IMS技术的3GPP R5中IMS的基本结构

IMS体系结构~

1.1.IMS技术概念
　　IMS(IP Multimedia Subsystem)是IP多媒体系统,是一种全新的多媒体业务形式，它能够满足现在的终端客户更新颖、更多样化多媒体业务的需求。　　1.2.IMS的定位
　　IMS在3GPPRelease 5版本中提出，是对IP多媒体业务进行控制的网络核心层逻辑功能实体的总称。3GPP R5主要定义IMS的核心结构，网元功能、接口和流程等内容：R6版本增加了部分IMS业务特性、IMS与其他网络的互通规范和无线局域网（WLAN）接入特性等；R7版本加强了对固定、移动融合的标准化制订，要求IMS支持数字用户线（xDSL）、电缆调制解调器等固定接入方式。
　　软交换技术从1998年就开始出现并且已经历了实验、商用等多个发展阶段，目前已比较成熟。全球范围早已有多家电信运营商开展了软交换试验，发展至今，软交换技术已经具备了替代电路交换机的能力，并具备一定的宽带多媒体业务能力。在软交换技术已发展如此成熟的今天，IMS的出路在何方?又该如何发展和定位呢?首先需要对IMS和软交换进行较为全面的比较和分析。
　　如果从采用的基础技术上看，IMS和软交换有很大的相似性：都是基于IP分组网；都实现了控制与承载的分离；大部分的协议都是相似或者完全相同的；许多网关设备和终端设备甚至是可以通用的。
　　IMS和软交换最大的区别在于以下几个方面。
　　（1）在软交换控制与承载分离的基础上，IMS更进一步的实现了呼叫控制层和业务控制层的分离；
　　（2）IMS起源于移动通信网络的应用，因此充分考虑了对移动性的支持，并增加了外置数据库——归属用户服务器（HSS），用于用户鉴权和保护用户业务触发规则；
　　（3）IMS全部采用会话初始协议（SIP）作为呼叫控制和业务控制的信令，而在软交换中，SIP只是可用于呼叫控制的多种协议的一种，更多的使用媒体网关协议（MGCP）和H.248协议。
　　总体来讲，IMS和软交换的区别主要是在网络构架上。软交换网络体系基于主从控制的特点，使得其与具体的接入手段关系密切，而IMS体系由于终端与核心侧采用基于IP承载的SIP协议，IP技术与承载媒体无关的特性使得IMS体系可以支持各类接入方式，从而使得IMS的应用范围从最初始的移动网逐步扩大到固定领域。此外，由于IMS体系架构可以支持移动性管理并且具有一定的服务质量（QoS）保障机制，因此IMS技术相比于软交换的优势还体现在宽带用户的漫游管理和QoS保障方面。
　　1.3.IMS的发展与应用
　　1.3.1.1IMS标准的发展
　　对IMS进行标准化的国际标准组织主要有3GPP和高级网络电信和互联网融合业务和协议（TISPAN）。3GPP侧重于从移动的角度对IMS进行研究，而TISPAN则侧重于从固定的角度对IMS提出需求，并统一由3GPP来完善。
　　3GPP对IMS的标准化是按照R5版本、R6版本、R7版本……这个过程来发布的，IMS首次提出是在R5版本中，然后在R6、R7版本中进一步完善。R5版本主要侧重于对IMS基本结构、功能实体及实体间的流程方面的研究；而R6版本主要是侧重于IMS和外部网络的互通能力以及IMS对各种业务的支持能力等。相比于R5版本，R6版本的网络结构并没有发生改变，只是在业务能力上有所增加。在R5的基础上增加了部分业务特性，网络互通规范以及无线局域网接入特性等，其主要目的是促使IMS成为一个真正的可运营的网络技术。R7阶段更多的考虑了固定方面的特性要求，加强了对固定、移动融合的标准化制订。R5版本和R6版本分别在2002年和2005年被冻结，而R7版本也即将冻结。
　　在TISPAN定义的NGN体系架构中，IMS是业务部件之一。TISPANIMS是在3GPPR6IMS核心规范的基础上对功能实体和协议进行扩展的，支持固定接入方式。TISPAN的工作方式和3GPP相似，都是分阶段发布不同版本。目前，TISPAN已经发布了R1版本相关规范，从固定的角度向3GPP提出对IMS的修改建议；R2版本目前还处于需求分析阶段。
　　TISPAN在许多文档中都直接应用了3GPP的相关文档内容，而3GPPR7版本中的很多内容又都是在吸收了TISPAN的研究成果的基础上形成的，所以一方对文档内容的修改都将直接影响另一方。此外，部分先进的运营商（如德国电信、英国电信和法国电信）已经明确了未来网络和业务融合的战略目标，并开始特别关注基于IMS的网络融合研究。各大设备厂商也加大了对IMS在固网领域应用的研究，正积极参与并大力推进基于IMS的NGN的标准化工作。因此各个标准之间的协调一致的问题还需要进一步探讨。

