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摘要： IMS是管理信息系统的英文缩写。IMS（IP多媒体子系统）是基于SIP的通用平台，可以同时支持固定和移动的多种接入方式，实现固定网与移动网的融合
关键词： IMS；3Gpp；ATCA；SIP
中图分类号：TN91文献标识码：A文章编号：1671－7597（2011）0620188－02
1 IMS概述
IMS由3GPP（3rd Generation Partnership Project）在R5阶段引入，目的是将Internet的体验引入到移动网络，结合两者的优点。IMS问世之后立即得到了3GPP2、ETSI（European Telecommunications Standards
Institute）TISPAN（Telecommunications and Internet converged Services and Protocols for Advanced Networking）、ITU-T（Interna
Tional Telecommunication Union-Telecommunication Standardization Sector）等众多标准化组织的认同，IMS核心架构也得到了这些组织的完全重用。
IMS是未来统一核心网的基础，具有如下特点：
1）采用SIP（Session Initiation Protocol）协议作为会话控制协议，利用SIP简单、灵活、易扩展、媒体协商便捷等特点来提高网络的未来适应能力。
2）业务逻辑分布在不同的应用服务器中，网络只提供传输能力，实现业务逻辑与网络传输的完全分离，以最大程度的支持端到端业务。
3）采用标准的SIP协议为业务触发接口，签约数据为匹配规则，完成业务触发条件的匹配，最大程度的支持业务匹配与触发的灵活性。
4）将用户签约数据集中存放在HSS（Home Subscriber Server）中，供会话控制网元与业务处理网元下载，最大程度的支持用户与业务的移动性。
5）在归属域中统一提供用户签约的业务，最大程度的实现用户在不同时间、不同地点享受一致的业务体验。
6）通过将会话与业务的全分布处理，最大程度的实现类似IP网络的可靠性、强壮性、可用性。
IMS除全面考虑了会话控制、业务提供、业务触发、移动性、计费、寻址方式等特性之外，还考虑了QoS（Quality of Service）、安全、NAT（Network Address Translation）穿透、与PSTN（Public Switched Telephone Network）和PLMN（Public Land Mobile Network）网络互通、固定移动融合等问题。IMS是IP网上进行多媒体通信的可运营、可管理、可增值的一种完整解决方案。
2 IMS体系架构
IMS基于3GPP R6和ETSI TISPAN NGN（Next Generation Network）R1标准开发，全面兼容3GPP2 MMD（Multimedia Domain）、ITU-T NGNFG
（NGN Focus Group）标准。
IMS解决方案体系结构如图1所示。
IMS解决方案网络架构分为如下五部分：
2.1 业务层
业务层主要由各种不同的应用服务器与资源服务器组成，提供各种业务（如游戏、会议、即时消息等）及业务能力（Presence、群组、媒体资源等）。
运营商可以根据自己的需要将业务能力组合成各种不同的业务，以实现快速推出业务的目的。同时，为了支持第三方开发，运营商可以将某些业务能力公开，向第三方开发商提供API（Application Program Interface）接口。
图1IMS网络体系结构
2.2 会话控制与媒体资源层
会话控制层由P-CSCF、I-CSCF、S-CSCF、BGCF、MRFC/MRFP、HSS和AGCF等功能实体组成，主要完成注册、鉴权、会话路径控制、业务触发、拓扑隐藏、路由选择、资源控制、互通等功能。
2.3 接入与承载控制层
接入&承载控制层由PDF/PCRF/SPDF/A-RACF、NACF和CLF等功能实体组成。
1）承载控制主要提供基于SBLP（Service Based Local Policy）/SB
BCService Based Bear Control）的QoS资源控制，通过PDF/PCRF/SPDF/A
