IMS基础培训(共44张)

1、CM-IMS概念、网络架构及业务介概念、网络架构及业务介绍绍Page 2什么是IMSIMS实体简介IMS协议介绍IMS呼叫流程IMS业务介绍Page 3什么是 IMS? 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、文本等多种文字的组合 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IMS :IP Multimedia SubsystemPage 4IMS协议的发展协

2、议的发展2000/032001/032002/032005/122006/X3GPP R99-CN: TDM3GPP R4- CN: softswitch3GPP R6- CN: IMS QoS, Billing, FMC, etc3GPP R7- IMS enhance3GPP R5- CN: IMSTISPAN R1-NGN/FMC, etcPage 53GPP R5及及IMS引入引入n R5版本定位提供IP实时多媒体业务，核心网在PS基础上增加了IP多媒体域（IMS，IMS主要功能在控制层面，承载通过PS域。n IMS的引入是 R4 CS域承载与控制分离思路在PS域的延续；Page 6I

3、MS基于基于IP实现了接入无关实现了接入无关 IMS采用完全基于IP的SIP信令 IMS接入网采用IP技术,实现了底层接入的无关性 IMS用IP从技术上粘合了移动和固定，实现了FMC 因此IMS首次实现了融合核心网的目标 在融合核心网的基础上，才有可能实现融合的业务SIP ASHSSCSCFUMTS/GPRSACWLAN/WiMAXBRASLAN/XDSLIPIPIP无线固定无线接入固定宽带Page 7IMS是更软的软交换是更软的软交换业务路由承载业务路由承载业务路由承载软交换IMS传统交换机l 开放的网络构架体系开放的网络构架体系l将传统交换机的功能模块分离成为独立的网络部件，各个部件可以按

4、相应的功能划分各自独立发展l部件化使得原有的电信网络逐步走向开放，运营商可以根据业务的需要自由组合各部分的功能产品来组建网络；部件间协议接口的标准化可以实现各种异构网的互通l分离的目标是使业务真正独立于网络，灵活有效的实现业务的提供。用户可以自行配置和定义自己的业务特征，不必关心承载业务的网络形式以及终端类型，使得业务和应用的提供有较大的灵活。l基于分组的网络基于分组的网络lIP技术“粘合”了不同接入网络Page 8什么是IMSIMS实体简介IMS协议介绍IMS呼叫流程IMS业务介绍接入层网管层M2000N2000BMSSBCOLT核心层HSSMRSMGCFP-CSCFI/S-CSCF业务层V

5、PMNV网伴侣SBU/MTUATSSIPSIPSIPGPonSIPSIPBICC铁通网络电信网络联通网络现网GMSC/MSCISUPISUPISUP 企业PBXFE/GEE1PBX企业LAN+POTS SBUSIPSIPGW企企业业 XDSL+POTSPOTSPOTSPOTSSBU/MTU承载层业务和交换分离-业务、呼叫控制、承载分离关键网元：CSCF/MGCF/HSS/AS/MRS(类比MSC/GMSC/HLR/SCP/AIP)IMS全业务运解决方案全业务运解决方案一号通SIPI2000SCPIMS逻辑实体分类逻辑实体分类nP-CSCFnS-CSCFnI-CSCFnE-CSCFnHSSnSL

6、FnMRFCnMRFPnBGCFnMGCFnIM-MGWnVIGnMRFCnMRFPPage 11WiFi理解IMS各个功能实体PSTN/CSP-CSCFOSA-SCS ATSSIP ASGSM/WCDMABGCFMGCFMRFCI_CSCFS_CSCFSLFMRFPMGHSSCSCF最核心的网元，进行呼叫会话控制。BASPage 12CSCF逻辑实体逻辑实体n CSCF是IMS网络的核心处理和控制部件，用来控制用户注册、会话控制等等功能。按照功能划分的不同，CSCF分为P-CSCF（Proxy CSCF）、I-CSCF（Interrogating CSCF）、S-CSCF（Serving C

