF

(Dh

參考點)

：Diameter協(xié)議CSCF–

AS

(Ma

參考點)

：SIP協(xié)議MGCF

–

T-MGF

(Mn

參考點)

：H248協(xié)議MGCF

-

SGF

(Ie

參考點)

：SIGTRAN協(xié)議MRFC–MRFP

(Mp

參考點)

：SIP或者H248協(xié)議CSCF

-SLF

(Dx

參考點)

：Diameter協(xié)議CSCF-UPSF(Cx

參考點)

：Diameter協(xié)議功能實體介紹

（CSCF）CSCF（Serving-CallSessionControl

Function）CSCF（CallSession

Control

Function）是IMS

系統(tǒng)的呼叫控制核心，它的主要作用是在IP

傳輸平臺上實現(xiàn)多個實時業(yè)務的分發(fā)，具有中心路由引擎、策略管理和策略執(zhí)行功能。具體可分為P-CSCF（Proxy-CSCF）：代理CSCFI-CSCF（InterrogatingCSCF）：查詢CSCFS-CSCF（Serving

CSCF）:

服務CSCFE-CSCF（Emergency

CSCF）：緊急呼叫CSCF功能實體介紹（P-CSCF）SCF（Proxy-CallSessionControl

Function）IMS

中

UE

的接入點UEIMS信令完整性檢查

(IPsec/per

UE

controlledvia

IMS

AKA)SIP

消息的壓縮和解壓縮

(a

SIP

INVITE

up

to

1Kbytes!!)向UE隱藏IMS網(wǎng)絡結構SIP

Proxy在UE和

I-CSCF間前轉SIP消息和PDF

結合完成承載網(wǎng)QOS的控制保證ＳＤＰ中請求資源和實際占有資源的一致性

(fraud

prevention)會話事件和傳送事件之間的映射Chargingcorrelation(coordinationbetweenANandIMS

charging)對計費信息進行關聯(lián)，生成

CDRs功能實體介紹（I-CSCF）CSCF(Interrogating-CallSessionControl

Function)IMS中外網(wǎng)的入口OptionallyTHIGfunction:TopologyHidingInternet-network

Gateway在UE注冊時分配

S-CSCF查詢SLF/HSS

獲取

S-CSCF的名字和能力為來話呼叫決定

對應的S-CSCF查詢SLF/HSS，獲取

對應的S-CSCF產(chǎn)生CDRsI-CSCF/

THIGS-CSCFMw

(SIP)Mw(SIP)HSSCx

(Diameter)SLFDx

(Diameter)功能實體介紹（S-CSCF）ASSCF(Serving-CallSessionControl

Function)通過和HSS交互完成對UE的鑒權業(yè)務控制從HSS下載IMS

User

Profile主被叫業(yè)務的觸發(fā)路由對于IMS的呼叫:

to/fromP-CSCF,I-CSCF對于CS的呼叫:

to/fromBGCF對于IPv4

SIP域的呼叫:to

IMS-ALG對于應用層的呼叫:

to/from

AS對于需要會議橋、編碼轉換、放音收號的呼叫:

to/from

MRCFHSSCx

(Diameter)ASSIPSIPSIPS-CSCF功能實體介紹（E-CSCF）SCF

(Emergency-Call

Session

Control

Function)

負責對緊急會話進行處理，并將緊急呼叫路由就近路由到用戶拜訪地的呼叫服務業(yè)務中心將緊急呼叫路由到一個適當?shù)陌菰L地呼叫服務業(yè)務中心（可以通過媒體網(wǎng)關控制設備），緊急呼叫請求中應包含用戶位置相關信息的傳送功能實體介紹（BGCF/MGCF

/MG）BGCF(BreakoutGatewayControl

Function)作為IMS中和CS域網(wǎng)絡的接口，決定是否需要從ＩＭＳ網(wǎng)絡轉向內(nèi)部或外部的CS網(wǎng)絡如轉向內(nèi)部ＣＳ網(wǎng)絡:

BGCF

負責選擇一個自己網(wǎng)絡中MGCF進行接續(xù)如轉向外部的CS

網(wǎng)絡:

BGCF負責將會話轉向外網(wǎng)中對應的BGCFMGCF

(MediaGateway

Control

Function)：媒體網(wǎng)關控制設備是統(tǒng)一IMS核心網(wǎng)絡與SCN網(wǎng)絡、固定軟交換網(wǎng)絡和移動軟交換進行互通的設備應用層信令轉換:

