IMS基本概念和网络架构-20091029-B-1.0

HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.基本概念和网络架构ISSUE1.0HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage2参考资料IMS移动领域的IP多媒体概念和服务一书。IMS解决方案产品手册HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage3学习完此课程，您将会：了解3GPP协议的发展理解IMS网络基本架构了解几种主要网元CSCF、HSS、AS、MGCF/IM-MGW、MRFC/MRFP等的主要作用,以及各网元之间的接口了解IMS网络的注册过程和会话过程HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage4第1章IMS背景知识与基本概念第2章IMS网络架构第3章IMS注册流程第4章IMS会话流程HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage5第1章IMS背景知识与基本概念1.1IMS基本概念1.23GPP协议的发展1.3SIP协议的概念HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage6IMS基本概念IMS是3GPPR5阶段增加的WCDMA网络中的一个子系统，在3GPP相关协议中对IMS的描述如下：IMS：IPMultimediasubsystem（3GPPTS23.002）TheIMsubsystemcomprisesallCNelementsforprovisionofIPmultimediaservicescomprisingaudio,video,text,chat,etc.andacombinationofthemdeliveredoverthePSdomain.TheentitiesrelatedtoIMSareCSCF,MGCF,MRF,etc.asdefinedinthestage2oftheIMsubsystemTS23.228[34].SeeTS22.228[27]forsomeserviceexamplesofIMS.HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage7IMS是未来统一核心网的基础，具有如下特点：采用SIP协议作为会话控制协议，利用SIP简单、灵活、易扩展、媒体协商便捷等特点来提高网络的未来适应能力。业务逻辑分布在不同的应用服务器中，网络只提供传输能力，实现业务逻辑与网络传输的完全分离，以最大程度的支持端到端业务。采用标准的SIP协议为业务触发接口，签约数据为匹配规则，完成业务触发条件的匹配，最大程度的支持业务匹配与触发的灵活性。将用户签约数据集中存放在HSS（HomeSubscriberServer）中，供会话控制网元与业务处理网元下载，最大程度的支持用户与业务的移动性。在归属域中统一提供用户签约的业务，最大程度的实现用户在不同时间、不同地点享受一致的业务体验。通过将会话与业务的全分布处理，最大程度的实现类似IP网络的可靠性、强壮性、可用性。IMS除全面考虑了会话控制、业务提供、业务触发、移动性、计费、寻址方式等特性之外，还考虑了QoS、安全、NAT穿透、与PSTN和PLMN网络互通、固定移动融合等问题。IMS是IP网上进行多媒体通信的可运营、可管理、可增值的一种完整解决方案。IMS特点HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage8第1章IMS背景知识与基本概念1.1IMS基本概念1.23GPP协议的发展1.3SIP协议的概念HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage93GPP协议发展HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage103GPP协议发展－R99WCDMAR99版本与2GGSM以及2.5GGPRS体系相比：在网络结构上继承了GSM核心网结构，分为电路域（CS域）和分组域（PS域）两个域，核心网CS域（MSC间）基于TDM传输，PS域基于IP传输承载非实时的数据业务；接入网则引入了全新的无线接口WCDMA并采用了分组化传输，引入了基于ATM的Iub,Iur,Iu接口。R99版本功能在2000年3月功能冻结，经2000年6月至2002年6月期间共9次修改已基本完善，并经过了日本NTTDoCoMo等的商用验证。3GPPR99网络构架HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage113GPP协议发展-R4R4是原R00的一部分，从1999年开始考虑,到2000年8月因无法完成原定计划，决定改变按年度命名的惯例,将以前的R00分成R4和R5两个阶段，R4由此正式出现，并于2001/03功能冻结，部分后延到2001/06完成；R4版本变化主要在核心网络电路域，即引入承载和控制相分离的网络结构（BICSCN/BICC），支持ATM/IP/TDM多种承载方式；核心网PS域网络结构和R99保持一致，主要改动在信令网可用IP承载，其他还包括一些功能的增强的和完善；接入网则主要是对R99版本的完善和优化，没有大的功能增加；3GPPR4电路域核心网的变化：HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage123GPPR5及IMS引入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。