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3GPPR5所規(guī)范的IP多媒體子系統(tǒng)，是為了在3G核心網(wǎng)中支持多媒體會(huì)話以及其它基于SIP的業(yè)務(wù)而提出的。其主要目的是將蜂窩移動(dòng)通信和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)有機(jī)結(jié)合起來，向用戶提供一個(gè)具有電信級(jí)QoS保證，能提供綜合業(yè)務(wù)的下一代通信網(wǎng)絡(luò)。它的主要特點(diǎn)是采用了SIP協(xié)議、獨(dú)立于接入和承載技術(shù)。以IMS為核心的NON網(wǎng)絡(luò)己被認(rèn)為是適應(yīng)未來固定網(wǎng)與移動(dòng)網(wǎng)融合的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。IMS體系結(jié)構(gòu)IMS的體系結(jié)構(gòu)見圖1，包括以下功能實(shí)體:
歸屬用戶服務(wù)器
HSS是存儲(chǔ)用戶相關(guān)信息的中心數(shù)據(jù)庫(kù)，相當(dāng)于傳統(tǒng)移動(dòng)網(wǎng)的HLg。HSS除了存儲(chǔ)用戶的簽約信息與位置信息外，還保存有與用戶相關(guān)的、用來處理多媒體會(huì)話的定制數(shù)據(jù)，包括：本地信息、保密信息、注冊(cè)信息、業(yè)務(wù)觸發(fā)信息、用戶個(gè)人信息和分配給用戶的S-CSCF等。
假如一個(gè)網(wǎng)絡(luò)配置多于一個(gè)HSS，則需要配置用戶位置功能實(shí)體。SLF僅僅是一個(gè)映射用戶地址到其所屬HSS的數(shù)據(jù)庫(kù)的節(jié)點(diǎn)。
呼叫會(huì)話控制功能
呼叫會(huì)話控制功能實(shí)體是整個(gè)IMS網(wǎng)絡(luò)的核心，主要負(fù)責(zé)處理多媒體呼叫會(huì)話過程中的日IP信令。其功能包括：多媒體會(huì)話控制、地址轉(zhuǎn)換、以及對(duì)業(yè)務(wù)協(xié)商進(jìn)行服務(wù)轉(zhuǎn)換等，相當(dāng)于日曠服務(wù)器。CSCF進(jìn)一步可劃分為：
代理CSCF
P-CSCF是連接MS終端和IMS網(wǎng)絡(luò)的入口節(jié)點(diǎn)，所有IMS終端發(fā)起和終止于IMS終端的會(huì)話消息都要通過P-CSCF。P-CSCF實(shí)際上扮演了一個(gè)代理服務(wù)器的角色，它接收SIP請(qǐng)求與響應(yīng)，并向IMS網(wǎng)絡(luò)或Ms用戶轉(zhuǎn)發(fā)。P-CSCF可以處于拜訪網(wǎng)絡(luò)或歸屬網(wǎng)絡(luò)。
查詢CSCF
I-CSCF是處在外地網(wǎng)絡(luò)的IMS終端進(jìn)入本地IMs網(wǎng)絡(luò)的入口節(jié)點(diǎn)，I-CSCF路由外地終端的slP請(qǐng)求和響應(yīng)到本地S-CSCF。I-CSCF處于歸屬網(wǎng)絡(luò)，在非凡情況下，也可以處于拜訪網(wǎng)絡(luò)。
服務(wù)CSCF
S-CSCF是SIP信令平面的中心節(jié)點(diǎn)，其作用類似于軟交換系統(tǒng)中的軟交換設(shè)備。s—CSCF為IMS終端執(zhí)行會(huì)話控制服務(wù)，并保持會(huì)話狀態(tài)。所有IMS終端發(fā)出與接收的SIP信令都要通過S-CSCF，它檢查這些sIP信令，決定是否需要訪問應(yīng)用服務(wù)器，并將信令轉(zhuǎn)發(fā)至最終目的地。S-CSCF還提供SIP路由服務(wù)，路由SIP請(qǐng)求或響應(yīng)到PSTN或CS域。S-CSCF總是處于歸屬網(wǎng)絡(luò)。
應(yīng)用服務(wù)器
應(yīng)用服務(wù)器是持有和執(zhí)行服務(wù)的SIP實(shí)體，可以起到SIP用戶代理的作用，用以提供各種3G業(yè)務(wù)。
多媒體資源功能
多媒體資源功能為會(huì)話提供必要的媒體資源，如會(huì)議橋、多媒體彩鈴/彩話、錄音通知、語音短信、動(dòng)畫、音樂等。其中的多媒體資源功能控制器負(fù)責(zé)治理與處理媒體資源，而媒體的具體處理則由媒體資源功能處理器來完成。
出口網(wǎng)關(guān)控制功能
BGCF實(shí)體是一個(gè)具有路由功能的SlP實(shí)體，是IMS域與外部網(wǎng)絡(luò)的分界點(diǎn)。當(dāng)IMS終端向PSTN/CS域發(fā)起呼叫時(shí)，由BGCF決定向那個(gè)網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)信令，假如目的PSTN/CS域?yàn)楸镜赜�，則BGCF向與PSTN/CS域接口的MGCF轉(zhuǎn)發(fā)信令;否則，向外地域的另一個(gè)BGCF轉(zhuǎn)發(fā)信令。媒體網(wǎng)關(guān)控制功能
