IMS基礎(chǔ)培訓(xùn)2024/4/16IMS基礎(chǔ)培訓(xùn)Page2什么是IMSIMS實體簡介IMS協(xié)議介紹IMS呼叫流程IMS業(yè)務(wù)介紹IMS基礎(chǔ)培訓(xùn)Page3什么是IMS?IP=

基于IP的傳輸

基于IP的會話控制基于IP的業(yè)務(wù)實現(xiàn)Multimedia=

語音、視頻、圖片、文本等多種文字的組合在多種接入基礎(chǔ)之上具有不同能力的終端組合Subsystem=

依賴于現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備發(fā)展的系統(tǒng)最大程度重用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)無線網(wǎng)絡(luò)把PS/GPRS網(wǎng)絡(luò)作為承載網(wǎng)絡(luò)固定網(wǎng)絡(luò)把基于固定接入IP系統(tǒng)作為承載網(wǎng)絡(luò)IMS:IPMultimediaSubsystemIMS基礎(chǔ)培訓(xùn)Page4IMS協(xié)議的發(fā)展2000/032001/032002/032005/122006/X3GPPR99CN:TDM3GPPR4CN:softswitch3GPPR6CN:IMSQoS,Billing,FMC,etc3GPPR7IMSenhance3GPPR5CN:IMSTISPANR1NGN/FMC,etcIMS基礎(chǔ)培訓(xùn)Page53GPPR5及IMS引入R5版本定位提供IP實時多媒體業(yè)務(wù)，核心網(wǎng)在PS基礎(chǔ)上增加了IP多媒體域（IMS〕，IMS主要功能在控制層面，承載通過PS域。IMS的引入是R4CS域承載與控制分離思路在PS域的延續(xù)；IMS基礎(chǔ)培訓(xùn)Page6IMS基于IP實現(xiàn)了接入無關(guān)IMS采用完全基于IP的SIP信令I(lǐng)MS接入網(wǎng)采用IP技術(shù),實現(xiàn)了底層接入的無關(guān)性IMS用IP從技術(shù)上粘合了移動和固定，實現(xiàn)了FMC因此IMS首次實現(xiàn)了融合核心網(wǎng)的目標在融合核心網(wǎng)的基礎(chǔ)上，才有可能實現(xiàn)融合的業(yè)務(wù)SIPASHSSCSCFUMTS/GPRSBSSGSNACWLAN/WiMAXBRASLAN/XDSLIPIPIP無線固定無線接入固定寬帶IMS基礎(chǔ)培訓(xùn)Page7IMS是更軟的軟交換業(yè)務(wù)路由承載業(yè)務(wù)路由承載業(yè)務(wù)路由承載軟交換IMS傳統(tǒng)交換機

開放的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架體系將傳統(tǒng)交換機的功能模塊分離成為獨立的網(wǎng)絡(luò)部件，各個部件可以按相應(yīng)的功能劃分各自獨立發(fā)展部件化使得原有的電信網(wǎng)絡(luò)逐步走向開放，運營商可以根據(jù)業(yè)務(wù)的需要自由組合各部分的功能產(chǎn)品來組建網(wǎng)絡(luò)；部件間協(xié)議接口的標準化可以實現(xiàn)各種異構(gòu)網(wǎng)的互通分離的目標是使業(yè)務(wù)真正獨立于網(wǎng)絡(luò)，靈活有效的實現(xiàn)業(yè)務(wù)的提供。用戶可以自行配置和定義自己的業(yè)務(wù)特征，不必關(guān)心承載業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)形式以及終端類型，使得業(yè)務(wù)和應(yīng)用的提供有較大的靈活?；诜纸M的網(wǎng)絡(luò)IP技術(shù)“粘合”了不同接入網(wǎng)絡(luò)IMS基礎(chǔ)培訓(xùn)Page8什么是IMSIMS實體簡介IMS協(xié)議介紹IMS呼叫流程IMS業(yè)務(wù)介紹IMS基礎(chǔ)培訓(xùn)接入層網(wǎng)管層M2000N2000BMSSBCOLT核心層HSSMRSMGCFP-CSCFI/S-CSCF業(yè)務(wù)層VPMNV網(wǎng)伴侶SBU/MTUATSSIPSIPSIPGPonSIPSIPBICC鐵通網(wǎng)絡(luò)電信網(wǎng)絡(luò)聯(lián)通網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)網(wǎng)GMSC/MSCISUPISUPISUP企業(yè)PBXFE/GEE1PBX企業(yè)LAN+POTSSBUSIPSIPGW企業(yè)

