IMS基本概念和网络架构-20091029-B-1.0

1、HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTDHUAWEI Confidential Security Level: IMS基本概念和网络架构ISSUE1.0HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 2参考资料l一书。lIMS 解决方案产品手册HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 3学习完此课程，您将会： 了解3GPP协议的发展 理解IMS网络基本架构 了解几种主要网元CSCF、 HSS、 AS、MGCF/IM-MGW、MRFC/MRFP等的主要作用

2、,以及各网元之间的接口 了解IMS网络的注册过程和会话过程HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 4第第2章章 IMS网络架构网络架构第第3章章 IMS注册流程注册流程第第4章章 IMS会话流程会话流程HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 51.1 IMS基本概念基本概念1.2 3GPP协议的发展协议的发展1.3 SIP协议的概念协议的概念HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 6IMS基本

3、概念IMS是3GPP R5阶段增加的WCDMA网络中的一个子系统，在3GPP相关协议中对IMS的描述如下：IMS ：IP Multimedia subsystem（3GPP TS 23.002 ）The IM subsystem comprises all CN elements for provision of IP multimedia services comprising audio, video, text, chat, etc. and a combination of them delivered over the PS domain. The entities related

4、to IMS are CSCF, MGCF, MRF, etc. as defined in the stage 2 of the IM subsystem TS 23.228 34. See TS 22.228 27 for some service examples of IMS. HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 7IMS是未来统一核心网的基础，具有如下特点： l采用SIP协议作为会话控制协议，利用SIP简单、灵活、易扩展、媒体协商便捷等特点来提高网络的未来适应能力。 l业务逻辑分布在不同的应用服务器中，网络只提供

5、传输能力，实现业务逻辑与网络传输的完全分离，以最大程度的支持端到端业务。 l采用标准的SIP协议为业务触发接口，签约数据为匹配规则，完成业务触发条件的匹配，最大程度的支持业务匹配与触发的灵活性。 l将用户签约数据集中存放在HSS（Home Subscriber Server）中，供会话控制网元与业务处理网元下载，最大程度的支持用户与业务的移动性。 l在归属域中统一提供用户签约的业务，最大程度的实现用户在不同时间、不同地点享受一致的业务体验。 l通过将会话与业务的全分布处理，最大程度的实现类似IP网络的可靠性、强壮性、可用性。 IMS除全面考虑了会话控制、业务提供、业务触发、移动性、计费、寻址方

6、式等特性之外，还考虑了QoS、安全、NAT穿透、与PSTN和PLMN网络互通、固定移动融合等问题。IMS是IP网上进行多媒体通信的可运营、可管理、可增值的一种完整解决方案。IMS特点HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 81.1 IMS基本概念基本概念1.2 3GPP协议的发展协议的发展1.3 SIP协议的概念协议的概念HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 93GPP协议发展HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confi

7、dential Page 103GPP协议发展R99lWCDMA R99版本与2G GSM 以及 2.5G GPRS 体系相比：在网络结构上继承了GSM核心网结构，分为电路域（CS域）和分组域（PS域）两个域，核心网CS域（MSC间）基于TDM传输，PS域基于IP传输承载非实时的数据业务；接入网则引入了全新的无线接口WCDMA并采用了分组化传输，引入了基于ATM的 Iub, Iur, Iu 接口。lR99版本功能在2000年3月功能冻结，经2000年6月至2002年6月期间共9次修改已基本完善，并经过了日本NTT DoCoMo等的商用验证。3GPP R99网络构架网络构架HUAWEI TECH

8、NOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 113GPP协议发展-R4lR4是原R00的一部分，从1999年开始考虑, 到2000年8月因无法完成原定计划，决定改变按年度命名的惯例, 将以前的R00分成R4和R5两个阶段，R4由此正式出现，并于2001/03功能冻结，部分后延到2001/06完成；lR4版本变化主要在核心网络电路域，即引入承载和控制相分离的网络结构（ BICSCN / BICC），支持ATM/IP/TDM多种承载方式；l核心网PS域网络结构和R99保持一致，主要改动在信令网可用IP承载，其他还包括一些功能的增强的和完善；接入网则主要是对

