電信網(wǎng)絡(luò)控制層演進(jìn)IMSUPLOAD

1、電信網(wǎng)絡(luò)控制層演進(jìn)目標(biāo)IMS注：本PPT僅供內(nèi)部交流使用 主要內(nèi)容IMS的來龍去脈IMS的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)典型IMS業(yè)務(wù)流程IMS中的計費IMS在國內(nèi)的部署及演進(jìn)國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)情況和我們實驗室能力的擴(kuò)充計劃IMS的來龍去脈澄清幾個概念I(lǐng)MSIP Multimedia Sub-systemIP多媒體子系統(tǒng)雖然叫IP多媒體子系統(tǒng)，但是IMS是電信網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系下，控制層（業(yè)務(wù)層）技術(shù)，是原有交換、軟交換控制層的進(jìn)一步演進(jìn)。IMS是一種網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，不是業(yè)務(wù)，為業(yè)務(wù)和業(yè)務(wù)融合提供網(wǎng)絡(luò)能力雖然是電信網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系下，但是以IETF協(xié)議為基礎(chǔ)（SIP/Diameter/H.248)雖然IMS由移動網(wǎng)絡(luò)引入，但目前的IMS大有一統(tǒng)

2、控制層之勢IMS架構(gòu)本身相對于軟交換，更加簡單！復(fù)雜地方在于邊界控制，QoS保證，互聯(lián)互通，網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)和業(yè)務(wù)在多接入環(huán)境的連續(xù)性IMS支持多接入，演進(jìn)目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)中，各種原有網(wǎng)絡(luò)都可以作為IMS的接入，將控制上移到IMS，進(jìn)行統(tǒng)一的控制IMS是什么？IP =基于IP的傳輸基于IP的會話控制基于IP的業(yè)務(wù)實現(xiàn)Multimedia =語音、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 = 依賴于現(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)系統(tǒng)無線網(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)為什么出現(xiàn)IMS？技術(shù)發(fā)展角度6全I(xiàn)P化的發(fā)

3、展，加速了電信和互聯(lián)網(wǎng)的融合端到端的IP是網(wǎng)絡(luò)發(fā)展趨勢電信和互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合催生眾多新業(yè)務(wù)：如IM、PoC、Presence、Web800、數(shù)字傳真、多媒體會議等互聯(lián)網(wǎng)促使電信商業(yè)模式發(fā)生深刻轉(zhuǎn)變電信與互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)緊密合作拓展產(chǎn)業(yè)鏈：如Vodafone和Myspace、中國移動和Google的合作電信和互聯(lián)網(wǎng)在融合的同時，也面臨競爭：VoIP蠶食傳統(tǒng)話音業(yè)務(wù)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的發(fā)展引發(fā)的流量，對電信網(wǎng)絡(luò)造成巨大沖擊在融合與博弈中向前發(fā)展，IMS是共贏的需要為什么出現(xiàn)IMS？運營商企業(yè)發(fā)展角度全業(yè)務(wù)運營的根本需求固定和移動多接入融合的語音通信提供面向集團(tuán)、家庭和個人的豐富的融合通信業(yè)務(wù)更好的業(yè)務(wù)體驗統(tǒng)一的號碼統(tǒng)

4、一的賬單多媒體業(yè)務(wù)需求支持向用戶提供多媒體業(yè)務(wù)快速靈活的業(yè)務(wù)提供能力網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)需求面向全I(xiàn)P網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)目標(biāo)提供未來電信業(yè)務(wù)與互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)融合混搭能力IMS提供了什么？統(tǒng)一的控制 在IP網(wǎng)上有一層統(tǒng)一的控制網(wǎng) 歸屬地統(tǒng)一觸發(fā)業(yè)務(wù)。用戶不管漫游到何地，都有一致的業(yè)務(wù)體驗。融合的多媒體業(yè)務(wù)用戶在一次會話中，可根據(jù)需要組合使用多個業(yè)務(wù)（語音、視頻、消息等）。接入的無關(guān)性 只要是IP接入，不管是固定還是無線，都可以使用IMS業(yè)務(wù)。IMS對運營商的好處網(wǎng)絡(luò)更簡單、便宜。原因：IP技術(shù)特點，高集成度硬件，多種業(yè)務(wù)可共享同一個核心網(wǎng)?？煽焖凫`活的部署業(yè)務(wù)，并便于細(xì)分市場。原因：在同一個核心網(wǎng)上很容易部署并組合業(yè)務(wù)。

5、開放的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，容易選擇第三方部件來豐富運營商的業(yè)務(wù)。IMS提高運營商的競爭能力IMS對用戶的好處有互通的保障（MSN、QQ等無法互通）有安全的保障（避免主叫號碼欺騙的問題）全I(xiàn)P，便宜有業(yè)務(wù)質(zhì)量的保障單一號碼、帳戶，使用方便多種接入方式更好的業(yè)務(wù)體驗IMS的引入和發(fā)展IMS最早由3GPP提出，來源于移動網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)，3GPP R5引入，在移動網(wǎng)絡(luò)上提供多媒體業(yè)務(wù)后被業(yè)界廣泛認(rèn)同，作為融合網(wǎng)絡(luò)核心控制的技術(shù)，ITU-T和ETSI TISPAN（電信和互聯(lián)網(wǎng)融合業(yè)務(wù)及高級網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，ETSI從事下一代網(wǎng)絡(luò)研究的標(biāo)準(zhǔn)化組織）基于IMS定義下一代網(wǎng)絡(luò)，支持多接入，逐漸擴(kuò)展為適用于無線、固定寬帶、cabl