-RACF控制接入网的资源。2）对于固网接入，接入层还包括NASS（Network
Attachment Subsystem）子系统。NASS子系统提供了固网接入的位置管理和网络接入配置功能，包括CLF和NACF功能实体。3）接入和互通层还完成NAT控制功能，以支持企业网中的NAT穿越。
目前IMS支持的接入方式有WCDMA（Wideband CDMA）、CDMA（Code Division Multiple Access）2000、WiFi（Wireless Fidelity）、xDSL
（x Digital Subscriber Line）、LAN（Local Area Network）、PSTN/I
SDN（Integrated Services Digital Network）、WiMAX（Worldwide Inte
roperability for Microwave Access）等。
2.4 互通层
互通层完成IMS网络与PSTN/PLMN/NGN/H.323网络的互通。
1）IMS网络与PSTN/PLMN网络的互通由MGCF、BGCF完成，信令的转换由SGW完成，媒体的转换由IM-MGW完成（IM-MGW也可以内置SGW功能）。 2）IMS网络与H.323/SIP VoIP网的互通由I-BCF完成，媒体的转换由I-BGF完成。
2.5 运营支撑
运营支撑层主要提供网管、签约数据存放、计费、Web Portal统一操作、寻址等功能，由CCF、Portal、SPG（Service Provisioning Gateway）、
EMS（Element Management System）、DNS/ENUM服务器等功能实体组成。
3 IMS解决方案
IMS解决方案特点。IMS解决方案提供了电信级软硬件平台、支持多种接入方式、全面的安全和QoS保障等特点。
3.1 基于标准协议的端到端解决方案
IMS支持从终端接入到业务层的端到端解决方案。
1）统一的硬件和软件平台。IMS采用统一的ATCA（Advanced Telecom
munications Computing Architecture）硬件平台和CGP（Carrier Grade Platform）软件平台。 2）支持多种接入方式。P-CSCF与接入网无关，可以同时支持多种固定或移动接入方式。 3）支持与多种网络互通。为IMS支持与多种网络互通。 4）全面的IMS安全解决方案。IMS全面考虑用户接入、IMS域间、业务及应用层的安全性。 5）完善的QoS保障。IMS具备完善的QoS保障。
3.2 开放的业务开发环境
IMS提供了标准API接口支持第三方开发。
3.3 接入方式
1）通过SoftSwitch接入V5/ISDN用户。2）通过AGCF、SIP AG接入POTS用户。3）通过MGCF接入PBX用户。4）通过SBC接入宽带用户。5）现网CS移动用户通过锚定方式接入IMS，享受IMS业务。
3.4 业务提供
FOCUS解决方案中的SoftX3000集成SoftSwitch和AGCF功能，SofSwitch
域可以接入V5/ISDN/PBX/POTS用户，IMS域的AGCF可以接入POTS用户。
1）SoftSwitch接入的用户，由SoftX3000提供传统PSTN补充业务，实现对PSTN业务的完全继承。2）AGCF接入的用户以及宽带用户，由ATS9900提供业务。3）IMS业务AS可以为各种方式接入IMS的用户以及互通网络的用户提供业务。
3.5 互通
FOCUS解决方案通过标准MGCF（UGC3200）与其他网络如PSTN、PLMN、其他运营商互通。
3.5.1 融合Centrex解决方案。融合Centrex是一个完整的商业网解决方案，是在现有PSTN、PLMN网络的基础上叠加一个IMS网络，采用锚定的方式为多个网络的用户提供IP Centrex业务。融合Centrex解决方案以IMS网络中的ATS9900为核心的业务平台，提供跨越多个网络的Centrex业务。融合Centrex解决方案支持IP Centrex业务＋多媒体会议业务＋语音邮箱业务的组合。融合Centrex解决方案同时引入PC与话机绑定的多媒体Centrex业务，为用户带来新的业务体验，帮助固定、综合运营商大幅度提升市场竞争力，占领高价值企业通信市场。
IMS解决方案提供的融合Centrex解决方案支持包括个人业务、群组业务和企业业务在内的丰富的业务功能，并提供便捷的业务维护管理。
