NGN學(xué)習(xí)筆記5——IMS技術(shù)

landuochong

1.移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展--引子

20世紀(jì)80年代，商業(yè)性移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)得到發(fā)展

第一代移動(dòng)通信系統(tǒng)：TACS、NMT等模擬系統(tǒng)

第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)：GSM、IS-95、DECT、IS-136等數(shù)字系統(tǒng)，目前建設(shè)的2G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)使用兩種主要技術(shù)，GSM網(wǎng)絡(luò)使用TDMA技術(shù)，大約占70%，IS-95網(wǎng)絡(luò)基于CDMA技術(shù)，大約占25%。

1992年開(kāi)始對(duì)3G移動(dòng)通信系統(tǒng)進(jìn)行研究：R99、R4、R5、R6、R7、R8、R9……

2G (GSM), 基于電路交換

2.5G (GPRS), 引入分組交換

3G時(shí)代的到來(lái)

1992年ETSI發(fā)起對(duì)即將到來(lái)的3G移動(dòng)通信系統(tǒng)進(jìn)行研究。采用2GHz附近的頻率，支持多種空中接口：

• WCDMA——使用2GHz頻譜的寬帶碼分多址接入
• EDGE——用于GSM演進(jìn)的增強(qiáng)數(shù)據(jù)傳輸速率
• CDMA2000（1xRTT）——多載波SCDMA系統(tǒng)，用于在與IS-95相同的頻帶上建設(shè)CDMA網(wǎng)絡(luò)
• TD-SCDMA——由中國(guó)提出

支持分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，采用通用體系結(jié)構(gòu)——UMTS（由3GPP負(fù)責(zé)制定），已有6個(gè)版本: 3GPP R99、R4、R5、R6、R7和R8

具體的：

3G (R99), 引入全新的UTRAN

3G (R4),電路域采用移動(dòng)軟交換

3G (R5), 引入IMS域

3G (R6),引入WLAN接入

3G (R7), 功能增強(qiáng)：

• CSI (Combination of CS and IMS services)：研究如何將CS承載和IMS結(jié)合起來(lái)為用戶(hù)提供統(tǒng)一的業(yè)務(wù)，CS傳遞實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)，IMS分組域傳遞非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)
• VCC (Voice Call Continuity)：解決CS域和IMS之間語(yǔ)音業(yè)務(wù)切換的連續(xù)性問(wèn)題
• SMSIP: 研究如何通過(guò)IPCAN來(lái)提供短消息/多媒體消息業(yè)務(wù)
• FBI: IMS如何支持固定接入，借鑒TISPAN的研究成果
• LCS3: 如何在WLAN接入IMS的系統(tǒng)中提供定位業(yè)務(wù)
• E2EQos: 研究端到端的Qos機(jī)制，研究IMS中計(jì)費(fèi)和策略控制框架的合并
• EC: 研究通過(guò)IMS如何提供緊急呼叫業(yè)務(wù)

 

2.IMS與現(xiàn)有通信系統(tǒng)之間的關(guān)系

標(biāo)準(zhǔn)化組織在IMS上的協(xié)作

 

3.IMS與軟交換

IMS在3GPPRelease 5版本中提出，是對(duì)IP多媒體業(yè)務(wù)進(jìn)行控制的網(wǎng)絡(luò)核心層邏輯功能實(shí)體的總稱(chēng)。3GPP R5主要定義IMS的核心結(jié)構(gòu)，網(wǎng)元功能、接口和流程等內(nèi)容：R6版本增加了部分IMS業(yè)務(wù)特性、IMS與其他網(wǎng)絡(luò)的互通規(guī)范和無(wú)線局域網(wǎng)（WLAN）接 入特性等；R7版本加強(qiáng)了對(duì)固定、移動(dòng)融合的標(biāo)準(zhǔn)化制訂，要求IMS支持?jǐn)?shù)字用戶(hù)線（xDSL）、電纜調(diào)制解調(diào)器等固定接入方式。

軟交換技術(shù)從1998年就開(kāi)始出現(xiàn)并且已經(jīng)歷了實(shí)驗(yàn)、商用等多個(gè)發(fā)展階段，目前已比較成熟。全球范圍早已有多家電信運(yùn)營(yíng)商開(kāi)展了軟交換試驗(yàn)，發(fā)展至今，軟 交換技術(shù)已經(jīng)具備了替代電路交換機(jī)的能力，并具備一定的寬帶多媒體業(yè)務(wù)能力。在軟交換技術(shù)已發(fā)展如此成熟的今天，IMS的出路在何方?又該如何發(fā)展和定位 呢?首先需要對(duì)IMS和軟交換進(jìn)行較為全面的比較和分析。

如果從采用的基礎(chǔ)技術(shù)上看，IMS和軟交換有很大的相似性：都是基于IP分組網(wǎng)；都實(shí)現(xiàn)了控制與承載的分離；大部分的協(xié)議都是相似或者完全相同的；許多網(wǎng)關(guān)設(shè)備和終端設(shè)備甚至是可以通用的。