6、e等多種接入方式的統(tǒng)一核心控制網(wǎng)絡(luò)2007年，經(jīng)過各標(biāo)準(zhǔn)組織經(jīng)過協(xié)調(diào)，TISPAN和ITU-T的核心IMS標(biāo)準(zhǔn)工作轉(zhuǎn)移至3GPP，稱為Common IMS，國內(nèi)CCSA TC3和TC5也聯(lián)合成立統(tǒng)一IMS工作組由于電信業(yè)重組，全業(yè)務(wù)運營，國內(nèi)引入的IMS都是著眼于多接入控制3GPP IMSNGN IMSCommon IMS移動網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)2GGMSCMSC/VLRHLRHLR DBBSSBSSMAP其他PLMNMAPA移動網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展IMS的引入2G2.5GR99R4R5R6R7R8R9/10移動網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)2.5GGMSCMSC/VLRCS DomainHLRHLR DBBSSBSSMAP其他PLMN

7、InternetSGSNPS DomainMAPMAPMAPGGSNIP一個疊加的GPRS網(wǎng)絡(luò)，提供端到端包數(shù)據(jù)的交換服務(wù)；PS域采用PPP/SDH, PPP/E1, FR over E1, ATM, LAN等接口；GbA18 TS, 9150kbpsGPRS attachmentPDP context activationGTP2G2.5GR99R4R5R6R7R8R9/10移動網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)R99GMSCMSC/VLRHLRHLR DBBSSBSSMAP其他PLMNInternetSGSNMAPMAPMAPRNSCS DomainPS DomainGGSNIPGbIu-PSIu-CSGTP2G2

8、.5GR99R4R5R6R7R8R9/10移動網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)R4HLRHLR DBBSSBSSMAP其他PLMNInternetSGSNMAPMAPMAPRNSMGWMSC ServerMGWGMSC ServerCS DomainPS DomainGGSNIP基于ATM的Iu-CS接口和基于ATM或IP的Iu-PS接口CS域引入控制和承載的分離結(jié)構(gòu)Iu-PSIu-CSGTP2G2.5GR99R4R5R6R7R8R9/10移動網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)R5HSSHSS DBBSSBSSMAP其他PLMNInternetGGSNSGSNMAPMAPMAPIPRNSMGWMSC ServerMGWGMSC ServerI

9、MS DomainP-CSCFS-CSCFCS DomainPS DomainIM-MGWMGCFMRFPMRFCSLF全I(xiàn)P的Iu接口，同時繼承ATM傳輸引入IP多媒體域Iu-PSIu-CSGTP2G2.5GR99R4R5R6R7R8R9/10移動網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)R6HSSHSS DBBSSBSSMAP其他PLMNInternetGGSNSGSNMAPMAPMAPIPRNSMGWMSC ServerMGWGMSC ServerIMS DomainP-CSCFS-CSCFCS DomainPS DomainIM-MGWMGCFMRFPMRFCSLFPDGAAAAAA ServerI-WLANWLAN接

10、入網(wǎng)WAGIu-PSIu-CSGTP2G2.5GR99R4R5R6R7R8R9/10移動網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)R72G2.5GR99R4R5R6R7VCC：研究IMS和CS語音呼叫之間的切換PCC：研究IMS中計費和策略控制框架的合并EC：研究通過IMS如何提供緊急呼叫CSI：研究如何將CS承載和IMS結(jié)合起來為用戶提供統(tǒng)一的業(yè)務(wù)SMSIP：研究如何通過IPCAN來提供短消息多媒體消息業(yè)務(wù)FBI:研究IMS如何提供固定接入。該階段3GPP在等待TISPAN的研究結(jié)果LCS3：研究如何在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R8R9/10NGN IMSIMS被ITU-T、

11、TISPAN采用作為NGN的研究基礎(chǔ)之后，其核心任務(wù)由原有的提供移動多媒體業(yè)務(wù)演變?yōu)樘峁┰捯?、?shù)據(jù)和多媒體業(yè)務(wù)，并且支持各種有線和無線接入手段，NGN IMS已經(jīng)成為一個有能力提供全業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)，并且話音成為NGN IMS所要提供的重要業(yè)務(wù)，這一點與3GPP提出IMS的初衷有很大不同。NGN IMS在上述3GPP IMS架構(gòu)的基礎(chǔ)上，針對固定接入的特點，引入了NASS/NACF（網(wǎng)絡(luò)附著子系統(tǒng)/網(wǎng)絡(luò)接入配置功能）和RACS/RACF（資源接納控制子系統(tǒng)/資源接納控制功能），從而完成用戶接入管理、授權(quán)認(rèn)證等功能，保證網(wǎng)絡(luò)安全，并實現(xiàn)對承載資源的分配與控制。NGN IMS另外一個重要變化是作為PST

12、N/ISDN仿真（PES）子系統(tǒng)的實現(xiàn)手段，在IMS核心架構(gòu)中增加AGCF（接入網(wǎng)關(guān)控制功能），為傳統(tǒng)終端提供原有的PSTN/ISDN業(yè)務(wù)。AGCF作為駐地媒體網(wǎng)關(guān)和接入媒體網(wǎng)關(guān)進(jìn)入IMS網(wǎng)絡(luò)的第一個接觸點，其作用相當(dāng)于一個P-CSCF，完成網(wǎng)關(guān)控制、與RACS/NASS交互、信令互通、SIP用戶代理等功能。2007年TISPAN和3GPP完成的對IMS標(biāo)準(zhǔn)范圍的劃分：業(yè)務(wù)：根據(jù)具體業(yè)務(wù)確定是否屬于Common IMS?；贗MS的PES：不屬于Common IMS。資源和接納控制（RACS）和網(wǎng)絡(luò)附著（NASS）：面向IMS的接口屬于Common IMS，其他部分不屬于Common IMS。

