【導(dǎo)讀】IMS核心網(wǎng)總體技術(shù)方案。CNGI通用業(yè)務(wù)平臺項(xiàng)目組。╳╳╳╳-╳╳-╳╳

　　

【正文】 es Architecture) 開放業(yè)務(wù)架構(gòu)。 OSA是 3GPP制定的統(tǒng)一的業(yè)務(wù)開放模型， OSA SCS(OSA Service Capability Servers)為第三方應(yīng)用服務(wù)器提供開放的和安全的使用網(wǎng)絡(luò)資源的能力，第三方應(yīng)用服務(wù)器可以通過標(biāo)準(zhǔn)的 API使用網(wǎng)絡(luò)的能力快速定制開發(fā)各種豐富多彩的業(yè)務(wù)。 OSA開放業(yè)務(wù)架構(gòu)的應(yīng)用有利于構(gòu)建未來可盈利的業(yè)務(wù)價(jià)值鏈，同時(shí)使得高層具體業(yè)務(wù)應(yīng)用可以分離獨(dú)立于具體底層網(wǎng)絡(luò)。 S C S C F S C S C F SI P A p p l i cat i o n Se rv er SI P A p p l i cat i o n Se rv er H S S H S S O S A s e rvi c e c a p a bi l i t y s e rve r (S CS ) O S A s e rvi c e c a p a bi l i t y s e rve r (S CS ) IM SSF IM SSF Ca m e l S e rvi c e E nvi ron m e nt Ca m e l S e rvi c e E nvi ron m e nt O S A a pp l i c a t i on s e rve r O S A a pp l i c a t i on s e rve r I S C Cx I S C I S C C A P MAP O S A A P I S C I M AS AS Sh Si 圖 6 IMS業(yè)務(wù)開放形式和接口 IMS 核心網(wǎng)總體技術(shù)方案 CNGI 通用業(yè)務(wù)平臺項(xiàng)目組 第 23 頁 共 108 頁 IMS 提供的三種業(yè)務(wù)開放模式如下： ? SIP應(yīng)用服務(wù)器：是 SIP業(yè)務(wù)邏輯加 載和執(zhí)行的場所?？梢杂?SCIM（ service capability interaction manager）協(xié)調(diào)多種應(yīng)用服務(wù)器完成一個(gè)具體的應(yīng)用。 ? IM－ SSF：是一種特殊的應(yīng)用服務(wù)器，它檢測 CAMEL規(guī)定的業(yè)務(wù)觸發(fā)點(diǎn)，完成和SCP之間的 CAP協(xié)議的適配?？梢詫?shí)現(xiàn) SIP與 INAP/CAP的互通接入傳統(tǒng) SCP以為IMS用戶提供電路交換網(wǎng)智能網(wǎng)原有增值服務(wù)。 ? OSA SCS：是 3GPP 制定的統(tǒng)一的業(yè)務(wù)開放模型，制定了 OSA 框架 ，為第三方應(yīng)用服務(wù)器提供開放的和安全的使用網(wǎng)絡(luò)資源的能力。 IMS 網(wǎng)絡(luò) 互通 解決方案 IMS 和 PSTN 互通 互通方式一 I M M G WM G C FS G WB G C FS C S C FI S U PH . 2 4 8I S U P / M 3 U AS I PS I PP S T NI C S C FS I PS I P 圖 7 IMS與 PSTN互通方式一 這種方式下，在 IMS 側(cè)為 IMS 與 PSTN/CS 的承載和控制面互通分別配置獨(dú)立的媒體網(wǎng)關(guān)和信令網(wǎng)關(guān)： SGW 負(fù)責(zé)將 TDM 承載的窄帶信令轉(zhuǎn)化為 IP SIGTRAN 承載的 SIGTRAN 信令（ M3UA/M2UA）； IMS 核心網(wǎng)總體技術(shù)方案 CNGI 通用業(yè)務(wù)平臺項(xiàng)目組 第 24 頁 共 108 頁 互通方式二 I M M G WM G C FB G C FS C S C FI S U PH . 