全国noc技能竞赛学习课件-ims技术体制与基本信令流程.ppt
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1、2013年中国电信网络操作维护职工技能竞赛办公室,IMS技术体制与基本信令流程,一、IMS技术体制,总体方案 组网 编号 承载网 互联互通 路由原则 号码传送 计费与网管,架构和主要网元 终端 业务层架构 与固网软交换的关系,IMS技术体制,中国电信IMS网络架构和主要网元,业务层 SIP AS 业务能力引擎 SSF 控制层 CSCF ENUM/DNS HSS MGCF AGCF BAC 终端层,IMS关键网元 CSCF HSS,P-CSCF(Proxy CSCF) : IMS系统中的第一个接入点,位于拜访网络 主要负责信令和消息的代理,用户的注册和漫游管理、用户的信令安全和QoS控制 S-C
2、SCF(Serving CSCF): 位于用户的归属网络 对用户进行认证鉴权 为UE进行会话控制,为IP多媒体业务呼叫的建立、业务触发 I-CSCF(Interrogating CSCF): 到其他IMS系统域的连接接入点 IMS归属域的入口节点,负责用户注册S-CSCF的指配和查询 HSS(Home Subscriber Server) 是HLR在支持IMS方面的功能增强 存储用户的鉴权信息、签约业务信息,P-SCSF,拜访网络,S-CSCF,归属网络,I-CSCF,HSS,分组域,SIP,SIP,SIP,Diameter,关键接口,SIP协议 P-CSCF、S-CSCF、I-CSCF、AG
3、CF之间的接口(Mw) S-CSCF与IMS应用服务器、IM-SSF之间的接口(ISC) 终端与BAC之间的接口(Gm) BAC与P-CSCF之间的接口(Gm) CSCF与MGCF之间的接口(Mg) S-CSCF和MRFC之间的接口(Mr) S-CSCF和BGCF之间的接口(Mi) S-CSCF和BGCF之间的接口(Mj),Diameter协议 CSCF与HSS之间的接口(Cx) CSCF与SLF之间的接口(Dx) HSS与IMS应用服务器之间的接口(Sh) 应用服务器与SLF之间的接口(Dh) 应用服务器与OCS之间的接口(Ro) 应用服务器与CCF之间的接口(Rf) H.248协议 AG与
4、AGCF之间的接口(P1) MGCF与IM-MGW之间的接口(Mn)MRFC和MRFP之间的接口(Mp) DNS协议 P/S/I-CSCF MGCF与ENUM/DNS之间的接口,IMS关键网元 MGCF,MGCF/IM-MGW: 负责IMS与传统交换网络互通 是使IMS 域用户和PSTN/CS 域用户之间可以进行互通的信令转换和媒体控制设备,SIP,ISUP SIP-I BICC,MGCF,H.248,IMS网络,PSTN,软交换网络,IM-MGW,媒体,媒体,终端类型,固定终端(不可移动) H.248 AG、H.248 IAD SIP IAD(e8-c)、SIP AG PON ONU(SIP
5、) SIP语音硬终端、SIP多媒体硬终端 移动手机终端 VT终端、普通1x终端(基于IMS的C网语音增强) 软终端(可移动) 多媒体软终端(VOIP、视频、彩铃/彩振。) 多媒体会议客户端、协同通信客户端 WEB客户端,IMS业务层架构,IMS采用三种业务提供方式: (1)基于应用服务器AS的业务提供方式:适合于提供电信自营业务 (2)智能网(IN)的业务提供方式:通过SSF与现网智能网SCP相连。现有智能网业务可通过此种业务提供方式拓展覆盖IMS用户。 (3)第三方业务提供方式:适合于提供面向第三方开放的业务,也可以实现中国电信自营的业务。IMS能力开放接口可以采用两种方式: 通过业务能力网
6、关开放,采用SOAP/REST等方式; 通过SDK控件开放,SDK控件方式只有本地调用接口。,IMS与软交换的关系,IMS做为中国电信未来的基础网络,与已经部署的软交换将(包括固网软交换、移动软交换)在很长一段时期内共存。两者各有自己的定位: 固网软交换网络定位于PSTN网络的改造 以提供窄带域话音业务和相关的话音增值业务为主 覆盖的终端主要是传统的窄带接入终端(POTS电话、IAD、AG); 移动软交换主要定位于为2G C网电路域 提供窄带话音业务和相关话音增值业务、以及短信业务 涵盖的用户终端主要是2G移动终端(指通过1x电路域接入的单模、双模终端) IMS网络主要定位于宽带用户和应用 提
