IMS系统架构和基本原理2

IP多媒体子系统IMSIP多媒体子系统（IMS）是一种基于IP网络的集成电信解决方案，它将多种通信和媒体服务整合到一个统一的平台上。

IMS 是现代电信网络的核心，为用户提供了丰富的通信体验和更高质量的服务。

IMS的核心功能是实现多媒体通信服务，它支持语音、视频、短信和数据等不同形式的通信。

IMS通过使用IP协议，提供了一种开放的通信环境，可以与其他服务进行集成，如VoIP （Voice over IP）和视频通话。

IMS的设计基于多种协议和技术，包括SIP（Session Initiation Protocol）、SDP（Session Description Protocol）、RTP（Real-time Transport Protocol）、H.323（ITU-T推荐的一种多媒体传输协议）和MPEG（Moving Picture Experts Group）等。

这些协议和技术共同构成了IMS的基础架构，使其支持多种媒体通信服务。

IMS的架构包括以下几个核心组件：1. P-CSCF（Proxy-Call Session Control Function）：作为用户和IMS网络间的接口，负责呼叫的鉴权、路由和策略控制等功能。

2. S-CSCF（Serving-Call Session Control Function）：负责处理用户的呼叫请求，包括鉴权、会话管理、策略和访问控制等。

3. I-CSCF（Interrogating-Call Session Control Function）：负责处理呼叫路由以及用户鉴权请求，并将呼叫请求传递给适当的S-CSCF。

4. MGCF（Media Gateway Control Function）：负责控制语音和视频通信等媒体流的转发和转码。

5. HSS（Home Subscriber Server）：存储用户的个人信息和权限，辅助IMS进行会话管理和鉴权。

IP多媒体子系统IMSIP多媒体子系统（IMS）是一种集成了语音、视频、数据和即时消息等多种多媒体通信应用的系统，它基于IP网络架构，提供了丰富的多媒体服务和功能。

IMS技术是当前移动通信网络和互联网服务融合发展的重要方向之一，为用户提供了更加丰富、高质量的通信体验。

IMS的架构基于IP网络，并采用了服务、控制和传输层的分离，使得应用和网络能够独立演化和升级。

它包含了许多关键组件，如呼叫控制层（CSCF）、媒体资源层（MRFC）、多媒体资源层（MMRF）等，每个组件都有特定的功能和角色，相互协作完成多媒体通信应用的实现。

IMS可支持多种多媒体应用，最常见的是语音和视频通话。

用户可以通过IMS系统进行高质量的语音通话，甚至支持高清音频；同时，用户还可以通过IMS进行视频通话，实现面对面的沟通和交流。

IMS系统还支持多人视频通话、多人会议等功能，让用户能够进行更复杂的多媒体应用。

另外，IMS还支持即时消息（IM）和多媒体消息（MMS）等功能。

通过IMS系统，用户可以进行实时的文字聊天、文件传输，以及发送照片、音频、视频等多媒体信息。

IM和MMS功能的出现，使得用户能够随时与好友、家人进行交流，分享自己的生活和体验。

这些通信应用基于IMS系统都具有低延迟、高可靠性和较高的安全性。

除了基础通信功能外，IMS还提供了其他增值服务，如语音留言、语音识别、音频会议等。

这些服务使得用户能够更加方便、灵活地进行多媒体通信，满足不同用户的需求。

IMS的实现带来了许多好处。

首先，IMS系统基于IP网络，可以利用互联网的基础设施，降低通信成本。

其次，IMS系统提供了丰富的多媒体服务，丰富了用户的通信体验。

再次，IMS系统具有灵活的可扩展性和可升级性，可以满足新的通信需求。

总之，IMS作为一种集成了语音、视频、数据和即时消息等多种多媒体通信应用的系统，通过基于IP网络的架构，为用户提供了更加丰富、高质量的通信体验。

它的出现推动了移动通信网络和互联网服务的融合发展，提升了用户的通信方式和效果。

浅谈3G系统中IMS技术随着移动通信技术的不断发展，3G系统成为了目前移动通信里最主流的通信技术之一。

3G系统通过采用不同的技术来实现多种服务，其中IMS技术是3G系统的重要组成部分。

本文将从以下几个方面来浅谈3G系统中IMS技术的应用。

一、IMS技术的基本概念IMS是IP Multimedia Subsystem的缩写，它是一种开放的、标准化的、服务架构化的多媒体通信协议，主要是用于提供多媒体实时通信服务，如VoIP、视频电话、多媒体消息等，同时也支持基于Web的业务和服务。