7、SCF）三种逻辑实体。逻辑实体功能描述P-CSCF是IMS中与用户的第一个连接点， 提供代理（Proxy）功能，即接受业务请求并转发它们，但不能修改INVITE消息中的Request URI字段。P-CSCF也可提供用户代理（UA）功能，即在异常情况下中断和独立产生SIP会话。I-CSCF类似IMS的关口节点，是运营商归属IMS网络的统一初步入口点。提供本域用户服务节点分配、路由查询以及IMS域间拓朴隐藏功能。S-CSCF在IMS核心网中处于核心的控制地位，负责对UE的注册鉴权和会话控制，执行针对主叫端及被叫端IMS用户的基本会话路由功能，并根据用户签约的IMS触发规则，在条件满足时进行到AS

8、的增值业务路由触发及业务控制交互。Page 13WiFi理解IMS各个功能实体PSTN/CSP-CSCFOSA-SCS ATSSIP ASGSM/WCDMABGCFMGCFMRFCI_CSCFS_CSCFSLFMRFPMGHSSHSS/SLF用户签约数据库，保存用户的签约属性BASPage 14HSS:The Home Subscriber Server 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，位于IMS核心网络架构的最顶层，HSS中保存的主要信息包括：n IMS用户标识（包括公共及私有标识）、号码和地址信息用户标识（包括公共及私有

9、标识）、号码和地址信息n IMS用户安全上下文：用户网络接入认证的密钥信息用户安全上下文：用户网络接入认证的密钥信息n IMS用户的路由信息：用户的路由信息：HSS支持用户的注册，并且存储用户的位置支持用户的注册，并且存储用户的位置信息信息n IMS用户的业务签约信息：包括其他用户的业务签约信息：包括其他AS的增值业务数据的增值业务数据Page 15HSS业务功能业务功能n HSS存储运营商开户时设定的上述IMS签约信息，同时支持通过与业务管理系统的接口由运营商或终端用户对签约数据进行的定制和修改。n HSS提供与I-CSCF间基于Diameter协议的Cx接口，在IMS注册过程中 I-CSC

10、F则可通过该接口获取用户所要求的S-CSCF能力信息，由此作为该用户服务S-CSCF的依据，并为IMS用户被叫流程提供查询被叫路由（S-CSCF域名或地址信息）的服务；n HSS通过与S-CSCF间基于Diameter协议的Cx接口实现IMS注册过程中对S-CSCF域名路由信息的登记，并支持通过该接口将基本IMS签约信息下载到S-CSCF；n HSS依据用户安全下文信息进行鉴权元组计算并通过基于Diameter协议的Cx接口为S-CSCF提供用户/网络鉴权所需的鉴权元组信息。n HSS提供与SIP AS间基于Diameter协议的Sh接口，为增值业务提供签约数据、并且HSS负责对特定签约用户A

11、S增值业务数据的透明存储，但语义上不做解析。Page 16WiFi理解IMS各个功能实体PSTN/CSP-CSCFOSA-SCS ATSSIP ASGSM/WCDMABGCFMGCFMRFCI_CSCFS_CSCFSLFMRFPMGHSSMRF处理媒体资源功能BASPage 17MRFC(Multimedia Resource Function Controller)：通过H.248控制MRFP上的媒体资源，解析来自其他S-CSCF及AS的SIP资源控制命令，转换为对MRFP的对应控制命令。MRFP(Multimedia Resource Function Processor)：作为网络公共资

12、源，在MRFC控制下提供资源服务，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）。MRP相关网元功能相关网元功能Page 18WiFi理解IMS各个功能实体PSTN/CSP-CSCFOSA-SCS ATSSIP ASGSM/WCDMABGCFMGCFMRFCI_CSCFS_CSCFSLFMRFPMGHSSBGCF根据互通规则配置或被叫分析，为IMS到PSTN/CS的呼叫选择MGCF，从而实现MGCF路由的自动获取BASPage 19WiFi理解IMS各个功能实体PSTN/CSP-CSCFOSA-SCS ATSSIP ASGSM/WCDMABG