IMS和軟交換最大的區(qū)別在于以下幾個(gè)方面。

（1）在軟交換控制與承載分離的基礎(chǔ)上，IMS更進(jìn)一步的實(shí)現(xiàn)了呼叫控制層和業(yè)務(wù)控制層的分離；
（2）IMS起源于移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用，因此充分考慮了對(duì)移動(dòng)性的支持，并增加了外置數(shù)據(jù)庫(kù)——?dú)w屬用戶(hù)服務(wù)器（HSS），用于用戶(hù)鑒權(quán)和保護(hù)用戶(hù)業(yè)務(wù)觸發(fā)規(guī)則；
（3）IMS全部采用會(huì)話(huà)初始協(xié)議（SIP）作為呼叫控制和業(yè)務(wù)控制的信令，而在軟交換中，SIP只是可用于呼叫控制的多種協(xié)議的一種，更多的使用媒體網(wǎng)關(guān)協(xié)議（MGCP）和H.248協(xié)議。
總體來(lái)講，IMS和軟交換的區(qū)別主要是在網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架上。軟交換網(wǎng)絡(luò)體系基于主從控制的特點(diǎn)，使得其與具體的接入手段關(guān)系密切，而IMS體系由于終端與核心側(cè) 采用基于IP承載的SIP協(xié)議，IP技術(shù)與承載媒體無(wú)關(guān)的特性使得IMS體系可以支持各類(lèi)接入方式，從而使得IMS的應(yīng)用范圍從最初始的移動(dòng)網(wǎng)逐步擴(kuò)大到 固定領(lǐng)域。此外，由于IMS體系架構(gòu)可以支持移動(dòng)性管理并且具有一定的服務(wù)質(zhì)量（QoS）保障機(jī)制，因此IMS技術(shù)相比于軟交換的優(yōu)勢(shì)還體現(xiàn)在寬帶用戶(hù)的 漫游管理和QoS保障方面。

 

3.IMS的特點(diǎn)和體系結(jié)構(gòu)

1）特點(diǎn)：

• 采用分層的架構(gòu)，便于網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)和業(yè)務(wù)部署：接入層、承載層、會(huì)話(huà)控制層、業(yè)務(wù)應(yīng)用層
• 接入無(wú)關(guān)性，提供優(yōu)越的融合特性：核心功能與接入技術(shù)無(wú)關(guān)
• 基于SIP的會(huì)話(huà)控制，具備良好的多媒體業(yè)務(wù)支持能力
• 采用分布式開(kāi)放性的體系結(jié)構(gòu)，提供良好的可擴(kuò)展性：開(kāi)放的業(yè)務(wù)控制接口，擁有SIP的靈活和可擴(kuò)展性
• 統(tǒng)一的用戶(hù)數(shù)據(jù)管理（HSS）
• 歸屬網(wǎng)絡(luò)服務(wù)控制，提供一致的用戶(hù)通信體驗(yàn)
• 基于iFC（初始過(guò)濾規(guī)則）的業(yè)務(wù)觸發(fā)機(jī)制，實(shí)現(xiàn)呼叫控制和業(yè)務(wù)邏輯的分離

2）分層體系結(jié)構(gòu)：

 

3）功能實(shí)體簡(jiǎn)要?dú)w類(lèi)

a)會(huì)話(huà)管理和路由類(lèi)

• 服務(wù)呼叫會(huì)話(huà)控制功能S-CSCF
• 詢(xún)問(wèn)呼叫會(huì)話(huà)控制功能I-CSCF
• 代理呼叫會(huì)話(huà)控制功能S-CSCF

b）數(shù)據(jù)庫(kù)

• 歸屬用戶(hù)服務(wù)器HSS
• 用戶(hù)定位功能SLF

c）網(wǎng)間配合實(shí)體

• 出口網(wǎng)關(guān)控制功能BGCF
• 媒體網(wǎng)關(guān)控制功能MGCF
• IP多媒體媒體網(wǎng)關(guān)功能IM-MGW
• 信令網(wǎng)關(guān)SGW

d）服務(wù)

• 應(yīng)用服務(wù)器AS
• 媒體資源控制功能
• 媒體資源處理功能

e）支撐實(shí)體

• 拓?fù)潆[藏功能 THIG
• 安全網(wǎng)關(guān)SEG
• 策略決策功能

f）計(jì)費(fèi)

 

4.功能實(shí)體詳解

1）應(yīng)用服務(wù)器

AS位于用戶(hù)的歸屬網(wǎng)絡(luò)或第三方網(wǎng)絡(luò)

• 負(fù)責(zé)提供應(yīng)用邏輯和應(yīng)用的運(yùn)行環(huán)境
• 處理和影響從IMS發(fā)來(lái)的SIP會(huì)話(huà)
• 發(fā)起SIP請(qǐng)求
• 發(fā)送計(jì)費(fèi)信息給CCF和OCS

根據(jù)提供業(yè)務(wù)的方式不同，AS分三類(lèi)

• SIP AS：提供基于SIP的多媒體業(yè)務(wù)，如Presence
• OSA AS：由第三方提供基于OSA API開(kāi)發(fā)的應(yīng)用
• CSE：提供傳統(tǒng)的智能網(wǎng)業(yè)務(wù)