IMS技术采用IP网络传输，可以实现多种不同技术之间的互通和融合，在通信领域中具有广泛的应用和前景。

二、IMS技术的特点1.开放性：IMS技术是一种开放的技术，它允许不同厂商的设备和应用互相协同工作，方便用户可以随时随地享受到多媒体服务的便利。

2.标准化：IMS技术是基于开放标准的，因此可以保证不同厂商的设备和应用之间的互通性和兼容性。

3.支持多种业务：IMS技术能够实现多种实时通信服务，如VoIP、视频电话、多媒体消息等，也支持基于Web的业务和服务。

三、IMS技术在3G系统中的应用1.VoIP功能：VoIP是IMS技术的一项主要应用，它是3G系统和IMS技术的重要组成部分，可以实现语音和视频通话、多媒体消息等服务。

2.视频电话：与VoIP功能类似，视频电话也是IMS技术中的一个主要应用，它可以通过IP网络实现双方的视频通话，大大提高了沟通的效率和效果。

3.基于Web的服务：IMS技术还支持基于Web的业务和服务，可以通过IMS网关与其他网络、应用服务平台相连通，为客户提供更多的服务。

4.融合服务：IMS技术具有融合服务的特性，即将语音、数据、视频等多媒体业务进行整合，实现多种服务的共享和融合。

四、IMS技术的发展前景随着移动通信技术的不断发展和用户需求的增加，IMS技术将具有更广泛的应用和发展前景。

在未来的移动通信领域中，IMS技术将逐渐成为通信服务的标准，并将更加完善和成熟，不断提高用户的体验和服务质量。

IMS应⽤于中国电信的⽹络架构2019-09-11摘要 IMS被认为是下⼀代⽹络的核⼼技术，也是解决移动与固⽹融合，引⼊语⾳、数据、视频三重融合等差异化业务的重要⽅式，基于此简要介绍了IMS 的基本架构，并着重介绍了其在中国电信中的应⽤及⽹络结构。

【关键词】IMS ⽹络架构中国电信随着3G 时代的到来，移动⽹络不仅只满⾜于简单的语⾳通信，⽤户还要有更丰富多彩的数据及多媒体应⽤。

⽽IMS是⼀个全球性的、接⼊独⽴⽽且基于标准的IP通道和业务控制体系，它使得基于普通因特⽹协议的终端⽤户使⽤不同类型多媒体业务成为可能。

1 IMS标准的提出IMS是IP多媒体⼦系统的缩写。

3GPP和ETSI TISPAN都是较早研究基于IMS的系统架构的国际标准化组织。

不同组织研究IMS的侧重点不同，3GPP侧重于移动⽹⽅⾯，⽽TISPAN在3GPP研究的基础上更加侧重固⽹⽅⾯来研究IMS。

IMS（IP Multimedia Subsystem）最早是3GPP在Release 5版本提出的⽀持IP多媒体业务的⼦系统，并在Release 6与Release 7版本中得到了进⼀步完善。

它的核⼼特点是与接⼊的⽆关性和使⽤SIP协议。

IMS 是⼀个基于IP的多媒体控制平台，⽀持会话类和⾮会话类多媒体业务，为未来的多媒体应⽤提供⼀个通⽤的服务平台。

3GPP版本演进如图1所⽰。

IMS是⼀个基于IP的标准系统，且不区分接⼊⽅式，它可以将语⾳和数据⽹络业务整合，⽆论是固定⽹络PSTN，ISDN，互联⽹，还是移动⽹络的GSM，CDMA。

接⼊IMS系统的各种类型的客户端都可以建⽴对等的IP通信，并能获得所需的服务质量。

此外，除了会话管理，系统还提供了保障业务所必要的功能，如注册，安全，计费，负荷控制，漫游。

总之，IMS形成IP核⼼⽹络的核⼼。

2 IMS的特点（1）接⼊⽆关性：IMS从终端到⽹络都是基于IP的，正是这种端到端的IP联通性才使IMS真正的与接⼊⽆关。

IMS是3GPP在Release 5版本提出的支持IP多媒体业务的子系统，并在Release 6与Release 7版本中得到了进一步完善。

IMS是一个独立于接入技术的基于IP的标准体系，它与现存的话音和数据网络都可以互通，不论是固定网络用户(例如PSTN、ISDN、因特网)还是移动用户。

IMS的核心功能实体是呼叫会话控制功能(CSCF)单元，并向上层的服务平台提供标准的接口，使业务独立于呼叫控制。

采用基于IETF定义的会话初始协议(SIP)的会话控制能力，并进行了移动特性方面的扩展，实现接入的独立性及Internet互操作的平滑性IMS网络的终端与网络都支持SIP，SIP成为IMS域唯一的会话控制协议，这一特点实现了端到端的SIP 信令互通，网络中不再需要支持多种不同的呼叫信令，使网络的业务提供和发布具有更大的灵活性。

