《IMS技術(shù)介紹》課件

IMS技術(shù)介紹IMS是IP多媒體子系統(tǒng)，是下一代網(wǎng)絡(luò)的核心技術(shù)之一。IMS允許用戶使用各種設(shè)備訪問各種服務(wù)，例如語音、視頻和數(shù)據(jù)。IMS概述下一代網(wǎng)絡(luò)IP多媒體子系統(tǒng)（IMS）是下一代移動通信網(wǎng)絡(luò)的核心，支持語音、視頻、短信等多種多媒體服務(wù)。開放標(biāo)準(zhǔn)基于IP協(xié)議和開放標(biāo)準(zhǔn)，IMS提供了靈活的架構(gòu)和可擴(kuò)展性，支持各種應(yīng)用和服務(wù)的集成。數(shù)據(jù)驅(qū)動的網(wǎng)絡(luò)IMS將傳統(tǒng)的電路交換網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)據(jù)驅(qū)動的網(wǎng)絡(luò)，為用戶提供更加豐富的多媒體通信體驗(yàn)。IMS系統(tǒng)架構(gòu)IMS系統(tǒng)采用分層架構(gòu)，將功能模塊劃分為多個(gè)層次，各層之間通過標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議進(jìn)行通信。核心層是IMS的核心，負(fù)責(zé)提供核心服務(wù)，如用戶注冊、呼叫控制和計(jì)費(fèi)。應(yīng)用層提供各種應(yīng)用服務(wù)，如語音、視頻、多媒體消息等，并與核心層進(jìn)行交互。接入層負(fù)責(zé)與用戶設(shè)備連接，將用戶請求轉(zhuǎn)發(fā)給核心層和應(yīng)用層。IMS核心功能組件呼叫控制功能負(fù)責(zé)呼叫建立、維護(hù)和釋放，包括呼叫路由、呼叫轉(zhuǎn)移等。會話管理功能管理用戶會話，包括會話建立、維持和結(jié)束，提供多種會話類型，如語音、視頻、數(shù)據(jù)等。注冊和認(rèn)證功能IMS用戶通過注冊和認(rèn)證過程接入網(wǎng)絡(luò)，獲取網(wǎng)絡(luò)資源，實(shí)現(xiàn)身份驗(yàn)證和安全通信。多媒體處理功能支持多種媒體類型，包括語音、視頻、數(shù)據(jù)，并提供編解碼、傳輸和控制功能。IMS協(xié)議棧會話初始化協(xié)議(SIP)IMS網(wǎng)絡(luò)中用于建立、維護(hù)和釋放會話的協(xié)議。SDP(會話描述協(xié)議)用于描述會話的媒體類型、編碼方式和帶寬需求。媒體資源控制協(xié)議(MRCP)用于控制和管理媒體資源，如語音、視頻和音頻。IMS服務(wù)特點(diǎn)11.服務(wù)豐富支持語音、視頻、消息等多種通信服務(wù)，滿足用戶多樣化需求。22.高效靈活基于IP網(wǎng)絡(luò)，可實(shí)現(xiàn)多媒體業(yè)務(wù)的靈活部署和快速創(chuàng)新。33.安全可靠采用安全協(xié)議和機(jī)制，保障用戶通信的安全性和可靠性。44.可擴(kuò)展性強(qiáng)支持多種接入方式，并可擴(kuò)展到各種網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。IMS網(wǎng)元分類核心網(wǎng)元核心網(wǎng)元負(fù)責(zé)IMS的核心功能，例如呼叫控制、注冊、消息路由等。主要包括：呼叫控制服務(wù)器（CSCF）、媒體網(wǎng)關(guān)控制函數(shù)（MGCF）、會話邊界控制器（SBC）、應(yīng)用服務(wù)器（AS）、計(jì)費(fèi)服務(wù)器（AF）等。邊緣網(wǎng)元邊緣網(wǎng)元連接用戶終端和IMS核心網(wǎng)，負(fù)責(zé)用戶注冊、認(rèn)證、呼叫接入等。主要包括：用戶代理服務(wù)器（UAS）、用戶代理服務(wù)器（UAC）、呼叫會話控制函數(shù)（CSCF）、媒體網(wǎng)關(guān)（MGW）等。IMS用戶注冊流程用戶身份驗(yàn)證用戶通過手機(jī)號碼或其他身份信息進(jìn)行驗(yàn)證。網(wǎng)絡(luò)注冊用戶設(shè)備向IMS網(wǎng)絡(luò)發(fā)送注冊請求。分配網(wǎng)絡(luò)資源IMS網(wǎng)絡(luò)為用戶分配IP地址、呼叫ID等資源。