IMS網(wǎng)絡(luò)單元分析

由于IMS是在PS域的基礎(chǔ)上架構(gòu)的，如果網(wǎng)絡(luò)是基于IP的，呼叫控制的實(shí)現(xiàn)主要是通過(guò)CSCF、HSS來(lái)實(shí)現(xiàn)，但考慮到現(xiàn)存的各種CS域網(wǎng)元，便通過(guò)一些互通實(shí)體BGCF、MGCF、MGW、SGW等來(lái)實(shí)現(xiàn)與PSTN/CS域的通信，而為了實(shí)現(xiàn)多方通信，便增加了MRF媒體資源功能。

1. IMS呼叫控制功能

（1）CSCF（Call Session Control Function，呼叫會(huì)話(huà)控制功能）IMS中最重要的功能實(shí)體是呼叫會(huì)話(huà)控制功能（CSCF），負(fù)責(zé)對(duì)用戶(hù)多媒體會(huì)話(huà)進(jìn)行處理，其功能包括多媒體會(huì)話(huà)控制、地址翻譯以及對(duì)業(yè)務(wù)協(xié)商進(jìn)行服務(wù)轉(zhuǎn)換等。CSCF在IMS中實(shí)現(xiàn)了多媒體呼叫中主要的軟交換控制功能，可以看作IETF架構(gòu)中的SIP Server，用于完成呼叫網(wǎng)關(guān)功能、呼叫業(yè)務(wù)觸發(fā)功能和路由選擇功能，根據(jù)各自不同的功能分為以下三種：

①P-CSCF（Proxy-CSCF）

此單元是接入網(wǎng)到IMS的最先連接點(diǎn)，位于訪(fǎng)問(wèn)域中。從SIP觀(guān)點(diǎn)看，P-CSCF是作為一個(gè)出界、入界的SIP代理服務(wù)器。P-CSCF從接入網(wǎng)中收到UA（User Agent）發(fā)來(lái)的SIP注冊(cè)和會(huì)話(huà)建立消息，轉(zhuǎn)發(fā)到歸屬域中的I-CSCF，再發(fā)至相應(yīng)的S-CSCF，反之也是。P-CSCF不會(huì)對(duì)SIP的INVITE消息中請(qǐng)求的URL進(jìn)行修改，僅將收到的請(qǐng)求消息進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。其內(nèi)部的策略判決功能（PDF）模塊對(duì)多媒體業(yè)務(wù)的QoS要求進(jìn)行策略判決。

主要功能：

◆ 把UE發(fā)來(lái)的SIP注冊(cè)請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)給I-CSCF，該I-CSCF由UE提供的域名決定；

◆ 把UE發(fā)來(lái)的SIP消息轉(zhuǎn)發(fā)給S-CSCF，該S-CSCF由P-CSCF在UE發(fā)起注冊(cè)流程時(shí)得到。

②I-CSCF（Interrogating-CSCF）

此單元位于歸屬域中，是從訪(fǎng)問(wèn)域到歸屬域的入口點(diǎn)，也是IMS與其他PLMN的主要連接點(diǎn)，能屏蔽用戶(hù)信息和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌�是可選節(jié)點(diǎn)。可將I-CSCF看作SIP Proxy，用來(lái)給每個(gè)呼叫靈活選擇相應(yīng)的S-CSCF，向HSS請(qǐng)求，查找HSS中的用戶(hù)屬性來(lái)確定是由哪個(gè)（些）S-CSCF來(lái)為該用戶(hù)服務(wù)；另外若有多個(gè)S-CSCF來(lái)完成負(fù)載分擔(dān)，I-CSCF就是用來(lái)完成這些S-CSCF的分配，可能基于輪詢(xún)或者其他機(jī)制。主要功能：

◆ 注冊(cè)功能：為用戶(hù)指定一個(gè)S-CSCF來(lái)執(zhí)行SIP注冊(cè)。

◆ 對(duì)消息流的處理功能：從HSS中獲取S-CSCF的地址，轉(zhuǎn)發(fā)SIP請(qǐng)求；將其他網(wǎng)絡(luò)傳來(lái)的SIP請(qǐng)求路由到S-CSCF。

