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IMS的系统结构:
1问题:IMS包含相关实体CSCF作用和功能?
答:
IMS包含相关实体如图1.3,CSSF(呼叫会话控制功能),CSCF(Call Session Control
Function,呼叫会话控制功能)IMS中最重要的功能实体是呼叫会话控制功能(CSCF),负责对用户多媒体会话进行处理,其功能包括多媒体会话控
制、地址翻译以及对业务协商进行服务转换等。CSCF在IMS中实现了多媒体呼叫中主要的软交换控制功能,可以看作IETF架构中的SIP
Server,用于完成呼叫网关功能、呼叫业务触发功能和路由选择功能,根据功能划分有:
①P-CSCF(Proxy-CSCF)
此单元是接入网到IMS的最先连接点,位于访问域中。从SIP观点看,P-CSCF是作为一个出界、入界的SIP代理服务器。P-CSCF从接入网中
收到UA(User
Agent)发来的SIP注册和会话建立消息,转发到归属域中的I-CSCF,再发至相应的S-CSCF,反之也是。P-CSCF不会对SIP的
INVITE消息中请求的URL进行修改,仅将收到的请求消息进行转发。其内部的策略判决功能(PDF)模块对多媒体业务的QoS要求进行策略判决。
主要功能:
◆ 把UE发来的SIP注册请求转发给I-CSCF,该I-CSCF由UE提供的域名决定;
◆ 把UE发来的SIP消息转发给S-CSCF,该S-CSCF由P-CSCF在UE发起注册流程时得到。
②I-CSCF(Interrogating-CSCF)
此单元位于归属域中,是从访问域到归属域的入口点,也是IMS与其他PLMN的主要连接点,能屏蔽用户信息和网络拓扑,是可选节点。可将I-CSCF
看作SIP
Proxy,用来给每个呼叫灵活选择相应的S-CSCF,向HSS请求,查找HSS中的用户属性来确定是由哪个(些)S-CSCF来为该用户服务;另外若
有多个S-CSCF来完成负载分担,I-CSCF就是用来完成这些S-CSCF的分配,可能基于轮询或者其他机制。主要功能:
◆ 注册功能:为用户指定一个S-CSCF来执行SIP注册。
◆ 对消息流的处理功能:从HSS中获取S-CSCF的地址,转发SIP请求;将其他网络传来的SIP请求路由到S-CSCF。
③S-CSCF(Serving-CSCF)
与I-CSCF一起位于归属域中,是整个IMS的控制核心、IMS会话管理的执行节点,控制呼叫和业务的相关状态,与SCP中的应用服务器互通。
可看作是SIP Registrar 和SIP
Proxy,用来接受用户注册,进行URI分析和重定向路由、触发应用服务器以及完成呼叫的控制和接续。维持了用户位置和用户SIP地址的绑定,S-
CSCF包含有网络运营上所需的状态信息,以协助进行IMS网络的注册、会话控制和业务支持。
主要功能:
◆ 注册功能:作为一个注册机,接收注册请求后,通过HSS使注册请求生效。
◆
对消息流的处理:对已注册的会话终端进行会话控制,可作为Proxy-Server,接收请求后,进行内部的处理或转发,也可作为UA,中断或发起SIP事务。
◆ 与业务平台进行交互,提供多媒体业务。
呼叫控制流程:
◆
当代表主叫终端时,从数据库中取出为被叫用户提供服务的I-CSCF地址,判断若在另一网络,把SIP请求转发给该网络的I-CSCF;若呼叫要路由到PSTN电路域,则转发给BGCF。
◆
当代表被叫终端时,若用户在归属网中,把SIP请求转发到P-CSCF;若用户在访问域中,就将SIP请求发给I-CSCF;当呼叫要路由到PSTN/CS域,就将SIP呼叫转给BGCF。
2.问题MGCF(Media Gateway Control Function,媒体网关控制功能)功能?
答:
控制一个或多个IM-MGW(IP多媒体媒体网关控制器,见3)中媒体信道的连接,管理PSTN承载和IP流间的连接,从CSCF那里收到SIP消息,确定IM-MGW要建立什么内容,并创建适当的ISUP消息,送到T-SGW。
MGCF根据被叫号码和来话情况选择CSCF,并完成PSTN与IMS之间的呼叫控制协议转换。主要是将IP消息转换成ISUP或Megaco消息。
3.什么是 IM-MGW及其功能?
IM-MGW(IP
Multimedia-MGW,IP多媒体媒体网关控制器)在MGCF控制下完成资源控制,通过回波消除器和码转换器,实现媒体转换和帧协议转换功能,将媒体从一个形式转换到另一个形式,UMTS中一般是PSTN的PCM和基于IP的编解码格式。
4.IMS组网结构?