用戶狀態(tài)更新IMS網(wǎng)絡(luò)將用戶狀態(tài)更新為已注冊。IMS業(yè)務(wù)呼叫流程1呼叫建立用戶發(fā)起呼叫請求2呼叫路由IMS網(wǎng)絡(luò)根據(jù)號碼查找目標(biāo)用戶3媒體傳輸IMS網(wǎng)絡(luò)建立媒體連接4呼叫處理IMS網(wǎng)絡(luò)處理呼叫控制5呼叫釋放用戶結(jié)束呼叫IMS網(wǎng)絡(luò)中的呼叫流程包含多個(gè)階段，從用戶發(fā)起呼叫到呼叫結(jié)束，每個(gè)階段都涉及不同的網(wǎng)絡(luò)元素和協(xié)議。呼叫流程的關(guān)鍵步驟包括呼叫建立、呼叫路由、媒體傳輸、呼叫處理和呼叫釋放。IMS服務(wù)質(zhì)量控制流量監(jiān)控實(shí)時(shí)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)流量，識別擁塞點(diǎn)，確保網(wǎng)絡(luò)資源的有效利用。延遲控制確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)募皶r(shí)性，滿足實(shí)時(shí)通信業(yè)務(wù)的需求，例如語音通話和視頻會議。丟包率控制降低網(wǎng)絡(luò)丟包率，提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃裕ＷC數(shù)據(jù)完整性。IMS安全特性身份驗(yàn)證IMS使用安全機(jī)制確保用戶身份的真實(shí)性，防止惡意用戶接入網(wǎng)絡(luò)。數(shù)據(jù)加密敏感信息，如用戶密碼和通話內(nèi)容，在傳輸過程中進(jìn)行加密，防止數(shù)據(jù)被竊取。訪問控制通過訪問控制策略限制用戶的權(quán)限，防止未經(jīng)授權(quán)的訪問和操作。安全協(xié)議IMS采用TLS、SRTP等安全協(xié)議，確保網(wǎng)絡(luò)通信的安全性。IMS接入網(wǎng)絡(luò)IMS支持多種接入網(wǎng)絡(luò)，例如GSM、UMTS、LTE、Wi-Fi等。IMS能夠與各種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備互連，例如核心網(wǎng)絡(luò)、分組數(shù)據(jù)網(wǎng)、IP網(wǎng)絡(luò)等。IMS接入網(wǎng)絡(luò)需要考慮網(wǎng)絡(luò)帶寬、延遲、可靠性等因素。IMS接入網(wǎng)絡(luò)需滿足語音、視頻、數(shù)據(jù)等多種業(yè)務(wù)需求。IMS接口技術(shù)SIPIMS核心協(xié)議，用于控制呼叫建立和釋放。SDPIMS協(xié)議，用于描述媒體類型和參數(shù)。DiameterIMS協(xié)議，用于管理計(jì)費(fèi)、用戶注冊、安全認(rèn)證等。IMS擴(kuò)展協(xié)議包括SIP消息傳遞、媒體流、數(shù)據(jù)流等相關(guān)協(xié)議。IMS移動性管理用戶移動性IMS網(wǎng)絡(luò)支持用戶在不同網(wǎng)絡(luò)之間移動，例如從蜂窩網(wǎng)絡(luò)切換到Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)保持通話或數(shù)據(jù)連接。IMS移動性管理確保用戶在移動過程中獲得無縫的通信體驗(yàn)，并保持呼叫和數(shù)據(jù)連接。移動性管理機(jī)制IMS通過多種機(jī)制實(shí)現(xiàn)用戶移動性，包括移動性管理實(shí)體（MME）、用戶位置注冊和路由控制等。這些機(jī)制協(xié)同工作，確保用戶在網(wǎng)絡(luò)切換過程中保持連接，并提供正確的路由信息。IMS實(shí)時(shí)通信業(yè)務(wù)視頻通話IMS支持高質(zhì)量視頻通話，提供流暢的視音頻體驗(yàn)。語音會議IMS支持多人語音會議，方便多人實(shí)時(shí)交流協(xié)作。即時(shí)聊天IMS支持多種即時(shí)聊天功能，滿足用戶不同需求。IMS多媒體業(yè)務(wù)視頻通話IMS支持高質(zhì)量的視頻通話，實(shí)現(xiàn)視頻通話功能，滿足用戶多種需求。