2）CSCF——Call Session Control Function

IMS系統(tǒng)中完成呼叫控制功能的核心組件，主要功能：信令路由，會(huì)話(huà)管理，資源分配，安全認(rèn)證，業(yè)務(wù)觸發(fā)，計(jì)費(fèi)控制。

a）P-CSCF：代理呼叫會(huì)話(huà)控制功能

IMS系統(tǒng)中用戶(hù)的第一個(gè)接觸點(diǎn) ，主要功能：

• 作為SIP Proxy，在UE和S/I-CSCF間轉(zhuǎn)發(fā)SIP請(qǐng)求和響應(yīng)信令消息
• 異常會(huì)話(huà)釋放/注冊(cè)時(shí)，充當(dāng)SIP UA發(fā)起SIP事務(wù)
• 檢測(cè)緊急會(huì)話(huà)
• 向CCF（計(jì)費(fèi)采集功能）提供計(jì)費(fèi)信息
• SIP信令完整性和機(jī)密性保護(hù)
• SIP消息的壓縮和解壓
• 向S-CSCF訂閱注冊(cè)事件包
• 執(zhí)行媒體監(jiān)管
• 維護(hù)會(huì)話(huà)計(jì)時(shí)器

b）I-CSCF：?jiǎn)栐?xún)呼叫會(huì)話(huà)控制功能

運(yùn)營(yíng)商歸屬網(wǎng)絡(luò)中為所有連接到該運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)的用戶(hù)的連接提供的一個(gè)聯(lián)系點(diǎn)，主要功能：

• 注冊(cè)階段指定S-CSCF
• 獲取S-CSCF的名字
• 前轉(zhuǎn)SIP消息和響應(yīng)給S-CSCF
• 向CCF提供計(jì)費(fèi)信息
• 拓?fù)潆[藏功能

c）S-CSCF：服務(wù)呼叫會(huì)話(huà)控制功能

IMS的核心所在，位于歸屬網(wǎng)絡(luò)，提供注冊(cè)和呼叫控制服務(wù)，主要功能：

• 注冊(cè)服務(wù)功能
• 基于AKA的認(rèn)證
• 從HSS下載用戶(hù)信息和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)
• 消息路由和轉(zhuǎn)發(fā)
• 會(huì)話(huà)控制功能
• 與業(yè)務(wù)平臺(tái)交互
• E.164號(hào)碼與SIP URI之間的轉(zhuǎn)換
• 維護(hù)會(huì)話(huà)計(jì)時(shí)器、執(zhí)行媒體監(jiān)管、支持緊急呼叫
• 向CCF或OCS提供計(jì)費(fèi)信息

d）HSS：歸屬用戶(hù)服務(wù)器

IMS中所有與用戶(hù)和業(yè)務(wù)相關(guān)數(shù)據(jù)的主要存儲(chǔ)器，主要數(shù)據(jù)包括:用戶(hù)身份、注冊(cè)信息、接入?yún)��?shù)、業(yè)務(wù)觸發(fā)信息。

HSS功能包括三部分：

• IMS功能
• CS域HLR/AUC功能
• PS域HLR/AUC功能

e）MRF：媒體資源功能，多用于多方會(huì)話(huà)

MRFC：媒體資源功能控制器--對(duì)IMS域內(nèi)部的媒體資源進(jìn)行控制，通過(guò)H.248協(xié)議維護(hù)、控制MRFP中的媒體資源，與S-CSCF交互，間接接受AS的控制，向CCF或OCS提供計(jì)費(fèi)信息。

MRFP：媒體資源功能處理器--對(duì)IMS域內(nèi)部的媒體資源進(jìn)行處理，接受MRFC的控制：H.248，完成對(duì)媒體流的編解碼、轉(zhuǎn)換、混合和播放等功能。

f）網(wǎng)關(guān)功能

• BGCF：外出網(wǎng)關(guān)控制功能--負(fù)責(zé)在IMS與PSTN/CS域互通時(shí)候選擇到CS域的出口的位置，即選擇MGCF或BGCF
• MGCF：媒體網(wǎng)關(guān)控制功能--IMS用戶(hù)與CS用戶(hù)互通的控制網(wǎng)關(guān)，控制IMS-MGW中媒體信道的連接，選擇CSCF，進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換：SIP與ISUP，并與SGW交互
• IMS-MGW：IMS媒體網(wǎng)關(guān)功能--在IMS與CS間提供用戶(hù)平面鏈路，在MGCF的控制下，完成媒體協(xié)議轉(zhuǎn)換、回聲消除、轉(zhuǎn)碼等功能
• SGW：信令網(wǎng)關(guān)--SIP與SS7之間的轉(zhuǎn)換，支持SIGTRAN

 

5.參考點(diǎn)

• ISC：S-CSCF與AS平臺(tái)之間，提供IMS業(yè)務(wù)控制機(jī)制的重要接口，基于SIP協(xié)議，傳送AS提供的業(yè)務(wù)相關(guān)的SIP消息。
• Cx：CSCF與HSS之間，提供S-CSCF分配、路由查詢(xún)、認(rèn)證授權(quán)、業(yè)務(wù)過(guò)濾控制等功能，基于Diameter協(xié)議。
• Gm：UE與P-CSCF之間，基于SIP協(xié)議，完成注冊(cè)、呼叫控制、事務(wù)處理等功能。
• Mw：CSCF與CSCF之間，基于SIP協(xié)議，完成注冊(cè)、呼叫控制、事務(wù)處理等功能。
• Mg：MGCF與CSCF之間，基于SIP協(xié)議，負(fù)責(zé)將邊緣功能MGCF連接到IMS上。
• Mr：CSCF與MRFC之間，基于SIP協(xié)議，支持S-CSCF與MRFC之間的交互，是IMS域內(nèi)實(shí)現(xiàn)多方會(huì)議的通道。
• Mp：MRFC與MRFP之間，MRF內(nèi)部通道，兼容H.248/Megaco，支持MRFC對(duì)MRFP提供的資源的控制。
• Mn：MGCF與IMS-MGW之間，采用H.248，用于控制用戶(hù)平面資源。
• Mi：CSCF與BGCF之間，基于SIP協(xié)議，是IMS域內(nèi)部與CS域互通的通道。
• Mj：BGCF與MGCF之間，基于SIP協(xié)議，是IMS內(nèi)部與CS域互通的通道。
• Sh：HSS與AS（SIP AS及OSA AS）之間，基于Diameter協(xié)議，完成數(shù)據(jù)處理、訂購(gòu)?fù)ㄖ��?/li>
• Si：HSS與CAMEL SE之間，采用MAP協(xié)議，傳輸CAMEL訂購(gòu)關(guān)系信息。

