华为IMS基础技术及架构介绍

SolutionConsulting IMS原理及业务培训 IMS网络架构与全业务运营IMS基本概念介绍IMS原理及组网方案IMS业务介绍 IMS是全业务的核心网 接入无关 归属地控制 业务提供能力 安全机制 统一策略控制 IMS主要特征 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 为全业务运营提供了便利 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 易于实现私有业务扩展 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 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 更利于业务融合 实现开放的业务提供模式 多种安全接入机制共存 并逐渐向FullyIMS机制过渡部署安全域间信令保护机制部署网络拓扑隐藏机制 IMS网络架构与全业务运营IMS基本概念介绍IMS原理及组网方案IMS业务介绍 IMS的定义 IMS IPMultimediaSubsystem 3GPPTS23 002 IMS是在3GPPR5阶段提出的一个新的域 它基于IP承载 叠加在PS 分组域 之上 为用户提供文本 语音 视频 图片等不同的IP多媒体信息 IP 基于IP的传输基于IP的会话控制基于IP的业务实现Multimedia 语音 视频 图片 文本等多种媒体的组合在多种接入基础之上具有不同能力的终端组合Subsystem 依赖于现有网络技术和网络设备发展的系统最大程度重用现有网络系统无线网络把PS GPRS网络作为承载网络固定网络把基于固定接入IP系统作为承载网络简言之 IMS在IP网络的基础上构建一个分层 开放 融合的核心网控制架构 是一个可运营 可管理 可计费的系统 IMS基本特性 下一代网络的核心IMS IPMultimediaSubsystem 是3GPP 3GPP2 移动 和TISPAN ITU T 固定 网络架构的核心IMS是个开放的网络架构 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 2G 3G LTE等固定接入 LAN WLAN xDSL xPON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是更 软 的软交换 业务 控制 承载 传统交换机 IMS在软交换的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 呼叫控制 基本话音及补充业务 媒体服务器 信令和媒体网关 软交换 呼叫控制 基本话音及补充业务 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 CSCF 呼叫控制 基本话音及补充业务 媒体服务器 信令和媒体网关 软交换 呼叫控制 基本话音及补充业务 媒体服务器 信令和媒体网关 多媒体业务服务器 IMS IMS与软交换的简单比较 IMS网络架构与全业务运营IMS基本介绍IMS原理及组网方案IMS业务介绍 IMS基本概念和网元 Gaming Conference 3rdPartyApplications SCP MGCF I CSCF AGCF P CSCF S CSCF SLF HSS 承载控制层 AG IAD PSTN PLMN MGW SIP H 248 xDSL LANaccess WiFiaccess AP PCF 2G 3G SIPTerminals SIP SIP 承载核心网 PDSN AC IMS网络架构 OMS OSS BGCF IM SSF OSA Presence PTT IM Group MRFC MRFP 承载控制与接入层 会话控制层 业务能力层 应用层 CCF H 248 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传输平台上实现多个实时业务的分发 具有中心路由引擎 策略管理和策略执行功能P CSCF 代理会话控制 的功能IMS终端接入IMS的入口点产生CDR话单 用户漫游计费需求提供Gm接口上的SIP压缩和完整性保护将终端的请求路由到正确的I CSCF或者S CSCFI CSCF 查询会话控制 的功能在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 CSCFS CSCF 业务会话控制 的功能IMS用户注册认证业务触发和控制会话路由 HSS功能 存储用户信息和业务数据 HSS TheHomeSubscriberServer归属用户服务器HSS是归属网络中保存IMS用户的签约信息 包括基本标识 路由信息以及业务签约信息等集中综合数据库 HSS中保存的主要信息包括 IMS用户标识 包括公共及私有标识 号码和地址信息IMS用户安全上下文 用户网络接入认证的密钥信息 漫游限制信息IMS用户的路由信息 HSS支持用户的注册 并且存储用户的位置信息IMS用户的业务签约信息 包括其他AS的增值业务数据 数据库实体 SLF SLF SubscriptionLocatorFunction签约数据定位功能当运营商拥有多个HSS时 I CSCF S CSCF在登记注册及事务建立过程中通过SLF获得用户签约数据所在的HSS的域名SLF通常内置在HSS中SLF可以看做是一种专对HLR的地址解析机制 MRS功能 媒体资源管理 MRF MultimediaResourceFunction媒体资源功能包含两部分 MRFC MultimediaResourceFunctionController 解析来自其他S CSCF及AS的SIP资源控制命令 并实现为对MRFP的媒体资源的控制MRFP MultimediaResourceFunctionProcessor 在MRFC的控制下 为UE设备或IM MGW提供媒体资源包括媒体流混合 多方会议 多媒体信息播放 放音 流媒体 媒体内容解析处理 码变换 语音识别等 MGCF IBCF BGCF 互通功能 MGCF IM