9、R99版本的完善和优化，没有大的功能增加；3GPP R4电路域核心网的变化：电路域核心网的变化：HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 123GPP R5及IMS引入lR5版本定位提供IP实时多媒体业务，核心网在PS基础上增加了IP多媒体域（IMS，IMS主要功能在控制层面，承载通过PS域。lIMS的引入是 R4 CS域承载与控制分离思路在PS域的延续；HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 133GPP协议发展-R5l3GPP R5版本特征：继承WCDMA

10、R4所有的业务和功能；核心网在CS域和PS域外，在PS域基础上叠加IMS（IP多媒体）子系统， CS域网络结构和R4基本保持一致；IP QoS方面的增强；业务方面的增强lR5版本初步实现了3GPP最初提出的ALL IP网络IP技术成为所有信令消息的承载技术，改变了原有的呼叫流程。l由于IMS在R5中并没有最终完成。所以R6将继续完成增强IP多媒体业务（IMS phase2），最终实现完整的ALL IP网络。HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 141.1 IMS基本概念基本概念1.2 3GPP协议的发展协议的发展1.3 SI

11、P协议的概念协议的概念HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 15SIP协议SIP (RFC 3261) 是IMS控制层协议，是IETF制订的多媒体通信系统框架协议之一，是用于建立、改变或结束多媒体会话的应用层协议，与RTP/RTCP、SDP、RTSP、DNS等协议配合，共同完成IMS中的会话建立及媒体协商；一旦建立会话，媒体流将使用RTP协议在承载层中直接传送，在一次会话中可以灵活的交互多种媒体.HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 16本章小结lIMS基

12、本概念l3GPP协议的发展HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 17第第1章章 IMS背景知识与基本概念背景知识与基本概念第第3章章 IMS注册流程注册流程第第4章章 IMS会话流程会话流程HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 182.1 IMS网络架构网络架构2.2 各网元功能各网元功能2.3 IMS主要接口主要接口HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 19华为IMS解决方案网络架构A

13、GIADGGSNInternet / VoIPiMGMGCP/H.248xDSL/LAN 接入接入I-MGCFMRFPI_CSCFA-MGCFT-MGCFMRFCSIP/H.323 TerminalsSGSN2G/3G RANSIP TerminalsSIPSIPPSTN/PLMNTMGSGP-CSCFACARMARMS_CSCFIADOSS/BSSHUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 20华为IMS解决方案网络架构l业务层业务层 业务层主要由各种不同的应用服务器与资源服务器组成，提供各种业务（如游戏、会议、即时消息等）及业

14、务能力（Presence、群组、媒体资源等）。 运营商可以根据自己的需要将业务能力组合成各种不同的业务，以实现快速推出业务的目的。同时，为了支持第三方开发，运营商可以将某些业务能力公开，向第三方开发商提供API接口。l会话控制与媒体资源层会话控制与媒体资源层 会话控制层由P-CSCF、I-CSCF、S-CSCF、BGCF、MRFC/MRFP、HSS和AGCF等功能实体组成，主要完成注册、鉴权、会话路径控制、业务触发、拓扑隐藏、路由选择、资源控制、互通等功能。l接入与承载控制层接入与承载控制层接入&承载控制层由PDF/PCRF/SPDF/A-RACF、NACF和CLF等功能实体组成。承载

15、控制主要提供基于SBLP（Service Based Local Policy）/SBBC（Service Based Bear Control）的QoS资源控制，通过PDF/PCRF/SPDF/A-RACF控制接入网的资源。 对于固网接入，接入层还包括NASS（Network Attachment Subsystem）子系统。NASS子系统提供了固网接入的位置管理和网络接入配置功能，包括CLF和NACF功能实体。 接入和互通层还完成NAT控制功能，以支持企业网中的NAT穿越。目前华为IMS支持的接入方式有WCDMA、CDMA2000、WiFi、xDSL、LAN、PSTN/ISDN、WiMAX

16、等。HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 21华为IMS解决方案网络架构l互通层互通层互通层完成IMS网络与PSTN/PLMN/NGN/H.323网络的互通。IMS网络与PSTN/PLMN网络的互通由MGCF、BGCF完成，信令的转换由SGW完成，媒体的转换由IM-MGW完成（IM-MGW也可以内置SGW功能）。 IMS网络与H.323/SIP VoIP网的互通由I-BCF完成，媒体的转换由I-BGF完成。l运营支撑运营支撑 运营支撑层主要提供网管、签约数据存放、计费、Web Portal统一操作、寻址等功能，由OMS、CC