13、IMS Web業(yè)務(wù)接口、IMS計費接口、駐地網(wǎng)與IMS的接口、企業(yè)網(wǎng)與IMS的接口都屬于Common IMS。IMS安全、IMS測試、IMS合法攔截、IMS操作維護(hù)中與Common IMS有關(guān)的都屬于Common IMS。3GPP R8標(biāo)準(zhǔn)完成了對TISPAN和3GPP現(xiàn)有的IMS core的研究成果的合并，重點的研究課題包括Common IMS、PBX接入IMS、IMS集中控制（ICS）、Cable接入、MMSC、ISB-IMS Service Broker等。 移動網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)R82G2.5GR99R4R5R6R7R8R9/102009年12月，3GPP R9凍結(jié)， 主要內(nèi)容：- 多媒體電話業(yè)

14、務(wù)增強(qiáng)- 用戶數(shù)據(jù)融合- VCC呼叫連續(xù)- 對基于GPRS和EPS的IMS緊急呼叫的支持- 接入安全性增強(qiáng)- IMS媒體面安全- 基于IMS的PSS和MBMS用戶服務(wù)擴(kuò)展- IMS容災(zāi)與恢復(fù) - IMS會議管理對象3GPP R10正在進(jìn)行中，和IMS相關(guān)的主要內(nèi)容：- IMS業(yè)務(wù)連續(xù)性-設(shè)備間轉(zhuǎn)移增強(qiáng)- IMS緊急會話增強(qiáng)- 增強(qiáng)語音業(yè)務(wù)編解碼- EPS的增強(qiáng)語音業(yè)務(wù)需求研究- 演進(jìn)研究- 基于IMS業(yè)務(wù)互聯(lián)的IMS邊界功能研究- 策略解決方案及其增強(qiáng)的研究- IPv6遷移研究- SR-VCC增強(qiáng)研究 （支持LTE語音的架構(gòu)）移動網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)R9/102G2.5GR99R4R5R6R7R8R9/1

15、0IMS標(biāo)準(zhǔn)組織Internet Engineering Task ForceDefines SIP, SDP and other protocols underlying IMSIMS is driving some of the work in IETF3rd Generation Partnership Project3rd Generation Partnership Project2Define IMS network elements and infrastructure Harmonization effort has kept definitions as similar as

16、 possibleOpen Mobile AllianceDefining IMS services, e.g. Instant Messaging, Push-to-TalkNot strictly mobile oriented, driving wireline services alsoThe Parlay GroupIntegral to IMS architecture, define standard API frameworks工具業(yè)務(wù)TISPAN ETSI body on Next Generation NetworkAgreement on reuse of 3GPP/3G

17、PP2 IMS in comprehensive NGN plans Alliance for Telecommunications Industry SolutionsNearing agreement to use 3GPP/3GPP2 IMSCJK China Japan KoreaStarting Focus Group on NGNITU-T NGN Focus GroupLeveraging IMS in wireline 有線和融合架構(gòu)架構(gòu)無線驅(qū)動IMS與互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢和缺陷23 IP技術(shù)，便于開展豐富的多媒體業(yè)務(wù)。 開放的網(wǎng)絡(luò)，任何個人和組織都可以發(fā)布新業(yè)務(wù)。 有豐富的業(yè)務(wù)

18、。 對用戶免費的商業(yè)模式吸引了大量用戶的參與。 類似的業(yè)務(wù)之間不能互聯(lián)互通。例如IM類業(yè)務(wù)的MSN、Skype、QQ等 沒有統(tǒng)一管理的用戶帳號。需要用戶針對每項業(yè)務(wù)申請一個帳號。 沒有好的QoS保障機(jī)制 沒有比較好的統(tǒng)一管理機(jī)制。不利于國家安全和個人信用體系的建立。 沒有好的用戶認(rèn)證、信息安全機(jī)制，不利于電子商務(wù)的發(fā)展。 由于互聯(lián)網(wǎng)的自由性，導(dǎo)致業(yè)務(wù)提供者很難直接從用戶處獲得利益，需要通過其他手段（如廣告）獲利。阻礙了業(yè)務(wù)提供能力。優(yōu)勢：缺陷：以IP為基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)是通信業(yè)發(fā)展方向！IMS和互聯(lián)網(wǎng)的差異 統(tǒng)一的控制和業(yè)務(wù)的融合控制層 IMS業(yè)務(wù)應(yīng)用層網(wǎng)絡(luò)承載層基于IMS的下一代電信業(yè)務(wù)構(gòu)架Inte

19、rnet模式下的業(yè)務(wù)架構(gòu)P-CSCFS-CSCFI-CSCFBGCFSGWMGWMGCFSIP-AS / Parlay / INISPISPISPNENENENENENE全I(xiàn)P的NGN網(wǎng)絡(luò)Intenet網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)運營商端到端的IP業(yè)務(wù)控制實現(xiàn)在IP網(wǎng)絡(luò)上的多業(yè)務(wù)融合IMS與互聯(lián)網(wǎng)IMS幫助運營商成為價值鏈的控制者現(xiàn)在運營商只能在有限的業(yè)務(wù)上獲得收益隨著端到端的IP化，運營商有成為管道的風(fēng)險將來把網(wǎng)絡(luò)能力開放給第三方的同時，保持對價值鏈的控制通過業(yè)務(wù)與網(wǎng)絡(luò)綁定用戶運營商控制范圍RANInternetApplicationsRAN運營商控制范圍GGSNSGSNGGSNSGSNApplications

