求教IMS网络协议规划

一、 IMS引入的驱动力
作为多媒体业务控制平台和网络融合平台的IMS（IP Multimedia Subsystem），其在未来电信业务和网络运营中的作用，已经为业界共识。那么究竟什么是引入IMS的驱动力呢？
1 业务驱动
IMS的引入是由业务驱动的。随着对通信需求的不断提高，人们已经不能满足于简单的语音电话业务，而是追求多元的通信手段和个性化的多媒体通信体验。能够有效提高ARPU值的多媒体业务将是运营商的主要收入来源，运营商提供多媒体业务的能力将决定其未来的收益能力和在通信市场的竞争力。
2 成本驱动
IMS的引入又是由成本驱动的。运营商多媒体业务提供能力包括建设和发展多媒体业务平台和IMS网络。在多媒体业务发展的初期，运营商会对市场需求明确的多媒体业务，采用专有业务平台，快速投入并获得收益，避开对IMS网络的建设要求，节约投资。随着多种业务的开展，这种规避IMS网络建设带来的业务平台累计投资成本及业务网络管理成本将不断增长并超过原本需要的IMS网络建设成本。而且，由于专有平台的限制，多种多媒体业务之间共性的功能将不能得到共享，如此存在重复投资的浪费，并且这种重复投资在将来新业务开展中仍然存在，不可避免。
由此而言，采用专有业务平台只能是市场迫切需求的权益之计，基于IMS网络的多媒体业务平台才是长远之策。
3 融合驱动
IMS的引入也是由融合驱动的。业界公认IMS作为固定移动融合网络的控制平台，可以为运营商提供全业务的网络运营能力，规避多个业务网络的运维成本。IMS融合的优势吸引了国际和国内的运营商考虑研究和储备IMS技术，分析演进和融合策略。ISPAN/ITU-T等标准组织都在致力于基于IMS的网络融合标准的制定。
二、 网络演进策略
IMS网络演进策略涵盖网络演进线路、演进成本分析、演进驱动力分析等内容。本文仅限于对网络演进线路进行分析讨论。
下面我们假设某运营商是一个固网移动全业务运营商，拥有一个GSM网络和一个局部区域已经应用软交换技术的PSTN网络。整个基于IMS的网络演进分为4个阶段。
1 网络演进第一阶段
如图1所示。GSM网络、PSTN网络和SS网络分别有其电信管理系统。这样一个运营商，正处于网络IP化改造的初始阶段，并已经实施了SS改造策略，将传统的PSTN业务采用基于IP和SIP的SS技术服务。这是一个正确的方向，顺应了网络IP化的趋势。
图1 网络融合中的演进阶段
2 网络演进第二阶段
为了达到固网和移动融合的目标，仅仅采用SS技术还不能满足要求。中兴通讯建议演进的第二阶段是：
● 继续深入地建设IP骨干网络；
● 继续PSTN网络的SS改造；
● 统一多个网络的管理系统，建立统一的面向固网移动融合的TMN；
● 以3GPP R4演进2G的GSM网络，建立UMTS网络，其中可以采用先核心网演进，再无线接入网演进的策略。
在Phase 2阶段结束之时，我们将拥有一个全IP的核心网络，一个统一的网络管理系统TMN，一个能够提供宽带无线数据业务的UMTS网络。
我们知道3GPP R4的一个弊端就是没有能够引入新的业务和业务模式，为此，我们需要利用IMS技术，满足新业务的需求。IMS为UMTS网络创建了一个多媒体业务控制平台，也是一个公认的固网移动融合的平台，所以，Phase 3阶段的主要任务是根据网络整体情况引入IMS技术。
3 网络演进第三阶段
中兴通讯建议演进的第三阶段是：
● 基于UMTS网络有步骤地引入IMS技术，建立业务控制平台和业务平台；
● 分离并迁移软交换网络中用户数据到统一的用户数据库HSS系统；
● 基于软交换网络有步骤地引入IMS技术，分割软交换功能体，实现固定接入特有的IMS体系（可能需要非标准技术）。
在Phase 3阶段结束之时，我们将拥有一个基于UMTS IMS的统一的业务控制台和业务平台，一个统一的用户数据库系统HSS，一个具有非标准成分的IMS-SS网络。