XDSL+POTSPOTSPOTSPOTSSBU/MTU承載層業(yè)務(wù)和交換分離->業(yè)務(wù)、呼叫控制、承載分離關(guān)鍵網(wǎng)元：CSCF/MGCF/HSS/AS/MRS(類比MSC/GMSC/HLR/SCP/AIP)IMS全業(yè)務(wù)運解決方案一號通SIPI2000SCPIMS基礎(chǔ)培訓(xùn)IMS邏輯實體分類P-CSCFS-CSCFI-CSCFE-CSCFHSSSLFMRFCMRFPBGCFMGCFIM-MGWVIGMRFCMRFPIMS基礎(chǔ)培訓(xùn)Page11WiFi理解IMS各個功能實體PSTN/CSP-CSCFGamingMeeting第三方應(yīng)用OSA-SCSATSSIP

ASGSM/WCDMABGCFMGCFMRFCI_CSCFS_CSCFSLFMRFPMGHSSCSCF最核心的網(wǎng)元，進行呼叫會話控制。BASIMS基礎(chǔ)培訓(xùn)Page12CSCF邏輯實體CSCF是IMS網(wǎng)絡(luò)的核心處理和控制部件，用來控制用戶注冊、會話控制等等功能。按照功能劃分的不同，CSCF分為P-CSCF（ProxyCSCF）、I-CSCF（InterrogatingCSCF）、S-CSCF（ServingCSCF）三種邏輯實體。邏輯實體功能描述P-CSCF是IMS中與用戶的第一個連接點，提供代理（Proxy）功能，即接受業(yè)務(wù)請求并轉(zhuǎn)發(fā)它們，但不能修改INVITE消息中的RequestURI字段。P-CSCF也可提供用戶代理（UA）功能，即在異常情況下中斷和獨立產(chǎn)生SIP會話。I-CSCF類似IMS的關(guān)口節(jié)點，是運營商歸屬IMS網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)一初步入口點。提供本域用戶服務(wù)節(jié)點分配、路由查詢以及IMS域間拓樸隱藏功能。S-CSCF在IMS核心網(wǎng)中處于核心的控制地位，負責對UE的注冊鑒權(quán)和會話控制，執(zhí)行針對主叫端及被叫端IMS用戶的基本會話路由功能，并根據(jù)用戶簽約的IMS觸發(fā)規(guī)則，在條件滿足時進行到AS的增值業(yè)務(wù)路由觸發(fā)及業(yè)務(wù)控制交互。IMS基礎(chǔ)培訓(xùn)Page13WiFi理解IMS各個功能實體PSTN/CSP-CSCFGamingMeeting第三方應(yīng)用OSA-SCSATSSIP

