前言
IP 多媒体子系统 (IMS) 是一组规范，描述用于实现基于 IP 的电话和多媒体服务的下一代网络 (NGN) 体系结构。IMS 定义了一个完整的体系结构和框架，允许在基于 IP 的基础设施上对声音、视频、数据和移动网络技术进行聚合。它填补了两个最成功的通信范式（移动电话和 Internet 技术）之间的空白。 IMS 最初是由第三代合作伙伴计划 (3GPP) 定义的，3GPP 是多个电信标准组织间达成的协作协议，是其支持 GSM 网络和无线电技术发展的标准化工作的一部分。IMS 最初是在 3GPP 第 5 版中推出的，其中将互联网工程工作小组（Internet Engineering Task Force ，IETF）定义的“会话发起协议”（Session Initiated Protocol，SIP）作为了 IMS 的主要协议。3 GPP 的第 6 版和第 7 版对此进行了进一步的增强，以包括其他功能，如在线状态和组管理、与 WLAN 和基于 CS 的系统协作以及固定带宽接入等。 另一个标准组织，第三代合作伙伴计划 2（3rd Generation Partnership Project 2，3GPP2）也对自己的 IMS 进行了标准化。成立 3GPP2 是为了将北美和亚洲移动无线电通信跨系统操作过渡到第三代系统。3GPP2 规范有关 IMS 的最初版本主要源自 3GPP 第 5 版。两个组织定义的 IMS 网络相当类似，但并非完全相同。3GPP2 根据其特定的问题进行了相应的调整。不过，这两个组织的目的都是为了确保 IMS 应用程序将跨不同的网络基础设施一致地工作。 除了 3GPP 和 3GPP2 外，开放移动联盟（Open Mobile Alliance，OMA）在制订和开发 IMS 移动标准化方面也扮演着重要的角色。OMA 定义的服务构建于 IMS 基础设施之上，如即时消息传递（Instant Messaging，IM）、在线状态服务和组管理服务等。
IMS 体系结构支持各种基于 SIP 协议启用的大量服务。正如您在下面的图 1-1 中所看到的，IMS 体系结构提供的多媒体服务可由服务通过 IP 网络或传统电话系统从各种设备进行访问。基础网络体系结构可分为三个层次（设备层、传输层和控制层），其上还有服务层，我们将按照从下向上的顺序分别进行 介绍。 ? 设备层：IMS 体系结构提供了各种选择，供用户选择端点设备。计算机、手机、PDA 和数字电话等 IMS 设备可以通过网络连接到 IMS 基础设施。其他类型的设备（如传统模拟电话）尽管不能直接连接到 IP 网络，但能够通过 PSTN 网关与这些设备建立连接。 ? 传输层：传输层负责发起和终止 SIP 会话，并提供所传输的数据在模拟/数字格式和 IP 数据包格式之间的转换。IMS 设备通过各种传输媒体连接到传输层中的 IP 网络，此类传输媒体包括 WiFi（一种无线局域网技术）、DSL、光纤、SIP、GPRS（通用分组无线业务——General Packet Radio Service，一种移动数据服务）和 WCDMA（宽带码分多址——Wideband Code Division Multiple Access，一种 3G 移动网络）。此外，传输层允许 IMS 设备通过 PSTN 网关呼叫 PSTN 网络或其他电路交换网络和接收来自这些网络的呼叫。
? 控制层：呼叫会话控制功能（Call Session Control Function，CSCF）是指代 SIP 服务器或代理的统称，是控制层中的核心组成部分之一。CSCF
负责端点的 SIP 注册，并处理服务层中恰当应用服务器的 SIP 信号消息传递。控制层中的另一个组成部分是存储每个用户的唯一服务配置文件的归属订户服务器（Home Subscriber Server，HSS）数据库。服务配置文件可以包含用户的 IP 地址、电话记录、联系人列表、语音邮件问候语等等。通过将用户的信息集中在 HSS 中，服务提供商可以跨 IMS 中提供的所有服务创建统一的个人目录和进行集中用户数据管理。
? 服务层：在 IMS 网络体系结构之上是服务层。上面描述的三个层提供了一个集成的标准网络平台，以允许服务提供商在服务层中提供各种多媒体服务。服务全部由应用服务器运行。 应用服务器不仅负责承载和执行服务，而且还要使用 SIP 协议提供针对控制层的接口。单个应用服务器可以承载多个服务，例如电话和消息传递服务可以在同一个应用服务器上运行；这种灵活性的优势在于，可以减少控制 层的工作负载。有很多提供不同服务的应用服务器，以下将专门讨论三种 IMS 核心应用服务器。
o 在线状态服务器：“在线状态服务器”提供用于收集、管理和分发实时可用性和用户间的通信方法的服务。它允许用户发布其在线状态信息，还允许订阅服务，以接收其他用户变化的通知。 o 组列表管理服务器：“组列表管理服务器”提供特定的服务，以允许用户或管理员管理、创建、修改、删除和搜索基于网络的组定义和关联成员列表。它还维护访问权限和其他与组及成员关联的特定属性。另外，还用于为即时消息传递或其他服务提供联系人列表。 o 即时消息传递服务器：“即时消息传递服务器”提供允许用户发送和接收即时消息的通信服务。用户能够通过 IP 网络交付包含富文本、图像、音频、视频或这些内容的组合的消息。它在目前的 Internet 社区得到了广泛的应用，IMS 将为移动世界提供相同的服务体验.
