IMS基础技术及架构介绍课件

SolutionConsultingIMS原理及业务培训SolutionConsultingIMS原理及业务培训IMS网络架构与全业务运营IMS基本概念介绍IMS原理及组网方案IMS业务介绍IMS网络架构与全业务运营IMS是全业务的核心网长期的发展与演进数据网移动网固定网有线电视网多业务初期的全业务网络补充业务呼叫控制终端网络承载网络传统接入网无线接入网内容内容SBC宽带接入网媒体网关全业务网络业务控制IMS是全业务的核心网长期的发展与演进数据网移动网固定网有线接入无关归属地控制业务提供能力安全机制统一策略控制IMS主要特征支持多种固定/移动接入方式的融合，支持无缝的移动性和业务连续性，为全业务运营提供了便利呼叫控制和业务控制都由归属网络完成，保证业务提供的一致性，易于实现私有业务扩展，促进归属运营商积极提供吸引客户的服务，区别于软交换拜访地控制打破竖井式业务部署模式，业务与控制完全分离，有利于灵活、快速的提供各种业务应用，更利于业务融合，实现开放的业务提供模式多种安全接入机制共存，并逐渐向FullyIMS机制过渡部署安全域间信令保护机制部署网络拓扑隐藏机制统一的QoS和计费策略控制机制接入无关归属地业务提供安全机制统一策略IMS主要特征支持多IMS网络架构与全业务运营IMS基本概念介绍IMS原理及组网方案IMS业务介绍IMS网络架构与全业务运营IMS的定义IMS：IPMultimediaSubsystem(3GPPTS23.002)IMS是在3GPPR5阶段提出的一个新的域，它基于IP承载，叠加在PS（分组域）之上，为用户提供文本、语音、视频、图片等不同的IP多媒体信息.

