[基础培训]IMS技术与网络演进ISSUE505ppt课件

1、Page0修订记录课程编码适用产品产品版本课程版本ISSUEZA025001IMS公共5.05开发/优化者时间审核人开发类型（新开发/优化）陈东明2009-4-15Li zhong新开发林永宁2009-7-20Li zhong翻译刘振海2010-3-27Li zhong优化夏正德2010-4-2Li zhong优化林永宁2010-4-25Li zhong优化刘振海2010-9Li zhong优化刘振海2010-11Li zhong优化本页不打印IMS技术与网络演进Page2前言本课程将会引见基于3GPP 规范的IMS网络的根本概念，包括IMS的网络构造层次、业务虚现、计费原理等，并将在此根底上

2、引见华为的IMS处理方案。Page3参考资料TS23.002 Network ArchitectureTS23.228 IP Multimedia Subsystem (IMS); Stage 2Page4目的学习完本课程，您将:可以描画IMS的分层构造和各层次功能解释IMS网络各网元的主要功能列举华为IMS处理方案的主要特点Page5内容引见IMS根本概念IMS网络构造IMS用户接入方案IMS网络优势与演进华为IMS处理方案Page6IP多媒体FMCWebIP是经过电信与互联网同步实现全业务的根底TDM IP发掘网络潜力，实现纯语音业务向多媒体才干的转变语音 多媒体用户需求推进固网挪动的交融

3、固网和挪动网 FMC固网挪动交融经过Web实现电信网的运营维护及业务操作电信业务操作与管理 Web当今电信网的根本开展趋势Page7提供IP多媒体业务会话类业务：语音会话与视频会话多媒领会议音讯与呈现非会话类业务：IPTV、媒体、Web与IMS交融业务等支持多种接入方式挪动网： WiMaxLTE/ SAEGSM/ WCDMA/CDMA/ TD-SCDMA固定网：LAN、WLAN、xDSL什么是 IMS ?IMS是IP多媒体子系统IP Multimedia Subsystem的缩写基于IP承载网SIP协议做为中心控制协议提供与接入无关的IP多媒体业务控制才干IMS 演进历史2000/032001

4、/032002/032005/122006/X3GPP R99CN: TDMIMS 定义最早出如今3GPP R5阶段, 作为PS域的一个子系统出现3GPP R4 CN: MSC 效力器和MGW3GPP R6 IMS QoS, Billing, FMC,等3GPP R7 IMS 加强3GPP R5 CN: IMS子系统和大量相关新网元TISPAN R1- NGN/FMC 等TISPAN R2- NASS/RACS, 等Page83GPP R99和R4阶段的网络架构MSCRANMSC serverMGWR99 CS 域R4 CS 域MSC 被拆分为两个功能实体: MSC server 和 MGW,

5、呼叫控制与媒体承载分别CS MSC/VLR/GSM_SSFPS GGSN/SGSN3G 中心网络接入网外部网络HLR/SCPR 99阶段网络架构3GPP R99阶段的网络架构,分为CS电路域和PS分组域两部分中心网络TUP/ISUPTDMTUP/ISUP/BICCTDM/ATM/IPPage9Page103GPP R5 阶段的网络架构-IMS引入TISPAN NGN R1阶段的网络架构MSANSCPSIP ASPre-NGN具有内置数据库和业务处置功能的软交换SIPH323IP BearerSCPSIP ASHSSS-CSCFP-CSCFAGCFMSANSIP PhoneMGCFI-CSCF宽

6、带接入WIFI传统网络3rd party ASNGN R1 ( 援用了IMS架构 )IP Bearer固定网规范方面,TISPAN承继了3GPP R5阶段的中心网架构,在原NGN的根底上,定义了NGN R1的网络架构规范,正式引入了IMS概念.TISPAN 在承继3GPP的IMS规范的同时, 定义了两个新的子系统-NASS和RACS,用于处理固定网接入的网络附着和网络QoS问题Page12IMS规范进展总结IMS将是未来固网挪动一致的中心网架构，这个观念曾经是主要规范组织的共识。在挪动领域3GPP在IMS方面有比较深化的研讨，IMS根本框架曾经成熟，在技术细节方面，研讨还在不断进展中。在固网领

