3gpp_ims技術研究報告(專業版)

　　

【正文】 通過應用服務器（ AS）和網絡之間的 OSA API 接口來支持。 公共用戶身份可攜帶性問題目前仍未確定。 －公共用戶身份將采取 SIP URL 的形式（在 RFC2543 中和 RFC2396 中定義）或者 號碼。這個私有的身份由歸屬網絡運營商分配，并用于，例如，登記、鑒權、準入和計費目的。業務的路由如下兩圖所示。 圖 8. IMS 的安全體系 主要保證五個方面的安全： 1）通過 HSS、 ISIM 功能和 AKA 機制提供雙向鑒權； 2） UE 和 PCSCF 之間的 Gm 接口安全，包括信令完整性、加密； 3）網絡域的 Cx 接口安全； 4）不同網絡間 SIP 節點之間安全； 5）同一網絡中 SIP 節點之間安全。 可能維持一個資源分配超出 了當前的媒體流（但在前面 4 點和 5 點所加的限制內）所需要的資源，為了例如轉換到不同的媒體流特征，而不冒控制失效之險。 —— 在 UMTS 承載業務層的 QoS 信令 /協商和資源分配： UMTS 承載業務層的 QoS 信令在用戶設備 UE、 RAN、 CN 和 IP 承載業務管理器之間傳送 QoS 要求，在此，合適的 QoS 協商和資源分配相應地激活。 16 IMS 提出的 IP 策略機制： ? 策略決策功能 PDF (Policy Decision Function)將得到的應用層參數（如SDP）信息映射到 IP QoS 參數 （如 RSVP），該映射遵守特定的策略規則。 ? IP 多媒體子系統（ (IMS： IP Multimedia Subsystem)： 相關的實體（如CSCS、 MPFC、 MRFP、 MGW 和 PDF 等）。 參考點 GGSNPCF (Go 參考點 ) 該接口允許策略控制功能 (PCF) 對 GGSN 里的承載用法應用策略。 3GPP IMS 主要接口 參考點 HSS – CSCF (Cx 參考點 ) Cx 參考點 支持 CSCF 和 HSS 之間的信息傳輸 . 要求 CSCF和 HSS之間信息傳輸的主要的流程是與 S－ CSCF配置相關的流程。 歸屬用戶服務器 （ HSS） HSS（歸屬用戶服務器）是用戶和業務信息的數據庫， HSS 的接口和主要邏輯功能如下圖。一個運營商網絡內可以有多個 I－ CSCF。以下部分描述這些不同角色 ProxyCSCF： P－ CSCF 是 IM CN 子系統里的第一個接觸點。 IMS架構也被其他標準化組織看好， IMS網絡可能成為未來多網融合的基礎，本文也介紹了 NGN 和 WLAN 等其他網絡與 IMS 的關系，以及對 IMS 發展的影響。 IMS 的主要技術原理包括： ? SIP：會話控制基于 SIP； ? 使用 IPv6： IMS 網絡采用 IPv6 地址，目前 IPv4 地址也在研究中； ? 歸屬控制：用戶業務接入全部由 歸屬網絡控制； ? 獨立于接入： IMS 與下層 IP 接入網絡相獨立， WLAN 也可以接入， 3GPP2引用了 IMS 網絡； ? 綁定機制：通過 Go 接口建立 SIP 對話和 GPRS 會話之間的關聯，實現 QoS和計費管理。如果 PCF 在一個單獨的物理節點里實現， PCF 和 P－ CSCF 之間的接口不標準化。 計費和資源利用： —— 產生 CDR。 單獨的 HSS 環境的一個例子是一個服務器場結構。 處理允許不局限于 連接。 參考點 BGCF – MGCF (Mj 參考點 ) 該 參考點 允許中斷網關控制功能前轉會話信令到媒體網關控制功能，以便到PSTN 網絡的交互。 HA 負責將分組數據通過隧道技術發送給移動用戶，實現接入網管之間的宏移動管理。 ? 綁定機制（ Binding Mechanism）由 GGSN、 UE 和 PDF 共同實現。 在 UMTS 承載業務層可能協商一個單獨的資源分配，并在 IP 承載業務層用 18 它作多方會話。如果網絡運營 商不支持一個專門的 PDP 上下文，用戶設備將為 IM 子系統信令用通用目的的 PDP上下文。 