7、供宽带用户的语音业务、宽带多媒体业务、固网移动融合业务和多网协同业务等 少数省由于没有规模部署软交换进行改造,可采用IMS承接固网网改。 涵盖的用户终端主要包括:宽带接入语音终端(FTTH)、SIP多媒体终端(硬终端、软终端、移动终端)。,总体方案 组网 编号 承载网 互联互通 路由原则 号码传送 计费与网管,全国网络架构 省内网络架构 未来的考虑,IMS技术体制,IMS全国层面网络,采用分省部署IMS核心网络、省际互联的方式,组网采用单级结构,信令和媒体都采用扁平化组网。现阶段全国层面设置ENUM/DNS和全国业务AS。 ENUM/DNS服务器网络采用两级结构组网,包括省级ENUM/DNS服
8、务器和集团级的根ENUM/DNS服务器两级。 集团IMS业务层的AS由全国层面的业务管理平台进行管理,提供如下业务: 为跨省的政企大客户提供业务 为各省用户提供全国集中部署的业务,IMS省内网络,省层面组网分为两个阶段: 初期采用分大区组网,采用两种方式: 大区都集中在省会设置 大区在不同本地网设置 目标引入POOL组网,具体方案待研究 根据网络发展的需求、IMS技术的发展、可维护可管理功能的进一步增强,目标网络可以引入POOL组网。 能够迅速部署新业务、便于实现网络资源充分共享、能够提供很强的容灾备份能力、实现了网络效率最大化。,大区集中在省会 S-CSCF、P-CSCF、I-CSCF、HS
9、S、MGCF、AGCF、SSF、SLF、MMTLE、IM-SSF在省会部署。 ENUM/DNS省内集中设置,存储省内查询数据。 业务平台AS及其业务MRFP在省会集中部署。,大区在不同本地网 S-CSCF、P-CSCF、I-CSCF、HSS、MGCF、AGCF、SSF、SLF、MMTLE、IM-SSF等网元在本地网大区中心设置,负责为本大区的用户提供服务。 分区的I-CSCF可访问其它大区的HSS、SCSCF 省会所在大区的I-CSCF兼作省际入口。 各个大区中心设置ENUM/DNS,负责省内ENUM/DNS查询,存储大区内的查询数据; 各大区ENUM/DNS间可直接进行互访。 省会所在大区的
10、ENUM/DNS兼作省际出入口。 业务平台AS及其业务MRFP以省为单位集中部署,不分大区设置,相关网元设置要求,CSCF E-CSCF应与S-CSCF合设,CSCF设备应设置在靠近CN2网络的骨干网节点。 容灾备份要求: I-CSCF采用负荷分担方式,并能平滑过渡到准Pool方式; P-CSCF、S-CSCF首选采用1+1互备方式,并能平滑过渡到准Pool方式; MMTEL和IM-SSF采用1+1互备方式。 MGCF MGCF应部署在省会/本地大区中心。 初期MGW可部署在省会/本地大区中心;未来随着IMS和CS域互通业务量增加,可考虑下沉到本地网。 MGW的容量配置需要按照IMS和CS互通
11、时需要进行语音编码转换的情况进行规划,对于不需要语音编码转换的互通情况不需要配置MGW容量。 MGCF采用1+1互备方式,并且采用MGW的双归属容灾。 HSS HSS的设置应根据IMS用户量的多少来确定HSS的数量。 采用11互备方式。 BAC BAC以本地网为单位部署,起设门限为10万用户,用户数不达到起设门限的本地网不设置BAC,其业务由其BAC承担。BAC不区分SIP和H.248接入。 IMS网络的BAC应尽量与现网软交换BAC分开设置。 BAC采用同一局点双机热备方式,不同局点采用负荷分担方式。,总体方案 组网 编号 承载网 互联互通 路由原则 号码传送 计费与网管,归属网络域名 公有
12、标识、私有标识 移动终端的编号考虑 网元标识 公共业务标识,IMS技术体制,IMS网络域名概念,域名在IMS网络中的作用 路由:找到I-CSCF(一个域对应一个IMS网络) IMS完全根据域名路由,采用了互联网模式 。 IMS不再采用电话号码路由(电话号码需要翻译成域名再路由)。 归属网络定位 根据用户归属网络域名进行注册、找到HSS(先找到I-CSCF) 用户标识 包括SIP URI和TEL URI两种 TEL URI基于目前用户习惯,例如:+86-10-58552000 采用SIP URI进行路由,SIP URI含有域名:例如、 、 sip:、sip:(企业域名) 普通语音业务,对域名如何