20、CSCFHSSIMS和傳統(tǒng)電信網(wǎng)快速的業(yè)務(wù)開發(fā)和部署傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)CAP/INAP 對CP/SP來說過于復(fù)雜，難以理解, 導(dǎo)致業(yè)務(wù)提供鏈過窄CAP/INAP 難以實施業(yè)務(wù)的嵌套。IMS采用跟HTTP類似的SIP協(xié)議，擁有眾多潛在的開發(fā)者基于SCIM實現(xiàn)業(yè)務(wù)靈活組合兼容三種主流類型業(yè)務(wù)：SIP-AS, OSA-SCS, IM_SSFLegacy networkRANSCPMSC/ SSPCAP/INAPSCCPMTP3MTP2L1CAP/INAPTCAPIMS和傳統(tǒng)電信網(wǎng) - 高性價比的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)User DataSessionApplication傳統(tǒng)業(yè)務(wù)提供架構(gòu)IMS 架構(gòu)CSCFApp1HSS標(biāo)準(zhǔn)

21、的業(yè)務(wù)接口共享的會話控制共享的用戶數(shù)據(jù)App2App3用戶數(shù)據(jù)多次重復(fù)運營商缺乏集中控制點相似功能不能重用（AAA）業(yè)務(wù)間缺乏標(biāo)準(zhǔn)接口，難以交互X漫游用戶無法繼續(xù)使用業(yè)務(wù)漫游用戶繼續(xù)使用業(yè)務(wù)IMS與NGNNGN概念的演化約十年前，狹義的NGN指軟交換，目前狹義的NGN的內(nèi)涵基本上指以IMS為核心控制，支持多種接入手段，提供統(tǒng)一的控制和業(yè)務(wù)連續(xù)性的網(wǎng)絡(luò)ITU和TISPAN對于NGN的定義除了核心IMS之外，還包括其他技術(shù)(與固定接入的兼容，PSTN/ISDN仿真（PES），下一代傳送網(wǎng)等)NGN中的PSTN/ISDN仿真 兩種仿真實現(xiàn)方式：基于呼叫服務(wù)器的仿真基于IMS的仿真 NGN 功能架構(gòu)（

22、Y.2012）ITU NGN詳細(xì)功能架構(gòu)（Y.2012）IMS與IPTVIPTV是一種業(yè)務(wù)，IMS是提供業(yè)務(wù)的架構(gòu)IPTV可以基于IMS架構(gòu)實現(xiàn)，也可以使用專有平臺實現(xiàn)，ITU提出了IPTV的三種不同的方案：Non-NGN IPTV，NGN Non-IMS IPTV，NGN IMS-Based IPTVITU與TISPAN均對基于IMS 的IPTV業(yè)務(wù)進(jìn)行了較為深入的研究，均認(rèn)為基于IMS 的IPTV 是未來的IPTV 業(yè)務(wù)的重要發(fā)展方向電信運營商希望通過IMS架構(gòu)實現(xiàn)IPTV，進(jìn)行統(tǒng)一的賬戶管理，而且可以提供更加豐富三重播放業(yè)務(wù)基于IMS的IPTV對IMS網(wǎng)絡(luò)提出了更高的要求ITU Non-

23、NGN IPTV 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) （Y.1910）ITU NGN non-IMS IPTV 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) （Y.1910）ITU NGN IMS IPTV網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) （Y.1910）IMS與三網(wǎng)融合IMS支持多接入，支持多媒體的技術(shù)特點，決定它將在網(wǎng)絡(luò)融合中扮演重要角色I(xiàn)MS是從電信角度看，三網(wǎng)融合之路，它為融合網(wǎng)絡(luò)提供了統(tǒng)一的控制和管理廣電也開始部署IMS，作為融合網(wǎng)絡(luò)提供通信服務(wù)的架構(gòu)IMS與RCS什么是RCS？“RCS（Rich Communication Suite,富通信）是由GSMA（全球移動通信聯(lián)盟）推進(jìn)，構(gòu)建在IMS網(wǎng)絡(luò)之上，具有統(tǒng)一業(yè)務(wù)集定義的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。是基于手機(jī)電話號碼簿實現(xiàn)語音、消息

24、、狀態(tài)呈現(xiàn)等多媒體業(yè)務(wù)的總稱，用戶通過智能終端上的軟件客戶端來使用RCS業(yè)務(wù)。GSMA RCS項目已有100多成員，包括主流移動運營商、設(shè)備商、終端商等200820092010RCS的特征：天然屬性（終端支持）互通屬性（運營商的互通）社交屬性（完全標(biāo)準(zhǔn)化）RCS目標(biāo)：電信業(yè)通過標(biāo)準(zhǔn)化的軟件客戶端和通信協(xié)議，在全球范圍內(nèi)支持不同運營商RCS業(yè)務(wù)之間的互通，增強(qiáng)電信服務(wù)對用戶的黏性，以應(yīng)對MSN等互聯(lián)網(wǎng)即時通信平臺業(yè)務(wù)、社交網(wǎng)絡(luò)等的競爭RCS增強(qiáng)電信業(yè)的能力，2010年取得一定突破2010年NGN領(lǐng)域深度觀察結(jié)論IMS與RCSRCS推動IMS移動多媒體應(yīng)用RCS的LTE演進(jìn)，推進(jìn)移動語音向IMS遷

25、移IMS實現(xiàn)固定、移動融合；語音及多媒體業(yè)務(wù)的融合IMS固網(wǎng)應(yīng)用固定業(yè)務(wù)的下滑趨勢，使得固網(wǎng)應(yīng)用無法推動IMS的規(guī)模部署，引領(lǐng)網(wǎng)絡(luò)融合RCS配合移動互聯(lián)網(wǎng)的澎湃發(fā)展，借助移動智能終端優(yōu)勢，有望成為推動IMS部署關(guān)鍵因素統(tǒng)一融合的核心網(wǎng)RCS推動IMS固定多媒體應(yīng)用IMS與LTE/SAELTE (Long Term Evolution) ，長期演進(jìn)，是無線接入進(jìn)一步演進(jìn)，屬于4G無線接入技術(shù)SAE (System Architecture Evolution) 系統(tǒng)架構(gòu)演進(jìn)，即網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)LTE與SAE是3GPP針對接入網(wǎng)和核心網(wǎng)演進(jìn)定義的項目名稱EPC (Evolved Packet Core n

