IPマルチメディアサブシステム

IPマルチメディアサブシステムまたはIPマルチメディアコアネットワークサブシステム（IMS）は、IPベースのマルチメディアサービスを提供するための標準化されたアーキテクチャフレームワークです。歴史的に、携帯電話はIPベースのパケット交換ネットワークではなく、回線交換ネットワークを介して音声通話サービスを提供してきました。スマートフォンでは様々なVoIP技術が利用可能であり、IMSは複数のベンダー間で標準化されたプロトコルを提供します。

IMS は、もともと無線標準化団体である第3世代パートナーシッププロジェクト（3GPP）によって、 GSM を超えるモバイルネットワークの進化というビジョンの一環として設計されました。その最初の策定（3GPP Rel-5）は、 GPRSを介してインターネットサービスを提供するアプローチを表していました。このビジョンは後に、3GPP、 3GPP2、ETSI TISPANによって更新され、無線 LAN、CDMA2000 、固定回線など、GPRS以外のネットワークのサポートが求められるようになりました。

IMSは可能な限りIETFプロトコル（例えば、セッション開始プロトコル（SIP）など）を使用します。3GPPによれば、IMSはアプリケーションの標準化を目的としたものではなく、無線および有線端末からのマルチメディアおよび音声アプリケーションへのアクセスを支援すること、すなわち、一種の固定モバイルコンバージェンス（FMC）を実現することを目的としています。 ^[1]これは、アクセスネットワークとサービス層を分離する水平制御層を備えることで実現されます。論理アーキテクチャの観点からは、制御層は共通の水平層であるため、サービスは独自の制御機能を持つ必要はありません。しかしながら、実装においては、必ずしもコストと複雑さの大幅な削減につながるわけではありません。

有線および無線ネットワークにわたるサービスへのアクセスとプロビジョニングのための代替および重複するテクノロジには、汎用アクセスネットワーク、ソフトスイッチ、および「ネイキッド」 SIP の組み合わせが含まれます。

従来の無線/固定通信事業者の管理外のメカニズムを使用してコンテンツや連絡先にアクセスすることがますます容易になっているため、IMSの利益が問われています。^[2]

IMSに基づくグローバル標準の例としては、Voice over LTE（VoLTE）、Wi-Fi Calling（VoWIFI）、Video over LTE（ViLTE）、WiFiおよびLTE経由のSMS/MMS、LTE経由の非構造化補足サービスデータ（USSD）、そしてリッチコミュニケーションサービス（RCS）（joynまたはAdvanced Messagingとも呼ばれ、現在では通信事業者の実装となっています）の基盤となるMMTelが挙げられます。RCSは、プレゼンス/EAB（拡張アドレス帳）機能も追加しました。^[3]