IMS体系结构和CSCF的设计利用了软交换技术，实现了业务与控制相分离、呼叫控制与媒体传输相分离。IMS虽然是3GPP为移动用户接入多媒体服务而开发的系统，但由于它全面融合了IP域的技术，并在开发阶段就和其它组织进行密切合作，使得IMS实际已经不仅仅局限于只为移动用户进行服务。IMS体系结构如图所示。在IMS体系结构中，最底层为承载层，用于提供IMSSIP会话的接入和传输，承载网必须是基于分组交换的。图中以移动分组网的承载方式为例，描述了IMS用户通过手机进行IMS会话的方式，主要的承载层设备有SGSN（GPRS业务支撑节点）、GGSN（网关GPRS业务支撑节点）以及MGW（媒体网关）。其中SGSN和GGSN可以重复利用现网设备，不需要硬件升级，仅通过做相关配置就可以支持IMS。MGW是负责媒体流在IMS域和CS（电路交换）域互通的功能实体，主要解决语音互通问题。无论具体采用哪一种接入方式，只要基于IP技术，所有的IMS用户信令就可以很好地传送到控制层。中间层为信令控制层，由网络控制服务器组成，负责管理呼叫或会话设置、修改和释放，所有IP多媒体业务的信令控制都在这一层完成。主要的功能实体有CSCF、HSS（HomeSubscriberServer，归属用户服务器）、MGCF等，这些网元执行不同的角色，如信令控制服务器、数据库、媒体网关服务器等，协同完成信令层面的处理功能，如SIP会话的建立、释放。这一层仅对IMS信令负责，最终的IMS业务流不经过这一层，完全通过底层的承载层做路由实现端到端通信。最上面一层是应用层，由应用和内容服务器组成，负责为用户提供IMS增值业务，主要网元是一系列通过CAMEL、OSA/Parlay和SIP技术提供多媒体业务的应用平台。运营商可以自行开发一些基于SIP的应用，通过标准SIP接口与IMS系统连接；如果运营商需要连接第三方SP的应用，IMS可以和标准的API，如OSAAPI连接，通过OSA/ParlayGW对第三方非信任的SP业务进行鉴权和管理等。

电路交换域与现有的2G网络类似，采用电路交换技术提供话音业务。分组交换域是2.5G网络中引入的，主要网元设备有SGSN（ServiceGPRSSwitchNode）和GGSN（Gateway GPRS Switch Node）。它们负责向终端提供IP连接，用户通过该域进入因特网，用户可以由此发送邮件，浏览网页。它并没有在IP之上定义任何特殊的体系结构，它主要是一种接入技术。IP多媒体域（即IMS，IP Multimedia Subsystem）是3GPP制定的UMTS R5版本中引入的，采用SIP作为主要的信令协议，使得移动运营商可以为用户提供端到端的全IP的多媒体业务。
IMS由呼叫状态控制功能CSCF（CallSessionControlFunction）、媒体网关控制功能MGCF（Media Gateway Control Function）、媒体网关MGW（Media Gateway）、归属地用户服务器HSS（Home Subscriber Server）等功能实体组成。CSCF的种类包括P-CSCF（Proxy-CACF，代理CSCF）、I-CSCF（Interrogating CSCF，查询CSCF）和S-CSCF（ServingCSCF，服务CSCF），本质上它们都是SIP服务器，处理SIP信令。
P-CSCF是UE联系IMS的第一步，是UE在被访问域（漫游时）首先要访问的点，进出的SIP消息都要通过P-CSCF。P-CSCF相当于SIP协议定义的边界代理服务器。
I-CSCF的功能是提供到归属网络的入口，将归属网络的拓扑图对其它网络隐藏起来，并通过HSS为特定用户找出相应的S-CSCF。它是用户终端漫游或者外来任务进入本地服务提供商网络中的联系点。当I-CSCF接到一个请求时，它将把请求路由到相应的S-CSCF。
S-CSCF给用户提供服务。当终端注册时，它同本地域的S-CSCF联系，本地S-CSCF向用户提供用户预定的服务。这样的好处是用户即使漫游到不支持某项业务的网络也能像在本地一样得到需要的服务。
HSS（HomeSubscriberServer）相当于2G网络中的HLR，存储了与一个单独用户相关的S-CSCF和相应的用户简介。因此它知道用户现在的位置和用户指定的服务。CSCF可以向HSS询问以获得这些信息。HSS和CSCF之间交互用的是Cx接口，它不是IETF制定的，当也是基于IP的。