IMS系统架构如下：CSCF：呼叫会话控制功能（Call Session Control Function ）是一个SIP服务器，基于它所提供的功能不同，CSCF可以分为三类逻辑实体P-CSCF(代理CSCF) ：UE到网络的第一个连接点，建立同终端间的安全联盟（SA）I-CSCF(查询CSCF) ：IMS系统对外的联系点，S-CSCF分配功能，被叫S-CSCF定位功能，提供本域用户服务节点分配、路由查询以及IMS域间拓朴隐藏功能S-CSCF(服务CSCF)：在IMS核心网中处于核心的控制地位，负责对UE的注册鉴权和会话控制，执行针对主叫端及被叫端IMS用户的基本会话路由功能，并根据用户签约的IMS 触发规则，在条件满足时进行到AS的增值业务路由触发及业务控制交互HSS(Home Subscriber Server，归属用户服务器) ：存储IMS用户的签约数据、Service Profile、位置信息、鉴权信息等；也可提供传统的HLR功能：CS签约数据、PS签约数据SLF(Subscription Locator Function，签约位置功能) ：根据SIP URI定位HSS、需要访问HSS的实体均需调用、单一HSS环境不需要SLFAS(Application Server，应用服务器)：SIP AS(SIP应用服务器)IM-SSF(IP对媒体转换功能)OSA-SCS(OSA业务能力服务器)MRFC (Multimedia Resource Function Control)：IMS域内部的媒体控制资源功能，维护、控制MRFP中的媒体资源：H.248MRFP (Multimedia Resource Function Processor ) 媒体资源功能：IMS域内部的媒体资源功能，接受MRFC控制：H.248，提供声码器、通知音等资源MGCF (Media Gateway Control Function)：IMS控制面与传统PSTN/CS网络的互通点控制IMS-MGW，以完成媒体面的互通：H.248IMS侧：与I/S-CSCF互通PSTN/CS侧：SIP到BICC/ISUP协议转换IM-MGW(IMS Media Gateway)：IMS媒体面与传统PSTN/CS域的互通点接受MGCF控制：H.248提供声码器、回声消除、通知音、DTMF等资源。

IMS的安全架构2010-3-25一、概述IMS是一个基于IP的会话控制系统，其安全性倍受人们的关注。

随着Common IMS的提出，由于运行环境多样性的需求，使它形成了一个完整的安全体系结构。

IMS安全架构的四个部分为：▪用户终端设备，支持各类移动或固定的终端设备，包括具备IMS安全能力的或支持早期不具备该能力的用户终端设备▪信令层安全系统，支持各IMS通信实体间SIP信令和Cx接口的安全▪用户层安全系统，提供用户终端设备与各应用服务器之间的通信安全▪媒体层安全系统，即在IMS用户平面为不同用途和不同用户群提供媒体安全安全系统提供的安全服务主要包括如下：▪鉴权(实体认证)：保证通信实体身份的正确性▪完整性：数据以明码形式交换，但可以验证数据及其特性是否被改变过▪防重放：防止以重放数据的方式的非法入侵，它是完整性保护的一个特例▪机密性：数据以暗码形式交换，防止内容的泄露，这是一个可选的功能▪接入控制：防止未经容许使用网络资源二、信令平面的安全IMS是在分组网上的一个叠加系统，它对下面的分组网的依赖性很低，因此在IMS各网元间要求建立一套独立的实体认证和安全通信的约定，称为安全关联（SA）。

3GPP2的IMS信令安全结构建立了七个SA（3GPP为SA1-SA5），如图所示：▪SA1提供相互鉴权，用户设备和HSS中各存一个相同的永久性密钥，通过HSS与S-CSCF配合执行用户与网络的双向认证。

▪SA2提供用户设备和P-CSCF之间的安全链路，用于保护Gm接口。

提供数据源鉴权，即对收到数据的来源进行认证的功能。

▪SA3提供网络域内Cx接口的安全。

▪SA4提供不同网络SIP节点之间的安全，只有当P-SCSF在拜访网络(VN)时使用本安全关联，如果P-CSCF在归属网络(HN)时使用SA5。

▪SA5提供网络内部SIP节点之间的安全。

▪SA6提供HSS与外部IP网络SIP AS间的安全，与归属网络SIP AS之间采用SA3。