IMS技术介绍

广电IMS交流,中兴通讯股份有限公司,2014年8月24日,IMS网络建设架构,IMS VPN,传统交换网,总部,省公司,备用系统,异地容灾,SBC,SBC,地市,公众交换网,总部新建一套IMS，包含： X-CSCF/BGCF、HSS/SLF、MGCF、MRFC/MRFP、AGCF、SBC MMTel AS：P2P语音/视频电话、一号通、Centrex等 EMS/NMS和OSS 应用服务器：提供统一通信等业务 省公司 IM-MGW SBC 容灾中心建设一套备用系统，用于主用IMS系统失效时接管全网的业务,网元设置,容灾机制,尽量减少不同站点之间的信令开销，选择1+1互备容灾,互通和路由 IMS-CN在中心，IM-MGW和SBC在省公司 容灾 建立灾备中心，与主用IMS之间进行1+1互备容灾,互通/路由/容灾/对承载网要求,采用广电网数据通信网承载业务，内部采用私网地址 VPN承载不同流量 采用专用VPN分别承载、媒体、管理和计费流量 节点带宽要求 主要是媒体带宽：用户规模*每用户话务量*64 Kbps QoS要求 数据通信网部署DiffServ和MPLS-TE，以保证IMS业务的QoS QoS参数要求 传输时延： 50ms 时延变化： 20ms 丢包率： 0.1%,对承载网要求,在总部设置EMS，负责IMS的管理与维护 在总部设置BOSS系统，采用BOSS系统进行用户开通 通过分权分域，可以将各省的用户开通及管理工作下放到省及地市,网络管理和用户开通,PBX访问IMS方案,核心网,I/S-CSCF,MGCF,AGCF,P-CSCF,IMS,HSS,IP网,接入网,IM-MGW,PRI,PRI/ISUP,SIP,IP PBX,TDM PBX,AG/IAD,H.248,TRK,SIP,SBC,互通模式 PBX通过中继经IM-MGW与MGCF互通 签约模式 PBX经TG/SG/AG接入AGCF，如果上行接口是PRI PBX经过AG/IAD连接AGCF/P-CSCF，如果上行接口是TRK PBX经P-CSCF和SIP AG连接IMS,TG/SG,TDM PBX,TDM PBX,PRI,AG,SIP,互通模式 签约模式,IMS编号,1,3,4,2,用户编号,公共业务编号,组编号,网络节点编号,显示PSI: Sip:Chatlist1 Sip:ConferenceJS Sip:Gamingnanjing.JS 通配PSI: Sip:chatlist!.*!,主机域名方式: sip: Mgcf2.taiyuan.SX. 网络地址方式: sip:Mgcf2 信令点码: 004-255-057,PVI标识: 46002912345678902.460.IMSI.3 PUI标识: Tel:+8615912345678 Sip:li.mingJS,特殊PSI: Sip:chatgroup1JS,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,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。,张三的公共用户身份,ISIM中至少要存储一个IMPU UE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。,IMS用户编号,私有用户标识PVI PVI由归属网络的运营者分配，用于注册、授权、管理、计费等目的 PVI标识的是签约，不是用户 格式：NAI, 如usernamedomain_name 公有用户标识PUI PUI用于用户和其它用户的通讯 格式：SIP URI，TEL URI,IMS Subscription,Private User Identity 1 (For Mobile terminals),Private User Identity 2 (For Fixed terminals),Public User Identity 1 (SIP URI format),Public User Identity 