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i im ms s 核核心心网网 总总体体技技术术方方案案 版版 本本 号号 ：1 .0.0 cngicngi 通用业务平台项目组通用业务平台项目组 - ims 核心网总体技术方案 cngi 通用业务平台项目组 第 2 页 共 109 页 目目 录录 1范围6 2引用标准6 3相关术语与缩略语解释7 4usecase 描述.9 4.1uc-ims-001：终端接入 ims 网络.9 4.2uc-ims-002：ims 网络触发业务到 as10 4.3uc-ims-003：ims 网络和其他网络互通12 5系统高层需求13 6系统低层需求14 7方案综述16 7.1ims 多种接入解决方案 .16 7.2ims 业务开放解决方案 .19 7.3ims 网络互通解决方案 .23 7.4ims qos 解决方案.27 7.5ims 安全解决方案 .31 8ims 逻辑组网图 .37 8.1ims 组网图 .37 8.2ims 组网说明 .37 9ims 主要的业务流程 .38 9.1ims aka 鉴权流程38 9.2early ims 鉴权流程41 9.3http degest 鉴权流程 44 9.4ims 用户基本会话 mo 流程.46 9.5ims 用户基本会话 s-s 流程50 9.6ims 用户基本会话 mt 流程 .53 9.7ims 用户发起释放流程 .56 9.8ue 订阅注册状态流程.58 ims 核心网总体技术方案 cngi 通用业务平台项目组 第 3 页 共 109 页 9.9ims 业务触发流程 .59 9.10ims 和 3g r4 网络互通流程.60 9.11pstn 和 ims 互通流程64 10网元66 10.1cscf 功能需求.66 10.2mrfc 功能需求 .70 10.3mrfp 功能需求70 10.4bgcf 功能需求71 10.5hss 功能需求.71 10.6slf 功能需求73 10.7mgcf 功能需求.73 10.8im-mgw 功能需求73 10.9pdf 功能需求.74 11参考点74 11.1ims 网络内外部接口概貌 .74 11.2cx 接口：75 11.3gm 接口：.75 11.4mn 接口：.75 11.5mg 接口：.76 11.6mr 接口：76 11.7mp 接口：.76 11.8mw 接口：76 11.9go 接口：76 11.10gq 接口：77 11.11mi 接口：77 11.12mj 接口：77 11.13mk 接口：.77 11.14dx 接口：77 11.15isc 接口：78 ims 核心网总体技术方案 cngi 通用业务平台项目组 第 4 页 共 109 页 11.16sh 接口：78 11.17si 接口：.78 11.18ut 接口：.78 11.19dh 接口：78 11.20rf 接口：.78 12公共的接口格式定义79 13研究课题79 13.1基于 ims 的移动和固定融合 79 13.2ims 的 ipv6 组网.82 13.3ims 计费 .94 14编制历史108 ims 核心网总体技术方案 cngi 通用业务平台项目组 第 5 页 共 109 页 前前 言言 ims 核心网总体技术方案 cngi 通用业务平台项目组 第 6 页 共 109 页 1范围范围 本方案描述了 cngi 通用业务平台项目中 ims 核心网部分的主要网元、功能、接口、 流程等方面，并对相关的课题进行研究。 2引用标准引用标准 本方案引用下列标准所包含的条文。对于 3gpp 标准基于 2005 年 3 月的版本，同时本 方案尽可能使用所有标准最新版本。 13gpp tr 21.905: “vocabulary for 3gpp specifications“ 23gpp ts 23.002: “network architecture“. 33gpp ts 23.003: “numbering, addressing and identification“. 43gpp ts 23.107: “quality of service (qos) concept and architecture“. 53gpp ts 23.218: “ip multimedia (im) session handling; im call model“. 63gpp ts 23.221: “architectural requirements“. 73gpp ts 23.228: “ip multimedia subsystem; stage 2“. 83gpp ts 24.229: “ ip multimedia call control protocol based on session initiation protocol (sip) and session description protocol (sdp)；stage 3“. 93gpp ts 29.162: “interworking between the im cn subsystem and ip networks“. 