融合Centrex解决方案亮点如下：
1）支持多种终端和接入方式。具体支持接入的用户有：① 固定用户接入；② 移动用户接入；③ IMS域用户接入；④ VOIP用户接入（H.248
终端、SIP终端、WIFI终端、软终端接入）。2）ATS9900提供完善的第三方开放接口。第三方业务服务器可以通过SOAP接口提供定制化客户交互界面和ICT（Information and CommunicationTechnology，信息通信技术）应用。3）固定与移动的融合。ATS9900可以给IMS网络用户提供业务，也可以通过锚定方案给现有网络的移动用户、固定用户提供Centrex业务。4）快速部署，对现有网络的改动少，尽可能的保护了运营商现有网络的设备。运营商在现在网络的基础上增加一套IMS核心网设备，通过MGCF与现有网络对接，即可实现融合Centrex业务。5）支持多种PBX接入IMS，包括IMS网络中的IP PBX、通过SBC代理注册的PBX、通过MGCF以及PRI中继接入的TDM PBX，提供商业中继为某些企业分布在多个地点的PBX提供短号互连互通能力。
3.5.2 融合会议解决方案。IMS融合会议解决方案基于融合的电信网络、融合的业务平台向用户提供包括语音、数据、标清视频、高清视频的融合会议业务。IMS融合会议解决方案满足了用户对体验需求的提升，即任何用户在任何时间任何地点都可以通过固定电话、移动电话、PC终端等任何通信终端获得一致的和无缝的会议业务体验，同时降低运营商的运营成本。在IMS融合会议解决方案中，会议业务服务器集中部署在归属域，网络资源可以充分共享，在全省范围开展统一业务，并且可以扩展至全国乃至全球运营，成本将会大大降低。基于IMS网络，会议业务能力可以共享，并和其他业务服务器（譬如融合Centrex、Presence、Group、IM）重新组合生成新的业务应用。运营商也可以通过出租会议业务能力给SP，避免被旁路成管道提供商。
3.5.3 VoWimax 解决方案。VoWimax解决方案为运营商提供低成本、端到端的、可以快速部署的宽带语音解决方案。
VoWimax解决方案基于IMS网络，提供WiMAX接入的语音业务、软终端的语音业务、VoBB业务以及IMS业务。
接口与协议：
IMS解决方案提供开放、标准的协议接口，可与多种设备实现对接或互通，具有强大而灵活的组网能力。
关键词： IMS；3Gpp；ATCA；SIP
中图分类号：TN91文献标识码：A文章编号：1671－7597（2011）0620188－02
1 IMS概述
IMS由3GPP（3rd Generation Partnership Project）在R5阶段引入，目的是将Internet的体验引入到移动网络，结合两者的优点。IMS问世之后立即得到了3GPP2、ETSI（European Telecommunications Standards
Institute）TISPAN（Telecommunications and Internet converged Services and Protocols for Advanced Networking）、ITU-T（Interna
Tional Telecommunication Union-Telecommunication Standardization Sector）等众多标准化组织的认同，IMS核心架构也得到了这些组织的完全重用。
IMS是未来统一核心网的基础，具有如下特点：
1）采用SIP（Session Initiation Protocol）协议作为会话控制协议，利用SIP简单、灵活、易扩展、媒体协商便捷等特点来提高网络的未来适应能力。
2）业务逻辑分布在不同的应用服务器中，网络只提供传输能力，实现业务逻辑与网络传输的完全分离，以最大程度的支持端到端业务。
3）采用标准的SIP协议为业务触发接口，签约数据为匹配规则，完成业务触发条件的匹配，最大程度的支持业务匹配与触发的灵活性。
4）将用户签约数据集中存放在HSS（Home Subscriber Server）中，供会话控制网元与业务处理网元下载，最大程度的支持用户与业务的移动性。
5）在归属域中统一提供用户签约的业务，最大程度的实现用户在不同时间、不同地点享受一致的业务体验。
6）通过将会话与业务的全分布处理，最大程度的实现类似IP网络的可靠性、强壮性、可用性。