这个阶段是迈向固网和移动融合的关键阶段，所以我们将在下文展开阐述。
从运营商角度考虑，引入IMS技术还不能算是完成了固网和移动的融合，IMS-SS网络可能存在非标准成分。在第四阶段将是一个基于TISPAN和3GPP标准的IMS网络融合阶段。
4 网络演进第四阶段
中兴通讯建议演进的第四阶段是：
● 优化网络，以标准TISPAN和3GPP架构及协议演化IMS核心网；
● 优化接入网络，逐步减少和淘汰传统终端，完善宽带智能接入。
可见，四个阶段完成不同的演变任务，符合总体的向基于IMS的融合网络目标演进的策略，最终，中兴通讯可以帮助该运营商实现网络融合的愿望，提供全业务的网络体系架构，为应对现在和未来的行业竞争提供利器。
三、 网络演进方案
1 UMTS R4向IMS演进
UMTS网络R4阶段是3G网络向软交换方式转变的一个重要阶段。这种MSC Server/MGW软交换的控制/承载分离模式在IMS域中也可以利用，例如MRFC/MRFP和MGCF/MGW。在综合考虑IMS网络演进过程中，我们将利用软交换模式的共性，研究平滑演进的可能线路。
2 互联互通
图2描述了R4网络CS域与IMS域互联互通的关系。通常我们在引入新网络时，总考虑要将对现有网络的影响降低至最小。所以在建设初期，采用先局部地区尝试，后全网拓展的策略。在互联互通方面，也希望首先独立建设互通网关，避免对原有网络的改造。那么，在IMS网络试点成熟之后，我们将考虑如何简化业务网络。
图2 IMS与R4 CS互联互通
图3 GMSC Server/MGCF/MGW 综合关口局
3 综合关口局
我们知道，GMSC Server/MGW和MGCF/IM-MGW都完成网关功能，而且都采用软交换的控制模式，两者之间有极大的共性。在一个运营商内部维护两个具有共性的网关，是不利于网络优化和发展的。所以，将GMSC Server/MGW或MGCF/IM-MGW升级成为综合关口局，同时包容两者的网关功能，是合理的选择（图3）。从与外网客观存在连接的GMSC Server/MGW升级，影响面相对更小一些。
4 CS域设备重用
业务是驱动网络演进的一个主要推动力，以IMS业务模式替代CS域业务模式是未来发展的一个趋势。IMS网络融合阶段将以SIP应用服务模式提供传统CS域的呼叫业务和补充业务。在网络融合阶段，随着业务量从CS域逐渐转移到IMS/PS域，原有的MSC Server/MGW需要更新安置处理。从技术的可行性看，MSC Server/MGW的更新安置可以向传统业务服务器/媒体服务器演进（图4）。
图4 MSC Server/MGW演变成传统业务服务器和媒体服务器
传统业务服务器和媒体服务器之间遵循软交换的控制模式，这点和MSC Server/MGW是一致的。而且，MSC Server/MGW中已经存在有关CS域业务的处理逻辑和相应的网络资源，相应的设备供应商具有CS业务实现的经验和技术力量。综合而言，将MSC Server/MGW演变成传统业务/媒体服务器可以较充分地重用硬件设备和软件资源。对于Iu口的ATM设备资源，可以转移至PS域SGSN，实现重用。
需要说明，目前如何在IMS域模拟或仿真CS域业务还没有一个统一的标准，业务实现方式局限于设备供应商私有方案。对于增值业务而言，私有方案不会影响业务的实现和全网业务的放送。但对于CS域基本/补充呼叫业务，由于存在设备改造演进问题，需要结合运营商及设备供应商的力量，考虑一个标准实现方案，以利于网络演进。
还有另外一条途径重新安置MSC Server/MGW，即升级改造为MGCF/IM-MGW，如同GMSC Server/MGW升级成为综合关口局。这里就不重复说明。需要指出，在CS域改造完毕之后，综合关口局的GMSC Server功能将无需存在。
5 软交换SS向IMS演进
