《IMS技术介绍》课件

IMS技术介绍IMS是IP多媒体子系统，是下一代网络的核心技术之一。IMS允许用户使用各种设备访问各种服务，例如语音、视频和数据。IMS概述下一代网络IP多媒体子系统（IMS）是下一代移动通信网络的核心，支持语音、视频、短信等多种多媒体服务。开放标准基于IP协议和开放标准，IMS提供了灵活的架构和可扩展性，支持各种应用和服务的集成。数据驱动的网络IMS将传统的电路交换网络转变为数据驱动的网络，为用户提供更加丰富的多媒体通信体验。IMS系统架构IMS系统采用分层架构，将功能模块划分为多个层次，各层之间通过标准协议进行通信。核心层是IMS的核心，负责提供核心服务，如用户注册、呼叫控制和计费。应用层提供各种应用服务，如语音、视频、多媒体消息等，并与核心层进行交互。接入层负责与用户设备连接，将用户请求转发给核心层和应用层。IMS核心功能组件呼叫控制功能负责呼叫建立、维护和释放，包括呼叫路由、呼叫转移等。会话管理功能管理用户会话，包括会话建立、维持和结束，提供多种会话类型，如语音、视频、数据等。注册和认证功能IMS用户通过注册和认证过程接入网络，获取网络资源，实现身份验证和安全通信。多媒体处理功能支持多种媒体类型，包括语音、视频、数据，并提供编解码、传输和控制功能。IMS协议栈会话初始化协议(SIP)IMS网络中用于建立、维护和释放会话的协议。SDP(会话描述协议)用于描述会话的媒体类型、编码方式和带宽需求。媒体资源控制协议(MRCP)用于控制和管理媒体资源，如语音、视频和音频。IMS服务特点11.服务丰富支持语音、视频、消息等多种通信服务，满足用户多样化需求。22.高效灵活基于IP网络，可实现多媒体业务的灵活部署和快速创新。33.安全可靠采用安全协议和机制，保障用户通信的安全性和可靠性。44.可扩展性强支持多种接入方式，并可扩展到各种网络环境。IMS网元分类核心网元核心网元负责IMS的核心功能，例如呼叫控制、注册、消息路由等。主要包括：呼叫控制服务器（CSCF）、媒体网关控制函数（MGCF）、会话边界控制器（SBC）、应用服务器（AS）、计费服务器（AF）等。边缘网元边缘网元连接用户终端和IMS核心网，负责用户注册、认证、呼叫接入等。主要包括：用户代理服务器（UAS）、用户代理服务器（UAC）、呼叫会话控制函数（CSCF）、媒体网关（MGW）等。IMS用户注册流程用户身份验证用户通过手机号码或其他身份信息进行验证。网络注册用户设备向IMS网络发送注册请求。分配网络资源IMS网络为用户分配IP地址、呼叫ID等资源。用户状态更新IMS网络将用户状态更新为已注册。IMS业务呼叫流程1呼叫建立用户发起呼叫请求2呼叫路由IMS网络根据号码查找目标用户3媒体传输IMS网络建立媒体连接4呼叫处理IMS网络处理呼叫控制5呼叫释放用户结束呼叫IMS网络中的呼叫流程包含多个阶段，从用户发起呼叫到呼叫结束，每个阶段都涉及不同的网络元素和协议。呼叫流程的关键步骤包括呼叫建立、呼叫路由、媒体传输、呼叫处理和呼叫释放。IMS服务质量控制流量监控实时监控网络流量，识别拥塞点，确保网络资源的有效利用。延迟控制确保数据传输的及时性，满足实时通信业务的需求，例如语音通话和视频会议。丢包率控制降低网络丢包率，提高数据传输的可靠性，保证数据完整性。IMS安全特性身份验证IMS使用安全机制确保用户身份的真实性，防止恶意用户接入网络。数据加密敏感信息，如用户密码和通话内容，在传输过程中进行加密，防止数据被窃取。访问控制通过访问控制策略限制用户的权限，防止未经授权的访问和操作。安全协议IMS采用TLS、SRTP等安全协议，确保网络通信的安全性。IMS接入网络IMS支持多种接入网络，例如GSM、UMTS、LTE、Wi-Fi等。IMS能够与各种网络设备互连，例如核心网络、分组数据网、IP网络等。IMS接入网络需要考虑网络带宽、延迟、可靠性等因素。IMS接入网络需满足语音、视频、数据等多种业务需求。IMS接口技术SIPIMS核心协议，用于控制呼叫建立和释放。SDPIMS协议，用于描述媒体类型和参数。DiameterIMS协议，用于管理计费、用户注册、安全认证等。IMS扩展协议包括SIP消息传递、媒体流、数据流等相关协议。IMS移动性管理用户移动性IMS网络支持用户在不同网络之间移动，例如从蜂窝网络切换到Wi-Fi网络，同时保持通话或数据连接。IMS移动性管理确保用户在移动过程中获得无缝的通信体验，并保持呼叫和数据连接。移动性管理机制IMS通过多种机制实现用户移动性，包括移动性管理实体（MME）、用户位置注册和路由控制等。这些机制协同工作，确保用户在网络切换过程中保持连接，并提供正确的路由信息。IMS实时通信业务视频通话IMS支持高质量视频通话，提供流畅的视音频体验。语音会议IMS支持多人语音会议，方便多人实时交流协作。