IP=

基于IP的传输基于IP的会话控制基于IP的业务实现Multimedia=

语音、视频、图片、文本等多种媒体的组合在多种接入基础之上具有不同能力的终端组合Subsystem=

依赖于现有网络技术和网络设备发展的系统最大程度重用现有网络系统无线网络把PS/GPRS网络作为承载网络固定网络把基于固定接入IP系统作为承载网络简言之：IMS在IP网络的基础上构建一个分层、开放、融合的核心网控制架构，是一个可运营、可管理、可计费的系统。IMS的定义IMS：IPMultimediaSubsyIMS基本特性下一代网络的核心IMS(IPMultimediaSubsystem)是3GPP/3GPP2(移动）和TISPAN/ITU-T(固定)网络架构的核心IMS是个开放的网络架构，提供了基于IP承载的，与接入无关的IP多媒体业务控制能力支持多种固定及移动接入方式移动接入：2G\3G\LTE等固定接入：LAN、WLAN、xDSL、xPON等接入支持IP多媒体业务会话型业务，如语音和视频会话、多媒体会议、消息、状态呈现、视频共享、动态地址簿等部分非会话型业务，如IPTV、Web与IMS融合业务等采用全IP的SIP\Diameter协议IMS基本特性下一代网络的核心IMS是更”软“的软交换好处在于二者可以分布式组网，并可独立演进这是网络简化和降低成本的关键一步IMS大量使用此技术，如与现网互通的MGCF/MGW，提供媒体资源的MRFC/MRFP等等IMS和软交换一样，控制和承载分离IMS将业务和控制进一步分离业务需求是不断变化和增加的，而路由功能是相对稳定的二者进一步分离可加速新业务的引入业务采用标准化、开放、松耦合的SIP接口，同时业务之间容易组合和相互调用业务控制承载业务控制承载软交换业务控制承载IMS传统交换机IMS是更”软“的软交换好处在于二者可以分布式组网，并可独IMS在软交换的基础上进一步实现业务与控制的分离从交换机到软交换是核心网，实现了控制与承载的分离传统交换机呼叫控制基本话音及补充业务媒体服务器信令和媒体网关软交换呼叫控制基本话音及补充业务媒体服务器信令和媒体网关IMS是软交换的下一跳，进一步实现了业务与控制的分离CSCF呼叫控制基本话音及补充业务媒体服务器信令和媒体网关软交换呼叫控制基本话音及补充业务媒体服务器信令和媒体网关多媒体业务服务器IMSIMS在软交换的基础上进一步实现业务与控制的分离从交换机到软IMS与软交换的简单比较固网软交换IMS设计理念控制和承载分离，业务和网络分离，开放业务环境提供控制和承载分离，业务和网络分离，开放业务环境提供网络架构核心网为IP架构端到端IP架构网络引入通过TDM网络向IP网络的迁移引入通过多媒体业务提供引入，可提供VoIP业务和宽带数据类业务等呼叫控制协议SS7和SIPSIP智能终端对智能终端的管理控制功能较弱对智能终端的管理控制完善编号E.164为主，可升级支持SIPURI形式SIPURI形式，兼容支持E.164路由方式SIP-T/I作为局间信令，基于SIP的路由基于SIP的路由方式业务提供基本语音业务和补充业务支持有优势融合业务部署简单，支持多业务嵌套用户数据管理部分集中的用户数据管理全集中的用户数据管理IMS与软交换的简单比较固网软交换IMS设计理念控制和承载分IMS网络架构与全业务运营IMS基本介绍IMS原理及组网方案IMS业务介绍IMS网络架构与全业务运营IMS基本概念和网元IMS基本概念和网元GamingConference3rdPartyApplicationsSCPMGCFI-CSCFAGCFP-CSCFS-CSCFSLF/HSS承载控制层AGIADPSTN/PLMNMGWSIPH.248xDSL/LANaccessWiFiaccessAPPCF2G/3GSIPTerminalsSIPSIP承载核心网PDSNACIMS网络架构OMSOSSBGCFIM-SSFOSAPresencePTTIMGroupMRFCMRFP承载控制与接入层会话控制层业务能力层应用层CCFPCRFH.248GamingConference3rdPartyApplCSCF功能－会话控制和路由CSCF是IMS系统的呼叫控制核心，它的主要作用是在IP传输平台上实现多个实时业务的分发，具有中心路由引擎、策略管理和策略执行功能P-CSCF（代理会话控制）的功能IMS终端接入IMS的入口点产生CDR话单，用户漫游计费需求提供Gm接口上的SIP压缩和完整性保护将终端的请求路由到正确的I-CSCF或者S-CSCFI-CSCF（查询会话控制）的功能在IMS终端注册时，为用户分配提供服务的S-CSCF为来话选择被叫注册的S-CSCFS-CSCF（业务会话控制）的功能IMS用户注册认证业务触发和控制会话路由HSSS-CSCFP-CSCFS-CSCFS-CSCFI-CSCFCSCF功能－会话控制和路由CSCF是IMS系统的呼叫控制HSS功能－存储用户信息和业务数据

