中国移动CM-IMS基础原理培训

CM-IMS基本原理培训 中国移动通信研究院 2010年 7月 提纲 1 2 3 CM-IMS概述 IMS基本原理 基本概念 网络架构 技术特点 关键流程 标准化与部署情况 2 中国移动为什么引入 IMS SAE 11. 全业务运营是根本需求 固定和移动多接入融合的语音通信 提供面向集团、家庭和个人的丰富的融合通信业务 2. 多媒体业务需求 IMS Broad Band LTE HSPA 支持向用户提供多媒体业务 快速灵活的业务提供能力 CS RAN MSS 3. 网络演进需求 面向全 IP网络演进目标 未来 LTE业务的核心控制网络 提供未来电信业务与互联网业务融合混搭能力 3 IMS本质：在软交换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 基本话音及补充业务 呼叫控制 媒体服务器 信令和媒体网关 软交换 基本话音及补充业务 呼叫控制 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 呼叫控制 软交换 基本话音及补充业务 多媒体业务服务器 基本话音及补充业务 IMS CSCF 呼叫控制 媒体服务器 信令和媒体网关 媒体服务器 信令和媒体网关 4 IMS主要特征（ 1/4） IMS是运营商面向全业务运营的统一融合的网络架构 业务层 APP APP APP 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 IMS Core CABLE PLMN PON 网 络层 PSTN 接入 层 2G LAN WLAN, 具备融合通信业务、多媒体业务、以及通信网与互联网融 合的业务提供能力 全 IP核心控制架构 在控制与承载分离的基础上，进一步实现控制与业务分离 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 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 3G 支持多接入 全 IP 5 开放的网 络架构 灵活的业 务提供能力 多媒体业 务支持能力 归属地控制 业务 完善的管理 控制能力 IMS主要特征（ 2/4） CM-IMS业务层 CM-IMS核心网 SBC SIP GW IP PBX ONU (IAD/AG) 支持多接入 支持多种固定 /移劢接入方式的融合，支持无缝的移劢性 和业务连续性，为全业务运营提供便利 OLT 2G/3G LTE TDM PBX LAN/WLAN IAD/AG . . . . . . GGSN SGSN xDSL Mode m MME eNode B . . . . . . PC 客户端 SIP电话 POTS 企业 SIP 电话 . . . . . . 企业 POTS PC 客户端 TD-SCDMA 数据卡 /移动 终端 LTE终 端 全 IP 端到端全 IP系统；基于 IP的路由方式，通 过 ENUM/DNS寻址路由， IMS网元没有信 令点码概念，丌采用信令网基于 STP的 GT 或 DPC+SSN的寻址方式 开放的网络架构 采用标准开放接口； 有效促进产品兼容性和多厂家合作， 促进产业发展 6 垂直的业务体系 VoIP Push-to-X IMS主要特征（ 3/4） 灵活的业务提供能力 /多媒体业务支持能力 基于 SDP协议描 述业务媒体特征， 增强多媒体业务 能力的支持，支 持语音 /视频 /图 片 /文本等多种媒 体格式 会话控制层 DB 打破竖井式业务部署模式，业务不控制完全分离，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 现有 IMS 分层、汇聚的业务体系 IM 用户接口 业务层 DB DB DB 视频通话 终端 IPTV 基于 iFC顺次触发一次 业务执行过程中串行 的多个业务平台 高 清 会 议 网 真 7 IMS主要特征（ 4/4） 归属地控制 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，易于实现特色业务扩展， 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 业务平台 归属地触发业务 Home IMS core 归属 VPMN SCP 充值、 400 SCP IVR 其它业务平台 拜访地触发业务 Visit P-CSCF 处于漫游 VMSC(提供补充业务 ) 拜访 网络 归属 网络 MSC 处于漫游 态的用户 态的手机 IMS归属地控制 软交换拜访地控制 完善的管理控制能力 提供统 一完善的用户认证鉴权机制、漫游接入机制、 QoS和计费控制以及网内网间安全机制 8 CM-IM MS? 