IP多媒体子系统框架分析及应用

武莹

摘 要：IP多媒体子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、更多样化的业务需求。文章重点分析了IMS系统的框架组成及其特点，并对典型应用做了简要概括。最后总结出IMS为当前的网络向下一代网络平滑过渡提供了技术支持。

关键词：IMS；框架；应用

1 引言

IP多媒体子系统（IMS）是3GPP在R5版本中提出的支持IP多媒体业务的子系统，其核心特点是采用SIP协议和独立于承载。目前，IMS支持2G和3G的移动接入方式。在网络融合的发展趋势下，3GPP、ETSI都在研究基于IMS的网络融合方案，目的是使IMS成为基于SIP会话的通用平台，同时支持固定和移动等多种接入方式，实现固定网络和移动网络的融合。

从用户角度看，IMS业务提供端到端、端到内容的通信，包括语音、文字、图像、视频或这些任意组合的多种模式，采用高可控性和个性化方式实现用户间通信。从中国铁通角度看，IMS的水平业务架构推进了分层架构概念，其业务使能和各种通用功能可以被多个业务重复使用，使业务的提出和开展更加灵活丰富。

2 IMS系统框架构成

IMS的主要功能实体包括呼叫控制服务器（CSCF）、媒体网关控制服务器（MGCF）、IP多媒体媒体网关控制器（IM-MGW）、多媒体资源功能（MRF）和出口網关控制功能（BGCF）等。

CSCF作用是完成人呼叫网关功能、呼叫业务触发功能和路由选择功能，是最主要的软交换控制实体；MGCF作用是根据被叫号码和来话情况选择CSCF，完成PSTN与MS之间呼叫控制协议转换，并控制IM—MGW媒体通道的呼叫状态；IM-MGW功能与电路交换媒体网关（CS-MGW）类似，与MGCF一起完成资源控制，通过回波消除器和码转换器实现媒体转换和帧协议转换功能；MRF分为多媒体资源功能控制器（MRFC）和多媒体资源功能处理器（MRFP），分别完成媒体流控制和承载功能；BGCF主要作用是在与PSTN通信时完成信令转发功能。

手机用户通过网关BGCF服务节点（GGSN）连接到IMS网络。对于IMS网络来说，该设备发挥了IP路由器的作用，把用户通过PS域联系起来。用户设备（UE）接入可以选择蜂窝技术和Wi-Fi或者是同时包含这两种方式的接入方式，当然，也支持直接的无线IP设备。传统的PSTN网络相互到达则需要通过一个或几个电路交换（CS）网关。

在IMS框架中，新服务的部署是以SIP应用服务器（SIP-AS）的形式出现的。到达这些服务器最初是通过SIP消息，由S-CSCF识别出明确的应用需求，基于触发的机制，通过配置IFC（InitialFilterCriteria：初始过滤规则）把消息转寄到正确的SIP-AS来实现的。例如，彩铃业务的实现就是通过这种方法触发到彩铃AS来实现这个服务的。我们可以部署一个或几个彩铃服务器，只要是将来需要彩铃服务的应用都可以利用它来实现。我们可以想象在商业部署中，可以部署数十个甚至上百个不同的SIP-AS服务器来提供丰富多彩的服务。

3 IMS系统特点

3.1 统一的网络控制核心

由CSCF统一完成用户的认证鉴权、基于归属地的会话处理以及业务触发功能。与具体的接入方式无关。它简化了网络组织，为降低运营管理成本、构建融合网络架构、提升业务提供能力奠定了基础。

3.2 以客户为中心

HSS服务器是IMS体系架构中的重要功能实体，它存储了IMS中所有与用户和服务相关的数据，包括用户身份、注册信息、接入参数、业务触发信息等。是运营商实现统一用户数据管理，增强业务提供的灵活性.提高用户的忠诚度。实现从网络为中心向以客户为中心转变的技术基础。

3.3 更加安全可靠

QoS、计费等涉及IP环境下网络实际运营的技术难点正在逐步完善。有利于增加运营商对多媒体业务的掌控能力。

4 主要应用

4.1 在移动网络中的应用

这类应用是移动运营商为了丰富移动网络的业务而开展的，主要是在移动网络的基础上用IMS来提供POC、即时消息、视频共享等多媒体增值业务。应用重点集中在给企业客户提供IP CENTREX和公众客户的VOlP第二线业务。

4.2 网络演进和业务的需要

通过IMS为企业用户提供融合的企业的应用（IP CENTREX业务），以及向固定宽带用户（例如ADSL用户）提供VOlP应用。

4.3 通信网络融合的应用

主要体现在WLAN和3G的融合，以实现语音业务的连续性。在这种方式下，用户拥有一个WLAN/WCDMA的双模终端，在WLAN的覆盖区内，一般优先使用WLAN接入，因为这种方式用户使用业务的资费更低，数据业务的带宽更充足。当离开WLAN的覆盖区后，终端自动切换到WCDMA网络，从而实现语音在WLAN和WCDMA之间的连续性。目前，这种方案的商用较少，但是许多运营商都在进行测试。

5 结束语

IMS的提出顺应了通信网络发展的趋势在未来的全lP网络中，IMS将会是最为重要的部分。IMS的提出还最大程度的保护了电信运营商的利益它完全兼容目前的移动网与固定网，使当前的网络能平滑的过渡到下一代网络中去。

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