歴史

IMSは、1999年に設立された業界フォーラム「3G.IP」によって定義されました。3G.IPは初期のIMSアーキテクチャを開発し、UMTSネットワークにおける 3G携帯電話システムの標準化作業の一環として、第3世代パートナーシッププロジェクト（ 3GPP ）に持ち込まれました。IMSは、SIPベースのマルチメディア機能が追加されたリリース5（ 2Gネットワークから3Gネットワークへの進化）で初めて登場しました。また、旧来のGSMおよびGPRSネットワークのサポートも提供されました。^[4]
3GPP2 (3GPP とは異なる組織) は、3GPP IMS に基づいて CDMA2000 マルチメディアドメイン (MMD) を開発し、CDMA2000のサポートを追加しました。
3GPP リリース 6 では、 WLANとの相互運用、異なる IP 接続ネットワークを使用する IMS 間の相互運用性、ルーティンググループ ID、複数の登録と分岐、プレゼンス、音声認識、音声対応サービス (プッシュツートーク) が追加されました。
3GPPリリース7では、 TISPANリリースR1.1との連携により固定網のサポートが追加され、PSTN網で提供可能なサービスを継承するために、AGCF（アクセスゲートウェイ制御機能）とPES（ PSTNエミュレーションサービス）の機能が有線網に導入されました。AGCFは、IMS網とMegaco/H.248網を相互接続するブリッジとして機能します。Megaco/H.248網は、旧来のレガシーネットワークの端末をIPネットワークをベースとした新世代ネットワークに接続する可能性を提供します。AGCFはIMSに対してSIPユーザーエージェントとして機能し、P-CSCFの役割を果たします。SIPユーザーエージェント機能はAGCFに含まれており、顧客デバイスではなくネットワーク自体に含まれています。また、回線交換ドメインとパケット交換ドメイン（VCC）間の音声通話の継続性、IMSへの固定ブロードバンド接続、非IMS網との相互接続、ポリシー課金制御（PCC）、緊急セッションも追加されました。さらに、IP経由のSMSも追加されました。^[5]
3GPPリリース8ではLTE / SAE、マルチメディアセッション継続性、拡張緊急セッション、SG経由のSMS ^[5]、IMS集中サービスのサポートが追加されました。
3GPP リリース 9 では、 GPRSおよびEPS経由の IMS 緊急通話のサポート、マルチメディアテレフォニーの強化、IMS メディアプレーンのセキュリティ、サービスの集中化と継続性の強化が追加されました。
3GPP リリース 10 では、デバイス間転送のサポート、単一無線音声通話継続 (SRVCC) の機能強化、IMS 緊急セッションの機能強化が追加されました。
3GPP リリース 11 では、 USSDシミュレーションサービス、IMS のネットワーク提供の位置情報、 IMS での MSISDN を使用しないSMS の送信と配信、およびオーバーロード制御が追加されました。

一部の通信事業者は、IMSが複雑で高価であるとして反対しました。これに対し、LTEネットワーク上で音声とSMSをサポートできる程度のIMSの簡略版が、2010年にVoice over LTE（VoLTE）として定義・標準化されました。^[6]

建築

図中の各機能については以下で説明します。

IPマルチメディアコアネットワークサブシステムは、標準化されたインターフェースによってリンクされた様々な機能の集合体であり、1つのIMS管理ネットワークを形成します。^[7]機能はノード（ハードウェアボックス）ではありません。実装者は、2つの機能を1つのノードに統合したり、1つの機能を2つ以上のノードに分割したりすることができます。また、各ノードは、規模調整、負荷分散、または組織上の問題のために、単一のネットワーク内に複数回存在することもできます。

アクセスネットワーク

ユーザーはさまざまな方法で IMS に接続できますが、そのほとんどは標準 IP を使用します。IMS 端末 (携帯電話、パーソナルデジタルアシスタント(PDA)、コンピューターなど) は、別のネットワークまたは国 (訪問先ネットワーク) でローミングしているときでも、IMS に直接登録できます。必要なのは、IP を使用でき、SIP ユーザーエージェントを実行できることだけです。固定アクセス (デジタル加入者線(DSL)、ケーブルモデム、イーサネット、FTTx など)、モバイルアクセス ( 5G NR、LTE、W-CDMA、CDMA2000、GSM、GPRSなど)、ワイヤレスアクセス ( WLAN、WiMAXなど) はすべてサポートされています。その他の電話システム (POTS、古いアナログ電話)、H.323、IMS 非対応システムなどは、ゲートウェイを通じてサポートされます。

コアネットワーク

HSS – ホーム加入者サーバー：
ホーム加入者サーバー（HSS）またはユーザープロファイルサーバー機能（UPSF）は、通話を実際に処理するIMSネットワークエンティティをサポートするマスターユーザーデータベースです。加入者関連情報（加入者プロファイル）を保持し、ユーザーの認証と承認を実行し、加入者の位置情報とIP情報を提供します。GSMのホームロケーションレジスタ（HLR）および認証センター（AuC）に類似しています。