本节主要阐述软交换体系向IMS的演变。需要声明，中兴通讯UMTS产品系列和SS产品系列均构建于中兴通讯自主创新的下一代宽带IP通用平台之上，天生的具备良好的可移植性和低成本演进的特点。中兴通讯建议的无缝演进线路非常适合中兴通讯产品方案，但不一定适用于其他设备供应商的产品。
6 统一IP承载
在演进的Phase2阶段（图5），运营商拥有一个全IP的核心承载网路，为UMTS和SS提供统一的IP核心。在这个网络中，UMTS负责向移动用户提供语音电话、短消息、宽带视频电话、Internet接入、信息浏览、Clip观赏等基本业务和增值业务，而SS则负责向固定用户提供相关的业务。该阶段是构建于同一个IP网络的两个逻辑分离的业务网络，UMTS和SS之间采用互通网关完成互联互通。
图5 UMTS与软交换SS网络并存，共享一个骨干IP网络
7 引入UMTS IMS、用户数据剥离
在引入IMS技术阶段Phase 3，为了便于网络运营和管理，避免由于技术引入带来的业务质量的波动，中兴通讯建议充分利用UMTS和SS的特点，分步骤分别向IMS演进。
首先，Phase3-1阶段（图6），考虑引入基于3GPP标准的IMS，叠加在UMTS PS域之上，完成IP多媒体业务的控制。升级HLR系统成为支持IMS的HSS系统。在SS域，采用中兴通讯专有的SHLR技术，分离SS中用户数据。该技术可以提供集中数据管理，方便地实现固定用户的游牧功能。
图5 UMTS与软交换SS网络并存，共享一个骨干IP网络
图6 引入UMTS IMS和从SS剥离用户数据(Phase 3-1)
8 统一数据管理、开放SS业务接口
下一步，Phase3-2阶段将实现SS业务接口的开放和业务移植（图7）。参考IMS体系中ISC接口的规范，中兴通讯建议以ISC接口的方式开放SS体系，并考虑根据实际业务情况将部分业务功能转移到SIP应用服务器实现，减轻SS的业务负荷，实现向IMS技术的一个质的迈进。在该阶段，我们还将SHLR归并入HSS体系，实现固定和移动用户数据的统一管理。
图7 统一用户数据管理和开放SS业务接口(Phase 3-2)
完成了Phase3-2以后，SS体系已经具备IMS的雏形，实现了统一的用户数据管理和开放的业务接口。下一步，将考虑实现IMS核心和IMS边缘的分离。
9 SS实体分裂为IMS功能实体
Phase3-3阶段将SS分离成为一个负责完成SIP路由和控制，提供开放业务接口的CSCF（IMS核心），一个P-CSCF负责完成宽带SIP终端的接入控制和一个AGCF负责完成哑终端及智能终端接入（图8）。需要指出，AGCF除了完成接入控制，还将配合CSCF和SIP AS完成TISPAN所定义的PSTN/ISDN仿真业务PES的实现。为了简化表述，在TISPAN规定的一些网络功能体，有部分融入到AGCF、P-CSCF、IAD、AG和MSP中实现，还有部分未在图示中显现。
图8 UMTS IMS与分布的SS并存(Phase 3-3)
从技术的角度分析，Phase3阶段各步骤并不是必须严格遵照实施，具体实施可以进行调整修订。但从网络可持续性发展和网络运维的角度考虑，按照上述步骤实施有其合理的一面。
在Phase 3阶段结束之后，我们可以获得一个应用了IMS技术的固定和移动初步融合的网络，实现了用户意义上的融合，业务平台的融合，IMS控制面的融合（如果UMTS IMS和IMS-SS均采用中兴通讯方案）和网络管理的融和。
四、 中兴通讯解决方案特点
IMS解决方案是目前所有移动解决方案中涉及领域最广的，中兴通讯IMS的主要特点如下：
● 基于下一代IP统一宽带平台
● 基于ETSI/3GPP/3GPP2/TISPAN/ITU-T/OMA等国际标准
● 提供IMS全系列网元功能
● 支持R4网络平滑演进
● 提供全业务解决能力
● 提供固定和移动网络融合能力
● 提供USPP完成用户数据融合和ZXUP10完成业务融合
