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IMS及相关概念综述

2013年10月14日 ⁄ 综合 ⁄ 共 2986字 ⁄ 字号 评论关闭

 什么是IMS

 
    IMS(IPMultimediaSubsystem)即IP多媒体子系统,由3GPP标准组织在R5版本基础上提出,是在基于IP的网络上提供多媒体业务的通用网络架构,R5版本主要定义了IMS的核心结构、网元功能、接口和流程等内容;R6版本对IMS进行了完善,增加了部分IMS业务特性、IMS与其他网络的互通规范和WLAN接入等特性;R7加强了对固定、移动融合的标准化制定,要求IMS支持xDSL、cable等固定接入方式。

    IMS技术对控制层功能做了进一步分解,实现了会话控制实体CSCF(CallSessionControlFunction)和承载控制实体MGCF(Media Gateway Control Function)在功能上的分离,使网络架构更为开放、灵活,所以IMS实际上比传统软交换更“软”。

    IMS以其业务、控制、承载完全分离的水平架构,集中的用户属性和接入无关等特性,一方面解决了目前软交换技术还无法解决的问题,如用户移动性支持、标准开放的业务接口、灵活的IP多媒体业务提供等;另一方面,其接入无关性,也使得IMS成为固定和移动网络融合演进的基础。

 

IMS业务架构如图1所示,IMS的目的是建立与接入无关、能被移动网络与固定网络共用的融合核心网。

    在无线接入技术方面,IMS除了GSM/GPRS和WCDMA之外,WLAN通过SIPProxy也可以接入。此外,固定网络的LAN和xDSL接入技术也可以接入到IMS。

    IMS还提供了与ISDN/PSTN传统电路交换网络的互联机制。这样,IMS提供服务的终端除了移动终端之外,还包括固定的电话终端、多媒体智能终端、PC机的软终端等。

    IMS能够为使用不同接入手段的用户提供融合的业务,但固定接入与移动接入终究有不同的特征,所以要将基于移动通信发展起来的IMS体系应用到固网中还需要进行大量的改进,标准化工作依然任重而道远。移动通信界提出的IMS与固网通信界提出的软交换的基本思想和目标是一致的,都希望建立基于IP的融合与开放的网络平台。

 

IMS的系统架构    IMS体系结构和CSCF的设计利用了软交换技术,实现了业务与控制相分离、呼叫控制与媒体传输相分离。IMS虽然是3GPP为移动用户接入多媒体服务而开发的系统,但由于它全面融合了IP域的技术,并在开发阶段就和其它组织进行密切合作,使得IMS实际已经不仅仅局限于只为移动用户进行服务。IMS体系结构如图所示。

    在IMS体系结构中,最底层为承载层,用于提供IMSSIP会话的接入和传输,承载网必须是基于分组交换的。图中以移动分组网的承载方式为例,描述了IMS用户通过手机进行IMS会话的方式,主要的承载层设备有SGSN(GPRS业务支撑节点)、GGSN(网关GPRS业务支撑节点)以及MGW(媒体网关)。其中SGSN和GGSN可以重复利用现网设备,不需要硬件升级,仅通过做相关配置就可以支持IMS。MGW是负责媒体流在IMS域和CS(电路交换)域互通的功能实体,主要解决语音互通问题。无论具体采用哪一种接入方式,只要基于IP技术,所有的IMS用户信令就可以很好地传送到控制层。

    中间层为信令控制层,由网络控制服务器组成,负责管理呼叫或会话设置、修改和释放,所有IP多媒体业务的信令控制都在这一层完成。主要的功能实体有CSCF、HSS(HomeSubscriberServer,归属用户服务器)、MGCF等,这些网元执行不同的角色,如信令控制服务器、数据库、媒体网关服务器等,协同完成信令层面的处理功能,如SIP会话的建立、释放。这一层仅对IMS信令负责,最终的IMS业务流不经过这一层,完全通过底层的承载层做路由实现端到端通信。

    最上面一层是应用层,由应用和内容服务器组成,负责为用户提供IMS增值业务,主要网元是一系列通过CAMEL、OSA/Parlay和SIP技术提供多媒体业务的应用平台。运营商可以自行开发一些基于SIP的应用,通过标准SIP接口与IMS系统连接;如果运营商需要连接第三方SP的应用,IMS可以和标准的API,如OSAAPI连接,通过OSA/ParlayGW对第三方非信任的SP业务进行鉴权和管理等。

 

 

  CAMEL服务环境完成预付费、亲近号码、会议电话、彩铃等传统的移动智能网业务。CAMEL服务环境相当于固话的智能网,以提供交互式语音应答为主的业务。

3GPP R5中IMS的基本结构是什么?

     电路交换域与现有的2G网络类似,采用电路交换技术提供话音业务。分组交换域是2.5G网络中引入的,主要网元设备有SGSN(ServiceGPRSSwitchNode)和GGSN(Gateway GPRS Switch Node)。它们负责向终端提供IP连接,用户通过该域进入因特网,用户可以由此发送邮件,浏览网页。它并没有在IP之上定义任何特殊的体系结构,它主要是一种接入技术。IP多媒体域(即IMS,IP Multimedia Subsystem)是3GPP制定的UMTS R5版本中引入的,采用SIP作为主要的信令协议,使得移动运营商可以为用户提供端到端的全IP的多媒体业务。

     3GPP R5基本结构

    IMS由呼叫状态控制功能CSCF(CallSessionControlFunction)、媒体网关控制功能MGCF(Media Gateway Control Function)、媒体网关MGW(Media Gateway)、归属地用户服务器HSS(Home Subscriber Server)等功能实体组成。CSCF的种类包括P-CSCF(Proxy-CACF,代理CSCF)、I-CSCF(Interrogating CSCF,查询CSCF)和S-CSCF(Serving CSCF,服务CSCF),本质上它们都是SIP服务器,处理SIP信令。

     3GPP定义的IMS的体系架构

    ●P-CSCF是UE联系IMS的第一步,是UE在被访问域(漫游时)首先要访问的点,进出的SIP消息都要通过P-CSCF。P-CSCF相当于SIP协议定义的边界代理服务器。

    ●I-CSCF的功能是提供到归属网络的入口,将归属网络的拓扑图对其它网络隐藏起来,并通过HSS为特定用户找出相应的S-CSCF。它是用户终端漫游或者外来任务进入本地服务提供商网络中的联系点。当I-CSCF接到一个请求时,它将把请求路由到相应的S-CSCF。

    ●S-CSCF给用户提供服务。当终端注册时,它同本地域的S-CSCF联系,本地S-CSCF向用户提供用户预定的服务。这样的好处是用户即使漫游到不支持某项业务的网络也能像在本地一样得到需要的服务。

    HSS(HomeSubscriberServer)相当于2G网络中的HLR,存储了与一个单独用户相关的S-CSCF和相应的用户简介。因此它知道用户现在的位置和用户指定的服务。CSCF可以向HSS询问以获得这些信息。HSS和CSCF之间交互用的是Cx接口,它不是IETF制定的,当也是基于IP的。

 

什么是A-IMS?

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

 

 

 

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