26、etwork ), 理解為3G的SGSN/GGSN的演進(jìn)目標(biāo)，位于LTE核心網(wǎng)的承載層，進(jìn)行承載控制和承載傳輸，包括MME、Serving Gateway、PDN Gateway等MME (Mobility Management Entity )，主要負(fù)責(zé)用戶接入控制、業(yè)務(wù)承載控制、尋呼、切換控制等控制信令的處理 ，控制面S-Gateway，主要負(fù)責(zé)用戶數(shù)據(jù)傳輸，包路由等，用戶面IMS是業(yè)務(wù)控制層面的核心網(wǎng)。而EPC是承載層面的核心網(wǎng)，應(yīng)該可以理解成代替了原來的SGSN和GGSN LTE/SAE可以理解為Common IMS的一種接入方式目前3GPP的研究熱點之一是IMS對LTE的支持，比如S

27、R-VCCIMS與LTE網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖IMS的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)IMS本質(zhì)：在軟交換基礎(chǔ)上進(jìn)一步實現(xiàn)業(yè)務(wù)與控制的分離IMS是軟交換的下一跳，是核心網(wǎng)的 “Evolution”，進(jìn)一步實現(xiàn)了業(yè)務(wù)與控制的分離CSCF呼叫控制基本話音及補充業(yè)務(wù)媒體服務(wù)器信令和媒體網(wǎng)關(guān)軟交換呼叫控制基本話音及補充業(yè)務(wù)媒體服務(wù)器信令和媒體網(wǎng)關(guān)多媒體業(yè)務(wù)服務(wù)器IMS“Evolution”從交換機(jī)到軟交換是核心網(wǎng)的 “Revolution”，實現(xiàn)了控制與承載的分離傳統(tǒng)交換機(jī)呼叫控制基本話音及補充業(yè)務(wù)媒體服務(wù)器信令和媒體網(wǎng)關(guān)軟交換呼叫控制基本話音及補充業(yè)務(wù)媒體服務(wù)器信令和媒體網(wǎng)關(guān)“Revolution”IMS由3GPP自移動網(wǎng)絡(luò)的PS域引

28、入Packet Switched (PS) domainIMSInternetAccess NetworkInterworkingNetworkGERANBTSBSCPSTN/ISDNASCore NetworkCSCFNodeBRNCUTRANMGCFMAPMGWSIPH.248GGSNSGSNSIPservices &applicationsUEDiameterSIPSIPISUP HSSHLRIMS的系統(tǒng)架構(gòu)44CS Domain-or-PSTN-or-Legacy-or-ExternalApplicationsand ServicesSCPASMultimediaIPNetworksS

29、IPTCPUDPHTTPOthersSIPOperator 1MRF-CMGCFCxScGrMmMnGcMgBGCFMiGoGmSLFMRF-PMpISCSIPDiameterH248SIPH248COPSSIPDiameterMAPSIPMjISUPSGWMrCSCFMwBGCFMkOperator 2SIPDxSIPShMAPMGWSGWSIPSIPCAPOSASiIM-SSFOSA-SCSDiameterCAPCSCFPDFHSSHLRPS DomainGGSNSGSNGnAlternativeAccess NetworksTCP/IP/UDP/RTP/UEUTRANMTTEUuIuRG

30、ERANNGN IMS接入寬帶用戶Other IP NetworksIP Transport (Access and Core)T-MGFI-BGFASUPSFP-CSCFI/S-CSCFBGCFSLFChargingFunctionsIWFCore IMSMwMw/Mk/MmMrMgMjMiMpMnGmGqISCCxDxDhShIcRf/RoRf/RoIbIwGqPSTN/ISDNSGFMRFCMGCFMRFPResource and Admission Control SubsystemNetwork Attachment Subsysteme2IeMwIBCFMkMkUEUt策略控制資源

31、預(yù)留接納控制NAT穿越終端IP地址分配用戶接入認(rèn)證授權(quán)網(wǎng)絡(luò)接入接入網(wǎng)配置位置管理Common IMS: Core IMS + Selected additional IMS related interfaces and functionalityCommon IMS的定義IMS應(yīng)用舉例：中國移動CM-IMS中國移動從2005年提出了CM-IMS技術(shù)概念。CM-IMS基于3GPP IMS標(biāo)準(zhǔn)，可簡述為：3GPP R6簡化版+企業(yè)接入+新增定制功能；其在R6基礎(chǔ)上簡化了一些功能：包括減少接口數(shù)量以及簡化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。該架構(gòu)能夠滿足移動和固定的綜合接入需求，支持 在統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)下為不同的用戶群提供業(yè)務(wù)

32、。中國移動針對CM-IMS的規(guī)范和測試工作主要側(cè)重于固定接入方式，為集團(tuán)客戶等用戶群提供VoIP等基本業(yè)務(wù)和增值業(yè)務(wù)。CM-IMS涵蓋了3GPP IMS標(biāo)準(zhǔn)，可支持3G接入方式，并同時支持其它接入方式，如LAN、WLAN、WiMAX等。 CM-IMS的主要特征-1CM-IMS的主要特征-2CM-IMS的主要特征-3CM-IMS的主要特征-4中國移動CM-IMS的邏輯結(jié)構(gòu)IMS邏輯實體分類CSCF功能會話控制和路由SBC功能會話邊界控制和媒體路由HSS/SLF用戶數(shù)據(jù)管理BGCF/MGCF互通功能MRF媒體資源管理AS應(yīng)用服務(wù)器業(yè)務(wù)觸發(fā)和執(zhí)行擴(kuò)展的IMS實體IMS中的接口協(xié)議接口協(xié)議典型IMS業(yè)