IMS顺应了通信网络发展的趋势，确定了其在未来的全IP移动通信网的重要地位。在IMS之上可以开发丰富的IP多媒体应用。可以说，IMS是未来移动核心网发展的核心，是部署新业务的基石。中兴通讯作为中国最大的上市通信设备供应商，充分考虑运营商实际情况，能提供不同阶段平滑演进的组网策略，有信心也有实力为客户提供完美的IMS解决方案。

1 概述当前，传统的电信网提供新业务较慢，而电信业务需求正在向业务提供多样化、基础通信服务与互联网应用相结合的综合信息服务转变；同时，苹果、谷歌、微软等IT巨头开始和运营商争夺传统的电信业务：电信运营商正面临着前所未有的挑战。
多业务融合是电信与互联网未来业务的发展方向，在推进三网融合和发展移动互联网的背景下，电信运营商需要开放电信业务能力、打造电信与互联网多业务融合平台，来提升自身的业务提供能力和业务提供范围。
2 IMS技术介绍
IMS（IP Multimedia Subsystem，IP多媒体子系统）首先由3GPP在Release 5中提出，其概念对于业界已经非常熟悉。IMS是一种基于SIP协议的开放式系统架构，是提升网络多媒体业务控制能力的重要手段，也是核心网向统一融合的网络演进的关键技术。IMS的主要特点包括：
（1）接入无关性。IMS支持多种固定/移动接入方式。
（2）归属地控制。IMS的呼叫控制和业务控制都由归属网络完成，以保证业务提供的一致性，易于实现省内特色业务提供。
（3）控制与业务分离。IMS打破了竖井式业务部署模式，将业务与控制完全分离，从而为运营商网络提供了前所未有的开放性和灵活性。
（4）全IP的端到端系统架构。IMS采用端到端IP化系统架构，IMS网元没有信令点码概念，其采用基于IP的路由方式，通过ENUM/DNS实现路由寻址。
3 IMS多业务融合方案
31 业务融合思路
为了实现多业务融合，在电信网的IMS与应用（特别是基于互联网的Web20的应用）之间加入WebIMS层，其向下调用IMS提供的电信业务能力，向上提供暴露电信业务能力的API。借助WebIMS平台，IMS网络引入Web20的服务来丰富自身的电信服务，同时提供丰富的业务合成能力、快速的业务创建能力和快速的API二次封装。并且，Web20能调用IMS电信业务能力，以轻量级方式访问IMS等电信特征，吸引更多互联网开发者参与创新，能够刺激电信消费，增加利润。
通过WebIMS平台，可以帮助电信运营商拥抱互联网，不断推出创新和改进的业务，刺激用户的消费，实现从传统电信运营商向电信运营商20的飞跃。同时，对于终端用户而言，WebIMS可以提供更丰富的应用，并具有更好的用户体验。对于应用开发人员而言，WebIMS提供了开放的简单的接口（API），借助它们可以快速地开发各种应用。因此，WebIMS是基于IMS多业务融合的核心技术。
32 WebIMS架构
WebIMS的网络架构可以分为4层：
（1）IMS核心层：主要由IMS核心网的节点构成，提供多媒体会话控制、鉴权、计费和互联互通等控制功能。
（2）IMS业务能力层：主要由若干基于IMS的业务引擎组成。通过这些业务引擎可以提供业务控制层所提供的能力之外的扩展能力，以增强上层应用的功能。此外，这一层还包括一些非IMS的业务引擎，如短信、彩信、位置服务、内容下载、内容推送和流媒体播放等。
（3）WebIMS中间件层：主要是WebIMS中间件，它提供WebIMS网关的功能。
（4）应用层：主要是一些提供增值业务和具体应用的服务器。在这些服务器上运行相应的业务逻辑，并通过WebIMS层提供的API获取下层提供的电信能力，为终端用户提供相应的服务。
WebIMS平台架构如图1所示。
33 WebIMS多业务融合解决方案