10 3gpp ts 29.207: “policy control over go interface“. 11 3gpp ts 29.208: “end to end quality of service (qos) signalling flows“. 12 3gpp ts 29.209: “policy control over gq interface“. 13 3gpp ts 29.228: “ip multimedia (im) subsystem cx and dx interfaces; signalling flows and message contents“. 14 3gpp ts 29.229: “cx and dx interfaces based on the diameter protocol, protocol details“. 15 3gpp ts 32.240: “telecommunication management; charging management; charging architecture and principles“. 16 3gpp ts 32.260: “telecommunication management; charging management; ip multimedia subsystem (ims) charging“. 17 3gpp ts 33.102: “3g security; security architecture“. 18 3gpp ts 33.203: “access security for ip based services“. 19 rfc 2401 (november 1998): “security architecture for the internet protocol“. 20 rfc 2403 (november 1998) “the use of hmac-md5-96 within esp and ah“. 21 rfc 2404 (november 1998) “the use of hmac-sha-1-96 within esp and ah“. 22 rfc 2462 (november 1998): “ipv6 address autoconfiguration“. 23 rfc 2617 (june 1999): “http authentication: basic and digest access authentication“. ims 核心网总体技术方案 cngi 通用业务平台项目组 第 7 页 共 109 页 24 rfc 2806 (april 2000): “urls for telephone calls“. 25 rfc 2833 (may 2000): “rtp payload for dtmf digits, telephony tones and telephony signals“. 26 rfc 2916 (september 2000): “e.164 number and dns“. 27 rfc 2976 (october 2000): “the sip info method“. 28 rfc 3041 (january 2001): “privacy extensions for stateless address autoconfiguration in ipv6“. 29 rfc 3261 (june 2002): “sip: session initiation protocol“. 30 rfc 3262 (june 2002): “reliability of provisional responses in session initiation protocol (sip)“. 31 rfc 3265 (june 2002): “session initiation protocol (sip) specific event notification“. 32 rfc 3311 (september 2002): “the session initiation protocol (sip) update method“. 33 rfc 3312 (october 2002): “integration of resource management and session initiation protocol (sip)“. 34 rfc 3313 (january 2003): “private session initiation protocol (sip) extensions for media authorization“. 35 rfc 3320 (march 2002): “signaling compression (sigcomp)“. 36 rfc 3323 (november 2002): “a privacy mechanism for the session initiation protocol (sip)“. 