IMS的引入是R4CS域承载与控制分离思路在PS域的延续；HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage133GPP协议发展-R53GPPR5版本特征：继承WCDMAR4所有的业务和功能；核心网在CS域和PS域外，在PS域基础上叠加IMS（IP多媒体）子系统，CS域网络结构和R4基本保持一致；IPQoS方面的增强；业务方面的增强R5版本初步实现了3GPP最初提出的ALLIP网络――IP技术成为所有信令消息的承载技术，改变了原有的呼叫流程。由于IMS在R5中并没有最终完成。所以R6将继续完成增强IP多媒体业务（IMSphase2），最终实现完整的ALLIP网络。HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage14第1章IMS背景知识与基本概念1.1IMS基本概念1.23GPP协议的发展1.3SIP协议的概念HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage15SIP协议SIP(RFC3261)是IMS控制层协议，是IETF制订的多媒体通信系统框架协议之一，是用于建立、改变或结束多媒体会话的应用层协议，与RTP/RTCP、SDP、RTSP、DNS等协议配合，共同完成IMS中的会话建立及媒体协商；一旦建立会话，媒体流将使用RTP协议在承载层中直接传送，在一次会话中可以灵活的交互多种媒体.HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage16本章小结IMS基本概念3GPP协议的发展小结HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage17第1章IMS背景知识与基本概念第2章IMS网络架构第3章IMS注册流程第4章IMS会话流程HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage18第2章IMS网络架构2.1IMS网络架构2.2各网元功能2.3IMS主要接口HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage19华为IMS解决方案网络架构承载核心网AGIADGGSNInternet/VoIPiMGMGCP/H.248xDSL/LAN接入接入&互通层I-MGCFMRFPI_CSCFA-MGCFT-MGCFMRFC会话控制层SIP/H.323TerminalsSGSN2G/3GRANSIPTerminalsSIPSIPPSTN/PLMNTMGSGP-CSCFAC承载控制层ARMARMPTTIMPresenceHSS业务能力层OSAGamingMeeting第三方应用LBSIM_SSFUC应用层S_CSCFDMSSCPIADOSS/BSSCCFHUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage20华为IMS解决方案网络架构业务层业务层主要由各种不同的应用服务器与资源服务器组成，提供各种业务（如游戏、会议、即时消息等）及业务能力（Presence、群组、媒体资源等）。运营商可以根据自己的需要将业务能力组合成各种不同的业务，以实现快速推出业务的目的。同时，为了支持第三方开发，运营商可以将某些业务能力公开，向第三方开发商提供API接口。会话控制与媒体资源层会话控制层由P-CSCF、I-CSCF、S-CSCF、BGCF、MRFC/MRFP、HSS和AGCF等功能实体组成，主要完成注册、鉴权、会话路径控制、业务触发、拓扑隐藏、路由选择、资源控制、互通等功能。接入与承载控制层接入&承载控制层由PDF/PCRF/SPDF/A-RACF、NACF和CLF等功能实体组成。承载控制主要提供基于SBLP（ServiceBasedLocalPolicy）/SBBC（ServiceBasedBearControl）的QoS资源控制，通过PDF/PCRF/SPDF/A-RACF控制接入网的资源。对于固网接入，接入层还包括NASS（NetworkAttachmentSubsystem）子系统。NASS子系统提供了固网接入的位置管理和网络接入配置功能，包括CLF和NACF功能实体。接入和互通层还完成NAT控制功能，以支持企业网中的NAT穿越。目前华为IMS支持的接入方式有WCDMA、CDMA2000、WiFi、xDSL、LAN、PSTN/ISDN、WiMAX等。HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage21华为IMS解决方案网络架构互通层互通层完成IMS网络与PSTN/PLMN/NGN/H.323网络的互通。IMS网络与PSTN/PLMN网络的互通由MGCF、BGCF完成，信令的转换由SGW完成，媒体的转换由IM-MGW完成（IM-MGW也可以内置SGW功能）。IMS网络与H.323/SIPVoIP网的互通由I-BCF完成，媒体的转换由I-BGF完成。运营支撑运营支撑层主要提供网管、签约数据存放、计费、WebPortal统一操作、寻址等功能，由OMS、CCF、Portal、SPG（ServiceProvisioningGateway）、EMS（ElementManagementSystem）、DNS/ENUM服务器等功能实体组成。HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage22华为IMS网络体系结构HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage23IMS解决方案的组网与应用组网方案名称应用VoBB解决方案华为VoBB解决方案通过ISE（InternetServiceEngine）和TSE（TelecomServiceEngine），实现IMS和Internet的融合，为固定及移动宽带接入用户提供基于IP的语音、视频及补充业务。融合会议解决方案IMS融合会议解决方案基于融合的电信网络、融合的业务平台向用户提供包括语音、数据、标清视频、高清视