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マルチメディアサービスを提供する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パケット交換ネットワークではなく、回線交換スタイルの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さまざまなVoice over IPテクノロジが利用可能であり、IMS はベンダー間で標準プロトコルを提供します。

IMS はもともと、 GSM を超えてモバイル ネットワークを進化させるビジョンの一環として、無線標準化団体3rd Generation Partnership Project (3GPP) によって設計されました。その最初の定式化 (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 、および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、セッション開始プロトコル(SIP) などのIETFプロトコルを使用します。3GPP によると、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、つまり、固定モバイル コンバージェンス(FMC) の形式を作成することを目的としている。^[1]これは、アクセス ネットワークをサービス層から分離する水平制御層を持つ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、サービスに独自の制御機能は必要ありません。ただし、実装では、これが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/固定通信事業者の制御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の関心が高まっています。^[2]

IMSに基づく世界標準の例としては、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)、およびJoynまたはAdvanced Messagingとしても知られるRich Communication Services (RCS)の基礎となるMMTelがあり、現在RCSはオペレータの実装となっています。RCSはさらにプレゼンス/EAB(拡張アドレス帳)機能も追加しました。^[3]

• IMS は、1999 年に設立された 3G.IP と呼ばれる業界フォーラムによって定義されました。3G.IP は、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 ) に持ち込まれた初期の IMS アーキテクチャを開発しました。IMSは、SIP ベースのマルチメディア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。古い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 とは別の組織) 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と連携して固定ネットワークのサポートが追加され、PSTN ネットワークで提供できる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)の機能が有線ネットワークに導入されました。AGCF は、IMS ネットワークと Megaco/H.248 ネットワークを相互接続するブリッジとして機能します。Megaco/H.248 ネットワークは、古いレガシー ネットワークの端末を IP ネットワークに基づく新世代の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 ネットワークとの相互接続、ポリシーおよび課金制御 (PCC)、緊急セッションも追加されました。また、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 テレフォニーの機能強化、IMS メディア プレーン 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 用のネットワーク提供の位置情報、 IMS での MSISDN なしのSMS送信と配信、および過負荷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。これに対応して、LTEネットワーク上で音声とSMSをサポートするのに十分なIMSの縮小版が、2010年にVoice over LTE (VoLTE)として定義され、標準化されました。^[6]

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でリンクされたさまざまな機能の集合であり、1つのIMS管理ネットワークにグループ化されています。^[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つのノードに組み合わせたり、1つの機能を2つ以上のノードに分割したりできます。各ノードは、サイズ調整、負荷分散、または組織上の問題のために、1つのネットワーク内に複数回存在することもできます。

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。唯一の要件は、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、ゲートウェイを介してサポートされます。

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。加入者関連の情報 (加入者プロファイル) が含まれ、ユーザーの認証と承認を実行し、加入者の場所と IP 情報に関する情報を提供できます。GSMホーム ロケーション レジスタ(HLR) と認証センター(AuC) に似ています。

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)、ワイルドカード化されたパブリック ユーザー ID など、さまざまな ID が関連付けられる場合があります。IMPI と IMPU はどちらも電話番号やその他の数字列ではなく、数字 ( tel:+1-555-123-4567などの Tel URI ) または英数字の識別子 (sip:john.doe@example.com などの SIP URI) である Uniform Resource Identifier (URI ) 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 オペレータによって割り当てられる、一意の永続的に割り当てられたグローバル ID です。これは、ネットワーク アクセス ID (NAI)、つまり user.name@domain の形式を持ち、登録、承認、管理、アカウンティング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 を持つ必要があります。

IP マルチメディア パブリック ID:
IPマルチメディア パブリック ID (IMPU) は、他のユーザーへの通信を要求するために任意のユーザーが使用します (たとえば、名刺に記載される場合があります)。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 が存在する場合があります。IMPU は別の電話と共有することもできるため、両方に同じ ID でアクセスできます (たとえば、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 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 を開示せず、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、およびその他の情報が含まれています。

IMS で SIP シグナリング パケットを処理するには、総称してコール セッション制御機能 (CSCF) と呼ばれる SIP サーバーまたはプロキシのいくつかの役割が使用されます。

