IMS業(yè)務安全研究報告WORD

目錄1 IMS概述 21.1術語 21.2現(xiàn)狀 22 IMS體系架構 42.1IMS網(wǎng)絡架構 42.2IMS分層構造 52.3IMS系統(tǒng)構成 63 IMS核心技術 103.1QoS機制 103.2安全 133.2.1IMS安全構造 143.2.2

IMS安全基礎 153.2.3IMS安全的核心技術 153.2.43GPP和3GPP2安全機制比較 173.2.5安全分析 173.3計費 173.4漫游 193.5接入 194 IMS業(yè)務 204.1IMS的業(yè)務特點 204.2PoC業(yè)務 224.3全能數(shù)字助理 224.4WebConference業(yè)務 234.5統(tǒng)一消息業(yè)務 234.6一號通業(yè)務 234.7重要IMS產(chǎn)品廠商 245 基于IMS的網(wǎng)絡融合 265.1IMS為固定和移動接入提供了技術基礎 265.2基于IMS的下一代網(wǎng)絡融合架構 275.3基于IMS實現(xiàn)網(wǎng)絡融合的核心問題 296 小結 31附錄A術語 33參考文獻 41IMS概述1.1術語參見附錄A。1.2現(xiàn)狀IMS(IPMultimediaSubsystem)是3GPP在Release5版本提出支持IP多媒體業(yè)務的子系統(tǒng)，它的核心特點是采用SIP進行呼喊控制、與接入無關和能夠靈活提供多個業(yè)務等。IMS為將來的多媒體應用提供一種通用的業(yè)務平臺，它是向ALLIPNetwork業(yè)務提供體系演進的重要一步。現(xiàn)在研究基于IMS網(wǎng)絡融合的原則組織重要涉及3GPP、ETSITISPAN和ITU-TFGNGN，并且獲得了較大的進展。1)3GPP已在網(wǎng)絡框架、QoS、安全、計費以及和其它網(wǎng)絡的互通方面都制訂了有關規(guī)范。但在SIP合同和BICC/IUSP合同的映射方面還沒有定義，擬采用ITU-T的Q.1912與IETFSIP系統(tǒng)的互通正在研究，還沒有制訂規(guī)范?，F(xiàn)在的版本為Release6版本，已于9月凍結。2)ETSITISPAN正在制訂NGN有關規(guī)范，命名為TISPAN-NGNRelease1，并在將來的Release中進行完善。TISPAN和3GPP的合作比較緊密，成立了聯(lián)合工作組研究NGN-IMS有關問題。TISPAN-NGN重用了IMS的體系構造，對核心實體CSCF和終端的功效提出不少新的規(guī)定。同時還擴展了3GPPIMS的網(wǎng)絡構造，新增SGF、BGF等實體以支持固定網(wǎng)絡的業(yè)務。另外TISPAN的有關工作組也在研究IMS的安全、計費、QoS等其它問題。3)ITU-TFGNGN(NGN專項組)也已經(jīng)開始對IMS進行研究，涉及IMS的業(yè)務和網(wǎng)絡框架方面。ITU-TFGNGN將研究NGN業(yè)務需求，IMSRelease6中定義的業(yè)務將作為業(yè)務研究的起點，但同時強調業(yè)務應含有靈活的生成能力。ITU-TFGNGN還將研究有關IMS的網(wǎng)絡融合技術：NGN-IMS的框架構造應當是一種與接入技術無關的網(wǎng)絡，應盡量多地支持多個接入技術，涉及有線的和無線的多個技術；對于基于SIP會話的業(yè)務，將以IMS為基礎開展工作，并參考3GPP的一系列有關規(guī)范。IMS體系架構2.1IMS網(wǎng)絡架構3GPP定義的IMS的框架構造如圖1所示，3GPPIMS采用了層次化的網(wǎng)絡架構，分為業(yè)務網(wǎng)絡、IP多媒體核心網(wǎng)絡和接入網(wǎng)絡三層。圖13GPP定義分層IMS網(wǎng)絡架構圖2IMS網(wǎng)絡構造示意圖接入網(wǎng)絡支持多個技術，涉及3GPPGPRS、WLAN等，提供接入、移動性管理。IMS與下層IP接入網(wǎng)絡互相獨立，因此用IMS實現(xiàn)不同制式系統(tǒng)間的網(wǎng)絡融合很受關注。IP多媒體核心網(wǎng)絡采用了軟交換的機制，基于的是SIP合同，支持IPv6，負責多媒體業(yè)務的會話控制，提供QoS保障和計費管理。3GPP在IMS的原則化中大量引用了已有合同規(guī)范和機制（特別是IETF原則，并根據(jù)需要增加3GPP的擴展，涉及SIP、Diameter、COPS等），這樣做有助于對現(xiàn)有固定網(wǎng)絡和IP網(wǎng)絡的兼容。業(yè)務網(wǎng)絡提出多個業(yè)務提供技術，通過開放的業(yè)務接口和簡樸的控制合同（SIP）增進多媒體業(yè)務的發(fā)展。這些業(yè)務原則由3GPP與國際業(yè)務應用組織OMA共同制訂的，3GPP完畢與UMTS網(wǎng)絡有關的部分，OMA定義多個網(wǎng)絡技術通用的業(yè)務平臺，并命名為業(yè)務引擎。2.2IMS分層構造IMS采用分層的架構。接入、控制、業(yè)務能力、第三方業(yè)務等分開，方便各層分別技術演進，運行商能夠專注于擅長的接入、控制、業(yè)務能力方面，而業(yè)務方面能夠與擅長的SP合作提供。圖IMS分層體系架構圖1）接入和互通層。支持不同的接入技術，涉及GPRS、UMTS、WLAN、xDSL等，并且還能夠和VoIP/H323、PSTN、PLMN互通。其中IM_MGW提供與PSTN/PLMN互通，支持TDM承載和IP承載的轉換。MRFP提供媒體資源能力，涉及會議支持、放音、收號、語音識別、語音合成等。IMG提供與H323互通能力，支持不同編碼之間轉換。MSAN支持涉及POTS終端、寬帶ADSL等多個接入。2）會話控制層涉及CSCF、MGCF、MRFC。是IMS的核心控制層，負責終端的接入和業(yè)務的分發(fā)。CSCF（CallStateControlFunction）負責會話狀態(tài)建立、拆除等。A-MGCF負責固定終端的接入，同時支持傳統(tǒng)終端和IP終端。I-MGCF負責與VoIP/H323的信令層面互通。T-MGCF負責與PSTN/PLMN信令層面互通。MRFC提供媒體資源控制能力。3）業(yè)務能力層提供公共的業(yè)務執(zhí)行能力，涉及HSS、UC、IM、Presence、LCS等顧客有關信息服務器以及OSAGW、PoC等運行商自己開發(fā)或控制的AS。HSS顧客簽約數(shù)據(jù)庫，通過Cx/Sh/Si接口開放給CSCF/AS等。UC（UnifiedCommunication）提供統(tǒng)一通信能力。PoC（PushtoTalkoverCellular）提供PTT服務的能力。IM（InstantMessaging）、Presence、LCS等分別提供對應的AS能力。4）應用層第三方開發(fā)的業(yè)務，通過OSAGW接入運行商網(wǎng)絡，提供業(yè)務能力。2.3IMS系統(tǒng)構成IMS的系統(tǒng)構成如圖3，重要功效實體和功效描述以下：1.呼喊會話控制有關功效實體呼喊會話控制功效(CSCF)是IMS的核心功效實體，重要功效是實現(xiàn)IMS域的呼喊和會話控制。IMS中定義了三種CSCF：(1)代理CSCF(P-CSCF)：位于訪問網(wǎng)絡中，是SIP顧客接入IMS的入口點。重要負責受理SIP顧客接入，SIP消息的轉發(fā)、完整性保護和壓縮解決。P-CSCF中的PDF(方略判決功效)模塊負責對多媒體業(yè)務的QoS規(guī)定進行方略判決。P-CSCF也可用來提供緊急業(yè)務的本地控制。(2)查詢CSCF(I-CSCF)：位于歸屬網(wǎng)絡中，是SIP消息進入歸屬IMS網(wǎng)絡的入口點。