WebIMS采用模块式架构，通过REST、Web Service等API实现通信能力开放。业务应用开发者可以通过WebIMS的通信能力开放环境开发应用程序。电信Web Service SDK作为业务合成引擎，提供业务运行环境、业务生成环境、用户互通能力以及多种协议支持。
基于WebIMS技术，电信运营商可以采用以下两种模式实现Web20和ICT融合应用的快速提供：
（1）模式一：提供积木式组件，灵活搭建ICT融合应用
将运营商的通信能力通过API和Widget封装成各种组件，以搭积木模式，将组件提供给第三方业务提供商和普通开发者，从而使通信能力和业务快速地融入互联网或企业的OA办公系统中。
（2）模式二：提供定制化应用，快速植入Web20网站
通过对各类通信组件，以及互联网的开放能力组件（包括Google Earth、天气、桌面等）进行整合，形成产品化应用，并可快速、便捷地植入Web20网站。
基于WebIMS的多业务融合解决方案如图2所示。

4 IMS多业务融合方案应用
41 构建基于WebIMS架构的点击拨号平台
WebIMS架构提供了一套符合互联网规范的开放API接口，这些接口不仅能够提供短信、彩信、点击拨号、位置服务、即时消息、会议、语音控制和视频控制等多种通信网络的基础通信能力，还能够提供IMS认证、鉴权等网络能力。互联网开发者以及独立软件开发商可以通过WebIMS中间件快速开发出具有基础通信能力的应用，而无需具备通信网络的专业知识。例如通过与互联网的应用混搭，可以实现Web呼叫、Web留言、好友定位等。
点击拨号业务是基于IMS网络提供的服务，是由PC侧发起、以手机或固话终端作为主被叫听筒的通话业务。用户通过鼠标点击动作即可由网络侧主动向通话各方发起呼叫，各方用手机或座机应答接通后即可建立通话。
点击拨号业务平台可以基于WebIMS架构来搭建。该平台向下调用IMS核心网的基础通信能力；内部融合WebIMS中间件，提供与短信网关、彩信网关、移动定位网关、业管系统、网管系统和计费系统的业务接口；向上为各种移动互联网应用提供API，实现点击拨号业务能力开放。
基于WebIMS架构的点击拨号平台，将点击拨号业务能力与业务引擎以REST和SOAP风格的Open API对用户和第三方应用开发者开放。由这些开放的通信业务能力和Web20业务能力结合，进行创新混搭业务的开发。基于WebIMS开放的接口既可以面向运营商内部进行业务能力开发，实现互联网应用与电信能力的结合；也可以面向互联网服务提供商和第三方开发者，进行商业模式的合作。
42 建立基于点击拨号平台的网上客
服系统
网上客服业务是基于互联网的一种客户服务方式，通过在企业网站嵌入客服控件，网站访客可通过触发该控件请求客服服务。“网上客服”可提供的主要业务功能包括免费电话、Web Chat。
该业务基于IMS的CTD功能实现。可集中部署CTD业务平台和网上客服应用平台，应用平台发布点击拨号控件，用户点击控件触发CTD业务平台，下发两路呼叫，实现访客和企业主的通话。
网上客服业务的应用场景有两种：访客通过网上客服点击拨片控件呼叫企业主；企业主通过网上客服点击拨号控件呼叫用户。网上客服平台可以实现分类呼叫、电话分配策略、无应答遇忙处理、号码显示、Web Chat等功能。企业端同时具有客服电话录音、通讯录管理、报表、黑名单和恶心呼叫限制等功能。
参考文献：
[1] 3GPP TS 23228 IP Multimedia Subsystem (IMS); Stage 2[S] 2007
[2] 韦世红,李兆玉 NGN面向第三方业务生成接口的实现研究[J] 重庆邮电学报（自然科学版）, 2005(5)
[3] 张小强,杨放春 下一代网络中业务执行环境框架系统的设计[J] 现代电信科技, 2005(3)

一切要重头说起，从电话技术发明，到大哥大（1G移动通讯）诞生，发展到2G数字移动通讯（GSM、CDMA），以及现在的3G（WCDMA、TD-SCDMA、CDMA-2000），4G（TD-LTE、FDD-LTE），本质上是追求成本的降低，产品功能的多样化！