37 rfc 3325 (november 2002): “private extensions to the session initiation protocol (sip) for network asserted identity within trusted networks“. 38 rfc 3608 (october 2003): “session initiation protocol (sip) extension header field for service route discovery during registration“. 39 draft-ietf-mmusic-sdp-new-13 (may 2003): “sdp: session description protocol“. 40 rfc 3315 (july 2003): “dynamic host configuration protocol for ipv6 (dhcpv6)“. 41 rfc 3319 (july 2003): “dynamic host configuration protocol (dhcpv6) options for session initiation protocol (sip) servers“. 42 rfc 3485 (february 2003): “the session initiation protocol (sip) and session description protocol (sdp) static dictionary for signaling compression (sigcomp)“. 43 rfc 3680 (march 2004): “a session initiation protocol (sip) event package for registrations“. 44 rfc 3428 (december 2002): “session initiation protocol (sip) extension for instant messaging“. 3相关术语与缩略语解释相关术语与缩略语解释 缩略语缩略语英文英文中文中文 asapplication server应用服务器 b2buaback-to-back user agent背靠背用户代理 bgcfbreakout gateway control function出口网关控制功能 ims 核心网总体技术方案 cngi 通用业务平台项目组 第 8 页 共 109 页 ccfcharging collection function计费收集功能 cdrcharging data record计费数据记录 cncore network核心网 cscircuit switched电路交换 cscfcall session control function 呼叫会话控制功能 dhcpdynamic host configuration protocol动态主机配置协议 dnsdomain name system域名系统 ecfevent charging function事件计费功能 fqdnfully qualified domain name全资格域名 ggsngateway gprs support node网关gprs支持节点 gprsgeneral packet radio service通用分组无线业务 hsshome subscriber server归属用户服务器 i-cscfinterrogating-cscf查询-cscf icidim cn subsystem charging identifierims计费标识 imip multimediaip多媒体 imsip multimedia core network subsystemip多媒体网络子系统 ims-algims application level gatewayims应用层网关 imsiinternational mobile subscriber identifier国际移动用户标识 ip-canip-connectivity access networkip-连通性接入网络 ipsecip securityip安全 iscip multimedia subsystem service controlims业务控制 isimims simims 用户标识模块 mgcfmedia gateway control function媒体网关控制功能 mgwmedia gateway媒体网关 mrfcmultimedia resource function controller多媒体资源功能控制器 mrfpmultimedia resource function processor多媒体资源功能处理器 pdppacket data protocol分组数据协议 plmnpublic land mobile network公用陆地移动（通信）网 pstnpublic switched telephone network公共交换电话网 ims 核心网总体技术方案 cngi 