什么是 CM-IMS 在国际标准基础上进行完善和创新，幵通过创新树立中国移劢自有品牌 CM-IMS CM-IMS新技术及应用创新成果 - 2009年 中国移劢在 IMS国际标准基础上创新性的提出 了 CM-IMS。 CM-IMS是中国移劢面向全业务 运营的端到端端系统级解决方案，涉及核心网、 接入设备、业务、终端、承载和支撑系统。 1 什 么是 优化和增强 IMS的网络架构 2 研发融合通信 业务、多媒体 业务和终端产 品 CM-IMS 4 3 增强了对家庭、 企业接入以及多 媒体业务的支持 提出面向全业务运营的 系统级解决方案 创新成果进入国际标准 ，共提交 400多篇提案 ， 主导完成 20多个国际标准（ TS/TR） 申请与利 70余项 9 核心网演进路线 第一阶段 第二阶段 TD-LTE商用 CM-IMS商用 TD-LTE承载语音 MGCF /IM-MGW HSS MGCF /IM-MGW CSCF CM-IMS域 互通 承载 CSCF CM-IMS域 PS域 CS域 互通 承载 融合 HLR/HSS SGSN AAA PDG CS域 MSS MGW HLR SGSN GGSN MSS MGW SAE GW GGSN MME PS域 10 CS域：为 2G/3G手机用户提供语音 类业务，为物联网应用提供话音及消息 类通信业务 PS域：为 2G/3G手机用户及物联网 应用提供数据类业务，并具备 TD WLAN的融合通信能力 CM-IMS域：为固定电话用户 提供语 音、多媒体业务，以及提供移动、固定 融合类业务 CS域：继续为手机用户提供语音业 务，为国漫入 LTE用户提供话音连续性， CS话务适时向 CM-IMS域迁移 PS域：为 2G/3G/LTE用户提供数据 业务， 支持用户在 2G/3G与 LTE间的互 操作，针对物联网应用进行增强 CM-IMS域：具备移动话音业务控制 能力，支持用户 在 2G/3G和 LTE间的业 务连续性，实现用户面 P2P流媒体 提纲 1 2 3 CM-IMS概述 IMS基本原理 基本概念 网络架构 技术特点 关键流程 标准化与部署情况 11 IMS基本概念 下一代网络的核心 IMS(IP Multimedia Subsystem)是 3GPP/3GPP2 (移动）和 TISPAN/ITU-T (固定 ) 网络架构的核心 IMS是开放的网络架构，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： 2G3GLTE等 固定接入： LAN、 WLAN、 xDSL、 PON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是一种网络架构 12 IMS不是业务，为业务提供和业务融合提供网络能力 IMS逻辑架构 IMS网元功能的逻辑架 构，可根据实际部署 需要，进行合设 CM-IMS系统为简化网 络架构，优化会话路 由，将 I-CSCF、 S- CSCF、 E-CSCF、 BGCF合并为一个物理 设备， HSS和 SLF合并 为一个物理设备， SIP AS和放音实体 MRF合 并为一个物理设备 分离式架构 SBC的信令 面与 P-CSCF合并为一 个物理设备 13 IMS逻辑实体分类 用户数据管理、 认证鉴权 HSS SLF 媒体资源 （ MRF） MRFC MRFP 业务控制 AS 会话控制 和路由 P-CSCF S-CSCF I-CSCF E-CSCF 互通功能 BGCF MGCF IM-MGW VIG IMS网元功能的逻辑架构，可 根据实际部署需要，进行合设 14 CSCF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传输平台上实现用户接入及鉴 权、会话路由、业务触发等功能 P-CSCF（代理会话控制）功能 IMS终端接入 IMS的入口点 产生 CDR话单，用户漫游 /接入计费需求 提供 Gm接口上的 SIP压缩和完整性保护 将终端请求路由到正确的 I-CSCF或者 S-CSCF I-CSCF（查询会话控制）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-CSCF S-CSCF（业务会话控制）功能 IMS用户注册认证 业务触发和控制 会话路由 15 E-CSCF（紧急呼叫控制）功能 拜访地就近路由接续紧急会话 SBC功能 会话边界控 制和媒体路由 SBC是 IMS 系统的接入点，提供接 入网与 IMS核心网之间的 NAT穿越、 接入控制、 QoS控制、信令和承载 安全以及 IP互通等功能 目前存在集成式 SBC和分离式 SBC 两种设备形态，集成式 SBC同时处 理信令和媒体；分离式 SBC，信令 控制与 