ASGSM/WCDMABGCFMGCFMRFCI_CSCFS_CSCFSLFMRFPMGHSSHSS/SLF用戶簽約數(shù)據(jù)庫，保存用戶的簽約屬性BASIMS基礎(chǔ)培訓(xùn)Page14HSS:TheHomeSubscriberServerHSS是歸屬網(wǎng)絡(luò)中保存IMS用戶的簽約信息，包括基本標識、路由信息以及業(yè)務(wù)簽約信息等集中綜合數(shù)據(jù)庫，位于IMS核心網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的最頂層，HSS中保存的主要信息包括：IMS用戶標識（包括公共及私有標識）、號碼和地址信息IMS用戶安全上下文：用戶網(wǎng)絡(luò)接入認證的密鑰信息IMS用戶的路由信息：HSS支持用戶的注冊，并且存儲用戶的位置信息IMS用戶的業(yè)務(wù)簽約信息：包括其他AS的增值業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)IMS基礎(chǔ)培訓(xùn)Page15HSS業(yè)務(wù)功能HSS存儲運營商開戶時設(shè)定的上述IMS簽約信息，同時支持通過與業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)的接口由運營商或終端用戶對簽約數(shù)據(jù)進行的定制和修改。HSS提供與I-CSCF間基于Diameter協(xié)議的Cx接口，在IMS注冊過程中I-CSCF則可通過該接口獲取用戶所要求的S-CSCF能力信息，由此作為該用戶服務(wù)S-CSCF的依據(jù)，并為IMS用戶被叫流程提供查詢被叫路由（S-CSCF域名或地址信息）的服務(wù)；HSS通過與S-CSCF間基于Diameter協(xié)議的Cx接口實現(xiàn)IMS注冊過程中對S-CSCF域名路由信息的登記，并支持通過該接口將基本IMS簽約信息下載到S-CSCF；HSS依據(jù)用戶安全下文信息進行鑒權(quán)元組計算并通過基于Diameter協(xié)議的Cx接口為S-CSCF提供用戶/網(wǎng)絡(luò)鑒權(quán)所需的鑒權(quán)元組信息。HSS提供與SIPAS間基于Diameter協(xié)議的Sh接口，為增值業(yè)務(wù)提供簽約數(shù)據(jù)、并且HSS負責對特定簽約用戶AS增值業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的透明存儲，但語義上不做解析。IMS基礎(chǔ)培訓(xùn)Page16WiFi理解IMS各個功能實體PSTN/CSP-CSCFGamingMeeting第三方應(yīng)用OSA-SCSATSSIP

ASGSM/WCDMABGCFMGCFMRFCI_CSCFS_CSCFSLFMRFPMGHSSMRF處理媒體資源功能BASIMS基礎(chǔ)培訓(xùn)Page17MRFC(MultimediaResourceFunctionController)：通過H.248控制MRFP上的媒體資源，解析來自其他S-CSCF及AS的SIP資源控制命令，轉(zhuǎn)換為對MRFP的對應(yīng)控制命令。MRFP(MultimediaResourceFunctionProcessor)：作為網(wǎng)絡(luò)公共資源，在MRFC控制下提供資源服務(wù)，包括媒體流混合（多方會議）、多媒體信息播放（放音、流媒體）、媒體內(nèi)容解析處理（碼變換、語音識別等）。MRP相關(guān)網(wǎng)元功能IMS基礎(chǔ)培訓(xùn)Page18WiFi理解IMS各個功能實體PSTN/CSP-CSCFGamingMeeting第三方應(yīng)用OSA-SCSATSSIP

ASGSM/WCDMABGCFMGCFMRFCI_CSCFS_CSCFSLFMRFPMGHSSBGCF根據(jù)互通規(guī)則配置或被叫分析，為IMS到PSTN/CS的呼叫選擇MGCF，從而實現(xiàn)MGCF路由的自動獲取BASIMS基礎(chǔ)培訓(xùn)Page19WiFi理解IMS各個功能實體PSTN/CSP-CSCFGamingMeeting第三方應(yīng)用OSA-SCSATSSIP

ASGSM/WCDMABGCFMGCFMRFCI_CSCFS_CSCFSLFMRFPMGHSSMGCF實現(xiàn)IMS核心控制面與PSTN或PLMNCS的交互BASIMS基礎(chǔ)培訓(xùn)Page20WiFi理解IMS各個功能實體PSTN/CSP-CSCFGamingMeeting第三方應(yīng)用OSA-SCSATSSIP