通用业务平台项目组 第 9 页 共 109 页 nainetwork access identifier网络接入标识 p-cscfproxy cscf代理cscf pduprotocol data unit协议数据单元 psipublic service identity公共业务标识 rtcpreal-time transport control protocol实时传输控制协议 rtpreal-time transport protocol实时传输协议 s-cscfserving-cscf服务-scscf sdpsession description protocol会话描述协议 sipsession initiation protocol会话发起协议 slfsubscription locator function签约定位功能 uauser agent用户代理 uacuser agent client用户代理客户端 uasuser agent server用户代理服务器 ueuser equipment用户设备 uriuniform resource identifier统一资源标识 urluniform resource locator统一资源定位 usimuniversal subscriber identity module通用用户标识模块 xmlextensible markup language扩展标记语言 4usecase 描述描述 4.1 uc-ims-001：终端接入：终端接入 ims 网络网络 4.1.1描述描述 本用例描述终端接入到 ims 网络的场景。 4.1.2角色角色 角色： 终端： 支持 sip 协议各种终端，包括移动终端、固定终端、iad 等。 ims 核心网总体技术方案 cngi 通用业务平台项目组 第 10 页 共 109 页 4.1.3前置条件前置条件 考虑到 sip 协议版本以及各种扩展，sip 终端具有多样性，各种终端互通复杂。本方 案为了简化互通的复杂性，非特别指出的情况下，指的是符合 3gpp 相关标准的 ims 终端。 4.1.4后置条件后置条件 无 4.1.5流程描述流程描述 g gt ta as s * 业务处理 终端 ims core 图1 ims接入用例 终端通过各种接入网包括 gprs、umts、wlan、adsl、lan 等，接入到 ims 网 络系统。使用 sip 进行 ims 网络的注册和鉴权，并发起会话、消息、presence 等业务。 详细的流程请参考第 9 章。 4.2 uc-ims-002：ims 网络触发业务到网络触发业务到 as 4.2.1描述描述 本用例描述 ims 网络接收到用户的请求后，通过用户签约数据过滤规则的触发，将请 求转发对应的 as 处理。 ims 核心网总体技术方案 cngi 通用业务平台项目组 第 11 页 共 109 页 4.2.2角色角色 角色： sip as：sip 应用服务器，包括一般的应用服务器以及 enabler，例如：im 服 务器、presence 服务器、poc 服务器等。 osa scs： 一种为第三方提供业务开放接口的 parlay 网关。 4.2.3前置条件前置条件 sip as 和 osa scs 支持 sip 协议和 isc 接口。 4.2.4后置条件后置条件 无 4.2.5流程描述流程描述 i im ms s系系统统 sip as * * 会话、消息、presence osa scs * * 图2 ims业务用例 ims 核心网总体技术方案 cngi 通用业务平台项目组 第 12 页 共 109 页 s-cscf 在用户通过注册鉴权后，从 hss 下载签约数据，并保存在本地。签约数据中 包含一个或者多个 service profile。业务描述包含公共标识、核心网业务授权、ifc 等信息。 在 ims 会话控制过程中，s-cscf 收到一个 sip 请求后，根据 sip 消息和用户数据的 内容执行 ifc 检测，ifc 中包含 sip 消息将要路由前往的 as 地址、ifc 的优先级、触发条 件、路由失败的缺省处理、将要被插入到消息体中的业务信息等。用户的业务数据中包含 多个 ifc，各 ifc 具有不同的优先级，s-cscf 按照优先级顺序对 sip 消息和 ifc 进行匹配， 匹配过程可以是检查 sip 方法是否相同、某个头域是否存在、某个头域或 request uri 的 内容是否相同、mo 或 mt、mt 是否注册等。如果某项 ifc 匹配，s-cscf 按照该 ifc 中 指定的 as 进行业务路由，as 执行业务控制从而提供各种特色业务，然后将 sip 请求向 s- cscf 转发，s-cscf 根据前面在 sip 消息中增加的标识得知该会话正在执行 ifc 检测，s- cscf 继续执行 ifc 检测，直到所有 ifc 检测完毕，按正常的 sip 路由过程继续路由 sip 消息。 详细的流程请参考第 9 章。 4.3 uc-ims-003：ims 网络和其他网络互通网络和其他网络互通 4.3.1描述描述 本用例描述 ims 网络接收到用户的请求后，通过用户签约数据过滤规则的触发，将请 求转发对应的 as 处理。 