13、CFMGCFMRFCI_CSCFS_CSCFSLFMRFPMGHSSMGCF实现IMS核心控制面与PSTN或PLMN CS的交互BASPage 20WiFi理解IMS各个功能实体PSTN/CSP-CSCFOSA-SCS ATSSIP ASGSM/WCDMABGCFMGCFMRFCI_CSCFS_CSCFSLFMRFPMGHSSATS提供基本的呼叫业务BASPage 21DNS介绍介绍n DNS (Domain Name Server )，即域名服务器。通过DNS系统，可以由一部机器的域名查其IP地址，也可以由机器的IP地址反查它的域名。 n 例如：输入 后，DNS返回10.77.1.9，这个地

14、址就是 所对应的IP地址。DNSCSCF返回结果：10.77.1.9Page 22ENUM服务器服务器n ENUM E.164 Number Server ，电话号码映射。所谓E.164就是我们所熟悉的电话号码。n 同DNS类似，ENUM服务器用于查找TEL格式号码所对应的URI格式的用户标识。之后再使用DNS查找到IP地址。n 之所以会用到ENUM服务器，一是因为IMS用户呼叫CS/PSTN域传统用户必须拨打其E.164号码，二是因为IMS域内也可能会存在以E.164格式做为号码表示的用户。DNSCSCF返回结果：10.77.1.9查询请求：TEL：28780808ENUM ServerPa

15、ge 23ENUM服务器在服务器在IMS中的应用中的应用n 用户的公共用户标识用户的公共用户标识IMPU：n SIP UR形式形式n tel URI形式，形式，tel URI采用的是采用的是E.164格式。格式。n 在IMS用户呼叫IMS用户或CS域用户时，S-CSCF使用ENUM DNS转换机制，将tel URI转换成可SIP路由的SIP URI形式。如果转换成功，完成IMS用户间的呼叫建立。如果转换失败，说明这个号码是PSTN或无线CS域的电话号码，S-CSCF将会把会话通过BGCF路由到CS域。n 在PSTN或CS域用户呼叫IMS用户时，MGCF使用ENUM DNS转换机制，将tel U

16、RI转换成可SIP路由的SIP URI形式。Page 24Whats SBC?nWiKi百科定义：百科定义：n A Session Border Controller is a device used in some VoIP networks to exert control over the signaling and usually also the media streams involved in setting up, conducting, and tearing down calls. nTISPAN：n TISPAN 架构中定义的核心网标准架构中定义的核心网标准网元网元P-C

17、SCF/C-BGF/I-BGF/IBCF（边缘接入和（边缘接入和IP网间互通）即由网间互通）即由SBC实现；各厂家实现中扩展由实现；各厂家实现中扩展由SBC实现更多边缘接入网元功能实现更多边缘接入网元功能.n国内中电信也称之为国内中电信也称之为BAC（Border Access Controler）设备。）设备。SBC基本功能基本功能SBC的核心功能：为不同子网的的核心功能：为不同子网的IP语音（及视频等其它实时会话业务）信令和媒体提语音（及视频等其它实时会话业务）信令和媒体提供控制功能；供控制功能；同时在网络边缘对所处理业务进行安全保障（防攻击、同时在网络边缘对所处理业务进行安全保障（防攻击

18、、VPN隔离、防火墙等）和隔离、防火墙等）和QoS控制（控制（policing、marking、rate limiting、CAC、SLA等）。等）。网络位置：接入或汇聚点网络位置：接入或汇聚点, 互通的网络边缘互通的网络边缘 。Page 25信令和媒体控制信令和媒体控制 全代理全代理Correct media packetAttack media packetSBCSBC能够根据信令交互SDP信息的时候，动态生成媒体转发表项，终端的媒体报文只有能够命中针孔式防火墙的规则(五元组匹配)，才能被转发在全代理的模式下，信令处理SBC采用的B2BUA(Back-to-Back User Agent)