ASGSM/WCDMABGCFMGCFMRFCI_CSCFS_CSCFSLFMRFPMGHSSATS提供基本的呼叫業(yè)務(wù)BASIMS基礎(chǔ)培訓(xùn)Page21DNS介紹DNS(DomainNameServer)，即域名服務(wù)器。通過DNS系統(tǒng)，可以由一部機器的域名查其IP地址，也可以由機器的IP地址反查它的域名。例如：輸入后，DNS返回，這個地址就是所對應(yīng)的IP地址。DNSCSCF查詢請求：返回結(jié)果：IMS基礎(chǔ)培訓(xùn)Page22ENUM服務(wù)器ENUM－－E.164NumberServer，電話號碼映射。所謂E.164就是我們所熟悉的電話號碼。同DNS類似，ENUM服務(wù)器用于查找TEL格式號碼所對應(yīng)的URI格式的用戶標識。之后再使用DNS查找到IP地址。之所以會用到ENUM服務(wù)器，一是因為IMS用戶呼叫CS/PSTN域傳統(tǒng)用戶必須撥打其E.164號碼，二是因為IMS域內(nèi)也可能會存在以E.164格式做為號碼表示的用戶。DNSCSCF查詢請求：返回結(jié)果：查詢請求：TEL：28780808返回結(jié)果：ENUMServerIMS基礎(chǔ)培訓(xùn)Page23ENUM服務(wù)器在IMS中的應(yīng)用用戶的公共用戶標識IMPU：SIPUR形式telURI形式，telURI采用的是E.164格式。在IMS用戶呼叫IMS用戶或CS域用戶時，S-CSCF使用ENUMDNS轉(zhuǎn)換機制，將telURI轉(zhuǎn)換成可SIP路由的SIPURI形式。如果轉(zhuǎn)換成功，完成IMS用戶間的呼叫建立。如果轉(zhuǎn)換失敗，說明這個號碼是PSTN或無線CS域的電話號碼，S-CSCF將會把會話通過BGCF路由到CS域。在PSTN或CS域用戶呼叫IMS用戶時，MGCF使用ENUMDNS轉(zhuǎn)換機制，將telURI轉(zhuǎn)換成可SIP路由的SIPURI形式。IMS基礎(chǔ)培訓(xùn)Page24What’sSBC?WiKi百科定義：ASessionBorderControllerisadeviceusedinsomeVoIPnetworkstoexertcontroloverthesignalingandusuallyalsothemediastreamsinvolvedinsettingup,conducting,andtearingdowncalls.TISPAN：TISPAN架構(gòu)中定義的核心網(wǎng)標準網(wǎng)元P-CSCF/C-BGF/I-BGF/IBCF（邊緣接入和IP網(wǎng)間互通）即由SBC實現(xiàn)；各廠家實現(xiàn)中擴展由SBC實現(xiàn)更多邊緣接入網(wǎng)元功能.國內(nèi)中電信也稱之為BAC（BorderAccessControler）設(shè)備。SBC基本功能SBC的核心功能：為不同子網(wǎng)的IP語音（及視頻等其它實時會話業(yè)務(wù)）信令和媒體提供控制功能；同時在網(wǎng)絡(luò)邊緣對所處理業(yè)務(wù)進行安全保障（防攻擊、VPN隔離、防火墻等）和QoS控制（policing、marking、ratelimiting、CAC、SLA等）。網(wǎng)絡(luò)位置：接入或匯聚點,互通的網(wǎng)絡(luò)邊緣。IMS基礎(chǔ)培訓(xùn)Page25信令和媒體控制－－全代理CorrectmediapacketAttackmediapacketSBCSBC能夠根據(jù)信令交互SDP信息的時候，動態(tài)生成媒體轉(zhuǎn)發(fā)表項，終端的媒體報文只有能夠命中針孔式防火墻的規(guī)則(五元組匹配)，才能被轉(zhuǎn)發(fā)在全代理的模式下，信令處理SBC采用的B2BUA(Back-to-BackUserAgent)的機制,信令會終結(jié)于SBC，然后再重新發(fā)起，最典型的特征就是終端的信令報文的目的IP就是SBC的地址