移动通信核心网技术总结（四）IMS的网络架构和功能

核心网技术总结（四）

IMS的网络分层结构

从上往下可分为，应用层、业务能力层、会话控制层、承载控制与接入层。

承载与接入层：主要功能是用户接入（GPRS /UMTS/CDMA/WiFi/xDSL/LAN）、连接传统网络(PSTN/PLMN/H.323/SIP VoIP)、控制承载资源

网元：SBC、MGW等

会话层：主要的功能是呼叫控制、用户管理、业务触发、资源控制、网络互通

包括的网元有：P-CSCF、I-CSCF、S-CSCF、AGCF、MGCF

业务能力层：提供各种各样的业务能力，由各种不同的应用服务器与资源服务器组成，提供的业务能力包括立即消息（IM）/呈现（Presence）/群组、PoC/通用电信业务

应用层：主要提供第三方的应用，通过OSA提供的接口来实现对下层业务能力的调用。如：游戏中心、会议中心、交友中心、企业应用等。

2.IMS各网元的主要功能

会话控制层：

CSCF（call Session Control Function）呼叫会话控制功能

CSCF类型

（1）P-CSCF：代理CSCF（proxy CSCF）用户在归属或者拜访网络的第一个连接点

（2）I-CSCF：问询CSCF（interrogating CSCF）用户的归属网络第一入口点，分配S-CSCF、路由查询以及域间拓扑隐藏功能。

（3）S-CSCF：服务CSCF（serving CSCF）多媒体模块的核心，附着对终端的注册鉴权，会话控制，业务触发。

HSS（Home subscriber server）归属用户服务器，用于保存用户的签约信息，主要信息包括：

用户标识（包括公共及私有标识）、号码和地址信息
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
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
用户的业务签约信息：包括其他的AS的增值业务数据

SLF（subscription locator function）签约数据定位功能，用于多个HSS的选择定位

互联互通功能

MGCF（Media Gateway Control Function）

实现IMS核心控制面与PSTN/PLMN的交互，控制MGW完成TDW承载与IP承载的实时转换。

IM-MGW（IP multimedia media gateway）

完成IMS与PSTN及CS域用户宽带、窄带承载互通及必要的编解码变换

BGCF（breakout Gateway control function）

S-CSCF将会话控制信令前转到BGCF，BGCF选择MGCF，把会话路由到传统PSTN/PLMN网络

SGW（signaling Gateway）信令网关

完成ISUP over IP到ISUP over TDM的转换

媒体资源

MRF（multimedia Resource Function）媒体资源功能，包含两个部分：

解析来自S-CSCF及SIP资源控制命令

实现对MRFP的媒体资源控制

MRFP（Multimedia Resource Function Process）媒体资源功能处理器。

在MRFC的控制下，MRFP为终端提供媒体资源，包含多媒体信息播放（提示音、流媒体）和媒体内容解析处理（编解码变换等）

其他网元

DNS服务器负责URL地址到IP地址的解析

ENUM server服务器负责电话号码到URL的转换

NAT/ALG/SBC设备：

完成公司网的IP地址转换、媒体流转发以及网络安全保证等功能

业务能力层

AS—应用服务器

为IMS用户提供IM增值业务，可以位于用户归属网，也可以由第三方提供，其主要功能为：

处理从IMS发来的SIP会话
发起SIP请求，发送计费信息给CCF和OCS

IMS AS 的类型

OSA-SCS

提供OSA服务网关功能，为第三方服务器提供接口

IM-SSF

作为网关，提供与传统智能网服务器的接口

SIP AS

直接提供IMS业务

3.IMS中设计的接口和协议

IMS网络中使用到的协议

SIP：用于建立，更改和终止多媒体会话或呼叫的应用层协议

SDP：会话描述协议，描述了承载层面的相关信息

Diameter：基于RADIUS构建的，由IETF开发的认证，授权和计费协议

H．248：用于媒体网关控制器管理媒体网关的资源

各协议直接的参考点：

核心网的IMS业务

（1）语音业务：电话业务、紧急呼叫业务、特服类紧急呼叫业务

（2）补充业务：支持呼叫前转类业务、支持呼叫限制类业务、支持闭合用户业务

（3）智能业务：预付费、主被叫付费、IP直通车业务等智能业务

（4）增值业务：多媒体业务、语音彩铃业务

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