IMS除全面考虑了会话控制、业务提供、业务触发、移动性、计费、寻址方式等特性之外，还考虑了QoS（Quality of Service）、安全、NAT（Network Address Translation）穿透、与PSTN（Public Switched Telephone Network）和PLMN（Public Land Mobile Network）网络互通、固定移动融合等问题。IMS是IP网上进行多媒体通信的可运营、可管理、可增值的一种完整解决方案。
2 IMS体系架构
IMS基于3GPP R6和ETSI TISPAN NGN（Next Generation Network）R1标准开发，全面兼容3GPP2 MMD（Multimedia Domain）、ITU-T NGNFG
（NGN Focus Group）标准。
IMS解决方案体系结构如图1所示。
IMS解决方案网络架构分为如下五部分：
2.1 业务层
业务层主要由各种不同的应用服务器与资源服务器组成，提供各种业务（如游戏、会议、即时消息等）及业务能力（Presence、群组、媒体资源等）。
运营商可以根据自己的需要将业务能力组合成各种不同的业务，以实现快速推出业务的目的。同时，为了支持第三方开发，运营商可以将某些业务能力公开，向第三方开发商提供API（Application Program Interface）接口。
图1IMS网络体系结构
2.2 会话控制与媒体资源层
会话控制层由P-CSCF、I-CSCF、S-CSCF、BGCF、MRFC/MRFP、HSS和AGCF等功能实体组成，主要完成注册、鉴权、会话路径控制、业务触发、拓扑隐藏、路由选择、资源控制、互通等功能。
2.3 接入与承载控制层
接入&承载控制层由PDF/PCRF/SPDF/A-RACF、NACF和CLF等功能实体组成。
1）承载控制主要提供基于SBLP（Service Based Local Policy）/SB
BCService Based Bear Control）的QoS资源控制，通过PDF/PCRF/SPDF/A
-RACF控制接入网的资源。2）对于固网接入，接入层还包括NASS（Network
Attachment Subsystem）子系统。NASS子系统提供了固网接入的位置管理和网络接入配置功能，包括CLF和NACF功能实体。3）接入和互通层还完成NAT控制功能，以支持企业网中的NAT穿越。
目前IMS支持的接入方式有WCDMA（Wideband CDMA）、CDMA（Code Division Multiple Access）2000、WiFi（Wireless Fidelity）、xDSL
（x Digital Subscriber Line）、LAN（Local Area Network）、PSTN/I
SDN（Integrated Services Digital Network）、WiMAX（Worldwide Inte
roperability for Microwave Access）等。
2.4 互通层
互通层完成IMS网络与PSTN/PLMN/NGN/H.323网络的互通。
1）IMS网络与PSTN/PLMN网络的互通由MGCF、BGCF完成，信令的转换由SGW完成，媒体的转换由IM-MGW完成（IM-MGW也可以内置SGW功能）。 2）IMS网络与H.323/SIP VoIP网的互通由I-BCF完成，媒体的转换由I-BGF完成。
2.5 运营支撑
运营支撑层主要提供网管、签约数据存放、计费、Web Portal统一操作、寻址等功能，由CCF、Portal、SPG（Service Provisioning Gateway）、
EMS（Element Management System）、DNS/ENUM服务器等功能实体组成。
3 IMS解决方案
IMS解决方案特点。IMS解决方案提供了电信级软硬件平台、支持多种接入方式、全面的安全和QoS保障等特点。
3.1 基于标准协议的端到端解决方案
IMS支持从终端接入到业务层的端到端解决方案。
1）统一的硬件和软件平台。IMS采用统一的ATCA（Advanced Telecom
munications Computing Architecture）硬件平台和CGP（Carrier Grade Platform）软件平台。 2）支持多种接入方式。P-CSCF与接入网无关，可以同时支持多种固定或移动接入方式。 3）支持与多种网络互通。为IMS支持与多种网络互通。 4）全面的IMS安全解决方案。IMS全面考虑用户接入、IMS域间、业务及应用层的安全性。 5）完善的QoS保障。IMS具备完善的QoS保障。
