VoLTE微课堂（3）： VoLTE架构和主要网元介绍

• VoLTE网络架构

在4G网络中实现VoLTE的关键部件是IMS域。通过上一讲了解了4G网络架构的基础上，这一讲着重讲解IMS域的关键网元。为了循序渐进的了解VoLTE，上图还只是一个简化的架构图，图中省略了部分网元，后续再讲。

先澄清一个概念：

VoLTE中通过SIP协议进行控制信令的发送，但是对于核心网PS域来说，这些SIP信令是封装在用户数据报文中的。对于核心网来说直接并不知道这是信令，直接透传。

• CSCF呼叫控制功能

CSCF Call Session Control Function 呼叫会话控制功能

CSCF是整个IMS域的核心，在IMS域中共有四个CSCF网元。

1、P-CSCF：Proxy CSCF，代理CSCF，是IMS拜访网络的统一入口点。

P-CSCF作为一个SIPProxy，负责与接入网络相关的用户鉴权与IPSec管理，网络防攻击与安全保护，为节约无线网络资源进行SIP信令压缩与解压，用户的漫游控制，以及 NAT与QoS等功能等。

2、I-CSCF：InterrogatingCSCF，询问CSCF。I-CSCF是IMS归属网络的入口点。

用于隐藏IMS网络的拓扑。对外不可知S-CSCF的IP 地址，增加安全性。如果不需要隐藏S-CSCF的IP地址，则I-CSCF可以把S-CSCF的IP地址告诉P-CSCF，后续P-CSCF可以直接把消息发送给S-CSCF。

在注册过程中，I-CSCF通过查询HSS，为用户选择一个S-CSCF。在呼叫过程中，去往IMS网络的呼叫首先路由到I-CSCF，由I-CSCF从HSS获取用户所注册的S-CSCF地址，将消息路由到S-CSCF。

3、S-CSCF：Serving CSCF，服务CSCF。S-CSCF是真正进行CSCF功能的网元。

它接受来自拜访网络通过P-CSCF转发来的注册请求，与HSS配合进行用户鉴权。并从HSS处下载用户签约的业务数据。S-CSCF对于用户主叫及被叫侧进行路由管理，根据用户签约的初始过滤规则，进行SIP AS触发，实现丰富的IMS业务功能。

4、E-CSCF：Emergency CSCF，紧急CSCF。从P-CSCF接受紧急会话建立请求，完成用户接入位置信息查询和紧急呼叫路由的功能。

• BGCF和MGCF

当IMS域的VoLTE用户要和传统CS域的用户通话时，就需要用到BGCF网元和MGCF网元。

S-CSCF查询获取到被叫的用户不是SIP用户时，就会把消息转发给相应的BGCF。

BGCF：BreakoutGateway Control Function，出口网关控制功能。

用于IMS域用户到CS域用户的呼叫路由功能，BGCF收到S-CSCF发送的呼叫请求消息后，根据配置选择MGCF，将消息发送给MGCF。BGCF也可能将消息转发给其他网关的BGCF。

MGCF：MediaGateway Control Function，媒体网关控制功能。

提供IMS网络和传统PSTN网络的互通功能，因为两边消息格式不同，为实现互通MGCF进行IMS域和CS域信令的翻译工作，将SIP信令转化为ISUP信令传输到CS网络中，或者将ISUP信令转化为SIP信令。

MGCF通过Mn接口控制IM-MGW。

IM-MGW负责在MGCF的控制下完成VoLTE用户面IP承载与CS域承载之间的转换，提供编解码转换、承载资源管理和放音功能。

• MRFC和MRFP

MRFC：MultimediaResource Function Controller，多媒体资源控制器

MRFP：MultimediaResource Function Processor，多媒体资源处理器

MRFC处理从S-CSCF收到的SIP信令，并使用媒体网关控制协议指令来控制多媒体资源功能处理器（MRFP）；而MRFP主要实现多媒体资源的提供和承载，两者和IMS网络中CSCF等网元协同工作，共同完成IMS用户的多媒体彩铃、多媒体彩像以及视频通话等与多媒体密切相关的业务功能处理。

• AS。

AS：ApplicationServer，应用服务器。IMS中的AS是业务处理实体，包括MMTel AS，IP-SM-GW等服务。

MMTelAS：提供多媒体电话基本业务及补充业务。

集成MRFC功能，用于控制MRFP，实现放音，语音会议，视频会议等功能。作为MRFP功能，提供放音收号资源，语音会议资源和视频会议资源。

IP-SW-GW：提供IMS域与CS域之间的短消息互通功能。