P-CSCF合设，媒体处理由 媒体部分 BGW实现，符合 TISPAN 的标准架构，是 SBC部署的目标架 构 16 HSS/SLF 用户数据管理 HSS的功能（类似于 HLR） 记录每个 IMS用户的用户信息和业务数据： 用户数据： 用户标识：码号（ IMPI IMPU）、隐式 注册组、别名组； 鉴权数据：用于认证和授权； 路由数据：支持用户注册、记录不同系 统间的位置信息； 授权数据：漫游权限、锁闭标识 签约数据：业务触发规则和业务触发逻 辑，采用 XML语言描述 (iFC) 业务数据 SSLF功能 在域内存在多个 HSS时，用于选择用户数据 存储的 HSS 17 BGCF/MGCF 互通功能 BGCF的功能 IMS去话时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 MGCF&IM-MGW的功能 实现与 CS域互通 时信令与承载的 转换（ SIPBICC or ISUP等） VIG 视频互通功能实体 18 MRF 媒体资源管理 MRF（媒体资源功能）的 功能 包括 MRFC 和 MRFP 两部分，提 供的主要功能如下： 铃音与录音通知的播放 会议的媒体流处理（混音等） 编解码转换 DTMF信号处理 可依据实际情况，单独设置或 与 AS合设 19 AS应用服务器 业务触发和执行 IMS业务触发在 S-CSCF实现 业务触发通过 iFC机制实现动态业务触发， 按照优先级顺次触发 AS完成业务逻辑后将请求返回给 S-CSCF以进行后续触发 SCIM：业务融合实体、防止业务冲 突 Subsequent Filter Criteria (sFC) Dynamic update HSS Initial Filter Criteria (iFC) Download at Registration Application Server Application Server Application Server SIP SIP SIP XML iFC XML sFC SIP Incoming Messages SIP Outgoing Messages S P T F F R Filter Criteria F Originating or Terminating Filters S-CSCF o u t i n g 20 扩展的 IMS实体 PCRF/SPDF（策略及计费规则功能） 移动和固定接入的 QoS和流计费的策略 决策点 控制 SBC完成 媒体面的门控和计费 IBCF（互联边界控制功能） 他网 IMS IWF I-BGF 网间互通点，实现拓扑隐藏（ THIG）， 网间 SIP信令转换， v4和 v6地址互通等 功能 通过 I-BGF完成网间媒体面控制 IBCF CM-IMS SG A-SBC 21 IMS中的接口协议 SIP 在 IETF定义（ RFC 3261）， 3GPP做了增强 用于大部分 IMS接口，文本编码，遵循应用层三次握手原则（ INVITE/200 OK/ACK） 功能：完成呼叫的路由和接续 方法： INVITENOTIFYBYESUBSCRIBEUPDATEREFER等 Diameter 在 IETF定义（ RFC 3588），在 3GPP做了增强 用于 HSS对外 的接口和策略控制接口，完成用户数据的查询及同步等操作， 包括： CxDx (HSS-CSCF),Sh (HSS-AS)， Dh（ AS-SLF）等 实现 QoS和计费策略的交互和执行，包括： Rf接口等 H.248 用于会话控制层对媒体面的控制接口，包括 Mn和 Mp等 RTPRTCP 媒体面信令，传输各类媒体流 22 接口协议 SIP Diameter H.248 23 IMS的用户码号 用户私有标识（ Private User ID, IMPI） 归属网络分配的全球唯一标识，用于管理、注册、鉴权； IMPI类似于 IMSI， IMS标准要求 IMPI保存在 ISIM卡中，用户不得修改， CM- IMS终端目前无卡或采用 SIM、 USIM卡， IMPI通过特定规则导出存储在终端 内； 用户公有标识（ Public User ID, IMPU） 用于和其他用户的通信，类似于 MSISDN； 采用的格式为 SIP URI，例如： “ Sip: ” Tel URI，例如： “ Tel: +8613904710100” 两者的关系 Private User Identity-1 Public User Identity-1 Service Profile -1 Public User Identity-2 Service IMS Subscription 24 Private User Identity-2 Public User Identity-3 Profile-2 IMS中的网元码号 网元码号采用域名方式 网元码号以 ” sip:”开头，包括设备功能及归属域信息 S-CSCF: sip: scscf(1.n).