答:可以将其组件分处在三个逻辑区域:归属域(Home Network)、访问域(Visit
Network)和网关域(Gateway
Network)。网关域的功能非常简单,就是完成IMS和话音交换网(PSTN、PLMN以及MSC-S域等等)的互通。媒体网关MGW完成媒体流的转换,即PCM媒体
流到RTP媒体流的编解码转换,并在媒体网关控制器MGC的控制下完成呼叫的接续,控制协议采用的是H.248或者MGCP,它也要同时处理来自话音交换
网的ISUP信息和来自IMS的SIP信息,并完成被叫定位,路由分析等相关事件;信令网关SGW使基于MTP的ISUP(SCCP)信息能在IP网上转
送到MGC,通常采用的是ISUP(SCCP)/M3UA/SCTP/IP方式。
访问域包含SIP客户端和P-CSCF(Proxy CSCF),P-CSCF其本质是一个SIP
Proxy,其作用是受理所有SIP客户端的注册和呼叫,根据主叫/被叫的SIP
URI去找到其相应的归属域,完成注册过程和呼叫接续。多个P-CSCF可以共同存在用来完成负载分担,在规划网络的时候,可以根据该区域内活动用户数目(包括本地用户和漫游用户)来配置P-CSCF的数量。
归属域对应于SIP
URI(SIP:user@domain)中的domain,一般来说,每个domain都应该有自己的归属域,但是对于用户数目不多的domain来
说,其实几个domain可以共享一套归属域设备,这也意味着运营商可以将归属域设备租用给企业用户,因此企业用户不需要购置相对昂贵的归属域设备。
采用这种分为访问域和归属域的结构,优点在于,由归属域来提供业务特征,这就意味着移动终端不受限于访问网络的性能,避免了像当前网络中业务的提供非常受MSC配置的影响。
5. IMS有哪些接口?
答:承载接口,信令接口和服务控制接口。
具体接口有Cx,Gm,Mc,Mg,Mr,Mp,Mw,Mi,Mj,Mk,Mb,Dx,ISC,Sh,Si,Ut。每个接口实现不同的功能,不同的接口传输的信令格式也不一样。
问题:IMS作为下一代的固移网络的核心技术,它在信令方面有什么突破?
答:IMS最早是由3GPP提出,并作为3G的核心技术得到发展,它才用基于IETF提出的SIP信令体系,SIP协议是一种应用层控制信令协议,用于在IP网上建立修改终止多媒体会话或呼叫,它基于文本形式,如同HTTP,有很好的扩展性,SIP信令有很好的基本功能,它可用在用户定位,用户能力判断,用户可达性判断,呼叫建立,呼叫处理链接网关等。
问题:SIP信令相比较现在广泛使用的NO.7,它的优势和特点在哪?
答:NO.7信令是基于电路交换的信令,作为传统的信令,他不宜于扩展,难以加进新业务。不适应现今包交换需要。IETF利用了HTTP和STMP成熟的技术,采用文本方式,客户端和服务器模型制定了基于分组的SIP信令。它才用类似于EMAIL的地址,采用CLIENT/SERVERSE,适合了网络互联的需要。
问题:SIP信令在IMS使用有哪些改变?
答:在IMS中SIP采用扩展机制,首先,无线信道带宽非常紧张,因此要对信令先进行压缩,然后传送。再者,无线信道是开放的信道,非安全的信道,要对信令进行加密,保证传输安全。IMS作为无线移动网络,必须用到漫游功能,因此,SIP信令必须指定CSCF路由。
问题:SIP只是一个描述协议,在网络中,他的传输保证是什么?
答:SIP在网络中它是依靠SDP来传输的,SDP是一个发送协议,它又专门的格式和传输机制,SIP相当与它的负荷,它能保证SIP协议在网路中很好地传输。
问题: 说明SDP语法规范
答:SDP 信息是文本信息,采用 UTF-8 编 码中的 ISO 10646 字符集。 SDP 会话描述如下: ( 标注 *
符号的表示可选字段 ) :
v= (协议版本)
o= (所有者/创建者和会话标识符)
s= (会话名称)
i=* (会话信息)
u=* (URI 描述)
e=* (Email 地址)
p=* (电话号码)
c=* (连接信息 ― 如果包含在所有媒体中,则不需要该字段)
b=* (带宽信息)
一个或更多时间描述(如下所示):
z=* (时间区域调整)
k=* (加密密钥)
a=* (0 个或多个会话属性行)
0个或多个媒体描述(如下所示)
时间描述
t= (会话活动时间)
r=* (0或多次重复次数)
媒体描述
m= (媒体名称和传输地址)
i=* (媒体标题)
c=* (连接信息 — 如果包含在会话层则该字段可选)
b=* (带宽信息)
k=* (加密密钥)
a=* (0 个或多个会话属性行)
这些都表示它的属性,包括媒体,会话功能描述等,它还可以扩展,以满足各种网络需要。
关于IMS的回话流程介绍,Ims会话流程包括cscf相关过程,应用层注册,注销,ip多媒体会话流程,s-cscf间的交互流程等。
问题一:IMS会话中包含那些CSCF流程?
答:IMS会话中,包含了建立IP连接接入网的承载,本地CSCF的发现,S-CSCF的分配,I-CSCF的相关过程,P-CSCF的相关过程。
问题二:本地p-cscf怎样发现?