 

6.IMS的主要協(xié)議

主要是SIP，SDP，H.248/Megaco，Diameter。

1）IMS對(duì)SIP的擴(kuò)展

SIP壓縮：SigComp

安全

CSCF路由

網(wǎng)絡(luò)發(fā)起的呼叫釋放

RFC3455定義了專(zhuān)用于3GPP IMS的SIP頭
P-Charging-Vector
P-Charging-Function-Address
P-Visited-Network-ID
P-Access-Network-Info
P-Associated-URI

2）Diameter協(xié)議

Diameter是IETF開(kāi)發(fā)的用于認(rèn)證、授權(quán)和計(jì)費(fèi)（AAA）的協(xié)議，基于遠(yuǎn)程撥入用戶(hù)認(rèn)證服務(wù)（RADIUS）協(xié)議構(gòu)建而成。

Diameter基本協(xié)議基于RFC3588，客戶(hù)/服務(wù)器協(xié)議，傳遞Diameter數(shù)據(jù)單元、協(xié)商能力集、處理錯(cuò)誤并提供可擴(kuò)展性，基于TCP或SCTP進(jìn)行傳輸。

Diameter應(yīng)用：定義了特定應(yīng)用的功能和數(shù)據(jù)單元，有Diameter移動(dòng)IP應(yīng)用和Diameter SIP應(yīng)用，應(yīng)用于IMS系統(tǒng)。

3）Diameter SIP應(yīng)用

定義了一個(gè)被SIP服務(wù)器用來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)不同SIP資源進(jìn)行授權(quán)的應(yīng)用。

應(yīng)用的接口：

• Cx：I/S-CSCF與HSS之間
• Dx：SLF與I-CSCF之間
• Sh：HSS與SIP AS及OSA AS之間
• Dh：SLF與AS之間

命令：

 

7.IMS標(biāo)識(shí)

1）IMS用戶(hù)標(biāo)識(shí)：私有用戶(hù)身份和公共用戶(hù)身份

a）私有用戶(hù)身份：

由歸屬網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商定義的具有唯一性的全球身份，可用于在歸屬網(wǎng)絡(luò)中從網(wǎng)絡(luò)的角度唯一地標(biāo)識(shí)用戶(hù)。私有用戶(hù)身份并不是標(biāo)識(shí)用戶(hù)本身，而是標(biāo)識(shí)了用戶(hù)與 運(yùn)營(yíng)商的訂購(gòu)/簽約關(guān)系，主要用于注冊(cè)過(guò)程中對(duì)用戶(hù)進(jìn)行認(rèn)證，也可以用于計(jì)費(fèi)和管理目的。存儲(chǔ)在ISIM (身份模塊) 應(yīng)用中，采用NAI (網(wǎng)絡(luò)接入標(biāo)識(shí)符) 的形式： form_user@realm 。

b）公共用戶(hù)身份：

IMS網(wǎng)絡(luò)中的用戶(hù)身份，用于請(qǐng)求與其他用戶(hù)進(jìn)行通信時(shí)使用的身份，可以被公布到號(hào)碼簿、主頁(yè)等上，ISIM中至少要存儲(chǔ)一個(gè)公共用戶(hù)身份。通過(guò)注 冊(cè)過(guò)程在網(wǎng)絡(luò)中注冊(cè)，網(wǎng)絡(luò)不對(duì)公共用戶(hù)身份進(jìn)行認(rèn)證，公共用戶(hù)身份的兩種形式：SIP URI sip:joe.doer@rims.example.com  、 tel URL tel:+358 50 1234567。

公共用戶(hù)身份與私有用戶(hù)身份之間的關(guān)系：

c）公共業(yè)務(wù)身份：

公共業(yè)務(wù)身份，對(duì)AS提供的業(yè)務(wù)進(jìn)行標(biāo)識(shí)，由用戶(hù)根據(jù)需要在AS中創(chuàng)建，使用之前不需要進(jìn)行注冊(cè)。采用SIP URI形式，如標(biāo)識(shí)消息列表業(yè)務(wù)的公共業(yè)務(wù)身份：sip:messagelist_joe@ims.example.com

d）網(wǎng)絡(luò)實(shí)體標(biāo)識(shí)：

處理SIP路由的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)通過(guò)SIP URI標(biāo)識(shí)，例子： sip:finland.scscf@ims.example.com。

2）IMS身份模塊——ISIM

ISIM是位于UICC上的應(yīng)用，用于存儲(chǔ)由運(yùn)營(yíng)商提供的IMS專(zhuān)用數(shù)據(jù)。

 

 

8.IMS的業(yè)務(wù)控制機(jī)制

1）IMS 用戶(hù)配置

用戶(hù)與運(yùn)營(yíng)商確定訂購(gòu)關(guān)系時(shí)，由運(yùn)營(yíng)商給用戶(hù)分配IMS用戶(hù)配置，永久存儲(chǔ)在HSS中。

 