1G很简单，就是为了让固定电话能随身携带，没有额外功能，纯粹的模拟电话信号通过无线电传输；
2G以及后面的25G, 275G，是把模拟的电话信号转换成了数字化的编码，简单些理解就是家里无绳电话的模拟无线和24G数字无绳的区别，然后附带着，就象在电话线上提供猫拨号上网一样，提供了GPRS、EDGE的上线功能，当然，和猫上网一样，速度慢是典型的特点，这一时期还提供了象短信、彩信等一些有限的增值服务；
3G的重点放在了上网速度上，语音电话弱化了，但其本质是在2G上发展而来的，大量的科学家的精力花在了如何在旧体系上，有没有办法多压榨些资源来传输上网数据——这有点象把一个书架上的放书的格子和位置好好规范了一下，比随便乱放能放更多书了，但根本问题没解决，有限的通讯资源要保留着随时准备让语音电话使用，所以成本还是居高不下；
4G其实对普通用户意义不大，真正商用能稳定提供的下行带宽也就10M左右，与联通WCDMA宣传的3G的速度差别不大，虽然4G理论上能提供的速度能达到100M，但理论就只是理论，而已。
之前有过一篇文章说到过，4G之所以在用户需求层面没有动力时，运营商仍要大力去推，这好象有些不符合商业规律——技术本应该是根据市场用户需求而诞生的，但根源，是因为4G改变了从2G到3G时的运营商网络的建设方式和运营成本，4G不再保留 无线通讯资源来专门跑语音了，而是所有资源全部用来跑数据——就是全部用来上网；
▽
打电话时，走2G、3G线路上的语音保留资源，这是“独占”的资源，而4G所有的资源，都用来跑数据，电话语音也变成数据，大家可以“共享”网络带宽速率，显而易见，共享的资源的成本，肯定要大大低于独占的资源了，所以4G的数据资费，成本会远远低于3G时的上网成本，当然，这是对于运营商有利的，最终定什么价，还是运营商定；
虽然我们这里主要是说4G——也就是手机、移动通讯，但固定电话和固定宽带，技术上也是有相似性的，和上面移动通讯要发展1G、2G、3G、4G一样，固定电话和固定宽带也在从电话线——电话线+拨号上网——电话线+ADSL上网——纯光纤上网（送终端设备，从光纤上面接电话出来），几乎是和移动通讯类似的发展轨迹。
不管是4G的最终发展目标，还是光纤上网整合宽带上网和固定电话，他们都有一个统称，NGN下一代网络，美好的规范图是这样描绘的——在一个网络（NGN）上，同时能提供上网、电话、电视以及各种增值服务，三网融合。
手机移动通讯要实现这些美好愿景，在可以预见的未来，不太容易实现，特别是第一阶段，能让大家用习惯了的电话，顺顺当当跑在4G网络上，就是一项艰巨的任务，所以，3G会在相当长的时间里，和4G是共存的，并且4G更长一段时间，可能只是用来提供数据服务，因为—VoLTE还不成熟；
目前市面上的4G手机，都只是用4G来上网，而打电话仍走原来的3G或2G的通道，因为4G要想独立打电话，需要有IMS服务器和IMS软件终端，但无论是IMS服务器的成熟度和软件的终端的成熟度，还不够成熟，所以中国移动要采购的第一批产品中的MIFI和CPE，MIFI称为能提供4G接入的无线路由器的理解没错，而对CPE的名词解释，很多家专业媒体都说错了，CPE是在MIFI基础上，还留有一个模拟电话的接口，接上电话机就能打电话，而电话就是走的IMS服务器，真正的VoLTE，这算是移动用来试水的举措吧，用来测试IMS服务器的，稳定了才在手机上跑VoLTE。
VoIP
上面我们提到多个通讯行业的国际标准化组织，他们这么多年做的大量工作，就是为了让4G这个纯IP网络化的移动通讯网络，能让语音在共享的数据网络上（PS，即包交换），能象从前在独占的语音网络上（CS，即电路交换）跑的一样遛，他们想到了VoIP。