重要負責查詢HSS來為顧客選擇S-CSCF，并將SIP消息發(fā)到該S-CSCF；圖3IMS系統(tǒng)構成圖作為外部網(wǎng)絡到IMS歸屬網(wǎng)絡的網(wǎng)關，支持防火墻功效，并含有隱藏歸屬網(wǎng)絡拓撲的功效，從而允許各運行商IMS網(wǎng)絡保持配備獨立安全。(3)服務CSCF(S-CSCF)：位于歸屬網(wǎng)絡中，根據(jù)需要可設立多個。重要功效是接受顧客注冊，從歸屬地顧客服務器(HSS)下載并臨時存儲顧客有關數(shù)據(jù)；重定向路由，進行呼喊會話控制；觸發(fā)顧客簽約業(yè)務，協(xié)同業(yè)務平臺進行業(yè)務支持等。2.顧客信息和業(yè)務提供有關實體(1)歸屬地顧客服務器(HSS)：存儲顧客簽約信息和位置信息的顧客數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，由歸屬位置寄存器(HLR)演變而成。歸屬顧客服務器（HSS）是顧客和業(yè)務信息的數(shù)據(jù)庫；(2)簽約位置功效(SLF)：IMS網(wǎng)絡中可能有多個HSS，在SIP注冊或會話建立過程中，CSCF可通過查詢SLF來找到存儲對應顧客信息的HSS。SLF在單一的HSS環(huán)境中并不需要。(3)三種業(yè)務提供有關的功效實體：分別是SIP應用服務器(SIPAS)、IP多媒體業(yè)務轉換功效(IM-SSF)和OSA業(yè)務能力服務器(OSA-SCS)，分別用來支持運行商IMS網(wǎng)絡直接提供的SIP業(yè)務、CAMEL業(yè)務環(huán)境(CSE)提供的傳統(tǒng)移動智能網(wǎng)業(yè)務和第三方提供的業(yè)務。3.媒體資源有關功效實體(1)媒體資源功效控制部分(MRFC)：根據(jù)CSCF的規(guī)定，通過H.248合同控制MRFP完畢對應的媒體資源解決。(2)媒體資源功效解決部分(MRFP)：根據(jù)MRFC的控制提供媒體有關的服務，涉及多方會議、語音提示、鈴聲、語音識別、語音合成等。4.與PSTN/電路交換(CS)域互通有關功效實體(1)IMS媒體網(wǎng)關(IMS-MGW)：負責IMS與PSTN/CS域之間的媒體流互通，即IP媒體流與PCM媒體流之間的編解碼轉換；并在MGCF的控制下完畢呼喊的接續(xù)。(2)媒體網(wǎng)關控制功效(MGCF)：采用H.248合同控制MGW進行呼喊會話接續(xù)；與CSCF通信；并提供應用層上的信令轉換，即SIP信令和ISUP(ISDN顧客部分)信令之間的轉換。(3)信令網(wǎng)關(SGW)：提供傳輸層上的信令轉換，即基于IP承載的信令和基于SS7的信令之間的轉換。(4)邊界網(wǎng)關控制功效(BGCF)：是IMS域與外部網(wǎng)絡的分界點，它選擇在何處與PSTN/CS域互聯(lián)。5IMS的重要接口和功效描述以下：(1)Cx接口支持CSCF和HSS之間的路由信息的獲取，通過CSCF隧道傳輸顧客和HSS間的信息，采用Diameter合同；(2)Dx接口是CSCF和SLF之間的接口，用于獲得為一種給定的顧客保持簽約的HSS的地址；(3)Gm接口重要傳輸顧客和CSCF之間的登記有關、顧客業(yè)務控制、鑒權有關的流程；(4)Go接口在GGSN和方略控制功效（PCF）之間，允許PCF對GGSN里的承載實施應用方略，PCF是P-CSCF的一種邏輯實體；(5)Mc接口描述MGCF和MGW之間用于MGW資源控制管理的流程，完全符合H.248原則；(6)Mg接口是MGCF和CSCF之間的接口，基于3GPPSIP合同；(7)Mi接口在CSCF和BGCF之間，運用S－CSCF前轉會話到中斷網(wǎng)關控制功效，方便到PSTN網(wǎng)絡的交互，基于SIP合同；(8)Mj接口允許BGCF轉發(fā)會話信令MGCF，方便到PSTN網(wǎng)絡的交互，基于SIP合同；(9)Mk接口允許BGCF轉發(fā)會話信令到另一種BGCF，基于SIP合同；(10)Mm接口是CSCF和IP網(wǎng)絡之間的IP接口，用于IP多媒體業(yè)務的業(yè)務控制，例如從IP網(wǎng)上的VOIP呼喊控制服務器或IP網(wǎng)上的終端接受一種呼喊請求；(11)Mp接口允許MRFC控制MRF提供的媒體流資源，完全符合H.248原則并增加了3GPP的擴展；(12)Mr接口允許CSCF和MRFC之間的交互，基于3GPPSIP合同；(13)Mw接口在CSCF之間，允許查詢CSCF指導到服務CSCF的移動終端呼喊；(14)Sr接口是應用服務器與MRFC之間的接口；(15)SCP的參考點是CSCF到SCP的接口，允許基于現(xiàn)存CAMEL業(yè)務的支持。IMS核心技術IMS是一種基于SIP合同的會話控制系統(tǒng)，采用的是IPv6地址，現(xiàn)在IPv4的支持方案正在研究之中。3GPPIMS在QoS、安全、計費、對漫游的支持、顧客數(shù)據(jù)管理、獨立于接入方式、業(yè)務應用提供等系統(tǒng)功效都有比較成熟的定義，并向著設備實現(xiàn)逐步具體化。3.1QoS機制在承載層的QoS能力基礎上，3GPP提出了端到端QoS，通過RSVP/DiffServ等IP技術建立終端顧客到業(yè)務應用的直接QoS交互。對于不支持IPQoS機制的終端，GGSN能夠使用PDP上下文級別信息去配備DiffServedgefunctionality并且提供PDP上下文和骨干網(wǎng)絡間的互相作用。IMS沿用了3GPP提出的從上到下、逐級映射、分段網(wǎng)絡來提供QoS。如圖3所示，在原有UMTS承載網(wǎng)絡之外，IMS補充定義了TE/MT本地承載、UMTS網(wǎng)絡到外部IP承載業(yè)務之間的方略，從而確保了承載網(wǎng)絡的QoS。在QoS方面,3GPP已經(jīng)定義了端到端的QoS概念和框架構造，具體到IMS的QoS問題重要集中在Gq接口和Go接口（GGSN和PDF之間的接口），QoS方略基于SIP會話中請求的參數(shù),端到端的QoS規(guī)定則分段映射到網(wǎng)絡的各個層面。另外IMS提出了QoS資源授權和協(xié)商的功效，網(wǎng)絡提供的QoS由應用層（如SIP/SDP）的QoS需求觸發(fā)。通過Go接口方略決策功效PDF從AF接受業(yè)務信息，PDF將得到的應用層參數(shù)（如SDP）信息映射到IPQoS參數(shù)（如RSVP），這種信息映射恪守特定的方略規(guī)則。PDF為授權的IP流使能分派的QoS資源作出最后的決定，并通過Gq接口傳遞有關信息和方略。GGSN應當實施從收到的基于IP流的方略信息到基于PDP上下文的方略信息的映射。圖3UMTSQoS體系構造IMS的QoS重要涉及IMCN子系統(tǒng)會話的QoS規(guī)定和IMCN子系統(tǒng)信令的QoS規(guī)定兩個方面。(1)IMCN子系統(tǒng)會話的QoS規(guī)定QoS信令和資源分派的選擇、配備、起始和終止必須考慮下列規(guī)定，以確保與IMCN子系統(tǒng)會話有關的QoS規(guī)定。QoS信令和會話控制之間的獨立性：QoS信令和資源分派方案的選擇應獨立于選定的會話控制合同，方便允許IMCN(IP多媒體核心網(wǎng)絡)子系統(tǒng)中的QoS控制和會話控制的獨立發(fā)展。端到端QoS信令和資源分派的必要性：在IMCN子系統(tǒng)中會話建立期間，端到端QoS批示、協(xié)商和資源分派應當?shù)玫街С?。IP承載業(yè)務層的QoS信令/協(xié)商和資源分派：IP承載業(yè)務層的QoS信令映射為IP多媒體應用層的QoS規(guī)定，并通過與外部網(wǎng)絡的交互實現(xiàn)端到端的QoS。顧客設備和GGSN里的IP承載業(yè)務管理器為解決IP承載業(yè)務層QoS信令的功效實體。