ISUP

<->

SIP通過H.248

控制IMS-MGW對于入網(wǎng)呼叫，將呼叫路由至CSCFsSGW

(Signalling

GateWay)：信令網(wǎng)關用于統(tǒng)一IMS核心網(wǎng)和傳統(tǒng)No.7信令網(wǎng)之間，負責對No.7信令消息進行轉接、翻譯或終結處理傳送層信令轉換:

sigtran/SCTP/IP

<->

SS7MTPIMS-MGW

(IMS-Media

GateWay)：媒體網(wǎng)關位于IMS核心網(wǎng)和SCN網(wǎng)絡、固定軟交換網(wǎng)絡、移動軟交換之間，以便實現(xiàn)這些網(wǎng)絡之間承載層的互通，媒體網(wǎng)關接收媒體網(wǎng)關控制設備的控制，主要提供編解碼轉換等相關功能功能實體介紹

(SLF/HSS)HSS：是一個用于集中存放用戶信息的數(shù)據(jù)庫，是存儲用戶信息的中心數(shù)據(jù)庫，包含所有與用戶相關的數(shù)據(jù)，借助這些數(shù)據(jù)來控制多媒體會話。HSS向I-CSCF,

S-CSCF,

AS等功能實體提供接口，基于Diameter協(xié)議SLF用于當網(wǎng)絡有多個HSS時，為用戶定位HSSHSS管理的數(shù)據(jù)主要包括：Home

Profile數(shù)據(jù)區(qū)提供了與呼叫/會話控制相關的所有用戶profile數(shù)據(jù)，具體包括：命名和地址數(shù)據(jù)Naming

and

Addressing

data鑒權和認證數(shù)據(jù)Authentication

and

Authorisation

data用戶簽約屬性User

Subscription

Profile

(e.g.

service

triggers)用戶地址信息User

Location

Data

(dynamic

e.g.

S-CSCF

address)Opaque數(shù)據(jù)區(qū)域用于存放針對Application

Servers的數(shù)據(jù)，主要為用戶業(yè)務信息功能實體介紹

(SLF/HSS)HomeSubscriber

ServerIM-HSSSubscriptionLocationFunctionHLR/AuCSubscriptionLocationDataHome

ProfileDataOpaqueDataAllInterfacesare

DiameterI-CSCFS-CSCFDxDxCxCxDhDhSiIM-SSFShIMSASOSA

SCSIMS用戶信息模型ApplicationServiceProfile1PrivatePublicUserIdentity

1ImplicitlyRegistered

IDSet

1ServiceProfile

1IMS

UserApplicationServiceProfile2UserIdentity

1PublicUserIdentity

2PublicUserIdentity

3ServiceProfile

2Opaque

DataStorePublicUserIdentity

4ImplicitlyRegistered

IDSet

2ServiceProfile

3IMSSubscriptionApplicationServiceProfile3PublicUserIdentity

5IMS

UserPrivateUserIdentity

2

ImplicitlyRegistered

IDSet

3PublicUserIdentity

6ServiceProfile

4ApplicationServiceProfile4IMS用戶信息模型IMS

Subscription：指與網(wǎng)絡運營商簽署了IMS服務合同的客戶，可能是個人、家庭或單位組織。IMS

User：Subscription由一個或多個IMSUser組成。IMS

User一般對于與移動終端中的ISIM卡。每一個IMS

User都有一個Private

User

Identity。PrivateUser

Identity：是網(wǎng)絡運營商分配給用戶的一個標識，

以NAI格式給出，主要用于用戶注冊、鑒權認證、管理和計費。格式：NAI（見RFC2486，username@realm）不用于網(wǎng)絡路由尋址保存在ISIM和HSS中私有用戶標識保證唯一性IMS用戶信息模型PublicUser

Identity每個IM

User都應有一個或多個Public

User

Identity,

一個ISIM應用至少存有一個Public

User

Identity

。可以采用SIP-URL

or

TEL-URL的編碼方式。用于SIP消息的路由尋址?？梢员粚儆谕粋€IMS

Subscription的IMS

Users共享。功能類似于MSISDNIMS用戶信息模型Implicit

Registration

Set：由多個Public

User

Identities組成當其中的一個Public

User

Identities注冊時，則該Set中的其他PublicUser

Identities也會被注冊。當其中的一個Public

User

Identities注消時，則該Set中的其他PublicUser

Identities也會被注消。IMS用戶信息模型Service

Profile一個Public

User

Identity都會關聯(lián)于Service

Profile一個Service

Profile有可能被屬于同一個IMS

Subscription的多個

Public

UserIdentity引用。Service

Profile信息包括:業(yè)務觸發(fā)條件Initial

Filter

Criteria

(IFC):