19、的机制,信令会终结于SBC，然后 再重新发起，最典型的特征就是终端的信令报文的目的IP就是SBC的地址；SBC的媒体层面受自己本身的信令层面控制，媒体端口是动态打开的，会话创建时打开，会话结束后关闭；SBC支持无媒体流检测的功能，当一定时间内无媒体流经过SBC，SBC会在网络侧主动释放呼叫；SBC自己做信令和媒体的NAT穿越；Page 26什么是IMSIMS实体简介IMS协议介绍IMS呼叫流程IMS业务介绍Page 27SIP协议介绍协议介绍n 会话初始协议SIP（Session Initiation Protocol）：是一个在IP网络上进行多媒体通信的应用层控制协议，它被用来创建、修改、和

20、终结一个或多个参加者参加的会话进程，与SDP、RTP/RTCP、DNS等协议配合，共同完成IMS中的会话建立及媒体协商。Page 28SIP相关协议相关协议n 会话描述协议SDP（Session Description Protocol）协议为应用层的控制协议,由于会话建立过程中的媒体协商。n RTP/RTCP：都为应用层的承载面协议，会话建立后，RTP协议保证媒体流的实时传输。RTCP协议对实时传输的媒体流进行监控。Page 29SIP在协议栈中的位置在协议栈中的位置Page 30nINVITE telSIP/2.0 /请求中的首行格式包括方法、请求的请求中的首行格

21、式包括方法、请求的URIURI、协议版本、协议版本nVia: SIP/2.0/UDP 10.184.113.20:12377;branch=z9hG4bK396b54744/对响应消息进行路由转发对响应消息进行路由转发nCall-ID: 标识一个对话，一个对话包括对话的建立、标识一个对话，一个对话包括对话的建立、修改结束修改结束nFrom: ;tag=20ee5052/标识请求的发起者标识请求的发起者nTo: /指定请求的接收者或用户需要注册的地址指定请求的接收者或用户需要注册的地址nCSeq: 1 INVITE /用于对话内事务的排序，相同事务的用于对话内事务的排序，相同事务的CSeqCSe

22、q相同相同nContact: /消息发送者的联系地址消息发送者的联系地址nAllow: INVITE,ACK,OPTIONS,BYE,CANCEL,REGISTER,PRACK,SUBSCRIBE,NOTIFY,UPDATEnUser-Agent: Huawei-MC820/1.0.0nSupported: 100rel,preconditionnMax-Forwards: 70nContent-Length: 273nContent-Type: application/sdpnv=0no=Huawei 1167609734 1167609734 IN IP4 10.184.134.6ns=S

23、ip Call /表明本次会话的标题，或会话的名称表明本次会话的标题，或会话的名称nc=IN IP4 10.184.134.6 / C C行包含为多媒体会话而建立的连接的信息，其中指出了真正的媒体流使用的行包含为多媒体会话而建立的连接的信息，其中指出了真正的媒体流使用的IPIP地址地址nt=0 0nm=audio 10610 RTP/AVP 8 0 15 18 101 / m m行又称媒体行，描述了发送方所支持的媒体类型等信息行又称媒体行，描述了发送方所支持的媒体类型等信息na=rtpmap:8 PCMA/8000na=rtpmap:0 PCMU/8000na=rtpmap:15 G728/8

24、000na=rtpmap:18 G729/8000na=rtpmap:101 telephone-event/8000na=sendrecvPage 31什么是IMSIMS实体简介IMS协议介绍IMS呼叫流程IMS业务介绍Page 32福建移动福建移动IMS用户注册过程用户注册过程P-CSCFI_CSCFATSS_CSCFHSSSE2300GPONEPONIADPBXCMNETSIPSIPSIPSIPSIPSIPDiameterDiameterDiameterDNS详细注册流程Visited or Home NetworkHome NetworkSIPCxSIPCxShISC1IMS用户发出注

