核心网技术 - IMS技术.doc

_核心网技术IMS技术目 录第1章IMS概述及基本原理41.1IMS的起源和标准化进程41.2IMS的含义51.2.1IMS系统范畴51.2.2IMS与软交换的定位关系71.2.3IMS业务层的功能架构81.2.4中国电信IMS网络的业务提供方式91.3IMS核心层设备功能91.3.1S-CSCF91.3.2I-CSCF141.3.3P-CSCF151.3.4BGCF171.3.5MGCF171.3.6AGCF191.3.7IM-MGW221.3.8MRFC241.3.9用户数据库(HSS)241.3.10ENUM 和DNS服务器261.3.11MRFP261.4IMS网络支持的业务281.5接口协议要求291.5.1IMS网络接口291.5.2IMS主要协议311.5.3Diameter协议351.5.4ENUM/DNS原理411.6IMS业务471.6.1IMS业务平台的组网结构471.6.2IMS业务提供方式481.6.3IMS业务触发机制491.6.4ISC接口触发业务实例52第2章IMS网络组网532.1组网架构532.2编号542.2.1归属网络域名的分配542.2.2用户标识542.2.3公共业务标识542.2.4IMS网元标识542.3互联互通552.3.1IMS与PSTN的互通552.3.2IMS与软交换的互通552.3.3IMS与C网CS域的互通562.3.4IMS与其它运营商的互通562.4IMS对承载网络要求562.4.1对服务质量的要求562.4.2IMS入口地址分配机制572.4.3对VPN的要求572.5安全要求582.5.1用户鉴权要求582.5.2设备安全要求582.5.3网络安全要求59第3章IMS信令流程613.1注册流程613.1.1P-CSCF发现过程613.1.2S-CSCF的分配过程623.1.3归属和拜访网络中的初次注册请求623.2注销流程653.2.1用户主动注销653.2.2S-CSCF 进行网络注销663.3IMS会话及相关流程663.3.1IMS用户之间的基本会话建立过程673.3.2IMS用户业务触发的处理683.3.3IMS用户的会话信令流程681.6.5IMS移动视频电话业务流程71第1章 IMS概述及基本原理1.1 IMS的起源和标准化进程IMS是3GPP在Release5版本上提出的可支持IP多媒体业务的子系统，它的核心特点是采用了SIP协议和与接入的无关性，可以更好地支持多媒体业务。，这些特征使得IMS进一步获得了固定网络的青睐。ITU-T、ETSI TISPAN等以固网为主的标准组织也支持和采纳了IMS作为固定网络演进的参考结构，进一步结合IETF在SIP协议上的支持，以及OMA和 Parlay Group 在OSA定义上的补充，使得IMS成为了移动和固定网络融合的最佳蓝图，提供多媒体应用、支持多种接入的最优手段。国际上关于IMS的研究主要集中在3GPP、3GPP2和TISPAN （telecoms & internet converged services & protocols for advanced networks）等几个标准组织。这些组织从不同的方向进行IMS的标准化工作。具体如下：表1 标准组织研究方向标准组织研究方向3GPP3GPP是主要由移动网络运营商和移动网络 W-CDMA (UMTS); IMS; 设备提供商参与的移动网络标准化组织，主要负责第三代移动通信系统（基于GSM演进）的技术研究和规范制定。UMTS定义了系列版本，有R99, R4, R5, R6 和R7，并从R5开始制定IMS架构，逐步采用全IP的网络架构。 TISPAN在FMC融合的架构研究中占据主导地位。主要负责固定接入情况下的网络结构、固定网络演进等相关技术的研究。3GPP2主要负责3G的CDMA2000的技术标准（MMD、1x-EVDO），与3GPP的目标十分一致，不同仅在于接入层。ITU-T主要关注融合的问题，主要基于TISPAN的工作。OMA负责多媒体业务引擎能力研究和规范制定，提供基本业务能力规范，业务设计，互操作性及集成。IETF与IP相关的各种规范 AAA认证，RADIUS、Diameter，移动IP; SIP; MPLS; COPS；DiffServ等 IMS标准的融合：各国际标准化组织各有分工，沿着各自不同的路线对IMS标准进行研究和推动。2006年9月，3GPP、3GPP2、TISPAN等组织共同讨论了各个标准组织对IMS的需求和现状，取得了需要一个统一的IMS（Common IMS）的共识。2007年，3GPP OP Ad Hoc会议确定将TISPAN Release2的内容分阶段迁移到3GPP R8中，并确定了Common IMS范围和研究项目。Common IMS将3GPP2/TISPAN的IMS研究成果集中到3GPP的标准中，基于统一的Core IMS（3GPP定义，包括了主要的功能和实体），同时包容所有相关的接入方式，固定接入、移动接入、Cable接入、无线宽带接入等。