13、编号无特殊需求(用户看不到域名) 互联网类型的业务,对域名编号有一定的需求(用户能看到域名),各个域名方案的特点,域名分级方案: 一级域名 (含有中国电信标识) 不利于大网内路由、不利于用户归属网络定位; 全国网络都是一个域,根据域名不能立即判断路由方向,需要全网数据查询才能定位、组网灵活性差。 用户标识简单 一级域名标识简单清晰,符合互联网方式; 但是未来采用字符串的用户ID,需要容易产生重名问题,需要区分。 二级域名:(还含有省标识) 有利于不同的省间路由;可以直接定位用户归属省; 通过域名直接路由到目的省、省内再查询数据路由到目的地网元。 用户标识较简单 二级域名标识较简单,用户能够接受
14、 三级域名:(还含有地区标识) 有利于省间、不同本地网间路由;可以直接定位用户归属本地网; 通过域名直接路由到本地网,路由最简单 用户标识复杂 三级域名过于复杂,用户接受程度不高。,结论:二级域名为主,IMS网络的标识,IMS的用户标识:私有用户标识(IMPI)和公共用户标识(IMPU) IMPI 是运营商分的唯一标识用户的身份标识, IMPI主要用于IMS用户注册认证,和签约管理等。地位类似于移动网络里的IMSI。 IMPI 用户身份采用NAI格式 (用户名域名) 用户注册完成后,用户发起会话使用的是IMPU, IMPU作为IMS网络中的用户身份,在用户开户时,用户的多个个性化的IMPU都存
15、储在该用户所在归属地的HSS中。格式分为SIP URI(sip:用户名域名)和 TELURI(网号或局号) 用户可以设定多个IMPU,这些ID与用户身份的关联在HSS数据库中。 TEL URI:网号或局号 IMS网元的标识 标识IMS网络中的各个网元,用于IMS网元间的路由及寻址,采用SIP URI格式通过访问DNS查询目标IMS网元标识对应的IP地址,完成寻址。,中国电信IMS用户编号,中国电信IMS网络域名,采用“” 归属省网络域名:yy. 。yy为省缩写,例如广东为gd IMS用户标识 私有标识:用户号码归属网络域名 公有标识: TEL URI:网号或局号 SIP URI :sip:用户
16、名域名 ,用户名为TEL URI 移动用户标识 临时归属网络域名 :M0M1M2M ,从IMSI号得到 私有用户标识:imsiM0M1M2M 临时公有用户标识 :sip:imsiM0M1M2M 注册鉴权通过以后,IMS网络通过隐式注册返回给移动终端真正的公有用户标识。IMS移动终端后续发起/接收的会话请求,均使用移动终端真正的公有用户标识。,用户鉴权方式,IMS AKA,HTTP Digest,Early IMS,方案描述:五元组(XRES, RAND, AUTN, IK, CK)双向认证方式。S-CSCF和P-CSCF分别保留XRES,IKCK,UE接收(RAND,AUTN)三元组,依据参数
17、对网络认证,并反馈鉴权响应与S-CSCF所存XRES比对,完成注册 应用场景:需终端有ISIM卡,方案描述:采用Username和Password的简单认证形式 应用场景:只认证用户,不认证网络,方案描述:PDSN向HSS里写入UE的IMSI,MSISDN,MDN,IP地址,待UE发起注册时,由S-CSCF从HSS获得,用以鉴权 应用场景:适用于终端不支持ISIM/USIM,且不支持IPSec情况,根据终端使用情况,目前要求支持SIP Digest鉴权方式。IMS固定终端、软终端都应支持SIP Digest鉴权方式。,IMS网络网元标识,网元的编号采用SIP URI格式:“sip:xxxxyy
18、. 归属网络域名”。 xxxx代表网元编号,P-CSCF为pcscf;S-CSCF为scscf;I-CSCF为icscf;MGCF为mgcf、BGCF为bgcf、IM-SSF为imssf。yy代表设备的编号。 IMS终端注册时,P-CSCF需要将自己所服务的拜访网络标识写入P-Visited-Network-ID消息头,IMS终端的归属网络通过该标识可获知目前正服务于用户的拜访网络,从而可以进行相关的访问控制。P-Visited-Network-ID内的拜访网络的编号为:“地市拼音简写. 省份标签. ctcims. cn”例如:四川成都本地网(区号028)的P-Visited-Network-