7、域ETSI TISPAN对IMS的研讨比较深化，基于IMS的NGN框架曾经确定。Page13知识回想IMS最初是在哪个系统里面出现的？IMS分为哪两个领域，分别由哪个技术协会进展研讨？Page14内容引见IMS根本概念IMS网络构造IMS用户接入方案IMS网络优势与演进华为IMS处理方案Page15内容引见IMS网络构造2.1 IMS网络分层构造2.2 IMS网元功能 2.3 IMS相关接口和协议 2.4 IMS地址，标识和编号方式GamingConference3rd Party ApplicationsSCPMGCFI-CSCFAGCFP-CSCFS-CSCFHSS承载控制层AGIADPS

8、TN/PLMNMGWSIPH.248xDSL/LAN accessWiFi accessAPSGSN2G/3G RANSIP TerminalsSIPSIP承载中心网GGSNACIMS网络架构OMSOSSBGCFIM-SSFOSAPresencePTTIMGroupMRFCMRFP承载控制与接入层会话控制层业务才干层运用层A-RACFCCFSPDFPCRFH.248NACFCLFPage17IMS 网络构造接入互通层和会话控制层运用层会话控制层业务才干层接入承载与接入层用户接入 GPRS/UMTS/CDMA/ WiFi/xDSL/LAN 衔接传统网络 PSTN/PLMN/H.323/SIP V

9、oIP 控制承载资源会话控制层功能呼叫控制、用户管理 、业务触发、资源控制、网络互通 包括的网元有：P-CSCF、I-CSCF、S-CSCF、AGCF、MGCF承载P/I/S-CSCF,AGCF/MGCFSBC/IM-MGWPage18IMS 网络构造业务才干层与运用层承载控制与接入层运用层会话控制业务才干层业务才干层提供各种各样的业务才干，由各种不同的运用效力器与资源效力器组成 提供的业务才干包括：立刻音讯IM/呈现Presence/群组/PoC/通用电信业务 运用层主要提供第三方的运用：经过OSA提供的接口API或者音讯来实现对下层业务才干的调用 第三方运用举例：游戏中心、会议中心、交友中

10、心、企业运用 3rd party AS, 游戏中心, 企事业中心通用语音运用效力器, IM, PoC, Presence, GroupPage19内容引见IMS网络构造2.1 IMS网络分层构造2.2 IMS网元功能 2.3 IMS相关接口和协议 2.4 IMS地址，标识和编号方式Page20IMS网络中的网元会话控制层功能网元功能网元呼叫控制PCSCF网络互通MGCFICSCFIMSMGWSCSCFBGCF用户管理HSS媒体资源MRFCSLFMRFPPage21会话控制层CSCFCSCF Call Session Control Function 呼叫会话控制功能CSCF类型P-CSCF：代

11、理CSCFProxy CSCF)用户在归属或者访问网络的第一个衔接点。I-CSCF： 问询CSCF Interrogating CSCF用户的归属网络第一入口点，分配S-CSCF、路由查询以及域间拓朴隐藏功能。S-CSCF ：效力CSCFServing CSCF)S-CSCF是多媒体模块的中心，担任对终端的注册鉴权，会话控制，业务触发。SCPSIP ASHSSS-CSCFP-CSCFAGCFMSANSIP PhoneMGCFI-CSCFBroadbandWIFILegacy network3rd party ASIP BearerPage22IMS呼叫简单模型S-CSCFI-CSCFP-CSC

12、FP-CSCFS-CSCF主叫侧被叫侧信令媒体HSS当两个IMS用户进展IMS内部呼叫的时候，P/I/S-CSCF 3个网元配合可完成根本的呼叫信令路由的功能。DNS/ENUMPage23IMS网络实体互连互通完成对外接口功能的网元实现IMS网络与其他网络的通讯，包含的网元为：MGCF Media Gateway Control Function实现IMS中心控制面与PSTN/PLMN的交互控制MGW完成TDM承载与IP承载的实时转换IM-MGW IP multimedia media gateway 完成IMS与PSTN及CS域用户宽带、窄带承载互通及必要的编解码变换SGSignaling