4.3.2角色角色 角色： plmn 网络：移动网络，包括 2g、3g 各种移动网。 pstn 网络：固定电话网络。 voip 网络：各种基于 sip 或者 h.323 等 ip 语音网络。 4.3.3前置条件前置条件 互通网关支持 ims 网络和 plmn、pstn、voip 网络的互通。 ims 核心网总体技术方案 cngi 通用业务平台项目组 第 13 页 共 109 页 4.3.4后置条件后置条件 无 4.3.5流程描述流程描述 i im ms s系系统统 plmn网络 * * 会话 pstn网络 * voip网络 * * 图3 ims互通用例 需要考虑互通的网络 plmn 包括和 gsm 网络、3g 的 r99 和 r4 网络等网络；pstn 网络 包括基于电路的电话网络和基于 ip 的软交换网络等。 互通使用 mgcf 以及 im-mgw 来实现。mgcf 完成信令面的转换，互通的协议包括 ims 使 用的 sip 协议、plmn r4 使用的 bicc 协议以及 isup 等协议。mgcf 还能通过 h.248 协议， 控制 im-mgw 来完成承载面的转换。im-mgw 完成端口变换、必要的音频/视频 codec 变换及 vig 处理过程。如果 ims 和其他网络之间使用不同的编址方式，还将完成 ip nat 的功能。 详细的流程请参考第 9 章。 5系统高层需求系统高层需求 ims 核心网部分的系统高层需求如下： 高层需求编号高层需求编号高层需求描述高层需求描述备注备注 ims 核心网总体技术方案 cngi 通用业务平台项目组 第 14 页 共 109 页 hlr-ims-001实现端对端 sip 业务 hlr-ims-002根据终端接入方式和能力进行业务准入控制 hlr-ims-003网络能够根据接入方式和能力进行业务适配 hlr-ims-004网络提供多种接入方式（2g/3g/固网/wlan） 的互通 6系统低层需求系统低层需求 经过评审后的 ims 核心网部分的系统低层需求如下： 高层需求编号高层需求编号低层需求编号低层需求编号低层需求描述低层需求描述备注备注 llr-ims-001支持会话类业务消息控制在实现方案 和产品中体 现 llr-ims-002支持 presence 类业务消息控制在实现方案 和产品中体 现 llr-ims-003支持消息类业务消息控制在实现方案 和产品中体 现 llr-ims-004支持基于用户签约数据业务触发在实现方案 和产品中体 现 hlr-ims-001 llr-ims-005支持计费可选功能， 在实现方案 和产品中体 现 hlr-ims-002 llr-ims-006支持用户鉴权在实现方案 和产品中体 现 ims 核心网总体技术方案 cngi 通用业务平台项目组 第 15 页 共 109 页 llr-ims-007支持漫游控制在实现方案 和产品中体 现 llr-ims-008支持根据终端的接入网类型控制在实现方案 和产品中体 现 llr-ims-009支持基于会话的媒体能力控制在实现方案 和产品中体 现 llr-ims-010支持基于用户标识的闭锁在实现方案 和产品中体 现 llr-ims-011支持终端接入的 nat在实现方案 和产品中体 现 llr-ims-012支持终端接入的 sip 信令压缩在实现方案 和产品中体 现 llr-ims-013支持终端接入的 qos 控制在实现方案 和产品中体 现 hlr-ims-002 llr-ims-014支持非 ims sip 终端接入适配在实现方案 和产品中体 现 llr-ims-015支持 gprs 接入方式在实现方案 和产品中体 现hlr-ims-003 llr-ims-016支持 umts 接入方式在实现 方案和产品 ims 核心网总体技术方案 cngi 通用业务平台项目组 第 16 页 共 109 页 中体现 llr-ims-017支持 wlan 接入方式在实现方案 和产品中体 现 llr-ims-018支持 adsl 接入方式在研究报告 中体现 llr-ims-019支持 lan 接入方式在实现方案 和产品中体 现 llr-ims-020支持和现有 gsm cs 网络的互通在实现方案 和产品中体 现 llr-ims-021支持和 r99 umts cs 网络的互通在实现方案 和产品中体 现 llr-ims-022支持 r4 umts cs 网络的互通在实现方案 和产品中体 现 llr-ims-023支持 pstn 网络的互通在实现方案 和产品中体 现 hlr-ims-004 llr-ims-024支持 voip 网络的互通在研究报告 中体现 7方案综述方案综述 7.1 ims 多种接入多种接入解决方案解决方案 ims 支持多种 ip 接入网络接入，包括 gprs/umts ps、ethernet、wlan、adsl 等。 ims 核心网总体技术方案 cngi 通用业务平台项目组 第 17 页 共 109 页 7.1.1gprs/umts ps 接入接入 对于漫游在无线蜂窝网络中的手机用户，或者携带 gprs/umts 接入卡的便携 pc，无 论其身处于何时何地，均可通过 gprs/umts ps 的无线分组接入技术，方便地接入到 ims 网络服务中。