複数の HSS を使用する場合、ユーザーアドレスをマッピングするには加入者ロケーション機能(SLF) が必要です。

ユーザーID：
IMSには、IPマルチメディアプライベートID（IMPI）、IPマルチメディアパブリックID（IMPU）、グローバルルーティング可能なユーザーエージェントURI（GRUU）、ワイルドカードによるパブリックユーザーIDなど、様々なIDが関連付けられます。IMPIとIMPUはどちらも電話番号やその他の数字列ではなく、Uniform Resource Identifier（URI）です。URIは数字（Tel URI、例：tel:+1-555-123-4567）または英数字（SIP URI、例：sip:[email protected]）のいずれかです。

IPマルチメディアプライベートID：
IPマルチメディアプライベートID（IMPI）は、ホームネットワーク事業者によって割り当てられる、一意かつ永続的に割り当てられたグローバルIDです。ネットワークアクセス識別子（NAI）の形式（user.name@domain）を持ち、登録、認可、管理、課金などの目的で使用されます。すべてのIMSユーザーは1つのIMPIを持つものとします。

IPマルチメディア公開ID：
IPマルチメディア公開ID（IMPU）は、ユーザーが他のユーザーへの通信を要求する際に使用されます（例えば、名刺に記載されることがあります）。アドレス・オブ・レコード（AOR）とも呼ばれます。IMPIごとに複数のIMPUを設定できます。IMPUは別の電話機と共有することもでき、同じIDで両方の電話機にアクセスできます（例えば、家族全員で1つの電話番号を使用するなど）。

グローバルにルーティング可能なユーザーエージェント URI:
グローバルにルーティング可能なユーザーエージェント URI (GRUU) は、IMPU とUEインスタンスの一意の組み合わせを識別する ID です。 GRUU には、パブリック GRUU (P-GRUU) と一時的 GRUU (T-GRUU) の 2 種類があります。

P-GRUU は IMPU を明らかにし、非常に長寿命です。
T-GRUU は IMPU を明らかにせず、連絡先が明示的に登録解除されるか、現在の登録が期限切れになるまで有効です。

ワイルドカード化されたパブリックユーザー ID:
ワイルドカード化されたパブリックユーザー ID は、グループ化された IMPU のセットを表します。

HSS 加入者データベースには、IMPU、IMPI、IMSI、MSISDN、加入者サービスプロファイル、サービストリガーなどの情報が含まれています。

通話セッション制御機能 (CSCF)

コールセッション制御機能 (CSCF) と総称される SIP サーバーまたはプロキシのいくつかの役割は、IMS で SIP シグナリングパケットを処理するために使用されます。