VoIP里面有许多标准，Skype是私有的，H323是通讯行业的标准，SIP是IETF也就是互联网组织定的，为什么通讯行业定未来下一个几十年的标准时，不是从他们自己的H323上面发展，而是选互联网行业标准组织IETF提出的SIP标准呢？大家都笑而不语……
但互联网的原则是开放，还有一个就是免费，所以SIP在脱离于通讯行业标准约束时，非常自由，对于不同供应商提供的SIP服务之间的结算啊、费用啊之类的没有通讯行业那么细——说白了，就是SIP提供的许多服务都是免费的，要想收费不太好下手，由此，3GPP等等一众通讯行业的标准化组织，在SIP基础上，提出了IMS，到此，我们标题里说的SIP、VoIP、VoLTE、IMS这些名词全部出场了。
VoIP解释起来简单，就是Voice on IP，语音跑在IP网络上，就是VoIP，这是一个比较上层的统称的名词，那么同样的VoLTE也只是说语音跑在LTE网络上——LTE就是指的4G的两个标准，TD-LTE、FDD-LTE——需要注意的是，TD-LTE和TD-SCDMA没有任何关系，其它的我就不多说了。
LTE全称是Long Time Evolution，从名字上就知道，4G这个东西提出的很匆忙，许多东西还没定好就被运营商急着要上线。
▽
IMS
而IMS这个东西就要复杂的多了，虽然SIP很好理解，大家暗地里可能也用了好多年的VoIP，对SIP也很熟悉了，它本质上就是一个服务器，放账号，大家注册上去就能打电话，很简单吧，但要收费呢，目前VoIP一般也只提供了便宜的网络电话，按时长或者包月收费，没有增值服务——这对于移动通讯运营商来说可是不能忍受的。
来电显示为什么不能收费？为什么彩铃不能收费？为什么留言不能收费？为什么为什么？
所以，IMS干的第一件是，就是加入了一个HSS子服务（Home Subscriber Server），这个是什么东西呢？SIP虽然也分为注册服务器Register Server、呼叫代理服务器Proxy Server，但SIP的注册服务器只是记录一下一个SIP账号的当前的IP地址数据、认证一下账号密码是不是正确；但IMS里的HSS就不简单了，他是在SIP的注册服务器基础上，增加了一个很明显的运营商特征——业务订购数据库，也就是在移动开手机卡时，那一堆附加增值服务，好了，你在这里可以看到来电显示业务、呼叫等待业务、彩铃业务……，的开关——也意味着收费的计费点；
因为VoIP很简单，一般是企业内部用，或者小规模的虚拟运营商在有限的几台服务器上提供服务，所以VoIP的SIP软件、SIP电话机网关就可以直接通过IP地址和账号就能注册上去，然后呼叫在多台服务器上互相路由就可以完成呼叫的目的了，这些服务器，一般就是SIP Proxy Server，涉及到和固定电话、手机号码互通时，会有FXO网关，E1网关等负责转换，这里不多说了。
而IMS作为运营商的方案，动辄上亿用户规模，而且又分为各省市地分公司，当然，还有一个不得不提的，漫游——IP还区分漫游？VoIP不是宣传不区分本地长途，没有漫游的概念么？是的，但IMS认为这样不行，所以，他要加入漫游的概念……
▽
SIP
IMS的核心是SIP，所以类似SIP Proxy Server这么重要的核心组件，IMS是不会少的，IMS里称它为Call Session Control Function，即CSCF，并且又把它分成了多个子系统，其中代理CSCF（P-CSCF）从用户终端角度看，基本就是SIP里的Proxy Server了（但其实不是，下述），负责直接与IMS的终端（类似SIP的软电话、硬件电话等等，但同样的，也扩展了不少东西，这里跳过不述）；P-CSCF直接与终端交互，可能会把SIP进行压缩或者加密，然后就交给查询CSCF（I-CSCF），I-CSCF会查询HSS数据，来对用户名和密码进行认证，当然，他也从HSS里查询你是否欠费了，开通或关闭了某些业务，以及你是从哪个P-CSCF来的，用来判断你是不是漫游。