13、Gateway信令网关完成ISUP over IP 到 ISUP over TDM 的转换，由于MGCF只支持IP接口。SCPSIP ASHSSS-CSCFP-CSCFAGCFMSANSIP PhoneMGCFI-CSCFBroadbandWIFILegacy network3rd party ASIP BearerMGWSG与传统网络互通IMS 用户呼叫本域的PLMN用户PLMNS-CSCFPLNM关口局MGCFIMS 用户呼叫本域的PSTN用户PSTNS-CSCFMGCFPSTN关口局Page25IMS网络实体数据库HSS ( Home Subscriber Server ) 归属用户效力

14、器HSS用于归属网络中保管用户的签约信息，主要信息包括：用户标识包括公共及私有标识、号码和地址信息用户平安上下文：用户网络接入认证的密钥信息、遨游限制信息用户的路由信息：HSS支持用户的注册，并且存储用户的位置信息用户的业务签约信息：包括其他AS的增值业务数据SLF (Subscription Locator Function) 签约数据定位功能，用于多个HSS的选择定位SCPSIP ASHSS/SLFS-CSCFP-CSCFAGCFMSANSIP PhoneMGCFI-CSCFBroadbandWIFILegacy network3rd party ASIP BearerPage26IMS网

15、络实体媒体资源SCPSIP ASHSS/SLF databaseS-CSCFP-CSCFMSANSIP PhoneMGCFI-CSCFBroadbandWIFILegacy network3rd party ASIP BearerMRFCMRFPMRF (Multimedia Resource Function) 媒体资源功能，包含两部分：MRFCMultimedia Resource Function Controller媒体资源功能控制器解析来自S-CSCF及AS的SIP资源控制命令实现对MRFP的媒体资源的控制MRFP Multimedia Resource Function Proce

16、ssor媒体资源功能控制器在MRFC的控制下，MRFP为终端提供媒体资源多媒体信息播放提示音、流媒体媒体内容解析处置编解码变换等Page27IMS网络其他实体承载控制与接入网和系统支撑层的网元：功能网元功能网元资源控制PCRF计费CCFSPDF+A-RACF网元管理OMS接入控制NACFSBCABGF CLF 域名或IP地址解析DNS/ENUMPage28IMS其他重要网元功能PCRF (Policy Charging Rule Function)实现挪动网络中的QoS控制功能。SPDF/ARACF实现固定网的QoS控制功能。DNS、ENUM Server：DNS( Domain Name S

17、ystem)效力器担任URL地址到IP地址的解析。ENUM( E.164 Number URI Mapping)效力器担任号码到URL的转换。NAT/ALG/SBC设备：完成公私网的IP地址转换、媒体流转发以及网络平安保证等功能Page29SBC功能信令代理从UE用户看，以为SBC就是P-CSCF；从P-CSCF看以为SBC就是UE用户。媒体代理一切的媒体流都是经过SBC来传输的。媒体流P-CSCFSBCUE1IP 承载UE2UE3信令流IMS网络实体业务才干层AS (Application Server) - 运用效力器为IMS用户提供IM增值业务，可以位于用户归属网，也可以由第三方提供，其

18、主要功能为：处置从IMS发来的SIP会话发起SIP恳求，发送计费信息给CCF和OCSIMS AS 类型OSA-SCS: Open Service Access Service Capability Server提供OSA效力网关功能，为第三方效力器提供接口IM-SSF: IP Multimedia service switching function作为网关，提供与传统智能网效力器的接口SIP AS: 直接提供IMS业务ASOSA ASCAMEL/SCPS-CSCFSIPSIPCAP/INAPOSA APIOSA SCSSIP ASIM-SSFSIPPage31内容引见IMS网络构造2.1 I

19、MS网络分层构造2.2 IMS网元功能 2.3 IMS相关接口和协议 2.4 IMS地址，标识和编号方式IMS网络中的接口参考点UTRANUEBGCFBGCFP-CSCFI-CSCFS-CSCFMRFCMRFPHSSSLFOSA-SCSIM-SSFSIP ASSCP3rd party ASGGSNIM-MGWMGCFPCRFSGSNSIP 终端MrMwMwMpMiMkMgMjMnUtRxGxCxCxDxISCISCISCShSiShDh其它 IP/IMSNetworkPLMN/PSTNSBCGmMxGmCCFRfRfMgPage33参考点及运用协议IMS网络中运用到的协议：SIPSession