Proxy -CSCF (P-CSCF) は、IMS 端末の最初の接点となるSIP プロキシです。訪問先ネットワーク (完全な IMS ネットワーク内) またはホームネットワーク (訪問先ネットワークがまだ IMS 準拠でない場合) に配置できます。一部のネットワークでは、この機能のためにセッションボーダーコントローラ(SBC) を使用する場合があります。P-CSCF は、本質的にはユーザとネットワーク間のインターフェースに特化した SBCであり、ネットワークだけでなく IMS 端末も保護します。この段階ではシグナリングが暗号化されるため、IMS 端末と P-CSCF の間で追加の SBC を使用することは不要であり、実現不可能です。端末は、DHCPを使用して P-CSCF を検出するか、設定 (初期プロビジョニング時や 3GPP IMS 管理オブジェクト (MO) 経由など)、ISIM内、またはPDP コンテキスト(汎用パケット無線サービス(GPRS))内で割り当てることができます。
- 登録前に IMS 端末に割り当てられ、登録期間中は変更されません。
- これはすべてのシグナリングのパス上に存在し、すべての信号を検査できます。IMS 端末は、その他の暗号化されていないシグナリングを無視する必要があります。
- 加入者認証を提供し、IMS端末とのIPsecまたはTLSセキュリティアソシエーションを確立します。これにより、スプーフィング攻撃やリプレイ攻撃を防ぎ、加入者のプライバシーを保護します。
- シグナリングを検査し、IMS 端末が不正な動作をしないことを確認します (通常のシグナリングルートを変更する、ホームネットワークのルーティングポリシーに従わないなど)。
- SigCompを使用して SIP メッセージを圧縮および解凍できるため、低速無線リンクでの往復時間が短縮されます。
- メディアプレーンリソース（例えば、メディアプレーン上のサービス品質（QoS）など）の承認を行うポリシー決定機能（PDF）が含まれる場合があります。これは、ポリシー制御、帯域幅管理などに使用されます。PDFは独立した機能として定義することもできます。
- 課金記録も生成します。
問い合わせCSCF（I-CSCF）は、管理ドメインのエッジに配置されるもう1つのSIP機能です。I-CSCFのIPアドレスは、ドメインのドメインネームシステム（DNS）に（ NAPTRおよびSRVタイプのDNSレコードを使用して）公開されるため、リモートサーバーはI-CSCFを見つけ、このドメインへのSIPパケットの転送ポイント（登録など）として使用できます。
- HSSに問い合わせてS-CSCFのアドレスを取得し、SIP登録を実行するユーザーに割り当てる。
- また、SIP要求または応答をS-CSCFに転送します。
- リリース6までは、内部ネットワークを外部から隠蔽するためにも使用できました（SIPメッセージの一部を暗号化）。この場合、トポロジ隠蔽型ネットワーク間ゲートウェイ（THIG）と呼ばれます。リリース7以降、この「エントリポイント」機能はI-CSCFから削除され、相互接続境界制御機能（IBCF）の一部となりました。IBCFは外部ネットワークへのゲートウェイとして使用され、 NATおよびファイアウォール機能（ピンホール）を提供します。IBCFは、ネットワーク間インターフェース（NNI）に特化したセッション境界コントローラです。
Serving -CSCF（S-CSCF）は、シグナリングプレーンの中央ノードです。SIPサーバーとして機能しますが、セッション制御も行います。常にホームネットワーク内に配置されます。HSSへのDiameter CxおよびDxインターフェースを使用して、ユーザープロファイルをダウンロードし、ユーザーとS-CSCFの関連付けをアップロードします（ユーザープロファイルは処理上の理由からローカルにキャッシュされるだけで、変更されることはありません）。必要な加入者プロファイル情報はすべてHSSからロードされます。
- SIP登録を処理し、ユーザーの場所（端末のIPアドレスなど）とSIPアドレスを結び付けることができる。
- ローカルに登録されたユーザーのすべてのシグナリングメッセージのパス上にあり、すべてのメッセージを検査できます。
- SIPメッセージをどのアプリケーションサーバーに転送するか決定し、それらのサービスを提供する。
- 通常は電子番号（ENUM）検索を使用してルーティングサービスを提供します。
- ネットワークオペレータのポリシーを強制する
- 負荷分散と高可用性のため、ネットワーク内に複数のS-CSCFを配置できます。I-CSCFからの問い合わせを受けたHSSは、ユーザーにS-CSCFを割り当てます。この目的のために、加入者とS-CSCF間でマッチングさせる必須／オプション機能など、複数のオプションが用意されています。

アプリケーションサーバー

SIPアプリケーションサーバー（AS）は、サービスをホストおよび実行し、SIPを使用してS-CSCFとインターフェースします。3GPPで開発されているアプリケーションサーバーの例としては、音声通話継続機能（VCCサーバー）があります。ASは、実際のサービスに応じて、SIPプロキシモード、SIP UA（ユーザーエージェント）モード、またはSIP B2BUAモードで動作できます。ASは、ホームネットワークまたは外部のサードパーティネットワークに配置できます。ホームネットワークに配置されたASは、Diameter ShまたはSiインターフェース（SIP-ASの場合）を使用してHSSにクエリを実行できます。

SIP AS: IMS固有のサービスをホストおよび実行
IPマルチメディアサービススイッチング機能（IM-SSF）：CAMELアプリケーションサーバーと通信するためにSIPをCAPにインターフェースします。
OSAサービス機能サーバー (OSA SCS): SIP を OSA フレームワークにインターフェイスします。

