IMS ：相识已久，不说再见

在 5G 大行其道的今天，缘何会重提 4G 的宠儿 ——IMS（IP Multimedia Subsystem，IP 多媒体子系统）？

牛顿说：“我之所以成功，是因为我站在巨人的肩上”。5G 也是个睿智的弄潮儿，他懂得找个巨人，找个肩膀站上去，那就是 ——IMS。

经历过数年巅峰历练的 IMS，究竟是何面目？怎样的蜕变，又使它改头换面，成为了 5G 这个新晋霸主的得力助手？

早在 2004 年，3GPP 在 R5 版本中就引入了 IMS，将其作为 3G 核心网的体系架构。

IMS 的目标是，使各种类型的终端可以建立起 IP 连接，通过这个 IP 连接，终端之间可以相互传递各种信息，包括语音、图片、视频、文件等。可以说，IMS 通过 IP 网络实现了端到端的多媒体业务。

IMS 丰富的业务和多种接入方式，如图所示。

IMS 系统的终端可以是移动终端，也可以是固定电话终端、多媒体终端、PC 机等，接入方式也不限于蜂窝射频接口，可以是无线的 WCDMA，或者是有线的 LAN、xDSL 等技术。所以说，IMS 作为一个面向未来的通信架构，对于固定和移动接入方式的融合有着重要的意义。

IMS 网络包含诸多网元，如同一个庞大的封建王朝，须各方官员（对应 IMS 中各网元）各司其职、互相协作，才能保证正常运转。官员多了，为方便管理，于是将其划分为了六部：礼部、户部、吏部、工部、刑部、兵部。

同理，IMS 网络中网元多了，就要划分层次，恰也是六层：业务层、运营支撑层、控制层、互通层、接入和承载控制层、接入网络层。

若将 IMS 看作一个王朝，那么 IMS 的六部分别是何职责？且看一一道来。

礼部的重要职能是外交，IMS 的外交是开放和多样化的业务。IMS 的业务层与控制层完全分离。业务层主要由各种不同的应用服务器组成，除了在 IMS 网络内实现各种基本业务和补充业务外，还可以将传统的窄带智能网业务接入 IMS 网络中，并为第三方业务的开发提供标准的开放应用编程接口。

IMS 的经济是计费，人口则是终端用户。

IMS 的运营支撑层主要由归属用户服务器（HSS）、在线计费系统（OCS）、计费网关（CG）等组成，为 IMS 网络的正常运行提供支撑。

控制层是 IMS 核心，地位之重要，如同封建王朝统治的根本 —— 吏部。IMS 控制层完成 IMS 多媒体呼叫会话过程中的信令控制功能，包括用户注册、鉴权、会话控制、路由选择、业务触发、承载面 QoS、媒体资源控制以及网络互通等功能。

工部负责修筑道路，通达四方。就像 IMS 的互通层，完成 IMS 网络与其他网络的互通功能，如连接公共交换电话网（PSTN）、公共陆地移动网（PLMN）、其他 IP 网络。

接入和承载控制层可比刑部：实现接入控制、QoS 控制、用量控制、计费控制等功能，这些控制功能如同刑部，有法可依、有法必依。策略和计费规则功能实体（PCRF）是该层唯一的网元。

接入网络位于 IMS 的边界，如同驻守边防的兵部，防止肆意侵扰，如：手机由 A-SBC（接入会话边界控制器）接入，A-SBC 保障网络安全。且，接入网络支持多种接入类型（奉行开放式邦交），如：xDSL / LAN、WiMAX / WiFi。

在 IMS 王朝的六部中，有几个关键的职位（也就是网元），他们举足轻重，不得不介绍给各位看官：

户部管的是国家中的人口，IMS 中的 HSS（归属用户服务器），管的是众人手中的通信设备。HSS 存储 IMS 网络中与用户相关的数据，包括用户身份、鉴权数据、业务数据、接入参数、业务触发信息、漫游信息。

CSCF（呼叫对话控制功能）作为 IMS 的核心部分，坐镇吏部，官居尚书。

CSCF 负责对用户多媒体会话进行处理。根据功能又可划分为：P-CSCF、I-CSCF、S-CSCF。

吏部尚书之职既已被 CSCF 占据，MRF 就只能屈居侍郎了。

MRF 主要完成多方呼叫与多媒体会议功能。MRF 由 MRFC 和 MRFP 构成：

MRFC：负责维护、控制 MRFP 中的媒体资源。实现放音、收发号、多方会议、IVR 以及语音编解码转换等功能。

MRFP：在 MRFC 控制下完成 IMS 域内部的媒体资源功能。提供放音收号资源、会议资源。

至此，我们对 IMS 已有了大致的了解。

时间来到 2008 年底 ——4G 面世。语音业务仍是 4G 的主要业务之一。4G 语音业务的解决方案是 VoLTE（VoLTE：Voice over LTE）。

VoLTE 将 IMS 为己所用：基于 IMS 网络提供提供语音服务，使语音服务作为数据流在 LTE 数据承载网络中传输。

2019 年，5G 小鲜肉闪亮登场，是否 IMS 老前辈该隐退江湖了 ——No！5G 后辈崛起，尚显稚嫩，还需磨练，IMS 岂可隐退？

除了 4G 时的 VoLTE，5G 还推出了 EPS Fallback、VoNR（戳聆听 5G 的声音！）等语音方案。

随着 5G 网络的逐渐成熟，5G 语音方案会有所变化：

5G 建网初期，5GC（5G 核心网）尚未部署、5G 基站覆盖不全，此时的语音业务主要采用 VoLTE 方案。

5GC 部署完成后，5G 基站覆盖不连续，为避免 4G / 5G 频繁切换，建议采用 EPS Fallback 语音方案。

5G 基站连续覆盖后，语音在 NR（5G 无线网络）上承载，语音采用 VoNR 方案，如图所示。

以上三种 5G 语音方案，均少不了 IMS 的参与。

历史舞台瞬息万变，IMS 也不能一招打遍天下无敌手，那他如何适应新角色？

IMS 自诞生起，就具先天的优势：控制与业务分离、控制与承载分离。进入 5G 时代，EPC 忙于向 5GC 演进（网元拆分、重组等，颇为费劲），而 IMS 已先天适应了 5G 的业务需求。

为了实现 5G 语音解决方案，IMS 虽须改动，但改动并不大：

功能方面：终呼接入域选择（T-ADS）时，SCC AS 执行的策略需针对双注册场景进行增强。

接口方面：Rx、Sh、Gm / Mw / ISC 等需增加接入类型和位置信息等参数；Rf 接口则要透传 5G 计费信息。

IMS 为适应 5G 做出了改变，可谓识时务者为俊杰。

江山代有才人出，你方唱罢我登场 ——5G 作为未来几年的主角，我们期待它的高光时刻。IMS 已准备好，做坚实的后盾！

本文来自微信公众号：中兴文档 （ID：ztedoc），作者：媛