IP多媒體子系統框架分析及應用

武瑩

摘 要：IP多媒體子系統是一種全新的多媒體業務形式，它能夠滿足現在的終端客戶更新穎、更多樣化的業務需求。文章重點分析了IMS系統的框架組成及其特點，并對典型應用做了簡要概括。最后總結出IMS為當前的網絡向下一代網絡平滑過渡提供了技術支持。

關鍵詞：IMS；框架；應用

1 引言

IP多媒體子系統（IMS）是3GPP在R5版本中提出的支持IP多媒體業務的子系統，其核心特點是采用SIP協議和獨立于承載。目前，IMS支持2G和3G的移動接入方式。在網絡融合的發展趨勢下，3GPP、ETSI都在研究基于IMS的網絡融合方案，目的是使IMS成為基于SIP會話的通用平臺，同時支持固定和移動等多種接入方式，實現固定網絡和移動網絡的融合。

從用戶角度看，IMS業務提供端到端、端到內容的通信，包括語音、文字、圖像、視頻或這些任意組合的多種模式，采用高可控性和個性化方式實現用戶間通信。從中國鐵通角度看，IMS的水平業務架構推進了分層架構概念，其業務使能和各種通用功能可以被多個業務重復使用，使業務的提出和開展更加靈活豐富。

2 IMS系統框架構成

IMS的主要功能實體包括呼叫控制服務器（CSCF）、媒體網關控制服務器（MGCF）、IP多媒體媒體網關控制器（IM-MGW）、多媒體資源功能（MRF）和出口網關控制功能（BGCF）等。

CSCF作用是完成人呼叫網關功能、呼叫業務觸發功能和路由選擇功能，是最主要的軟交換控制實體；MGCF作用是根據被叫號碼和來話情況選擇CSCF，完成PSTN與MS之間呼叫控制協議轉換，并控制IM—MGW媒體通道的呼叫狀態；IM-MGW功能與電路交換媒體網關（CS-MGW）類似，與MGCF一起完成資源控制，通過回波消除器和碼轉換器實現媒體轉換和幀協議轉換功能；MRF分為多媒體資源功能控制器（MRFC）和多媒體資源功能處理器（MRFP），分別完成媒體流控制和承載功能；BGCF主要作用是在與PSTN通信時完成信令轉發功能。

手機用戶通過網關BGCF服務節點（GGSN）連接到IMS網絡。對于IMS網絡來說，該設備發揮了IP路由器的作用，把用戶通過PS域聯系起來。用戶設備（UE）接入可以選擇蜂窩技術和Wi-Fi或者是同時包含這兩種方式的接入方式，當然，也支持直接的無線IP設備。傳統的PSTN網絡相互到達則需要通過一個或幾個電路交換（CS）網關。

在IMS框架中，新服務的部署是以SIP應用服務器（SIP-AS）的形式出現的。到達這些服務器最初是通過SIP消息，由S-CSCF識別出明確的應用需求，基于觸發的機制，通過配置IFC（InitialFilterCriteria：初始過濾規則）把消息轉寄到正確的SIP-AS來實現的。例如，彩鈴業務的實現就是通過這種方法觸發到彩鈴AS來實現這個服務的。我們可以部署一個或幾個彩鈴服務器，只要是將來需要彩鈴服務的應用都可以利用它來實現。我們可以想象在商業部署中，可以部署數十個甚至上百個不同的SIP-AS服務器來提供豐富多彩的服務。

3 IMS系統特點

3.1 統一的網絡控制核心

由CSCF統一完成用戶的認證鑒權、基于歸屬地的會話處理以及業務觸發功能。與具體的接入方式無關。它簡化了網絡組織，為降低運營管理成本、構建融合網絡架構、提升業務提供能力奠定了基礎。

3.2 以客戶為中心

HSS服務器是IMS體系架構中的重要功能實體，它存儲了IMS中所有與用戶和服務相關的數據，包括用戶身份、注冊信息、接入參數、業務觸發信息等。是運營商實現統一用戶數據管理，增強業務提供的靈活性.提高用戶的忠誠度。實現從網絡為中心向以客戶為中心轉變的技術基礎。

3.3 更加安全可靠

QoS、計費等涉及IP環境下網絡實際運營的技術難點正在逐步完善。有利于增加運營商對多媒體業務的掌控能力。

4 主要應用

4.1 在移動網絡中的應用

這類應用是移動運營商為了豐富移動網絡的業務而開展的，主要是在移動網絡的基礎上用IMS來提供POC、即時消息、視頻共享等多媒體增值業務。應用重點集中在給企業客戶提供IP CENTREX和公眾客戶的VOlP第二線業務。

4.2 網絡演進和業務的需要

通過IMS為企業用戶提供融合的企業的應用（IP CENTREX業務），以及向固定寬帶用戶（例如ADSL用戶）提供VOlP應用。

4.3 通信網絡融合的應用

主要體現在WLAN和3G的融合，以實現語音業務的連續性。在這種方式下，用戶擁有一個WLAN/WCDMA的雙模終端，在WLAN的覆蓋區內，一般優先使用WLAN接入，因為這種方式用戶使用業務的資費更低，數據業務的帶寬更充足。當離開WLAN的覆蓋區后，終端自動切換到WCDMA網絡，從而實現語音在WLAN和WCDMA之間的連續性。目前，這種方案的商用較少，但是許多運營商都在進行測試。

5 結束語

IMS的提出順應了通信網絡發展的趨勢在未來的全lP網絡中，IMS將會是最為重要的部分。IMS的提出還最大程度的保護了電信運營商的利益它完全兼容目前的移動網與固定網，使當前的網絡能平滑的過渡到下一代網絡中去。

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