定義了一套根據(jù)Public

User

Identity

SIP消息內(nèi)容進行邏輯匹配以選擇相應AS的規(guī)則。Shared

IFC

Set

Reference:配置在S-CSCF中，可以由多個Service

Profile

共享的一些公共業(yè)務觸發(fā)條件

。業(yè)務鑒權數(shù)據(jù)

(e.g.

subscribed

media)IMS用戶信息模型ApplicationServiceProfile包括AS所要使用的用戶業(yè)務數(shù)據(jù)，保存在HSS中的Opaque區(qū)域。一個Service

Profile可能會關聯(lián)到多個

ApplicationServiceProfiles。Application

ServiceProfile通過一個或多個Public

User

Identities關聯(lián)到Application

Service

Profile數(shù)據(jù)通過Service

Indication來標識。IM-HSS不知道Service數(shù)據(jù)的具體結構。例1:

A

User有一個終端但對應多個ProfileImplicitRegistration

SetPublicUserIdentityiness@alcatel.beService

ProfilemyBusinessProfileIMS

UserIMS

SubscriptionmyContractPrivateUser

Identityfa666108@alcatel.bePublicUser

Identitytel:+3232407935PublicUser

IdentityService

ProfilemyPrivateProfilesip:hugo.verbandt.private@alcatel.be例2

:一個用戶有

2個終端，對應不同的ProfileIMS

UserService

ProfilemyPOTSProfilePublicUser

Identitytel:+3232407935PrivateUser

Identity3232407935@alcatel.beIMS

SubscriptionmyContractPrivateUser

Identityfa666108@alcatel.beService

ProfilemyMMProfileIMS

UserPublicUser

Identitysip:hugo.verbandt@alcatel.be例3:一個家庭用戶Service

ProfilefatherProfilePublicUser

Identitysip:father.verbandtPrivateUser

IdentityIMS

User@alcatel.befather.verbandt@alcatel.beService

ProfilefamilyProfilePublicUser

Identitytel:+3232407935PrivateUser

Identitymother..verbandt@IMS

UserIMS

SubscriptionmyContractalcatel.beService

ProfilemotherProfilePublicUser

Identitysip:mother.verbandt@alcatel.beIMS

UserPrivateUser

IdentityService

Profilechild1ProfilePublicUserIdentitysip:child1.verbandt@alcatel.bechildren.verbandt@alcatel.beService

Profilechild2ProfilePublicUserIdentitysip:child2.verbandt@alcatel.beIMS

業(yè)務平臺架構IMS

三種業(yè)務提供模式SIP

AS業(yè)務提供模式SIP

應用服務器與S-CSCF

之間通過基于SIP

協(xié)議的ISC

接口直接相連，S-CSCF

以SIP

服務器的方式直接調用這些業(yè)務。由于SIP

協(xié)議是基于Client/Server

模式的，是一種多媒體會話的應用層控制信令，能夠完成兩方或多方多媒體會話的創(chuàng)建、修改和終止等工作，因此SIP

應用服務器上可以提供IP

電話和基于IP

的多媒體會話業(yè)務?；贠SA

API

開發(fā)的第三方業(yè)務提供模式在IMS

業(yè)務體系中，允許第三方業(yè)務提供商利用UMTS

定義的開放業(yè)務結構（OSA）提供的安全API

接入到UMTS，使用底層網(wǎng)絡的承載能力進行應用開發(fā)。與S-CSCF

通過ISC接口相連的OSA

業(yè)務能力服務器能夠實現(xiàn)OSA

API

與SIP

之間的協(xié)議轉換，通過SIP

方式執(zhí)行一個或多個OSA

業(yè)務能力特征（OSA

SCF）基于智能網(wǎng)業(yè)務環(huán)境（CAMEL/INAP

SE）的業(yè)務提供模式在IMS

業(yè)務體系中，能夠繼續(xù)提供基于現(xiàn)有智能網(wǎng)業(yè)務環(huán)境的增值業(yè)務，與S-CSCF通過ISC

接口相連的IM-SSF能夠實現(xiàn)CAP/INAP與SIP

之間的協(xié)議轉換IMS

業(yè)務模型ServicePoint

Triggers

(SPTs)

–

應用服務器獲得控制的觸發(fā)點基于任何的SIP消息：

e.g.,INVITE,REGISTER,SUBSCRIBE,MESSAGE,

…基于任何的頭域信息，存在或者不存在的頭域基于會話請求的方向(Originatingor

Terminating)基于SDP信息Initial

Filter

Criteria

(iFC)

–

基于XML的業(yè)務服務器觸發(fā)準則一個或多個SPT的邏輯組合

(e.g.