20、 Initiation Protocol)用于建立，更改，和终止多媒领会话或呼叫的运用层协议Diameter基于RADIUS构建的，由IETF开发的认证，授权和计费协议H.248用于媒体网关控制器管理媒体网关的资源Page34参考点及运用协议SIP采用 SIP 协议的参考点：参考点连接实体GmUE，PCSCFMwP-CSCF, I-CSCF ,S-CSCFISCI/S-CSCF,ASMgI/S-CSCF,MGCFMiS-CSCF, BGCFMjBGCF,MGCFMkBGCF,BGCFMr S-CSCF,MRFCMxSBC,P-CSCFPage35参考点及运用协议Diameter采用 DIAME

21、TER 协议的参考点：参考点连接实体CxI-CSCF, S-CSCF, HSSDxI-CSCF, S-CSCF, SLFRxP-CSCF,PCRFGxGGSN，PCRFRfCCF,S-CSCF,AS,MRFCDhSLF, ASShHSS, ASPage36参考点及运用协议H.248采用 H248 协议的参考点：参考点连接实体MnMGCF, IM-MGWMpMRFC, MRFPPage37内容引见IMS网络构造2.1 IMS网络分层构造2.2 IMS网元功能 2.3 IMS相关接口和协议 2.4 IMS地址，标识和编号方式Page38IMS系统中标识的方式 URI遵照E.164的规定 例如：86

22、7552220001 SIP URISIP Uniform Resource Identifier (SIP 一致资源标识)SIP URI由用户名加域名构成：用户名部分可以采用用户的E.164号码，域名部分这是网络的一致域名例如：SIP:+867552220001ims.sz Page39IMS系统里的地址和标识 IMPISIP URIIMPU SIP URI和TEL URI SIP URI IP地址 SIP URI , URI用户标识网络节点标识公共效力标识Page40对IMS用户的标识IMPI 私有用户身份(IMPI)： 用于用户接入IMS网络的注册、鉴权、认证和计费，私有用户标识不用于呼

23、叫的寻址和路由。 私有用户标识采用网络接入标识符NAI的方式，即User Name Realm 。 由归属网络运营商定义的用户身份标识，具有全球独一性。1+867552220001张三的私有用户身份IMPIPage41对IMS用户的标识IMPU 公共用户身份(IMPU)：用于恳求与其他用户通讯时用的身份，可以被公布 公有用户标识用于SIP音讯的路由。 一个IMS用户可以分配一个或多个公有用户标识，公有用户标识的格式可以采用SIP URI或者Tel URI的格式，不同格式的IMPU可以绑定。 运用IMPU发起会话或做为会话终结者之前，IMPU首先应被注册。注册组SIP URITel URL(E.

24、164)1sip:+867552220001tel:+867552220001张三的公共用户身份IMPUPage42IMPI与IMPU的关系张三的用户标识可以一个IMPI对多个IMPU一机多号或者一个IMPU对多个IMPI一号多机。不同的IMPU可以分享一样的业务Service profile。IMS签约sip:zhangsanaaazhangsan_privateaaa:+86-1234-5678Service Profile 1IMPIIMPUPage43网元地址和标识网络节点的标识处置SIP路由的网络节点如CSCF，HSS需求运用SIP URI来标识。各网元的SIP URI和对应的IP地

25、址将记录在DNS效力器中。在注册与会话的信令交互过程中，终端和各网元经过查询DNS效力器获取下一跳网元对应的IP地址。sip:icscf1.sxsip:pcscf1.huaweisip:scscf1.sxI-CSCFS-CSCFP-CSCFHSSPage44公共效力标识PSI 公共效力标识PSI 标识AS所拥有的效力 在AS中创建 标识的格式为SIP URI或tel URLconference servicemeetingims.huaweiASASmessage servicemessagingims.huaweiPage45目录IMS根本概念IMS网络构造IMS用户接入方案IMS网络优势与

26、演进华为IMS处理方案Page46内容引见IMS用户接入方案3.1 IMS接入网接入技术3.2 IMS接入网用户DHCP ServerAAABRASxDSL/xPON/LAN接入Page47SBCSBCIP Bearer NetworkONUOLTSpliterOLTxDSL ModemPOTSPC SoftphoneSpliterONUPC SoftphoneSIP PhoneFTTB+xDSLFTTB+LANLAN SwitchxPON接入FTTHPC SoftphoneSIP PhoneONT双绞线光纤网线xDSL/xPON/LAN接入宽带接入/VOBB处理方案Page48ONUDHCP

