IP多媒體子系統（IMS，IP Multimedia network Subsystem）作為NGN的重要平臺，使用會話啟動協議（SIP，Session Initiation Protocol）作為通信基礎，不僅實現了固定網絡與移動網絡的無縫業務傳遞，還豐富了下一代網絡的語音、數據和多媒體等各種綜合業務。IP多媒體子系統為業務開發商提供了開放的可編程環境，為運營商快速、靈活開發下一代新業務提供了一個開放的平臺。IMS具有如下表0所示的主要特征：

表0：IMS具有的主要特征

一、IMS系統的結構

IMS系統是由3GPP標準化組織提出的。首先在R5版本基礎上提出的，主要定義了IMS的核心結構、網元功能、接口和流程等內容，是在基于IP的網絡上提供多媒體業務的通用網絡架構；R6版本對IMS進行了完善，增加了部分IMS業務特性、IMS與其他網絡的互通規范和WLAN接入等特性；R7加強了對固定、移動融合的標準化制定，要求IMS支持xDSL、cable等固定接入方式。按照NGN網絡功能分層模型，IMS從功能上也分為4個層面，即接入層、傳輸層（或承載層）、控制層和業務層。

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根據我國通信行業標準YD/T 1984，它給出的IMS系統結構如下圖1所示。根據圖中，它有著豐富的功能實體和相應的標準接口。

圖1：IMS系統結構示意圖

二、IMS的功能實體

1、呼叫會話控制功能(CSCF)：CSCF可以作為P-CSCF、S-CSCF 或I-CSCF。P-CSCF在IMS中是UE的第一個接觸點：在網絡中，S-CSCF用于處理會話狀態；在某運營商的網絡中，I-CSCF是針對該網絡中某用戶或目前處于該網絡中的某漫游用戶的所有IMS 連接的主要接觸點。

2、歸屬用戶服務器(HSS)：HSS 是某個給定用戶的主數據庫，它包括與用戶簽約相關的信息，并支持實際處理呼叫會話的網絡實體。HSS 負責保存如下表2-2所示的用戶相關信息。HSS 也能為用戶和網絡相互認證、完整性檢查和數據加密生成相應用戶安全信息。基于這類信息，HSS 還負責和運營商中不同域和子系統中的控制和會話管理實體進行通信。

表2-2：HSS負責保存的用戶相關信息

3、多媒體資源功能控制器(MRFC)：其作用是：控制MRFP中的媒體流；翻譯來自AS和S-CSCF 的信息(如：會話標識)，并控制相應的MRFP；生成話單。

4、多媒體資源功能處理器(MRFP)：其作用詳見下表2-4中。

表2-4：多媒體資源功能處理器(MRFP)的作用

5、簽約定位器功能（SLF）：其作用詳見下表2-5中。SLF在單一HSS 環境中不需要。當AS 被配成使用預定義的HSS時，SLF不需要。

表2-5：簽約定位器功能（SLF）的作用

6、策略決策功能(PDF)：PDF 作為IP承載資源基于業務的本地策略的決策點。PDF 針對IP承載資源分配請求作出決定。

7、計費相關的功能實體。

三、IMS的互通相關的輔助設備

1、信令網關(SGW)：SGW 用于在傳輸層面上，在用于pre-Re14 網絡中的基于SS7 傳輸的信令和可能用post-R99 網絡中的基于IP傳輸的信令間執行信令轉換(如，在Sigtran SCTP/IP 和SS7 MTP間)。SGW不解釋應用層(如：MA、CAP、BIC、ISUP) 信息，但可能要翻譯原始SCCP 或SCTP 層，來確保信令的正確路由。

2、媒體網關控制功能(MGCF)：MGCF 的功能如下表3-2所示。

表3-2：MGCF 的功能

3、IP 多媒體-媒體網關功能(IM-MGW)：IM-MGW在電路交換網的承載通道和分組網的媒體流之間進行轉換，可以實現媒體轉換、承載控制和載荷處理等功能(如：編解碼轉換、回聲抑制和會議橋等)。

4、中斷出口網關控制功能(BGCF)：BGCF 決定是否需要把呼叫路由到內部CS 或外部CS 域：如果是內部CS域，BGCF在自己所在的網絡選擇一個MGCF；如果是外部CS域，BGCF 轉發會話到選中網絡的BGCF。

5、應用層網關(ALG)：IMS-ALG在SIP/SDP協議層提供特定的功能，用于在兩個運營商域間進行互連。它使IPv6 和IPv4 SIP應用間能夠互通。

6、翻譯網關(TrGW)：TrGW位于媒體路徑中，并受IMS-ALG控制。它提供諸如網絡地址/端口轉換和IPv4/IPv6 協議轉換的功能。

7、DNS/ENUM服務器：DNS/ENUM服務器在IMS系統中進行地址轉換和翻譯。

四、IMS的系統接口

IP多媒體子系統的接口情況由下表4所示（22種），它包括接口名稱、位置、作用及采用的協議等。

表4：IP多媒體子系統的接口種類

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IP多媒體子系統的優勢在于通過SIP與應用增值服務器聯系提供先進移動多媒體增值業務，將基于Web的新業務和SIP協議的優勢結合起來，為運營商現有的客戶提供更多更完善的服務，從而吸引大量的企業和集團用戶。基于SIP的互操作性方便了運營商大規模部署網絡；極好的性能價格比為運營商大大節省了建設成本；電信級的操作維護管理配置、運營支撐系統的整合，極大地方便了運營商的業務管理和維護。

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