2 4 8S I PS I PP S T NI C S C FS I PI S U P / M 2 U AS I P 圖 8 IMS與 PSTN互通方式二 這種方式下，在 IMS 與 CS 的網(wǎng)絡(luò)邊界上側(cè)只配置中繼媒體網(wǎng)關(guān) TMG， TMG 支持內(nèi)嵌信 令網(wǎng)關(guān)功能，包括 SS7 到 M2UA 或 M3UA 的轉(zhuǎn)換。 ? 在 IMS用戶呼叫 PSTN用戶情況下： ? SCSCF：針對被叫 ENUM查詢失敗（未能得到對應(yīng)的SIPURL），根據(jù)配置數(shù)據(jù)將會(huì)話轉(zhuǎn)接到指定的 BGCF； ? BGCF：根據(jù)被叫 ，將會(huì)話轉(zhuǎn)接到本域?qū)?yīng) MGCF或他域 BGCF，后一情況下，他域 BGCF繼續(xù)根據(jù) 選擇與電話交換網(wǎng)互通點(diǎn)； ? MGCF負(fù)責(zé)將 ISUP呼叫與 SIP會(huì)話之間的映射轉(zhuǎn)換控制， IMMGW在 MGCF的控制下負(fù)責(zé)處理資源的轉(zhuǎn)換，并 完成必要的音頻 /視頻 Codec轉(zhuǎn)換處理； ? 在 PSTN用戶呼叫 IMS用戶情況下： ? MGCF負(fù)責(zé)將窄帶信令與 SIP會(huì)話之間的映射轉(zhuǎn)換控制， IMMGW在 MGCF的控制下負(fù)責(zé)處理資源的轉(zhuǎn)換，并完成必要的音頻 /視頻 Codec轉(zhuǎn)換處理； MGCF直接將被叫 INVITE消息相應(yīng)頭域，并根據(jù)配置將會(huì)話轉(zhuǎn)至本域的 ICSCF； ? ICSCF：若 INVITE消息中被叫仍為 ENUM查詢，獲得對應(yīng)的SIPURL后繼續(xù)正常的 IMS入呼叫處理，包括路由查詢并據(jù)此將會(huì)話轉(zhuǎn)至被叫SCSCF； IMS 核心網(wǎng)總體技術(shù)方案 CNGI 通用業(yè)務(wù)平臺項(xiàng)目組 第 25 頁 共 108 頁 IMS和 軟交換 /3G R4 網(wǎng)絡(luò) 互通 同一運(yùn)營商內(nèi) IMS網(wǎng)絡(luò)與軟交換 /3G R4網(wǎng)絡(luò)的互通，無 NAT及 Codec變換問題 M G C FB G C FS C S C FS I P / B I C C / H . 3 2 3S I PS I PS o f t s w i t c h /3 G R 4I C S C FS I P 圖 9 同一運(yùn)營商的 IMS網(wǎng)絡(luò)和軟交換 /3G R4網(wǎng)絡(luò)互通（無 NAT及 Codec變換問題） 該互通方式下，要求 MGCF支持 IMS側(cè) SIP協(xié)議，以及現(xiàn)有軟交換、 3G R4網(wǎng)絡(luò)側(cè)的SIP/SIPT、 BICC、 ，而且 IMS網(wǎng)絡(luò)與現(xiàn)網(wǎng)軟交換 /3G R4 IP地址統(tǒng)一規(guī)劃，無 NAT轉(zhuǎn)換需求，也不存在網(wǎng)間信任問題，因此通過 MGCF在 IMS SIP協(xié)議與 BICC、可以實(shí)現(xiàn) IMS與軟交換 /3G R4的互通； 鑒于目前軟交換的 PSTN軟交換及 3G R4的 MSC server多數(shù)仍采用 尋址方案，因此對于軟交換 /3G R4到 IMS的會(huì)話仍需要 MGCF/ICSCF借助 ENUM機(jī)制將 SIP URL的呼叫，從 IMS到軟交換 /3G R4的會(huì)話也需要借助BGCF來選擇合適的 MGCF網(wǎng)關(guān)； 在 IMS網(wǎng)絡(luò)與軟交換、 3G R4網(wǎng)絡(luò)通過 SIP互通的情況下，由于 IMS側(cè) SIP對現(xiàn)網(wǎng)軟交換 /3G R4支持的 SIP協(xié)議在流程、參數(shù)方面有一定擴(kuò)展，此時(shí) MGCF可選地充當(dāng)B2BUA進(jìn)行不同 SIP流程之間的映射處理，或者直接由 IMS SIP終端與非 IMS終端進(jìn)行端到端協(xié)商按照基本 SIP流程進(jìn)行會(huì)話接續(xù)； 由于不需要 NAT地址轉(zhuǎn)換，且互通用戶可以成功協(xié)商公共 Codec，因此用戶承載面不需要獨(dú)立設(shè)備介入。 