下图为Common IMS的架构：图8.1 common IMS1.2 IMS的含义1.2.1 IMS系统范畴 图8.2 IMS系统的组成中国电信IMS系统由业务层、控制层、终端组成，不同层面之间采用开放接口协议，提供以IP为承载的、基于SIP协议的多媒体会话业务的控制能力和业务提供能力，支持1x/HRPD、WLAN、xDSL和LAN接入，并可以与C网电路域、PSTN/软交换系统以及其他业务系统互通。（1） IMS业务层：IMS业务的聚合点，重点完成IMS业务逻辑的提供、执行以及业务能力的抽象与开放，支持SIP AS、OSA两种业务提供方式。（2）IMS控制层：IMS控制层主要完成会话控制、资源分配、协议处理、路由、认证、计费、业务触发等功能。IMS控制层的功能实体包括P-CSCF、I-CSCF、S-CSCF、HSS、SLF、MGCF、MGW、BGCF、ENUM/DNS等在实际组网时，一个物理设备可以包含多个不同的功能实体。IMS控制层的主要功能实体如下：l P-CSCF是IMS用户接入IMS网络的入口节点，主要负责信令和消息的代理。l CSCF是各个IMS归属域的入口节点，负责用户注册S-CSCF的指配和查询。l S-CSCF是IMS网络中的中心节点，提供注册服务、会话控制、相关的选路和业务触发等功能，并维持会话状态信息。l HSS负责存储IMS用户的相关信息及其相关业务信息。l IMS SBC位于IMS网络的边缘，是P-CSCF的代理设备和固定接入用户的媒体代理设备。l BGCF主要用于IMS网络与PSTN、软交换、C网CS域互通时进行MGCF的选择。l SLF用于当存在多个HSS设备时对HSS进行定位。l ENUM服务器接收服务会话控制设备（S-CSCF）的查询，将Tel URI中的E.164地址翻译成在统一IMS核心网中可路由的SIP URI。l DNS服务器主要提供域名查询服务，P-CSCF、S-CSCF、MGCF等设备可以直接查询DNS获得被叫或注册用户归属域的I-CSCF地址。l MGCF和IM-MGW提供IMS与PSTN、软交换、C网CS域互通时的信令控制和媒体转换功能。l MRFC 实现媒体相关的控制功能，如放音和通知、媒体编码格式转换、Ad-hoc会议等。l MRFP提供IP 网络上实现各种业务所需的专用媒体资源功能，具有资源功能、与其他实体进行通信的功能以及提供资源本身的管理、维护功能。l IBCF和IBGF主要用于不同运营商IMS网络或IMS网络与其他SIP网络之间进行信令控制和媒体编码转换功能，同时，实现信令和媒体层面的拓扑隐藏。（3） IMS终端：接入IMS网络的智能终端，是IMS业务能力的延伸。IMS终端可以包括：l IMS移动终端：指支持IMS SIP协议并且通过1x/HRPD技术接入IMS网络的移动终端；l SIP硬终端：指支持IMS SIP协议并且通过xDSL、WLAN、LAN接入IMS网络的终端。该类型终端具有一定的物理形态l SIP软终端：指支持IMS SIP协议并且通过xDSL、WLAN、LAN接入IMS网络的一种软件客户端，通常安装在个人PC等设备上l IMS双模终端：指支持IMS SIP协议、支持1x/HRPD、WLAN等多种接入方式的客户端。1.2.2 IMS与软交换的定位关系 IMS网络 软交换网络图8.3 IMS与固网软交换的功能定位中国电信的软交换网络主要定位于PSTN网络的改造，以提供窄带域话音业务和相关的话音增值业务为主，同时可以为现有“我的e家”客户提供VOIP和SIP短信的功能。软交换网络涵盖的用户终端主要包括：IAD、AG、“我的e家”电话客户端及“我的e家”短信客户端。中国电信IMS网络主要定位于提供宽带多媒体业务、固网移动融合业务和多网协同业务等。Presence、IM、群组和列表管理、PoC、视频等基于SIP的基础业务能力和应用通过IMS网络部署和提供。中国电信IMS网络涵盖的用户终端主要包括：SIP硬终端、SIP软终端、IMS移动终端、IMS双模终端。对于Presence、IM、群组和列表管理、PoC等应用，可以作为基本的业务能力引擎被其它业务访问。随着承载网络资源控制技术的成熟，对于宽带业务，可以通过IMS控制层和固定/移动承载资源控制层的配合，保证业务的服务质量。1.2.3 IMS业务层的功能架构IMS业务平台的功能架构见图5-3，包括IMS业务提供平台和IMS业务管理平台两部分。IMS业务提供平台支持SIP AS、OSA两种业务提供方式；IMS业务管理平台提供IMS业务管理功能，包括：用户管理、业务管理（用户业务的开通、受理等）、Portal、计费批价、统计分析、第三方的业务的认证鉴权等。IMS业务管理平台应统一纳入到集团综合业务管理平台中，IMS业务提供平台与集团综合业务管理平台的接口协议要求参见ISMP相关技术规范。图8.4 IMS业务层功能架构1.2.4 中国电信IMS网络的业务提供方式中国电信IMS采用两种业务提供方式。