③S-CSCF（Serving-CSCF）

與I-CSCF一起位于歸屬域中，是整個(gè)IMS的控制核心、IMS會(huì)話(huà)管理的執(zhí)行節(jié)點(diǎn)，控制呼叫和業(yè)務(wù)的相關(guān)狀態(tài)，與SCP中的應(yīng)用服務(wù)器互通。

可看作是SIP Registrar 和SIP Proxy，用來(lái)接受用戶(hù)注冊(cè)，進(jìn)行URI分析和重定向路由、觸發(fā)應(yīng)用服務(wù)器以及完成呼叫的控制和接續(xù)。維持了用戶(hù)位置和用戶(hù)SIP地址的綁定，S-CSCF包含有網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)上所需的狀態(tài)信息，以協(xié)助進(jìn)行IMS網(wǎng)絡(luò)的注冊(cè)、會(huì)話(huà)控制和業(yè)務(wù)支持。

主要功能：

◆ 注冊(cè)功能：作為一個(gè)注冊(cè)機(jī)，接收注冊(cè)請(qǐng)求后，通過(guò)HSS使注冊(cè)請(qǐng)求生效。

◆ 對(duì)消息流的處理：對(duì)已注冊(cè)的會(huì)話(huà)終端進(jìn)行會(huì)話(huà)控制，可作為Proxy-Server，接收請(qǐng)求后，進(jìn)行內(nèi)部的處理或轉(zhuǎn)發(fā)，也可作為UA，中斷或發(fā)起SIP事務(wù)。

◆ 與業(yè)務(wù)平臺(tái)進(jìn)行交互，提供多媒體業(yè)務(wù)。

呼叫控制流程：

◆ 當(dāng)代表主叫終端時(shí)，從數(shù)據(jù)庫(kù)中取出為被叫用戶(hù)提供服務(wù)的I-CSCF地址，判斷若在另一網(wǎng)絡(luò)，把SIP請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)給該網(wǎng)絡(luò)的I-CSCF；若呼叫要路由到PSTN電路域，則轉(zhuǎn)發(fā)給BGCF。

◆ 當(dāng)代表被叫終端時(shí)，若用戶(hù)在歸屬網(wǎng)中，把SIP請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)到P-CSCF；若用戶(hù)在訪(fǎng)問(wèn)域中，就將SIP請(qǐng)求發(fā)給I-CSCF；當(dāng)呼叫要路由到PSTN/CS域，就將SIP呼叫轉(zhuǎn)給BGCF。

④基于SIP的各單元接口

IMS中呼叫控制的具體接口如圖2所示，其中各CSCF間接口為Mw，CSCF與其他網(wǎng)絡(luò)接口為Mm，CSCF與MGCF接口為Mg。各接口采用的協(xié)議均是基于對(duì)話(huà)的SIP。

（2）HSS（Home Subscriber Server，歸屬簽約用戶(hù)服務(wù)器）HSS是集中的用戶(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，存放著用戶(hù)的認(rèn)證信息、用戶(hù)的業(yè)務(wù)信息、用戶(hù)的漫游信息等等。HSS也用來(lái)記錄用戶(hù)的原始計(jì)費(fèi)數(shù)據(jù)，并提供給分揀系統(tǒng)出賬單。HSS是由歸屬位置寄存器（HLR）和鑒權(quán)中心（AUC）演進(jìn)而來(lái)，保存了用戶(hù)文件和現(xiàn)在正由哪個(gè)核心網(wǎng)絡(luò)對(duì)這個(gè)用戶(hù)服務(wù)的有關(guān)信息。它也支持用戶(hù)認(rèn)證和授權(quán)功能（AAA）。HSS使用的Cx接口是惟一一個(gè)不基于IETF的協(xié)議，而是基于IP的（類(lèi)似于DNS）。

網(wǎng)絡(luò)可能配有多個(gè)HSS，這時(shí)需要配置SLF（Subscriber Location Function，簽約用戶(hù)位置功能），SLF是一個(gè)簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)庫(kù)，將用戶(hù)地址映射到HSS，以用戶(hù)地址作為SLF的輸入，請(qǐng)求獲得包含了該用戶(hù)配置信息的HSS作為輸出。HSS和SLF都執(zhí)行Diameter協(xié)議，作為認(rèn)證和鑒權(quán)的應(yīng)用。

來(lái)源：全球IP通信聯(lián)盟