即时聊天IMS支持多种即时聊天功能，满足用户不同需求。IMS多媒体业务视频通话IMS支持高质量的视频通话，实现视频通话功能，满足用户多种需求。视频会议IMS支持多人视频会议功能，支持多方视频通话和实时数据共享。富媒体消息IMS支持各种形式的富媒体消息，例如图片、视频和音频。视频直播IMS支持视频直播功能，可以满足用户实时观看直播的需求，并提供互动功能。IMS位置服务基于位置的服务IMS位置服务可以提供用户位置信息，方便其他应用程序提供基于位置的服务，如地图导航、位置共享、附近搜索等。定位技术IMS位置服务支持多种定位技术，包括GPS、WLAN、基站定位等，以确保定位的准确性和可靠性。隐私保护IMS位置服务重视用户隐私，提供多种隐私保护措施，例如用户授权、位置信息加密等。IMS编解码技术语音编解码IMS广泛应用于语音通信，音频编解码技术保证清晰的语音质量。视频编解码IMS支持视频通话和会议，视频编解码技术影响通话质量和带宽效率。多媒体编解码IMS应用中包括各种媒体格式，编解码技术确保不同媒体类型之间的相互兼容。优化与标准IMS系统通常使用标准化的编解码技术，例如G.711、G.729和H.264，以确保互操作性和兼容性。IMS计费管理计费模型IMS支持多种计费模型，例如按时长、按流量、按通话次数等。计费方式IMS计费可采用预付费、后付费或混合计费方式。计费记录IMS系统会记录用户的计费信息，用于账单生成和计费分析。安全保障IMS计费系统必须保证计费信息的准确性和安全性。IMS应用服务器功能IMS应用服务器提供各种各样的功能，例如：媒体处理、用户管理、安全控制、业务逻辑处理等。它扮演着IMS架构中核心组件的角色，负责处理来自用户的请求，并根据策略和配置提供相应的服务。类型常见的IMS应用服务器类型包括：媒体服务器、会话服务器、消息服务器等。不同类型的应用服务器侧重于不同的功能，共同协作以提供完整的IMS服务体验。IMS策略和计费控制策略控制IMS系统采用策略控制来管理用户访问和资源使用，包括用户身份验证、服务授权和资源分配。计费管理计费系统记录用户使用IMS服务产生的费用，包括语音通话、视频通话、短信和数据流量等。计费控制计费控制机制确保用户在使用IMS服务时不会超过预定的费用限额，并提供多种计费方式和付费方案。IMS公共标识IMSI国际移动用户标识，唯一标识移动用户。MSISDN移动用户电话号码，在IMS网络中识别用户。IP地址用户设备在网络中的IP地址。网络身份在IMS网络中识别用户的网络身份。IMS隐私保护11.用户信息保护IMS系统设计中，用户信息是核心保护对象。包括个人信息、通话记录等。22.通话内容加密IMS系统采用加密算法对语音、视频、数据等通话内容进行加密，确保信息安全。33.身份认证机制IMS系统采用多因素身份认证，防止非法用户访问或窃取信息。44.隐私策略设置用户可自定义隐私策略，例如屏蔽骚扰电话、限制信息访问权限等。IMS关键技术标准IETFIMS标准的关键制定者，包含SIP、SDP、Diameter等协议。3GPP提供IMS网络架构、功能组件、呼叫流程等规范。GSMA推动IMS产业发展，发布相关技术标准和白皮书。IEEE制定IMS相关安全、可靠性、性能方面的标准。IMS演进与应用IMS技术应用于各种移动通信场景，包括语音通话、视频通话、短信、数据服务等。IMS支持云化部署，可灵活扩展和整合，适应不断变化的业务需求。IMS与5G技术相结合，推动了下一代通信网络的演进，提升了移动通信能力。IMS可用于物联网领域，为智能设备提供通信服务和数据传输。IMS应用案例IMS技术广泛应用于现代通信领域，为用户提供丰富的语音、视频、数据等通信服务。IMS应用案例包括：移动通信运营商，互联网服务提供商，企业通信系统，视频会议系统等。VoLTE,ViLTE,RCS视频会议，即时通讯企业内网通信，统一通信平台IMS部署挑战网络复杂性IMS网络架构复杂，包含多个网元和协议，部署难度大。系统集成复杂IMS需要与现有网络和系统集成，确保互操作性和功能完整性。安全性和隐私保护IMS承载敏感信息，需要严格的安全措施和隐私保护机制。运营成本高IMS部署和维护需要大量人力和物力，运营成本高。IMS发展趋势5G网络融合IMS与5G网络深度融合，提供更强大的实时通信和多媒体服务，满足用户对低延迟、高带宽、高可靠性的需求。云化IMSIMS向云计算平台迁移，降低部署成本，提高灵活性，支持快速扩展和更新，实现按需服务。边缘计算边缘计算与IMS结合，实现低延迟、高可靠性的实时数据处理和应用，为用户提供更优的服务体验。人工智能人工智能技术应用于IMS，提升网络优化、安全防护、服务质量管理等方面，实现更智能、更便捷的通信体验。IMS技术总结IMS技术发展成熟IMS技术经过多年的发展，