2）初始過(guò)濾規(guī)則

初始過(guò)濾規(guī)則用來(lái)表示業(yè)務(wù)觸發(fā)信息，描述了S-CSCF何時(shí)將到來(lái)的SIP消息進(jìn)一步路由到一個(gè)特定的應(yīng)用服務(wù)器。

初始過(guò)濾規(guī)則的創(chuàng)建：

初始過(guò)濾規(guī)則在用戶(hù)獲得IMS訂購(gòu)關(guān)系時(shí)創(chuàng)建

創(chuàng)建初始過(guò)濾規(guī)則需要考慮的問(wèn)題：觸發(fā)點(diǎn)是什么？當(dāng)觸發(fā)點(diǎn)被匹配時(shí)，正確的AS是什么？各初始過(guò)濾規(guī)則的優(yōu)先級(jí)是什么？如果應(yīng)用服務(wù)器沒(méi)有應(yīng)答，應(yīng)該怎么做？

初始過(guò)濾規(guī)則的結(jié)構(gòu)：

3）IMS業(yè)務(wù)提供

IMS本身不是業(yè)務(wù)，而是基于SIP的控制體系，IMS業(yè)務(wù)觸發(fā)由S-CSCF完成。IMS為業(yè)務(wù)的提供提供了必要的方法，包含3個(gè)步驟：

• 定義可能的業(yè)務(wù)或業(yè)務(wù)集
• 在用戶(hù)注冊(cè)時(shí)，以初始過(guò)濾規(guī)則的形式創(chuàng)建用戶(hù)特定的業(yè)務(wù)配置數(shù)據(jù)
• 根據(jù)業(yè)務(wù)配置數(shù)據(jù)中的初始過(guò)濾規(guī)則將到達(dá)S-CSCF的SIP請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)給AS

4）AS的選擇與AS的行為

AS的選擇（業(yè)務(wù)控制）：S-CSCF下載初始過(guò)濾規(guī)則，注冊(cè)階段完成；S-CSCF進(jìn)行業(yè)務(wù)控制，選擇AS；存在多個(gè)過(guò)濾規(guī)則時(shí)，需要進(jìn)行多次業(yè)務(wù)控制。

AS的可能行為：UAC、UAS、Proxy Server、Redirect Server、B2BUA。

 

9.IMS的典型流程

1）P-CSCF的發(fā)現(xiàn)

a）使用DHCP和DNS發(fā)現(xiàn)P-CSCF：IP-CAN作為DHCP中繼代理，通過(guò)DHCP機(jī)制給出P-CSCF的域名或IP地址

b）使用PDP上下文激活信令發(fā)現(xiàn)P-CSCF

2）用戶(hù)注冊(cè)/注銷(xiāo)

注冊(cè)：特點(diǎn)是歸屬域注冊(cè)，注冊(cè)前后及注冊(cè)期間的信息存儲(chǔ)：

a）用戶(hù)初始注冊(cè)：

b）用戶(hù)刷新注冊(cè)/注銷(xiāo)：

c）隱性注冊(cè)

通過(guò)一次注冊(cè)過(guò)程注冊(cè)多個(gè)公共用戶(hù)身份的機(jī)制。需先在HSS中定義隱性注冊(cè)集，通過(guò)訂閱/通知機(jī)制，UE可以獲得隱性注冊(cè)的公共用戶(hù)身份。

d）多個(gè)UE共享單個(gè)公共用戶(hù)身份進(jìn)行通信

前提：IMS支持多個(gè)UE注冊(cè)相同的公共用戶(hù)身份

多個(gè)UE共享單個(gè)公共用戶(hù)身份的方法：

• 基于用戶(hù)定義的優(yōu)先級(jí)
• 基于SIP的Forking機(jī)制（順序、并行）

3）會(huì)話(huà)建立

漫游移動(dòng)發(fā)起端MO：

歸屬移動(dòng)發(fā)起端MO：

漫游移動(dòng)終止端MT：

歸屬移動(dòng)終止端MT：

4）會(huì)話(huà)建立（S-CSCF到S-CSCF）

a）會(huì)話(huà)的發(fā)起和終止由不同的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商來(lái)服務(wù)

b）會(huì)話(huà)的發(fā)起和終止由相同網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商來(lái)服務(wù)

c）IMS會(huì)話(huà)建立

d）PSTN->IMS

e）IMS-> PSTN

 

 

附：IMS典型網(wǎng)絡(luò)互通架構(gòu)

 

 

網(wǎng)絡(luò)類(lèi)型1：演進(jìn)ISP

提供電話(huà)、VoD和標(biāo)準(zhǔn)ISP業(yè)務(wù)，通過(guò)熱點(diǎn)也完成對(duì)無(wú)線的接入，所有的業(yè)務(wù)最終都由IMS進(jìn)行控制。

 

網(wǎng)絡(luò)類(lèi)型2：傳統(tǒng)電信運(yùn)行商

其中一部分是軟交換與PSTN互通，其中的應(yīng)用服務(wù)器可以被其他網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)使用。

 

網(wǎng)絡(luò)類(lèi)型3：3GPP移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)

主要是接入方式的不同，GERAN或UTRAN。

 

網(wǎng)絡(luò)類(lèi)型4：WIMAX

這里沒(méi)有IMS域，它是由一些SIP服務(wù)器等完成相應(yīng)功能的。

 

以下是摘自http://blog.ixpub.net/html/96/12690296-146875.html的一篇關(guān)于IMS和軟交換的對(duì)比，寫(xiě)的不錯(cuò)：