2 (Tel E.164 format),Public User Identity 3 (SIP URI format),Public User Identity 4 (Tel E.164 format),Public User Identity 5 (SIP URI format),Public User Identity 6 (Tel E.164 format),Implicitly Registered ID set 1,Implicitly Registered ID set 2,Implicitly Registered ID set 3,Service Profile 1 (Enhanced Services),Service Profile 2 (Legacy Services),Service Profile 3 (Converged Services),Service Profile 5 (Legacy Services),Service Profile 4 (Enhanced Services),一个PVI可有多个PUI： 一机多号,多个PVI共享一个PUI： 一号多机、号码共享,隐式注册： 一次注册多个PUI,PUI和用户业务配置 相对应,地址和标识,网络节点的标识 处理SIP路由的网络节点（如CSCF，MGCF，BGCF）需要使用SIP URI来标识。 如：sip:chinaMobile.scscf1chinaM MGCF/IM-MGW位于SIP域和CS域网络边界，具有双重设备标识: 主机名或域名 SS7信令点码,I_CSCF,S_CSCF,P_CSCF,HSS,sip:chinaMobile.scscf1chinaM,sip:chinaMobile.hsschinaM,sip:chinaMobile.scscf3chinaM,sip:chinaMobile.scscf2chinaM,sip,地址和标识,公共服务标识（PSI） 标识AS所拥有的服务 在AS中创建 标识的格式为SIP URI或tel URL,conference service,meetingims.chinaM,AS,AS,message service,messagingims.chinaM,网络节点的编码规则,IMS用户编号规则,每个IMS用户（对应一部UE）分配1个IMPI和最少2个公有用户标识IMPU，IMPU中最少包含1个TEL URI和1个SIP URI。TEL URI和其中最少1个SIP URI由总部指定,互通和路由,IMS,公众移动交换网,固网软交换,SIP-I,公众交换网,ISUP/No.1,H.248,另一个IMS-CN,SIP,SIP-I,信令路由,IMS域内呼叫路由,媒体路由,信令路由,IMS跨域呼叫路由,媒体路由,与公网本地呼叫,公众交换网-IMS信令路由： POTS话机-公众交换网-IM-MGW -MGCF-I-CSCF-S-CSCF-P-CSCF -SBC-SIP话机,IMS VPN,IMS,公众交换网,公众交换网,SBC,SBC,媒体路由： SIP电话-本地SBC -本地IM-MGW -公众交换网-POTS话机,IMS-公众交换网信令路由： SIP话机-SBC-P-CSCF-S-CSCF -BGCF-MGCF-IM-MGW -公众交换网-POTS话机,省公司,公众交换网,公众交换网,与公网长途呼叫(就近出局),省公司,IMS VPN,LS,LS,TS,另一个省公司,LS,LS,TS,IMS,IMS,媒体路由： 本地SIP话机-本地SBC-本地IM-MGW -公众交换网-远端POTS话机,信令路由： 本地SIP话机-本地SBC-本地P-CSCF -本地S-CSCF-本地BGCF-本地MGCF -本地IM-MGW-公众交换网 -远端POTS话机,SBC,SBC,与公网长途呼叫(就远出局),省公司,IMS VPN,另一个省公司,IMS,IMS,媒体路由： 本地SIP话机-本地SBC-远端IM-MGW -传统交换网-远端POTS话机,信令路由： 