視頻會議IMS支持多人視頻會議功能，支持多方視頻通話和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)共享。富媒體消息IMS支持各種形式的富媒體消息，例如圖片、視頻和音頻。視頻直播IMS支持視頻直播功能，可以滿足用戶實(shí)時(shí)觀看直播的需求，并提供互動功能。IMS位置服務(wù)基于位置的服務(wù)IMS位置服務(wù)可以提供用戶位置信息，方便其他應(yīng)用程序提供基于位置的服務(wù)，如地圖導(dǎo)航、位置共享、附近搜索等。定位技術(shù)IMS位置服務(wù)支持多種定位技術(shù)，包括GPS、WLAN、基站定位等，以確保定位的準(zhǔn)確性和可靠性。隱私保護(hù)IMS位置服務(wù)重視用戶隱私，提供多種隱私保護(hù)措施，例如用戶授權(quán)、位置信息加密等。IMS編解碼技術(shù)語音編解碼IMS廣泛應(yīng)用于語音通信，音頻編解碼技術(shù)保證清晰的語音質(zhì)量。視頻編解碼IMS支持視頻通話和會議，視頻編解碼技術(shù)影響通話質(zhì)量和帶寬效率。多媒體編解碼IMS應(yīng)用中包括各種媒體格式，編解碼技術(shù)確保不同媒體類型之間的相互兼容。優(yōu)化與標(biāo)準(zhǔn)IMS系統(tǒng)通常使用標(biāo)準(zhǔn)化的編解碼技術(shù)，例如G.711、G.729和H.264，以確?；ゲ僮餍院图嫒菪?。IMS計(jì)費(fèi)管理計(jì)費(fèi)模型IMS支持多種計(jì)費(fèi)模型，例如按時(shí)長、按流量、按通話次數(shù)等。計(jì)費(fèi)方式IMS計(jì)費(fèi)可采用預(yù)付費(fèi)、后付費(fèi)或混合計(jì)費(fèi)方式。計(jì)費(fèi)記錄IMS系統(tǒng)會記錄用戶的計(jì)費(fèi)信息，用于賬單生成和計(jì)費(fèi)分析。安全保障IMS計(jì)費(fèi)系統(tǒng)必須保證計(jì)費(fèi)信息的準(zhǔn)確性和安全性。IMS應(yīng)用服務(wù)器功能IMS應(yīng)用服務(wù)器提供各種各樣的功能，例如：媒體處理、用戶管理、安全控制、業(yè)務(wù)邏輯處理等。它扮演著IMS架構(gòu)中核心組件的角色，負(fù)責(zé)處理來自用戶的請求，并根據(jù)策略和配置提供相應(yīng)的服務(wù)。類型常見的IMS應(yīng)用服務(wù)器類型包括：媒體服務(wù)器、會話服務(wù)器、消息服務(wù)器等。不同類型的應(yīng)用服務(wù)器側(cè)重于不同的功能，共同協(xié)作以提供完整的IMS服務(wù)體驗(yàn)。IMS策略和計(jì)費(fèi)控制策略控制IMS系統(tǒng)采用策略控制來管理用戶訪問和資源使用，包括用戶身份驗(yàn)證、服務(wù)授權(quán)和資源分配。計(jì)費(fèi)管理計(jì)費(fèi)系統(tǒng)記錄用戶使用IMS服務(wù)產(chǎn)生的費(fèi)用，包括語音通話、視頻通話、短信和數(shù)據(jù)流量等。計(jì)費(fèi)控制計(jì)費(fèi)控制機(jī)制確保用戶在使用IMS服務(wù)時(shí)不會超過預(yù)定的費(fèi)用限額，并提供多種計(jì)費(fèi)方式和付費(fèi)方案。IMS公共標(biāo)識IMSI國際移動用戶標(biāo)識，唯一標(biāo)識移動用戶。MSISDN移動用戶電話號碼，在IMS網(wǎng)絡(luò)中識別用戶。IP地址用戶設(shè)備在網(wǎng)絡(luò)中的IP地址。網(wǎng)絡(luò)身份在IMS網(wǎng)絡(luò)中識別用戶的網(wǎng)絡(luò)身份。IMS隱私保護(hù)11.用戶信息保護(hù)IMS系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，用戶信息是核心保護(hù)對象。包括個(gè)人信息、通話記錄等。22.通話內(nèi)容加密IMS系統(tǒng)采用加密算法對語音、視頻、數(shù)據(jù)等通話內(nèi)容進(jìn)行加密，確保信息安全。33.身份認(rèn)證機(jī)制IMS系統(tǒng)采用多因素身份認(rèn)證，防止非法用戶訪問或竊取信息。44.