CM-IMS原理培训

CM-IMS原理及应用介绍安徽移动网络部223GPP与IMS演进过程R99•WCDMAR4•TD-SCDMA•软交换R5•HSDPA•IMS•端到端的IP多媒体业务R6•HSUPA•IMS性能增强•MBMS•MIMOR7•技术进一步改进•业务能力进一步增强LTE（R8、R9)•未来10年或更长时间内网络演进LTE-Advanced（R10）3G3G3.5G3.75G3.9G4G3.5G3GPP旨在研究制定并推广基于演进的GSM核心网络的3G标准，即WCDMA，EDGE、TD-SCDMA等。3GPP的目标是实现由2G网络到3G网络的平滑过渡，保证未来技术的后向兼容性。3GPP主要是制订以GSM核心网为基础，为无线接口的第三代技术规范。3IMS基本概念下一代网络的核心IMS(IPMultimediaSubsystem)是3GPP/3GPP2(移动）和TISPAN/ITU-T(固定)网络架构的核心IMS是个开放的网络架构，提供了基于IP承载的，与接入无关的IP多媒体业务控制能力支持多种固定及移动接入方式移动接入：2G\3G\LTE等固定接入：LAN、WLAN、xDSL、xPON等接入支持IP多媒体业务会话型业务，如语音和视频会话、多媒体会议、消息、状态呈现、视频共享、动态地址簿等部分非会话型业务，如IPTV、Web与IMS融合业务等采用全IP的SIP\Diameter协议4业务层控制层接入层IMS逻辑架构HSSDSLAMATMBackbonexDSLBASBTSBSCMSNodeBRNCSGSNGGSNIPNetworkUEEDGE3GPSxDSLATMSGSNGGSNFRPDGWLANMSWLANAccessNetworkIPNetworkGGSNAccess多种接入方式ASSIPASSIPASSIP多种业务提供方式会话控制CSCFI-CSCFS-CSCFP-CSCFBGCFPSTN/PLMN互通MGCFPSTN/PLMNIMSMGW55互通接口IMS网络架构-移动标准组网省会CMNET省AR1/2移动IP专网（IP承载网全国互通）P-CSCFHSSMGCFMRFCMRFP接入控制区会话控制区媒体区AS1…ASNAS业务区CSCF/ENUM/DNS2*GE(光口)2*GE(光口)UMG省IMS-CE-1/2100MGEIMS信令IMS媒体去2G媒体去2G信令CMNET-CE1/2省NE80E-1/2SBCFW-1/2现网关口局（外网长途局）GMSCUMG省2G/3G-CE-1/26阶段二阶段一引入CM-IMS，在全国分省建设IMS网络，进行规模商用初期采用CM-IMS主要实现固定接入控制，大力推进基于IMS的集团客户解决方案，提供多媒体业务控制能力受移动接入带宽的限制，CM-IMS通过PS域仅能为移动用户提供非实时和准实时业务CM-IMS和CS网络长期共存R4软交换开始升级支持ICS（IMSCentralizedServices）的演进策略及网络方案，准备实现统一融合的核心网阶段一:引入CM-IMS阶段二:CM-IMS与CS网络长期共存阶段三随着HSPA和LTE技术的成熟，CM-IMS能够基于PS域为移动用户提供包含话音的各种多媒体业务CS域逐步退化为CM-IMS的一个接入网络CM-IMS成为统一融合的核心网阶段三：统一融合的核心网中国移动CM-IMS引入阶段划分7阶段一：引入CM-IMS，提升核心网络能力PLMN/PSTNMGWHLRSCPGMSSCSCFHSSSIPASAGCFGGSNSGSNMGCFMSS互通PCRF核心网IMS域分组域电路域独立组网，业务互通：CS为移动用户提供语音类业务。CM-IMS为固定接入用户提供多媒体业务，为移动用户提供非实时和准实时业务。CM-IMS与CS保持语音、消息等业务的互通CM-IMS与CS域的关系PS域为IMS域提供接入：会话类数据业务通过CM-IMS提供，非会话类数据业务（如Web浏览、下载等）仍基于PS域直接提供CM-IMS与PS域的关系8阶段二：CM-IMS与CS网络长期共存PLMN/PSTNMGWSCPGMSSCSCFHSS/HLRSIPASAGCFMGCFmAGCF互通接入MSSPCRF电路域分组域IMS域核心网GGSNSGSNMMESAEGWCM-IMS和CS长期共存部分CS设备开始升级支持ICSCM-IMS与CS域的关系PS域仍为CM-IMS域提供IP承载，业务分担PS域核心网向SAE架构演进CM-IMS与PS域的关系9阶段三：统一融合的核心网MGWHLRmAGCF电路域核心网目标架构CSCFHSS/HLRMGCFIMS域AS接入接入MME分组域S-GWPDNGW随着HSPA和LTE技术的成熟，CM-IMS能够基于PS域为移动用户提供包含话音的各种多媒体业务。CM-IMS网络实现移动和固定的统一控制CS域的软交换机升级支持ICS，CS域退化为CM-IMS的一个接入网络。基本话音业务仍可基于CS域提供，但会逐渐向PS域迁移，CS域逐步萎缩PS域演进到SAE架构，PS域为CM-MS域提供接入，PS和CM-IMS网络业务分担HLR和HSS逐步融合，CM-IMS、CS和PS实现统一的用户数据管理CM-IMS成为统一融合的核心网，CS和PS成为CM-IMS的接入网10IMS逻辑实体分类用户数据管理、认证鉴权HSSSLF会话控制和路由P-CSCFS-CSCFI-CSCFMRFCMRFP媒体资源（MRF）互通功能MGCFBGCFMGW业务控制ASIMS网元功能的逻辑架构，可根据实际部署需要，进行合设11CSCF功能——会话控制和路由CSCF是IMS系统的呼叫控制核心，它的主要作用是在IP传输平台上实现多个实时业务的分发，具有中心路由引擎、策略管理和策略执行功能P-CSCF（代理会话控制）的功能IMS终端接入IMS的入口点产生CDR话单，用户漫游计费需求提供Gm接口上的SIP压缩和完整性保护将终端的请求路由到正确的I-CSCF或者S-CSCFI-CSCF（查询会话控制）的功能在IMS终端注册时，为用户分配提供服务的S-CSCF为来话选择被叫注册的S-CSCFS-CSCF（业务会话控制）的功能IMS用户注册认证业务触发和控制会话路由HSSS-CSCFP-CSCFS-CSCFS-CSCFI-CSCF12HSS——用户数据管理HSS的功能（类似于HLR）记录每个IMS用户的用户信息和业务数据：用户信息：用户号码、地址信息；用于认证和授权的安全信息；支持用户注册、记录不同系统间的位置信息；用户特征数据业务数据：业务触发规则和业务触发逻辑，采用XML语言描述HSSCentralizedDatabasesAAA,Profiles,…HSSS-CSCFS-CSCFI-CSCFAS13MRF——媒体资源管理MRF（媒体资源功能）的功能包括MRFC和MRFP两部分，提供的主要功能如下：铃音与录音通知的播放会议的媒体流处理（混音等）编解码转换DTMF信号处理可依据实际情况，单独设置或与AS合设AccessNetworkUserEquipment(UE)IMSAppIMSAppIMSAppMRFCMRFPS-CSCFMRFPMRFP14SGMGCF——互通功能MGCF&IM-MGW的功能实现与CS域互通时信令与承载的转换MGCFTDMPBXPLMN|PSTNMediaGatewaySS7MGCBGCFS-CSCFI-CSCFSIPH.24815AS应用服务器——业务触发和执行IMS业务触发在S-CSCF实现业务触发通过iFC机制实现动态业务触发AS完成业务逻辑后将请求返回给S-CSCF以进行后续触发XMLsFCSIPIncomingMessagesFilterCriteriaHSSOriginatingorTerminatingFiltersInitialFilterCriteria(iFC)DownloadatRegistrationSIPOutgoingMessagesSPTFApplicationServerApplicationServerApplicationServerFFS-CSCFSIPSIPSIPXMLiFCSubsequentFilterCriteria(sFC)DynamicupdateRouting16IMS路由机制——ENUM/DNSIMS网络，采用InternetIPDNS寻址路由方式，与交换网GT翻译寻址方式不同，IMS网络中没有信令点（SP）的概念IMS中SIP信令路由基于SIPURI，E.164TELURI无法在IMS域路由ENUM/DNS供CSCF查询，转换TELURI为SIPURI，用于路由IMS强制使用松散路由机制，保证请求消息RequestURI在到达目的地途中头域不改变PP--CSCFCSCFSS--CSCFCSCFENUM/DNSENUM/DNSI-CSCFIMSCore17IMS中的码号用户私有标识（PrivateUserID,IMPI）归属网络分配的全球唯一标识，用于管理、注册、授权、计费；保存在ISIM卡中，用户不得修改，类似于IMSI；用户公有标识（PublicUserID,IMPU）用于和其他用户的通信，相当于“别名”，类似于MSISDN；采用的格式SIPURI，例如：“Sip:[e-mail]”TelURI，例如：“Tel:[phone]”两者的关系PrivateUserIdentity-1PrivateUserIdentity-2PublicUserIdentity-1PublicUserIdentity-2PublicUserIdentity-3ServiceProfile-1ServiceProfile-2IMSSubscription18IMS中的接口协议SIP在IETF定义（RFC3261），3GPP做了些增强用于大部分IMS接口，文本编码，遵循应用层三次握手原则（INVITE/200OK/ACK）功能：完成呼叫的路由和接续Diameter用于HSS对外的接口和策略控制接口，完成用户数据的查询及同步等操作，包括：Cx\Dx(HSS-CSCF),Sh(HSS-AS)，Dh等实现QoS和计费策略的交互和执行，包括：Gq（P-CSCF-PDF）接口，RTP\RTCP媒体面信令，传输各类媒体流19IMS用户注册流程P-CSCFHSSDNSENUMI-CSCFS-CSCFVisitedorHomeNetworkHomeNetworkSIPSIPASASASBackbonePacketNetworkAccess1122334455667788991010111112121313141420同一IMS域内基本会话流程CallingandCalledPartyHomeNetworkHSSI-CSCFDNSAccessAccessP-CSCFBackbonePacketNetworkS-CSCFControlBearerSIPSIPDiameter用户发起会话请求，消息到达S-CSCF11S-CSCF从HSS下载用户数据（可选）2233S-CSCF触发业务，AS进行业务逻辑控制S-CSCF通过DNS得到被叫所在IMS域的I-CSCF44I-CSCF通过HSS查询得到被叫用户注册的S-CSCF55S-CSCF从HSS得到被叫用户的用户数据6677S-CSCF触发业务，AS进行业务逻辑控制RTPStreamRTPStream会话请求被路由到被叫用户88双方进行资源协商和预留99对被叫振铃1010被叫用户应答，会话建立1111AS21不同IMS域(跨省)之间的基本会话流程ControlBearerCalledPartyVisitedNetworkCalledPartyHomeNetworkCallingPartyHomeNetworkCallingPartyVisitedNetworkP-CSCFHSSS-CSCFSIPSIPDiameterP-CSCFASHSSS-CSCFSIPASSIPDiameterI-CSCFD