IMS基础概念.docx
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IMS基础概念.docx
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IMS基础概念
IMS基础概念
IMS之于用户
IMS可以使任何类型的客户端都能建立起对等的IP通信,能保证移动终端访问因特网所提供的所有业务及业务组合,并提供所需的服务保证。
当前,3G用户已经可以通过分组域来访问因特网,获取因特网提供的各种业务。
这时我们会问:
既然3G用户已经可以通过分组域访问因特网,那还需要引入IMS干什么,对用户有什么好处?
答案就是:
QoS保证、合理的计费、不同业务的整合。
1)3G用户通过分组域获取的因特网服务(尤其是实时多媒体服务),无法获得QoS保证,分组网络提供的
只是尽力而为的服务,无法保证用户服务所需的带宽和时延等。
IMS引入后,用户将以会话的形式获取Internet业务。
在会话的建立阶段,包括媒体协商和资源预留等过程,这些过程会为用户业务提供了必要的QoS保证。
2)在3G模式下,运营商无法识别传输字节的内容(VoIP会话、即时消息、Web网页或E-mail),因此无法按照不同的业务模型进行收费,基本上按照传输的字节数进行计费,不尽合理。
IMS引入后,可以提供向运营商提供用户所使用业务的相关信息。
通过这些信息,运营商可以决定对这些业务采用具体何种的计费方式,从而为用户服务提供最适当的计费。
3)向用户提供多业务的整合是引入IMS的第三个主要原因。
在IMS会话中,通过执行初始过滤准则,IMS可以提供丰富的触发信息以及多次业务的触发能力,并能结合第三方业务接口,灵活地为用户提供多种组合的业务体验。
IMS主要特点概括
1、IMS采用了分层式架构,不仅实现了软交换中承载和业务控制的分离,更进一步实现了控制和业务的分离。
这种分层式架构打破了传统网络的垂直式业务体系,通过模块、接口的标准化,能快速地实现不同应用业务的部署及新业务的引入。
2、IMS采用了归属地提供服务,即无论用户漫游至何处,均由归属网络提供服务,从而保证了用户业务的一致性和简单性,使IMS用户无论采用何种接入方式、在何处接入,均可享受与在归属地一样的业务感受。
3、IMS的分层式架构,实现了对不同业务的统一控制,并能按照不同业务的优先级进行顺序的业务触发,实现业务逻辑的灵活组合。
在IMS部署的后期,SBC将与P-CSCF合设,其又包括两种方案:
1)集成式SBC:
P-CSCF功能、SBC信令控制部分和SBC媒体处理部分均集成在一个物理设备中。
在集成式SBC部署方式下,SBC和P-CSCF进行了合设,合设的SBC/P-CSCF部署在各个地市,省中心或区域中心不再为各地市集中设置P-CSCF,IMS会话由各地市的SBC/P-CSCF统一接入到省中心或区域中心的I/S/E-CSCF中。
2)分离式SBC:
P-CSCF集成SBC信令控制部分,SBC媒体处理部分独立设置,并由P-CSCF通过H.248协议进行控制。
在分离式SBC部署方式下,分离式SBC的信令控制功能和P-CSCF合设,集中设置在省中心或区域中心(可以与I/S-CSCF合设)。
BGW是SBC中的媒体处理部分,BGW设置在省中的各个地市。
CM-IMS现网网络部署
由于各省网络、业务发展状况并不均衡,CM-IMS网络采用了分省独立建设与区域中心统一建设相结合的组网策略,各省独立设置或在区域中心设置CM-IMS域,未设置CM-IMS独立域的省接入到区域中心的IMS核心网。
∙独立建网省:
对于独立建网省需要设置全套的IMS核心网设备(包括P-CSCF、I/S/E-CSCF/BGCF、MGCF、HSS/SLF、IM-MGW、VIG、SBC、ENUM/DNS和计费网关)和业务平台设备,负责为本省CM-IMS用户提供IMS业务。
∙区域中心:
区域中心的IMS域需要设置IMS核心网元P-CSCF、I/S/E-CSCF/BGCF、HSS/SLF、ENUM/DNS和计费网关,并设置业务平台,为接入省提供IMS业务控制和业务触发。
∙接入省:
对于需要接入到区域中心IMS域的接入省,需要设置MGCF、IM-MGW、VIG、SBC和计费网关等设备,负责本省CM-IMS用户的接入,以及CM-IMS与CS域的互通,并设置统一Centrex业务平台,为本省CM-IMS用户提供统一Centrex业务。
全国统一设置一级ENUM/DNS,同时全国集中设置多媒体彩铃业务平台,各省CM-IMS网络之间通过IP专用承载网进行互连。
一、独立建网省部署方式
独立建网省省内CM-IMS核心网设备P-CSCF、I/S/E-CSCF/BGCF、HSS/SLF、MGCF、IM-MGW、VIG、AS/MRF和ENUM/DNS采用单域设置方式,网元设置原则如下:
1、P-CSCF独立设置。
根据容量需求设置一套或多套,多套P-CSCF采用负荷分担组网方式。
2、I/S/E-CSCF/BGCF初期合设,根据容量需求设置一套或多套,多套I/S/E-CSCF/BGCF建议局址分开,多套之间采用负荷分担组网方式。
3、当省内或区域内有1-2套时,SLF与HSS合设;若HSS/SLF大于3套,SLF可独立设置。
每省设置一套备份HSS/SLF。
4、SBC设置在开放业务的本地网,每个本地网根据容量需求设置一套或多套SBC。
当本地网内设置多套SBC时,多套SBC可采用负荷分担或分区域管辖的方式。
5、省中心设置二级ENUM/DNS。
6、MGCF设备成对设置于省中心,每个MGCF的IM-MGW根据容量需求按本地网设置或部分集中设置。
MGCF和IM-MGW应直连业务开放本地网所有与PSTN互通的移动关口局,实现CM-IMS与CS域的互通;互通电路优选采用IP承载方式。
7、有TD-SCDMA手机与IMS用户视频互通的省须部署VIG设备,VIG设备在各省中心机房部署,初期采用独立设置方式。
8、省内业务平台集中部署在省中心,包括统一Centrex业务、多媒体电话以及省内特色业务等业务平台。
9、CM-IMS核心网中计费网关应独立设置,通过计费采集系统连接至本省BOSS系统。
为保证计费的安全性,在有计费采集点(P-CSCF、AS和MGCF)的局址分别设置计费网关。
二、区域中心部署方式
CM-IMS核心网采用单域设置方式,区域中心集中设置HSS/SLF、P-CSCF、I/S/E-CSCF/BGCF、MMTEL业务平台、ENUM/DNS和计费网关设备,网元设置同上。
三、接入省部署方式
接入省CM-IMS网元设置原则如下:
1、SBC设置在开放业务的所有本地网。
2、各接入省均部署MGCF和IM-MGW负责本省网间话务疏通。
3、有TD-SCDMA手机与IMS用户视频互通需求的省部署VIG设备。
4、接入省省中心部署统一Centrex业务平台。
同时设置MRFC/MRFP设备,用于异常放音和多方通话混音等。
5、各接入省独立部署计费网关,完成本省部署的MGCF和业务平台网元的话单采集。
四、全国集中部署网元设置原则
1、全国统一设置ENUM/DNS系统。
2、全国集中新建一套IMS多媒体彩铃业务平台。
IMS的标识
∙私有用户标识(IMPI)
私用用户标识是分配给用户的静态签约数据,在归属网络用户签约有效期内有效。
IMPI是归属网络运营商提供给用户的唯一全球标识,可以在归属网络中从网络角度标识用户签约数据。
IMPI在所有注册请求消息中使用,由UE传送给网络,用于注册、授权、管理和计费等目的。