17、F、Portal、SPG（Service Provisioning Gateway）、EMS（Element Management System）、DNS/ENUM服务器等功能实体组成。HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 22华为IMS网络体系结构HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 23IMS解决方案的组网与应用 组网方案名称应用VoBB解决方案解决方案 华为VoBB解决方案通过ISE（Internet Service Engine）和TSE（Tele

18、com Service Engine），实现IMS和Internet的融合，为固定及移动宽带接入用户提供基于IP的语音、视频及补充业务。融合会议解决方案融合会议解决方案IMS融合会议解决方案基于融合的电信网络、融合的业务平台向用户提供包括语音、数据、标清视频、高清视频的融合会议业务。IMS融合会议解决方案满足了用户对体验需求的提升，即任何用户在任何时间任何地点都可以通过固定电话、移动电话、PC终端等任何通信终端获得一致的和无缝的会议业务体验。融合融合Centrex解决方案解决方案 融合Centrex是一个完整的商业网解决方案，是在现有PSTN、PLMN网络的基础上叠加一个IMS网络，采用锚定的

19、方式为多个网络的用户提供IP Centrex业务。融合Centrex解决方案支持IP Centrex业务多媒体会议业务语音邮箱业务的组合。 One Key解决方案解决方案 One Key解决方案是华为公司针对个人消费者和商务人士的数据卡市场，通过在数据卡终端软件中集成通讯业务能力，将数据卡与IMS业务进行深度捆绑的创新的解决方案。One Key业务整合了语音呼叫、语音即时会议、即时消息、短消息、群组(电话簿)、状态呈现等各种通信资源，为数据卡用户构建了一个全新的通信方案。HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 24IMS解决方

20、案的组网与应用 组网方案名称应用Iroaming解决方案解决方案 Iroaming解决方案解决IMS子域和CS子域共同期间互通的问题，通过CAS9900产品将CS域呼叫改向锚定到IMS域的业务平台进行业务触发，可以统一业务提供。 PES解决方案解决方案 PES（PSTN/ISDN Emulation Subsystem） PES解决方案主要提供IMS话音业务和IMS补充业务，可以让PSTN用户无差别的体验IMS业务。 PSS解决方案解决方案 PSS（PSTN/ISDN Simulation Subsystem） 华为IMS解决方案提供的PSS解决方案主要提供PSTN话音业务和PSTN补充业务，

21、可以让IMS用户无差别的体验PSTN业务。IMS+WiMAX融合解决方融合解决方案案 华为IMS+WiMAX融合解决方案提供HSI（High Speed Internet）业务、VoIP（Voice over IP）业务、VPN（Virtual Private Network）业务等，并支持丰富的IMS多媒体业务，如多媒体会议、融合Centrex等业务。网络互通解决方案网络互通解决方案 提供与PSTN/PLMN网络互通、与CDMA2000 Phase2互通、与其他分组网络互通的方案HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 25华

22、为IMS操作维护系统 华为IMS的会话控制层和承载控制层设备的操作维护功能由OMS2600提供统一接口，OMS2600接入N2000/M2000。N2000/M2000可以通过北向接口接入上级网管系统或OSS。 目前支持的功能如下：l资源管理l 数据配置管理l故障管理l跟踪管理l性能管理l安全管理 HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 26IMS计费实现方案 类别应用IMS离线计费方案 供漫游和非漫游状态下的离线计费方案。 IMS在线计费方案 HUAWEI IMS中CSC3300、ATS9900等网元提供基于信用控制的在线计

23、费功能，配合OCS提供IMS在线计费方案。 IMS承载层面计费实现方案 RM9000作为PCRF功能实体，提供基于流的计费策略功能。RM9000 HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 272.1 IMS网络架构网络架构2.2 各网元功能各网元功能2.3 IMS主要接口主要接口HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 28华为IMS设备列表所属层面所属层面设备名称设备名称功能功能业务层ATS9900提供Telephony AS（Application Serve

24、r）功能和融合Centrex AS实体的功能。MediaX3600提供电话会议、多媒体会议等业务。Messaging提供及时消息、离线消息和短消息等业务。Group提供电话薄备份下载，群组及联系人管理等业务。Presence提供联系人的在线状态通知业务。会话控制与媒体资源层CSC3300提供P-CSCF/I-CSCF/S-CSCF/BGCF/I-BCF/MRFC/OCS功能。HSS9820提供HSS功能。MRP6600提供MRFP功能SoftX3000提供AGCF功能接入与承载控制层RM9000提供PDF、PCRF、SPDF/A-RACF功能。SE2300/SE2600提供C-BGF（包含NA