一、       業(yè)務(wù)提供方式對(duì)比 1.     軟交換業(yè)務(wù)架構(gòu)

由于軟交換并未完全實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)與控制的分離，因此傳統(tǒng)的基本業(yè)務(wù)和一些補(bǔ)充業(yè)務(wù)仍然是通過(guò)軟交換來(lái)實(shí)現(xiàn)（方式一）。但對(duì)于更多的增值業(yè)務(wù)，軟交換還提供了多種方式進(jìn)行業(yè)務(wù)提供，如圖 1 所示。

圖 1 　軟義換多方式業(yè)務(wù)提供示意圖

方式二：智能網(wǎng)業(yè)務(wù)方式。業(yè)務(wù)邏輯在 SCP 中駐留和運(yùn)行，軟交換設(shè)備實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)交換功能（ SSP ）觸發(fā)智能業(yè)務(wù)到智能網(wǎng) SCP ，與 SCP 配合實(shí)現(xiàn)智能網(wǎng)提供的業(yè)務(wù)。

方式三： SIP 應(yīng)用服務(wù)器 方式。由運(yùn)營(yíng)商提供 SIP 應(yīng)用服務(wù)器，其中的業(yè)務(wù)邏輯可直接訪問(wèn)和控制軟交換設(shè)備提供的網(wǎng)絡(luò)能力，通常實(shí)現(xiàn)運(yùn)營(yíng)商的自營(yíng)業(yè)務(wù)。

方式四：第三方應(yīng)用服務(wù)器方式。由運(yùn)營(yíng)商或者第三方服務(wù)提供商提供 Parlay 應(yīng)用服務(wù)器，而運(yùn)營(yíng)商提供業(yè)務(wù)能力網(wǎng)關(guān)， Parlay 應(yīng)用服務(wù)器中的業(yè)務(wù)邏輯通過(guò)業(yè)務(wù)能力網(wǎng)關(guān)間接訪問(wèn)和控制軟交換設(shè)備提供的網(wǎng)絡(luò)能力，多用于運(yùn)營(yíng)商與第三方合作的業(yè)務(wù)，也可用于運(yùn)營(yíng)商自營(yíng)業(yè)務(wù)。

2.   IMS 業(yè)務(wù)架構(gòu)

       在 IMS 系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)了業(yè)務(wù)與控制的完全分離，所有的業(yè)務(wù)都是通過(guò)應(yīng)用服務(wù)器來(lái)提供的，業(yè)務(wù)邏輯駐留于應(yīng)用服務(wù)器中，用戶(hù)數(shù)據(jù)統(tǒng)一存儲(chǔ) 在 HSS ，如圖 2 所示。圖中的應(yīng)用服務(wù)器包括三類(lèi)： SIP 應(yīng)用服務(wù)器， OSA 應(yīng)用服務(wù)器及 IM-SSF 。 SIP 應(yīng)用服務(wù)器 (SIP AS) 用于實(shí)現(xiàn)基于 SIP 的增值應(yīng)用； SIP/OSA 應(yīng)用服務(wù)器 (SIP/OSA AS) 通過(guò) OSA 業(yè)務(wù)能力服務(wù)器（ OSA SCS ）與 IMS 核心網(wǎng)進(jìn)行交互；而 IM-SSF 用于支持 IMS 用戶(hù)使用 現(xiàn)有智能網(wǎng)的能力。目前 IM-SSF 支持使用 CAMEL 的業(yè)務(wù)能力，為考慮固定網(wǎng)絡(luò)的智能網(wǎng)業(yè)務(wù)， IM-SSF 的功能可以擴(kuò)展到對(duì) INAP 的支持。

 

圖 2 　 IMS 業(yè)務(wù)架構(gòu)

在這一架構(gòu)中， IMS 的核心網(wǎng)元 S-CSCF 只通過(guò) ISC 接口與應(yīng)用平臺(tái)交互，從而使得業(yè)務(wù)接口和觸發(fā)方式得以標(biāo)準(zhǔn) 化，進(jìn)而獲得更好的開(kāi)放性。對(duì)三種應(yīng)用服務(wù)器的具體應(yīng)用如下：

（ 1 ）基于 SIP 的應(yīng)用服務(wù)器 （ SIP AS ）

SIP 應(yīng)用服務(wù)器和 S-CSCF 之間直接利用 SIP 及其擴(kuò)展的呼叫信令協(xié)議，因此不需要進(jìn)行呼叫信令協(xié)議之間的轉(zhuǎn)換工作。另外由于基于 SIP 可以非常方便的實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音 、數(shù)據(jù)以及視頻 等多媒體類(lèi)的會(huì)話(huà)，因此基于 SIP 的應(yīng)用服務(wù)器可以高效率的提供各種新型的融合業(yè)務(wù)。

（ 2 ）基于 OSA 的應(yīng)用服務(wù)器 （ OSA SCS ）

在對(duì)第三方應(yīng)用方面， IMS 采用 Parlay/OSA API 。在 Parlay/OSA API 中，提供給應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)功能實(shí)體被定義為若干業(yè)務(wù)能力特征（ SCF ）的集合，由業(yè)務(wù)能力服務(wù)器（ SCS ）支持，這些 SCF 為應(yīng)用開(kāi)發(fā)提供了必要的網(wǎng)絡(luò)接入 功能。第三方應(yīng)用服務(wù)器通過(guò) Parlay/OSA API 和 SCS 相連接，而 OSA SCS 則在第三方應(yīng)用服務(wù)器和 S-CSCF 之間負(fù)責(zé) API 和 ISC 之間的映射。