機能モデル

AS-ILCM（アプリケーションサーバー - 着信レッグ制御モデル）とAS-OLCM（アプリケーションサーバー - 発信レッグ制御モデル）はトランザクション状態を保存し、実行中のサービスに応じてオプションでセッション状態も保存します。AS-ILCMは着信レッグの場合S-CSCF（ILCM）とインターフェースし、AS-OLCMは発信レッグの場合S-CSCF（OLCM）とインターフェースします。アプリケーションロジックはサービスを提供し、AS-ILCMとAS-OLCM間のやり取りを行います。

公務員のアイデンティティ

パブリックサービスID（PSI）は、アプリケーションサーバーによってホストされるサービスを識別するIDです。ユーザーIDとして、PSIはSIPまたはTel URIのいずれかの形式をとります。PSIは、HSSに個別のPSIとして、またはワイルドカードPSIとして保存されます。

個別のPSIにはルーティングに使用されるPSIが含まれています
ワイルドカード PSI は PSI のコレクションを表します。

メディアサーバー

メディアリソース機能(MRF) は、メディア操作(音声ストリームのミキシングなど) やトーンおよびアナウンスの再生などのメディア関連機能を提供します。

各 MRF はさらに、メディアリソース機能コントローラ(MRFC) とメディアリソース機能プロセッサ(MRFP) に分割されます。

MRFCはASとS-CSCFからの情報を解釈してMRFPを制御するシグナリングプレーンノードである。
MRFPは、メディアストリームのミックス、ソース、処理に使用されるメディアプレーンノードです。また、共有リソースへのアクセス権も管理できます。

メディアリソースブローカー（MRB）は、公開されている適切なMRF情報の収集と、ASなどの消費エンティティへの適切なMRF情報の提供の両方を担う機能エンティティです。MRBは次の2つのモードで使用できます。

クエリモード: ASはMRBにメディアを問い合わせ、MRBの応答を使用して通話をセットアップします。
インラインモード: ASはMRBにSIP INVITEを送信します。MRBは通話をセットアップします。

ブレイクアウトゲートウェイ

ブレイクアウトゲートウェイ制御機能（BGCF）は、S-CSCFがDNSまたはENUM/DNSを使用してセッションをルーティングできないと判断した場合、S-CSCFからのルーティング要求を処理するSIPプロキシです。電話番号に基づくルーティング機能も備えています。

PSTNゲートウェイ

PSTN/CSゲートウェイは、 PSTN 回線交換（CS）ネットワークとのインターフェースです。シグナリングに関しては、CSネットワークはメッセージ転送部（MTP）を介して ISDNユーザ部（ISUP）（またはBICC）を使用し、IMSはIPを介してSIPを使用します。メディアに関しては、CSネットワークはパルス符号変調（PCM）を使用し、IMSはリアルタイムトランスポートプロトコル（RTP）を使用します。

シグナリングゲートウェイ（SGW）は、CSのシグナリングプレーンとのインターフェースとなります。SGWは、ストリーム制御伝送プロトコル（SCTP、IPプロトコル）などの下位層プロトコルをメッセージ転送部（MTP、シグナリングシステム7 （SS7）プロトコル）に変換し、MGCFからCSネットワークへ ISDNユーザ部（ISUP）を渡します。SGWは、MGCFの制御下で、SIPとISUP/BICC間の呼制御プロトコル変換を行います。
メディアゲートウェイコントローラ機能（MGCF）は、SCTPを介してSGWとインターフェースするSIPエンドポイントです。また、 H.248インターフェースを介してメディアゲートウェイ（MGW）のリソースを制御します。
メディアゲートウェイ（MGW）は、 RTPとPCM間の変換を行うことで、CSネットワークのメディアプレーンとのインターフェースを提供します。また、コーデックが一致しない場合（例えば、IMSではAMR、PSTNではG.711 ）のトランスコードも可能です。

メディアリソース

メディアリソースは、メディアプレーン上で動作し、IMSコア機能によって制御されるコンポーネントです。具体的には、メディアサーバー（MS）とメディアゲートウェイ（MGW）です。

