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在5G大行其道的今天，缘何会重提4G的宠儿——IMS（IPMultimediaSubsystem，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：VoiceoverLTE）。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EPSFallback、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EPSFallback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，SCCAS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：