27、 ServerAAABRASSBCSBCIP Bearer NetworkOLTSpliterOLTHG1家庭网关POTSPCSpliterONUONT双绞线xDSLSIPPhoneONUSTBPOTSHG2家庭网关POTSPC网线SIPPhone光纤双绞线PBXPOTSPOTSONTSTBPOTSPCSIPPhone光纤POTSPOTS大企业PBX光纤WIFIAGCF接入窄带用户的接入Page49Page49将POTS 终端接入IMS ，支持管理H.248 媒体网关控制功能。AGCF 用户主叫时实现呼叫路由功能，就是将UA 发起的呼叫路由到S-CSCF。AGCF用户做被叫时AGCF实现定位功

28、能，将呼叫路由到对应的UA。同时，AGCF 也可进展呼叫的鉴权。DiameterP-CSCF ASSIPSIPSIPSIPHSSDiameterI-CSCFS-CSCFSIPOCSDiameterCCFDiameterAGCFPOTSH.248AGPOTSAGDiameterPage50内容引见IMS用户接入方案3.1 IMS接入网接入技术3.2 IMS接入网用户IMS接入网IMS用户终端Page51POTSPCSIPPhoneWIFIWiMAX TerminalSTBPage52IMS网络中企业用户OLTSplitterMGCFSBCPCSCFI/SCSCFATSConferenceCent

29、rex ASHSSMRFSBU 企业LAN+POTS视频phonePOTSPOTSSIP PhoneLANPOTSSBU企业PBXE1PBXFE/GECMNetPC软终端POTSPOTSSBU企业PBXSIPIP-PBXFE/GEPC软终端POTSPOTSSDH方式一：此方式和个人用户方式一样，经过SBC接入IMS方式二：企业运用传统PBX，经过MGCF接入方式四 ：PBX+SIP GW，经过SBC接入SBU企业PBXPBXFE/GEPC软终端POTSPOTSSIP-GW方式三：IP-PBX，经过SBC接入Page53内容引见IMS根本概念IMS网络构造IMS用户接入方案IMS网络优势与演进华

30、为IMS处理方案Page543G规范组织和后来的TISPAN固定网络规范组织，都旨在交融当前的通讯网络和因特网(Internet)，希望以此:处理在IP网络中的电信业务所面临的运营问题:电信网络用户增长缓慢，利润继续下降业务更新缓慢，新业务部署困难QoS、平安、计费和网络互联互通真正实现FMC(固网挪动交融)IMS网络的设计初衷Page55IMS架构优势降低网络冗余，提高网络复用App1User dataBillApplication DeliveryAuthenticationSession ControlChargingOAMApp2User dataBillApplication Del

31、iveryAuthenticationSession ControlChargingOAMApp3User dataBillApplication DeliveryAuthenticationSession ControlChargingOAM类似的功能不能重用用户数据多次复制遨游用户不能运用继续业务业务缺乏规范的接口难以实现交互与其它运营商的业务互通需求专门的网关目前网络垂直式业务提供架构运营商缺乏集中控制点XIMS架构CSCFApp1App2App3HSS规范的业务接口共享的会话控制共享的用户数据目前采用的是垂直式业务提供架构存在很多问题，随着业务数量的添加，运营商的CAPEX和OPEX将

32、急剧增长，IMS对这种垂直式架构进展了解。Page56RANIMS架构优势快速的业务部署传统网络CAP/INAP 对CP/SP来说过于复杂，难以了解, 导致业务提供链过窄。CAP/INAP 难以实施业务的嵌套。传统网络MSC/ SSPCAP/INAPIPMGWS-Switch/ SSPUMTScdma2000WLANxDSL/LANPSTNPLMNASOSA ASCAMEL/SCPS-SCSFSIPSIPCAP/INAPOSA APIIPOSA SCSSIP ASIM-SSFSCPIMS承继了因特网的业务方式优点采用跟HTTP类似的SIP协议，更简单易用拥有众多潜在的开发者。接入无关性优势不在