IMPI的功能类似于IMSI在GSM中的功能,其对用户而言是不可知的,仅仅存储在智能卡中,只用于签约标识和鉴权目的,不用于SIP请求的路由。
其格式为username@。
∙公共用户标识(IMPU)
公共用户标识是用于用户间进行通信的标识。
归属网络运营商会给用户分配一个或者多个IMPU。
IMPU的功能类似于GSM中的MSISDN,在IMS中,IMPU用于路由SIP信令。
IMPU可以采用SIPURI或TELURI格式。
1、TELURI
TELURI采用E.164编号,以“tel:
”开头,例如:
tel:
+861012345678。
2、SIPURI
SIPURI以“sip:
”开头,例如:
sip:
+861012345678@。
只有SIPURI用于在IMS网络中进行信令路由,当呼叫IMS用户的E.164号码时,需要首先通过ENUM将TELURI转换成用户对应的SIPURI进行路由。
∙私有用户标识和公共用户标识的关系
对每一个IMS用户而言,运营商会为其分配一个或者多个公共用户标识和一个私有用户标识。
∙公共业务标识(PSI)
公共业务标识不是分配给用户的,而是分配给位于AS中的业务的,其也采用SIPURI或TELURI格式。
与公共用户标识不同,PSI没有关联的私有用户标识。
由于PSI可以直接对AS进行解析,因此I-CSCF便可以直接与AS进行接口,将以PSI标记的SIP请求发送给AS。
IMS入口点的发现机制
IMS终端在接入IMS网络之前首先需要获得IMS接入点SBC的地址信息。
因此,IMS网络需要提供IMS入口点SBC的发现机制。
在国际标准中规定了两种入口点发现机制:
静态机制和动态机制。
∙静态机制
静态机制是指在IMS终端上配置SBC的IP地址或域名。
这种方式的缺点是无法很好地支持用户的漫游。
当用户漫游到其他省的IMS网络时,由于用户无法获知漫游地的SBC地址和域名信息,因此无法对SBC的配置进行修改,信令和媒体仍然会从归属省的SBC接入,这样会造成媒体面的迂回,占用网络资源,降低承载的传输服务质量。
∙动态机制
3GPP定义了两种动态入口点的发现机制:
1)IP-CANIMS信令承载建立方式
该方式是针对移动终端通过PS域接入IMS的场景。
GGSN在建立IMS信令承载的PDPcontext时,在PDP相关信令中携带SBC的地址给终端,该方式对PS域的GGSN有特殊要求,需要对GGSN进行升级改造。
2)DHCP+DNS查询方式
通过IP接入网中的DHCP转发代理服务器在UE和DHCP服务器之间转发消息,获得SBC的地址,如果返回的是SBC的域名,则通过DNS查询得到SBC的地址。
该方式要求对IP接入网的DHCP服务器进行改造。
CM-IMS采用的SBC发现机制
CM-IMS采用终端静态配置网元标识和DNS解析的方式:
终端中配置SBC/P-CSCF的统一标识,如sip:
。
接入网通过DHCP和公网DNS将SBC/P-CSCF标识映射为用户拜访地的SBC/P-CSCF的IP地址,提供给用户。
CM-IMS核心网内会话路由
一、CM-IMS用户间呼叫路由
∙信令面:
主叫UE——主叫所在地SBC——主叫所在地P-CSCF——主叫归属省S-CSCF——被叫归属省I/S-CSCF——被叫所在地P-CSCF——被叫所在地SBC——被叫UE
∙媒体面:
主叫UE——主叫所在地SBC——被叫所在地SBC——被叫UE
二、CM-IMS用户呼叫移动PLMN用户路由
∙信令面:
主叫UE——主叫所在地SBC——主叫所在地P-CSCF——主叫归属省S-CSCF/BGCF——主叫归属省省中心MGCF——主叫归属省省中心GMSCServer——主叫归属省CMN——被叫所在省CMN——被叫VMSC(访问移动交换中心)——被叫UE