归属省名 . P-CSCF: sip: pcscf(1.n).归属省名 . SBC: sip: sbc(1.n).地市区号 .归属省名 . 网元码号用于 IMS域内的 SIP信令路由，在路由过程中各网元可将自身域 名信息填入 SIP消息头相关路由头域。 25 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，可静态配置或者终端与 AS动态协商生成 可通过 EMUMDNS查询，路由至该 PSI所在的 AS PSI可以是 SIP URI或者 TEL URI，例如： MultiC 用于标识北京 IMS域 内一个多媒体会议系统，用户通过发起对此 SIP URI的请求，即 可接入该会议系统 ，进行多媒体会议 PSI与 PSI也可以互 通，比如用于两个会议系统的对接等 CM-IMS网络中使用的 PSI主要用于彩铃和视频会议的 平 台接入，预分配 12535和 12539接入码实现 IMR的语音交 互 26 INVITE IMS业务触发流程 iFC (Initial Filter Criteria)，定义了 S-CSCF上的业务配置和触发规则，即：定义 一些触发条件（ Trigger Pointer ），当 发送来的 SIP消息满足这些条件的时候，通 过匹配 iFC，就可以把这些 SIP消息，转发至 Trigger point: Method=INVITE“&PAI=“64761033” &M=“audio” 正确的 AS上 INVITE 27 IMS的初始过滤规则 iFC（举例） sip: 0 1 SUBSCRIBE 28 0 0 0 /0：代表是 0 INVITE 0 0 0 /0：代表主叫业务触发 0 0 m 0 0 .*audio.* 1 /1：代表非 1 From zhang SIP: MMTEL_AS/ 0 匹配的 iFC规则，通过若干个业务触发点 SPT与或 操作，可以唯一定位一个 AS，从而完成业务触发， 该例： 用户是 zhangsan， sip方法是 INVITE并且是主叫业务，媒 体要求视频，或者是一个订阅消息，则都触发到 MMTEL 平台处理 业务名称 FC中的 SPT设置条件 语音 (Method=INVITE ) AND (Line( = m Content = .*audio.*) 视频 (Method=INVITE) AND (Line = m Content = .*video.*) POC (Header=User-Agent(Header User Agent Content = .*PoC.*). PoC. ) 即时消息 (Method=MESSAGE) 或（ (Method INVITE) AND ( line=”m” content=”*msrp*”)） 呈现 (H(Header=Eventd E t CContentt t = .*presence.*)* *) 多媒体会议 (Method=INVITE) AND (RequestURI = .* conference-factory.*) AND (tDirectionOfRequest = ORIGINATING_SESSION) IMS业务触发方案参考 iFC可以依据具体业务的实现，灵活设计，以上 iFC设计示例仅供参考 29 IMS入口点发现 P-CSCF入口点发现两种方式 GPRS PDP上下文方式 DHCP+DNS方式 30 IMS漫游 IMS漫游 -拜访地 P-CSCF入口 GPRS承载网漫游 -归属地 GGSN/P-CSCF入口 归属省 归属省 P-CSCF P-CSCF 31 漫游省 IMS漫游可提供业务归属地 控 制，保证业务的一致性；媒体 本地承载，防止路由迂回 漫游省 GPRS漫游信令和媒体都回 归 属网络，有媒体迂回，适用于 IMS早期网络覆盖不高情况 IMS路由机制 ENUM/DNS ENUM/ DNS ENUM提供了将 E.164号码转化为域 名形式存在 DNS数据库中的方法 IMS网络，采用 Internet IP DNS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 SIP URI， E.164 TEL URI无法在 IMS域路由 ENUM/DNS供 CSCF查询，转换 TEL URI为 SIP URI，用于路由 IMS强制使用松散路由机制，提高路 由灵活性 TEL:+86-10-66006688； ENUM:...e164arpa； DNS SIP URI: 32 IMS路由头域 Service Route： S-CSCF在对用户注册的 