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現(xiàn)代交換技術(shù)

ModernSwitchingTechnology第5章軟交換與IMS《現(xiàn)代交換技術(shù)》1第5章軟交換與IMS5.2軟交換網(wǎng)絡(luò)5.3軟交換主要協(xié)議5.1軟交換與NGN的基本概念5.4IP多媒體子系統(tǒng)《現(xiàn)代交換技術(shù)》2軟交換的發(fā)展：IMSIP多媒體子系統(tǒng)(IMS，IPMultimediaSyatem)是一個(gè)基于IP網(wǎng)提供話(huà)音和多媒體業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)。它最初是由3GPP在2002年提出的，旨在移動(dòng)網(wǎng)中提供靈活的IP多媒體業(yè)務(wù)。將移動(dòng)網(wǎng)與因特網(wǎng)有機(jī)的結(jié)合IMS的目標(biāo)：提供對(duì)Internet提供的所有服務(wù)的移動(dòng)接入。《現(xiàn)代交換技術(shù)》3IMS是什么?IMS：IPMultimediaSubsystemIP=基于IP的傳輸基于IP的會(huì)話(huà)控制基于IP的業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)Multimedia=語(yǔ)音、視頻、圖片、文本等多種媒體的組合支持多種接入方式，各種不同能力終端Subsystem=依賴(lài)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和設(shè)備，最大程度重用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)；無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)把PS/GPRS網(wǎng)絡(luò)作為承載網(wǎng)絡(luò)；固定網(wǎng)絡(luò)把基于固定接入IP系統(tǒng)作為承載網(wǎng)絡(luò)43GPPTS23.0022026/1/9IMSFixedMobile

IMS，由3GPP在R5階段引入，疊加在PS域上，目的是在基于全I(xiàn)P的網(wǎng)絡(luò)上為移動(dòng)用戶(hù)提供多媒體業(yè)務(wù)PSTNSSCableWLANGSM3G4G5GPON5IMS的技術(shù)特點(diǎn)協(xié)議統(tǒng)一：采用SIP作為統(tǒng)一的會(huì)話(huà)控制信令，采用Diameter作為統(tǒng)一的AAA協(xié)議歸屬地控制：S-CSCF作為用戶(hù)業(yè)務(wù)的唯一觸發(fā)點(diǎn)接入無(wú)關(guān)性支持多種接入技術(shù)；實(shí)現(xiàn)了業(yè)務(wù)和控制的真正分離核心控制不再處理業(yè)務(wù)邏輯，實(shí)現(xiàn)了業(yè)務(wù)的開(kāi)放性發(fā)展豐富的組合業(yè)務(wù)2026/1/9IMS的體系結(jié)構(gòu)IMS的體系沿用了軟交換的分層結(jié)構(gòu)業(yè)務(wù)應(yīng)用層、控制層、傳輸層和設(shè)備層實(shí)現(xiàn)了業(yè)務(wù)與控制分離、控制與傳輸分離《現(xiàn)代交換技術(shù)》63GPPIMS從PS域引入7PacketSwitched(PS)domainIMSInternetAccessNetworkInterworking

NetworkGERANBTSBSCPSTN/ISDNASCoreNetworkCSCFNodeBRNCUTRANMGCFMAPMGWSIPH.248GGSNSGSNSIPservices&applicationsUEDiameterSIPSIPISUP

HSSHLR2026/1/9IMS系統(tǒng)架構(gòu)8CSDomain

-or-

PSTN

-or-

Legacy

-or-

ExternalApplications

and

ServicesSCPASMultimedia

IP

NetworksSIPTCPUDPHTTPOthersSIPOperator1MRF-CMGCFCxScGrMmMnGcMgBGCFMiGoGmSLFMRF-PMpISCSIPDiameterH248SIPH248COPSSIPDiameterMAPSIPMj……ISUPSGWMrCSCFMwBGCFMkOperator2SIPDxSIPShMAP‘MGWSGWSIPSIPCAPOSASiIM-SSFOSA-SCSDiameterCAPCSCFPDFHSSHLRPSDomainGGSNSGSNGnAlternative