UMTS承載業(yè)務層的QoS信令/協(xié)商和資源分派：UMTS承載業(yè)務層的QoS信令在顧客設備UE、RAN(無線接入網(wǎng))、CN(核心網(wǎng)絡)和IP承載業(yè)務管理器之間傳送QoS規(guī)定，在此適宜的QoS協(xié)商和資源分派對應地被激活。當采用UMTS的QoS協(xié)商機制協(xié)商端到端QoS時，GGSN(網(wǎng)關GPRS支持節(jié)點)里的轉換功效將調節(jié)UMTS承載業(yè)務管理器和IP承載業(yè)務過濾器之間的資源分派。UMTS特有的QoS信令、協(xié)商和資源分派機制[例如，RAB(無線接入承載)QoS協(xié)商和PDP(分組數(shù)據(jù)合同)上下文建立]將在UMTS承載業(yè)務層用到。其它QoS信令機制(例如，在IP承載業(yè)務層的RSVP)將僅僅在IP承載業(yè)務層用到。在UMTS承載業(yè)務層可能協(xié)商一種單獨的資源分派，并在IP承載業(yè)務層用它進行多方會話。IP承載業(yè)務層資源獲得的限制：接入資源和在IP承載業(yè)務層的QoS提供，通過IP方略控制單元用適宜的QoS方略授權。UMTS承載業(yè)務層資源獲得的限制：接入資源和在UMTS承載業(yè)務層的QoS提供，通過用現(xiàn)存的UMTS登記/安全/QoS方略控制機制授權。會話控制和QoS信令/資源分派之間的調節(jié)：在建立一種IMS會話時應當能夠終止應用，方便允許目的顧客參加決定應當建立哪個承載。成功的承載建立涉及多個規(guī)定的端到端QoS信令、協(xié)商和資源分派的完畢。不同網(wǎng)段的端到端QoS信令、協(xié)商和資源分派解決的發(fā)起，將在一種會話建立規(guī)定被發(fā)起和發(fā)送之后發(fā)生。QoS信令和資源分派的效率：端到端QoS信令、協(xié)商和資源分派解決的次序將首先考慮協(xié)商的端到端QoS的延遲并為會話建立延遲儲藏資源。應支持動態(tài)的QoS協(xié)商和資源分派。應能避免業(yè)務竊取。業(yè)務回絕避免：由于業(yè)務回絕，發(fā)生在IMCN子系統(tǒng)的系統(tǒng)不可用概率應不高于對應的GPRS和電路交換業(yè)務。(2)IMCN子系統(tǒng)信令的QoS規(guī)定顧客設備應能夠為IM子系統(tǒng)有關的信令建立一種單獨的PDP上下文。顧客設備也應能為IM子系統(tǒng)信令通信應用通用目的的PDP上下文。如果運行商的網(wǎng)絡不支持專門的PDP上下文，顧客設備將為IM子系統(tǒng)信令應用通用目的的PDP上下文。IM子系統(tǒng)有關信令的PDP上下文應可覺得信令提供增強的QoS。在建立PDP上下文時，GGSN應能決定該PDP上下文與否用于IM子系統(tǒng)有關的信令。如果該PDP上下文用于IM子系統(tǒng)有關的信令，能夠根據(jù)運行商的執(zhí)行狀況給出承載應用的規(guī)則和限制。為使上述機制能夠工作且支持漫游，規(guī)定顧客設備懂得拜訪網(wǎng)絡運行商應用的規(guī)則和限制。由于在R5里仍然沒有機制提供有關規(guī)則/限制傳回到顧客設備的信息，R5中對于收到規(guī)則/限制的信令PDP上下文定義應用的最小能力集，如在信令PDP上下文中，從顧客設備來的全部信息將把目的地限制為該顧客設備分派的P_CSCF，或者可能為該顧客設備分派的P-CSCF集合中的任意一種。3.2安全IMS提供了完整的安全機制。安全的功效涉及鑒權認證、信令一致性保護以及加密。在IMS核心網(wǎng)采用的是IPSec技術。接入網(wǎng)安全的方案可能根據(jù)不同的采用的接入網(wǎng)絡有關。移動的分組網(wǎng)絡接入IMS時，還是沿用SIM卡的鑒和信令保護。另外，IMS系統(tǒng)還提供了端到端的方略。具體而言，IMS重要確保下列5方面的安全：通過HSS(歸屬顧客服務器)、ISIM(IP多媒體SIM)功效和AKA機制提供雙向鑒權；UE和P-CSCF之間的Gm接口安全，涉及信令的完整性、加密等；網(wǎng)絡域的Cx接口安全；不同網(wǎng)絡間SIP節(jié)點之間的安全；同一網(wǎng)絡中SIP節(jié)點之間的安全。其中，UE到P-CSCF之間的安全由接入網(wǎng)絡安全機制(33.203)提供；IMS網(wǎng)絡之上的安全由IP網(wǎng)絡的安全機制(33.210)確保；UE與IMS的承載層分組網(wǎng)絡的安全仍由原有的安全機制(33.102)支持。全部IP網(wǎng)絡的端到端安全基于IPSec，密鑰管理基于IKE合同，直接引用了IETF的規(guī)范。從安全功效和機制上IMS也繼承自UMTS系統(tǒng)。IMS中的認證和密鑰管理方案仍采用AKA機制，鑒權參數(shù)仍是五元組。HSS和ISIM共享一種與IMPI有關的長久密鑰，AKA完畢一種HSS與ISIM的互相認證，同時完畢加密和完整性密鑰的協(xié)商。IPsecESP提供UE和P-CSCF間SIP信令的完整性保護和加密。另外IMS的安全體系本質上是對分組域的一種覆蓋，對分組域是依賴的關系，UE與IMS的承載層GPRS分組網(wǎng)的安全仍由UMTS原有的安全機制（33.102）支持。3.2.1IMS安全構造IMS網(wǎng)絡基于數(shù)據(jù)網(wǎng)上,但是它的安全機制卻和數(shù)據(jù)網(wǎng)不有關的.

具體構造能夠參見下圖

能夠看出IMS的安全構造一共涉及5個層面:提供顧客和IMS網(wǎng)絡之間的雙向認證.認證是基于存在于IMS顧客和HSS的秘密數(shù)據(jù)和函數(shù).HSS[3]向S-CSCF[2]分發(fā)認證向量.S-CSCF代表網(wǎng)絡對顧客進行認證.提供UE和P-CSCF[2]之間的空中接口之間的安全鏈接.其中涉及加密和完整化保護.提供網(wǎng)絡域內CSCF和HSS之間的安全.提供不同網(wǎng)絡之間的CSCF網(wǎng)絡實體之間的網(wǎng)絡域安全.提供相似網(wǎng)絡內的CSCF之間的安全.這當中,1,2被稱為IMS接入網(wǎng)的安全,而3,4,5則是網(wǎng)絡域內范疇的安全.這里值得闡明的是:3GPP2在安全構造上是和3GPP基本同樣.只是3GPP2還多了IMS網(wǎng)絡與其它多媒體網(wǎng)絡之間的安全保障.具體的介紹能夠分別參考3GPP和3GPP2的安全規(guī)范:33.203,33.210以及S.R0086.3.2.2

IMS安全基礎IMS網(wǎng)絡的安全完全是基于顧客的私有身份以及存在卡上的密鑰,IMS定義了自己的ISIM卡,類似于UMTS的USIM[3]卡,里面存儲著IMS有關的安全數(shù)據(jù)和算法.ISIM存在于UICC[3]芯片上,和USIM不共享安全函數(shù).但是它也能夠和USIM共享.現(xiàn)在原則中定義的ISIM里面重要包含下列參數(shù).IMPI:IM個人身份信息IMPU:一種或多個IM公開身份顧客所屬網(wǎng)絡的域名IMS域內的SQN序列號認證密鑰.(IMS安全的基礎)在IMS網(wǎng)絡中,只有ISIM和HSS共享這些秘密參數(shù)和算法,其它的任何網(wǎng)絡實體都不懂得密鑰和私有身份IMPI.下面介紹的認證,加密和完整性保護等等都是基于這些參數(shù).3.2.3IMS安全的核心技術1）認證合同:IMS對顧客的認證機制是IMSAKA,流程完全類似于UMTS的AKA的.用來提供顧客和網(wǎng)絡之間的雙向認證.這個認證是基于存在于ISIM和HSS內的秘密密鑰進行的.而AKA過程中產(chǎn)生的密鑰則是用于UE和P-CSCF之間加密和完整化保護的會話密鑰.認證是在顧客注冊或重新注冊的時候進行的.