25、T）、I-BGF功能。AIM6300提供CLF和NACF功能。HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 29华为IMS设备列表所属层面所属层面设备名称设备名称功能功能互通层UGC3200提供综合汇接局、综合关口局、MGCF和IM-SSF功能。UMG8900提供IM-MGW、I-BGF功能。CAS9910完成CS域用户的锚定，使其呼叫触发到IMS域。运营支撑iCG9815提供CCF功能。SPG2800统一的业务发放接口和Web Portal。N2000/M2000提供华为IMS组网的全设备网元管理。OMS2600提供操作维护功能。

26、Update Server提供PC终端自动升级功能。HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 30CSCFCSCF：Call Session Control Function l CSCF按其位置和功能又可分为 P/S/I 三种类型：其中： P-CSCF(Proxy CSCF)：是IMS中与用户的第一个连接点， 提供代理（Proxy）功能，即接受业务请求并转发它们；P-CSCF也可提供用户代理（UA）功能，即在异常情况下中断和独立产生SIP会话；S-CSCF(Serving CSCF)：S-CSCF在IMS核心网中处于核心的控制

27、地位，负责对UE的注册鉴权和会话控制，执行针对主叫端及被叫端IMS用户的基本会话路由功能，并根据用户签约的IMS触发规则，在条件满足时进行到AS的增值业务路由触发及业务控制交互； I-CSCF(Interrogating CSCF)：类似IMS的关口节点，提供本域用户服务节点分配、路由查询以及IMS域间拓朴隐藏功能；lP/S/I-CSCF在物理实体上完全可以是合一的，在实际组网时，其划分和部署需综合考虑对IMS业务接入方式、CSCF的容量、能力及用户业务量需求等因素.HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 31P-CSCF业务

28、功能P_CSCF是IMS域拜访域控制平面统一的初步入口点，将来自拜访地接入网络的SIP消息，包括登记、多媒体会话等，代理转接到其归属地的S-CSCF（根据登记时记录的信息）或I-CSCF（根据SIP UA携带的归属域名）；负责与IMS SIP终端之间可选的SIP消息压缩/解压缩，提高无线接入空口带宽的利用率；在会话建立过程中解析用户面SDP信息，通过Diameter与QoS策略执行实体PDF的交互，将QoS承载需求（带宽，时延/抖动级别等）知会PDF，再由PDF通过COPS将QoS策略决定最终下发到IP接入汇聚层设备或边缘路由器进行策略执行，最终为IMS业务所使用的本地接入网IP QoS资源提

29、供认证授权功能，实现IMS业务的端到端QoS服务保障；在会话释放时通知PDF在IP承载控制层释放相应资源占用信息；负责IMS会话相关计费话单产生，将接入网与IMS计费信息相关联，并将CDR通过Diameter送往CCF；作为SIP UA处理处理异常情况下的会话终结及相应SIP消息生成；代理代理HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 32S-CSCF业务功能S-CSCF在整个IMS核心网的会话控制处于核心的控制地位，接受来自拜访网络IMS用户经过P-CSCF转发的注册请求，与HSS配合对IMS终端用户进行鉴权，并从HSS中下载I

30、MS基本签约数据，执行针对主叫端及被叫端IMS用户的基本会话路由功能，并评估IMS签约触发规则，在条件满足时进行到SIP AS / IM-SSF /OSA SCS的增值业务路由触发。注册及鉴权控制注册及鉴权控制 充当IMS用户的SIP Registar，向HSS注册自身的地址信息，并从HSS获取IMS用户签约数据的拷贝，从而为后继会话业务触发及签约检查提供支持； 支持IMS AKA鉴权过程，对注册用户的合法性进行检查，并支持从HSS获取鉴权集信息并将未用的鉴权信息进行本地保存；公共会话控制功能公共会话控制功能 作为SIP UA直接进行会话失败处理，向终端通知失败原因并释放会话； 给终端提供与业

