VoLTE相关核心网元各节点功能介绍

大家好，今天给各位分享VoLTE相关核心网元各节点功能介绍的一些知识，其中也会对进行解释，文章篇幅可能偏长，如果能碰巧解决你现在面临的问题，别忘了关注本站，现在就马上开始吧！

**1.1S-CSCF**

S-CSCF是IMS的核心。它位于归属网络，为UE执行会话控制和注册请求。然而，当UE处于会话中时，S-CSCF处理网络中的会话状态。在同一个运营商的网络中，可以有多个S-CSCF。 S-CSCF 执行的功能包括：

•作为注册服务器，处理来自UE的注册请求消息

•与归属用户服务器交互，完成用户认证和鉴权，并更新归属用户服务器上用户的注册状态信息

•认证通过后，从归属用户服务器下载用户相关信息

•向移动终端提供业务相关信息并控制移动终端的会话

**1.2P-CSCF**

•负责维护UE和P-CSCF之间的安全关联，并对SIP信令应用完整性和机密性保护

•执行SIP消息压缩和解压缩

•与策略决策功能（PDF）交互，授权承载资源并进行QOS管理

•将计费相关信息发送至计费功能（CCF）

**1.3I-CSCF**

I-CSCF是运营商网络内的一个联络点，所有与该网络运营商的用户连接都必须经过该实体。一个网络中可以有多个I-CSCF。 I-CSCF 执行的功能包括：

•为发起SIP注册请求的用户分配S-CSCF

• 在会话相关和会话无关处理中将SIP 请求从其他网络路由到S-CSCF

•查询HSS，从HSS中获取为某个用户提供服务的S-CSCF地址

•执行拓扑隐藏网间网关功能。运营商可以使用I-CSCF 中的拓扑隐藏网间网关(THIG) 功能，向网络外部隐藏配置、功能和网络拓扑

•将计费相关信息发送给CCF

**1.4SBG**

SBG，Session Border Gateway，会话边界网关。 SBG是爱立信在网络中部署的会话控制节点。业界一般称为SBC（Session Border Controller）。

爱立信的SBG分为A-SBG和N-SBG：

•N-SBG：网络SBG，位于IMS核心网和外部网络之间。 N-SBG还可以位于两个SIP网络之间，或者位于SIP网络和H.323网络之间。 N-SBG的SGC也称为IBCF。 N-SBG 的MP 或外部BGF 也称为I-BGF。

•A+N SBG：SBG 物理设备可以充当N-SBG、A-SBG 或同时充当两者，这是通过内部软件配置来实现的。

SBG的核心特征包括：

•网络互联。 SBG使IMS网络能够与外部网络（如GSM、PSTN网络）进行通信

•NAT穿越，网络地址。这是SBG的核心功能之一，即能够通过客户现有网络中的NAT设备和防火墙设备提供SIP服务。

•安全。 SBG可有效保护IMS核心网

SBG具有网络拓扑隐藏功能，通过从信令中删除内部网络信息（如核心网中各网元的IP地址）来保护核心网，避免此类信息的泄露。

SBG通过提前识别恶意媒体包来保护核心网络

SBG还可以防止DOS攻击

•QoS，服务质量控制。 SBG可以通过执行运营商的服务水平协议来控制最终用户的通信质量。

监控呼叫数量和带宽使用情况，拒绝新会话，保证现有会话的通信质量。

执行服务质量战略。检查媒体流是否符合策略并丢弃额外的内容

数据与策略不一致，避免服务窃取和媒体DOS攻击

SBG提供计分服务，根据IP报文的优先级确定服务优先级，保证用户的服务费用与所享受的服务质量相对应。

•B2BUA。 A-SBG和N-SBG都可以扮演“背靠背用户代理”的角色，拦截会话信令（SIP或H.232）。 SBG网元的SGC板（会话网关控制器）负责该功能。

•防火墙。 SBG根据既定规则对传递的媒体参数进行筛选和过滤。 SBG网元的MP板（媒体代理）负责该功能。

•DNS 查询。当终端发送的信令中携带的目的地址为域名地址时，SBG可以向IMS网络中的DNS服务器发起DNS查询，获取目的IP地址。

•其他功能。如紧急呼叫、CSCF冗余等。

**1.5MGCF**

MGCF（Media Gateway Control Function，媒体网关控制功能）

控制一个或多个IM-MGW 中媒体通道的连接，管理PSTN 承载和IP 流之间的连接，从CSCF 接收SIP 消息，确定要在IM-MGW 中建立什么内容，并创建适当的ISUP 消息以T-SGW。