整个呼叫过程中，P-CSCF是不做复杂工作的，P-CSCF只负责接收SIP消息，它相当于是对外联络点，然后SIP消息会到达I-CSCF，I-CSCF是运营商的核心网络——就是运营商内部网络的入口，他会根据HSS查找到用户是属于哪个地区的，会对应分配一个空闲的为该地区服务的服务CSCF（S-CSCF），一直到了这里，S-CSCF才是真正的VoIP里Proxy Server的角色，S-CSCF完成用户注册认证和呼叫的路由处理，以及电话业务的触发（IMS称为AS，另外独立成一个子系统，下述）。
所以如果综合来分析，P-CSCF和I-CSCF只是起到一个边界安全防护SBC服务器和负载平衡、服务器分流这一类功能，真正处理SIP注册和呼叫的原先VoIP里标准逻辑的组件，是S-CSCF，从物理上看，P-CSCF可能是全国或省一级中心统一的服务器集群，配合更多的I-CSCF服务器分布在主干核心网上做分流，背靠一个大的HSS服务器群，将不同市县的用户分配到各地的S-CSCF上进行实际的处理，并且S-CSCF会更多地与当地的通讯机房里原有的2G、3G发生交流，也就是媒体网关（MGW），负责把新的走4G的手机终端和旧的3G、2G以及固定电话之类的对接起来，保持兼容（也就是PS、CS域的互通）。
所以，一个最最精简的IMS系统，它的核心组件是包含HSS、CSCF（P、I、S）即可，即把VoIP SIP的核心Register和Proxy Server进行按运营需求的发展：
▽
MGW
MGW，其实就是市面上大量被使用的VoIP的模拟网关，数字中继网关，而已……当然，运营商对稳定性要求需要更高一些，并且需要额外的集中管理和控制能力；
总结
zongjie
如果上了4G也只是为了提供和原来类似的语音通话功能，运营商的面子还是挂不住的，得与时俱进，提供一些IM服务，面向个人用户，所以一般还要加一个Presence Server，推送服务器，离线存储服务器等云的概念，提供的，无非是类似qq或微信的功能了，当然，可能是收费的，再次笑而不语……
同样的，通讯不只是面向个人的，也要面向企业，所以上面也提到了AS子系统，即Application Server，其实就是现在的通讯行业内的增值方案服务供应商了，一般就是提供例如电话会议、语音留言，企业语音导航IVR，电话呼入自动分配ACD等等；
因为象4G或者NGN，大家全是跑在IP网络上的，所以就不再需要象原先做电话呼叫中心，CTI系统等等，让电话与电脑信息系统对接需要额外购买一台电话程控交换机、语音板卡等等才能使用的问题了，只要有能接入网络的智能的设备，电脑、手机、平板，都可以直接与IMS的AS子系统对接，这可能才是真正的推4G或ngn的价值吧，让电话也完全融入电脑的IP网络世界里，电话、手机独立在企业的信息化系统外面已经太多年了，如果这一均势发展良好，那些老掉牙的定制的CTI通讯系统，终于可以跟上互联网产品发展的节奏，让我们接触的象银行、快递公司的电话系统，医院的挂号、火车飞车的买票的电话系统，真正的能跟上时代发展的脚步了，IVR语音菜单导航这种逆天反人类的存在，早就该被淘汰了！

CSCF（CallSessionControlFunction）是IMS里面最重要的功能实体，分为三种类型，P-CSCF（代理）,I-CSCF（询问）,S-CSCF（服务）。
这三个CSCF都是SIP代理服务器（SIP是IMS控制协议），负责注册，会话建立，会话管理等功能。有点类似与传统核心网里面的MSC。
当用户位于拜访域中时，信令路径是：拜访域的P-CSCF，归属于的I-CSCF，归属于的S-CSCF。
所以，IMS必须要设计CSCF这样一个实体来为用户提供服务。

希望对你有帮助，如果不明白可以继续交流。

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