AccessNetworksTCP/IP/UDP/RTP/…UEUTRANMTTEUuIuRGERAN2026/1/9IMS的主要功能實(shí)體呼叫會(huì)話(huà)控制功能（CSCF）歸屬用戶(hù)服務(wù)器（HSS）簽約定位器功能（SLF）多媒體資源功能控制器（MRFC）多媒體資源功能處理器（MRFP）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）出口網(wǎng)關(guān)控制功能（BGCF）信令網(wǎng)關(guān)（SGW）應(yīng)用層網(wǎng)關(guān)（ALG）翻譯網(wǎng)關(guān)（TrGW）策略決策功能（PDF）應(yīng)用服務(wù)器（AS）多媒體域業(yè)務(wù)交換功能（IM-SSF）業(yè)務(wù)能力服務(wù)器（OSA-SCS）2026/1/9IMS邏輯功能實(shí)體會(huì)話(huà)控制和路由用戶(hù)管理、認(rèn)證鑒權(quán)媒體資源業(yè)務(wù)控制互通功能P-CSCFS-CSCFI-CSCFHSSSLFMRFCMRFPASIMS-SSFOSA-SCSBGCFMGCFIM-MGW實(shí)際部署時(shí)，IMS功能實(shí)體可根據(jù)需要進(jìn)行合設(shè)。2026/1/9功能實(shí)體主要功能P-CSCF（Proxy-CSCF）是IMS中與用戶(hù)的第一個(gè)連接點(diǎn)，提供代理（Proxy）功能，即接受業(yè)務(wù)請(qǐng)求并轉(zhuǎn)發(fā)，但不能修改INVITE消息中的RequestURI字段；P-CSCF也可提供用戶(hù)代理（UA）功能，即在異常情況下中斷和獨(dú)立產(chǎn)生SIP會(huì)話(huà)；I-CSCF（InterrogatingCSCF）歸屬網(wǎng)絡(luò)第一入口點(diǎn)，分配S-CSCF、路由查詢(xún)以及域間拓樸隱藏功能。不管用戶(hù)所屬的P-CSCF是屬于拜訪(fǎng)網(wǎng)絡(luò)的還是歸屬網(wǎng)絡(luò)，一定會(huì)路由到歸屬網(wǎng)絡(luò)的I-CSCF。P-CSCF是根據(jù)注冊(cè)消息的R_URI查詢(xún)DNS獲得I-CSCF地址；S-CSCF（ServingCSCF)IMS核心網(wǎng)中處于核心的控制地位，負(fù)責(zé)對(duì)UE的注冊(cè)鑒權(quán)和會(huì)話(huà)控制，執(zhí)行針對(duì)主叫端及被叫端IMS用戶(hù)的基本會(huì)話(huà)路由功能，并根據(jù)用戶(hù)簽約的IMS觸發(fā)規(guī)則，在條件滿(mǎn)足時(shí)進(jìn)行到AS的增值業(yè)務(wù)路由觸發(fā)及業(yè)務(wù)控制交互；HSS（HomeSubscriberServer）歸屬網(wǎng)絡(luò)中保存用戶(hù)的IMS，鑒權(quán)向量，基本標(biāo)識(shí)、路由信息以及業(yè)務(wù)簽約信息等，是綜合數(shù)據(jù)庫(kù)，位于IMS核心網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的最頂層；BGCF（BorderGatewayControlFunction）邊界網(wǎng)關(guān)控制功能，根據(jù)互通規(guī)則配置或被叫分析，用來(lái)選擇與PSTN域切入點(diǎn)相連的網(wǎng)絡(luò)，收到S-CSCF請(qǐng)求，為呼叫選擇適當(dāng)?shù)腜STN接口點(diǎn)；MGCF（MediaGatewayControlFunction）提供IMS網(wǎng)絡(luò)與傳統(tǒng)PLMN（PublicSwitchedTelephoneNetwork）網(wǎng)絡(luò)之間的互通功能；實(shí)現(xiàn)IMS核心控制面與CS的交互，支持ISUP/BICC與SIP的協(xié)議交互及呼叫互通，通過(guò)H.248控制IM-MGW完成CSTDM承載與IMS域用戶(hù)面RTP的實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)換；IM-MGW（IMS-MediaGatewayFunction）完成IMS與PSTN及CS域用戶(hù)面寬窄帶承載互通及必要的Codec編解碼變換，承載語(yǔ)音媒體通道資源；MRFC（MultimediaResourceFunctionController）根據(jù)來(lái)自S-CSCF及AS的指示來(lái)通過(guò)H.248控制MRFP上的媒體資源；MRFP（MultimediaResourceFunctionProcessor）在MRFC的控制下進(jìn)行：

1）多媒體信息播放（提示音、流媒體）；

2）媒體內(nèi)容解析處理（編解碼變換等）；IMS網(wǎng)元功能介紹2026/1/93、IMS接口協(xié)議SIP（SessionInitiationProtocol）NNI：P/I/S-CSCF之間，CSCF與BGCF/MGCF/MRFC之間，BGCF與BGCF/MGCF之間，UNI：UE和P-CSCF之間，完成用戶(hù)接入/注冊(cè)/會(huì)話(huà)控制/SIP壓縮等ISC：IPmultimediaServiceControl，S-CSCF與IMSAS之間，用于業(yè)務(wù)控制Diameter：I/S-CSCF與HSS之間，用于認(rèn)證/位置管理/數(shù)據(jù)處理；AS與HSS、SLF之間，用于數(shù)據(jù)處理和訂閱通知；H.248：MRFC與MRFP之間，用于MRFC控制MRFP的媒體