NGN相互接続

次世代ネットワーク相互接続には 2 つのタイプがあります。

サービス指向相互接続（SoIx）：NGNドメインを物理的かつ論理的にリンクすることで、通信事業者やサービスプロバイダは、制御およびシグナリング（セッションベース）を備えたNGNプラットフォーム（IMSおよびPESなど）上でサービスを提供できるようになります。これにより、定義されたレベルの相互運用性が確保されます。例えば、IP相互接続を介した「キャリアグレード」の音声サービスやマルチメディアサービスなどがこれに該当します。「定義されたレベルの相互運用性」は、サービス、QoS、セキュリティなどによって異なります。
コネクティビティ指向相互接続（CoIx）：相互運用性のレベルに関わらず、シンプルなIP接続に基づく通信事業者とサービスプロバイダーの物理的および論理的な接続。例えば、このタイプのIP相互接続は特定のエンドツーエンドサービスを認識しないため、サービス固有のネットワークパフォーマンス、QoS、およびセキュリティ要件が必ずしも保証されるわけではありません。この定義は、一部のサービスが定義されたレベルの相互運用性を提供する可能性を排除するものではありません。ただし、NGNの相互運用性要件を完全に満たすのはCoIxのみです。

NGNの相互接続モードは、直接または間接のいずれかです。直接相互接続とは、中間ネットワークドメインを介さない2つのネットワークドメイン間の相互接続を指します。1層における間接相互接続とは、トランジットネットワークとして機能する1つ以上の中間ネットワークドメインを介して2つのネットワークドメイン間の相互接続を指します。中間ネットワークドメインは、他の2つのネットワークドメインにトランジット機能を提供します。サービス層のシグナリングトラフィックとメディアトラフィックの伝送には、異なる相互接続モードが使用される場合があります。

充電

オフライン課金は、サービス料金を定期的に（例えば月末に）支払うユーザーに適用されます。オンライン課金（クレジットベース課金とも呼ばれます）は、プリペイドサービス、またはポストペイドサービスのリアルタイムクレジット管理に使用されます。どちらも同じセッションに適用される場合があります。

課金機能アドレスは、各 IMS エンティティに配布されるアドレスであり、各エンティティが課金情報を送信するための共通の場所を提供します。課金データ機能(CDF) アドレスはオフライン課金に使用され、オンライン課金機能(OCF) アドレスはオンライン課金に使用されます。

オフライン課金: セッションに関与するすべての SIP ネットワークエンティティ (P-CSCF、I-CSCF、S-CSCF、BGCF、MRFC、MGCF、AS) は、Diameter Rf インターフェイスを使用して、同じドメインにある CDF に課金情報を送信します。CDF はこのすべての情報を収集し、コール詳細レコード(CDR) を作成します。この CDR はドメインの課金システムに送信されます。
各セッションには、SIP トランザクションに関与する最初の IMS エンティティによって生成される一意の識別子としてIMS 課金識別子(ICID) が付与され、CDR との相関関係のために使用されます。オペレータ間識別子(IOI) は、送信ネットワークと受信ネットワーク間で共有されるグローバルに一意の識別子です。各ドメインには独自の課金ネットワークがあります。異なるドメインの課金システムも情報を交換し、ローミング料金を適用できるようにします。
オンライン課金：S-CSCFは、通常のSIPアプリケーションサーバーに似たIMSゲートウェイ機能（IMS-GWF）と通信します。IMS-GWFは、セッション中にユーザーのクレジットが不足した場合、S-CSCFにセッション終了を指示できます。ASとMRFCは、OCFへの接続に Diameter Roインターフェースを使用します。
- 即時イベント課金（IEC）を使用する場合、ECFによってユーザーのアカウントからクレジット単位が即時に差し引かれ、MRFCまたはASにサービス提供の承認が与えられます。クレジット単位が不足している場合、サービスは承認されません。
- ユニット予約付きイベント課金（ECUR）を使用する場合、ECF（イベント課金機能）はまずユーザーのアカウントにクレジットユニット数を予約し、その後MRFCまたはASに承認を依頼します。サービス終了後、消費されたクレジットユニット数が報告され、アカウントから差し引かれます。その後、予約されたクレジットユニットは消去されます。