HSS:TheHomeSubscriberServer

归属用户服务器HSS是归属网络中保存IMS用户的签约信息，包括基本标识、路由信息以及业务签约信息等集中综合数据库，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、漫游限制信息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HSSCentralizedDatabasesAAA,Profiles,…HSSS-CSCFS-CSCFI-CSCFASHSS功能－存储用户信息和业务数据HSS:TheHome数据库实体－SLFSLF：SubscriptionLocatorFunction签约数据定位功能当运营商拥有多个HSS时：I－CSCF/S-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的域名SLF通常内置在HSS中SLF可以看做是一种专对HLR的地址解析机制数据库实体－SLFSLF：SubscriptionLocaMRS功能－媒体资源管理AccessNetworkUserEquipment(UE)IMSAppIMSAppIMSAppMRFCMRFPS-CSCFMRFPMRFPMRF：MultimediaResourceFunction 媒体资源功能包含两部分：MRFC（MultimediaResourceFunctionController）解析来自其他S-CSCF及AS的SIP资源控制命令，并实现为对MRFP的媒体资源的控制MRFP（MultimediaResourceFunctionProcessor）在MRFC的控制下，为UE设备或IM-MGW提供媒体资源包括媒体流混合（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、语音识别等）MRS功能－媒体资源管理AccessUserIMSAppIMGCF/IBCF/BGCF－互通功能MGCF&IM-MGW的功能实现与CS域互通时信令与承载的转换IBCF的功能在3GPPR7版本和TISPANR1版本中，引入了IBCF互通功能实体IBCF部署与两个IMS网络之间或IMS与其他多媒体网络之间，作为IMS网络的边界，实现拓扑隐藏、媒体编解码/地址域转换、QoS控制等功能；BGCF的功能将用户的会话路由到正确的PLMN\PSTN网络与本网用户互通，选择能路由至被叫网络的MGCF与其他运营商互通，选择与其他运营商的BGCF互通SGMGCFTDMPBXPLMN|PSTNMediaGatewaySS7MGCBGCFS-CSCFI-CSCFSIPH.248MGCF/IBCF/BGCF－互通功能MGCF&IM-MGW互联互通－路由实现当IMS网络和CS/PSTN在同一归属网络中时CS/PSTNS-CSCFMGCFBGCF互联互通－路由实现当IMS网络和CS/PSTN在同一归属网互联互通－路由实现当IMS网络和CS/PSTN在不同归属网络中时CS/PSTNS-CSCFMGCFBGCFBGCF互联互通－路由实现当IMS网络和CS/PSTN在不同归属网IMS业务触发规则IMS业务触发规则业务触发规则：iFC触发规则S-CSCF根据iFC向AS触发业务iFC作为用户的ServiceProfile的一部分存储在HSS中,当用户注册或者未注册用户作被叫时下载到S-CSCF中业务触发规则：iFC触发规则S-CSCF根据iFC向AiFC保障了IMS架构对业务增加无感知设备升级支持业务B交换智能业务ASSP智能业务ASSP智能业务BSSP交换智能业务ASSP智能业务BSSP交换设备升级支持业务C智能业务CSSPIMS——控制与业务分离的平台SCPASCPBSCPCSCPASCPBSCPCIFC下载新的业务逻辑IFC下载新的业务逻辑iFC保障了IMS架构对业务增加无感知设备升级支持业务B交换IMS中的路由－DNS/ENUMIMS网络，采用InternetIPDNS寻址路由方式，与交换网GT翻译寻址方式不同，IMS网络中没有信令点（SP）的概念IMS中SIP信令路由基于SIPURI，E.164TELURI无法在IMS域路由ENUM/DNS供CSCF查询，转换TELURI为SIPURI，用于路由IMS强制使用松散路由机制，保证请求消息RequestURI在到达目的地途中头域不改变IMS中的路由－DNS/ENUMIMS网络，采用InternDNS/ENUM组网ENUM：位于IP专网，用于E.164号码翻译，与DNS系统合设新建，采用2级架构，全国集中设置一级ENUM，各省内设置二级ENUMIP专网上的DNS：用于IMS网络信令路由新建，采用2级架构，全国集中设置一级DNS，各省内设置二级DNS163上的DNS:用于SBC发现利旧163现网DNS各省设置省级DNS集中设置公网根DNSCDMA/LAN/WLAN/XdslCDMA/LAN/WLAN/Xdsl城域网城域网公网DNS/ENUM组网ENUM：CDMACDMA城域网城域网公IMS中的用户标识和设备标识设备标识：统一使用域名作为设备标识()；公有业务标识PSI：PSI用来表示由AS提供的业务，唯一的标识了一个业务，如由AS发起的业务采用PSI标识，PSI无需注册，可以是SIPURI或者TELURI；用户私有标识（PrivateUserID,IMPI）归属网络分配的全球唯一标识，用于管理、注册、授权、计费；保存在ISIM卡中，用户不得修改，类似于IMSI；用户公有标识（PublicUserID,IMPU）用于和其他用户的通信，相当于“别名”，类似于MSISDN、MDN；采用的格式SIPURI，例如：“Sip:user1@”TelURI，例如：“Tel:+8618901000100”两者的关系IMS中的用户标识和设备标识设备标识：统一使用域名作为设备对用户的标识－IMPI私有用户身份(IMPI)：由归属网络运营商定义的IMS网络用户的身份标识，具有全球唯一性。