MGW的功能实现与CS域互通时信令与承载的转换IBCF的功能在3GPPR7版本和TISPANR1版本中 引入了IBCF互通功能实体IBCF部署与两个IMS网络之间或IMS与其他多媒体网络之间 作为IMS网络的边界 实现拓扑隐藏 媒体编解码 地址域转换 QoS控制等功能 BGCF的功能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 互联互通 路由实现 当IMS网络和CS PSTN在同一归属网络中时 CS PSTN S CSCF MGCF BGCF 互联互通 路由实现 当IMS网络和CS PSTN在不同归属网络中时 CS PSTN S CSCF MGCF BGCF BGCF IMS业务触发规则 业务触发规则 iFC触发规则 S CSCF根据iFC向AS触发业务 iFC作为用户的ServiceProfile的一部分存储在HSS中 当用户注册或者未注册用户作被叫时下载到S CSCF中 iFC保障了IMS架构对业务增加无感知 设备升级支持业务B 交换 智能业务A SSP 智能业务A SSP 智能业务B SSP 交换 智能业务A SSP 智能业务B SSP 交换 设备升级支持业务C 智能业务C SSP IMS 控制与业务分离的平台 SCPA SCPB SCPC SCPA SCPB SCPC IFC下载新的业务逻辑 IFC下载新的业务逻辑 IMS中的路由 DNS ENUM IMS网络 采用InternetIPDNS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SIPURI E 164TELURI无法在IMS域路由ENUM DNS供CSCF查询 转换TELURI为SIPURI 用于路由IMS强制使用松散路由机制 保证请求消息RequestURI在到达目的地途中头域不改变 DNS ENUM组网 ENUM 位于IP专网 用于E 164号码翻译 与DNS系统合设新建 采用2级架构 全国集中设置一级ENUM 各省内设置二级ENUMIP专网上的DNS 用于IMS网络信令路由新建 采用2级架构 全国集中设置一级DNS 各省内设置二级DNS163上的DNS 用于SBC发现利旧163现网DNS各省设置省级DNS集中设置公网根DNS IMS中的用户标识和设备标识 设备标识 统一使用域名作为设备标识 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 可以是SIPURI或者TELURI 用户私有标识 PrivateUserID IMPI 归属网络分配的全球唯一标识 用于管理 注册 授权 计费 保存在ISIM卡中 用户不得修改 类似于IMSI 用户公有标识 PublicUserID IMPU 用于和其他用户的通信 相当于 别名 类似于MSISDN MDN 采用的格式SIPURI 例如 Sip user1 TelURI 例如 Tel 8618901000100 两者的关系 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IMPUUE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 IMPI与IMPU的关系 张三的用户标识 IMS签约 sip zhangsan zhangsan private 86 189 1234 5678 sip tony ServiceProfile2 86 133 1234 5678 ServiceProfile1 域名规划策略 归属网域名 建议保持跟分省划分一致 如浙江则使用 形式 IMPU 每个用户同时分配一个TELURI与一个SIPURI SIPURI由用户名加域名构成 域名部分 使用归属网域名 用户名部分 建议进行规划以适应未来的需要 如家电 宠物等 TELURI建议跟现在的MSISDN MDN一致 建议采用独立号段IMPI 域名部分 使用归属网域名 用户名建议为数字 IMS业务流程简介 用户注册过程 P CSCF HSS DNSENUM I CSCF S CSCF VisitedorHomeNetwork HomeNetwork SIP Cx SIP AS AS AS Cx Sh ISC BackbonePacketNetwork Access 基本会话流程 同一IMS域内 CallingandCalledPartyHomeNetwork HSS I CSCF DNS Access Access P CSCF BackbonePacketNetwork S CSCF Control Bearer SIP SIP Diameter AS IMS到CS互通流程 CallingPartyVisitedorHomeNetwork CallingPartyHomeNetwork P CSCF HSS S CSCF BGCF MGCF MGW CS H 248 SIP SIP SIP SIP BICC Diameter BackbonePacketNetwork Access SP MP SPDF P CSCF SBC部署 合设架构的基本原理 A SBC S CSCF Accessnetwork 信令 媒体 IMSCN S CSCF I SBCSP MP IWF 3rdpartyCP IP BRAS A SBC在前期部署时可包括信令代理 媒体代理以及SPDF等的功能 后续可以将P CSCF与SBC功能合一 I SBC可包括信令代理 媒体代理以及IWF等的功能 这些功能在物理上是合设的 但在逻辑上可以是独立的A SBC I SBC与IMScore之间的接口是3GPPSIP P CSCF SP MP SPDF IMSCN SP SPDF P CSCF MP I S CSCF H 248 Accessnetwork 信令 媒体 信令代理设备前期部署时可包括信令代理以及SPDF功能 后续可以将P CSCF与信令代理功能合一如果一个会话需要用到媒体代理 则信令代理设备需要与媒体代理设备的进行交互 比如 资源预留 NAPT绑定信息等的媒体部件描述 媒体代理设备将根据信令代理设备下发的策略执行相应的操作 如资源分配