gprs 与 umts ps 的接入最大差别在于接入带宽的不同，gprs 的理论接入 最大带宽 115kbps，实际一般 14.4 k 20 kbps，而 umts ps 由于 wcdma 多址方式的采 用，接入带宽在普通步行环境下高达 384kbps，而在室内则达到近 2mbps。 同时，由于 gprs 采用 sim 卡，不能支持基于 isim/usim 的 ims-aka，ims 根据 3gpp tr33.878 支持 early ims 鉴权，并支持 vggsn 和 hggsn 漫游组网以及 hggsn 漫 游情况下增强的漫游限制及计费要求； 移动用户在通过 gprs/umts ps 接入 ims 网络的过程中，gsm/wcdma 接入网 bss/utran 完成空中接口无线分组资源的申请、维护和释放以及 bss/utran 内的移动 性管理，gprs/umts ps 核心网则完成同一 sgsn 下跨不同 bss/utran 系统的，以及同 一 ggsn 下跨不同 sgsn 服务区的移动性管理，使得 ims 会话对链路层的移动性完全透 明。ggsn 负责终结来自 sgsn 的隧道连接，并最终将终端接入绑定的 ims 网络接入代理。 用户在 gprs/umts ps 网内的安全性认证/加密保护独立于 ims 业务层的安全性认证/ 加密保护，gprs/umts ps 目前已支持相当完善成熟的 qos 控制体系。 在 gprs/umts ps 接入方式下，ims 终端设备可通过独立的 dhcp 方式，或者 pdp 上下文激活过程获取 ip 地址，终端在获取自身 ip 地址的同时，也需要获取漫游地 ims 网 络接入代理点的 ip 地址或域名，这可以通过扩展标准的 dhcp 协议，或者扩展 pdp 上下 文激活过程来实现。另外，如果不希望扩展 dhcp 协议，也可通过在终端侧静态配置 ims 网络接入代理点的 ip 地址或域名来实现。 在 gprs/umts ps 接入方式下， ims 支持如下 p-cscf 发现过程： p-cscf 发现方式发现方式发现方式描述发现方式描述涉及实体涉及实体 dhcp 方式 终端在完成 ps 注册并发起 pdp 上下文激活 后，通过 dhcp 过程动态获得终端 ip 地址及 漫游地 p-cscf 的域名或 ip 地址，并将其作 umts/gprs 终端， dhcp server, ggsn ims 核心网总体技术方案 cngi 通用业务平台项目组 第 18 页 共 109 页 为本端 sip 信令的 proxy，ggsn 支持 dhcp relay ota 方式 支持终端通过 ota 的方式获取 p-cscf 的 ip 地址 umts/gprs 终端 ggsn 配置方式 支持通过在 ggsn 配置 p-cscf 域名、地址， 在 pdp 上下文激活后通过 pco 信元返回给 ue，实现的 p-cscf discovery umts/gprs 终端， ggsn 7.1.2ethernet 接入接入 ethernet 接入是目前常用的一种固定宽带接入方式，当然也可作为 ims 网络服务的接 入方式，特别是对于用户住宿相对比较密集的地区更是如此，ims 支持 sip 终端通过 ethernet 接入：sip 终端具有以太网接口，可以通过 ethernet 接口直接接入到宽带城域网， 经过 bas 认证授权后最终接入到 ims 网络。 在以太网接入方式下，ims 终端设备可以通过 dhcp 方式获取 ip 地址，也可以通过 网络接入运营商分配的 ip 地址进行静态配置。在 dhcp 方式下，可以通过扩展标准的 dhcp 协议，在 dhcp 的报文中携带 ims 网络接入点的地址，这样终端设备就可以自动配 置接入到 ims 网络；在静态配置方式下，运营商必须发布 ims 网络接入点的 ip 地址（或 域名） ，用户在终端设备上配置 ims 网络接入点的 ip 地址，或者如果这些终端接受统一的 管理，可以由管理设备进行配置，终端设备通过加载配置数据自动获取 ims 接入网络接入 点的 ip 地址。 当以太接入网地址空间与 ims core 的地址空间非统一规划的情况下，p-cscf 支持控 制面跨地址域变换，并通过 cops 协议控制 sbc 或独立的 nat 设备进行承载面 ip 地址空 间转换。 7.1.3wlan 接入接入 wlan 接入是最近兴起的热点接入方式，网络运营商通过在一些热点场所配置无线 ap，终端设备配备无线网卡，就可以接入到 ip 网络。 ims 核心网总体技术方案 cngi 通用业务平台项目组 第 19 页 共 109 页 在这种接入方式下，终端（包括带无线网卡的 pc 和内置无线芯片的手持终端）通过 发现网络运营商部署的无线 ap，向 ap 发起接入请求，并通过 ac 认证后接入到 ip 网络， 最终接入到 ims 网络。 wlan 的接入方式实际上同 ethernet 接入方式很类似，只是用户终端和运营商接入之 间采用了空中信道（mac 层及逻辑层都与以太网类似） ，终端的 ims 接入代理配置方式多 采用扩展 dhcp 的方式，终端在完成 ap 发现并通过 ac 认证后，通过 dhcp 过程动态获 得终端 ip 地址及 p-cscf 的域名或 ip 地址，并将其作为本端 sip 信令的 proxy。