（1）基于SIP AS的业务提供方式。适合于提供与SIP/XCAP协议紧密结合的、对业务实时性和大规模网络应用性能要求较高的业务。部分AS（例如：IM、呈现、POC、群组）可以作为基本的业务能力引擎（Enabler）对外开放。所有SIP AS、OSA SCS都可以通过标准接口访问业务能力引擎，提供组合业务。（2）基于OSA的业务提供方式。适合于提供面向第三方开放的、多应用业务共用通用业务能力的应用业务。该方式也可以实现中国电信自营的应用业务。1.3 IMS核心层设备功能1.3.1 S-CSCFl 用户注册和注销S-CSCF应能处理IMS用户来自归属或拜访网络经过P-CSCF转发的注册请求，并记录UE的IP地址以及被UE用作IMS入口的P-CSCF地址，向归属用户数据库（HSS）更新用户信息。支持注册过程中根据用户的公有标识（IMPU）导出私有标识（IMPI）；S-CSCF应可灵活设置注册请求中存亡周期上限/下限值，对小于下限值的注册请求应参照协议正确处理。S-CSCF应支持第三方注册功能，在用户注册成功后，根据iFC规则，向应用服务器发起注册。支持用户注册状态订阅和通知，支持UE、P-CSCF和应用服务器对用户注册状态的订阅，用户注册状态发生变化时，S-CSCF需要通知订阅了用户注册状态的相关设备。支持隐式注册，实现多地址关联，并支持对不同公有标识的区分服务。支持用户和网络发起注销，监视用户注册存亡周期并能对超时未重新注册的用户解除注册。当已注册用户从新的Contact地址发起注册请求（IMPU/IMPI与已注册用户相同）时，根据运营策略，S-CSCF应能拒绝新注册请求或用新Contact地址覆盖现有Contact地址，并通知现有Contact地址的终端注销。S-CSCF具备注册服务器功能，具体要求参见中国电信IMS网络SIP协议总体技术要求。l 用户认证与授权S-CSCF应能与HSS配合对所管辖区域内的IMS终端用户进行认证与授权，以防止非法用户/设备的接入。S-CSCF对所有的初始注册消息发起挑战401，要求鉴权；对经过IP Sec SA保护通道发送的重注册和注销消息，不要求重新鉴权；未经IP Sec SA保护通道发送的所有后续注册消息，均需要重新鉴权，S-CSCF重新发起挑战。S-CSCF通过integrity-protected参数判定消息是否经过IP Sec SA通道保护。S-CSCF对鉴权方式不进行判别，鉴权方式以HSS返回的信息为准，S-CSCF只根据HSS 返回的鉴权方式和鉴权参数进行鉴权操作。S-CSCF应支持以下用户鉴权方式： （1）通过IMS认证和密钥协商（AKA）机制来认证用户，实现UE和归属网络间的相互认证。对于移动终端，基于R-UIM智能卡（含ISIM应用）进行鉴权。（2）通过HTTP Digest MD5机制实现用户认证。根据用户帐号和密码进行用户认证。采用AKA鉴权方式时，应支持一次向HSS请求多组鉴权向量，S-CSCF可存储的AKA鉴权向量组数量可设置。S-CSCF中存储的鉴权向量不允许重复使用。l 会话控制S-CSCF可以为多媒体业务会话的建立、维持和释放提供控制功能，包括呼叫处理、连接控制和增值业务呼叫检出触发等。执行媒体协商，能够检查会话描述协议（SDP）净荷的内容，当被提议的SDP所包含的媒体类型和编码不允许提供给用户时，S-CSCF应能拒绝该请求并给用户发送报错消息。S-CSCF应具备对呼叫后续请求消息指定路由的功能；支持ReINVITE会话请求，包括移动/固定UE发起和终结的情形；支持已建立会话的周期更新，更新周期应可配置。支持以下情形的会话发起：（1）支持初次INVITE（Initial INVITE）（2）支持后续请求（Subsequent Request），包括UE发起和终结的情形。（3）当服务于源端时根据目的端的名称（如E.164号码或SIP URL）从ENUM或DNS数据库中获得服务此用户的运营商的I-CSCF地址，如目的端与源端属于不同运营商时，将SIP请求或响应转发给服务目的端的运营商的I-CSCF。如目的端与源端属于同一运营商，将SIP请求或响应转发给本运营商的某个I-CSCF。根据HSS和业务控制交互，确定用户将通过CS域接受会话请求时，转发SIP请求或响应给BGCF以路由话路到PSTN或CS域。支持ENUM查询以完成E.164到SIP URL的转换。（4）当服务于目的端时判断被叫用户是否已注册，如未注册则直接从HSS下载相关IMS基本签约信息。当与源端用户在同一网络时或漫游用户归属网络未采用I-CSCF转发机制时，转发SIP请求或响应给注册时记录的P-CSCF。当漫游用户归属网络采用I-CSCF转发机制时，转发SIP请求或响应给I-CSCF。支持以下情形的会话释放：（1）支持S-CSCF发起的会话释放，如由于注册生命期超期、会话定时器超时或其他异常情况等；（2）支持其他实体发起的会话释放。