；SBC的媒體層面受自己本身的信令層面控制，媒體端口是動態(tài)打開的，會話創(chuàng)建時打開，會話結(jié)束后關(guān)閉；SBC支持無媒體流檢測的功能，當一定時間內(nèi)無媒體流經(jīng)過SBC，SBC會在網(wǎng)絡(luò)側(cè)主動釋放呼叫；SBC自己做信令和媒體的NAT穿越；IMS基礎(chǔ)培訓(xùn)Page26什么是IMSIMS實體簡介IMS協(xié)議介紹IMS呼叫流程IMS業(yè)務(wù)介紹IMS基礎(chǔ)培訓(xùn)Page27SIP協(xié)議介紹會話初始協(xié)議SIP（SessionInitiationProtocol）：是一個在IP網(wǎng)絡(luò)上進行多媒體通信的應(yīng)用層控制協(xié)議，它被用來創(chuàng)建、修改、和終結(jié)一個或多個參加者參加的會話進程，與SDP、RTP/RTCP、DNS等協(xié)議配合，共同完成IMS中的會話建立及媒體協(xié)商。IMS基礎(chǔ)培訓(xùn)Page28SIP相關(guān)協(xié)議會話描述協(xié)議SDP（SessionDescriptionProtocol）協(xié)議為應(yīng)用層的控制協(xié)議,由于會話建立過程中的媒體協(xié)商。RTP/RTCP：都為應(yīng)用層的承載面協(xié)議，會話建立后，RTP協(xié)議保證媒體流的實時傳輸。RTCP協(xié)議對實時傳輸?shù)拿襟w流進行監(jiān)控。IMS基礎(chǔ)培訓(xùn)Page29SIP在協(xié)議棧中的位置IMS基礎(chǔ)培訓(xùn)Page30INVITEtelIP/2.0//請求中的首行格式包括方法、請求的URI、協(xié)議版本Via:SIP/2.0/UDP0:12377;branch=z9hG4bK396b54744//對響應(yīng)消息進行路由轉(zhuǎn)發(fā)Call-ID:sbc030de7356b7bd54738fc7d7620688ce7@//標識一個對話，一個對話包括對話的建立、修改結(jié)束From:<sip:+8659167050270@;user=phone>;tag=20ee5052//標識請求的發(fā)起者To:<telgt;//指定請求的接收者或用戶需要注冊的地址CSeq:1INVITE//用于對話內(nèi)事務(wù)的排序，相同事務(wù)的CSeq相同Contact:<sip:+8659167050270@0:12377>//消息發(fā)送者的聯(lián)系地址Allow:INVITE,ACK,OPTIONS,BYE,CANCEL,REGISTER,PRACK,SUBSCRIBE,NOTIFY,UPDATEUser-Agent:Huawei-MC820/1.0.0Supported:100rel,preconditionMax-Forwards:70Content-Length:273Content-Type:application/sdpv=0o=Huawei11676097341167609734INIP4s=SipCall//表明本次會話的標題，或會話的名稱c=INIP4//C行包含為多媒體會話而建立的連接的信息，其中指出了真正的媒體流使用的IP地址t=00m=audio10610RTP/AVP801518101//m行又稱媒體行，描述了發(fā)送方所支持的媒體類型等信息a=rtpmap:8PCMA/8000a=rtpmap:0PCMU/8000a=rtpmap:15G728/8000a=rtpmap:18G729/8000a=rtpmap:101telephone-event/8000a=sendrecvIMS基礎(chǔ)培訓(xùn)Page31什么是IMSIMS實體簡介IMS協(xié)議介紹IMS呼叫流程IMS業(yè)務(wù)介紹IMS基礎(chǔ)培訓(xùn)Page32福建移動IMS用戶注冊過程P-CSCFI_CSCFATSS_CSCFHSSSE2300GPONEPONIADPBXCMNET