（ 3 ）基于智能網(wǎng)的業(yè)務(wù)服務(wù)器 （ IM-SSF ）

現(xiàn)有的移動(dòng)智能網(wǎng)以及固定智能網(wǎng)都已經(jīng)提供了豐富的智能網(wǎng)業(yè)務(wù)，并且有著龐大的用戶(hù)群，為了兼容已有的網(wǎng)絡(luò)資源，實(shí)現(xiàn)技術(shù)和服務(wù)提供的平滑過(guò)渡， IMS 需要接入現(xiàn)有的智能網(wǎng)，并且還可以實(shí)現(xiàn)將現(xiàn)有智能網(wǎng)的業(yè)務(wù)延伸到 IMS 用戶(hù)。目前通過(guò) IM-SSF 接入現(xiàn)有移動(dòng)智能網(wǎng) CAMEL 已經(jīng)完備。從 CAMEL 角度來(lái)看， IM SSF 是智能網(wǎng)的服務(wù)交換節(jié)點(diǎn) SSP ，相當(dāng)于 CAMEL 中業(yè)務(wù)交換功能 SSF 和呼叫控制功能 CCF 。 IM SSF 在 S-CSCF 和 CAMEL 之間實(shí)現(xiàn) SIP 消息和 CAP 信令的映射。為支持固定智能網(wǎng)， IM-SSF 需要支持 INAP 協(xié)議，相關(guān)的研究還正在進(jìn)行中。

 

       從上面的分析可以看出，軟交換和 IMS 都可以實(shí)現(xiàn)智能網(wǎng)提供業(yè)務(wù)和應(yīng)用服務(wù)器提供業(yè)務(wù)，并且都可以開(kāi)放接口給第三方使用，供第三方開(kāi)發(fā)業(yè)務(wù)。但是由于軟交換與不同的業(yè)務(wù)平臺(tái)之間采用的接口不同，而 IMS 則統(tǒng)一采用 ISC 接口，另外對(duì)于 IMS ，由于 3GPP ， OMA 等組織形成了大量的基于應(yīng)用服務(wù)器的業(yè)務(wù)規(guī)范，并可以作為業(yè)務(wù)引擎，供其他的業(yè)務(wù)調(diào)用。因此 IMS 在業(yè)務(wù)提供的方便性、靈活性以及擴(kuò)展性等方面都顯示出了優(yōu)勢(shì)。

二、       業(yè)務(wù)觸發(fā)機(jī)制對(duì)比 1.   軟交換觸發(fā)機(jī)制

       軟交換觸發(fā)機(jī)制有兩類(lèi)：

（ 1 ）基于智能網(wǎng)的觸發(fā)機(jī)制

軟交換可作為 SSP ，根據(jù)用戶(hù)的主叫屬性以及被叫屬性（ DP 點(diǎn)觸發(fā)）完成業(yè)務(wù)觸發(fā)，在 SCP 或者應(yīng)用服務(wù)器的智能業(yè)務(wù)邏輯控制下實(shí)現(xiàn)智能業(yè)務(wù)。

（ 2 ）基于應(yīng)用服務(wù)器的觸發(fā)機(jī)制

        根據(jù)用戶(hù)的 profile 或呼叫相關(guān)信息觸發(fā)到應(yīng)用服務(wù)器。應(yīng)用服務(wù)器提供標(biāo)準(zhǔn)接口與前端服務(wù)器連接 , 接受來(lái)自前端服務(wù)器的業(yè)務(wù)觸發(fā)信息和交互業(yè)務(wù)處理過(guò)程的信息。業(yè)務(wù)觸發(fā)信息可能包括鑒權(quán)信息（如主叫號(hào)碼、賬號(hào)、密碼）、發(fā)起方主機(jī) IP 地址、被叫號(hào)碼、業(yè)務(wù)標(biāo)識(shí)、業(yè)務(wù)配置信息。

2.   IMS 觸發(fā)機(jī)制

       IMS 的業(yè)務(wù)觸發(fā)機(jī)制是基于 iFC(Initial Filter Criteria) 實(shí)現(xiàn)的。業(yè)務(wù)的觸發(fā)在 S-CSCF 中完成，業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)在注冊(cè)階段從 HSS 中下載到 S-CSCF 中，包括 Initial Filter Criteria 。在收到用戶(hù)會(huì)話(huà)請(qǐng)求后， S-CSCF 首先檢查 Initial Filter Criteria 中的觸發(fā)標(biāo)準(zhǔn)是否滿(mǎn)足，然后再進(jìn)行到用戶(hù)的路由 和呼叫控制。如果滿(mǎn)足則通過(guò) ISC 接口的 SIP 消息，將業(yè)務(wù)觸發(fā)到對(duì)應(yīng)的業(yè)務(wù)平臺(tái)。業(yè)務(wù)平臺(tái)然后根據(jù)業(yè)務(wù)的既定邏輯流程，通過(guò) SIP 消息對(duì) S-CSCF 中的業(yè)務(wù)進(jìn)行后續(xù)控制。

 