200 ok响应中带给用户自己的地址 Path： P-CSCF在注册消息中设置，用于 S-CSCF的返回信息路由到 P-CSCF Contact：主被叫用户的真实地址信息 Route：标明了路由途经的各个网元地址，每个网元将 SIP信令里 Route列表顶 端自身地址删掉，再进行下一跳路由 Via：标明了响应消息回送的路径，网元在路由至下一跳前填入 Record Route：标明了后续路由路径，网元若希望后续路由经过自己，就填入 自身地址在 Record Route列表顶端 网元去掉 Route里自身地址，再将自身地址填入 Via和 Record Route操作，保证 了 IMS正反向路由的正确 ENUM/ DNS 33 路由头工作方式 UE如何找寻到 S-CSCF的路由： 依据注册成功 200 OK带回的 Service Route， UE按原序复制 SR入 route， 同时添加已发现的 P的 route至顶端； P收到后，先删掉自己的 route，再看下面的 route是否与自己先前保存的 该 UE的 service route一致，如果不一致，就用 SR替换 route；打 PAI，生 成 ICID入 P-charging-vector；添加自己的地址入 record route；在 via顶部 添加自己地址； S-CSCF如何判断 MOMT： S收到请求后，需能根据 SIP消息中的信息判断触发 MO还是 MT； 判断 MO条件： 若 SIP请求来自于 P（ O）通信的专用端口； 若 route顶端 SIPURI包含 SR中 S自己设的特殊参数表明请求来自 P(O)； 若 route顶端 SIPURI包含 orig参数； 若 AS下发的请求， route头中无任何特殊标记， S应是 MO，进行 lr路由； 若所有匹配未成功，则 S处于 MT，提取 REQ URI，进行被叫触发； 34 注册流程 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 AS AS AS Backbon e Packet Network HSS 4 12 9 10 P-CSCF I-CSCF S-CSCF Acces s 1 3 SIP 6 5 SIP 7 11 14 8 DNS ENUM Visited or Home Network Home Network 2 13 35 Public User Identity 1 Service Profile 1 IMS隐式注册与通配注册 提高注册效率 IMS允许一个用户存在多个共有标识（ IMPU）时，一个 IMPU注册成功，相 关的 IMPU均注册成功，关联 IMPU作为隐式注册集 如：用户同时有 SIP URI: 和 TEL URI: +86Public User Identity 2 Implicitly Registered ID Set 1 Service Profile 2 IMS User Private User Identity 1 Public User Identity 3 Public User Identity 4 Implicitly Registered ID Set 2 Service Profile 3 IMS Subscription Implicitly Registered ID Set 3 Private User Identity 2 IMS User Public User Identity 5 Public User Identity 6 Service Profile 4 IMS允许一组用户采用通配注册的形式签约，通配符集内用户享用相同的 业务数据，节约 HSS存储空间和用户注册效率 适用于 PBX等大型 POTS话机接入设备，通配符如 +86106608!.*!一次注册， 所有用户均注册成功 36 其他注册场景 重注册 用户周期性的更新注册过程，以保持激活状态， 类似“位置更 新” ，重注册时，只有一次 Register，是否需要认证取决于网络 重认证 网络侧需要缩短 Expire时间，通知 UE重注册 第三方注册 S-CSCF匹配 UE的 iFC，为 UE向可能触发服务的 AS进行注册 正常注销 Expire=0， S-CSCF将向 HSS发消息， HSS标记为未注册状态，并由 S-CSCF向其他订阅此消息的用户发送消息。 S-CSCF还可以在其作 为被叫时，触发未注册业务 网络侧注销 用户漫游后原先网络未注销，以及防止过期用户等场景 37 IMS用户鉴权 IMS AKA（有卡） 方案描述：五元组 (XRES, RAND, AUTN, IK, CK)双向认证方式。 