31、务相关的事件信息（例如通知放音，附加媒体资源，计费通知等）； 负责IMS会话相关计费话单产生，将CDR通过Diameter送往CCF；HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 33I-CSCF业务功能I-CSCF是运营商归属是运营商归属IMS网络的统一的初步入口点网络的统一的初步入口点：在IMS注册过程支持依据用户签约及CSCF能力信息为用户指派一个服务CSCF，即S-CSCF;对于来自本网S-CSCF或其他网络S-CSCF/I-CSCF的SIP会话，负责从HSS查询被叫IMS用户的S-CSCF路由地址信息；并将该SIP会话按照

32、HSS返回的地址到被叫用户的S-CSCF。在IMS会话跨不同运营商时，可通过对SIP地址信息的加密/解密实现对I-CSCF所在运营商的网络拓扑隐藏，即支持可选的所谓THIG功能。对未注册被叫IMS用户，I-CSCF可以选择一个临时S-CSCF负责后继的路由处理，转CS或IMS语音邮箱等。负责IMS相关计费话单产生，将ACR通过Diameter送往CCF；问讯问讯HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 34HSS业务功能HSS:The Home Subscriber Server HSS是归属网络中保存IMS用户的签约信息，包括

33、基本标识、路由信息以及业务签约信息等集中综合数据库，位于IMS核心网络架构的最顶层，HSS中保存的主要信息包括：IMS用户标识（包括公共及私有标识）、号码和地址信息IMS用户安全上下文：用户网络接入认证的密钥信息IMS用户的路由信息：HSS支持用户的注册，并且存储用户的位置信息IMS用户的业务签约信息：包括其他AS的增值业务数据HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 35HSS业务功能lHSS存储运营商开户时设定的上述IMS签约信息，同时支持通过与业务管理系统的接口由运营商或终端用户对签约数据进行的定制和修改。lHSS提供与I

34、-CSCF间基于Diameter协议的Cx接口，在IMS注册过程中 I-CSCF则可通过该接口获取用户所要求的S-CSCF能力信息，由此作为该用户服务S-CSCF的依据，并为IMS用户被叫流程提供查询被叫路由（S-CSCF域名或地址信息）的服务；lHSS通过与S-CSCF间基于Diameter协议的Cx接口实现IMS注册过程中对S-CSCF域名路由信息的登记，并支持通过该接口将基本IMS签约信息下载到S-CSCF；lHSS依据用户安全下文信息进行鉴权元组计算并通过基于Diameter协议的Cx接口为S-CSCF提供用户/网络鉴权所需的鉴权元组信息。lHSS提供与SIP AS间基于Diamete

35、r协议的Sh接口，为增值业务提供签约数据、并且HSS负责对特定签约用户AS增值业务数据的透明存储，但语义上不做解析。HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 36IMS其他网元功能ASAS(Application Server)：为IMS用户提供增值业务，可以位于用户归属网，也可以由第三方提供，其中： AS包括SIP AS、 OSA AS和 IM-SSF三类，其中，OSA AS通过OSA Service Capability Servers而不是直接与IMS网元交互，IM-SSF则提供IMS SIP到CS CAP的映射及SSP触

36、发能力，使IMS域VoIP业务用户能无缝继承CS智能业务；S - CSCF S - CSCF SIP Application Server SIP Application Server HSS HSS OSA service capability server (SCS) OSA service capability server (SCS) IM - SSF IM - SSF Camel Service Environment Camel Service Environment OSA application server OSA application server ISC Cx ISC

37、ISC CAP MAP OSA API SCIM AS AS Sh Si AS通过与HSS的接口 获得用户业务相关的数据和用户状态信息，其中，SIP AS和OSA SCS与HSS间为基于Diameter的Sh接口，IM-SSF与HSS间为基于MAP的Si接口； S-CSCF与AS间的ISC接口用于AS进行相应的业务控制OSA：Open Services ArchitectureHUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 37IMS其他网元功能lSLF(Subscription Locator Function )：在运营商内设置多

38、个HSS的情况下，I-CSCF在登记注册及事务建立过程中通过SLF获得用户签约数据所在的HSS域名，可与HSS合设。lMGCF(Media Gateway Control Function)：实现IMS核心控制面与PSTN或PLMN CS的交互，支持ISUP/BICC与SIP的协议交互及呼叫互通，通过H.248控制IM-MGW完成PSTN或CS TDM承载与IMS域用户面RTP的实时转换。lIM-MGW(IMS-Media Gateway Function)：完成IMS与PSTN及CS域用户面宽窄带承载互通及必要的Codec编解码变换。lBGCF(Breakout Gateway Contro