IMSベースのPESアーキテクチャ

IMSベースのPES（PSTNエミュレーションシステム）は、アナログデバイスにIPネットワークサービスを提供します。IMSベースのPESにより、非IMSデバイスはIMSに対して通常のSIPユーザーとして認識されます。標準アナログインターフェースを使用するアナログ端末は、以下の2つの方法でIMSベースのPESに接続できます。

AGCF によってリンクされ制御される A-MGW (アクセスメディアゲートウェイ) 経由。 AGCF はオペレータネットワーク内に配置され、複数の A-MGW を制御します。A-MGW と AGCF は、 P1 参照ポイント上でH.248.1 ( Megaco ) を使用して通信します。 POTS 電話は、z インターフェイスを介して A-MGW に接続します。シグナリングは A-MGW で H.248 に変換され、AGCF に渡されます。 AGCF は、A-MGW からの H.248 信号とその他の入力を解釈して、H.248 メッセージを適切な SIP メッセージにフォーマットします。 AGCF は、S-CSCF に対して P-CSCF として自身を提示し、生成された SIP メッセージを S-CSCF に渡すか、IBCF (相互接続境界制御機能) を介して IP 境界に渡します。 SIP メッセージで S-CSCF に提示されたサービスは、PES AS をトリガーします。 AGCF には、たとえば A-MGW からオフフックイベントを受信すると、AGCF は A-MGW にダイヤルトーンの再生を要求
顧客構内のVGW（VoIPゲートウェイ）またはSIPゲートウェイ/アダプタ経由。POTS電話はVoIPゲートウェイ経由でP-CSCFに直接接続します。通信事業者は、セキュリティとネットワークトポロジの秘匿化のため、VoIPゲートウェイとP-CSCF間でセッションボーダーコントローラを使用することが多いです。VoIPゲートウェイは、Gm参照ポイント経由の SIPを使用してIMSにリンクします。zインターフェース経由のPOTSサービスからSIPへの変換は、顧客構内のVoIPゲートウェイで行われます。POTSシグナリングはSIPに変換され、P-CSCFに渡されます。VGWはSIPユーザーエージェントとして機能し、P-CSCFからはSIP端末として認識されます。

A-MGWとVGWはどちらもサービスを認識しません。PSTN端末との間で呼制御シグナリングを中継するだけです。セッション制御と処理はIMSコンポーネントによって行われます。

インターフェースの説明

セッション処理

IMS の最も重要な機能の 1 つは、SIP アプリケーションを動的かつ差別的に (ユーザーのプロファイルに基づいて) トリガーできるようにする機能であり、S-CSCF ではフィルターおよびリダイレクトシグナリングメカニズムとして実装されています。

S-CSCFは、SIPリクエストをASに転送する必要があるかどうかを判断するために、フィルター基準を適用する場合があります。発信側向けのサービスは発信側ネットワークで適用され、着信側向けのサービスは着信側ネットワークで適用される点に留意してください。これらのサービスはすべて、それぞれのS-CSCFで適用されます。

初期フィルター基準

初期フィルタ基準（iFC）は、制御ロジックを記述するために使用されるXMLベースのフォーマットです。iFCは、アプリケーションに対するユーザーのプロビジョニングされたサブスクリプションを表します。iFCはIMSサブスクリプションプロファイルの一部としてHSSに保存され、ユーザー登録時（登録ユーザーの場合）または処理要求時（サービスの場合、未登録ユーザーとして動作）にS-CSCFにダウンロードされます。iFCは登録期間中、またはユーザープロファイルが変更されるまで有効です。^[7]

iFC は以下から構成されます:

優先度 - トリガーをチェックする順序を決定します。
トリガーポイント - SIP 要求またはスタンドアロン SIP 要求を作成する初期ダイアログに対して検証される論理条件。
アプリケーションサーバー URI - トリガーポイントが一致したときに転送するアプリケーションサーバーを指定します。

iFC には 2 つの種類があります。

共有 - プロビジョニング時には、加入者には参照番号（共有iFC番号）のみが割り当てられます。登録時には、CSCFに送信されるのは参照番号のみであり、XML記述全体は送信されません。完全なXMLはCSCFに既に保存されています。
非共有 - プロビジョニング時に、iFCのXML記述全体が加入者に割り当てられます。登録時に、XML記述全体がCSCFに送信されます。

初期のIMSおよび非3GPPシステムのセキュリティ面

USIM / ISIMインターフェースの不足とIPv4をサポートするデバイスの普及により、TS 33.203で定義されたセキュリティは、しばらくの間利用できない可能性があると想定されています。このような状況下で、最も重大な脅威に対する保護を提供するために、3GPPはTR33.978で「初期IMSセキュリティ」と呼ばれるいくつかのセキュリティメカニズムを定義しています。このメカニズムは、ユーザープロファイルとIPアドレスを結び付けるネットワーク接続手順中に実行される認証に依存しています。このメカニズムは、ユーザー・ネットワークインターフェース上でシグナリングが保護されていないため、脆弱です。

CableLabs は PacketCable 2.0で、IMS アーキテクチャも採用しているものの端末に USIM/ISIM 機能がなく、Digest-MD5 が認証オプションとして有効な 3GPP 仕様の差分を公開しました。その後、TISPANも固定ネットワークスコープを想定して同様の取り組みを行いましたが、手順は異なります。IPsec 機能の欠如を補うために、Gm インターフェイスを保護するオプションとして TLS が追加されました。その後の 3GPP リリースには、Common-IMS プラットフォームに向けた Digest-MD5 方式が含まれていますが、これも独自の異なるアプローチです。Digest-MD5 認証の 3 つのバリアントはすべて機能が同じで、IMS 端末の観点からは同じですが、S-CSCF と HSS 間の Cx インターフェイス上の実装は異なります。

参照

参考文献

^ 技術仕様グループサービスおよびシステム側面（2006）、IPマルチメディアサブシステム（IMS）、ステージ2、TS 23.228、第3世代パートナーシッププロジェクト
^ Alexander Harrowell、スタッフライター（2006年10月）、A Pointless Multimedia Subsystem?、Mobile Communications International、2010年9月18日時点のオリジナルよりアーカイブ
^ Zhao, Peng; Wei, Qun; Xia, Hailun; Zeng, Zhimin (2012), Tan, Honghua (ed.)、「RCSにおけるEABの新しいメカニズム」、知識発見とデータマイニング、インテリジェントコンピューティングとソフトコンピューティングの進歩、ベルリン、ハイデルベルク：Springer、pp. 247– 254、doi：10.1007/978-3-642-27708-5_33、ISBN 978-3-642-27708-5、 2021年4月8日取得
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さらに読む

カマリロ, ゴンサロ; ガルシア＝マルティン, ミゲル A. (2007). 『3G IPマルチメディアサブシステム（IMS）：インターネットと携帯電話の世界の融合』（第2版）. チチェスター [ua]: Wiley. ISBN 978-0-470-01818-7。
ポイクセルカ、ミーッカ (2007)。IMS : IP マルチメディアの概念とサービス(第 2 版)。チチェスター [ua]: ワイリー。ISBN 978-0-470-01906-1。
Syed A. Ahson、Mohammed Ilyas編（2009年）『IPマルチメディアサブシステム（IMS）ハンドブック』ボカラトン：CRC Press. ISBN 978-1-4200-6459-9。
マーク・ウースノウ、マシュー・スタッフォード、ジェリー・シー（2010年）『IMS：ブレンディングアプリケーションのための新しいモデル』ボカラトン：CRCプレス、ISBN 978-1-4200-9285-1。

外部リンク

適切なIMSチュートリアル
IMSコールフロー