S-CSCF保留 XRES， P- CSCF保留 IKCK， UE接 收（ RAND,AUTN），依 据参数对网络认证，并 反馈鉴权响应 RES与 SS- CSCF所存 XRES比对， 完成注册 应用场景：需终端有 SIMUSIMISIM卡 SIP Digestt（无卡） 方案描述：采用 Username和 Password的 认证形式 SIP Digest可以实现非注 册请求时对用户的鉴权， 提高鉴权安全级别 应用场景：适用于无卡 终端，如 PC客户端、 SIP硬终端或 IAD等接入 设备，商用初期无卡用 户采用此方式 38 同一 IMS域内 基本会话流程 1 用户发起会话请求，消息到达 S-CSCF 2 I/S-CSCF从 HSS下载用户数据（可选） 3 S-CSCF触发业务， AS进行业务逻辑控制 4 S-CSCF通过 DNS得到被叫所在 IMS域的 I-CSCF 5 I-CSCF通过 HSS查询得到被叫用户注册的 S-CSCF 6 S-CSCF从 HSS得到被叫用户的用户数据 (可选 ) 7 S-CSCF触发业务， AS进行业务逻辑控制 8 会话请求被路由到被叫用户 9 双方进行资源协商和预留 10 对被叫振铃 11 被叫用户应答 ，会话建立 Calling and Called Party Home Network HSS DNS Control Bearer SIP 3 4 5 2 6 Diameter 7 AS I-CSCF P-CSCF S-CSCF SIP 8 SIP用户身份消息头： P-preferred-identity； Access Access Backbon e Packet Network 1 9 11 10 P-asserted-identity； P-called-party-id； Request URI； 39 RTP Stream RTP Stream SIP 不同 IMS域之 间的基本会话流程（漫游） Control Home Network Home Network HSS HSS DNS 1 用户发起会话请求，消息到达 S-CSCF 2 S-CSCF从 HSS下载用户数据（可选） 3 S-CSCF触发业务， AS进行业务逻辑控制 4 S-CSCF通过 DNS得到被叫所在 IMS域的 I-CSCF 5 I-CSCF通过 HSS查询得到被叫用户注册的 S-CSCF Calling Party 6 S-CSCF从 HSS得到被叫用户的用户数据（可选） 7 S-CSCF触发业务， AS进行业务逻辑控制 8 会话请求被路由到被叫用户 9 双方进行资源协商和预留 10 对被叫振铃 11 被叫用户应答，会话建立 Called Party Bearer AS AS 2 Diameter S-CSCF 3 4 Diameter 5 I-CSCF 6 Diameter S-CSCF 7 SIP Called Party Visited Network Calling Party Visited Network P-CSCF SIP P-CSCF SIP 8 Backbone Backbone 1 9 11 10 40 Packet Network Access Packet Network Access RTP Stream 3.根据运营商 策略和网络情 6.INVITE 5.根据用户情 况检查编解码 7.根据用户情 况检查编解码 IMS中的媒体处理编解码协商与资源预留 编解码协商：用于对会话双方使用的媒体组合及各媒体使用哪种编码方式达成一致 S-CSCF-1 S-CSCF-2 11.SDP ANSWER 12.媒体建立 9.根据运营商 8.INVITE 况检查编解码 P-CSCF-2 10.INVITE 10.确定被叫 支持的编解码 UE 2 4.INVITE 策略和网络情 况检查编解码 P-CSCF-1 2.INVITE 1.确定终端支持 的编解码集合 UE 1 支持在对话开始、对话过程中进行媒体处理 可以在对话过程中动态的添加、修改、删除媒体资源 资源预留（ Precondition）机制：用于防止 SIP信令已建立，但媒体层未准备好，产生 Ghost Ring的情形，所以需媒体层在会话建立前预留好双方媒体资源，主要适用于空口带宽资源有 限的场景 41 2 Diameter IMS到 CS互通流程 Control Bearer 1 IMS用户发起会话请求，消息到达 S-CSCF 2 S-CSCF从 HSS下载用户数据（可选） 3 S-CSCF触发业务， AS进行业务逻辑控制 4 S-CSCF将会话请求转给 BGCF， BGCF选择 MGCF 5 MGCF控制 MGW为会话在 CS域分配中继 6 双方进行资源协商和预留 7 MGCF向被叫用户发送 IAM 8 对被叫用户振铃 9 被叫用户应答，会话建立 Calling Party Home Network HSS