①′①①′①′①′②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩SIPSIPSIPSIPSIPSIPDiameterDiameterDiameterDNSIMS基礎(chǔ)培訓(xùn)詳細注冊流程P-CSCFHSSDNSENUMI-CSCFS-CSCFVisitedorHomeNetworkHomeNetworkSIPCxSIPASASASCxShISCBackbonePacketNetworkAccess1IMS用戶發(fā)出注冊請求消息12P-CSCF通過DNS得到用戶歸屬網(wǎng)的I-CSCF23P-CSCF把注冊消息轉(zhuǎn)到I-CSCF34I-CSCF查詢HSS，為用戶選擇一個S-CSCF45I-CSCF將消息轉(zhuǎn)到S-CSCF566S-CSCF從HSS得到用戶的認證信息S-CSCF通知用戶重新認證7788用戶重新發(fā)起注冊（1－5步）9認證通過，S-CSCF通知HSS910S-CSCF從HSS下載用戶數(shù)據(jù)和iFC1011S-CSCF通知AS進行第三方注冊1112AS從HSS得到用戶數(shù)據(jù)（可選）1213P-CSCF向S-CSCF訂閱注冊事件通知1314用戶向S-CSCF訂閱注冊事件通知14IMS基礎(chǔ)培訓(xùn)Page34福建移動IMS域間呼叫過程GPONP-CSCFP-CSCFATSS_CSCFSE2300CMNET①②③S-CSCF⑤④⑥I-CSCFATS⑧HSS⑦⑨⑩111213IMS基礎(chǔ)培訓(xùn)Page35福建移動IMS到其他網(wǎng)絡(luò)的呼叫過程BGCFP-CSCFATSS_CSCFSE2300CMNETMGCFMGPSTN/CS①②④⑤⑥⑦⑧⑨⑩11IMS基礎(chǔ)培訓(xùn)Page36其他域和IMS域的呼叫過程I-CSCFP-CSCFATSS_CSCFSE2300CMNETMGCFMGPSTN/CS①②④⑤⑦⑥⑧⑨⑩11IMS基礎(chǔ)培訓(xùn)Page37什么是IMSIMS實體簡介IMS協(xié)議介紹IMS呼叫流程IMS業(yè)務(wù)介紹IMS基礎(chǔ)培訓(xùn)統(tǒng)一centrex業(yè)務(wù)功能統(tǒng)一centrex1融合VPMN（包含現(xiàn)網(wǎng)VPMN功能）短號互撥群內(nèi)優(yōu)惠網(wǎng)外號碼組集團套餐呼叫權(quán)限管理2多媒體桌面電話業(yè)務(wù)(補充業(yè)務(wù))呼叫等待呼叫前轉(zhuǎn)呼叫限制黑白名單號碼顯示限制呼叫代答輪選組免打擾三方通話4融合總機（Centrex話務(wù)臺）移動/固話均可做總機號碼通訊錄話務(wù)員G網(wǎng)手機/IMS固話同振、順振按時間段智能路由3融合一號通1手機用戶GSM網(wǎng)絡(luò)/TD網(wǎng)絡(luò)的移動手機用戶3軟終端IMS網(wǎng)絡(luò)中的PC軟終端（一類用戶）現(xiàn)網(wǎng)鐵通固話用戶二類SIPGW現(xiàn)網(wǎng)PBX小交換機下掛的固話IMS網(wǎng)絡(luò)中的SIP固話IMS網(wǎng)絡(luò)中IPPBX、AG、IAD下掛的固話2固話用戶業(yè)務(wù)能力五種接入能力基于CS網(wǎng)絡(luò)和IMS網(wǎng)絡(luò)提供統(tǒng)一Centrex業(yè)務(wù)，該業(yè)務(wù)支持多種用戶的接入，允許CS域手機用戶、IMS域用戶組成統(tǒng)一Centrex群，從而提供跨網(wǎng)絡(luò)、跨區(qū)域、跨終端的統(tǒng)一Centrex?？傮w業(yè)務(wù)需求IMS基礎(chǔ)培訓(xùn)Page39自由行定義：綠色呼叫業(yè)務(wù)指兩個用戶通話過程中，業(yè)務(wù)方直接撥接入碼（*17#或*17*切換方號碼#）將呼叫切換到固定電話或者軟終端，整個切換過程中原通話不會中斷。ATSIAM(通過SCP錨定）InviteMGCFInv