IP多媒體子系統(tǒng)（IMS，IP Multimedia network Subsystem）作為NGN的重要平臺，使用會話啟動協(xié)議（SIP，Session Initiation Protocol）作為通信基礎(chǔ)，不僅實現(xiàn)了固定網(wǎng)絡(luò)與移動網(wǎng)絡(luò)的無縫業(yè)務傳遞，還豐富了下一代網(wǎng)絡(luò)的語音、數(shù)據(jù)和多媒體等各種綜合業(yè)務。IP多媒體子系統(tǒng)為業(yè)務開發(fā)商提供了開放的可編程環(huán)境，為運營商快速、靈活開發(fā)下一代新業(yè)務提供了一個開放的平臺。IMS具有如下表0所示的主要特征：

表0：IMS具有的主要特征

一、IMS系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

IMS系統(tǒng)是由3GPP標準化組織提出的。首先在R5版本基礎(chǔ)上提出的，主要定義了IMS的核心結(jié)構(gòu)、網(wǎng)元功能、接口和流程等內(nèi)容，是在基于IP的網(wǎng)絡(luò)上提供多媒體業(yè)務的通用網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)；R6版本對IMS進行了完善，增加了部分IMS業(yè)務特性、IMS與其他網(wǎng)絡(luò)的互通規(guī)范和WLAN接入等特性；R7加強了對固定、移動融合的標準化制定，要求IMS支持xDSL、cable等固定接入方式。按照NGN網(wǎng)絡(luò)功能分層模型，IMS從功能上也分為4個層面，即接入層、傳輸層（或承載層）、控制層和業(yè)務層。

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根據(jù)我國通信行業(yè)標準YD/T 1984，它給出的IMS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖1所示。根據(jù)圖中，它有著豐富的功能實體和相應的標準接口。

圖1：IMS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

二、IMS的功能實體

1、呼叫會話控制功能(CSCF)：CSCF可以作為P-CSCF、S-CSCF 或I-CSCF。P-CSCF在IMS中是UE的第一個接觸點：在網(wǎng)絡(luò)中，S-CSCF用于處理會話狀態(tài)；在某運營商的網(wǎng)絡(luò)中，I-CSCF是針對該網(wǎng)絡(luò)中某用戶或目前處于該網(wǎng)絡(luò)中的某漫游用戶的所有IMS 連接的主要接觸點。

2、歸屬用戶服務器(HSS)：HSS 是某個給定用戶的主數(shù)據(jù)庫，它包括與用戶簽約相關(guān)的信息，并支持實際處理呼叫會話的網(wǎng)絡(luò)實體。HSS 負責保存如下表2-2所示的用戶相關(guān)信息。HSS 也能為用戶和網(wǎng)絡(luò)相互認證、完整性檢查和數(shù)據(jù)加密生成相應用戶安全信息。基于這類信息，HSS 還負責和運營商中不同域和子系統(tǒng)中的控制和會話管理實體進行通信。

表2-2：HSS負責保存的用戶相關(guān)信息

3、多媒體資源功能控制器(MRFC)：其作用是：控制MRFP中的媒體流；翻譯來自AS和S-CSCF 的信息(如：會話標識)，并控制相應的MRFP；生成話單。

4、多媒體資源功能處理器(MRFP)：其作用詳見下表2-4中。

表2-4：多媒體資源功能處理器(MRFP)的作用

5、簽約定位器功能（SLF）：其作用詳見下表2-5中。SLF在單一HSS 環(huán)境中不需要。當AS 被配成使用預定義的HSS時，SLF不需要。

表2-5：簽約定位器功能（SLF）的作用

6、策略決策功能(PDF)：PDF 作為IP承載資源基于業(yè)務的本地策略的決策點。PDF 針對IP承載資源分配請求作出決定。

7、計費相關(guān)的功能實體。

三、IMS的互通相關(guān)的輔助設(shè)備

1、信令網(wǎng)關(guān)(SGW)：SGW 用于在傳輸層面上，在用于pre-Re14 網(wǎng)絡(luò)中的基于SS7 傳輸?shù)男帕詈涂赡苡?/span>post-R99 網(wǎng)絡(luò)中的基于IP傳輸?shù)男帕铋g執(zhí)行信令轉(zhuǎn)換(如，在Sigtran SCTP/IP 和SS7 MTP間)。SGW不解釋應用層(如：MA、CAP、BIC、ISUP) 信息，但可能要翻譯原始SCCP 或SCTP 層，來確保信令的正確路由。

2、媒體網(wǎng)關(guān)控制功能(MGCF)：MGCF 的功能如下表3-2所示。

表3-2：MGCF 的功能

3、IP 多媒體-媒體網(wǎng)關(guān)功能(IM-MGW)：IM-MGW在電路交換網(wǎng)的承載通道和分組網(wǎng)的媒體流之間進行轉(zhuǎn)換，可以實現(xiàn)媒體轉(zhuǎn)換、承載控制和載荷處理等功能(如：編解碼轉(zhuǎn)換、回聲抑制和會議橋等)。

4、中斷出口網(wǎng)關(guān)控制功能(BGCF)：BGCF 決定是否需要把呼叫路由到內(nèi)部CS 或外部CS 域：如果是內(nèi)部CS域，BGCF在自己所在的網(wǎng)絡(luò)選擇一個MGCF；如果是外部CS域，BGCF 轉(zhuǎn)發(fā)會話到選中網(wǎng)絡(luò)的BGCF。

5、應用層網(wǎng)關(guān)(ALG)：IMS-ALG在SIP/SDP協(xié)議層提供特定的功能，用于在兩個運營商域間進行互連。它使IPv6 和IPv4 SIP應用間能夠互通。

6、翻譯網(wǎng)關(guān)(TrGW)：TrGW位于媒體路徑中，并受IMS-ALG控制。它提供諸如網(wǎng)絡(luò)地址/端口轉(zhuǎn)換和IPv4/IPv6 協(xié)議轉(zhuǎn)換的功能。

7、DNS/ENUM服務器：DNS/ENUM服務器在IMS系統(tǒng)中進行地址轉(zhuǎn)換和翻譯。

四、IMS的系統(tǒng)接口

IP多媒體子系統(tǒng)的接口情況由下表4所示（22種），它包括接口名稱、位置、作用及采用的協(xié)議等。

表4：IP多媒體子系統(tǒng)的接口種類

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IP多媒體子系統(tǒng)的優(yōu)勢在于通過SIP與應用增值服務器聯(lián)系提供先進移動多媒體增值業(yè)務，將基于Web的新業(yè)務和SIP協(xié)議的優(yōu)勢結(jié)合起來，為運營商現(xiàn)有的客戶提供更多更完善的服務，從而吸引大量的企業(yè)和集團用戶。基于SIP的互操作性方便了運營商大規(guī)模部署網(wǎng)絡(luò)；極好的性能價格比為運營商大大節(jié)省了建設(shè)成本；電信級的操作維護管理配置、運營支撐系統(tǒng)的整合，極大地方便了運營商的業(yè)務管理和維護。

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