39、l Function )：根据互通规则配置或被叫分析，为IMS到PSTN/CS的呼叫选择MGCF，从而实现MGCF路由的自动获取。lMRFC(Multimedia Resource Function Controller)：通过H.248控制MRFP上的媒体资源，解析来自其他S-CSCF及AS的SIP资源控制命令，转换为对MRFP的对应控制命令并产生相应计费信息;lMRFP(Multimedia Resource Function Processor)：作为网络公共资源，在MRFC控制下提供资源服务，包括媒体流混合（多方会议）、多媒体信息播放（放音、流媒体）、媒体内容解析处理（码变换、语音识别

40、等）。HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 38IMS其他网元功能lDNS、ENUM Server：DNS(Domain Name System)服务器负责URL地址到IP地址的解析，可以直接借助Internet公网上的分层DNS Server，也可直接在网内新建DNS服务器。ENUM(E.164 Number URI Mapping)服务器负责电话号码到URL的转换，一般需IMS运营商新建。lDHCP Server：在标准DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol )服务功能的基础上，

41、增加在动态分配IP地址过程中向IMS终端指定P-CSCF的URL地址的处理。HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 392.1 IMS网络架构网络架构2.2 各网元功能各网元功能2.3 IMS主要接口主要接口HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 40华为IMS和互通部分支持的主要接口 HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 41华为IMS接入部分支持的主要接口 HUAWEI TECHNOLO

42、GIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 42IMS相关协议接口 接口接口位置与作用位置与作用协议协议GmGm接口位于IMS用户终端与P-CSCF之间，主要用于IMS用户的注册及会话控制。SIPMwMw接口用于IMS登记及会话流程中CSCF之间的消息通讯及代理前转。SIPGqGq接口位于P-CSCF与PDF之间，P-CSCF通过该接口向PDF通知当前会话与承载相关的信息，以便PDF执行基于本地策略的QoS授权判决（SBLP），并与其他骨干网PDF互通，以寻找到对端接入网/互通节点的QoS保障路径。DiameterGqGq接口位于P-CSCF与SPDF之间，与

43、Gq功能类似。DiameterGoGo接口位于PDF和GGSN之间，用于将QoS策略下发到IP接入网汇聚节点完成策略执行。COPSGxGx接口位于PCRF和PCEF之间，PCRF通过Gx接口向PCEF下发安装和删除相关计费策略，PCEF通过Gx接口向PCRF上报相关承载事件。DiameterCxCx接口位于CSCF与HSS之间，主要交互的信息包含： I-CSCF选择S-CSCF时所需的必要信息。CSCF到HSS的路由信息查询。CSCF从HSS中获取有关漫游授权的相关信息。CSCF从HSS下载IMS用户接入鉴权所需的安全参数。HSS向CSCF传送IMS会话过滤器签约数据。DiameterDxDx

44、接口位于CSCF与SLF之间，用于在IMS运营商拥有多个HSS签约数据库的情况下，由CSCF从SLF选择获取拥有被处理用户签约业务数据的HSS地址。在运营商仅有一个HSS的情况下，该接口不再需要。DiameterMgMg接口位于CSCF与MGCF之间，CSCF通过该接口间接控制与其他非IMS网络，包括PSTN/无线CS网络、其他基于IP承载的移动3G R4网络、固定NGN网络等。SIPMiMi接口位于S-CSCF与BGCF之间，允许S-CSCF将会话控制信令前转到BGCF，由BGCF选择相合适MGCF，完成到传统窄带PSTN、3G/2G CS网络互通SIPHUAWEI TECHNOLOGIES

45、 CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 43IMS相关协议接口 接口接口位置与作用位置与作用协议协议MjMi接口位于S-CSCF与BGCF之间，允许S-CSCF将会话控制信令前转到BGCF，由BGCF选择相合适MGCF，完成到传统窄带PSTN、3G/2G CS网络互通SIPMjMj接口位于BGCF与MGCF之间，主要功能是在IMS网络和PSTN/CS域网络互通时，在BGCF和MGCF之间传递会话控制信令。SIPMkMk接口位于BGCF之间，主要功能是从与主叫S-CSCF在同一网络中的BGCF将会话控制信令转发到互通节点MGCF所在网络的BGCF。SIPMmMm接口