本地SIP话机-本地SBC-本地P-CSCF -本地S-CSCF-本地BGCF-远端BGCF - 远端MGCF-远端IM-MGW -传统交换网-远端POTS话机,SBC,SBC,公众交换网,公众交换网,与公网长途呼叫（传统交换网-IMS）,省公司,IMS VPN,另一个省公司,IMS,IMS,公众交换网,公众交换网,信令路由： 本地POTS话机-公众交换网-远端IM-MGW -远端MGCF-远端I-CSCF-远端S-CSCF -远端P-CSCF-远端SBC-远端SIP话机,媒体： 本地POTS话机-公众交换网 -远端IM-MGW-远端SBC-远端SIP电话,SBC,SBC,PE1,PE2,省级IMS核心网机房,MGCF/MGW/MRFP,S-CSCF,HSS/SLF,CG,MMTEL/MRFC,EMS,MCE1,MCE2,AGCF,BAC,ENUM/ DNS,IMS典型组网网络互通,MCE,CS,PE1,PE2,SS VPN,CDMA移动用户,Mobile,固网软交换,各种第三方业务应用,CE,增值业务或第三方业务平台,Msce/Mgw,VIG,IMSVPN,CE,PE1,PE2,SS/TG,固定POS用户,PHONE,PE1,PE2,其他省/地IMS,PE1,PE2,Service VPN,P/I-CSCF,SIP AS,SCE1,SCE2,PE2,省中心IMS核心网机房,MGCF/MGW/MRFP,S/I-CSCF /BGCF,HSS/SLF,MMTEL,AGCF,EMS,MCE1,MCE2,BAC,IAD,EPON,固定不可信 用 户 接 入,SIP PHONE,SIP软终端,EVDO VT,无 线 PS 用 户 接 入,ENUM/ DNS,AG/IAD,固定可信 用 户 接 入,IMS接入组网,PDSN,MCE1,PS,PE2,PE1,PE2,191VPN,SR1,SR2,城域网,191VPN,IMS VPN,IMS VPN,PI1VPN,IM-SSF,CG,PE1,BAC,MCE2,地市IMS接入机房,MCE1,PE1,P-CSCF,SIP AS,MCE2,SCE1,SCE2,视频会议终端,POTS,26,PE1,PE2,省级IMS核心网机房,MGCF/MGW/MRFP,S-CSCF,HSS/SLF,CG,MMTEL/MRFC,EMS,MCE1,MCE2,AGCF,BAC,ENUM/ DNS,IMS典型组网 计费网管,SCE3,SCE4,SCE5,SCE6,MGNT VPN,VIG,IT VPN,PE1,PE2,P/I-CSCF,PE1,PE2,PE1,PE2,SIP AS,SCE1,SCE2,BAC,MCE2,地市IMS接入机房,SCE1,MCE1,SCE2,SR1,SR2,城域网,IMS计费解决方案,现网BOSS,在本项目中，采用标准IMS计费和传统计费相结合的方式，传统计费指ZXUP10可以直接适配计费中心现网业务（如短信，彩信，会议）的话单格式，标准IMS的计费是按照3GPP 标准提供的ASN.1格式话单，与营帐系统接口进行对接 。 CG将汇聚所需网元产生的计费话单文件，统一提供FTP接口给现网的BOSS系统，完成各类话单的传送工作。现网BOSS系统完成话单的读取、分析和计费工作。,IMS计费方案,AS,MGCF,P-CSCF,计费网关,短信,彩信,短信、彩信网关,BOSS 系统,Rf,FTP/SFTP,AS：对用户进行业务计费； P-CSCF：用于与他省进行漫游计费结算； MGCF：用于CM-IMS往来与他网互通的结算。 IM/PS，多媒体会议和点击拨号采用FTP方式和计费网关对接,IM/PS,多媒体会议,点击拨号,计费网关,FTP/SFTP,FTP/SFTP,FTP,BOSS系统改动需求： 1 计费中心要求能够处理IMS各网元产生的话单 2 计费中心必须能够识别SIP URI或者TEL URI格式的用户PUI 3 计费中心必须能够将用户的多个PUI账单汇聚到同一个帐户名下 4 计费中心必须可以对引入IMS带来的新的业务区别计费。