IMS网络知识

MS(IP Multimedia Subsystem)是IP多媒体系统,是一种全新的多媒体业务形式，它能够满足现在的终端客户更新颖、更多样化多媒体业务的需求。

目前，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。

但是，目前全球IMS网络多数处于初级阶段，应用方式也处于业界探讨当中。

目录∙• 概述∙• 发展历程∙• 应用∙• 安全问题分析[显示全部]概述编辑本段回目录IMS最初是由3GPP(第三代合作伙伴计划)组织制定的一项3G网络核心技术标准。

现在这项标准已为ITU-T(国际电联标准化部门)和ETSI(欧洲电信标准化委员会)认可，被纳入下一代网络(NGN)的核心框架之中。

它被认为是未来实现固定网和移动网融合(FMC)的重要技术基础。

IMS的体系结构分为业务层、控制层和链接层。

业务层由应用(和内容)服务器组成，负责为用户提供增值服务。

控制层由网络控制服务器组成，负责管理呼叫或会话的设定、修改和释放。

在这些服务器中最重要的是具有呼叫会话控制功能(CSCF)的SIP服务器。

在控制层中，还配置了计费、运营维护等多功能。

边界网关负责与其他运营商网络或其他类型网络之间的互通。

连接层由用于骨干网和接入网的路由器及交换机组成。

IMS符合下一代网络把呼叫控制和传输分离的要求；它基于SIP，与接入无关，符合网络向“多种终端——多种接入——统一控制核心网——多种应用的网络体系结构”演变的发展方向，使得多种业务能同时进行交互，以形成一个更加灵活的通信平台。

不仅可以实现人到内容的多媒体通信，还能实现人到人的多媒体通信。

IMS将最终融合固定网、移动网、企业网、无线网等各种网络，简化网络结构，支持更丰富的定制化业务。

发展历程编辑本段回目录国际第三代移动通信组织3GPP一直在进行它称为IP多媒体子系统IMS的标准化研究。

在3GPP的文件R5中，IMS是UMTS核心网络中提供端到端多媒体业务和集群多媒体业务的中心。

在3GPP的R6中，IMS已经被定义为支持所有IP接入网的多媒体业务核心网，可以支持任何一种移动的或固定的、有线的或无线的IP-CAN(IP Connectivity Access Networks)，包括W-CDMA，CDMA2000，Ethernet，xDSL以及Wireless LAN等等。

IMS由控制多媒体会话的网络实体组成，在UMTS中IMS是提供IP多媒体服务的核心。

IP多媒体服务使用GPRS网络来进行传输。

网络提供者同时为IP多媒体服务提供传输实体和网络控制实体。

网络结构同时允许为第三方提供附加的IP 多媒体服务。

在UMTS版本5或更高的版本中，新增加的主要内容就是添加了两个全新的具有重要能力的IMS。

第一，增加类似呼叫状态控制功能(CSCF)的新的网络实体来提供基本的IP多媒体服务，例如在两个用户间的多媒体会话的发起。

第二，相互兼容已经发展到可以提炼一些网络实体能力的阶段，例如开放业务接入 (OSA)服务能力。

利用基本的IP多媒体服务和网络提供的能力，OSA服务能力的功能被期望能够激励第三方新的IP多媒体服务的产生。

一个IMS包括一个或多个CSCF、媒体网关控制功能(MGCF)、IMS媒体网关、多媒体资源功能处理器(MRFC)、订阅位置功能、中断网关控制功能(BGCF)和应用服务器。

我们下面解释IMS如何实现其主要功能和如何为UMTS增加支持多媒体业务。

IPv6--IMS的信令和会话业务都是通过IP承载的，但是，并不是任何版本的IP 都是可以使用的，IMS要求只有IPv6才能在IMS域中使用。

虽然这将使UMTS这一全球第一商业系统广泛地发展IPv6，但是这仍将是一个大胆的要求，因为：IMS中的IP寻址与分组域骨干网中使用的(例如IPv4)和电路域中使用的是不同的，所以IPv6和IPv4互通的问题需要解决。

用于移动台接入IP多媒体服务的IP寻址范围必须在IMS寻址域内，这个寻址域是在建立好IP连接时激活的PDP上下文中安排好的。

IP地址可以从服务域而不是归属域的GGSN中获得，从路由的效率来考虑，这是一个优点。

呼叫/会话控制--CSCF使用SIP在呼叫控制中发挥了核心作用。

CSCF可以比作电路域语音通话中移动交换中心的信令部分和控制部分。

除了语音通信之外，它还能支持多媒体会话。

SIP是在移动台和CSCF之间、CSCF之间、CSCF和MGCF 之间、CSCF和应用服务器之间有关信令方面的协议。

CSCF起到了很多作用：作为代理CSCF(P-CSCF)，这是移动台和IMS连接最初的一点；作为提供服务的CSCF(S-CSCF)，可以用于会话控制；作为询问CSCF(I-CSCF)，这是网络中各个移动台的有关IMS信令的一个主要的连接点。