用于注册，鉴权，管理和计费1zhangsan_private@2leo_private@一个用户可以有一个或多个私有用户身份张三的私有用户身份存储在ISIM中，UE无法修改对用户的标识－IMPI私有用户身份(IMPI)：由归属网络运对用户的标识－IMPU公共用户身份(IMPU)：用于请求与其他用户通信时用的身份，可以被公布。注册组SIPURITelURL(E.164)1sip:zhangsan@+86-189-1234-56782sip:leo@+86-133-1234-56783sip:cheeselover@张三的公共用户身份ISIM中至少要存储一个IMPUUE无法修改IMPU使用IMPU发起会话或做为会话终结者之前，IMPU首先应被注册。对用户的标识－IMPU公共用户身份(IMPU)：用于请求与其IMPI与IMPU的关系张三的用户标识IMS签约sip:zhangsan@zhangsan_private@+86-189-1234-5678sip:tony@ServiceProfile2+86-133-1234-5678ServiceProfile1IMPI与IMPU的关系张三的用户标识IMSsip:zhan域名规划策略归属网域名：建议保持跟分省划分一致，如浙江则使用@zj.ctcims.com形式。IMPU：每个用户同时分配一个TELURI与一个SIPURI。SIPURI由用户名加域名构成。域名部分：使用归属网域名。用户名部分：建议进行规划以适应未来的需要（如家电、宠物等）。TELURI建议跟现在的MSISDN、MDN一致，建议采用独立号段IMPI：域名部分：使用归属网域名。用户名建议为数字。域名规划策略归属网域名：IMS业务流程简介IMS业务流程简介用户注册过程P-CSCFHSSDNSENUMI-CSCFS-CSCFVisitedorHomeNetworkHomeNetworkSIPCxSIPASASASCxShISCBackbonePacketNetworkAccess1IMS用户发出注册请求消息12P-CSCF通过DNS得到用户归属网的I-CSCF23P-CSCF把注册消息转到I-CSCF34I-CSCF查询HSS，为用户选择一个S-CSCF45I-CSCF将消息转到S-CSCF566S-CSCF从HSS得到用户的认证信息S-CSCF通知用户重新认证7788用户重新发起注册（1－5步）9认证通过，S-CSCF通知HSS910S-CSCF从HSS下载用户数据和iFC1011S-CSCF通知AS进行第三方注册1112AS从HSS得到用户数据（可选）1213P-CSCF向S-CSCF订阅注册事件通知1314用户向S-CSCF订阅注册事件通知14用户注册过程P-CSCFHSSDNSI-CSCFS-CSCF基本会话流程(同一IMS域内)CallingandCalledPartyHomeNetworkHSSI-CSCFDNSAccessAccessP-CSCFBackbonePacketNetworkS-CSCFControlBearerSIPSIPDiameter用户发起会话请求，消息到达S-CSCF11S-CSCF从HSS下载用户数据（可选）2233S-CSCF触发业务，AS进行业务逻辑控制S-CSCF通过DNS得到被叫所在IMS域的I-CSCF44I-CSCF通过HSS查询得到被叫用户注册的S-CSCF55S-CSCF从HSS得到被叫用户的用户数据6677S-CSCF触发业务，AS进行业务逻辑控制RTPStreamRTPStream会话请求被路由到被叫用户88双方进行资源协商和预留99对被叫振铃1010被叫用户应答，会话建立1111AS基本会话流程(同一IMS域内)CallingandCalIMS到CS互通流程ControlBearerCallingPartyVisitedorHomeNetworkCallingPartyHomeNetworkP-CSCFHSSS-CSCFBGCFMGCFMGWCSH.248SIPSIPSIPSIPBICCASDiameterBackbonePacketNetworkAccessIMS用户发起会话请求，消息到达S-CSCF11S-CSCF从HSS下载用户数据（可选）2233S-CSCF触发业务，AS进行业务逻辑控制S-CSCF将会话请求转给BGCF，BGCF选择MGCF44双方进行资源协商和预留66RTPStream对被叫用户振铃889被叫用户应答，会话建立95MGCF控制MGW为会话在CS域分配中继5PCMMGCF向被叫用户发送