       從上述分析可以看出，軟交換的業(yè)務(wù)觸發(fā)機(jī)制表現(xiàn)為多樣性，既有基于傳統(tǒng)智能網(wǎng)模式的又有基于用戶(hù)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的。而對(duì)于基于應(yīng)用服務(wù)器的業(yè)務(wù)，軟交換與 IMS 的業(yè)務(wù)觸發(fā)機(jī)制有很多的相似之處，但由于軟交換在標(biāo)準(zhǔn)化方面的局限性，造成了業(yè)務(wù)觸發(fā)方面無(wú)法規(guī)范化，也就決定了其在實(shí)際應(yīng)用中只能由設(shè)備供應(yīng)商自行提供解決 方案 。相比較， IMS 就提供了比較完善的標(biāo)準(zhǔn)化，從而使得業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)和互通更加規(guī)范統(tǒng)一。

三、       業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)流程對(duì)比

       盡管基于軟交換和基于 IMS 都可以提供寬帶多媒體類(lèi)的業(yè)務(wù)，但由于軟交換在提供寬帶多媒體業(yè)務(wù)方面缺乏相關(guān)的規(guī)范，因此現(xiàn)有的各種業(yè)務(wù)多是廠家基于自己的平臺(tái)進(jìn)行開(kāi)發(fā)的，并對(duì)協(xié)議進(jìn)行了私有擴(kuò)展，業(yè)務(wù)之間的互通性較差。而在 IMS 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)下，由于 IMS 的業(yè)務(wù)規(guī)范好，各種部件的標(biāo)準(zhǔn)化程度高，因此業(yè)務(wù)之間的互通性好。下面以目前最常用的即時(shí)消息（ IM ）和狀態(tài)呈現(xiàn) (Presence) 兩種業(yè)務(wù)的流程說(shuō)明 其區(qū)別：

1.   基于軟交換的業(yè)務(wù)流程示例

       以國(guó)內(nèi)某主流軟交換提供廠商為例，在其基于軟交換實(shí)現(xiàn)寬帶多媒體業(yè)務(wù)時(shí)，用戶(hù)與業(yè)務(wù)應(yīng)用服務(wù)器采用 HTTP 和 SIP 兩種消息的進(jìn)行交互。對(duì)于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)采用 HTTP 協(xié)議，用戶(hù)可使用 Web 客戶(hù)端，最大程度實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的可達(dá)性，另外可通過(guò) HTTPS ，實(shí)現(xiàn)安全 的傳輸機(jī)制。對(duì)于媒體業(yè)務(wù)采用 SIP ，完成與呼叫相關(guān)的業(yè)務(wù)處理。為完成用戶(hù)與應(yīng)用服務(wù)器之間消息的實(shí)時(shí)傳送，該廠商對(duì) HTTP 協(xié)議進(jìn)行了修改，實(shí)現(xiàn)用戶(hù) Web 瀏覽器與應(yīng)用服務(wù)器之間建立一條持續(xù)的 HTTP 連接（ Persistent HTTP connection ）。采用這種方式實(shí)現(xiàn)即時(shí)消息和狀態(tài)通知的流程如圖 3 、 4 所示：

圖 3 　基于軟交換的業(yè)務(wù) 流程示意：即時(shí)消息

 

圖 4 基于軟交換的業(yè)務(wù)流程示意：狀態(tài)通知

2.   基于 IMS 的業(yè)務(wù)流程示例

       對(duì)于基于 IMS 提供的業(yè)務(wù)，由于目前業(yè)務(wù)的標(biāo)準(zhǔn)化程度高，特別是 IMSinOMA Enabler 規(guī)范的實(shí)施，更好的協(xié)調(diào)了 OMA 與 3GPP/3GPP2 的 IMS 之間的合作關(guān)系，目前已經(jīng)發(fā)布了 Presence ， PoC ， XDMS 等一系列符合 IMSinOMA 框架的規(guī)范，成為業(yè)界遵循的標(biāo)準(zhǔn)。例如對(duì)于即時(shí)消息，在 SIP 消息中定義了 Message 消息可以直接用于即時(shí)消息的傳遞，具體流程如圖 5 所示：

 

圖 5 基于 IMS 的業(yè)務(wù)流程示意：即時(shí)消息 （ Page-Mode ）

         對(duì)于 Presence 業(yè)務(wù)，則規(guī)定了狀態(tài)訂閱使用 SIP 的 SUBSCRIBE 消息，狀態(tài)更新使用 SIP 的 PUBLISH 消息，狀態(tài)更新通知使用 SIP 的 NOTIFY 消息。如果用戶(hù)的狀態(tài)有更新，則通過(guò) PUBLISH 消息更新自己的狀態(tài)信息到 Presence 服務(wù)器；用戶(hù)希望知道好友的狀態(tài)，需要首先到 Presence 服務(wù)器訂閱好友的狀態(tài)， Presence 服務(wù)器對(duì)用戶(hù)進(jìn)行權(quán)限檢查，如果好友允許該用戶(hù)知道自己的狀態(tài)信息，好友的狀態(tài)變化后， Presence 服務(wù)器再把狀態(tài)變化信息通知給用戶(hù)。業(yè)務(wù)流程如下面的圖 6 、 7 所示：

 

圖 6 基于 IMS 的業(yè)務(wù)流程示意：發(fā)布狀態(tài) （ Publish ）

 

圖 7 基于 IMS 的業(yè)務(wù)流程示意：訂閱 / 通知狀態(tài)變化 （ Subscriber/Notify ）

 

       因此從業(yè)務(wù)流程上可以看出，盡管基于軟交換與基于 IMS 都使用了 SIP 協(xié)議，但在使用的信令消息上有一定的區(qū)別。另外在具體的信令消息參數(shù)上也有所不同