目前 ap 与 ac 间与 ethernet qos 机制相同，wlan 空口的资源 qos 调度保证机制正在完善制定中， ims 在 wlan 接入情况下暂不支持 qos 控制。 对于 wlan 的手持设备， ims 支持其采取 sip 协议接入到 ims 网络。 当 wlan 接入网地址空间与 ims core 的地址空间非统一规划的情况下，p-cscf 支 持控制面跨地址域变换，并通过 cops 协议控制 wlan ac 或独立的 nat 设备进行承载 面 ip 地址空间转换； 7.1.4adsl 接入接入 pstn 发展到今天已经基本饱和，利用用户住宅及办公楼已部署的丰富的双绞线资源 作为 ip 宽带接入方式成为了运营商和最终用户最经济，最节省投资的选择，ip 报文在双绞 线上的承载采用了 xdsl 的调制/解调技术，而 adsl 接入在全球范围内成为最受欢迎的接 入方式。 用户终端接入到 ims 网络的形式也可以多种多样，除 ims sip 终端外， pots 用户通 过 iad 等均通过协议转换网关接入到 ims 网络。 ims 支持 sip 终端通过 adsl 接入 ims：sip 终端具有以太网接口通过以太网线连接 到 adsl modem，或 sip 终端具有 asdl modem 的功能，通过 adsl 自动拨号及 ppp 承 载的 sip 信令连接到 dslam 后接入 ip 网络，或者通过 pppoe 拨号方式连接到 dslam， 经过 bas 认证授权后连接到 ims 网络。 同以太网接入方式存在的区别是，一般 adsl 方式都采用不依赖于 dhcp 的 pppoe 的方式进行接入认证，因此需要对 pppoe 报文进行扩展，自动配置终端接入 ims 网络的 接入点地址，当然也可以由用户手动配置，或者由统一的管理服务器进行配置后加载到终 端设备。 当 adsl 接入网地址空间与 ims core 的地址空间非统一规划的情况下，p-cscf 支持 ims 核心网总体技术方案 cngi 通用业务平台项目组 第 20 页 共 109 页 控制面跨地址域变换，并通过 cops 协议控制 bas 或独立的 nat 设备进行承载面 ip 地址 空间转换。 7.2 ims 业务开放业务开放解决方案解决方案 传统移动网络中使用了拜访服务控制。这意味着，当一个用户漫游时，拜访网络中的 一个实体为用户提供服务并控制业务流。在 2g 移动网络中，这个实体被称为拜访移动服 务交换中心。在版本 5 的早期，对拜访和归属服务控制模型都支持。同时支持两个模型会 导致每个问题都不止有一个解决方案，而且由于简单的方案可能无法同时适合两个模型， 因而减少了最优体系方案的个数。同时支持两个模型还意味着需要对因特网工程任务组 ietf 协议进行附加扩展，并且会增加注册和会话流程中的工作量。因此，拜访网络控制被 放弃。因为与归属服务控制对比，它过于复杂而且不提供任何重要的附加价值，相反还造 成了一些限制；它需要运营商之间一种多重关系和漫游模型，服务发展会变慢，因为需要 拜访网络和归属网络都支持相似的服务，否则漫游用户将会感觉到服务变差；另外，运营 商内部参考点的数目也将增加，这就需要负责的解决方案（例如在安全和计费方面） 。因此， ims 仅采用了归属服务控制，换言之，访问用户数据库并且与服务平台直接交互的实体将 总是位于用户的归属网络。 ims 将 p-cscf 和 s-cscf 分离的方案可以简单的实现解决移动终端的漫游，支持用 户通信的移动性问题。对于漫游的用户，用户的所有业务都由拜访地的 proxy cscf 路由 到归属地，由归属地的 serving cscf 将业务映射到本地或者第三方。这个模型的关键是由 归属地的 serving cscf 控制用户的业务，这样不管用户是否漫游，使用何种设备和接入网 络，用户都唯一的经由归属地来控制，从而可以保证业务的一致性、简单性。 ue p-cscf serving cscf home network visited network external service platform gm mw 图4 ims漫游控制 ims 核心网总体技术方案 cngi 通用业务平台项目组 第 21 页 共 109 页 在 ims 网络架构中，为 ims 用户提供所有的非基本会话接续类的增值应用服务，均 在 as 实体中提供，会话控制层的 cscf（p-cscf、s-cscf、i-cscf）为基础 ims sip 会 话到运行各个不同增值业务逻辑的 as 的业务触发路由，及所有增值应用可以共享的登记 注册、安全性保护、qos 控制、基本会话路由等功能提供了一个公共平台，确保各 as 提 供者仅需要关注增值业务逻辑本身的设计即可。 图5 ims业务触发机制 基于ims的业务触发采用基于签约数据中的ifc检测机制，如上图所示，其中ifc( initial filter criteria)作为用户签约数据的一部分保存在hss上，用户注册时从hss下载，代 表用户对一个应用的签约，也是进行相应业务触发的过滤规则； ifc按照不同优先级定义 了业务触发的条件和目的as，s-cscf在处理用户业务请求时进行ifc匹配检测，符合触发 条件则向指定的as触发，使得as可以对该次业务按照as内既定的业务逻辑进行控制。 