算法:SHA-12）加密和完整化保護合同:IMS對SIP信令強制使用完整性保護,根據(jù)的機制重要是IPSecESP,傳輸模式.算法:加密采用AES,完整化采用SHA-13）安全參數(shù)集合的協(xié)商(SA協(xié)商)SA重要是為雙方協(xié)商使用什么樣的安全合同來進行保護,采用什么安全算法來進行加密及完整化保護,等等.現(xiàn)在是根據(jù)RFC3329.4）接入網(wǎng)的安全重要是運用IPSecESP傳輸模式來對UE和P-CSCF之間的信令和消息進行強制的完整化保護以及可選的加密保護.固然現(xiàn)在3GPP和3GPP2也正在定義其它的可選方案,例如說TLS.5）網(wǎng)絡域接口的安全保護網(wǎng)絡域的安全使用hop-by-hop的安全模式.對每一種在網(wǎng)絡實體之間的每個通信進行單獨的保護.保護方法用的是IPSecESP.協(xié)商密鑰的辦法是IKE.IKE合同用于建立,協(xié)商,和維護網(wǎng)絡實體間的安全參數(shù)SA集合.下圖描述了網(wǎng)絡域內的安全.Za:在不同的網(wǎng)絡域安全的接口.使用IKE[5]合同來協(xié)商,建立,和維護在他們之間的用來保護ESP隧道的安全參數(shù).然后根據(jù)此參數(shù)使用IPSecESP隧道模式來進行保護.Zb:當在UE和P-CSCF之間建立了SA之后,用這個已經(jīng)建立好的SA來進行保護.這里值得提示的是,3GPP有一種安全網(wǎng)關的概念,把UMTS網(wǎng)絡分為安全域.劃分予以運行商的邊界的.這些安全域的邊界是被SEG保護的.SEG執(zhí)行向別的網(wǎng)絡的安全方略.而3GPP2則沒有安全網(wǎng)關的定義,并沒有強制說使用安全網(wǎng)關,運行商能夠自己選擇使用什么樣的網(wǎng)絡域保護機制.網(wǎng)絡拓圤構造的保護這個特色服務是在I-CSCF中進行隱藏網(wǎng)絡構造的.用于避免泄露網(wǎng)絡的內部信息.加密網(wǎng)絡拓圤都是在I-CSCF中進行的.3.2.43GPP和3GPP2安全機制比較3.2.5安全分析由此可見IMS網(wǎng)絡是安全的,由于它是建立在AKA基礎之上的,并且計算量和輪數(shù)相對公鑰認證辦法要小的多,IMS也是運用它來產(chǎn)生SA的,而沒有用IKE,由于用IKE.并且除了使用IPSecESP,現(xiàn)在也正在考慮其它的TLS選項,這樣更給運行商提供了更多選擇.3.3計費IMS提出基于流的計費技術，現(xiàn)在IMS支持在線計費(onlinecharging)和離線計費(offlinecharging)兩種框架，分別適應實時計費和非實時計費的規(guī)定。離線計費收集CDR計費信息，在線計費通過事件觸發(fā)實施計費?；贗P流的計費是現(xiàn)在計費領域的一種比較活躍的話題，其目的重要是要支持基于內容、基于QoS等多個的計費方式，以適應將來3G運行需要的多個計費模式，基于IP流的計費已經(jīng)形成了有關規(guī)范。從體系架構上IMS分別從三層描述計費功效規(guī)定：承載層、IMS層、業(yè)務層。1)承載層涉及對電路域、分組域與WLAN互通網(wǎng)絡的計費規(guī)定。2)分組域提出了基于流的計費(IPFlowBasedCharging)技術，通過IP過濾器來辨別在顧客上下行數(shù)據(jù)中的業(yè)務流，向移動網(wǎng)絡報告已辨別的業(yè)務流的流量，網(wǎng)絡能夠按業(yè)務流的流量配以有關的資費，過濾器規(guī)則由運行商定義。3)業(yè)務層現(xiàn)在3GPP已經(jīng)定義了對MMS、LCS、PoC和MBMS的計費規(guī)定，后來仍可能產(chǎn)生新業(yè)務的計費規(guī)定。IMS域的離線計費節(jié)點涉及CSCF(呼喊會話控制功效)、BGCF(出口網(wǎng)關控制功效)、MGCF(媒體網(wǎng)關控制功效)、AS(應用服務器)和MRFC(媒體資源功效控制器)。IMS域配備有CCF(計費控制功效)實體，用于IMS域的話單收集，與分組域的CG功效類似。IMS域的在線計費涉及到網(wǎng)絡節(jié)點S-CSCF、AS和MRFC。R6前的分組域計費是基于時長、流量或者PDP(APN和QoS)的，隨著移動因特網(wǎng)的應用不停增多，基于時長、流量和PDP的計費已不能滿足需要，需要應用流機制來辨別顧客數(shù)據(jù)中的業(yè)務流并配以有關的收費?；诹鞯挠嬞M(IPFlowBasedCharging)是通過IP過濾器來辨別在顧客上下行數(shù)據(jù)中的業(yè)務流，過濾器規(guī)則由運行商定義。過濾規(guī)則普通基于5元組(源IP地址、目的IP地址、源端標語、目的端標語和合同ID)以及深層過濾器(對于顧客IP包進行更深層的分析并識別顧客業(yè)務的狀態(tài))，在同一PDP中可同時實施多個業(yè)務流過濾器?；贗P流的計費對網(wǎng)絡構造產(chǎn)生的影響及存在問題?，F(xiàn)在，為了實施基于IP流的計費，計費采集的實施點正從SGSN改為GGSN、由拜訪地改為歸屬地，并且基于流的計費與GPRS計費的關系、與IMS系統(tǒng)的關系、與WLAN系統(tǒng)的關系以及在OCS(在線計費系統(tǒng))、CRF(計費規(guī)則功效)和TPF(流量平面功效)分別屬于拜訪地或歸屬地網(wǎng)絡時對于網(wǎng)絡構造的影響尚有待進一步研究。另外，有關SBBC(ServiceBasedBearerControl，避免控制與承載分離后顧客旁路計費)、基于流的計費尚在研究之中。3.4漫游IMS支持廣義的漫游，顧客業(yè)務接入全部由歸屬網(wǎng)絡控制。如圖5顧客在IP多媒體核心網(wǎng)絡中漫游時，通過代理CSCF顧客在任何地方都能夠接入IMS網(wǎng)絡，訪問本地區(qū)其它任何地方的業(yè)務應用。圖5顧客漫游訪問外部業(yè)務平臺示意圖3GPPR6的IMS只定義了本地業(yè)務（localservice）功效，可將漫游顧客歸屬簽約業(yè)務的業(yè)務控制（servicecontrol）設在歸屬網(wǎng)絡中，業(yè)務平臺是歸屬或者漫游的，也能夠申請第三方網(wǎng)絡提供的業(yè)務。有兩種可能的業(yè)務提供辦法：通過歸屬網(wǎng)絡中的業(yè)務平臺和通過外部業(yè)務平臺訪問網(wǎng)絡。但是IMS顧客的移動性需要下層IP接入網(wǎng)絡的支持，UMTS的移動性管理已經(jīng)足夠勝任。3.5接入3GPP已經(jīng)制訂了和PSTN、CS域以及其它IP多媒體系統(tǒng)的互通,網(wǎng)絡互通的框架構造和與傳統(tǒng)電路交換網(wǎng)絡的合同互通都已經(jīng)完畢定義，但在SIP合同和BICC/IUSP合同的映射方面還沒有定義，擬采用ITU-T的Q.1912。與IETFSIP系統(tǒng)的互通正在研究，還沒有制訂規(guī)范。IMS業(yè)務在SIP出現(xiàn)之前基于IP的多媒體業(yè)務也有諸多，甚至現(xiàn)在仍擁有龐大的顧客群，例如國內的OICQ、國際的ICQ、YAHOOMessage、MicrosoftMSNMessenger以及多個各樣的IP電話會議系統(tǒng)等。但這些應用都存在下列問題：一是采用的私有合同不能互通；二是QoS確保問題；三是新應用開發(fā)比較困難?，F(xiàn)在IMS技術基本上把這些問題都解決了。IMS通過會話協(xié)商和管理、QoS管理以及移動性管理等核心性技術實現(xiàn)端到端的通信業(yè)務。對現(xiàn)有的CS、PS核心網(wǎng)絡，IMS是專為實時的、端到端的移動業(yè)務而設計的，如RichCall、VideoTelephony等。采用IMS技術的運行商還能夠提供下列業(yè)務：非實時性的端到端業(yè)務，如Chat、IM等；多方業(yè)務，如MultimediaConferencing、ChatRooms等；服務器到顧客的業(yè)務，如DynamicPushServiecs、ClicktoDial等?，F(xiàn)在電信業(yè)務的發(fā)展已經(jīng)達到了個人通信的重要階段，傳統(tǒng)的多媒體業(yè)務構造無法支持移動多媒體通信的需求，3GPPR5/R6采用的SIP體系構造和IP多媒體子系統(tǒng)為滿足下一代電信業(yè)務需求打下了基礎，結合OSA技術和虛擬駐地環(huán)境（VHE）技術，電信顧客能夠獲得他們急需的新的多媒體通信業(yè)務，電信運行商也將在下一代網(wǎng)絡上找到其業(yè)務增加點。