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3GPPIMS是圍繞IP多媒體業(yè)務設計的業(yè)務網(wǎng)絡架構,在選取與采用信令/協(xié)議方面,3GPP和IETF保持著密切的協(xié)作關系。IMS體系的主要參考點都是直接采用IETF已規(guī)范化的協(xié)議,或者在原有協(xié)議基礎上進行適應性改進而來。
一、.IMS的主要參考點
IMS主要功能實體之間的連接參考點的定義如下圖所示。下面簡要介紹IMS體系架構中的主要參考點。
1、Gm參考點:Gm參考點連接UE和IMS,支持UE和CSCF間的信息交互,該參考點上的過程可以分為3類:注冊、會話控制和事物處理。Gm參考點采用SIP協(xié)議。
2、Mw參考點:Mw參考點支持各CSCF間的信息交互,參考點中的過程也包括注冊、會話控制和事物處理等3類。Mw參考點同樣采用SIP協(xié)議。
3、Cx參考點:Cx參考點支持CSCF和HSS之間的信息交互,其上的主要過程被分為3類:位置管理、用戶數(shù)據(jù)處理和用戶認證。接口協(xié)議采用Diameter協(xié)議。
4、Dx參考點:Dx參考點是CSCF與SLF之間的接口,用于支持1-CSCF和S-CSCF查詢SLF時的HSS地址解析過程,Dx參考點總是與Cx參考點結合使用。這個參考點上的協(xié)議基于Diameter協(xié)議。其功能是通過一個增強的Diameter重定向代理所提供的路由機制來實現(xiàn)的。
5、Mi參考點:燦參考點在CSCF與BGCF之間,支持S-CSCF將會話信令向BGCF轉(zhuǎn)發(fā),以實現(xiàn)與PSTN網(wǎng)絡的互通。接口協(xié)議采用SIP協(xié)議。
6、Mg參考點Mg參考點位于CSCF與MGCF之間,接口協(xié)議采用SIP協(xié)議。Mg參考點將CS域的邊緣功能(MGCF)連接到IMS(也就是1-CSCF),使得MGCF可以將來自CS域的會話信令轉(zhuǎn)發(fā)到1-CSCF,以實現(xiàn)與PSTN網(wǎng)絡的互通。
7、Mj參考點:Mj參考點位于BGCF與MGCF之間,使用SIP協(xié)議。當BGCF通過汕參考點收到一個會話信令的時候,它會選擇到CS域的出口。如果出口產(chǎn)生在相同的網(wǎng)絡,那么它就會通過的參考點將這個會話轉(zhuǎn)發(fā)給MGCF。
8、Mr參考點Mr參考點位于CSCF與MRFC之間,支待S-CSCF和MRFC間的信息交互。當S-CSCF需要激活與承載相關的服務時,它就通過Mr參考點發(fā)送SIP信令給MRFC。Mr參考點采用SIP協(xié)議。
9、Mp參考點:Mp參考點位于MRFC與MRFP之間,支持MRFC控制MRFP提供的媒體資源能力(例如,為會議媒體創(chuàng)建連接或向用戶發(fā)送語音通知)。Mp參考點采用的協(xié)議與H.248標準完全兼容。
10、Mn參考點:Mn參考點位于MGCF與IMS-MGW之間,MGCF通過該接口對接入與傳送平面(即用戶平面)資源進行控制。Mn參考點所使用H.248協(xié)議。
11、Mm參考點:Mm參考點位于CSCF與其他IP多媒體網(wǎng)絡之間,負責接受并處理一個SIP服務器或終端的會話請求。Mm參考點使用SIP協(xié)議。
二、IMS中的主要協(xié)議
IMS的核心功能實體之間均采用SIP協(xié)議作為其呼叫和會話的控制信令,如圖11.3
所示,在P-CSCF、1-CSCF、S-CSCF之間,S-CSCF與AS、MRFC、MGCF、BGCF之間,
MCCF與BGCF之間,以及UE與P-CSCF之間均采用SIP協(xié)議。除了SIP協(xié)議之外,還有很多協(xié)議也在IMS中扮演著重要角色,其中Diameter協(xié)議被應用于HSS和S-CSCF、1-CSCF之間,作為IMS的AAA協(xié)議;COPS協(xié)議被用于在策略決策點(PDP)和策略執(zhí)行點(PEP)之間傳輸策略;H.248協(xié)議則被用于控制媒體網(wǎng)關和媒體資源功能。下面簡要介紹這些協(xié)議:
1、SIP協(xié)議 更多請參考:
IMS中的SIP協(xié)議和IETFSIP協(xié)議(RFC3261)在基本模式上是重合的,但是移動網(wǎng)中的低帶寬、漫游、安全需求、服務質(zhì)最和計費管制等特定需求,對SIP協(xié)議也會產(chǎn)生特殊要求。因此IMS中的SIP協(xié)議應用與標準SIP協(xié)議在很多地方也不盡相同,這里的SIP協(xié)議已經(jīng)根據(jù)3GPP的具體要求進行了擴展,其框架、業(yè)務、接口、流程都是基于第三代移動業(yè)務演進而來的。下面就SIP協(xié)議應用于IMS體系架構的幾個熱點問題進行簡要分析。
(1)IMS應用SIP協(xié)議的性能問題
無線網(wǎng)絡環(huán)境具有帶寬受限、高差錯率的信道特征。由于SIP協(xié)議采用基于文本的消息格式,消息體字節(jié)數(shù)較大,這對帶寬資源稀缺的無線環(huán)境是不合適的。3GPP引入了信令壓縮方式(SigComp:RFC3320),在一定程度上改善了這一問題。SIP協(xié)議的傳輸既可采用TCP,也可采用UDP。但由于TCP協(xié)議會引入較大的時延,UDP則無法提供重傳機制以保證信令傳輸?shù)目煽啃裕瑢Ω卟铄e性的無線信道都是不合適的。為解決這一問題,也有研究人員建議引入SCTP協(xié)議傳輸SIP。SCTP采用了快速重傳、多重流和多重IP地址等機制,既保證了可靠傳輸,又避免了過大時延。無線傳輸層協(xié)議的性能問題也是目前理論研究的熱點之一。
(2)呼叫建立的時延問題