33、业务类型，而是触发业务的架构Page57IMS架构优势更好的挪动性用户期望可以在不同的场所随时接入通讯效力在家，在办公室, 在挪动中运用不同的设备接入固话, PCs, 手机, PDAs 只需求一致的一个帐户一次开户，一个、一套运用阐明 XDSLHSPAWiFi各领域的交融TelecomIT & SoftwareMediaConsumer ElectronicVoiceDataVideoContentIMS 交融HomeSubwayOfficeCafeWorkingGaming LearningDrivingSeamlessExperienceAny TimeAny WhereAny Termi

34、nal网络开展趋势功能细分与网络交融INAPSS7PSTN/ISDN ServiceInterfacesCall ControlExchange NetworkIntelligent NetworkUser DataE164PSTN/PLMNH.248SIPMedia GatewayAppServersSIP, H.323IPHLRGatewayINAPMulti-Protocol ProcessingIP RouterSIP Mgmt.MAPIntelligent NetworkPSTN/ISDN ServiceCall ControlSoftSwith Based A/MGCFH.248S

35、IPGatewayCSCFMulti-Protocol ProcessingAppServersHSSSIPAppServersPSTNASSIPIPDiameterSBCMedia GatewayIMS1：网络革命性进化2：呼控与承载分别，业务部分分别1：网络平滑演进2: 业务彻底与呼控分别网络功能的模块化细分降低了维护和晋级的花销，硬件趋同，网络设备软件化。Page59网络演进关键: CSCF/HSSCSCFHSS网络演进交融趋势PSTNSoftSwitchMSANUMGSHLRPLMNUMGBSCBTSIP bearer networkGSM MSSHLRPLMNUMGBSCBTSCDM

36、A MSSHLRFixed SCPGSM SCPCDMA SCP固定网AGCF/MGCFAGCF/MGCFAGCF/MGCFAll IP accesses： WiMAX SAE/LTE HSPA GSM 网络CDMA 网络IP bearer networkIP bearer networkPage60CSCFHSS网络演进结果PSTNMSANUMGPLMNUMGBSCBTSIP bearer networkPLMNUMGBSCBTSAGCF/MGCFAGCF/MGCFAGCF/MGCFIP bearer networkIP bearer networkASPage61IMS 演进的目的网络PO

37、TS (PSTN)HGVOBB4G(LTE/HSPA)2G/3GMGWmAGCFSBCxPONAGCF业务效力器HSSIMSAS1AS2AS3AS4AS.SIPSIPSIPCSCFMGWH.248H.248SIPMGCF传统网络SIPISUP/BICCSIPSIPSIP窄带宽带Page62内容引见IMS根本概念IMS网络构造IMS用户接入方案IMS网络优势与演进华为IMS处理方案Page63华为IMS处理方案华为可以提供IMS端到端的整体处理方案CSC3300S-CSCFUAC3000AGCFCSC3300P-CSCFCSC3300I-CSCFUTRANEVDOWIMAXLAN/FTTXxDS

38、LCABLETDM AccessWIFICSC3300MFRCSE2300A-BGFAIM6000NACFRM9000RACFInfoX AAAUAAF & PDBFAIM6300CLFRM9000SPDFRM9000PCRFHSS9820HSSCSC3300BGCFiManager N2000EMSENUM ServerENUM ServerISMPWeb portalOCS9810OCSICG9815CCFATS9900Telephony ASETAS9960IP Centrex ASMediaX3600Conference ASUGC3200MGCFSG7000SGWPSTNPLMNIP

39、 NetworkCSC3300I-BCFENIPAS PlatformIMAS seriesIP multimedia ASUMG8900IM-MGWGamingSharingXPushXMessaging3rd party ASMRP6600MRFPPage64产品列表功能网元产品功能网元产品呼叫控制PCSCFCSC3300媒体控制MRFCCSC3300ICSCFMRFPMRP6600SCSCF互通MGCFUGC3200数据库HSSHSS9820IMMGWUMG8900业务平台SIP-ASATS9900其他PCRF/PEPRM9000/SE2300,GGSN9811SIP-ASETAS9960 IP CentrexCCFiCG9815NAT/proxyEudemon 1000 SE2300/SE2600Page65一