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柯坪县13513507670： IMS技术的3GPP R5中IMS的基本结构 - ？
葛舒维普： ims技术即ip多媒体子系统技术,由3gpp标准组织在r5版本基础上提出,是在基于ip的网络上提供多媒体业务的通用网络架构,r5版本主要定义了ims的核心结构、网元功能、接口和流程等内容;r6版本对ims进行了完善,增加了部分ims业务特性、ims与其他网络的互通规范和wlan接入等特性;r7加强了对固定、移动融合的标准化制定,要求ims支持xdsl、cable等固定接入方式.

柯坪县13513507670： 3gpp r5版本中,ims是叠加在哪个域上 - ？
葛舒维普： IMS技术即IP多媒体子系统技术,由3GPP标准组织在R5版本基础上提出,是在基于IP的网络上提供多媒体业务的通用网络架构,R5版本主要定义了IMS的核心结构、网元功能、接口和流程等内容;R6版本对IMS进行了完善,增加了部分IMS业务特性、IMS与其他网络的互通规范和WLAN接入等特性;R7加强了对固定、移动融合的标准化制定,要求IMS支持xDSL、cable等固定接入方式.

柯坪县13513507670： IMS体系结构 - ？
葛舒维普： 1.1.IMS技术概念IMS(IP Multimedia Subsystem)是IP多媒体系统,是一种全新的多媒体业务形式,它能够满足现在的终端客户更新颖、更多样化多媒体业务的需求. 1.2.IMS的定位 IMS在3GPPRelease 5版本中提出,是对IP多媒体业务进行控...

柯坪县13513507670： IMS是什么意思 - ？
葛舒维普： IMS全称是Intelligent Management System(电子制造智能管理系统),IMS依据现代的网络、通信、及信息技术进行系统对接、设备联机、数据共享、优化过程、保证品质、降低人员配置,提高生产效率.IMS打破了传统的制造模式,帮助客户实现SMT生产综合效率提升12%,降低现有生产人员20%,并且,能实现全面的防错料及4M追溯.

柯坪县13513507670： 为什么说ims只是ngn的一种业务架构技术 - ？
葛舒维普： 1、3GPP IMS和3GPP2 MMDMS是IP Multimedia Subsystem的英文缩写,最初出现于3GPP研究的R5版本3G系统中.了解3GPP 3G移动系统的人知道,随着技术、业务和时间上的不断推进,3G的规范分为R'99、R4、R5、R6等版本.从3G...

柯坪县13513507670： IMS用户是什么意思? - ？
葛舒维普： IMS(IP Multimedia Subsystem)即IP多媒体子系统 —IMS 由3GPP标准组织提出,是在基于IP的网络上提供多媒体业务的通用网络架构 —IMS 能为使用不同接入手段的用户提供融合的业务,这些业务包含传统电话、传真、即时通信、可视电话、多媒体会议、数据协同办公、媒体共享等 —CM-IMS源自IMS,是适合当前中国移动发展业务需要而订制的实用版IMS 敏馨汐颜 | 2011-04-0840

柯坪县13513507670： 为什么IMS优选SIP协议作为核心协议? - ？
葛舒维普： 由于SIP的灵活性,使得3GPP在R5中采用了SIP作为会话控制协议来设计IMS.3GPP没有定义一个新的SIP协议,而只是以某种方式使用IETF定义的SIP.因此,在公用移动网中的诸如低带宽、漫游、安全需求、服务质量(QoS)和计费管制等特定需求,对SIP也都会有特定要求.

柯坪县13513507670： Volte网络架构是怎样的 - ？
葛舒维普： VoLTE网络包括许多的网络实体,为简便描述,在本文中将VoLTE网络分为三个主要的部分:无线接入侧Access、LTE核心网侧Evolved packet core以及控制侧Control. 其中,LTE核心网侧主要包括三个功能实体:移动管理实体MME(Mobility ...