19、ID:cd. sc. ctcims. cn,BAC设备的标识为“sip:xxxxyy. 地市拼音简写. 归属网络域名”。 xxxx代表网元编号,为BAC;yy代表设备的编号,例如,杭州的行政区01的BAC标识为:bac01. hz. zj. ctcims. cn 当本地网有多个行政区时,编号应体现出本地的不同行政区域,便于IMS网络能够根据该编号实现基于位置的服务,例如紧急呼叫; BAC需要在发往P-CSCF的消息里加上P-Access-Network-Info头域,头域里包含自己的BAC设备标识。 为支持IMS终端漫游和游牧时能够接入当地的BAC,需要对能够游牧的IMS终端提供统一的BAC域
20、名,各地区的现网DNS根据该域名解析出本地BAC的IP地址,BAC统一域名为:sip: bac. ctcims. cn。,IMS网络网元标识,公共业务标识 IMS业务的PSI采用SIP URI格式: sip:业务名域名 各省的IMS业务使用省级IMS归属网络域名(如) 全国级的IMS业务使用中国电信全国级IMS归属网络域名()。 业务名部分的格式从管理方便角度考虑,可以采用“xxxxyy”: xxxx代表业务代码,如聊天室业务为chat、呈现业务为presence、会议业务为conference等; yy代表平台的编号。,AG设备的标识为“sip:xxxxyy. 地市拼音简写. 归属网络域名”
21、。 xxxx代表网元编号,为ag;yy代表设备的编号,例如,杭州的行政区01的AG标识为:ag01. hz. zj. ctcims. cn 当本地网有多个行政区时,编号应体现出本地的不同行政区域,便于IMS网络能够根据该编号实现基于位置的服务,例如紧急呼叫; 对于SIP AG,SIP AG需要在发往P-CSCF的SIP消息里加上P-Access-Network-Info头域,头域里包含自己的编号标识。H.248 AG上联的AGCF需要根据配置在发往S-CSCF的SIP消息里加上P-Access-Network-Info头域,头域里包含呼叫所属的AG的编号标识。,总体方案 组网 编号 承载网 互
22、联互通 路由原则 号码传送 计费与网管,承载网VPN的选择 对现网DNS的要求,BAC接入机制,IMS技术体制,IMS承载网VPN,IMS BAC,SS VPN,IMS 核心网,PI-0 VPN,NGN VPN,PI-1 VPN,191 VPN,互联网接入 终端,WAP接入 移动终端,城域网接入 固定终端,相关承载网启用IP Anycast技术, 实现漫游用户就近接入BAC,IMS与固网SS的互通方式: NGN VPN与SS VPN在CN2上通过RT互注方式实现互通,IMS 业务平台,C网 软交换,信令、媒体,固网 软交换,IT VPN,CN2层面RT互注,NGN MGNT VPN,现阶段IM
23、S网络设备只分配IPV4地址 考虑到到将来与IPv6的结合,要求IMS网络设备能够支持v6和v4双栈。,对现网DNS的要求,BAC接入机制,可移动可漫游的IMS终端获得BAC的IP地址,通过DNS解析方式来实现。 这类终端配置统一接入点标识,,向现网DNS(不是IMS网络内的DNS)请求解析IP地址(anycast地址)。 当有多个BAC时,现网DNS根据负荷分担的原则解析出BAC的不同IP地址。 本地不可移动的固定IMS终端(例如FTTH),对这些终端可以直接配置本地BAC的IP地址;也可以提供BAC域名: BAC域名由本地网自行分配,本地网的现网DNS根据该域名解析出本地BAC的IP地址.
24、 本地BAC的域名采用BAC设备的编号“sip:xxxxyy. 地市拼音简写. 归属网络域名”。,总体方案 组网 编号 承载网 互联互通 路由原则 号码传送 计费与网管,IMS技术体制,IMS与电路域的互联互通要求,与固网软交换互通 MGCF设置在省网层面,MGCF通过SIP-I信令与本地网软交换设备相连 语音在主被叫编码协商一致的情况下可以不经过IM-MGW,进行终端之间的直接连接 在主被叫编码不一致的情况下,通过IM-MGW进行语音的转换,与C网软交换互通 MGCF设置在省网层面,MGCF通过SIP-I信令与省内的GMSCe设备相连 不需要IM-MGW的参与,存在固网和C网独立关口局的情况
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