由此可見，IMS是真正能提高顧客體驗、提高運行商收益的核心網(wǎng)技術。這也是需要引入IMS的根本因素，即業(yè)務驅動IMS的發(fā)展。IMS典型業(yè)務實現(xiàn)架構有Presence、Group、PoC、Messaging、Conference等。4.1IMS的業(yè)務特點IMS服務功效構造如圖1所示。圖IMS服務功效構造示意圖IMS業(yè)務架構由S—CSCF以及多個應用服務器構成。它跟現(xiàn)在的開放性業(yè)務構造是一致的，都是3層構造：最上層是應用服務器(AS)；第二層是業(yè)務能力服務器(SCS)；第三層是S—CSCF。應用服務器有SIP應用服務器、OSA應用服務器和CamelIM—SSF，它們都提供IP多媒體增值業(yè)務，位于顧客的歸屬網(wǎng)絡或第三方。第三方能夠是一種網(wǎng)絡或僅是一種單獨的應用服務器。對于OSA應用服務器，顧客能夠根據(jù)原則的API（如Parlay）在該服務器上進行增值業(yè)務開發(fā)，而不用理解底層的網(wǎng)絡構造，大大縮短了業(yè)務的開發(fā)周期。在S-CSCF與OSA應用服務器間的業(yè)務能力服務器相稱于一種網(wǎng)關，它把OSAAPI與ISC接口的信令進行映射，使業(yè)務與控制互相獨立，實現(xiàn)網(wǎng)絡的分層構造。S-CSCF使用統(tǒng)一的ISC接口與業(yè)務平臺相連。在S-CSCF看來，SIP應用服務器、OSA服務能力服務器和IM-SSF都執(zhí)行相似的接口行為。統(tǒng)一的ISC接口使多個服務器都能接入IMS，為IMS提供業(yè)務。Camel業(yè)務是傳統(tǒng)的智能業(yè)務，在智能網(wǎng)中它是通過CAP合同接入到網(wǎng)絡的。為了使Camel業(yè)務接入到IMS中，在Camel服務器與S-CSCF之間需要一種功效實體來完畢CAP合同與SIP合同的轉換，該功效由IM-SSF完畢。對于SIP應用服務器，由于ISC接口采用了SIP合同，因此它能夠直接與S-CSCF相連，減少了信令的轉換過程。SIP應用服務器重要是為因特網(wǎng)業(yè)務服務，這種構造使因特網(wǎng)業(yè)務能夠直接移植到通信網(wǎng)中。4.2PoC業(yè)務PoC是PushtoTalkoverCellular的英文縮寫。PoC業(yè)務采用半雙工通信方式，實現(xiàn)“點到點”和“點到多點”的話音通信，在同一時間只能有一人講話方便于群體交流。主叫方只要按一種鍵就能夠向一種人或一組人發(fā)起通話，無需撥號和等待對方摘機，電話立刻接通，快速建立起談話組。（1）PoC技術PoC技術基于2.5G（GPRS、cdma1x）或3G網(wǎng)絡（WCDMA、cdma1x），并充足運用GPRS或cdma2001x移動分組網(wǎng)絡的特性，通過半雙工VoIP技術實現(xiàn)PTT；PoC還結合了即時消息、Presence（呈現(xiàn)功效）等業(yè)務屬性，成為一種綜合話音和數(shù)據(jù)的個性化業(yè)務。（2）PoC提供的業(yè)務·一對一通信：該業(yè)務根據(jù)被叫接受方式有被叫自動接受（installpersonaltalk）和呼喊需要手動應答（requesttotalk）兩類；·群組通話（Grouptalk）：顧客能夠和多個顧客通信，每次只有一種顧客講話。根據(jù)組通信的建立，有3種組通信類型（ChatGroupTalk、InstantGroupTalk和AdHocInstantGroupTalk)。·InstantPersonalAlen：一種顧客提示另一種顧客但愿通信。使用這種業(yè)務能夠禮貌地請求被叫顧客回叫；也能夠承載一種文本消息。4.3全能數(shù)字助理全能數(shù)字助理業(yè)務以語音應用為基礎、以數(shù)據(jù)通信為輔助，在PC上建立個人門戶，提供全方位的辦公助理服務，涉及點擊撥號、點擊會議、Presence、網(wǎng)絡號碼簿、呼喊統(tǒng)計和消息匯總、智能路由、消息速遞以及視頻通話等，為顧客提供一種全方位的數(shù)字化通信平臺。全能數(shù)字助理業(yè)務的顧客群是含有一定計算機及網(wǎng)絡應用水平的中高端顧客，因此其重要顧客群是大公司、寫字樓等辦公自化水平較高的顧客，他們需要較好的通信環(huán)境來提高工作效率。全能數(shù)字助理業(yè)務含有以下特性：電話號碼選擇、呼喊統(tǒng)計和消息查詢、網(wǎng)絡地址簿、智能呼喊、點擊撥號、多方呼喊、新呼喊告知、呼喊等待、Presence功效、會議電話、好友列表管理、視頻功效、統(tǒng)一消息服務和彩鈴功效等。4.4WebConference業(yè)務WebConference業(yè)務基于Web并面對多個網(wǎng)絡會議的電話業(yè)務，顧客能夠通過軟終端、普通話機、SIP硬終端和手機等參加Web會議。會議主席通過Web頁面預約會議并對會議進行實時管理，與會人員通過Web頁面查看會議信息。與會人員可通過匯聚式和發(fā)散式兩種方式參加會議，會議組員還能夠在開會時發(fā)起子會議，子會議功效為與會者提供分組討論功效。對子會議請求通過Web頁面提交給會議主席，經(jīng)確認后開通子會議。WebConference業(yè)務重要面對集團顧客提供電話會議功效，該類顧客需要經(jīng)常舉辦內部討論；個人顧客也能夠使用Web會議業(yè)務，如朋友間的聊天、家庭組員的討論都能夠通過該業(yè)務進行。4.5統(tǒng)一消息業(yè)務統(tǒng)一消息業(yè)務（UnifiedMessagingService，UMS）把顧客現(xiàn)在所能用到的多個信息載體，如語音信息、電子信息（如電子郵件）、文字信息（如短消息）及SIP即時消息等數(shù)字化，以同一種形式寄存。發(fā)送方能夠使用電子郵件、語音郵件、即時消息、手機或電話等任何一種工具發(fā)送信息。這些信息經(jīng)轉化后集中寄存在系統(tǒng)的中央郵箱中，接受方可在任何時刻、任何地點，通過使用電話、計算機或手機等任何一種工具連接到系統(tǒng)服務器，并獲取所需信息。UMS業(yè)務融合了語音、數(shù)據(jù)業(yè)務，為多個終端提供了統(tǒng)一的數(shù)據(jù)平臺，消除了由各終端之間的差別帶來的通信障礙。UMS業(yè)務內容豐富，現(xiàn)在已開通的業(yè)務有訪客留言功效、訪客收聽公用欄消息、客戶收聽留言和客戶自我設立等。4.6一號通業(yè)務一號通業(yè)務（也稱ONLY業(yè)務）是移動性服務，顧客使用惟一的通信號碼，能夠接入任何一種網(wǎng)絡并能跨越多個網(wǎng)絡接受任意類型的呼喊。個人通信號碼能按顧客的規(guī)定，翻譯成對應的通信號碼并進行路由選擇，將來話接到顧客所指定的地方，呼喊不受地理位置的影響。該業(yè)務非常適合移動性大的顧客。一號通顧客的來話呼喊能夠按顧客臨時登記的號碼或時間表等進行轉移，在來話轉接過程中全部的錄音告知都能夠用普通話、英文和本地話輪流播放。一號通業(yè)務面對擁有多個號碼的個人顧客，通過開通一號通業(yè)務可將這些號碼有機聯(lián)系起來，顧客不需要再存儲紛繁復雜的多個電話號碼，特別合用于移動性較強的辦公顧客。顧客在開通一號通業(yè)務后，能夠通過Web或語音流程自助定制多個套餐。4.7重要IMS產(chǎn)品廠商現(xiàn)在推出了IMS商用解決方案的設備商有愛立信、索愛、諾基亞、西門子、北電、、阿爾卡特、NEC、朗訊、摩托羅拉、華為、中興、烽火、SONUS、IBM、SUN、HP、微軟、BEA、CONVEDIA。實力最強的是愛立信、諾基亞、朗訊。華為IMS產(chǎn)品包包含下列部分：1）CSCF3300（CSCF/BGCF），CSCF有三種角色：P-CSCF、I-CSCF、S-CSCF。隨著位置的不同，此設備也能夠作為BGCF。P-CSCF是顧客接入IMS系統(tǒng)的第一種設備，S-CSCF是顧客IMS業(yè)務的實際業(yè)務控制點，I-CSCF是IMS網(wǎng)絡互通的邊界節(jié)點。BGCF在與PSTN或者CS域互通的時候用來選擇MGCF。2）HSS9820（HSS），HSS在IMS域中支持顧客的漫游。HSS保存顧客的鑒權信息、加密信息、完整性信息，通過這些信息，HSS能夠對顧客接入IMS資源的正當性進行驗證。HSS支持IMS的會話建立過程。在終止顧客業(yè)務的時候，HSS決定哪一種實體應當對會話進行控制。3）MSOFTX3000(T-MGCF)，MGCF控制IM-MGW的媒體流的呼喊連接控制的呼喊狀態(tài)。