AND,

OR,NOT,

etc)聯(lián)系的AS地址iFC的優(yōu)先級如果AS不可達是的缺省處理SCF

通過iFC觸發(fā)應用服務器基于優(yōu)先級觸發(fā)iFC到應用服務器應用服務器可以決定是否繼續(xù)參與后續(xù)的消息通過Record-Route/RouteXMLInitialFilterCriteria

(iFC)Download

atRegistrationApplicationServerApplicationServerApplicationServerSIPSIPSIPXMLSubsequentFilterCriteria

(sFC)Dynamic

updateHSSsFCSIPIncomingMessagesOriginatingorTerminating

FiltersSIPOutgoingMessagesSPTFFFiFCFilter

CriteriaS-CSCFRoutingIMS

業(yè)務模型ApplicationServerApplicationServerApplicationServer1-

INVITE2-

INVITE3–

200,3xx,

4xx2-

INVITE1-

INVITE4–

200,3xx,

4xx4-

INVITE2-

INVITE7–

200,3xx,

4xx3-

INVITE6–

200,3xx,

4xxS-CSCFS-CSCFS-CSCF5–

200,3xx,

4xx1-

INVITE8–

200,3xx,

4xx4–

200,3xx,

4xxModel1:ApplicationServeracting

asterminatingUA,orredirect

server3–

200,3xx,

4xxModel2:ApplicationServer

actingasoriginating

UAModel3:Application

ServeractingasaSIP

proxyApplicationServer2-

INVITE7–

200,3xx,

4xx3-

INVITE6–

200,3xx,

4xx2-

INVITE1-

INVITES-CSCF4-

INVITE5–

200,3xx,

4xx1-

INVITE8–

200,3xx,

4xxS-CSCF3–

200,3xx,

4xx4–

200,3xx,

4xxModel4:ApplicationServer

performingthirdpartycallcontrol

(B2BUA)Model5:ASIPlegispassedthroughthe

S-CSCFwithoutApplicationServer

involvement主要IMS

AS功能多媒體會話服務器向IMS用戶提供多媒體電話業(yè)務和相關補充業(yè)務的網(wǎng)絡實體，多媒體電話業(yè)務應允許兩個或多個用戶之間進行多媒體會話通信，并提供音頻、視頻等的實時雙向傳送，多媒體電話補充業(yè)務如：主叫識別顯示（OIP）、主叫識別限制（OIR）、被叫識別顯示(TIP)、被叫識別限制（TIR）、呼叫前轉類業(yè)務(CDIV)、呼叫保持（HOLD）等XDM服務器是存儲和管理共享XML文檔的功能實體，提供用戶聯(lián)系人列表、用戶共享的黑/白名單、其他業(yè)務的群組信息等信息Presence服務器負責接收、存儲和分發(fā)Presence信息，并對用戶的Presence信息進行管理IM服務器負責存儲和轉發(fā)消息，并支持三種工作方式：立即消息發(fā)送方式（Pager

mode）、超大消息發(fā)送方式（Large

message）、基于會話的消息發(fā)送方式（Session

mode）PoC服務器負責管理PoC會話的發(fā)起、中轉、結束以及對PoC會話參與用戶的管理等處理工作IP

Centrex服務器負責提供Centrex業(yè)務，包括群內(nèi)用戶的基本功能和話務臺的基本功能Video

Conference的主要功能包括創(chuàng)建視頻會議、會議成員控制、結束視頻會議、會場控制、會議維護等VCC服務器主要為WLAN和CDMA

1x

CS

雙模移動終端、HRPD和CDMA

1x

CS雙模移動終端用戶提供服務，這兩類終端用戶在CS域和IMS域的IP-CAN（例如WLAN，HRPD）之間移動時可以保持話音連續(xù)性。IMS業(yè)務服務能力交互功能SCIM（Service