S-CSCF应具备代理服务器、注册服务器和UA功能，具体要求参见中国电信IMS网络SIP协议技术规范。l 业务触发S-CSCF应根据从HSS获取的用户签约信息执行IMS签约触发规则。在业务触发点条件满足时进行到SIP AS/OSA（Open Services Architecture）SCS的增值业务触发。S-CSCF应能区分本管理域的用户发起和终结的会话请求，对于本管理域用户发起的会话请求进行主叫侧的iFC匹配检查和业务触发；对于本管理域用户终结的会话请求进行被叫侧的iFC匹配检查和业务触发。S-CSCF在进行主叫侧的iFC匹配检查和业务触发时，应在完成所有匹配iFC的主叫业务触发后，再把会话路由到下一网络节点。S-CSCF在进行被叫侧iFC匹配检查和业务触发过程时，当AS返回的Request URI域发生改变时，S-CSCF应停止iFC匹配和业务触发，直接把会话路由到下一网络节点。支持被叫为未注册IMS用户时iFC匹配检查和业务触发。当HSS返回的应用服务器列表多于1个时，根据HSS的数据定义中AS的触发顺序，S-CSCF应支持业务的顺序触发，前一个应用服务器返回的结果可以作为下一个应用服务器触发的输入。HSS返回的应用服务器可以是SIP AS和OSA SCS的任意组合。S-CSCF应能避免同一业务的重复触发。支持中国电信集团公司技术标准（Q/CT 2099-2008）IMS网络设备技术要求（暂行）附录D“中国电信IMS业务触发机制”对S-CSCF的业务触发要求。l 用户数据处理S-CSCF应支持用户数据的下载及更新等处理功能。在注册过程中或在处理去往一个未注册用户的会话请求时，从HSS下载用户信息及与业务相关的数据。S-CSCF应能根据来自HSS的用户数据更新请求，进行用户数据的更新。用户注销时，S-CSCF应能根据需求，删除用户注册时存储在本地数据信息用户注册状态为“Not Register”。l 计费功能S-CSCF应支持在线计费和离线计费的方式。根据需求，S-CSCF能定义触发ACR（S-CSCF和CDF接口上的计费请求消息）的SIP方法。S-CSCF既能支持会话计费功能（即根据会话相关SIP方法触发ACR，也能支持事件计费功能（即基于事件触发ACR）。S-CSCF支持与在线计费系统进行通信，支持会话计费和事件计费功能，OCS系统根据来自S-CSCF的请求进行计费。S-CSCF和IMS-GWF提供在线计费功能。根据中国电信运营需求，遵循中国电信在线计费系统OCP 接口规范，支持通过OCP接口与中国电信OCS系统的连接。l 地址解析/路由功能S-CSCF应支持TEL URI和SIP URI地址的处理。S-CSCF应可以与DNS以及ENUM服务器配合，完成E.164 地址至IP 地址、域名地址至IP 地址的转换功能。S-CSCF查询ENUM服务器时，若 ENUM服务器返回的结果为SIP URI，S-CSCF应把返回结果送往DNS进行查询，根据DNS返回的I-CSCF地址路由到I-CSCF。在FORKING的情况下，支持串行寻址、并行寻址功能。S-CSCF应支持公有业务标识（PSI）的路由。l 业务提供应配合应用服务器提供呈现类业务，支持用户注册状态的订阅和更新。业务定义参照中国电信IMS业务技术要求呈现（Prensence）业务。 l 协议处理S-CSCF支持Diameter、SIP以及DNS/ENUM查询协议的处理。S-CSCF应支持SIP协议，具备代理服务器、注册服务器和UA等功能，具体要求见中国电信IMS网络SIP协议总体技术要求。S-CSCF应支持Diameter协议与HSS进行数据交互，以及进行计费信息传送。S-CSCF支持DNS/ENUM查询协议，进行E.164号码翻译和域名地址翻译。l 合法侦听S-CSCF应满足信产部相关规范要求，对IMS用户的实施合法呼叫侦听。l 互通功能与其他设备配合，完成与R4电路域的用户以及电话交换网、软交换网络等现有网络的业务互通。1.3.2 I-CSCFl 注册功能当用户向网络发起注册请求时，I-CSCF具备为用户选择S-CSCF的功能。具体实现是I-CSCF收到用户注册消息后向HSS发起查询请求，并根据HSS返回的信息选择S-CSCF：1. 如果HSS返回用户归属的S-CSCF，I-CSCF向该S-CSCF转发注册消息。2. 如果HSS返回用户的能力集，I-CSCF根据预先配置的能力集与S-CSCF的对应关系表完成S-CSCF的选择，并向该S-CSCF转发注册消息。I-CSCF可配置用户能力集与S-CSCF的对应关系。当向S-CSCF转发初始注册消息后，如果S-CSCF没有在注册消息规定的时间内返回响应，I-CSCF将进行S-CSCF重选并向重选的S-CSCF发送注册请求。I-CSCF应支持根据HSS返回的能力集进行S-CSCF重选。I-CSCF应能正确处理多种鉴权方式下的注册消息，根据Register消息的参数作到HSS的Diameter消息的参数适配，当I-CSCF收到的Register消息不包含Authorization参数时，能根据IMPU导出相应的IMPI。