stp 是 sip 信令中用于触发应用服务器执行业务逻辑的点，触发 s-cscf 发送/代理 sip 消息给应用服务器。如下都可以作为触发点： sip 方法(例如 register, invite, subscribe, message)； sip 头域； sip 头域或 request-uri 的内容; 请求的方向(mo 或者 mt) sdp 一个过滤规则可以触发一个或多个 stp。过滤规包含如下内容： 业务相关的 as 地址 触发准则优先级 相关的一个或多个触发点 ims 核心网总体技术方案 cngi 通用业务平台项目组 第 22 页 共 109 页 缺省处理方式 可选的业务信息 对于一个指定用户及其 s-cscf 而言，依据其 as 触发规则的特殊设置，不仅支持不 同业务到不同 as 的触发，同时可实现同一会话到多个 as 的多次触发，从而实现对同一 用户的增值业务逻辑的关联组合。触发规则的内容包括：请求 uri、sip 方法、sip 消息中 的头域、sip 消息中会话描述的 sdp 类型消息体，还可以是会话情形，即属于始发 （originating）呼叫、终结（terminating）呼叫、未注册签约业务执行状态用户的终结 （terminating-unregistered）呼叫。这使的 ims 的业务提供更加灵活。 如前所述，s-cscf是傻瓜式地统一根据ifc过滤规则进行业务触发，因此s-cscf不需 处理与业务相关的状态变迁，s-cscf所采用的处理模型与业务无关，可以实现s-cscf组 件被多种业务的共享和重用。由于cscf的业务无关性以及支持灵活的业务触发和实现方式， ims架构具备通过各种应用服务器提供丰富多彩、按需定制的各式各样业务的能力。 基于ims的多媒体会晤系统采用osa(open services architecture) 开放业务架构。osa 是3gpp制定的统一的业务开放模型，osa scs(osa service capability servers)为第三方应 用服务器提供开放的和安全的使用网络资源的能力，第三方应用服务器可以通过标准的 api使用网络的能力快速定制开发各种丰富多彩的业务。osa开放业务架构的应用有利于 构建未来可盈利的业务价值链，同时使得高层具体业务应用可以分离独立于具体底层网络。 ims 核心网总体技术方案 cngi 通用业务平台项目组 第 23 页 共 109 页 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 isc cap map osa api scim as as sh si 图6 ims业务开放形式和接口 ims 提供的三种业务开放模式如下： sip应用服务器：是sip业务逻辑加载和执行的场所。可以有scim（service capability interaction manager）协调多种应用服务器完成一个具体的应用。 imssf：是一种特殊的应用服务器，它检测camel规定的业务触发点，完成和 scp之间的cap协议的适配。可以实现sip与inap/cap的互通接入传统scp以为 ims用户提供电路交换网智能网原有增值服务。 osa scs：是 3gpp 制定的统一的业务开放模型，制定了 osa 框架，为第三方应 用服务器提供开放的和安全的使用网络资源的能力。 ims 核心网总体技术方案 cngi 通用业务平台项目组 第 24 页 共 109 页 7.3 ims 网络互通网络互通解决方案解决方案 7.3.1ims 和和 pstn 互通互通 互通方式一互通方式一 im-mgw mgcf sgw bgcf s-cscf isup h.248 isup/m3ua sip sip pstnpstni-cscf sip sip 图7 ims与pstn互通方式一 这种方式下，在 ims 侧为 ims 与 pstn/cs 的承载和控制面互通分别配置独立的媒体 网关和信令网关：sgw 负责将 tdm 承载的窄带信令转化为 ip sigtran 承载的 sigtran 信令（m3ua/m2ua） ； 互通方式二互通方式二 im-mgwmgcf bgcf s-cscf isup h.248 sip sip pstnpstni-cscf sip isup/m2ua sip 图8 ims与pstn互通方式二 这种方式下，在 ims 与 cs 的网络边界上侧只配置中继媒体网关 tmg，tmg 支持内 嵌信令网关功能，包括 ss7 到 m2ua 或 m3ua 的转换。 在ims用户呼叫pstn用户情况下： ims 核心网总体技术方案 cngi 通用业务平台项目组 第 25 页 共 109 页 s-cscf：针对被叫e.164号码进行enum查询失败（未能得到对应的sip- url） ，根据配置数据将会话转接到指定的bgcf； bgcf：根据被叫e.164号码分析选择与电话交换网互通点，将会话转接到本 域对应mgcf或他域bgcf，后一情况下，他