AS Calling Party Visited or Home Network P-CSCF S-CSCF BGCF MGCF CS SIP SIP Access 1 3 4 SIP 6 SIP 9 8 7 BICC MGW H.248 Backbone Packet RTP Stream 5 PCM Network 42 CS到 IMS互通流 程 1 CS用户发起会话请求 2 MGCF为会话分配中继 3 MGCF向被叫用户发送 INVITE消息 4 I-CSCF查询 HSS得到被叫用户注册的 S-CSCF 8 会话请求被路由到 IMS用户 9 双方进行 资源协商和预留 10 对被叫用户振铃 11 被叫用户应答，会 话建立 5 I-CSCF把请求转给 S-CSCF 6 S-CSCF从 HSS下载用户数据（可选） 7 S-CSCF触发业务到 AS， AS进行业务逻辑控制 Called Party Home Network HSS Called Party Visited or Home Network MGCF CS AS 3 SIP Diameter 4 5 SIP 6 7 SIP 8 SIP 9 10 11 P-CSCF S-CSCF I-CSCF MGW 1 BICC Access RTP Stream 2 H.248 PCM Backbone Packet Network 43 IMS计费 离线计费 计费网关负责计费消息的收集、预处理、 生成计费话单（ CDR）并传递给 BOSS系 统。 CDF/CGF与各功能单元之间的离线计 费接口是 Rf接口，该接口采用 Diameter协 议。 CDR/CGF与 BOSS系统之间是 Bi接口 ， 该接口一般采用 FTP接口传输 CDR话单 文件。 在线计费 AS和 MRFC具有在线计费消息触发功能， 并通过基于 Diameter协议的 Ro接口与 OCS （在线计费系统）进行通信。 S-CSCF通过基于 SIP协议的 ISC接口触发业 务控制流程到 IMS-GWF（ IMS网关功能）触 发相应的在线计费控制消息，实现在线计费。 OCS通过 Ro接口获得在线计费请求和计费 信息，对 IMS用户的网络资源使用请求进行 授权，并进行实时的计费。 44 主要网元 协议接口 接入方式 业务提供方式 路由机制 用户码号 QoS IMS SBC CSCF HSS MGCF IM-MGW 核心控制协 议 :SIP 数据操作协 议 :Diameter 媒体网关控制 ： H.248 IMS采用 端到端 IP 化，支持 固定及移 劢方式接 入 开放 CSCF和 AS接口 ISC； 业务均有 AS提 供； IFC业务触发机 制 IMS采用 ENUMDNS 协劣路由、 是一种基于 IP网络的路 由机制 采用 SIP URI和 TEL URI共用 的编号规 则 支持 PCC架构 提供移劢接入 的 QoS保障 支持 RACS架 构提供 固定接 入 QoS保障 R4软 交换 MSS HLR MGW 核心控制协 议 :BICCBICC 数据操作协 议 :MAP 媒体网关控制： H.248 R4软交换 目前仅支 持移劢接 入 话音及补充业务 由交换机提供； 采用智能网提供 增值业务 R4软交换是 基于用户 MSISDN和 MSRN号码 的 路由机制 采用 TEL 的编号规 则 R4软交换网络 QoS保障机制 主 要针对话音 类窄带业务 IMS 不 R4 软 交 换对 比分 析 IMS网元数目 较软交换增 多，以便实 现控制不业 务分离；丌 同网元可合 设为同一 物 理设备 SIP协议更加 灵活，更适合 多媒体业务控 制， 而 R4现 有协议对多媒 体业务控制能 力有限 Diameter的 可扩展性优于 MAP协议 R4软交换 支持固定 接入方式 改造量较 大，包括 协议的升 级、网元 功能的改 造等 IMS业务接口 ISC进一步开放 、 业务触发更加灵 活。 R4采用智能网 提供增值业务， 智能网 CAP协 议能力有限、业 务触发机制单一 IMS网络采 用基于 DNS 的路由机制 ， 路由更加扁 平化 IMS采用 SIP URI用 户 码号节 省现有 TEL码号 资源、 保 持不互 联 网业务体 验一致性 IMS的 QoS机 制更 加适合在 IP网络环境下 对多媒体业务 质量的保障 45 R4软交换与 IMS技术比较 提纲 1 2 3 CM-IMS概述 IMS基本原理 基本概念 网络架构 技术特点 关键流程 标准化与部署情况 46 IMS标准化进展情况 R8 R9 2007 2008 2009 47 IMS最早由 3GPP提出，为在移 动网络上提供多媒体业务，后被业界广泛认同，逐渐扩展为适用于 无线、固定宽带、 cable等多种接入方式的统一核心控制网络。 TISPAN后续标准化工作转移至 3