Control

Interaction

Management）解決與IMS會話中不同應用服務器的調用順序配置有關的一些服務交互問題，承擔著業(yè)務協(xié)調員或業(yè)務交互控制功能交互的功能在SCIM的控制下變得有條理；這些功能或是整個應用，或是應用的很大一部分這些交互的表現(xiàn)是事件和沖突的，因為多個應用并不知道彼此Service

Broker確定業(yè)務交互的規(guī)則是利用相關的應用和他們的組件定義業(yè)務融合的設計業(yè)務包定義了組合業(yè)務是可編程的，因此他們可以為了適合業(yè)務提供商的需求而修改，從而可以根據(jù)需要指定多個業(yè)務包SCIM使使

業(yè)務網(wǎng)絡更加豐富，它用來管理新業(yè)務的集成，交互和協(xié)作，從而產(chǎn)生集成的業(yè)務和應用Service

Broker是終端/訪問中立者，并且支持來自多層網(wǎng)絡類型的呼叫/連接控制

。Service

Broker可以容納多種類型（模擬，軟電話，無線電話）終端Service

Broker功能根據(jù)終端的能力

(只有語音，語音/數(shù)據(jù)，語音/數(shù)據(jù)/多媒體)

來定制業(yè)務方式IMS計費架構Billing

DomainCS

-

NEService-

NERfRfBiRoRoCAPBGCFMGCFMRFCSIP

ASCDF

CGFP

-

CSCF

RfRfRfRfRfBiRoCCFWLANSGSNOCS

IMSGWFI-

CSCF

S

-

CSCF

RfRfWf

Ga

I

SCWo

CAPRoONLINE

CHARGING

OFFLINE

CHARGINGCRFTPFGGSNRfRfRoGy

Rf:DiameterWf:

Dia

m

e

te

rGa:G

TP’Bi:FTPe

tcAFRf,Wf,Ga,

BiinterfacesRo

,ISC,Wo,Gy,CAP,

BiinterfacesRo

:

D

ia

m

eterISC:SI

PWo:

Dia

m

e

te

rG

y:

D

ia

m

e

te

rCAP=MobileI

NBi:FTPe

tc在線計費OnlineCharging

SystemCharging

Functions通過Ro和CAP接口對接入SGSNGGSNBearerAccount

BalanceManagementFunctionCAPRo'網(wǎng)和核心網(wǎng)承載層實體的承載進行在線計費；通過Ro接口對業(yè)務進行在線計費；通過Ro接口進行IMS在線計費；PS

AccessNetwork

entity(e.g.IPFlow

Handler)ChargingFunctionRecharging

ServerR?Ro'WLANRo'AccountRc計費關聯(lián)；帳目結算；Operator'sPost-ProcessingSystemIMSCSCFIMS

GatewayFunctionSessionChargingFunctionRoISCBo生成CDR并能夠傳送到運營商的后續(xù)系統(tǒng)中。IMS

ApplicationServerRoRating

FunctionCPCFIMS

MRFCServiceNodes(e.g.MMS

RelayServer)EventChargingFunctionRo'RoTariff

InfoRe在線計費具體功能計費功能：能夠計算和預留一些非價格方面的單位，如業(yè)務單位，數(shù)據(jù)量，時長等；能夠根據(jù)以上非價格單位計算得到價格；能夠根據(jù)用戶簽約條款和業(yè)務類型決定價目表；能夠為計費設置計數(shù)器。用戶帳目余額管理功能：檢查用戶余額信息；余額信息更新；余額預留；設置計數(shù)器；得到或者設置帳戶的到期日期。計費事務控制功能根據(jù)用戶請求的承載，事件和業(yè)務類型等進行計費控制；支持即時計費和預留計費；能夠對每次計費事務生成CDR。計費關聯(lián)功能：能夠對承載計費信息，業(yè)務計費信息和IMS計費信息進行關聯(lián)離線計費Billing

DomainIMS離線計費實現(xiàn)3GPP中定義的CCF

功能負責采集原始IMS域話單并對原始話單作預處理SIP

ASBiCCFMGCFBGCFP-CSCFI-CSCFS-CSCFGa

SGSN RfRfRfRfRfGGSNGaRf:DiameterWf:

DiameterGa:

GTP’Bi:FTP

etcOFFLINECHARGINGRf,Ga,

BiinterfacesIMS

QoS策略控制進展3GPP

策略和計費控制Policy

and

Charging

Control

(PCC)首次在R5中提出策略管理功能支持寬帶接入-

primarily

UMTS

access,

Wireless

LAN媒體策略控制，計費關聯(lián)和基于流的計費R5，R6，R7已經(jīng)凍結