1基础培训VoLTE核心网IMS技术与网络演进（PDF72页）

IMS技术与网络演进Page1前言l本课程将会介绍基于3GPP标准的IMS网络的基本概念，包括IMS的网络结构层次、业务实现、计费原理等，并将在此基础上介绍华为的IMS解决方案。Page2参考资料lTS23.002NetworkArchitecturelTS23.228IPMultimediaSubsystem(IMS);Stage2Page3目标l学习完本课程，您将:p能够描述IMS的分层结构和各层次功能p解释IMS网络各网元的主要功能p列举华为IMS解决方案的主要特点Page4内容介绍1.IMS基本概念2.IMS网络结构3.IMS用户接入方案4.IMS网络优势与演进5.华为IMS解决方案Page5IP多媒体FMCWebIP是通过电信与互联网同步实现全业务的基础TDMIP挖掘网络潜力，实现纯语音业务向多媒体能力的转变语音多媒体用户需求推动固网移动的融合固网和移动网FMC固网移动融合通过Web实现电信网的运营维护及业务操作电信业务操作与管理Web当今电信网的基本发展趋势Page6提供IP多媒体业务会话类业务：语音会话与视频会话多媒体会议消息与呈现非会话类业务：IPTV、媒体、Web与IMS融合业务等支持多种接入形式移动网：WiMaxLTE/SAEGSM/WCDMA/CDMA/TD-SCDMA固定网：LAN、WLAN、xDSL什么是IMS?IMS是IP多媒体子系统（IPMultimediaSubsystem）的缩写l基于IP承载网lSIP协议做为核心控制协议l提供与接入无关的IP多媒体业务控制能力IMS演进历史2000/032001/032002/032005/122006/X3GPPR99-CN:TDMlIMS定义最早出现在3GPPR5阶段,作为PS域的一个子系统出现3GPPR4-CN:MSC服务器和MGW3GPPR6-IMSQoS,Billing,FMC,等3GPPR7-IMS增强3GPPR5-CN:IMS子系统和大量相关新网元TISPANR1--NGN/FMC等TISPANR2--NASS/RACS,等Page73GPPR99和R4阶段的网络架构MSCRANMSCserverMGWR99CS域R4CS域lMSC被拆分为两个功能实体:MSCserver和MGW,呼叫控制与媒体承载分离CSMSC/VLR/GSM_SSFPSGGSN/SGSN3G核心网络接入网外部网络HLR/SCPR99阶段网络架构l3GPPR99阶段的网络架构,分为CS电路域和PS分组域两部分核心网络TUP/ISUPTDMTUP/ISUP/BICCTDM/ATM/IPPage8Page93GPPR5阶段的网络架构-IMS引入TISPANNGNR1阶段的网络架构MSANSCPSIPASPre-NGN具有内置数据库和业务处理功能的软交换SIPH323IPBearerSCPSIPASHSSS-CSCFP-CSCFAGCFMSANSIPPhoneMGCFI-CSCF宽带接入WIFI传统网络3rdpartyASNGNR1(引用了IMS架构)IPBearerl固定网标准方面,TISPAN继承了3GPPR5阶段的核心网架构,在原NGN的基础上,定义了NGNR1的网络架构标准,正式引入了IMS概念.lTISPAN在继承3GPP的IMS标准的同时,定义了两个新的子系统-NASS和RACS,用于解决固定网接入的网络附着和网络QoS问题Page11IMS标准进展总结lIMS将是未来固网移动统一的核心网架构，这个观点已经是主要标准组织的共识。p在移动领域n3GPP在IMS方面有比较深入的研究，IMS基本框架已经成熟，在技术细节方面，研究还在不断进行中。p在固网领域nETSITISPAN对IMS的研究比较深入，基于IMS的NGN框架已经确定。Page12知识回顾lIMS最初是在哪个系统里面出现的？lIMS分为哪两个领域，分别由哪个技术协会进行研究？Page13内容介绍1.IMS基本概念2.IMS网络结构3.IMS用户接入方案4.IMS网络优势与演进5.华为IMS解决方案Page14内容介绍2.IMS网络结构2.1IMS网络分层结构2.2IMS网元功能2.3IMS相关接口和协议2.4IMS地址，标识和编号方式GamingConference3rdPartyApplicationsSCPMGCFI-CSCFAGCFP-CSCFS-CSCFHSS承载控制层AGIADPSTN/PLMNMGWSIPH.248xDSL/LANaccessWiFiaccessAPSGSN2G/3GRANSIPTerminalsSIPSIP承载核心网GGSNACIMS网络架构OMSOSSBGCFIM-SSFOSAPresencePTTIMGroupMRFCMRFPA-RACFCCFSPDFPCRFH.248NACFCLFPage16IMS网络结构－接入互通层和会话控制层应用层会话控制层业务能力层接入l承载与接入层p用户接入——GPRS/UMTS/CDMA/WiFi/xDSL/LANp连接传统网络——PSTN/PLMN/H.323/SIPVoIPp控制承载资源l会话控制层p功能——呼叫控制、用户管理、业务触发、资源控制、网络互通p包括的网元有：P-CSCF、I-CSCF、S-CSCF、AGCF、MGCF承载P/I/S-CSCF,AGCF/MGCFSBC/IM-MGWPage17IMS网络结构－业务能力层与应用层承载控制与接入层应用层会话控制业务能力层l业务能力层p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p提供的业务能力包括：n立即消息（IM）/呈现（Presence）/群组/PoC/通用电信业务l应用层p主要提供第三方的应用：通过OSA提供的接口（API或者消息）来实现对下层业务能力的调用p第三方应用举例：游戏中心、会议中心、交友中心、企业应用3rdpartyAS,游戏中心,企事业中心通用语音应用服务器,IM,PoC,Presence,GroupPage18内容介绍2.IMS网络结构2.1IMS网络分层结构2.2IMS网元功能2.3IMS相关接口和协议2.4IMS地址，标识和编号方式Page19IMS网络中的网元－会话控制层功能网元功能网元呼叫控制P－CSCF网络互通MGCFI－CSCFIMS－MGWS－CSCFBGCF用户管理HSS媒体资源MRFCSLFMRFPPage20会话控制层－CSCFlCSCF（CallSessionControlFunction）呼叫会话控制功能lCSCF类型pP-CSCF：代理CSCF（ProxyCSCF)n用户在归属或者拜访网络的第一个连接点。