,IMS网管方案,IMS集中网管,HSS/SLF,MSG9000,MGCF/SS1b,P-CSCF,PSS,SIP AS,交换机,路由器,防火墙,SBC,IAD,IP PBX,IMS核心网,业务,IT设备,接入设备与终端,IP承载网,EPON,DNS/ENUM,上级网管中心,运营维护NMS,二级维护网络架构 NetNumen 集中管理IMS设备 接入上级NMS,其他厂家设备,北向接口： 告警：SNMP、MML 性能：FTP,支持IMS、C网、固网的三网共管,IMS网管示意图,采用双平面组网,IMS核心网,ZXUN SSS PSS,ZXUP 10 SIP AS,ZXUN HSS HSS,HSS接口机,UP10接口机,SSS接口机,业务受理门户,IMS业务开通方案（有SPN）,BOSS,企业管理员,SPN,iEMP,业务开通建设遵循以下原则： 1、对现有BOSS系统影响最小。 2、需要其有足够的灵活性，支持业务功能的动态配置，减少后续业务投入的成本。 3、具备较高的定位，在支持IMS业务的基础上，后续考虑支持其他固网业务，避免新种类固网业务开展后，相关系统重复建设。,BOSS系统改动需求： 1、BOSS系统提供IMS业务受理功能，实现对集团及集团业务的受理 2、BOSS系统开发接口与SPN北向接口对接，SPN屏蔽了网络层的复杂性 3、BOSS系统需要配合IMS业务开通的相关测试。,SPN：业务发放节点，提供IMS网元层的统一开通接口，屏蔽网络层对业务支撑系统的复杂性。 iEMP：IMS企业自服务平台。实现运营商对企业业务功能的分配，以及企业内部组织，人员，功能权限的分配。,IMS核心网,ZXUN SSS,ZXUP 10 SIP AS,ZXUN USPP HSS,HSS接口机,UP10接口机,SSS接口机,业务受理门户,IMS业务开通方案（无SPN）,BOSS,支持MML/SOAP接口,BOSS系统改动需求： 1、BOSS系统提供IMS业务受理功能，实现对集团及集团业务的受理 2、BOSS系统开发接口与各网元接口机北向接口对接 3、BOSS系统需要配合IMS业务开通的相关测试。,开通初期BOSS系统对接工作量大，但不需要依赖于SPN,方案一的优势在于采用SPN提供IMS网络的统一业务开通接口，对营帐系统屏蔽网络层的复杂性，可以最大限度减少在IMS网络建设初期对营帐系统的改动，但是需新增加SPN节点，在存在多个厂家IMS系统时，会存在多个SPN网元，在后续业务开通接口变动的时候，运营商需要协调多个厂家的SPN进行接口升级，同时增加网元维护工作量。 因此中兴建议在IMS网络建设初期，可以采用SPN进行业务开通作为过渡方案，随着IMS网络发展，逐渐在营帐系统中实现SPN功能，最终采用方案二由营帐系统到IMS各网元进行业务开通。,方案一和方案二比较：,资源分权分域,安全体系架构,前台系统安全方案,1、用户认证，2、流量隔离，3、边界控制,前台安全机制,后台安全机制,IMS业务提供模式,ISC IMS Service Control SCIM Service Capability Interaction Manager OSA Open Service Architecture SCS Service Capability Server IM-SSF IP Multimedia Service Switching Function,IMS定义了标准的基于SIP的ISC接口，实现了业务层与控制层的完全分离 IMS支持三种业务提供方式 SIP AS方式 OSA SCS方式 IM-SSF方式,归属网络负责业务控制的模式提供一致的用户通信体验,IMS业务触发机制,iFC触发机制实现呼叫控制和业务逻辑的分离,S-CSCF根据iFC（初始过滤规则）进行业务触发； S-CSCF的处理模型与业务无关，可实现S-CSCF组件被多种业务的共享和重用； S-CSCF根据终端请求根据业务触发点，分析并触发到规则指定的应用服务器，由应用服务器完成业务逻辑处理； S-CSCF只进行业务触发，不再处理业务逻辑。,IMS可以给用户提供什么业务？