IP多媒体子系统结构分析

IP多媒体子系统(IMS)是一个可以适应用户更高需求的一个标准化结构，能够满足终端用户多样化的多媒体业务需求。在目前，IMS被认为是下一代网络的核心技术。本文从IMS的发展和结构入手，分析IMS的协议体系结构，以及在固定和移动网络融合方面的应用。

　　一、概述

　　IP多媒体子系统(IMS)(IP Multimedia Subsystem)是在3GPP的Release 5版本中提出的，是对IP多媒体业务进行控制的网络核心层逻辑功能实体的总称。它与分组域一起实现实时和非实时的多媒体业务，也可与电路域进行互操作。作为一种能适应用户更高需求的一个标准化结构，它可以为移动用户提供多媒体通信和多方会话应用，确保不同的网络接入技术方式的服务质量(QoS)，并且通过网络提供基本业务能力的选择和叠加，为第三方提供开放的业务接口，使新应用的种类更多，成本更低，速度更快。

　　IMS是一种全新的多媒体业务的承载形式，它能够满足终端用户日益多样化的多媒体业务需求。同时，IMS也被认为是下一代网络的核心技术，是解决移动和固定网络融合，使语音、视频、数据等差异化业务进行融合的重要方式。

　　二、IP多媒体子系统的发展和结构

　　1.IMS的系统发展

　　IMS是在3GPP的Release 5版本中提出的，它主要包括了对IP多媒体业务进行控制的网络核心层的各部分逻辑功能实体。它不同于原有的分组域和电路域的一种结构部分，可以实现与分组域和电路域进行互操作。移动网络的演进过程中3GPP制定的WCDMA网络标准，经历了R99、R4、R5和R6等发展阶段，由兼容传统的GSM和GPRS的网络逐渐转向全IP的网络架构，最终的发展方向是全IP的网络架构。

　　3GPP Release 5版本主要定义了IMS的核心结构、网元功能、接口和流程等内容;Release 6版本增加了部分IMS业务特性、IMS与其他网络的互通规范和无线局域网接入特性等;在Release 7版本加强了对固定、移动融合的标准化制定，要求IMS支持用户数字线和调制解调器等固定接入方式。R5版本是第一个全IP(分组化)的版本，其最大的变化就是在R4的基础上增加了IP多媒体子系统(IMS)，它与分组域一起实现实时和非实时的多媒体业务，可以与电路域进行互操作。

　　IMS的主要特点有两点：一.使用SIP协议;二.接入的无关性。在使用SIP协议的IMS域内，为在3G网络上运行的IP业务提供了一个统一的会话管理机制。现在的IP网络中，基本上每一种应用都需要使用一套独特的会话信令协议;而SIP协议为大部分的IP业务提供了一套简化的统一会话控制机制，这会有助于在移动网络中开展不同的应用业务。SIP协议的特点使其可以提供的业务类型更加丰富，IMS即是使用SIP协议来实现IP多媒体域的会话呼叫控制。IMS的接入无关性是指其除了可以应用于移动网络外，还可以应用于固定网络、GPRS、WLAN和所有的IP网络等。从理论上可以实现用户无论采用什么样的设备，何时何地接入网络，都可以使用其归属地的业务;控制层和业务层之间的开放接口，使来自不同的接入网络呼叫/会话可以进行统一的处理。

　　IMS由呼叫状态控制功能CSCF(Call Session Control Function)、媒体网关控制功能MGCF(Media Gateway Control Function)、媒体网关MGW(Media Gateway)、归属地用户服务器HSS(Home Subscriber Server)等功能实体组成。其中CSCF包括了P-CSCF(Proxy-CSCF，代理CSCF)、I-CSCF(Interrogating CSCF，查询CSCF)和S-CSCF(Serving CSCF，服务CSCF)，从本质上来说，它们都是SIP服务器，处理SIP信令。

　　IMS的提出是在移动网络引入软交换结构之后，利用软交换的思想，实现控制、承载、业务的分离;IMS继承了软交换分层的结构体系，改变了原有的业务和网络耦合的结构关系;模块化的结构设计方式和开放的接口使业务的管理维护、新业务的开发利用都十分方便。但是在业务和应用上，尤其是支持多媒体业务上还存在薄弱之处。

　　2.IMS的协议体系结构

　　在IMS结构中所定义的协议可以分为信令和会话控制层面、媒体协议层面、认证和安全协议层面等三种类型。

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