MGCF實(shí)體是IMS網(wǎng)絡(luò)與傳統(tǒng)電路交換網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)互通的功能實(shí)體。主要負(fù)責(zé)控制層面信令的互通，在IMS的框架中已經(jīng)考慮了和PSTN域以及與移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)CS域的互通。其中的MOCF主要完成媒體網(wǎng)關(guān)/信令網(wǎng)關(guān)注冊(cè)、呼叫控制和MGW/SGW資源治理等功能。媒體網(wǎng)關(guān)主要完成IMS網(wǎng)絡(luò)與電路交換網(wǎng)絡(luò)之間的媒體轉(zhuǎn)換功能;信令網(wǎng)關(guān)主要完成IMS的SIP信令與電路交換的NO.7信令之間的信令轉(zhuǎn)換功能。
由上述可見IMS與軟交換相比較，對(duì)控制層面作了進(jìn)一步的分解，實(shí)現(xiàn)了會(huì)話控制功能實(shí)體與承載控制功能實(shí)體在功能上的分離。IMS的會(huì)話建立過程為了理解IMS網(wǎng)絡(luò)的基本工作原理，以下是兩個(gè)處于異地網(wǎng)絡(luò)的IMS漫游終端之間建立會(huì)話的例子。在該例中介紹了IMS終端對(duì)其歸屬網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行注冊(cè)的SIP信令流程;以及IMS終端間呼叫建立的SIP信令流程。
假設(shè)有中國(guó)移動(dòng)的兩個(gè)IMS用戶。一個(gè)為南京wlh用戶，其SDP地址為：sip：wlz@chinamobile.25.com;另一個(gè)為杭州Iwz用戶，其日J(rèn)P地址為：SIP：Iwz@chinamobile.571.com。目前他們均出差在外，其中的南京wIh用戶去了廣州;杭州lwz用戶去了深圳。在南京wlh用戶到達(dá)廣州;杭州lwz用戶到達(dá)深圳后，將分別通過拜訪網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行SIP注冊(cè)。
用戶注冊(cè)SIP信令流程
在建立多媒體會(huì)話之前，IMS終端必需完成歸屬網(wǎng)絡(luò)的用戶認(rèn)證、接入網(wǎng)絡(luò)與SIP注冊(cè)。假如是拜訪網(wǎng)絡(luò)的漫游終端，必需完成：
UE通過激活GPRSPDP移動(dòng)場(chǎng)景過程連接lP網(wǎng);
UE完成其歸屬網(wǎng)絡(luò)的用戶認(rèn)證和接入網(wǎng)絡(luò);
UE找到它要發(fā)送SIP注冊(cè)請(qǐng)求消息的拜訪網(wǎng)絡(luò)出口節(jié)點(diǎn)P-CSCF，以完成SIP注冊(cè)。
下面以wlh用戶注冊(cè)為例，通過具體注冊(cè)sIP信令流程，簡(jiǎn)述其通道建立過程如下：
①漫游至廣州的wlh用戶，發(fā)送REGISTER消息，啟動(dòng)注冊(cè)過程。注冊(cè)文中包含了用戶標(biāo)識(shí)、歸屬網(wǎng)絡(luò)域名、用戶信息、會(huì)話描述信息等，并抵達(dá)拜訪網(wǎng)絡(luò)的p-CSCF。
②廣州的P-CSCF查詢DNS服務(wù)器，該服務(wù)器對(duì)w帥用戶歸屬網(wǎng)絡(luò)的入口節(jié)點(diǎn)I-CSCF域名進(jìn)行解析，給出wlh用戶歸屬網(wǎng)絡(luò)I-CSOF的rP地址。
③P-CSCF將REGISTER消息轉(zhuǎn)發(fā)給南京的I-OSOF。
④I-OSCF向HSS提交用戶信息，HSS對(duì)用戶身份與服務(wù)權(quán)限進(jìn)行鑒權(quán)后，I-CSOF查詢HSS獲得為wlh用戶服務(wù)的S-CSCF;假如沒有，HSS指示I-CSCF根據(jù)需要的S-CSCF能力與可用的S-CSCF，分配一個(gè)S-CSCF為該用戶服務(wù)。
⑤I-OSCF轉(zhuǎn)發(fā)BEGISTER消息給該用戶的S-CSOF。
⑥S-OSCF從HSS處下載該用戶的相關(guān)信息并將呃些信息存放在該S-OSCF的數(shù)據(jù)庫(kù)中。
⑦假如存在與注冊(cè)相關(guān)的業(yè)務(wù)應(yīng)用，即觸發(fā)相關(guān)的應(yīng)用服務(wù)器。
來源：全球IP通信聯(lián)盟