提出了 IP Flow Based Charging 技術，通過 IP 過濾器來區分在用戶上下行數據中的業務流，向移動網絡報告已區分的業務流的流量，網絡可以按業務流的流量配以相關的資費，過濾器規則由運營商定義。 － S－ CSCF 位于歸屬網絡。 － 私有用戶身份將安全地存儲在 USIM 上（將不可能為用戶設備修改該私有用 26 戶身份） － 私有用戶身份是一個全球唯一的身份，由歸屬網絡運營商定義，該身份在歸屬網絡可以用，從網絡的觀點唯一地識別用戶。 －公共用戶身份可以用于識別在 HSS 內的用戶信息（例如，在移動終止（終端？mobile terminated）的會話建立期間） 27 IP 多媒體子系統內的 SIP 信令的路由 IMS 內的 SIP 信令的路由將用 SIP URL 【 2】格式，公共用戶身份將不用于 IMS 內的路由，為了 IMS 的內部運用，基于 格式的公共用戶身份的會話要求將要求轉換到 SIP URL 格式。如果翻譯失敗，該會話可 以路由到 PSTN 或者向移動臺發出相應的通知。該信息可以包含在如請求的 URL 中。可能連接到 VPLMN 或者HPLMN 里的一個 GGSN。以后的版本可能允許不同的業務功能清單分享與不同 S－ CSCFs 相關的同一的私有用戶身份。 － HSS 和 S－ CSCF 需要獲得并存儲私有用戶身份。 附加的 CSCF 的運用，即 I－ CSCF，包括在 SIP 信令路徑是可選的。 IMS 域配置有 CCF 功能實體，用于 IMS 域的話單收集，與分組域的 CG 功能類似。 為使描述的機制 能夠工作而不要求終端用戶交互并在漫游環境下，要求用戶設備知道拜訪網絡運營商應用的規則和限制。 成功的承載建立將包括任何要求的端到端 QoS 信令、協商和資源分配的完成。這允許 IM CN子系統中的 QoS 控制和會話控制的獨立發展。 在上述的各個部分中， MMD 是 ALLIP 網絡的核心，支持基于 SIP 的 IP 多 15 媒體業務，而 LMSD 是從傳統核心網向 MMD 演進的一個重要階段，這兩部分將在網絡演進中作進一步描述。一個單獨的 HSS 環境的例子是一個服務器場結構。該接口用于，例如，從另一個 VOIP呼叫控制服務器或者終端接收一個呼叫請求 參考點 CSCF MRFC (Mr 參考點 ) 該 參考點 允許 SCSCF 和 MRFC 之間的交互。如果交互在另一個網絡而且運營商要求網絡隱藏， BGCF 將通過一個 I－ CSCF（ THIG）向另一個網絡的 BGCF 前轉 SIP 信令。一個會話期間， S－ CSCF 執行的功能是： 登記 —— 可以作為 RFC2543 或后續版本里定義的登記器，即，它接受登記請求，并通過位置服務器（如 HSS）使其信息可以獲得。 —— 產生 CDR —— 維持一個在它自身和每個 UE 之間的 Security Association， 定義。 2 Leg a cy P LM NSig na lingNetw o rk sUTRA NIN/CAM EL , O SA /Parla y , SI P a ppli ca tions3G GGSN3G SGSNM GC FC SC FM GWExter nal IPNet w orksIP Mul ti m edia Subsyst emD a taba s esHSSPacket Sw it c he d Do m ai nPOTS/ IS DNTD MIPW eb / Emai lW eb serv erApplic at i on Pl at f or mMulti m edi a phone S IP Co m m u n ic a ti o n (IMS)In te r n e t A cce ss w ith o u t IMS 圖 1. IMS 的分層結構 3GPP IMS 主要功能實體 IMS 功能實體和接口如下圖。 3GPP IMS 技術研究報告 信息產業部電信研究院 20xx 年 11 月 19 日 前 言 第三代移動通信將向基于全 IP 的網絡架構演進， 3GPP 領先提出了 IP 多媒體（ IMS）的網絡架構，另一大移動標準組織 3GPP2 隨后引用了 IMS 架構并加以改造。 ? IPConnectivity Access Networks (IPCAN)：包括 3GPP GPRS、 WLAN 等等，提供接入、移動性管理。 —— 偵測緊急會話并選擇一個 S－ CSCF 處理緊急會話。在一個運營商網絡內，不同的 S－ CSCF 可以有不同的功能性。如果交互在另一個網絡內，那么該 BGCF將前轉 SIP 信令到那個網絡的 BGCF。 參考點 MGCF – CSCF (Mg 參考點 ) Mg 參考點 基于外部規范例如 SIP 參考點 CSCF – Multimedia IP works (Mm 參考點 ) 這是 CSCF 和 IP 網絡之間的 IP 接口。該接口不要求在一個單獨的 HSS 環境。 ? LMSD（ Legacy MS Domain） ：包括 MSCe、 HLRe 等，用于支持傳統網絡中的核心網電路域，支持基于 IS41 協議的移動性管理，兼容傳統的終端。 —— 在 QoS 信令和會話控制之間的獨立性 QoS 信令和資源分配方案的選擇應該獨立于選定的會話控制協議。 在建立一個 IMS 會話時，應該可以終止應用，以允許目標用戶參與決定應該建立哪個承載。運營商在 GGSN 里分配超出標準化的其他的能力的最小集合的規則和限制。 22 T r af f i c P l ane Func t i on Charg i ng G at e w ay Func t i on Gx Charg i ng Col l ect i on Func t i on S e rv ic e D a ta F lo w Ba s e d Cha rg in g Rul e s F unc tion Gz Rx AF GGSN運營商用以配置不同的過濾器／規則過濾器實施點計費中心跟 Ga 接口類似到 St a g e 3 標準才定義協議到 St a g e 3 標準才定義協議 圖 10. offline charging T r af f i c P l ane Fun ct i on Gx O nl i ne Charg i ng S y st em* S e rv ic e Da ta Flo w B a s e d Cre dit Control S e rv ic e Da ta Flo w Ba s e d Cha rgi ng Rule s Func tion Func tion C A M EL SCP Gy Rx AF Ry GGSN過濾器實施點跟 Ro 接口一樣采用 D IA ME T E R CC到 St a g e 3 標準才定義協議到 St a g e 3 標準才定義協議 圖 11. online charging IMS 域的離線計費節點包括 CSCF、 BGCF、 MGCF、 AS、 MRFC。 網絡 發起的 P－ CSCF 重分配沒有要求。 － 私有用戶身份僅在簽約用戶登記期間鑒權，（包括重登記和去登記）。 所有的業務功能清單分享與同一 S－ CSCF 相關的同一私有用戶身份。用一個合適的 PDP 上下文建立。網絡決定當地業務是否在拜訪網絡或者歸屬網絡中的方法應該通過標準化的方法獲得。 用于執行 ENUM DNS 地址翻譯機制的數據庫是 IM 運營商的一件事情，這不要求用到全球 ENUM （ Universal ENUM）業務。 私有和公共用戶身份的關系 歸屬網絡運營商負責私有用戶身份、公共用戶身份，運營商還沒有定義但也許存在的其他身份的分配。 － 私有用戶身份將持久地分配給用戶（不是動態身份），在歸屬網絡內用戶的簽約期內一直有效。 S－ CSCF 應該提供業務控制。 過濾規劃和技術是 5 tuple 規則，基于用戶數據 IP 包頭的特性有 source IP address, destination IP address, source port number, destination port number, protocol ID of the protocol above IP。 IM 子系統相關的信令的 PDP 上下文可以為信