隱私策略設(shè)置用戶可自定義隱私策略，例如屏蔽騷擾電話、限制信息訪問權(quán)限等。IMS關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)IETFIMS標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)鍵制定者，包含SIP、SDP、Diameter等協(xié)議。3GPP提供IMS網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、功能組件、呼叫流程等規(guī)范。GSMA推動IMS產(chǎn)業(yè)發(fā)展，發(fā)布相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和白皮書。IEEE制定IMS相關(guān)安全、可靠性、性能方面的標(biāo)準(zhǔn)。IMS演進(jìn)與應(yīng)用IMS技術(shù)應(yīng)用于各種移動通信場景，包括語音通話、視頻通話、短信、數(shù)據(jù)服務(wù)等。IMS支持云化部署，可靈活擴(kuò)展和整合，適應(yīng)不斷變化的業(yè)務(wù)需求。IMS與5G技術(shù)相結(jié)合，推動了下一代通信網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)，提升了移動通信能力。IMS可用于物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，為智能設(shè)備提供通信服務(wù)和數(shù)據(jù)傳輸。IMS應(yīng)用案例IMS技術(shù)廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代通信領(lǐng)域，為用戶提供豐富的語音、視頻、數(shù)據(jù)等通信服務(wù)。IMS應(yīng)用案例包括：移動通信運(yùn)營商，互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)提供商，企業(yè)通信系統(tǒng)，視頻會議系統(tǒng)等。VoLTE,ViLTE,RCS視頻會議，即時(shí)通訊企業(yè)內(nèi)網(wǎng)通信，統(tǒng)一通信平臺IMS部署挑戰(zhàn)網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜性IMS網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)復(fù)雜，包含多個(gè)網(wǎng)元和協(xié)議，部署難度大。系統(tǒng)集成復(fù)雜IMS需要與現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)集成，確保互操作性和功能完整性。安全性和隱私保護(hù)IMS承載敏感信息，需要嚴(yán)格的安全措施和隱私保護(hù)機(jī)制。運(yùn)營成本高IMS部署和維護(hù)需要大量人力和物力，運(yùn)營成本高。IMS發(fā)展趨勢5G網(wǎng)絡(luò)融合IMS與5G網(wǎng)絡(luò)深度融合，提供更強(qiáng)大的實(shí)時(shí)通信和多媒體服務(wù)，滿足用戶對低延遲、高帶寬、高可靠性的需求。云化IMSIMS向云計(jì)算平臺遷移，降低部署成本，提高靈活性，支持快速擴(kuò)展和更新，實(shí)現(xiàn)按需服務(wù)。邊緣計(jì)算邊緣計(jì)算與IMS結(jié)合，實(shí)現(xiàn)低延遲、高可靠性的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理和應(yīng)用，為用戶提供更優(yōu)的服務(wù)體驗(yàn)。人工智能人工智能技術(shù)應(yīng)用于IMS，提升網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化、安全防護(hù)、服務(wù)質(zhì)量管理等方面，實(shí)現(xiàn)更智能、更便捷的通信體驗(yàn)。IMS技術(shù)總結(jié)IMS技術(shù)發(fā)展成熟IMS技術(shù)經(jīng)過多年的發(fā)展，