46、位于CSCF与外部非IMS IP网络之间，CSCF通过该接口与其他IMS网络或非SIP的IMS网络进行互通。SIPMrMr接口位于CSCF与MRFC之间，S-CSCF通过该接口从MRFC获取相关网络资源的服务，如放音、收号、会议桥、视频流媒体等。SIPMxMx接口位于I-BCF与CSCF、AGCF、BGCF之间，用于IMS与其他分组网络的互通。SIPISCISC接口位于S-CSCF与AS之间，S-CSCF依据从HSS中获得的IMS签约触发规则，以及来自IMS终端的SIP业务请求进行业务触发判断，并将会话向特定AS服务器以完成增值业务逻辑的最终处理。SIPRfRf接口位于CCF与CSCF、MRF

47、C、BGCF、AS之间，实现会话相关离线计费功能。DiameterRoRo接口位于OCS与AS、MRFC、OCG实体间的接口，实现会话相关在线计费功能。DiameterRxRx接口位于PCRF与AF之间，用于交换应用层面的会话信息。该信息将作为PCRF进行策略和计费控制决策的部分输入。PCRF将与PCEF交换所决策的策略和计费控制规则。DiameterShSh接口位于HSS与SIP AS或OSA-SCS之间，AS通过该接口查询HSS获取增值业务逻辑的相关数据，AS通过该接口同步相关数据到HSS。DiameterDhDh接口位于SLF与AS或OSA-SCS之间，主要功能是AS根据给定的用户标识及

48、归属域信息来确定用户数据所在的HSS的地址。DiameterHUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 44IMS相关协议接口 接口接口位置与作用位置与作用协议协议营业厅接口营业厅接口位于HSS/AS与营业厅服务器之间，用来传递相应的通讯消息。SOAP（Simple Object Access Protocol）MnMn接口位于MGCF与IM-MGW之间，MGCF通过该接口控制IM-MGW网关上的媒体流互通，以及特殊资源的调用。H.248协议MpMp接口位于MRFC与MRFP之间，MRFC通过该接口控制MRFP进行放音、会议、DT

49、MF收发等的控制。H.248协议或SIP协议MbMb接口位于IMS接入网络到IPv6网络的之间，通过该接口IMS网络的控制和用户面数据得以在IPv6网络中传送。IPv6UtUt接口位于UE与AS之间，终端用户可以通过该接口在AS上管理、定制其业务选项。HTTPS（Hyper Text Transfer Protocol Secure）e2e2接口位于P-CSCF与CLF之间，实现P-CSCF获取固网用户位置信息。Diameter/SOAPe4E4接口位于A-RACF与CLF之间，实现A-RACF获取用户配置信息。DiameterRqRq接口位于SPDF与A-RACF之间，SPDF通过Rq接口与

50、A-RACF交互完成接入网的QoS资源控制。DiameterIaIa接口位于SPDF与C-BGF之间，用于将QoS策略下发到C-BGF，完成策略执行。H.248a1a1接口位于NACF与接入网之间，用于接入网获得UE的IP地址位置等信息。DHCPa2a2接口位于NACF与CLF之间，用于NACF向CLF注册被分配的IP地址和用户标识 间的关联。DiameterHUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 45IMS使用的协议协议协议位置与作用位置与作用SIP用于CSCF与UE、AS、MGCF等实体之间的呼叫控制。COPS用于CSCF

51、与NAT网络设备之间的NAT控制。用于PDF与GGSN之间策略信息交互。Diameter用于CSCF与HSS、PDF之间的信息交互。用于CCF/OCS与CSCF、MRFC、BGCF、MGCF、AS之间的计费信息交互。ENUM用于CSCF与ENUM服务器之间ENUM到SIP 域名的转换。DNS用于CSCF/AS与DNS服务器之间域名到IP地址的转换。H.248用于MGCF与MGW之间，MRFC与MRFP之间的控制。SNMP 用于IMS网管与被管设备之间的控制。IPv6下一代的IP地址方案。IPsec用于UE和CSCF之间或安全网管之间的网络安全保护。SOAP用于P-CSCF和CLF之间，NACF

