ims网络架构中核心功能实体(IMS系统架构)
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IMS技术的IMS的系统架构
IMS体系结构和CSCF的设计利用了软交换技术,实现了业务与控制相分离、呼叫控制与媒体传输相分离。IMS虽然是3GPP为移动用户接入多媒体服务而开发的系统,但由于它全面融合了IP域的技术,并在开发阶段就和其它组织进行密切合作,使得IMS实际已经不仅仅局限于只为移动用户进行服务。IMS体系结构如图所示。
在IMS体系结构中,最底层为承载层,用于提供IMSSIP会话的接入和传输,承载网必须是基于分组交换的。图中以移动分组网的承载方式为例,描述了IMS用户通过手机进行IMS会话的方式,主要的承载层设备有SGSN(GPRS业务支撑节点)、GGSN(***GPRS业务支撑节点)以及MGW(媒体***)。其中SGSN和GGSN可以重复利用现网设备,不需要硬件升级,仅通过做相关配置就可以支持IMS。MGW是负责媒体流在IMS域和CS(电路交换)域互通的功能实体,主要解决语音互通问题。无论具体***用哪一种接入方式,只要基于IP技术,所有的IMS用户信令就可以很好地传送到控制层。
中间层为信令控制层,由网络控制服务器组成,负责管理呼叫或会话设置、修改和释放,所有IP多媒体业务的信令控制都在这一层完成。主要的功能实体有CSCF、HSS(HomeSubscriberServer,归属用户服务器)、MGCF等,这些网元执行不同的角色,如信令控制服务器、数据库、媒体***服务器等,协同完成信令层面的处理功能,如SIP会话的建立、释放。这一层仅对IMS信令负责,最终的IMS业务流不经过这一层,完全通过底层的承载层做路由实现端到端通信。
最上面一层是应用层,由应用和内容服务器组成,负责为用户提供IMS增值业务,主要网元是一系列通过CAMEL、OSA/Parlay和SIP技术提供多媒体业务的应用平台。运营商可以自行开发一些基于SIP的应用,通过标准SIP接口与IMS系统连接;如果运营商需要连接第三方SP的应用,IMS可以和标准的API,如OSAAPI连接,通过OSA/ParlayGW对第三方非信任的SP业务进行鉴权和管理等。
IMS体系结构
1.1.IMS技术概念
IMS(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。1.2.IMS的定位
IMS在3GPPRelease 5版本中提出,是对IP多媒体业务进行控制的网络核心层逻辑功能实体的总称。3GPP R5主要定义IMS的核心结构,网元功能、接口和流程等内容:R6版本增加了部分IMS业务特性、IMS与其他网络的互通规范和无线局域网(WLAN)接入特性等;R7版本加强了对固定、移动融合的标准化制订,要求IMS支持数字用户线(xDSL)、电缆调制解调器等固定接入方式。
软交换技术从1998年就开始出现并且已经历了实验、商用等多个发展阶段,目前已比较成熟。全球范围早已有多家电信运营商开展了软交换试验,发展至今,软交换技术已经具备了替代电路交换机的能力,并具备一定的宽带多媒体业务能力。在软交换技术已发展如此成熟的今天,IMS的出路在何方?又该如何发展和定位呢?首先需要对IMS和软交换进行较为全面的比较和分析。
如果从***用的基础技术上看,IMS和软交换有很大的相似性:都是基于IP分组网;都实现了控制与承载的分离;大部分的协议都是相似或者完全相同的;许多***设备和终端设备甚至是可以通用的。
IMS和软交换最大的区别在于以下几个方面。
(1)在软交换控制与承载分离的基础上,IMS更进一步的实现了呼叫控制层和业务控制层的分离;
(2)IMS起源于移动通信网络的应用,因此充分考虑了对移动性的支持,并增加了外置数据库——归属用户服务器(HSS),用于用户鉴权和保护用户业务触发规则;
(3)IMS全部***用会话初始协议(SIP)作为呼叫控制和业务控制的信令,而在软交换中,SIP只是可用于呼叫控制的多种协议的一种,更多的使用媒体***协议(MGCP)和H.248协议。
总体来讲,IMS和软交换的区别主要是在网络构架上。软交换网络体系基于主从控制的特点,使得其与具体的接入手段关系密切,而IMS体系由于终端与核心侧***用基于IP承载的SIP协议,IP技术与承载媒体无关的特性使得IMS体系可以支持各类接入方式,从而使得IMS的应用范围从最初始的移动网逐步扩大到固定领域。此外,由于IMS体系架构可以支持移动性管理并且具有一定的服务质量(QoS)保障机制,因此IMS技术相比于软交换的优势还体现在宽带用户的漫游管理和QoS保障方面。
1.3.IMS的发展与应用
1.3.1.1IMS标准的发展
对IMS进行标准化的国际标准组织主要有3GPP和高级网络电信和互联网融合业务和协议(TISPAN)。3GPP侧重于从移动的角度对IMS进行研究,而TISPAN则侧重于从固定的角度对IMS提出需求,并统一由3GPP来完善。