,个人业务,集团业务,家庭业务,语音类,增值类,视频类,消息类,自服务类,会议议程,会议通知,会议录制和重放,家庭通信类,媒体点播类,家庭自服务类,会议类,协同办公类,集团客户类,企业自服务类,IMS可以针对不同的用户群体量身定做不同的业务解决方案,多人语音交互,高清会议会场,大容量媒体资源服务器,高清终端,SIP PHONE,PC终端,丰富视频体验,手机终端,POTS话机,电子白板,文档共享,会场般的交流讨论,IMS典型业务：融合视讯,音频会议,高清会议,数据会议,视频会议,IMS 融合视讯,多媒体彩铃业务,IMS多媒体彩铃业务（MRBT: Multimedia Ring Back Tone）是一种在主、被叫用户通话前，向主叫用户播放一段用户预设的个性化多媒体回铃音取代普通回铃音的业务,业务特征,支持多种媒体作为彩铃（图片、Flash、影像） 提供更加丰富的业务体验 由于视频的能力，会拥有更加广泛的用户群 与SP/CP合作，开发出更多的收费点和更灵活的收费方式,与传统彩铃比较,融合一号通业务,1.多终端组合顺振；2.支持与彩铃等业务嵌套使用；3.支持多种终端；4.Web方式自助管理,Tel：2411234,PC客户端,振铃,Tel：1002468,IM-MGW,ZXUN SSS,ZXUN CSCF,ZXUN HSS,MGCF,结合被叫用户多种终端设 置的一号通号码：1002468,Tel：2532345,0XX-XXXXXXXX,PLMN/PSTN,156XXXXXXXX,IMS核心网,工作中,户外,Tel：1001357,1350101234,SIP PHONE,用户可以自己设置实际接续的号码,）,融合Centrex业务,综合接入：支持固网、移动网的同时接入； 综合终端：支持手机、固话、软终端、PC终端之间短号互拨；,目标运营商：固网运营商或者宽带提供商 推荐业务：宽带多媒体 推荐理由：固网用户人数正在下降，ARPU也在下降，宽带业务也增量不增收，固网运营商急需新的业务，新的竞争模式。 业务的目标客户：宽带家庭，带宽在1M以上的用户 业务开展的模式： 1 免费提供支持WI-FI或者蓝牙的家庭网关 2 提供基于WIFI或者蓝牙的家庭用SIP手机，初期可只支持语音 3 采用用户业务识别，给IMS用户提供高等级QOS服务，或者通过家庭网关或者BRAS等将IMS业务引入专门的核心网，保证语 音质量。,IMS 商业模式-宽带多媒体业务,目标运营商:对企业级通信有兴趣的运营商 推荐业务：IP CENTREX,BUSINESS TRUNK 推荐理由：企业级客户是比较优质的客户，客户的价值很高，可结合企业VPN业务推广。 目标客户：大中型企业，尤其是有多个分支机构的企业。 业务开展的模式： 1 移动办公，以提供PC软终端和基于智能手机的软终端为主，基于智能手机的软终端功能可以适当简化，但是可以收发传真和语音、视频邮件，功能上比较有吸引力。 2 一号通，可以提供多个号码的同振，顺振，这个业务没有新意，一定程度上方便了用户，结合IMS，可以设置IMS软终端在线的时候可以优先振铃。 3 语音会议，视频会议，企业可以随时开会，这个对于企业有一定的吸引力。 4 企业ICT应用，由于作为核心网设备商，为企业定制开发不太现实，建议可以考虑开发部分企业级API供企业开发自己的ICT应用，增强企业级的应用。 5 GSM/WIFI双模手机，用户在外可以使用自己的手机，到企业内部，可以切换到WIFI方式接入，如果能支持VCC更佳。 6 综合CENTREX,可以将企业员工手机，企业内部电话等组成一个大的CENTREX，以吸引企业，不过这种方式只有移动运营商有实现的可能。,IMS商业模式-企业级通信业务,主要完成用户E.164号码与SIP URI之间的转换，并且提供用户归属域域名对应IP地址的映射，协助IMS核心网网元完成会话的路由,DNS/ENUM作用,ENUM打破了号码按照地域分布的限制,IMS基本会话流程回顾,UE-1,Invite,AS-1,P-CSCF-1,S-CSCF-1,I-CSCF-2,ENUM,DNS,Tel URIS