l 呼叫请求处理功能I-CSCF收到呼叫请求消息后，应具备根据被叫用户的注册状态和业务情况进行呼叫请求处理的功能，具体要求如下：如果被叫用户已经注册，I-CSCF收到S-CSCF发来的会话请求消息后，通过查询HSS获得被叫归属S-CSCF地址，并向该S-CSCF转发会话请求消息。如果被叫用户没有注册，但签约了未注册状态业务，I-CSCF收到S-CSCF发来的INVITE消息后，通过查询HSS获得为处理被叫用户未注册状态相关业务分配的S-CSCF地址，并向该S-CSCF转发会话请求消息。如果被叫用户没有注册，也没有签约未注册状态业务，I-CSCF查询HSS获得查询失败响应，I-CSCF向主叫方转发相应的失败指示。l PSI归属AS的定位I-CSCF支持以下PSI归属AS的定位方式：1. DNS查询方式，通过查询DNS定位PSI归属AS的地址；2. HSS直接查询方式，接收到HSS返回的AS地址信息后，直接将PSI的呼叫请求转发到AS；3. HSS间接查询方式，HSS返回S-CSCF地址，I-CSCF把到PSI的会话请求转发到S-CSCF。l 互通功能作为网络的统一入口点，I-CSCF具备接受其他IMS网络发来的会话请求，并根据向HSS查询的结果进行消息的正确转发和处理功能（具体见呼叫请求处理功能）。l 计费功能I-CSCF支持离线计费方式。能根据需求定义触发ACR（I-CSCF和CDF接口上的计费请求消息）的SIP方法。l 协议处理功能I-CSCF应支持SIP协议，具备代理服务器功能，具体要求见中国电信IMS网络SIP协议总体技术要求。I-CSCF应支持Diameter协议进行SLF、HSS查询，以及与计费系统进行计费信息交互。与DNS服务器交互，完成域名地址到IP地址的转换。1.3.3 P-CSCFl 注册/注销功能(1) 基本注册功能当IMS用户发起注册消息时，P-CSCF应具备与DNS服务器配合确定用户归属网络，并将用户注册消息转发给归属网络I-CSCF的功能。转发的注册请求中应包含P-Visited-Network-ID头域来向用户的归属网络标识P-CSCF所在的网络。鉴权通过后，P-CSCF向用户归属网络I-CSCF转发的REGISTER消息应表明UE通过了加密和完整性检查。用户注册成功后，P-CSCF具备保存终端的注册信息功能，包括UE信息(包括UE的地址，UE的IMPU/IMPI)以及路由信息(与归属网络相连的I-CSCF地址和S-CSCF地址)。根据网络运营需求，应具备将表征内部网络架构的信息（例如归属S-CSCF地址信息）向终端屏蔽的功能。(2) 隐式注册功能当启用用户隐式注册功能时，用户注册成功后，除初始注册功能中要求记录的信息外，P-CSCF还应具备记录用户发起注册的关联公有标识的归属网络S-CSCF地址、所有与发起注册的公有标识相关联的公有标识的功能。(3) 注销功能P-CSCF能正确转发用户发起的注销消息，当注销成功后应删除用户发起注销的公有标识的相关数据记录。当P-CSCF收到由网络发起的用户注销消息时，应删除注销消息所标识的用户公有标识的相关数据记录。(4) 注册状态订阅功能P-CSCF能够向S-CSCF订阅用户的注册状态。l 会话控制功能(1) 会话建立当用户发起呼叫请求时，P-CSCF具备根据用户的注册记录，正确转发呼叫请求消息给用户归属I-CSCF（用户归属网络启用拓扑隐藏功能时），或S-CSCF（用户归属网络没有启用拓扑隐藏功能时）的功能。P-CSCF不能修改INVITE消息中的Request URI字段。(2) 会话释放当用户发起会话释放消息时，P-CSCF能够正确转发消息。当出现会话一方移出网络覆盖范围或终端掉电等异常情况时，P-CSCF应发起会话释放流程。支持P-CSCF发起的呼叫释放，包括释放正在建立的会话、释放现存的会话、由于注册过期或删除安全联盟而导致的对现存会话的释放。支持其他网络实体发起的释放。(3) 检测和处理紧急呼叫请求P-CSCF应满足信产部相关规范要求，P-CSCF能够检测和处理紧急呼叫请求。(4) 安全对于采用AKA鉴权方式的用户，依据TS33.203维护UE和自身的安全连接。对于采用Digest认证方式的用户，认为所有IMS消息都是安全的，不采用TS33.203规定的安全机制。(5) 会话路径信息存储在注册完成以后，P-CSCF将记录下对应S-CSCF的地址信息，并具备向用户屏蔽S-CSCF地址信息的功能。当用户发起会话请求时，如果接收到的请求中带有表征预配路由的字节，P-CSCF应根据本地策略决定是否对该域中的内容进行修改；如果接收到的请求中没有表征预配路由的字节，P-CSCF应增加表征预配路由的字节并根据用户的注册信息填充相关信息。所有从UE发起或者到UE终结的SIP信令都需要经过P-CSCF。(6) 源用户的身份标识隐藏当发端用户要求隐藏身份标识时，目的端P-CSCF去除消息中的发端用户身份标识。