MGFC為來自傳統(tǒng)網(wǎng)絡的呼喊根據(jù)路由號選擇CSCF。MGCF負責和寬帶網(wǎng)絡、PSTN網(wǎng)絡以及VoIP網(wǎng)絡互通。4）SOFTX3000(A-MGCF,I-MGCF)，A-MGCF提供H248/MGCP終端接入IMS網(wǎng)絡的連接。I-MGCF提供和H323交互的功效。5）UMG8900(IM-MGW)，IM-MGW能夠終止電路交換網(wǎng)絡的承載信道，也能夠終止來自一種分組網(wǎng)絡的媒體流，例如一種來自IP網(wǎng)絡的RTP流，IM-MGW也可能支持媒體轉換、承載控制和負載解決（例如編解碼、EC、會議橋接）。6）MRS6100(MRF)，MRS混合輸入的媒體流（例如用于多方會議），解決媒體流（例如音頻轉換、媒體分析）。7）IMPSC(IM/PresenceServer)，IMPSC提供IM(Instantmessaging)以及Presence業(yè)務能力。8）SG7000(SignalingGateway)，SGW在基于SS7的信令傳輸和基于IP的信令傳輸之間體現(xiàn)雙向的信令轉換功效，也就是在SIGTRANSCTP/IP和SS7/MTP之間進行信令轉換，SGW并不解釋應用層，涉及MAP,CAP,BICC,ISUP消息，但是可能會不得不解釋下層的SCCP或者SCTP層來確保信令的對的路由。9）iPAT9830(PoCServer)，iPAT(PoCServer)用來實現(xiàn)PoC（Pushtotalkoverthecellular)服務.PoC是一種類似傳統(tǒng)集群業(yè)務的半雙工服務。華為IMS解決方案的核心優(yōu)勢有：完全符合IMS原則架構；提供多個終端的接入能力；能夠提供UMTS、GPRS、CDMA、WLAN、xDSL/LAN、POTS等終端的接入支持；同時支持這些終端之間的漫游和切換；支持移動CS和IMS融合業(yè)務，增進IMS在移動領域的實時業(yè)務推廣；支持PSTN與IMS融合業(yè)務，增強傳統(tǒng)固定顧客在移動性、個性化等方面的業(yè)務體驗；EndtoEnd解決方案能力。提供從終端到業(yè)務應用全套解決方案；結合IP電信網(wǎng)，提供端到端QoS解決方案。基于IMS的網(wǎng)絡融合基于IMS的固定/移動網(wǎng)絡融合業(yè)務(FMC)得到認同，重要是由于IMS兼有兩個基本點，一種是技術融合的匯聚點——IP，一種是業(yè)務融合的匯聚點——多媒體。21世紀將是以信息為核心的時代，在這個時代中基于IP的信息網(wǎng)絡化是發(fā)展大趨勢。以IP為代表的數(shù)據(jù)業(yè)務不僅會超出話音業(yè)務，并且仍將繼續(xù)高速增加。IP是最抱負的技術，將來技術融合的匯聚點必然是IP。多媒體是下一代服務的重要特性之一，把聲、像、圖、文結合在一起的多媒體，是最符合21世紀的信息形態(tài)，也是人們最樂意接受的信息形態(tài)。多媒體通信已經(jīng)成為各國信息實施的重要部分，業(yè)務融合的匯聚點必然是多媒體。它一定會在生產(chǎn)、管理、教育、科研、醫(yī)療、娛樂等領域得到越來越多的應用，成為一種一種可持續(xù)發(fā)展的增加點。由于基于SIP的應用能夠實現(xiàn)跨網(wǎng)絡的使用，因此3GPP2完全采用了IMS作為cdma系統(tǒng)實現(xiàn)IP多媒體業(yè)務的網(wǎng)絡框架。對于TD-SCDMA技術來說，由于采用和WCDMA相似的核心網(wǎng)，因此也同樣采用IMS技術提供IP多媒體業(yè)務，這樣3G的三種主流技術在核心網(wǎng)絡的IMS層面得到了統(tǒng)一。同樣由于IMS的接入無關性，研究NGN技術的ETSITISPAN和ITU-TFGNGN也都決定采用IMS作為NGN實現(xiàn)基于SIP會話的網(wǎng)絡架構，并最大程度地重用了3GPP已經(jīng)定義的系列規(guī)范，這就從原則的角度為網(wǎng)絡融合提供了確保?，F(xiàn)在各個原則組織正在研究xDSL接入IMS的方案，將來還會逐步考慮其它固定接入方式。5.1IMS為固定和移動接入提供了技術基礎IMS含有下列特點，為同時支持固定和移動接入提供了技術基礎，使得網(wǎng)絡融合成為可能。1）采用分層開放構造。IMS進一步發(fā)揚了軟交換構造中業(yè)務與控制分離、控制與承載分離的思想，網(wǎng)絡構造更加清晰合理；層間采用原則化的開放接口，有助于新業(yè)務的快速生成和應用。2）統(tǒng)一采用SIP合同進行控制。SIP簡潔高效、可擴展性和合用性好，使IMS能夠靈活便捷地支持廣泛的IP多媒體業(yè)務；并且SIP可與現(xiàn)有固定IP數(shù)據(jù)網(wǎng)平滑對接，便于實現(xiàn)固定和無線網(wǎng)絡的互通。3）通過進一步完善能夠含有與接入無關的特點，理論上能夠實現(xiàn)不管顧客使用什么設備、在何地接入IMS網(wǎng)絡，都能夠使用歸屬地的業(yè)務。4）支持移動性。由于IMS最初是3GPP為移動網(wǎng)絡定義的，因此比較充足考慮了對顧客終端的漫游支持。5）充足考慮了運行商實際運行的需求，在網(wǎng)絡框架、QoS、安全、計費以及和其它網(wǎng)絡的互通方面都制訂了有關規(guī)范。現(xiàn)在除了3GPP外，IMS也得到了ETSI，ITU-T等原則化組織的青睞，它們都已經(jīng)擬定了將IMS作為NGN核心網(wǎng)的基本架構。部分先進的運行商如德國電信、英國電信和法國電信已經(jīng)明確了將來網(wǎng)絡和業(yè)務融合的戰(zhàn)略目的，并開始特別關注基于IMS的網(wǎng)絡融合研究。各大設備廠商也加大了對IMS在固網(wǎng)領域應用的研究，正主動參加并大力推動基于IMS的NGN的原則化工作。5.2基于IMS的下一代網(wǎng)絡融合架構現(xiàn)在，在NGN原則和網(wǎng)絡融合研究方面，ETSITISPAN工作組的推動速度最快，它在IMS基礎上展開的NGN原則化工作預計將會直接影響ITU-T的NGN原則，甚至可能成為NGN架構的事實標準。TISPAN建議的NGN架構中盡量地重用IMS架構，其NGNR1版本原則的功效架構框架已基本穩(wěn)定，有關的業(yè)務流程和信令方面的工作尚在進行?；贗MS的NGN融合架構采用面對子系統(tǒng)的網(wǎng)絡構造。這樣的網(wǎng)絡架構非常靈活方便，首先能夠方便地直接引入和修改其它原則組織定義的子系統(tǒng)，另首先將來如果有新的業(yè)務類別需求時，定義添加一種新的子系統(tǒng)即可，對已有的子系統(tǒng)影響很小。基于IMS的NGN融合架構重要分為業(yè)務層和傳送層，如圖2所示。圖2基于IMS的NGN融合架構1.業(yè)務層現(xiàn)在業(yè)務層重要涉及下列部件：*核心IP多媒體子系統(tǒng)(IMS)：該子系統(tǒng)參考繼承了3GPP的IMS規(guī)范，提供基于SIP的IP多媒體業(yè)務，如VoIP話音、即時信息、呈現(xiàn)(Presence)、視頻會議、白板/應用共享，以及Push-to-X業(yè)務(Push-to-Talk，Push-to-Media)等。*PSTN/ISDN仿真子系統(tǒng)(PES)：為通過網(wǎng)關連接到IP網(wǎng)的傳統(tǒng)電話終端仿真PSTN/ISDN網(wǎng)絡，確保傳統(tǒng)PSTN/ISDN業(yè)務的可用性和一致性，使得終端顧客不會意識到其實并沒有連接到PSTN/ISDN網(wǎng)絡。*其它業(yè)務子系統(tǒng)。計劃將來根據(jù)新業(yè)務的需求定義添加新的業(yè)務子系統(tǒng)，例如流媒體子系統(tǒng)(提供基于RTSP的流媒體業(yè)務，如視頻點播、遠程教學等)，內容廣播子系統(tǒng)(向一群終端提供多媒體內容廣播服務，如TV頻道等)等。*公用部件，例如計費功效、顧客業(yè)務信息管理、安全管理和路由數(shù)據(jù)庫(如ENUM)等。值得注意的是，上述網(wǎng)絡架構和有關子系統(tǒng)都是邏輯上的功效構造。每個子系統(tǒng)涉及一系列功效實體和有關接口。實際應用中，可根據(jù)商業(yè)模型環(huán)境和支持的業(yè)務能力在物理實體上組合復用這些功效實體。例如PES與IMS在邏輯上是分離的，前者基于H.248和SIP-I，而后者基于純SIP。但由于PES和IMS的大部分功效實體一致(除了接入網(wǎng)關控制功效AGCF為PES專用外)，因此物理實體上可能共享一種通用的網(wǎng)絡構造。2.