PSTN互通--当会话的一端为IMS用户，而会话的另一端是公共电话交换网用户时,网络需要四个新的功能实体-IMS媒体网关、MGCF、信令网关和BGCF。

BGCF 具有支持PSTN与PS域之间的呼叫的功能。

媒体网关用来完成在两端用不同格式编码的媒体信号的翻译。

MGCF控制IMS媒体网关，提供在基于SIP的和基于ISUP 信令之间应用级的信令翻译，并且与S-CSCF进行通信。

传输级的在基于IP的和基于SS7的信令翻译由SGW完成。

BGCF识别网络和网络中的MGCF，并确定进入PSTN的位置。

处理用户签订的信息和用户状态的信息--归属用户服务器(HSS) 是主要的数据库，它存储用户签订的业务信息和本地信息。

它可以被考虑为一个增强型GSM网络中的归属位置寄存器。

因为在网络中有几个HSS存在，在注册和会话建立过程中，为了找到有目标用户信息的HSS，用户位置功能被CSCF询问。

用户位置功能不需要在单一的HSS环境下实现，因为CSCF知道哪一个 HSS会被使用。

可以使用各种不同的应用服务器，包括基于SIP的应用服务器和OSA应用服务器，这些应用服务器可以实现各种服务，例如语音提示服务和预付费服务。

支持多种服务的应用服务器还可以促进新的业务的产生。

在这两种情况下，SIP为S-CSCF的信令服务，然而，在一个OSA应用服务器的例子中，一个 OSA容量服务器应该插入在OSA应用服务器和S-CSCF之间。

多方会议-媒体资源功能处理器(MRFP)和媒体资源功能控制器(MRFC)支持多方多媒体会议，并能体现媒体资源(例如，语音提示功能)的实际能力。

MRFP处理和混合实际的媒体流，MRFC控制MRFP的媒体流资源。

其他问题-在设计和标准化UMTS的过程中，产生了很多复杂的问题。

例如，在2000年底才确定下来一个用户的服务控制由它的归属网络来执行，并且，当用户漫游到国外网络时，这个功能仍然适用，但是，因为存在仅仅由归属域控制产生的潜在的劣势，例如，归属域的过载和处理分组上的延迟，所以由访问域进行控制的问题也已经开始考虑了。

而且，关于支持由访问域和归属域通过IMS共同控制的问题，3GPP已经讨论了一段时间了。

然而支持两种模式必定会使网络结构更加复杂。

因此，3GPP最终决定使用归属域来控制，但是，以后可能会重新进行这一问题的讨论。

应用编辑本段回目录1、即时通 (Push to talk)又叫做一键通业务，该服务使得手机终端用户能够在分组交换网络上，通过只按一个按键就进行一对一或群体即时通话。

该服务采取“ 半双工” 模式，也就是说同一时间只有一人能够讲话，从而更便于群体交流，该服务可以使用户能够在通话群中灵活地选定或者变换通话对象。

从而用户可以轻易地与通话群体中所有人或选择部分人进行 Push to talk 通话。

它是一种全数字传输的VoIP技术，其完全基于SIP协议和IMS的设计，很好的保证了互通性、可量测性和向未来3G 的平滑过渡。

2、IP电话业务随着宽带IP接入的普及，IP终端电话成为新的热点，例如现在一些运营商正在推广的IP超市(类似于IP公用电话亭)，基于H.323 的IP终端电话未能普及除了以前缺乏IP宽带接入这个原因外，还因为 H.323 的用户认证一直是一个问题，另外H.323终端价格昂贵也是一个原因。

现在采用SIP基本上克服了这些问题，SIP软件被免费集成在Microsoft WinXP 操作系统中，因为SIP如此简单，甚至有运行在Linux，PocketPc，Symbian上的 SIP Client软件，使得手持终端上的SIP应用也成为可能，而且SIP还支持完善的用户认证机制。

所以基于SIP的IMS完全可以被用来作为IP终端电话系统。

3、串行振铃和并行振铃业务因为一个SIP用户可以同时在很多终端上注册，比如他可能有几个固定办公电话，还有无绳电话，移动电话，便携PC等，每种终端可以实现不同的功能，比如便携PC支持视频而固定SIP电话可能连P&M都不支持，用户不需要总是带着所有终端，在各种情况下他只带着其中一些，比如开会时他可能只带着便携PC。

串行振铃业务是当另外一个用户呼叫该用户时，系统会根据该用户设定的次序和等待时间依次振铃该用户的各种终端，直到该用户接通为止。

而并行振铃业务则是系统同时振铃该用户的所有注册终端，直到该用户接通为止。

4、会晤转移业务会晤转移业务包括无条件转移，无应答转移和遇忙转移，该用户可以定制转移的统一资源标识(URI)，当条件符合时，呼叫被转移到设定的目标。

这种业务和传统电话呼叫转移业务功能相同，只是增加了新的媒体类型。

5、主叫标识显示业务和传统电话的主叫号码显示意义相同，只不过显示在被叫终端上的不只是主叫的SIPURI，而可能是任何媒体，比如一张主叫的照片、一段声音或者视频片断。

根据系统的提示，主叫可以事先将要传送的标识上传到系统中存储，当主叫呼叫被叫时，SIP消息报文将主叫标识的统一资源地址(URL)传到被叫，被叫终端自动打开该URL，从而看到主叫的标识。

安全问题分析编辑本段回目录IP多媒体子系统（IMS）是3GPP在R5规范中提出的，旨在建立一个与接入无关、基于开放的SIP/IP协议及支持多种多媒体业务类型的平台来提供丰富的业务。

它将蜂窝移动通信网络技术、传统固定网络技术和互联网技术有机结合起来，为未来的基于全IP网络多媒体应用提供了一个通用的业务智能平台，也为未来网络发展过程中的网络融合提供了技术基础。

IMS的诸多特点使得其一经提出就成为业界的研究热点，是业界普遍认同的解决未来网络融合的理想方案和发展方向，但对于IMS将来如何提供统一的业务平台实现全业务运营，IMS的标准化及安全等问题仍需要进一步的研究和探讨。

1、IMS存在的安全问题分析传统的电信网络采用独立的信令网来完成呼叫的建立、路由和控制等过程，信令网的安全能够保证网络的安全。

而且传输采用时分复用（TDM）的专线，用户之间采用面向连接的通道进行通信，避免了来自其他终端用户的各种窃听和攻击。