52、和CLF之间，AS和业务Portal之间的信息交互，基于XML或HTTP。NTP用于支持OMS2600与NTP服务器之间的时间同步，以便IMS设备时间保持同步。HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 46问题lIMS主要包括哪些网元以及各网元的功能？l写出IMS各网元之间的接口？lIMS包括哪两个身份模块，分别什么含义？HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 47本章小结lIMS基本架构lIMS各网元的功能和主要接口HUAWEI TECHNOLOGIES CO

53、., LTD.HUAWEI Confidential Page 48第第1章章 IMS背景知识与基本概念背景知识与基本概念第第2章章 IMS网络架构网络架构第第4章章 IMS会话流程会话流程HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 493.1 IMS注册基本概念注册基本概念3.2 IMS注册涉及的网元注册涉及的网元3.3 身份模身份模块块3.4 IMS注册注册过过程程HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 50注册过程 注册是将UE的IP地址和IMPU的绑定关系

54、存储到到IMS系统中。注册包括UE和网络的双向认证过程注册过程相关技术问题解释（一）HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 51IMS鉴权五元组：鉴权五元组：- RAND- AUTN*- XRES*- CK（-CKESP ）- IK（ -IKESP ）注册过程相关技术问题解释（二）HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 52注册过程相关技术问题解释（三） Private User Identity-1 Private User Identity-2 Publi

55、c User Identity-1 Public User Identity-2 Public User Identity-3 Service Profile-1 Service Profile-2 IMS用户拥有两种用户标识：用户拥有两种用户标识：私有标识 (IMPI：IM Private Identity)和公有标识 (IMPU：IM Public Identity)：一个私有标识对应一个物理终端，用于UE和网络的双向认证。公有标识则是该用户对外可寻址的标识。IMPU和IMPI之间为多对多的关系即存在一机多号和一号多机。 IMPU、IMPI、归属网络域名称等以SIP URI的形式出现，SI

56、P URI遵从与电子邮件相同的格式，即“用户名域名”。HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 533.1 IMS注册基本概念注册基本概念3.2 IMS注册涉及的网元注册涉及的网元3.3 身份模身份模块块3.4 IMS注册注册过过程程HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 54注册过程中涉及的网元lCSCF：为呼叫会话控制单元，又分为P-CSCF、I-CSCF、S-CSCF。lHSS：为归属用户服务器，存储IMS用户的签约数据以及无线用户的鉴权五元组等lDNS：

57、负责URI地址到IP地址的解析，在IMS网络中负责将归属网络（I-CSCF）的SIP URI转换成归属网络的IP地址。lAS(Application Server)：为IMS用户提供增值业务。HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 553.1 IMS注册基本概念注册基本概念3.2 IMS注册涉及的网元注册涉及的网元3.3 身份模块身份模块3.4 IMS注册注册过过程程HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 56 身份模块 在通用集成电路卡（UICC）中存在两种

58、身份模块：IP多媒体服务身份模块（ISIM）和通用用户身份模块（USIM）。lIP多媒体服务身份模块（ISIM）存储了IMS专用的用户数据，主要包括私有用户身份、公有用户身份，归属网络域名、安全密钥等。l通用用户身份模块（USIM）是接入分组交换（PS）域所必需的，主要包括接入PS域的安全参数、IMSI、APN等，在没有ISIM模块时，可以利用USIM生成临时公共用户身份。HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 573.1 IMS注册基本概念注册基本概念3.2 IMS注册涉及的网元注册涉及的网元3.3 身份模身份模块块3.4

59、IMS注册过程注册过程HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 58SIP用户注册流程用户注册流程Caller UEP-CSCFI-CSCFS-CSCFHSS8. Cx-Authentication Resp1. REGISTER3. REGISTER7. Cx-Authentication9. 401 UnauthorizedDNS2.2.DNS Query Resp2.1.DNS Query4. Cx-Query5. Cx-Query Resp6. REGISTER10. 401 Unauthorized11. 401 Un

60、authorized12. REGISTER14. DNS Query Resp13. DNS Query20. Cx-Put Resp15. REGISTER19. Cx-Put23. 200 OK16. Cx-Query17. Cx-Query Resp18. REGISTER22. Cx-Pull Resp21. Cx-PullAS26. REGISTER24. 200 OK25. 200 OK27. 200 OKH Ho om me e N Ne et tw wo or rk kHUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 59注册