l 漫游功能P-CSCF应支持漫游用户的注册及会话建立相关的流程。注册过程中，P-CSCF应能根据漫游用户提供的归属域名来确定用户归属网络的I-CSCF，并将用户的SIP注册请求转发给I-CSCF。会话建立过程中，对漫游用户发起的呼叫，P-CSCF应能根据注册流程中获得的SIP服务器（如S-CSCF）的域名将从UE来的SIP消息转发给漫游用户归属网络的SIP服务器。对漫游用户终结的呼叫，P-CSCF应能接收从漫游用户归属网络的SIP服务器来的SIP消息并转发给漫游用户。l 协议处理功能P-CSCF支持SIP协议，具备代理服务器功能，能正确转发IMS用户终端与I-CSCF/S-CSCF间的SIP消息。具体要求见中国电信IMS网络SIP协议总体技术要求。P-CSCF应可配置是否启用SIP消息的压缩和解压缩功能，提高无线接入空口带宽的利用率。P-CSCF支持Diameter协议进行计费信息传送。与DNS服务器交互，完成域名地址到IP地址的转换。l 计费功能P-CSCF应支持本地用户和漫游用户的计费。支持离线计费方式。l 安全及QoS保证功能(1) 保持与用户之间的安全机制支持与用户之间的安全机制协商和建立：（a） 支持与UE间的安全机制协商；（b） 初次注册时，支持与UE间建立两对IPSec安全联盟；（c） 每次重新注册时，与UE间建立一组新的安全联盟；（d） 重新注册成功后，具备维护新旧两组安全联盟的功能：l 在向UE发送请求时使用旧安全联盟；l 保持两组安全联盟，直到其中之一或两者全部超时，或者接收到一个来自UE的新请求。P-CSCF能配置是否启用与终端之间的IPSec加密/解密处理功能。启用该功能后，P-CSCF能根据IMS鉴权过程得到的密钥进行与终端之间的IPSec加密/解密处理，实现对接入控制信息的保护。对UE发起的消息进行完整性保护检查，根据检查结果，在消息转发时指明是否受保护；除了初始注册消息，其他UE始发消息（注销/INVITE/Message等）必须受完整性保护，若未受保护，则拒绝该消息。(2) 承载资源认证和QoS管理P-CSCF能解析用户面的SDP信息，将用户的QoS承载需求通知承载控制层，由承载控制层决定QoS策略并通知承载层执行。会话结束时，能通知承载控制层释放相应资源的占用信息。1.3.4 BGCF BGCF负责选择到电路域（PSTN/CS）的出口，与MGCF配合实现与电路域的互通。如果BGCF能够确定出口与BGCF位于同一个网络，BGCF将选择一个专门负责与PSTN/CS域互通的MGCF，如果出口位于另一个网络，BGCF将转发会话请求给所选网络的另一个BGCF。BGCF的主要功能包括：接收S-CSCF的请求并为会话选择合适的PSTN/CS域网络出口。选择与PSTN/CS域互通的网络，如果与另一个网络互通，BGCF将转发SIP信令给所选网络的BGCF。如果另一个网络要求隐藏网络，BGCF将通过一个IBCF（THIG）转发SIP信令给另一个网络的 BGCF。如果与本网络的PSTN/CS互通，选择MGCF并转发信令给MGCF。E.164号码分析及路由功能，BGCF应具备号码分析功能，并根据号码分析的结果路由到为本次会话提供互通服务的MGCF或其他运营商网络的BGCF。计费功能，BGCF应能向CDF发送计费信息。1.3.5 MGCF MGCF是使IMS 域用户和PSTN/CS 域用户之间可以进行互通的设备。所有来自PSTN/CS域用户的呼叫控制信令都指向MGCF，它负责和SGW 一起完成ISUP/SIP-I与SIP 协议之间的协议转换，将会话转发给CSCF。同样的，所有IMS域用户发起的到PSTN/CS域用户的会话，其信令也经过MGCF。MGCF 还控制着IM-MGW 的媒体通道。MGCF应提供下列功能：l 呼叫控制功能MGCF 可以为基本语音业务呼叫的建立、维持和释放提供控制功能，包括呼叫处理、连接控制、资源控制等。主要功能要求如下：支持IMS 域和PSTN/CS 域用户之间的呼叫控制功能；当MGCF 内部不包含信令网关功能时，MGCF 应能够采用SIGTRAN 协议与外设的信令网关互通，完成整个呼叫的建立和释放功能，其主要承载协议采用SCTP；MGCF 应支持对临时响应消息的确认功能（例如，当收到带SDP 的180消息时，应能向对端CSCF 发送PRACK 确认消息）。l 协议处理功能MGCF 必须采用标准协议与CSCF、BGCF、MGW以及计费网关等设备进行通信，这些协议可以包括：H.248、SIP、SIP-I、ISUP、SCTP、M2UA（可选）、M3UA、Diameter以及DNS/ENUM查询协议等。其中对于H.248，MGCF 必须支持文本编码方式，可选择支持二进制编码方式。MGCF应支持SIGTRAN协议，通过SIGTRAN 协议与SGW 相连，实现与现有PSTN/PLMN 的信令互通；MGCF 支持H.248 协议控制IM-MGW的资源；MGCF 支持SIP 协议与CSCF、BGCF 互通，遵循中国电信IMS网络SIP协议总体技术要求；MGCF 支持SIP-I 协议实现与LMSD的互联；MGCF应支持Diameter协议进行计费信息传送；MGCF支持DNS/ENUM查询协议，进行E.164号码翻译和域名地址翻译。