∙媒体面:
主叫UE——被叫所在地SBC——主叫归属省中心IM-MGW——主叫归属省中心GMGW——被叫拜访地TMG——被叫VMSC-MGW——被叫UE
CMN:
由各省长途软交换汇接局升级而成,负责省际层面信令流成的CMN节点负转接。
TMG:
中继媒体网关,用于汇接各个本地网交换机至长途方向的话务。
三、CM-IMS用户呼叫PSTN用户路由
∙信令面:
主叫UE——主叫所在地SBC——主叫所在地P-CSCF——主叫归属省S-CSCF/BGCF——主叫归属省省中心MGCF——主叫归属省省中心GMSCServer——主叫归属本地网PSTN关口局——被叫PSTN域关口局——被叫PSTN域交换机——被叫UE
∙媒体面:
主叫UE——主叫所在地SBC——主叫归属省中心IM-MGW——主叫归属省中心GMGW——主叫归属本地网PSTN关口局——被叫PSTN域关口局——被叫PSTN域交换机——被叫UE
四、CM-IMS用户呼叫其他网PLMN/PSTN用户路由
总体原则:
会话先回到归属域,再接入归属域中与PSTN相连的关口局,就近接入PSTN关口局,通过PSTN接入其他PLMN/PSTN。
∙信令面:
主叫UE——主叫所在地SBC——主叫所在地P-CSCF——主叫归属省S-CSCF/BGCF——主叫归属省省中心MGCF——主叫归属省省中心GMSCServer——主叫归属本地网PSTN关口局——PSTN域关口局——PSTN——PSTN与其他网所连关口局——被叫所属其他运营商网络——被叫UE
∙媒体面:
主叫UE——被叫所在地SBC——主叫归属省中心IM-MGW——主叫归属省中心GMGW————主叫归属本地网PSTN关口局——PSTN域关口局——PSTN——PSTN与其他网所连关口局——被叫所属其他运营商网络——被叫UE
五、移动PLMN用户呼叫CM-IMS用户路由
∙信令面:
主叫UE——主叫VMSC——主叫拜访地CMN——被叫归属省CMN——被叫归属MGCF——被叫归属省I/S-CSCF——被叫所在地P-CSCF——被叫所在SBC——被叫UE
∙媒体面:
主叫UE——主叫VMSC-MGW——TMG——被叫归属省省中心GMGM——被叫归属省IM-MGW——被叫所在地SBC
六、PSTN用户呼叫CM-IMS用户路由
∙信令面:
主叫UE——PSTN——被叫归属本地网关口局——被叫归属本地网GMSCServer——被叫归属MGCF——被叫归属省I/S-CSCF——被叫所在地P-CSCF——被叫所在地SBC——被叫UE
∙媒体面:
主叫UE——PSTN——被叫归属本地网关口局——被叫归属本地网GMGW——被叫归属IM-MGW——被叫所在地SBC——被叫UE
七、其他网PLMN/PSTN用户呼叫CM-IMS用户路由
总体原则:
其他网用户通过PSTN接入中国移动PLMN,在通过中国移动的PLMN网络,就远接入中国移动IMS网络。
∙信令面:
主叫UE——其他运营商网络——PSTN与其他网关口局——PSTN——PSTN被叫归属本地网关口局——被叫被叫归属本地网GMSCServer——被叫归属MGCF——被叫归属省I/S-CSCF——被叫所在地P-CSCF——被叫所在地SBC——被叫UE归属
∙媒体面:
主叫UE——其他运营商网络——PSTN与其他网关口局——PSTN——PSTN被叫归属本地网关口局——被叫归属本地网GMGW——被叫归属IM-MGW——被叫所在地SBC——被叫UE
八、IMS多媒体彩铃业务路由
∙信令面:
主叫UE——主叫所在地SBC——主叫所在地P-CSCF——主叫归属省S-CSCF——被叫归属省I/S-CSCF——彩铃平台(iFC触发放音)——被叫归属省S-CSCF——被叫所在地P-CSCF——被叫所在地SBC——被叫UE