傳送層傳送層在網(wǎng)絡附著子系統(tǒng)和資源準入控制子系統(tǒng)的控制下，向NGN終端提供IP連接性，這些子系統(tǒng)能夠隱藏接入網(wǎng)和核心網(wǎng)中IP層下使用的傳送技術。傳送層的控制功效重要涉及下列子系統(tǒng)：*網(wǎng)絡附著子系統(tǒng)(NASS)：提供IP地址分派(如運用DHCP)，IP層的鑒權，根據(jù)顧客業(yè)務檔案(Profile)進行網(wǎng)絡接入授權和接入網(wǎng)配備，負責發(fā)生在IP層的位置管理。*資源和準入控制子系統(tǒng)(RACS)：提供準入控制和網(wǎng)關控制功效。準入控制即根據(jù)用戶業(yè)務檔案(Profile)、運行商的本地方略和可用資源決定與否允許顧客接入，并確保其QoS預留資源。網(wǎng)關控制涉及網(wǎng)絡地址和端口轉換(NAPT)、辨別業(yè)務碼點(DSCP)標記等。5.3基于IMS實現(xiàn)網(wǎng)絡融合的核心問題上述基于IMS的NGN網(wǎng)絡架構，只是給出了網(wǎng)絡框架，在具體技術實現(xiàn)和合同的層面尚待進一步研究。由于現(xiàn)階段IMS只支持2G和3G的移動接入方式，還不能支持固定接入方式，因此基于IMS實現(xiàn)下一代融合網(wǎng)絡需要擴充和修改現(xiàn)有3GPPIMS規(guī)范，涉及下列核心問題：1.放寬對承載網(wǎng)的規(guī)定3GPP規(guī)定IMS網(wǎng)絡和終端支持IPv6合同，而現(xiàn)在的固定網(wǎng)絡及終端都沒有這方面的規(guī)定，所覺得實現(xiàn)融合應放寬該規(guī)定，能夠使用IPv4并支持網(wǎng)絡地址端口轉換(NAPT)。NAPT能夠解決IPv4地址缺少的問題，它提供了一種能夠隱藏終端地址并進行IP地址翻譯的機制，使得終端能夠采用私有IP地址與網(wǎng)絡進行通信。2.協(xié)調SIP合同的差別即使3GPPIMS呼喊控制使用的SIP來自IETF的SIP合同，但針對移動接入的特點進行了部分增強和舍棄，重要體現(xiàn)在登記、鑒權和會話方略等方面，為了實現(xiàn)統(tǒng)一的會話控制需要協(xié)調這些差別。例如3GPPIMS增加了AKA(認證和密鑰協(xié)商)鑒權流程，方便符合移動網(wǎng)的鑒權機制，該機制規(guī)定終端含有通用集成電路卡(UICC)，而現(xiàn)在其它方式接入的終端無法滿足該條件。解決方法是允許固定終端通過其它的方式(如軟件方式)進行接入鑒權。另外，由于無線空中接口資源十分有限，3GPPIMS增加了SIP壓縮(SigComp)規(guī)定，以節(jié)省無線資源。對于固定接入，帶寬資源很充足，因此就沒必要壓縮SIP消息了。3.擴展多媒體會話的資源預留過程由于IMS最初是為移動顧客設計的，因此3GPP規(guī)定移動終端可通過PDP語境激活來預留傳輸網(wǎng)絡資源。PDP語境是與在移動網(wǎng)絡分組域上傳輸數(shù)據(jù)有關的一系列配備和使用設立。移動終端在應用級注冊之前能夠激活一種PDP語境來獲得傳輸所需資源；之后，如果想重新協(xié)商QoS配備，能夠再次激活新的PDP語境。而固定網(wǎng)絡卻沒有制訂終端顧客(例如xDSL終端)預留資源的機制，因此需要擴展P-CSCF以及Gq接口以支持網(wǎng)絡側發(fā)起資源預留請求。4.增加對固定智能網(wǎng)業(yè)務的支持3GPPIMS構造中的IM-SSF只提供移動智能網(wǎng)CAP(CAMELapplicationpart)合同至SIP的映射，因此IMS只能支持傳統(tǒng)移動智能網(wǎng)業(yè)務，為了支持固定智能網(wǎng)的業(yè)務，需擴展IM-SSF以支持INAP。5.統(tǒng)一顧客數(shù)據(jù)庫現(xiàn)在，固定寬帶網(wǎng)絡的顧客簽約信息位于SIP注冊服務器，IMS中顧客簽約信息和位置信息位于歸屬顧客服務器HSS。這兩種數(shù)據(jù)庫應當合并成一種固定業(yè)務和移動業(yè)務通用的公共顧客數(shù)據(jù)庫，其顧客的簽約信息和位置信息為多個業(yè)務所共享。這樣不管顧客采用何種接入技術，現(xiàn)在網(wǎng)絡都能夠及時地得到該顧客的簽約數(shù)據(jù)，從而為顧客提供對應的業(yè)務和服務。6.增強業(yè)務的交互協(xié)調能力由于固定接入網(wǎng)和無線接入網(wǎng)含有不同的特點，有些業(yè)務重要是針對固定顧客或移動顧客設計的，例如寬帶視頻會議(NetMeeting)業(yè)務(重要是為固網(wǎng)顧客推出的)和文本短信息業(yè)務(重要是為移動顧客提供)等。在網(wǎng)絡融合背景下，這些辨別應當消除。運行商應根據(jù)顧客的位置和使用的終端智能化地提供適宜的業(yè)務。這就需要不同業(yè)務之間含有很強的交互協(xié)調能力。SIP是將來多媒體應用的最佳載體，因此這種業(yè)務交互能力自然也應當使用SIP來實現(xiàn)。小結基于IMS的網(wǎng)絡融合方案代表了NGN網(wǎng)絡發(fā)展的方向?，F(xiàn)在，以歐洲ETSI為代表的TISPAN計劃提出了基于IMS的體系架構是NGN的主體架構。IMS系統(tǒng)采用SIP進行端到端的呼喊控制，這就為IMS同時支持固定和移動接入提供了技術基礎，也使得網(wǎng)絡融合成為可能。對于運行商而言，基于IMS的網(wǎng)絡融合方案能夠使其基于統(tǒng)一的核心網(wǎng)絡為固定和移動顧客提供相似的業(yè)務，相對固網(wǎng)和移動網(wǎng)的核心網(wǎng)并存的網(wǎng)絡架構，不僅能夠減少網(wǎng)絡構造的復雜度，也應當能夠減少網(wǎng)絡的運維成本，但是同時也對網(wǎng)絡的運行和管理提出了挑戰(zhàn)，運行商需要針對網(wǎng)絡融合的新架構研究對應的管理對策。3GPP對于IMS的研究有幾個熱點。第一種研究熱點是如何盡早實現(xiàn)IMS的問題，在IMS規(guī)范制訂早期，考慮到IPV4的地址資源非常緊張，因此規(guī)定IMS內使用IPV6。但是由于IPV6技術和商用狀況的限制，諸多國家提出使用IPV4盡早實現(xiàn)IMS的規(guī)定,但使用IPV4可能存在安全問題,3GPP現(xiàn)在正在研究使用IPV4的解決方案，方便盡早實現(xiàn)IMS。第二個研究熱點是對固網(wǎng)NGN的支持，即規(guī)定IMS同時支持多個固定接入方式和移動接入方式。第三個研究熱點是電路域承載問題，在現(xiàn)在的IMS框架中，IMS業(yè)務都承載在分組域上，與電路域只是互通關系?，F(xiàn)在比較關注的問題有：1）安全機制尚有待完善，在網(wǎng)絡安全方面，IMS已經(jīng)定義了對應的安全機制，重要涉及IMS鑒權和SIP消息的保護，分別通過AKA機制和逐段對SIP消息進行加密和一致性保護實現(xiàn)。移動終端接入IMS之前已經(jīng)進行了對應的鑒權，因此安全性更高某些。但是對于固定終端來說，接入網(wǎng)絡沒有任何防備，因此IMS的安全機制顯得特別重要，有關IMS的接入安全的規(guī)范還在不停完善之中。2）產(chǎn)品的開發(fā)還不能滿足大規(guī)模建網(wǎng)的需求，從產(chǎn)品的開發(fā)看，即使現(xiàn)在國內外主流廠商都在進行IMS產(chǎn)品的開發(fā)，如諾基亞和其它廠商合作開發(fā)IMS技術和解決方案，西門子IMS系統(tǒng)被法國電信進行進一步實驗。朗訊致力于日本的IST公司ESS合作開發(fā)基于IMS的業(yè)務。Intel和IBM等形成一種團體研究IMS整套產(chǎn)品等等。但受到原則進程的限制，現(xiàn)在的產(chǎn)品還只是針對IMS某些應用，還不是完整意義的IMS網(wǎng)絡產(chǎn)品，還不能滿足運行商大規(guī)模建網(wǎng)的需求。