pI-CSCF：问询CSCF（InterrogatingCSCF）n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朴隐藏功能。pS-CSCF：服务CSCF（ServingCSCF)nS-CSCF是多媒体模块的核心，负责对终端的注册鉴权，会话控制，业务触发。SCPSIPASHSSS-CSCFP-CSCFAGCFMSANSIPPhoneMGCFI-CSCFBroadbandWIFILegacynetwork3rdpartyASIPBearerPage21IMS呼叫简单模型S-CSCFI-CSCFP-CSCFP-CSCFS-CSCF主叫侧被叫侧信令媒体HSSl当两个IMS用户进行IMS内部呼叫的时候，P/I/S-CSCF3个网元配合可完成基本的呼叫信令路由的功能。DNS/ENUMPage22IMS网络实体－互连互通l完成对外接口功能的网元实现IMS网络与其他网络的通讯，包含的网元为：pMGCF（MediaGatewayControlFunction）n实现IMS核心控制面与PSTN/PLMN的交互n控制MGW完成TDM承载与IP承载的实时转换pIM-MGW（IPmultimediamediagateway）n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pSG（SignalingGateway）信令网关n完成ISUPoverIP到ISUPoverTDM的转换，因为MGCF只支持IP接口。SCPSIPASHSSS-CSCFP-CSCFAGCFMSANSIPPhoneMGCFI-CSCFBroadbandWIFILegacynetwork3rdpartyASIPBearerMGWSG与传统网络互通lIMS用户呼叫本域的PLMN用户PLMNS-CSCFPLNM关口局MGCFlIMS用户呼叫本域的PSTN用户PSTNS-CSCFMGCFPSTN关口局Page24IMS网络实体－数据库lHSS(HomeSubscriberServer)归属用户服务器lHSS用于归属网络中保存用户的签约信息，主要信息包括：p用户标识（包括公共及私有标识）、号码和地址信息p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p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p用户的业务签约信息：包括其他AS的增值业务数据lSLF(SubscriptionLocatorFunction)签约数据定位功能，用于多个HSS的选择定位SCPSIPASHSS/SLFS-CSCFP-CSCFAGCFMSANSIPPhoneMGCFI-CSCFBroadbandWIFILegacynetwork3rdpartyASIPBearerPage25IMS网络实体－媒体资源SCPSIPASHSS/SLFdatabaseS-CSCFP-CSCFMSANSIPPhoneMGCFI-CSCFBroadbandWIFILegacynetwork3rdpartyASIPBearerMRFCMRFPlMRF(MultimediaResourceFunction)媒体资源功能，包含两部分：pMRFC（MultimediaResourceFunctionController）媒体资源功能控制器n解析来自S-CSCF及AS的SIP资源控制命令n实现对MRFP的媒体资源的控制pMRFP（MultimediaResourceFunctionProcessor）媒体资源功能控制器p在MRFC的控制下，MRFP为终端提供媒体资源n多媒体信息播放（提示音、流媒体）n媒体内容解析处理（编解码变换等）Page26IMS网络其他实体l承载控制与接入网和系统支撑层的网元：功能网元功能网元资源控制PCRF计费CCFSPDF+A-RACF网元管理OMS接入控制NACFSBCABGFCLF域名或IP地址解析DNS/ENUMPage27IMS其他重要网元功能lPCRF(PolicyChargingRuleFunction)p实现移动网络中的QoS控制功能。lSPDF/ARACFp实现固定网的QoS控制功能。lDNS、ENUMServer：pDNS(DomainNameSystem)服务器负责URL地址到IP地址的解析。pENUM(E.164NumberURIMapping)服务器负责电话号码到URL的转换。lNAT/ALG/SBC设备：p完成公私网的IP地址转换、媒体流转发以及网络安全保障等功能Page28SBC功能l信令代理——从UE用户看，认为SBC就是P-CSCF；从P-CSCF看认为SBC就是UE用户。l媒体代理——所有的媒体流都是通过SBC来传输的。媒体流P-CSCFSBCUE1IP承载UE2UE3信令流IMS网络实体－业务能力层lAS(ApplicationServer)--应用服务器p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：n处理从IMS发来的SIP会话n发起SIP请求，发送计费信息给CCF和OCSlIMSAS类型pOSA-SCS:OpenServiceAccess–ServiceCapabilityServern提供OSA服务网关功能，为第三方服务器提供接口pIM-SSF:IPMultimediaserviceswitchingfunctionn作为网关，提供与传统智能网服务器的接口pS