答:当终端接入网络时,它需要向IMS注册一个p-cscf,这叫做p-cscf发现,具体UE先要获得一个IP承载,才可以利用这个承载注册,采用两种机制:一种是采用动态主机配置协议(DHCP)域名系统,另外一种是GPRS附着过程。GPRS附着过程是利用已存在的GPRS网络,UE采用PDP上下文激活请求中包含P-CSCF地址请求标记,响应得到P-CSCF的IP地址。而DHCP过程是UE发送DHCP请求给IP网络,该网络将请求发给DHCP服务器,请求IP。
问题三:会话是怎样发起的?
答:当A用户要与B会话时,UA先要用
sip-invite发送一个请求,通过Gm参考点发送给P-CSCF,P-CSCF会对这个请求处理,它会将这个请求先压缩(节省带宽)鉴权,然后发送给S-CSCF,S-CSCF处理这个请求,譬如和AS交互,利用请求消息与B交互(P-CSCF)。I-CSCF会通过Mw参考点受到请求,然后通过Cx参考点联系HSS,找到与B的S-CSCF.然后B的S-CSCF连接B的P-CSCF
实现会话接续过程,B响应后,按照上述步骤反向即可,经过几次往返即可实现会话过程。
问题四:2G中用户用标示,表示用户唯一的身份,在3G中,它采用什么方式来表示用户身份?
答:IMS中采用两种标示用户方法,一是私有用户标示,另一种是共有用户标示,私有用户标示是归属运营商定义的具有唯一性的全球身份,可在归属网络中唯一标示用户,它不是标示用户本身,而是标示一种订购关系,主要是认证,有时也可以实现计费和管理目的。公共用户身份可以被发布,如:
yang@telcom.com,这就是一种公共用户标示,当然在电路域还有可能是13452388088这种公共标示,公共和私有标示都在ISIM卡中,当IMS布网时,有大量没有ISIM的用户,因此必须利用现有的资源,手段为每个用户分配一个身份。此外还有其他标示,如服务的标示和网络实体标示,对应与唯一的服务和网络。
问题五:IMS是多媒体子系统,为了保证IMS可以接入PS域和CS域,我们在身份验证上必须采用手段?
答:身份模块中主要有ISIM和USIM,他们都包括在电路集成卡上,上面存储着用户专用数据,如:公有用户身份,私有用户身份,归属网络域名,管理数据,接入准则参考,安全密钥等,当用户注册时需要这些数据。还有就是USIM,这是连接PS和CS必须的,和IMS公共私有用户身份之间有唯一的转换关系。
关于IMS的回话流程介绍,Ims会话流程包括cscf相关过程,应用层注册,注销,ip多媒体会话流程,s-cscf间的交互流程等。
问题一:UE注册后,它将怎样选择有能力的S-CSCF?
答:注册间的S-CSCF指定,这个要靠I-CSCF了,当P-CSCF接收到注册REGISTER后,I-CSCF和HSS交互,然后归属网络查询S-CSCF的能力,只要没有事先指定I-CSCF选择一个合适的S-CSCF。这里要介绍一个概念,服务器能力(AVP)它是一个整数值,标示C-CSCF的吞吐量。此外,没有注册下的S-CSCF寻找,一是同上,二是指定。还有找寻错误,可以重新寻找。
问题二:在sip使用过程中,为什么要采用压缩机制?
答:SIP采用文本形式的编辑语言,因此相对于其他信令,它具有字节多的缺点,无线信道带宽是很宝贵的,所以我们要对SIP信令进行压缩,压缩实在P-CSCF中进行的。但是在IMS中SIP
压缩是可选的,不是必须的在将来WLAN中由于带宽比较大,可以不用进行压缩。
问题三:什么是多种身份注册?
答:sip可以允许一个用户注册多个公共身份,这样,这个用户就可以在使用一个私有身份前提下同时使用多个设备,如:摄像头,电脑,手机等,这种机制叫做隐性注册机制,设备的分配是根据S-CSCF来的,每个设备有个优先级,当呼叫到来时S-CSCF根据优先级决定采用哪个设备,当然还可以采用顺序选择和分叉选择。
问题四:传统电话和CS域是怎样互联的?
答:当前大多数设备是电路域的工作的,IMS必须要实现和电路域的互联,这就要求采用特殊的设备和协议,控制平面是由MGCF负责,它控制其他与承载无关的到SIP信令的映射,业务平面是有IMS-MGW控制协议转换,它从CS网络终结承载的通道。
问题五:IMS网络的服务?
答:首先IMS网络不提供服务,它是一个基于SIP的体系,在网络上用PS提供分组的先进的IP应用和服务,包含三个步骤:
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定义服务和服务集合;
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以过滤形式提供用户订购的专有服务;
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将服务请求提供给服务提供商;
在服务提供方面,IMS要求终端有相应的能力,在CS域如语音信箱,全球呼等形式提供服务,过滤的选择以及AS的选择都是采用SIP信令控制。
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