MGCF根据被叫号码和来电情况选择CSCF，完成PSTN与IMS之间的呼叫控制协议转换。主要将IP报文转换为ISUP或Megaco报文。

**1.6BGCF**

BGCF（Breakout Gateway Call Function，出口网关控制功能）

BGCF主要实现呼叫路由功能，用于选择与PSTN/CS域入口点相连的网络。收到S-CSCF请求后，它为呼叫选择适当的PSTN接入点。

•如果发现接口点与自身在同一网络，则选择一个MGCF，该MGCF将负责与PSTN交互

**1.7IM-MGW**

IM-MGW（IP多媒体MGW，IP多媒体媒体网关控制器）

资源控制是在MGCF的控制下完成的。通过回声消除器和编码转换器，实现媒体转换盒帧协议转换功能，将媒体从一种形式转换为另一种形式。在UMTS中，一般是PSTN的PCM和基于IP的Codec格式。

**1.8BGF**

边界网关功能(BGF) 是数据包到数据包网关和策略执行单元。 BGF完成网络地址转换、门控、QoS标记、带宽限制、使用测量和资源同步等功能。

**1.9IMS多方会话功能单元**

如果遇到多方会话，则添加MRF模块。 MRF分为MRFC（Media Resource Function Controller Part，多媒体资源功能控制部分）和MRFP（Media Resource Function Process Part，多媒体资源功能处理部分），分别完成媒体流的控制和承载功能。 MRFC根据S-CSCF和/或应用服务器的调用，通过H.248和RTSP协议控制MRFP完成相应的媒体流编码、解码、转换、混合和播放。

MRFC：

MRFC（媒体资源功能控制器部分）控制MRFP中的媒体流资源，并翻译来自应用服务器和S-CSCF的信息。

MRFP：

MRFP（媒体资源功能处理部分）控制Mb接口点的承载，处理多媒体流（如语音编码转换、媒体流分析等），并在多方会议时混合输入媒体流。

**1.10ATCF 和ATGW**

IMS域新增ATCF（接入传输控制功能）和ATGW（媒体接入传输网关）两个节点，以维持切换过程中端到端用户信令和承载通道的连续性，避免切换时延过大。导致掉话问题。

**1.11DRA**

随着LTE时代的到来以及基于EPC/IMS/PCC的下一代核心网的部署，未来的核心网将是基于IP的全互联的网状网络。随着网络的不断扩展，网络的全面互联将带来业务、安全、维护和扩展等问题，如何建设下一代核心网的信令网成为人们关注的焦点。通过下一代信令网DRA（Diameter Routing Agent）的部署和建设，可以真正实现未来核心网的逐步扩展、简化网络、实现快速部署、高效维护、增强网络安全。

DRA的功能类似于2G/3G网络中的STP。它根据用户的IMSI、网络域等信息进行域内HSS寻址或域间DRA寻址。

部署DRA可以简化组网复杂性，降低维护成本，提高网络可维护性。同时，有助于屏蔽端局变更、设备升级、网元配置信息的变更，提高网络的可扩展性。同时，运营商之间可以部署DRA，屏蔽内部网络信息，实现网络互联安全。

**1.12IPWorks/DNS**

IPWorks 是爱立信的DNS/ENUM 设备。 DNS/ENUM是IMS网络中的重要网元，位于IMS网络的核心层。

其中，DNS提供域名到IP地址的相互转换。 IMS中网元之间的寻址可以通过域名到IP地址的DNS解析来实现，因此是IMS网络中重要的网元设备。

IMS网络中的核心网元如CSCF需要到DNS解析下一跳IP地址，在多域互通场景下需要多级DNS。例如，如果IMS域1想要与域2进行互操作，那么IMS域1中的辅助DNS可以查询主DNS以获得IMS域2的辅助DNS内容，这可以递归或迭代地完成。

ENUM提供将E.164号码转换为SIP URI的功能。由于IMS网络中的路由需要基于SIP URI，因此需要ENUM将E.164号码转换为SIP URI来实现后续的路由功能。

**1.13MTAS**

在MMTel向终端用户提供的语音服务中，MTAS（Multimedia Telephony Application Server）作为多媒体语音业务的引擎，与IMS核心网设备CSCF、MGCF、MGF等网元配合，为终端用户提供语音服务，并为终端用户提供语音服务。完成主叫和被叫呼叫。多媒体语音服务处理。