33、務(wù)流程P-CSCF發(fā)現(xiàn)流程2. 在IP-CAN的IP連接建立之后，UE通過DHCP獲取P-CSCF的域名和能夠解析該域名的DNS1 由IP-CAN在IP連接建立時將P-CSCF信息發(fā)布給UE。IMS用戶注冊流程(1)GGSNSGSNIP-CANHome or Visited NetworkIMS UES-CSCFHSSP-CSCFI-CSCFSIP-ASThird-Party SIP-ASService Provider1IMS domainHome NetworkGGSNSGSNIP-CANHome or Visited NetworkIMS UES-CSCFHSSP-CSCFI-CSCFS

34、IP-ASIMS domainHome NetworkIP backboneThird-Party SIP-ASService Provider1Operator IOperator XOperator YOperator IIIMS Signaling PDP contextIMS Signaling PDP contextREGISTERDNSDNSREGISTERREGISTERIMS域內(nèi)會話流程GGSNSGSNIP-CANHome or Visited NetworkIMS UES-CSCFHSSP-CSCFPDFI-CSCFSIP-ASThird-Party SIP-ASServic

35、e Provider1IMS domainHome NetworkGGSNSGSNIP-CANHome or Visited NetworkIMS UES-CSCFHSSP-CSCFPDFI-CSCFSIP-ASI-CSCFIMS domainHome NetworkIP backboneThird-Party SIP-ASService Provider1Operator IOperator XOperator YOperator IIIMS Signaling PDP contextIMS Signaling PDP contextEnumDNSEnumDNSINVITEDNSDNSDat

36、a Traffic PDP contextData Traffic PDP contextMedia PlaneSignaling PlaneINVITEINVITEINVITEINVITEINVITEINVITEIMSCS會話流程GGSNSGSNIP-CANHome or Visited NetworkIMS UES-CSCFHSSP-CSCFPDFI-CSCFSIP-ASThird-Party SIP-ASService Provider1IMS domainHome NetworkCS UEMGCFIM-MGWBGCFCS domainHome NetworkIP backboneOpe

37、rator IOperator XOperator ZIMS Signaling PDP contextEnumDNSDNSData Traffic PDP contextMedia PlaneSignaling PlaneGMSCServerGMGWBGCFINVITEINVITEINVITEINVITEINVITEData Traffic PDP contextINVITEIMS中的計費IMS計費的總體特點計費關(guān)聯(lián)越來越普遍分層結(jié)構(gòu)決定計費關(guān)聯(lián)（控制層計費和承載層計費的關(guān)聯(lián)等）在IMS系統(tǒng)中，計費信息的產(chǎn)生是分散的，各IMS網(wǎng)元節(jié)點都會根據(jù)自己在會話中的作用和可獲得的會話信息產(chǎn)生話單，需要

38、計費系統(tǒng)做大量的計費關(guān)聯(lián)和核減處理，使用IMS計費標(biāo)識符關(guān)聯(lián)（IMS Charging Identifier，ICID）計費模式趨向多樣化在線計費OCS：按照收費模式：立即收費（IEC）和單元預(yù)留收費（ECUR）按照計費類型：事件計費（ ECF ）、會話計費（ SCF）、承載計費（BCF ）離線計費：計費采集功能（CCF）和計費網(wǎng)關(guān)功能（CGF）計費實體趨向組件化、網(wǎng)絡(luò)化開放接口，IMS與計費系統(tǒng)接口統(tǒng)一為Diameter協(xié)議計費系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)側(cè)的結(jié)合更為緊密，計費實體更像一個邏輯的網(wǎng)元設(shè)備IMS中的計費框架3GPP 提出了“分層計費”的概念Bearer Charging Service Char

39、ging Subsystem Charging優(yōu)點：從網(wǎng)元在一次業(yè)務(wù)中扮演的不同層次來看待計費，計費的針對性更強(qiáng)業(yè)務(wù)和承載的計費分離，運營更靈活 參考點： Rf, Wf, Ga, Bx, ISC, Ro, Wo, CAP, Gy Billing DomainONLINECHARGINGOFFLINECHARGINGWLANMRFCSIP ASPCRFAFCDFCS-NESGSNCGFOCSIMS-GWFS-CSCFService-NE P-GWPCEFMGCFBGCFIBCFP-CSCFI-CSCF S-GW3GPP定義的離線與在線計費離線計費（offline charging）使用網(wǎng)絡(luò)資源之

40、前，不需要額外的信用控制過程計費信息并不實時影響使用的業(yè)務(wù)可用于用戶計費、網(wǎng)間結(jié)算、統(tǒng)計的目的，比較典型的應(yīng)用：后付費業(yè)務(wù)在線計費（online charging）使用網(wǎng)絡(luò)資源之前，首先獲得OCS對其資源使用的授權(quán)，業(yè)務(wù)進(jìn)行過程中實時進(jìn)行信用控制用戶當(dāng)前的帳戶信息實時影響網(wǎng)絡(luò)資源的使用可用于用戶計費目的，比較典型的應(yīng)用：預(yù)付費業(yè)務(wù)72離線計費的演進(jìn)R4R4階段：CS的MSC Server和PS的SGSN/GGSN網(wǎng)元完成計費信息的收集和處理，形成標(biāo)準(zhǔn)格式的CDR，保存在文件中傳遞給BS或者通過Ga接口傳遞給CGF離線計費的演進(jìn)R5R5階段：CS/PS保持和R4相同對于R5階段新引入的IMS子系