∙信令面:
1)彩铃媒体路由:
多媒体彩铃平台——主叫拜访地SBC——主叫UE。
2)通话媒体路由:
主叫UE——主叫拜访地SBC——被叫拜访地SBC——被叫UE
九、TD-SCDMA视频用户呼叫IMS用户路由
∙信令面:
主叫UE——主叫VMSC——主叫拜访地CMN——被叫归属省CMN——被叫归属省GMSCServer——被叫归属VIG——被叫归属省I/S-CSCF——被叫所在地P-CSCF——被叫所在SBC——被叫UE
∙媒体面:
主叫UE——主叫VMSC-MGW——TMG——被叫归属省GMGW——被叫归属省VIG——被叫所在地SBC
十、IMS用户呼叫TD-SCDMA视频用户路由
∙信令面:
主叫UE——主叫所在地SBC——主叫所在地P-CSCF——主叫归属省S-CSCF/BGCF——主叫归属省VIG——主叫归属省省中心GMSCServer——主叫归属省CMN——被叫所在省CMN——被叫VMSC(访问移动交换中心)——被叫UE
∙媒体面:
主叫UE——主叫所在地SBC——主叫归属省VIG——主叫归属省中心GMGW——被叫拜访地TMG——被叫VMSC-MGW——被叫UE
CM-IMS注册和会话过程中ENUM/DNS查询流程
∙注册过程中ENUM/DNS查询流程
用户根据IMS入口点的统一域名发起DNS查询请求,从公网DNS获取就近的SBC后,发起注册请求。
之后,接入地IMS域依据用户码号归属域名信息,查询接入点IP专网ENUM/DNS,经过两级DNS系统递归查询,得到用户IMS归属域的I-CSCF地址。
最后,将注册请求消息路由至用户归属域I-CSCF。
∙会话过程中ENUM/DNS查询流程
当以SIPURI形式拨打被叫用户时,主叫核心网不需要查询ENUMServer。
当以TELURI形式拨打被叫用户时,由于TELURI无法在IMS网络里进行路由,因此需要将TELURI映射为SIPURI。
此时,主叫核心网需要以TELURI进行ENUM查询,进而获取被叫用户的SIPURI。
1)被叫用户为省内或区域中心用户
当呼叫请求到达主叫用户的S-CSCF后,S-CSCF需要通过向本省二级ENUMServer进行ENUM查询。
二级ENUMServer将根据用户号码判断该号码是否为省内用户:
若是省内用户,二级ENUMServer会将被叫用户的TELURI映射为SIPURI(二级ENUMServer存有省内或区域中心内所有IMS用户的TELURI码号与SIPURI码号的映射关系)。
之后,二级ENUMServer将返回查询成功响应,并在响应中携带被叫SIPURI。
S-CSCF根据得到的被叫SIPURI的域名部分,通过IP专网DNS对被叫域名进行解析,获得被叫用户归属网络I-CSCF地址,并完成后续路由。
2)被叫用户为省外或区域中心外用户
当呼叫请求到达主叫用户的S-CSCF后,S-CSCF需要通过向本省二级ENUMServer进行ENUM查询。
二级ENUMServer将根据用户号码判断该号码不是省内用户,因此向一级ENUMServer查询被叫SIPURI。
一级ENUMServer对被叫TELURI进行码号分析,识别被叫归属省,将查询请求转发至被叫归属省或大区的二级ENUMServer。
被叫归属省或大区的二级ENUMServer对被叫TELURI进行解析,并返回成功响应,并在响应中包含被叫SIPURI。
主叫S-CSCF根据得到的被叫SIPURI的域名部分,通过IP专网DNS对被叫域名进行解析,获得被叫用户归属网络I-CSCF地址,并完成后续路由。
(流程图略)
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