25、册请求消息用户发出注册请求消息12P-CSCF通过通过DNS得到用户归属网的得到用户归属网的I-CSCF23P-CSCF把注册消息转到把注册消息转到I-CSCF34I-CSCF查询查询HSS，为用户选择一个，为用户选择一个S-CSCF 45I-CSCF将消息转到将消息转到S-CSCF566S-CSCF从从HSS得到用户的认证信息得到用户的认证信息S-CSCF通知用户重新认证通知用户重新认证7788用户重新发起注册（用户重新发起注册（15步）步）9认证通过，认证通过，S-CSCF通知通知HSS910S-CSCF从从HSS下载用户数据和下载用户数据和iFC1011S-CSCF通知通知AS进行第三方

26、注册进行第三方注册1112AS从从HSS得到用户数据（可选）得到用户数据（可选）1213P-CSCF向向S-CSCF订阅注册事件通知订阅注册事件通知1314用户向用户向S-CSCF订阅注册事件通知订阅注册事件通知14Page 34福建移动福建移动IMS域间呼叫过程域间呼叫过程GPONP-CSCFP-CSCFATSS_CSCFSE2300CMNETS-CSCFI-CSCFATSHSS111213Page 35福建移动福建移动IMS到其他网络的呼叫过程到其他网络的呼叫过程BGCFP-CSCFATSS_CSCFSE2300CMNETMGCFMGPSTN/CS11Page 36其他域和其他域和IMS域

27、的呼叫过程域的呼叫过程I-CSCFP-CSCFATSS_CSCFSE2300CMNETMGCFMGPSTN/CS11Page 37什么是IMSIMS实体简介IMS协议介绍IMS呼叫流程IMS业务介绍38统一centrex业务功能统一统一centrexcentrex1 1 融合融合VPMNVPMN（包含现网（包含现网VPMNVPMN功能）功能）短号互拨 群内优惠 网外号码组 集团套餐 呼叫权限管理 2 2 多媒体桌面电话业务多媒体桌面电话业务( (补充业务补充业务) )呼叫等待 呼叫前转 呼叫限制 黑白名单 号码显示限制呼叫代答 轮选组 免打扰 三方通话4 4 融合总机（融合总机（Centrex

28、Centrex话务台）话务台）移动/固话均可做总机号码 通讯录 话务员G网手机/IMS固话同振、顺振 按时间段智能路由 3 3 融合一号通融合一号通1 1 手机用户手机用户GSM网络/TD网络的移动手机用户 3 3 软终端软终端IMS网络中的PC软终端（一类用户）现网铁通固话用户 二类SIPGW 现网PBX小交换机下挂的固话IMS网络中的SIP固话 IMS网络中IPPBX、AG、IAD下挂的固话 2 2 固话用户固话用户业业务务能能力力五五种种接接入入能能力力基于基于CSCS网络和网络和IMSIMS网络提供统一网络提供统一CentrexCentrex业务，该业务支持多种用户的接入，允许业务，该

29、业务支持多种用户的接入，允许CSCS域域手机用户、手机用户、IMSIMS域用户组成统一域用户组成统一CentrexCentrex群，从而提供群，从而提供跨网络、跨区域、跨终端跨网络、跨区域、跨终端的统一的统一CentrexCentrex 。总体业务总体业务需求需求39Page 39自由行自由行n 定义：定义：绿色呼叫业务指两个用户通话过程中，业务方直接拨接入码（*17#或*17*切换方号码# ）将呼叫切换到固定电话或者软终端，整个切换过程中原通话不会中断。ATSIAM (通过通过SCP锚定）锚定）InviteMGCFInviteDTMF *17*059112345678059112345678

30、INFO *17*059112345678InviteByeREL40Page 40统一统一CENTREX业务业务 n定义：定义：基于CM-IMS试点的统一Centrex 业务，用户不仅可以使用传统Centrex业务的基本业务和补充业务，例如群内短号互拨、号码显示限制、呼叫转移、呼叫限制、区别振铃等等，同时可以充分利用IMS架构的开放性及业务扩展的灵活性，提供有利于全业务运营的综合VPMN业务，其主要特点是支持多种用户接入方式，除了向IMS用户提供Centrex业务外，也可以向大量现网CS域手机用户、PBX用户提供融合的Centrex业务，从而为用户提供跨网络、跨区域、跨终端的融合Centrex业务