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IP多媒体子系统——IMS技术与应用


两漫游用户的SIP注册(以下所提注册均为SIP注册)过程如图2所示,下面以wlh用户注册为例,通过具体注册sIP信令流程,简述其通道建立过程如下:

①漫游至广州的wlh用户,发送REGISTER消息,启动注册过程。注册报文中包含了用户标识、归属网络域名、用户信息、会话描述信息等,并抵达拜访网络的p-
CSCF。
②广州的P-CSCF查询DNS服务器,该服务器对w帅用户归属网络的入口节点I-CSCF域名(即wlh用户归属域的域名chinamobile.25.com)进行解析,给出wlh用户归属网络I-CSOF的rP地址。
③P-CSCF将REGISTER消息转发给南京的I-OSOF。
④I-OSCF向HSS提交用户信息,HSS对用户身份与服务权限进行鉴权后,I-CSOF查询HSS获得为wlh用户服务的S-CSCF;如果没有,HSS指示I-CSCF根据需要的S-CSCF能力与可用的S-CSCF,分配一个S-CSCF为该用户服务。
⑤I-OSCF转发BEGISTER消息给该用户的S-CSOF。
⑥S-OSCF从HSS处下载该用户的相关信息(签约信息、安全信息等)并将呃些信息存放在该S-OSCF的数据库中。
⑦如果存在与注册相关的业务应用(例如:进入多媒体服务的提示音与提示页面等),即触发相关的应用服务器。
lwz用户到达深圳后、进行了类似的SIP注册流程。在注册的同时两用户各自建立了用户设备(比)与As之间的信令通道。

呼叫建立SIP信令流程
假设wlh用户发起对lwz用户的视频通话多媒体呼叫,其呼叫建立sIP信令流程见图3,具体流程如下:

①漫游至广州的wlh用户通过己建立的信令通道,向其南京的归属网络S-CSCF发出INVITE消息(SlP请求报文中包含了被呼用户的slP UBI、多媒体呼叫类型等);
②若wlh用户签约了去话会话应用,那么S-GSOF触发相应的应用服务器;
③南京S-CSCF根据被呼用户的日lP URl,查询DNS服务器,得到被叫网络的I-CSCF的尸地址;
④S-CSOF转发INVITE消息给杭州IMS网络的I-CSCF;
⑤I-CSCF查询HSS,得到为wlh用户服务的S-CSCF;
⑥I-OSOF将INVITE消息转发给S-CSCF;
⑦若1wz用户签约了来话会话应用(例:来话多媒体彩铃业务),那么S-CSCF触发相应的应用服务器;
⑧S-CSCF通过己建立的信令通道,将INVITE消息发送至漫游至深圳的1wz用户师。此时,在两个uE之间己建立了信令通道。在此过程中,呼叫请求与响应slF报文的消息体之中,已包括了由会话描述协议(sDP)所描述的媒体控制信息。
⑨双方终端为这次多媒体会话,激活话务用GPESPDP场景。
⑩请求策略决策功能(PDF)进行qoS策略服务,并与通过SIP协商的QoS进行比较。协商通过后,广州与深圳的两地用户终端就可利用先前交换的IP地址和端口号(不同媒体使用不同端口号)开始发送多媒体数据。

MS的业务架构
IMS的业务架构为三层架构,第一层为业务控制层,第二层为业务使能层,第三层为应用层。为了细化IMS的业务分层架构, 引入了图4的IMS的业务架构框图。


1.业务控制层
业务控制层由S-GSOF构成,S-CSCF是日lP的呼叫和会话控制器。S-CSCF从归属用户服务器(㈠Ss)下载用户服务配置信息,并根据具体业务应用选择相应的应用服务器类型,以提供用户所需的增值业务。
S-CSCF使用统一的IMS业务控制(ISC)接口与各种业务平台相连接。Isc的引入使业务与控制互相独立,各类业务应用服务器可以采用一种统一的接口接入IMS,为IMS提供业务。

2.业务使能层
由于S-OSCF和ISC均采用SIP协议,而不论是传统的CAMEL业务环境还是开放业务体系应用编程接口(OSAAPI)都不支持SIP,故需引入业务使能层作为一个中间匹配层。该层中的业务使能服务器(SCS)可分为:IM一SSF和OSA SCS两种实体。
(1)CAMEL是通过CAP(CAMEL, Application Part)接入网络中,CAMEL要接入IMS网络需要通过lP多媒体业务交换功能([M-SSF)实体对CAP与SlP进行转换。
(2)OSA业务使能服务器(osA SCS)负责业务使能和OSA API与ISC接口信令的映射,使IMS能够通过SlP方式执行一个或几个OSA业务能力特征(0SA SCF)。
(3)对于SIP应用服务器因为采用SIP接口,故无需经过业务使能层,可通过ISC直接连接S-CSCF。

3.应用层
AS层提供业务逻辑,用来支持3G的各种增值业务。根据其所支持的业务不同,可以划分为以下三种应用服务器:
(1)SIP应用服务器(SlP AS)
SIP AS可直接与ISC相连接,主要用于互联网业务,这种结构使互联网业务可直接移植到通信网中。
(2)OSA应用服务器
OSA应用服务器可以提供基于开放业务体系应用程序接口(osA APl)开发的第三方业务,该应用服务器群可位于用户的归属网络或第三方。3GPP定义了OSA以允许第三方业务提供商(CP、SP)进行3G移动业务的开发。
(3)CAMEL服务环境
CAMEL服务环境完成预付费、亲近号码、会议电话、彩铃等传统的移动智能网业务。CAMEL服务环境相当于固话的智能网,以提供交互式语音应答(1VR)为主的业务。
目前,IMS所提供的典型业务为:单键通话(PoC,Pushto Talk over Cellular)、全能数字助理、Web Conference、统一消息业务(UMS,Unified Messaging Service)、一号通等业务。

IMS对NGN的影响

网络融合是下一代网络(NGN)的重要特征。3GPP首先提出的IP多媒体子系统(JMs)具有采用SIP协议进行呼叫控制、与接入无关和能够灵活提供多种业务等优点,得到了ETSI、ITU-T等国际标准化组织、全球通信网络产品供应商与电信运营商的关注,被认为是实现移动网与固定网络融合、互联网与通信网融合,发展NGN的必经之路。因此对基于IMS的网络融合的研究将成为一个十分重要的课题,对NGN的规划建设和发展具有十分重要的意义。
可以说由于IMS的出现,对原来在基于软交换技术的NGN方面所达成的共识,提出了新的挑战。使整个电信网络的演进思路变得复杂起来。但随着IMS技术的发展,向NGN演进的思路将会逐渐变得清晰。

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