IMS 是用于电信行业的先进技术工具集，类似于一个包含各种工具的百宝箱，通过它可以让您的应用程序轻松地进入电信世界。简单说来，IMS 使用 Internet 技术提供大量服务和移动技术，真正实现无处不在,IMS 是（今后也仍然是）电信行业的一个重要部分。它的涉及面非常广泛，在一篇文章中并不足以对其进行全面诠释。
总体架构
如上图所示，IMS总体架构通常分为三层，接入层、呼叫控制层、业务应用层：
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接入层：接入层将各种接入网络汇总到IMS核心网中，完成对现有网络的互通及完成对承载的控制。
呼叫控制层：IMS的核心层，完成呼叫控制、安全管理、业务触发、资源控制、网络互通等核心功能。 业务应用层：提供各种业务实现，如PSTN仿真业务集、Centrex业务集、呈现业务、即时消息业务等。
上图中，IMS网络主要网元功能说明如下：
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SIP Terminals：包括SIP软终端、SIP硬终端、SIP IAD接入设备、SIP AG接入设备等，当前我们设备就属于这一类。
GGSN：GGSN是GPRS网络中的关键部分，用于GPRS网络和IP网络的交互。
PDF：PDF是策略决策功能模块，基于策略控制完成鉴权、业务请求许可、Qos、资源预留等功能。
BGCF：BGCF是出口网关控制功能，BGCF有基于电话号码的路由功能，用来选择与PSTN网络的接口点，当BGCF发现被叫网络位于一个PSTN网络时，负责IMS网络到CS/PSTN网络呼叫选择合适的MGCF。
MGCF：媒体网关控制功能，负责IMS网络与CS网络之间进行通信
IM-MGW：IMS多媒体网关提供CS与IMS之间的用户平面链路转换，类似H248终端设备就是属于这一类。
P-CSCF：代理呼叫控制功能模块，是IMS核心网络与用户终端的接口网元；与用户终端侧配合完成AKA鉴权、安全机制协商、IPSec加密保护、信令压缩等功能，在与
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有PDF功能模块的接入终端还可以配合完成资源预留功能；与I-CSCF/S-CSCF侧配合完成呼叫的接续处理。
I-CSCF：问询呼叫控制功能模块，为归属网络中P-CSCF的呼入选择 合适的S-CSCF，为拜访网络的外部IMS网提供接入。
S-CSCF：服务呼叫控制功能模块，IMS核心网中呼叫控制核心模块，负责对终端的注册鉴权、会话控制、用户业务信息管理及向AS触发指定业务等功能。
HSS：归属用户服务模块，IMS网络中核心用户数据库，保存归属网络中IMS用户的签约信息，包括基本标识、路由信息、业务签约信息等。
SLF：签约数据定位功能模块，当运营商网络中存在多个HSS时，为I-CSCF/S-CSCF选择合适的HSS。
MRFC：媒体资源功能控制器，解析来自S-CSCF、AS的资源控制命令，并控制MRFP提供媒体资源，如三方会议混音、通告音等。
MRFP：媒体资源功能处理器，在MRFC控制下，为终端提供媒体资源。
SIP AS：SIP应用服务器，提供各种业务处理，如仿真PSTN业务、Centrex业务等。
1. 概述
1.1 为什么开发IP多媒体子系统（IMS）
这个新通信模型是关于基于IP的移动设备的。这些终端有高分辨率的大显示器，有内置的照相机，还有很多支持其它应用的资源。这些设备时刻在线时刻保 持连接，这个重新定义了设备上的应用。应用程序不再仅仅是通过用户界面和用户交互信息的孤立实体了。激动人心的下一代应用程序是对等的，能够使各种共享更 容易实现：浏览共享、白板共享、游戏共享、共享的双向无线电通信（例如：一键通push to talk）。互联的概念将被重新定义。拨一个号码然后通话，将很快变成网络功能的一小部分。而在新移动设备间建立对等联接的能力是这一切的关键因素。
图 1 增强的用户体验的关键因素在于应用程序间基于IP的互联
新的通信模型大大超越了以前那些优秀的电信系统。并将可以建立在General Packet Radio Service (GPRS)网络上。
IMS基本原理(网络整理)资料