附錄A術語3GPP：ThirdGenerationPartnershipProject，第三代移動通信伙伴項目3GPP2：ThirdGenerationPartnershipProject2，第三代移動通信伙伴項目AAA：AccessAuthorizationandAccountingAPN：AccessPointNameAS:ApplicationServer(應用服務器)AUC：AUthenticationCenter鑒權中心；寄存顧客的密鑰,還寄存了鑒權算法A3以及數(shù)據(jù)加密密鑰生成算法A8BGCF：BreakoutGatewayControlFunctionBGCF(出口網(wǎng)關控制功效)、MGCF(媒體網(wǎng)關控制功效)BS：BaseStation基站BSC：BaseStationControllerBSS：BaseStationSystemBTS：BaseTransceiverStationC7：CommonChannelSignalingSystemNo.7(alsocalled"SS7")CA：CertificationAuthorityCAMEL：CustomizedApplicationsforMobilenetworkEnhancedLogicCAP：CAMELApplicationPartCAS：ChannelAssociatedSignallingCBR：ConstantBitRateCDR：CallDetailRecordingCG：ChargingGatewayCoA：CareofAddressCoS：ClassofServiceCSCF：InterrogatingCallSessionControlFunction，呼喊會話控制功效DNS：DomainNameServerETSI：EuropeanTelecommunicationStandardisationInstitute，歐洲電信原則協(xié)會FCC：FederalCommunicationsCommissionFDD：FrequencyDivisionDuplexFDM：FrequencyDivisionMultIPlexingFDMA：FrequencyDivisionMultIPleAccessFGNGN：FocusGroup-NGN，NGN焦點組GGSN：GatewayGPRSSupportNodeGi：GGSN/PLMNinterfacetoIPnetworkGMSC：GatewayMobileSwitchingCentreGn：Intra：xGSN(SGSN/GGSN)interfaceGRX：GPRSRoamingExchangeGTP：GPRSTunnelingProtocolHLR：HomeLocationRegisterHMAC：HashMessageAuthenticationCodeHPLMN：HomePublicHSDPA：HighSpeedDownlinkPacketAccessHSS：HomeSubscriberServer，歸屬顧客服務器IAD：IntegratedAccessDevice,綜合接入設備IEEE：InstituteofElectricalandElectronicsEngineersIETF：InternetEngineeringTaskForceIKE：InternetKeyExchangeILMI：IntegratedLocalManagementInterfaceIMCN：IPMultimediaCoreNetworkIMEI：InternationalMobileEquIPmentIdentityIMS：IMS(IPMultimediaSubsystem),IP多媒體子系統(tǒng).IMSI：InternationalMobileSubscriberIdentity，國際移動顧客身份，寄存在AuC（鑒權認證中心）IMT：InternationalMobileTelephonyIN：IntelligentNetworkIntServ：IntergratedServicesIPCAN：IPConnectivityAccessNetwork)IPLMN：InterrogatingPublicLandMobileNetworkIPSec：IPSecurityIPv6：InternetProtocolversion6ISDN：IntegratedServicesDigitalNetworkISIM(IP多媒體SIM)ISUP：SignalingSystem7ISDNUserPartITU-T：InternationalTelecommunicationUnion—TelecommunicationStandardizationSector，國際電信聯(lián)盟電信原則化部門L2TP：Layer2TunnelingProtocolM2PA：MTPLevel2Peer-to-PeerAdaptationLayerM2UA：MTPLevel2UserAdaptationLayerM3UA：MTPLevel3UserAdaptationLayerMAP：MobileApplicationPartMN：MobileNodeMRFC(媒體資源功效控制器)MS：MobileStationMSPP：MediaStreamProcessingProtocol（媒體流解決合同）MSSP：MultiServiceSwitchingPlatform（多業(yè)務交換平臺）MTP：SignalingSystem7MessageTransferPartNAI：NetworkAccessIdentifierNAT：NetworkAddressTranslationNMC：NetworkManagementCentreNMS：NetworkManagementSystemNodeB：3G網(wǎng)絡中的BTSNTP：NetworkTimeProtocolO&M：Operations&MaintenanceOMC：Operations&MaintenanceCentreP_CSCF：ProxyCallSessionControlFunctionPAM：PulseAmplitudeModulationPAN：PersonalAreaNetworkPCF：PacketControlFunctionPDPAddress：PacketDataProtocoladdress分組數(shù)據(jù)合同地址PDPContext：PacketDataProtocolcontextPDPType：PacketDataProtocoltypePDP：PacketDataProtocolPDS：PacketDataSessionPDSN：PacketDataServingNodePDU：ProtocolDataUnitPHS：PersonalHandyphoneSystemPIN：PersonalIdentificationNumberPKE：PublicKeyEncryptionPKI：Public：KeyInfrastructurePLMN：PublicLandPNP：PrivateNumberingPlanPOTS：PlainOldTelephoneServicePSK：PhaseShiftKeyingPSTN：PublicSwitchedTelephoneNetworkPVC：PermanentVirtualCircuitQoS：QualityofServiceRADIUS：RemoteAuthenticationDial：InUserServiceRAN：RadioAccessNetworkRANAP：RadioAccessNetworkApplicationPartRNC：RadioNetworkControllerRNS：RadioNetworkSubsystemRNSAP：RadioNetworkSubsystemApplicationPartRSA：RivestShamir&AdlemanRTCP：Real：timeTransportControlProtocolRTP：Real：timeTransportProtocolSAAL：ATMAdaptationLayerforSignallingSAP：ServiceAccessPointSCCP：SignallingConnectionControlPartSDL：SpecificationandDescrIPtionLanguageSDP：ServiceDataPointSDU：ServiceDataUnitSGSN：ServingGPRSSupportNodeSGW：SignallingGatewaySMG:短消息應用網(wǎng)關SMS：ShortMessageServiceTDM：TimeDivisionMultIPlexingTISPAN：TelecommunicationsandInternetconvergedServicesandProtocolsforAdvancedNetworking電信和互聯(lián)網(wǎng)融合業(yè)務以及高級網(wǎng)絡合同TMSI：TemporaryMobileSubscriberIdentity(3GPP2)臨時移動顧客身份UDP：UserDatagramProtocolUIM：UserIdentityModuleUm：AirInterface(3GPP2)UMTS：UniversalMobileTelecommu