l 资源管理功能MGCF 应提供对MGW 设备的电路侧、分组侧及公共资源的管理功能，包括控制资源的占用和释放，检测和管理资源状态，监测网关能力，控制相关设备上报资源状态并根据上报资源使用情况进行统计，能设置资源的使用门限等管理功能。l 计费功能MGCF 应能够在呼叫的各个状态下，按照要求产生计费信息通过Diameter协议送计费网关处理，支持离线计费方式。l 号码分析及路由功能要求MGCF 支持对来自PSTN/PLMN/LMSD 网络指向IMS 的用户进行号码分析和路由选择，选择合适的CSCF。MGCF 应支持ENUM/DNS 服务器的查询功能。号码分析和路由选择功能具体要求如下：要求MGCF支持主叫20位，被叫可以扩展到28位，具有10位号码分析能力、，具有在任意位置增加、删除或转译号码的能力；MGCF具有处理同一地区不等位长度号码的能力；一个MGCF设备对一个目标局可选择的最大路由数为5个，可选路由组中应可同时包含到PSTN/PLMN/LMSD的路由；支持在可选路由间进行负荷分担，分担比例的最小单位为1；l 心跳功能MGCF 应支持与MGW之间的心跳功能。MGCF 心跳消息的发送方式可以灵活设置，可以指定采用心跳功能的目的点并针对不同目的点可以采用不同心跳发送机制，例如是否发送、发送周期、采用协议等。与MGW之间的心跳信号，采用MGCF 和MGW分别独立控制方式。MGCF 采用针对ROOT 终结点的空AuditValue 命令作为心跳消息。当MGCF 检测到MGW 连接中断后，将拆除现有或即将建立的与该MGW 的连接。并且应释放该MGW 上相关的呼叫状态和资源，停止计费。如果MGCF 检测到连接恢复。此时，MGCF 应立即采取措施和MGW同步，并释放MGW 中存在的所有关联及相关终结点。1.3.6 AGCFl 接口功能支持AGCF应支持与媒体网关（MG）之间的H.248协议接口，支持网关的MAC认证和MD5认证方式，以及对媒体网关（MG）的链路检测。AGCF应支持AGCF与I/S/E-CSCF之间的SIP协议接口；满足中国电信IMS网络SIP协议总体技术要求V2.0的相关要求。l 注册和注销（1）网关的注册与注销兼容支持H.248动态端口与静态端口（域名方式）注册两种模式。支持网关的ROOT方式、TIDNAME方式、TIDMASK方式注册及注销。启动方法可以为Restart、Handoff、Disconnected、Failover等；注销方法可以为Graceful或Forced。网关的注册及注销流程参见中国电信集团公司技术标准（Q/CT 2286-2010）IMS网络综合接入设备AGCF技术要求附录A。（2）用户的注册与注销网关或终端注册或注销后，AGCF应向IMS核心网络发起用户的注册或注销流程。当用户在IMS注册成功后，AGCF需要设置相关用户的IMS注册状态为“已注册”状态。AGCF根据注册的有效期，为该用户设定相应的刷新注册定时器。AGCF应支持SIP HTTP DIGEST认证方式。AGCF应支持单用户注册。AGCF应在注册或注销失败后，可重新发起注册或注销。用户的注册及注销流程参见中国电信集团公司技术标准（Q/CT 2286-2010）IMS网络综合接入设备AGCF技术要求附录A。l 呼叫处理功能AGCF应能正确识别网关信令中用户所拨打的被叫号码，号码收齐后转换为相应的数字封装在SIP信令中。AGCF需能正确配置拨号计划（DigitMap），并下发至AG。AGCF能正确处理用户摘机事件，控制AG向用户发送拨号音。AGCF能正确处理用户按flash键或拍叉簧的事件，并通过Mw接口通知IMS核心网。AGCF能正确处理用户在接通呼叫的用户后拨出的“1”、“2”、“3”数字，并通过Mw接口相应的消息通知IMS核心网。AGCF设备能根据用户或会话状态的变化正确控制AG向用户播放拨号音、回铃音、振铃音、忙音等信号音。AGCF设备能正确控制AG打开/关闭回声抑制、反极性等功能。AGCF能成功完成呼叫编码协商控制。AGCF能正确处理用户挂机的事件，并通过Mw接口通知IMS核心网。基本呼叫流程、异常呼叫流程参见中国电信集团公司技术标准（Q/CT 2286-2010）IMS网络综合接入设备AGCF技术要求附录A。l 语音处理功能AGCF应可以控制媒体网关是否采用语音压缩，并提供可以选择的语音压缩算法，算法应至少包括G.711、G.729、G.723.1、G.726等。AGCF应可以控制媒体网关及终端是否采用回声抵消技术。AGCF应可以控制媒体网关及终端对语音包缓存区的大小进行设置。l 传真/MODEM处理功能AGCF应能控制媒体网关采用T.38 或G.711算法处理传真信号。