41、統(tǒng)，CSCF、AS等網(wǎng)元通過Rf口將計費信息傳送給CCF，由CCF完成CDR的生成和保存離線計費的演進(jìn)R6R6與R4、R5相比，計費框架變化較大：統(tǒng)一了CS、PS、IMS各網(wǎng)元在離線計費中的位置，以及網(wǎng)元對外的計費接口不再將CDR的格式化作為網(wǎng)元的一部分，計費信息的處理獨立出來作為CDF，網(wǎng)元內(nèi)嵌CTF功能，負(fù)責(zé)在計費觸發(fā)點向CDF輸出計費信息對CTF和CDF之間的接口進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化在CDF上，對CTF計費信息進(jìn)行預(yù)處理、格式化等工作形成CDR輸出CGF不再是PS域中的獨有功能，而是演進(jìn)為所有域/子系統(tǒng)公共的功能單元。IMS離線計費模型CTF：Charging Trigger Function計

42、費信息收集（Accounting Metrics Collection ）計費信息轉(zhuǎn)發(fā)（Accounting Data Forwarding ）通常在網(wǎng)元中實現(xiàn)CDF：Charging Data Function計費信息收集（通過Rf接口）話單構(gòu)造和CTF是1:1或者1:n的關(guān)系CGF：Charging Gateway Function通過Ga接口從CDF接收話單話單預(yù)處理話單存儲和CDF是1:n的關(guān)系優(yōu)勢：1）將計費功能獨立開來，網(wǎng)元可以將重點放在業(yè)務(wù)的接續(xù)和處理中2) 網(wǎng)元對外接口做了標(biāo)準(zhǔn)化，有利于組網(wǎng)的靈活性，多個子系統(tǒng)(CS、PS、IMS)可以共用一套CDF設(shè)備3) 對于業(yè)務(wù)網(wǎng)元設(shè)備、

43、CDF、CGF，運營商可以分別采購IMS 離線計費方案IMS CORECSCFCN DomainSGSNGGSNMRSASSIPASCGFRCTFCTFCTFCTFCTFCCF: Charging Collection Function CDFRfIMS在線計費模型在線計費提供三種計費模式：IEC（Immediate Event Charging）：立即事件計費ECUR（Event Charging with Unit Reservation）：單元預(yù)留事件計費SCUR（Session Charging with Unit Reservation）：單元預(yù)留會話計費離線計費的演進(jìn)R7/R8FB

44、C進(jìn)一步發(fā)展成PCC（Policy & Charging Control）實體，它將R6版本中策略控制功能（PDF）和基于流的計費功能（FBC）合并成一個功能實體IMS R7版本還引入了新的機(jī)制來解決承載與業(yè)務(wù)的關(guān)聯(lián)問題?；诹鞯牟呗钥刂疲褂脭?shù)據(jù)流模板TFT（包含在PDP Context內(nèi)），通過IP地址和端口號來識別數(shù)據(jù)流R8中PCC更加細(xì)化，可以支持基于業(yè)務(wù)、基于流、基于QoS等的新的計費模式R8之后無大改動3GPP R8版本的PCC架構(gòu) 中國移動CM-IMS計費現(xiàn)狀目前只有離線計費離線計費做了簡化，將計費采集點簡化為四個：AS、P-CSCF、MGCF、VIG，其中：AS的話單對用戶進(jìn)行

45、業(yè)務(wù)計費；P-CSCF的話單用于與他省進(jìn)行漫游計費結(jié)算；MGCF/VIG的話單用于CM-IMS網(wǎng)絡(luò)與CS域互通的結(jié)算、對賬、統(tǒng)計等用途。 IMS的部署和演進(jìn)路線國際上主流運營商IMS的發(fā)展思路固網(wǎng)運營商：通過IMS捆綁語音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，降低用戶流失率加強(qiáng)對于IP網(wǎng)絡(luò)的控制，避免成為管道商引入多媒體業(yè)務(wù)PSTN改造移動運營商：移動多媒體業(yè)務(wù)（如Video Sharing）提升在集團(tuán)大客戶市場的競爭力全業(yè)務(wù)運營商：固網(wǎng)移動融合移動運營商部署IMS的速度將快于固網(wǎng)運營商歐洲和北美的運營商率先部署IMS，其他地區(qū)的運營商采取跟隨戰(zhàn)略國內(nèi)運營商的部署情況-1中國移動IMS定位：前期針對固定網(wǎng)絡(luò)資源缺乏通過

46、引入IMS實現(xiàn)固定話音接入和業(yè)務(wù)控制，提供多媒體類和融合類業(yè)務(wù)能力，并實現(xiàn)移動CS域與IMS域的互通；發(fā)展期，傳統(tǒng)的2G CS域進(jìn)行退網(wǎng)，IMS開始吸收CS域話務(wù)，但I(xiàn)MS域和CS域長期并存。最終，CS網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)到ICS，成為IMS的接入，CS域逐步退網(wǎng)，IMS域成 為統(tǒng)一核心控制。有詳細(xì)的演進(jìn)路線。網(wǎng)絡(luò)背景：移動強(qiáng)，固定弱。因此前期用IMS提供固定接入控制，后期融合移動網(wǎng)。IMS部署動作：2005年，中國移動在IMS國際標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上提出了CM-IMS。之后，移動研究院組織了兩輪功能和互通性測試 2007年底至2008年初，中國移動針對五家廠商（中興、華為、愛立信、諾西、阿朗），進(jìn)行了九省CM-I