IMS 核心網(wǎng)總體技術(shù)方案 CNGI 通用業(yè)務(wù)平臺項(xiàng)目組 第 26 頁 共 108 頁 同一運(yùn)營商的 IMS網(wǎng)絡(luò)和軟交換 /3G R4網(wǎng)絡(luò)互通，需要 NAT或 Codec變換 M G C FB G C FS C S C FS I P / B I C C / H . 3 2 3S I PS I PS o f t s w i t c h /3 G R 4I M M G WH . 2 4 8I C S C FS I PS I P 圖 10 同一運(yùn)營商的 IMS和軟交換 /3G R4互通，需要 IP NAT或 Codec轉(zhuǎn)換 該互通場景下，軟交換 /3G R4網(wǎng)絡(luò)與 IMS網(wǎng)絡(luò)也不存在信任問題，但因 IP地址空間規(guī)劃不統(tǒng)一，存在地址互通問題；或者 IMS用戶與軟交換 /3G R4網(wǎng)絡(luò)協(xié)商 Codec不成功，因此需要設(shè)置一個(gè)寬帶互通網(wǎng)關(guān)完成 NAT IP地址 /端口變換及必要的音頻 /視頻 Codec變換過程； 對于 3G R4電路域核心網(wǎng)與 IMS網(wǎng)絡(luò)的互通，因 3G UMTS側(cè)網(wǎng)絡(luò)的 RTP流封裝了Nb_UP用戶面協(xié)議，因此無論是否有 NAT或 Codec變換需要，必須引入寬帶互通網(wǎng)關(guān)解決 UP用戶面的終結(jié)問題； 在 IMS與軟交換 /3G R4核心網(wǎng)地址 空間重疊的情況下， MGCF、 IMMGW均支持同一設(shè)備對不同地址空間出不同的物理接口，并支持跨地址域的雙向控制面、承載面映射功能。 IMS網(wǎng)絡(luò)與其他運(yùn)營商的軟交換 /3G R4網(wǎng)絡(luò)互通 M G C FB G C FS C S C FH . 2 4 8S I PS I PN G N / 3 G R 4S o f t s w i t c h /3 G R 4I M M G WH . 2 4 8M G WS I P / B I C C / H . 3 2 3I C S C FS I PS I P IMS 核心網(wǎng)總體技術(shù)方案 CNGI 通用業(yè)務(wù)平臺項(xiàng)目組 第 27 頁 共 108 頁 圖 11 IMS網(wǎng)絡(luò)與其他運(yùn)營商軟交換 /3G R4網(wǎng)絡(luò)互通 不同運(yùn)營商的 IMS網(wǎng)絡(luò)和軟交換網(wǎng)絡(luò)之間的互通首先存在互信任的問題，因此，需要在兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)間設(shè)置有防火墻流過濾功能，對 IP網(wǎng)絡(luò)層潛在的非法攻擊進(jìn)行保護(hù)。 考慮到不同運(yùn)營商的 IP地址空間規(guī)劃往往不統(tǒng)一，跨運(yùn)營商的會(huì)話互通往 往涉及NAT互通，另外也存在互通雙方 Codec協(xié)商失敗需要插入音頻 /視頻 TC的情況，因此仍需要引入 IP互通網(wǎng)關(guān)；考慮運(yùn)營商的網(wǎng)關(guān)設(shè)置的對等性，一般是在 IMS網(wǎng)絡(luò)側(cè)及軟交換 /3G R4網(wǎng)絡(luò)側(cè)均設(shè)置一個(gè)寬帶互通網(wǎng)關(guān)。 跨運(yùn)營商防火墻的功能、寬帶互通網(wǎng)關(guān)可以和 IMMGW在物理上集成。 