在呼叫成功建立后，AGCF应能够在收到媒体网关上报的“检测到传真/MODEM”事件时，控制媒体网关修改语音处理的相关参数，包括编码方式、回声抑制等，以适应传真、数据业务对媒体传送的要求。G.711、T38和MODEM处理流程参见中国电信集团公司技术标准（Q/CT 2286-2010）IMS网络综合接入设备AGCF技术要求附录A。l 紧急呼叫处理能力AGCF可以和多个CSCF连接，AGCF能将紧急呼叫通过Mw接口路由至E-CSCF， 并协同E-CSCF实现紧急呼叫服务的呼叫路由功能。紧急呼叫服务流程参见中国电信集团公司技术标准（Q/CT 2286-2010）IMS网络综合接入设备AGCF技术要求附录A。l 话务统计功能话务统计用于对系统的各种业务量进行统计、网络状态监视、各类接续的呼叫次数统计、公用设备工作情况统计，AGCF应支持对协议和呼叫及注册注销等过程提供话务跟踪信息。使用户能更准确、详细、方便地了解设备的运行情况，便于宏观定位故障和根据话务情况合理进行现网数据配置。l 告警功能告警系统实时监控设备的运行状况，提供告警信息的分析功能，并以可闻、可视的形式直观的提示维护人员；同时具备告警北向输出的功能，可以将告警信息实时上报给上层网管系统。提供告警显示、告警恢复、通知的功能。告警显示的内容包括告警流水号、告警码、告警所在位置、设备标识、告警级别、告警类型、告警时间、告警/通知描述、原因描述、处理建议。系统具有默认的处理建议，具有可操作性。可以按照指定条件查询当前告警/通知消息、历史告警/通知消息。具备告警机架图变化上报、同步的功能，实时显示机架图状态相关信息，如单板在线/离线，主备状态。具备告警箱控制功能，将告警实时传送至告警箱进行声光告警。可以统计告警数据，包括当前告警数据统计、历史告警数据统计、通知数据统计等。能根据客户端的要求设置门限，告警源能根据设置的门限上报告警。客户端可以通过告警管理下发人机命令，如单板复位、单板倒换等。告警根据严重级别应分为四级，第一级别为最严重告警，第四级别为最轻微告警。告警按类别分为设备、通信、服务及处理器告警等。故障发生时会产生告警，故障修复或故障条件消失时，相应告警就会恢复。通知是某些需要操作人员知晓的事件发生时上报的消息，并不一定意味发生故障。通知无须恢复。l 认证与授权功能AGCF应支持本地认证功能，支持采用加密算法（如MD5）对所管辖区域内的用户终端、IAD、AG、MG进行认证与授权，以防止非法用户/设备的接入。AGCF对未通过认证的用户终端发起的呼叫请求予以丢弃。AGCF应能够支持对动态IP地址配置的用户终端的认证与授权。当用户终端、IAD、AG、MG设备注册完成后,AGCF应定期对设备进行安全认证，认证周期可以灵活设置。对媒体网关和IAD设备的认证流程参见中国电信IAD终端技术规范附录A。l 过负荷控制能力AGCF应能在系统过负荷时，具有对负荷控制的能力。AGCF应支持CPU占用率达到设定的门限后启动过负荷控制功能。CPU门限值可以设置。通过人机命令设定负荷控制时，负荷控制的启动门限值与解除门限值不能设置为连续数值，中间应有保护差值。l 心跳功能AGCF设备应支持与媒体网关之间（含IAD和AG）之间的心跳功能。AGCF心跳消息的发送方式应支持灵活设置，可以指定采用心跳功能的目的点并针对不同目的点可以采用不同心跳发送机制，例如是否发送、发送周期、采用协议等。AGCF与网关之间的心跳信号，应支持采用由AGCF单独控制或AGCF和网关分别独立控制方式。当AGCF检测到MG连接中断后，应拆除已有或即将建立的与该MG的连接。从业务实现上应释放该MG上相关的呼叫状态和资源。 当AGCF检测到连接恢复后，AGCF应立即采取措施和MG同步，并释放MG中存在的所有关联及相关终结点。具体要求参见中国电信H.248协议规范及中国电信MGCP协议规范。l 用户管理功能AGCF应支持媒体网关下挂载的终端用户状态及业务属性的可控可管理。AGCF应能够保存用户的PUI、PVI等数据，并能与物理用户线对应或临时对应（如V5、BRA、PRA用户使用的物理资源）。AGCF应保存用户注册后返回的S-CSCF地址及注册刷新周期等信息，按时发起注册更新。AGCF应能接受营帐放号或操作维护管理终端的用户数据配置操作。l 数据配置管理能力数据配置管理主要用于配置和管理网元的各类资源，为各类资源提供创建、删除、修改功能。包括物理资源配置、用户配置、业务相关数据配置、协议配置等。1.3.7 IM-MGWIM-MGW 主要用于IMS 域IP 承载与PSTN/CS 域电路承载之间的交换，其基本功能包括：l 语音处理功能要求MGW应具有语音信号的编解码功能，支持G.711、G.729、G.723.1、AMR、AMR2、EVRC 等编解码，同时具备扩展其他编解码的能力。MGW应支持TDM 网络侧PCM 码流与IP 网络侧分组语音编解码的相互转换。MGW 能够产生音频并在MGCF的控制下进行检测，实现网络之间的带内DTMF 音频与带外信号的互通。支持在MGCF 的控制下完成分组语音编解码之间的转换和