IMS及相關概念綜述

 什麼是IMS

 
    IMS(IPMultimediaSubsystem)即IP多媒體子系統,由3GPP標準組織在R5版本基礎上提出,是在基於IP的網絡上提供多媒體業務的通用網絡架構,R5版本主要定義了IMS的核心結構、網元功能、接口和流程等內容;R6版本對IMS進行了完善,增加了部分IMS業務特性、IMS與其他網絡的互通規範和WLAN接入等特性;R7加強了對固定、移動融合的標準化制定,要求IMS支持xDSL、cable等固定接入方式。

    IMS技術對控制層功能做了進一步分解,實現了會話控制實體CSCF(CallSessionControlFunction)和承載控制實體MGCF(Media Gateway Control Function)在功能上的分離,使網絡架構更爲開放、靈活,所以IMS實際上比傳統軟交換更“軟”。

    IMS以其業務、控制、承載完全分離的水平架構,集中的用戶屬性和接入無關等特性,一方面解決了目前軟交換技術還無法解決的問題,如用戶移動性支持、標準開放的業務接口、靈活的IP多媒體業務提供等;另一方面,其接入無關性,也使得IMS成爲固定和移動網絡融合演進的基礎。

 

IMS業務架構如圖1所示,IMS的目的是建立與接入無關、能被移動網絡與固定網絡共用的融合核心網。

    在無線接入技術方面,IMS除了GSM/GPRS和WCDMA之外,WLAN通過SIPProxy也可以接入。此外,固定網絡的LAN和xDSL接入技術也可以接入到IMS。

    IMS還提供了與ISDN/PSTN傳統電路交換網絡的互聯機制。這樣,IMS提供服務的終端除了移動終端之外,還包括固定的電話終端、多媒體智能終端、PC機的軟終端等。

    IMS能夠爲使用不同接入手段的用戶提供融合的業務,但固定接入與移動接入終究有不同的特徵,所以要將基於移動通信發展起來的IMS體系應用到固網中還需要進行大量的改進,標準化工作依然任重而道遠。移動通信界提出的IMS與固網通信界提出的軟交換的基本思想和目標是一致的,都希望建立基於IP的融合與開放的網絡平臺。

 

IMS的系統架構    IMS體系結構和CSCF的設計利用了軟交換技術,實現了業務與控制相分離、呼叫控制與媒體傳輸相分離。IMS雖然是3GPP爲移動用戶接入多媒體服務而開發的系統,但由於它全面融合了IP域的技術,並在開發階段就和其它組織進行密切合作,使得IMS實際已經不僅僅侷限於只爲移動用戶進行服務。IMS體系結構如圖所示。

    在IMS體系結構中,最底層爲承載層,用於提供IMSSIP會話的接入和傳輸,承載網必須是基於分組交換的。圖中以移動分組網的承載方式爲例,描述了IMS用戶通過手機進行IMS會話的方式,主要的承載層設備有SGSN(GPRS業務支撐節點)、GGSN(網關GPRS業務支撐節點)以及MGW(媒體網關)。其中SGSN和GGSN可以重複利用現網設備,不需要硬件升級,僅通過做相關配置就可以支持IMS。MGW是負責媒體流在IMS域和CS(電路交換)域互通的功能實體,主要解決語音互通問題。無論具體採用哪一種接入方式,只要基於IP技術,所有的IMS用戶信令就可以很好地傳送到控制層。

    中間層爲信令控制層,由網絡控制服務器組成,負責管理呼叫或會話設置、修改和釋放,所有IP多媒體業務的信令控制都在這一層完成。主要的功能實體有CSCF、HSS(HomeSubscriberServer,歸屬用戶服務器)、MGCF等,這些網元執行不同的角色,如信令控制服務器、數據庫、媒體網關服務器等,協同完成信令層面的處理功能,如SIP會話的建立、釋放。這一層僅對IMS信令負責,最終的IMS業務流不經過這一層,完全通過底層的承載層做路由實現端到端通信。

    最上面一層是應用層,由應用和內容服務器組成,負責爲用戶提供IMS增值業務,主要網元是一系列通過CAMEL、OSA/Parlay和SIP技術提供多媒體業務的應用平臺。運營商可以自行開發一些基於SIP的應用,通過標準SIP接口與IMS系統連接;如果運營商需要連接第三方SP的應用,IMS可以和標準的API,如OSAAPI連接,通過OSA/ParlayGW對第三方非信任的SP業務進行鑑權和管理等。

 

 

  CAMEL服務環境完成預付費、親近號碼、會議電話、彩鈴等傳統的移動智能網業務。CAMEL服務環境相當於固話的智能網,以提供交互式語音應答爲主的業務。

3GPP R5中IMS的基本結構是什麼?

     電路交換域與現有的2G網絡類似,採用電路交換技術提供話音業務。分組交換域是2.5G網絡中引入的,主要網元設備有SGSN(ServiceGPRSSwitchNode)和GGSN(Gateway GPRS Switch Node)。它們負責向終端提供IP連接,用戶通過該域進入因特網,用戶可以由此發送郵件,瀏覽網頁。它並沒有在IP之上定義任何特殊的體系結構,它主要是一種接入技術。IP多媒體域(即IMS,IP Multimedia Subsystem)是3GPP制定的UMTS R5版本中引入的,採用SIP作爲主要的信令協議,使得移動運營商可以爲用戶提供端到端的全IP的多媒體業務。

     3GPP R5基本結構

    IMS由呼叫狀態控制功能CSCF(CallSessionControlFunction)、媒體網關控制功能MGCF(Media Gateway Control Function)、媒體網關MGW(Media Gateway)、歸屬地用戶服務器HSS(Home Subscriber Server)等功能實體組成。CSCF的種類包括P-CSCF(Proxy-CACF,代理CSCF)、I-CSCF(Interrogating CSCF,查詢CSCF)和S-CSCF(Serving CSCF,服務CSCF),本質上它們都是SIP服務器,處理SIP信令。

     3GPP定義的IMS的體系架構

    ●P-CSCF是UE聯繫IMS的第一步,是UE在被訪問域(漫遊時)首先要訪問的點,進出的SIP消息都要通過P-CSCF。P-CSCF相當於SIP協議定義的邊界代理服務器。

    ●I-CSCF的功能是提供到歸屬網絡的入口,將歸屬網絡的拓撲圖對其它網絡隱藏起來,並通過HSS爲特定用戶找出相應的S-CSCF。它是用戶終端漫遊或者外來任務進入本地服務提供商網絡中的聯繫點。當I-CSCF接到一個請求時,它將把請求路由到相應的S-CSCF。

    ●S-CSCF給用戶提供服務。當終端註冊時,它同本地域的S-CSCF聯繫,本地S-CSCF向用戶提供用戶預定的服務。這樣的好處是用戶即使漫遊到不支持某項業務的網絡也能像在本地一樣得到需要的服務。

    HSS(HomeSubscriberServer)相當於2G網絡中的HLR,存儲了與一個單獨用戶相關的S-CSCF和相應的用戶簡介。因此它知道用戶現在的位置和用戶指定的服務。CSCF可以向HSS詢問以獲得這些信息。HSS和CSCF之間交互用的是Cx接口,它不是IETF制定的,當也是基於IP的。

 

什麼是A-IMS?

其他 參看原文地址:http://www.cww.net.cn/tech/html/2007/8/31/20078311351276980_4.htm

 

 

 

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