當(dāng)軟交換采用 與 IMS 互通時(shí)，還存在 GK 路由信令和 GW 路由信令兩種不同方式： GK路由信令方式： MGCF作為一個(gè) GK/GW注冊到軟交換網(wǎng) VoIP的 GK上，負(fù)責(zé) SIP協(xié)議的轉(zhuǎn)換，軟交換網(wǎng) GK路由全部信令； GW路由信令方式： MGCF作為 GK/GW注冊到軟交換網(wǎng) VoIP的 GK上， ， MGCF和軟交換網(wǎng) GK間只有RAS信令； IMS QoS 解決方案 3GPP IMS 解決方案在 GPRS 接入網(wǎng)側(cè)的 QoS 考慮已經(jīng)比較完善，應(yīng)用了獨(dú)立的 PDF （ Policy Decision Function）策略決策功能使用標(biāo)準(zhǔn) IP 機(jī)制實(shí)現(xiàn) IP 承載層基于業(yè)務(wù)的本地策略 SBLP(Service Based Local Policy) 控制。具體來說， PDF 根據(jù)應(yīng)用 層相關(guān)信息進(jìn)行承載資源的授權(quán)決策，將其映射到 IP QoS 參數(shù)通過基于 COPS 協(xié)議的 Go 接口傳遞給 GGSN 中的策略執(zhí)行點(diǎn) (PEP)，完成 QoS 資源的控制處理，為 IMS 業(yè)務(wù)在移動(dòng)接入網(wǎng)側(cè)提供 QoS 保證。3GPP IMS 解決方案的后續(xù)發(fā)展引入了 IP Connectivity Access Network 概念， IMS 核心網(wǎng)絡(luò)解決方案將與接入網(wǎng)絡(luò)無關(guān)，可以支持多種接入網(wǎng)絡(luò)，不但支持移動(dòng)接入網(wǎng)絡(luò)也可以支持固定接入網(wǎng)絡(luò)，如 WLAN 接入網(wǎng)、 xDSL 接入網(wǎng)等，目前 3GPP 對于 UMTS 接入網(wǎng)和 WLAN接入網(wǎng)在 QoS 方面的支持已 經(jīng)有比較完善的解決方案，對于固定 xDSL 等其他接入網(wǎng)絡(luò)的QoS 支持，目前 ITU－ T、 ETSI 等標(biāo)準(zhǔn)組織正在借鑒移動(dòng)接入網(wǎng)的 QoS 架構(gòu)進(jìn)行研究擴(kuò)展， IMS 核心網(wǎng)總體技術(shù)方案 CNGI 通用業(yè)務(wù)平臺項(xiàng)目組 第 28 頁 共 108 頁 IMS 系統(tǒng)的一個(gè)重要研究內(nèi)容就是進(jìn)行固定接入網(wǎng)絡(luò)的 QoS 研究。 IMS 無線接入網(wǎng)的 Qos 保障機(jī)制 在 3GPP IMS 標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的 QoS 基本架構(gòu)如下圖所示，為實(shí)現(xiàn)對 IMS 業(yè)務(wù)的無線接入網(wǎng)絡(luò)側(cè)的 QoS 保障機(jī)制，在 IMS 會(huì)話控制層與無線接入網(wǎng)絡(luò)及 GPRS/PS 承載網(wǎng)絡(luò)之間，引入了新增的資源控制層功能，即 PDF（策略決策功能）實(shí)體， 和 GGSN 之間的 Go 接口采用COPS 協(xié)議，傳送相關(guān)信息和策略。 在 R6 的 QoS 體系結(jié)構(gòu)中， PDF 功能從 PCSCF（ AF, Application Function）中獨(dú)立出來， PCSCF 通過解析經(jīng)過其代理控制的主叫、被叫會(huì)話中的 SDP 信息，將用戶承載面的 QoS 相關(guān) 應(yīng)用層信息參數(shù) 通過 基于 Diameter 的 Gq 接口發(fā)送給 PDF，再由 PDF 與接入?yún)R聚層設(shè)備 GGSN 經(jīng) Go 接口交互配合，完成 UMTS 無線接入網(wǎng)QoS 控制功能； 圖 12 IMS UMTS無線接入網(wǎng)的 QoS架構(gòu) 具體控制過程如下： PDF將得到的應(yīng)用層參數(shù)（如 SDP）信息映射到 具體的 IP QoS參數(shù)，包括 IP流過濾規(guī)則、帶寬限制、