47、MS試點中國移動在2006年12月啟動IMS綜合信息網(wǎng)項目，該網(wǎng)絡(luò)是全國最大的IMS企業(yè)通信網(wǎng)， 建設(shè)該網(wǎng)絡(luò)的目的在于利用IMS技術(shù)和設(shè)備建設(shè)中國移動集團(tuán)及各省公司員工通信平臺，驗證IMS的商用能力，并借此掌握IMS技術(shù)相關(guān)特點，為將來在全網(wǎng)絡(luò)建設(shè)IMS網(wǎng)絡(luò)，并基于IMS提供相關(guān)業(yè)務(wù)積累寶貴的經(jīng)驗已經(jīng)開展的業(yè)務(wù)：多媒體電話，統(tǒng)一Centrex，多媒體彩鈴，多媒體會議，即時消息，點擊撥號，傳真國內(nèi)運營商的部署情況-2中國電信IMS定位：初期為提供視頻電話，積極試點IPTV 高清視頻等業(yè)務(wù)；網(wǎng)絡(luò)背景：對于固定寬帶多媒體業(yè)務(wù)目前主要依托NGN提供，雖正在規(guī)劃NGN改造支持IMS 但NGN規(guī)模龐大實施

48、難度較大IMS部署動作：集中在上海部署IMS系統(tǒng)，支持全國3G用戶可視電話業(yè)務(wù)。集團(tuán)已經(jīng)招標(biāo)，一期IMS移動用戶容量30萬；在上海等7省試點重點驗證IPTV、高清視頻、IMS業(yè)務(wù)能力對外開放等；多媒體電話，Centrex等業(yè)務(wù)的驗證，直接采用廠家方案，無標(biāo)準(zhǔn)化未進(jìn)行網(wǎng)管、開通等支撐方面的驗證工作中國聯(lián)通IMS定位：為企業(yè)用戶提供融合通信服務(wù)；網(wǎng)絡(luò)背景：中國聯(lián)通的IMS網(wǎng)絡(luò)采用多點部署的模式，不同省份之間并沒有直接組網(wǎng)互聯(lián)已發(fā)展企業(yè)用戶規(guī)模2.5萬，目前擴(kuò)容需求較大；固網(wǎng)網(wǎng)改：利用IMS解決匯接局網(wǎng)改、交換機(jī)網(wǎng)絡(luò)智能化等現(xiàn)網(wǎng)問題如河北聯(lián)通、河南聯(lián)通、山東聯(lián)通。北聯(lián)通、河南聯(lián)通、山東聯(lián)通；xPON

49、接入：利用IMS接入xPON用戶，如河北聯(lián)通、河南聯(lián)通、山東聯(lián)通廣東聯(lián)通網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)步驟-華為方案2G BSS2G/3G R4SCPStep 1：引入IMS（獨立HSS，獨立MGCF），主要提供企業(yè)應(yīng)用，提供CS/IMS統(tǒng)一的業(yè)務(wù)平臺，提供融合業(yè)務(wù)。Step 2：LTE/SAE建設(shè)，提供VoLTE服務(wù)，話音逐漸切換到LTE，同時改造R4為mAGCF，降低CS運營成本。NGINSCIMHLR3G RANSDP for VoBBIMSHSSVoBBUSCLTE/SAEmAGCFIMS演進(jìn)第一步：互通融合移動SCPGSM網(wǎng)TD-SCDMA網(wǎng)PLMNUMGBSCBTSIP承載網(wǎng)G網(wǎng)軟交換HLRPLMNUM

50、GBSCBTSIP承載網(wǎng)TD網(wǎng)軟交換HLRIP承載網(wǎng)PCSCFFTTXxPONAS 3AS2AS1CSCFHSSSIPSIP/BICCSIPIMS演進(jìn)第二步：完全融合（目標(biāo)架構(gòu)） 移動SCPCSCFHSSAS1AS 3AS2PLMNUMGBSCBTSIP承載網(wǎng)mAGCF/G網(wǎng)軟交換PLMNUMGBSCBTSIP承載網(wǎng)mAGCF/TD軟交換IP承載網(wǎng)PCSCFxPON新增AS 新增AS 新增AS 新增AS SIPSIPSIP移動研究院演進(jìn)方案階段一：引入IMS，提升核心網(wǎng)絡(luò)能力PLMN/PSTNMGWHLRSCPGMSSCSCFHSSSIP ASAGCF接入GGSNSGSNMGCFMSS互通PC

51、RF核心網(wǎng)IMS域分組域電路域獨立組網(wǎng)，業(yè)務(wù)互通：CS為移動用戶提供語音類業(yè)務(wù)。IMS為固定接入用戶提供多媒體業(yè)務(wù)，為移動用戶提供非實時和準(zhǔn)實時業(yè)務(wù)。IMS與CS保持語音、消息等業(yè)務(wù)的互通IMS與CS域的關(guān)系 PS域為IMS域提供接入：會話類數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)通過IMS提供，非會話類數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)（如Web瀏覽、下載等）仍基于PS域直接提供IMS與PS域的關(guān)系階段二：IMS與CS網(wǎng)絡(luò)長期共存PLMN/PSTNMGWSCPGMSSCSCFHSS/HLRSIP ASAGCF接入MGCFmAGCF互通接入IM-SSFMSSPCRF電路域分組域IMS域核心網(wǎng)GGSNSGSNMMESAE GWIMS和CS長期共存。IMS開始為移動用戶提供VoIP業(yè)務(wù)，分擔(dān)部分CS話務(wù)IMS與CS域的關(guān)系PS域仍為IMS域提供IP承載，業(yè)務(wù)分擔(dān)PS域核心網(wǎng)向SAE架構(gòu)演進(jìn)IMS與PS域的關(guān)系 階段三：統(tǒng)一融合的核心網(wǎng)MGWHLRmAGCF電路域核心網(wǎng)目標(biāo)架構(gòu)CSCFHSS/HLRMGCF