**1.14MRS**

多媒体振铃服务（MRS）是一种以多媒体作为振铃音的增值业务。多媒体彩铃是一种基于主叫方、在被叫终端上显示的业务。

多媒体彩音业务平台属于IMS网元中的SIP AS，位于业务层之上。彩真业务平台通过基于SIP的ISC（Internal Service Control，内部服务控制）接口与S-CSCF进行信令交互。 SIP硬终端、SIP软终端、CDMA终端等可以通过IMS承载层接入IMS网络，使用多媒体彩音业务。

IMS域彩音业务平台按照功能逻辑可以分为四个部分，分别是SIP前台、AS、数据库和Portal。在实际组网中，这些逻辑部分可以实现在一个或多个物理实体上，并且可以交叉连接多个SIP前端和多个AS。各功能实体的功能描述如下：

1）SIP前台：负责控制和管理传入SIP信令和出站SIP信令，负责SIP消息的会话管理、SIP消息的超时重发、重发消息的拦截。

2）AS：负责呼叫过程中IMS域彩铃业务的控制，通过SIP前台与S-CSCF交互。 AS与S-CSCF交互，实现业务的呼叫控制，执行彩铃业务逻辑。

3）Portal：Portal是多媒体彩铃业务的门户网站。多媒体彩铃用户、内容提供商和运营商可以使用WWW浏览器通过Web界面登录门户，对多媒体彩铃业务进行管理和配置。

4）DB（Data Base）：用户信息数据库（DB）存储用户业务数据，其他网元通过数据库访问接口访问用户信息数据库。

**1.15UDC系统**

传统架构中不同的数据存储节点（如HLR、HSS等）由两部分组成，一部分用于处理逻辑业务，另一部分用于存储用户数据。它们是相互独立的。

随着技术的发展，用户数据也开始采用分层架构。 UDC（User Data Consolidation）解决方案中的数据架构主要分为两层：应用层和数据层。也就是说，需要将原来的节点分成两个独立的节点来实现不同的功能。应用层主要有各种网络应用节点和前端节点（如HLR-FE、HSS-FE等应用前端节点）。它们主要负责与核心网节点（如MSC-S）进行通信。前端节点也保持与前面节点相同的功能——处理服务。这些前端节点接收到来自核心网节点的信令消息后，将执行各种信令逻辑操作。原节点的所有用户数据部分都集中在另一个节点上。该节点称为CUDB（Centralized User Database）集中式用户数据库。

HLR-FE/HSS-FE：

HLR（归属位置寄存器）是管理移动用户的数据中心。全业务背景下迫切需要固定用户和移动用户数据的数据融合，传统的集中式HLR已经难以适应融合后统一的用户数据管理需求。随着2G/3G核心网的融合和IMS网络的快速发展，移动网络传统的集中式HLR将如何演进？目前业界普遍看好传统HLR向未来分布式HLR和HSS的平滑演进。

分布式HLR和HSS实现业务逻辑和用户数据的分层。数据库开放、灵活的接口和架构符合移动核心网向全业务、全IP网络发展的趋势。通过建立统一的用户数据中心，可以有效简化网络、降低维护成本、提高数据安全性、缩短新业务发布时间、促进业务创新，为运营商提供有竞争力的业务融合奠定基础。

库数据库：

CUDB系统也可以分为两层，处理层（Processing Layer）和数据存储层（Data Storage Layer）。处理层主要用于处理来自前端节点的各种信令消息，并将其转换为CUDB内部数据存储指令，以在数据存储层中存储或检索数据，数据存储层分为多个数据存储。单元（Data Storage Unit），每个单元存储一部分用户数据。

这种数据分层架构最大的特点就是对原有传统架构中的节点进行了功能划分。前端专门用来处理业务，而CUDB专门用来存储用户数据。 CUDB是一个中心化的用户数据库，可以为网络中的各种数据提供存储、备份、恢复、管理和服务激活功能。

CUDB的优点是：

•高存储容量和吞吐量

•高可扩展性和可用性

•支持跨区域冗余备份保护（1+1或1+1+1）

•支持单点访问（SPoA）

•网络数据资源灵活管理

•采用DIT信息架构树形结构数据库，增加新功能不会影响现有结构

•简化用户开户流程

•支持与非爱立信节点联调

PG：

PG，配置网关。 PG作为UDC解决方案中必需的三个节点之一，是爱立信的通用配置接口解决方案，为UDC提供BOSS配置接口。