3GPP对IMS的标准化是按照R5版本、R6版本、R7版本……这个过程来发布的,IMS首次提出是在R5版本中,然后在R6、R7版本中进一步完善。R5版本主要侧重于对IMS基本结构、功能实体及实体间的流程方面的研究;而R6版本主要是侧重于IMS和外部网络的互通能力以及IMS对各种业务的支持能力等。相比于R5版本,R6版本的网络结构并没有发生改变,只是在业务能力上有所增加。在R5的基础上增加了部分业务特性,网络互通规范以及无线局域网接入特性等,其主要目的是促使IMS成为一个真正的可运营的网络技术。R7阶段更多的考虑了固定方面的特性要求,加强了对固定、移动融合的标准化制订。R5版本和R6版本分别在2002年和2005年被冻结,而R7版本也即将冻结。
在TISPAN定义的NGN体系架构中,IMS是业务部件之一。TISPANIMS是在3GPPR6IMS核心规范的基础上对功能实体和协议进行扩展的,支持固定接入方式。TISPAN的工作方式和3GPP相似,都是分阶段发布不同版本。目前,TISPAN已经发布了R1版本相关规范,从固定的角度向3GPP提出对IMS的修改建议;R2版本目前还处于需求分析阶段。
TISPAN在许多文档中都直接应用了3GPP的相关文档内容,而3GPPR7版本中的很多内容又都是在吸收了TISPAN的研究成果的基础上形成的,所以一方对文档内容的修改都将直接影响另一方。此外,部分先进的运营商(如德国电信、英国电信和法国电信)已经明确了未来网络和业务融合的战略目标,并开始特别关注基于IMS的网络融合研究。各大设备厂商也加大了对IMS在固网领域应用的研究,正积极参与并大力推进基于IMS的NGN的标准化工作。因此各个标准之间的协调一致的问题还需要进一步探讨。
移动手机接入点ims是什么意思?
IMS(IP Multimedia Subsystem)即IP多媒体子系统,是一个在IP的网上提供话音及多媒体通信业务的通用网络架构。
IMS最初在3GPP规范R5版本上提出,定义了IMS的核心结构、网元功能、接口和流程等内容。R6版本对IMS进行了完善,增加了部分IMS业务特性、IMS与其他网络的互通规范和WLAN接入等特性;R7加强了对固定、移动融合的标准化制定,要求IMS支持xDSL、cable等固定接入方式。
IMS***用其业务、控制、承载接入完全分离的水平架构。
IMS Core系统构成
IMS Core是一个基于SIP和Diameter的信令网,它主要负责SIP消息的路由、多媒体会话的控制,以及IMS用户签约信息的存储与访问支持。
IMS CORE系统主要由CSCF(Call Session Control Function,呼叫会话控制功能实体)和HSS(Home Subscriber Server,归属用户服务器)构成。
CSCF主要负责处理多媒体呼叫会话过程中的信令控制。它管理IMS网络的用户鉴权,IMS承载面QoS,与其它网络实体配合进行SIP会话的控制,以及业务协商和***分配等。
HSS是3G系统的核心用户数据管理网元。除了原有的与CS、PS域网元的接口功能之外,增加与IMS域网元的接口功能,包括移动性管理、会话建立、鉴权信息产生等功能。HSS存储IMS中所有用户和与业务相关的数据。
ims是什么意思?
IMS(IP Multimedia Subsystem)是IP多媒体系统,是一种全新的多媒体业务形式,IMS即IP是由朗讯(Lucent)提出的下一代通信网(NGN)实现大融合方案的网络架构, 贝尔实验室在IMS关键领域的创新——业务增强层的各种专利技术,决定了朗讯IMS融合解决方案的先进性。
IMS本质上说是一种网络结构。该项技术植根于移动领域,最初是3GPP为移动网络定义的,而在NGN的框架下,IMS应同时支持固定接入和移动接入。涵盖IMS增强特性的3GPPR6已经基本冻结,这标志着IMS技术已经走向成熟。
IMS的系统架构由六部分组成:
1、业务层
业务层与控制层完全分离,主要由各种不同的应用服务器组成,除了在IMS网络内实现各种基本业务和补充业务(SIP-AS方式)外,还可以将传统的窄带智能网业务接入IMS网络中(IM-S***方式)。
2、运营支撑
由在线计费系统(OCS)、计费***(CG)、网元管理系统(EMS)、域名系统(DNS)以及归属用户服务器(HSS/SLF)组成,为IMS网络的正常运行提供支撑,包括IMS用户管理、网间互通、业务触发、在线计费、离线计费、统一的网管、DNS查询、用户签约数据存放等功能。
3、控制层
完成IMS多媒体呼叫会话过程中的信令控制功能,包括用户注册、鉴权、会话控制、路由选择、业务触发、承载面QoS、媒体***控制以及网络互通等功能。
4、互通层
完成IMS网络与其他网络的互通功能,包括公共交换电话网(PSTN)、公共陆地移动网(PLMN)、其他IP网络等。
5、接入和承载控制层
主要由路由设备以及策略和计费规则功能实体(PCRF)组成,实现IP承载、接入控制、QoS控制、用量控制、计费控制等功能。
6、接入网络
提供IP接入承载,可由边界***(A-SBC)接入多种多样的终端,包括PSTN/ISDN用户、SIP UE、FTTX/LAN以及Wimax/Wifi等。
参考资料来源:百度百科-IMS
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