3.2 开放的业务开发环境
IMS提供了标准API接口支持第三方开发。
3.3 接入方式
1）通过SoftSwitch接入V5/ISDN用户。2）通过AGCF、SIP AG接入POTS用户。3）通过MGCF接入PBX用户。4）通过SBC接入宽带用户。5）现网CS移动用户通过锚定方式接入IMS，享受IMS业务。
3.4 业务提供
FOCUS解决方案中的SoftX3000集成SoftSwitch和AGCF功能，SofSwitch
域可以接入V5/ISDN/PBX/POTS用户，IMS域的AGCF可以接入POTS用户。
1）SoftSwitch接入的用户，由SoftX3000提供传统PSTN补充业务，实现对PSTN业务的完全继承。2）AGCF接入的用户以及宽带用户，由ATS9900提供业务。3）IMS业务AS可以为各种方式接入IMS的用户以及互通网络的用户提供业务。
3.5 互通
FOCUS解决方案通过标准MGCF（UGC3200）与其他网络如PSTN、PLMN、其他运营商互通。
3.5.1 融合Centrex解决方案。融合Centrex是一个完整的商业网解决方案，是在现有PSTN、PLMN网络的基础上叠加一个IMS网络，采用锚定的方式为多个网络的用户提供IP Centrex业务。融合Centrex解决方案以IMS网络中的ATS9900为核心的业务平台，提供跨越多个网络的Centrex业务。融合Centrex解决方案支持IP Centrex业务＋多媒体会议业务＋语音邮箱业务的组合。融合Centrex解决方案同时引入PC与话机绑定的多媒体Centrex业务，为用户带来新的业务体验，帮助固定、综合运营商大幅度提升市场竞争力，占领高价值企业通信市场。
IMS解决方案提供的融合Centrex解决方案支持包括个人业务、群组业务和企业业务在内的丰富的业务功能，并提供便捷的业务维护管理。
融合Centrex解决方案亮点如下：
1）支持多种终端和接入方式。具体支持接入的用户有：① 固定用户接入；② 移动用户接入；③ IMS域用户接入；④ VOIP用户接入（H.248
终端、SIP终端、WIFI终端、软终端接入）。2）ATS9900提供完善的第三方开放接口。第三方业务服务器可以通过SOAP接口提供定制化客户交互界面和ICT（Information and CommunicationTechnology，信息通信技术）应用。3）固定与移动的融合。ATS9900可以给IMS网络用户提供业务，也可以通过锚定方案给现有网络的移动用户、固定用户提供Centrex业务。4）快速部署，对现有网络的改动少，尽可能的保护了运营商现有网络的设备。运营商在现在网络的基础上增加一套IMS核心网设备，通过MGCF与现有网络对接，即可实现融合Centrex业务。5）支持多种PBX接入IMS，包括IMS网络中的IP PBX、通过SBC代理注册的PBX、通过MGCF以及PRI中继接入的TDM PBX，提供商业中继为某些企业分布在多个地点的PBX提供短号互连互通能力。
3.5.2 融合会议解决方案。IMS融合会议解决方案基于融合的电信网络、融合的业务平台向用户提供包括语音、数据、标清视频、高清视频的融合会议业务。IMS融合会议解决方案满足了用户对体验需求的提升，即任何用户在任何时间任何地点都可以通过固定电话、移动电话、PC终端等任何通信终端获得一致的和无缝的会议业务体验，同时降低运营商的运营成本。在IMS融合会议解决方案中，会议业务服务器集中部署在归属域，网络资源可以充分共享，在全省范围开展统一业务，并且可以扩展至全国乃至全球运营，成本将会大大降低。基于IMS网络，会议业务能力可以共享，并和其他业务服务器（譬如融合Centrex、Presence、Group、IM）重新组合生成新的业务应用。运营商也可以通过出租会议业务能力给SP，避免被旁路成管道提供商。
3.5.3 VoWimax 解决方案。VoWimax解决方案为运营商提供低成本、端到端的、可以快速部署的宽带语音解决方案。
VoWimax解决方案基于IMS网络，提供WiMAX接入的语音业务、软终端的语音业务、VoBB业务以及IMS业务。
接口与协议：
IMS解决方案提供开放、标准的协议接口，可与多种设备实现对接或互通，具有强大而灵活的组网能力。