• プロキシCSCF (P-CSCF) は、IMS 端末の最初の接点となるSIP プロキシです。これは、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 に準拠していない場合) のいずれかに配置できます。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、ユーザーとネットワーク間のインターフェイスに特化した SBC であり、ネットワークだけでなく IMS 端末も保護します。この区間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、実行不可能です。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) またはISIMで P-CSCF を検出するか、 PDP コンテキストで割り当てます(汎用パケット無線サービス(GPRS))。
  • 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。
  • 加入者の認証を提供し、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、なりすまし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 (例: 通常のシグナリング ルートを変更したり、ホーム ネットワークのルーティング ポリシーに従わなかったりする)。
  • 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。
  • これには、メディア プレーン リソース (メディア プレーン上のサービス品質(QoS) など) を承認するポリシー決定機能 (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、別の機能にすることもできます。
  • 課金記録も生成します。
• Interrogating -CSCF (I-CSCF) は、管理ドメインのエッジに配置されている別の SIP 機能です。その IP アドレスはドメインのドメイン ネーム システム(DNS) で公開され ( NAPTRおよびSRVタイプの DNS レコードを使用)、リモート サーバーがそれを見つけて、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ます。
  • また、SIPリクエストまたはレスポンスをS-CSCFに転送する。
  • リリース 6 までは、内部ネットワークを外部から隠すためにも使用できます (SIP メッセージの一部を暗号化)。この場合、トポロジ隠蔽インターネットワーク 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) の一部になりました。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イス(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。これは SIP サーバーですが、セッション制御も実行します。常にホーム ネットワーク内にあります。HSS への Diameter Cx および Dx インターフェイスを使用して、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、変更されません)。必要なすべての加入者プロファイル情報は、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、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理由から、ネットワーク内に複数の S-CSCF が存在する場合があります。I-CSCF によって照会されると、HSS が S-CSCF をユーザーに割り当てます。この目的には、加入者と S-CSCF の間で一致させる必須/オプションの機能など、複数のオプションがあります。

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 とインターフェイスします。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。実際のサービスに応じて、AS は 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ている場合は、Diameter Sh または Si インターフェイス (SIP-AS の場合) を使用して HSS を照会できます。

• SIP AS: IMS固有のサービスをホストおよび実行する
• 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ースします。

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、実行されている特定のサービスに応じてオプションでセッション状態を保存することもあります。AS-ILCM は着信レッグの S-CSCF (ILCM) とインターフェイスし、AS-OLCM は発信レッグの S-CSCF (OLCM) とインターフェイスします。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 の間で対話します。

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、個別の PSI またはワイルドカード PSI として HSS に保存されます。

• 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) やトーンや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から送られてくる情報を解釈して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。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、公開された適切な 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当する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が含まれます。

PSTN/CS ゲートウェイは、PSTN 回線交換(CS) ネットワークとインターフェイスします。シグナリングについては、CS ネットワークはメッセージ転送部(MTP) 上のISDN ユーザー部(ISUP) (またはBICC )を使用し、IMS は IP 上の SIP を使用します。メディアについては、CS ネットワークはパルス符号変調(PCM) を使用し、IMS はリアルタイム転送プロトコル(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 プレーンとインターフェイスします。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分(MTP、シグナリング システム 7 (SS7) プロトコル) に変換し、 ISDN ユーザー部分(ISUP) を MGCF から CS ネットワークに渡します。SGW は、MGCF の制御下で SIP と ISUP/BICC 間のコール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 とインターフェイスする SIP エンドポイントです。また、 H.248インターフェイスを介してメディア ゲートウェイ(MGW)のリソースも制御します。
• メディア ゲートウェイ( MGW) は、 RTPとPCM を変換することで、CS ネットワークのメディア プレーンとインターフェイスします。コーデックが一致しない場合 (たとえば、IMS はAMR を使用し、PSTN はG.711 を使用するなど)にトランスコードすることもできます。

メディアリソースは、メディアプレーン上で動作し、IMSコア機能の制御下にあ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。

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 ドメインの物理的および論理的なリンク。これにより、キャリアとサービス プロバイダーは、制御、シグナリング (セッション ベース) を備えた NGN (つまり、IMS および PES) プラットフォーム上でサービスを提供できます。これにより、定義されたレベルの相互運用性が提供されます。たとえば、これは IP 相互接続を介した「キャリア グレード」の音声および/またはマルチメディア サービスの場合です。「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。
• 接続性指向の相互接続(CoIx): 相互運用性のレベルに関係なく、単純な IP 接続に基づくキャリアとサービス プロバイダーの物理的および論理的なリンク。たとえば、このタイプの IP 相互接続は特定のエンドツーエンドの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は必ずしも保証されません。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 相互運用性の要件を完全に満たすのは SoIx だけです。

NGN 相互接続モードは、直接または間接です。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 つのレイヤーでの間接相互接続とは、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 ドメインを含む 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 レイヤーシグナリングとメディア トラフィックを伝送するために、異なる相互接続モードが使用される場合があります。

オフライン課金は、定期的に（例えば、月末に）サービス料金を支払うユーザーに適用されます。オンライン課金はクレジットベースの課金とも呼ばれ、プリペイドサービスやポストペイド サービスのリアルタイム クレジット制御に使用されます。どちらも同じセッションに適用できます。

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) 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。このレコードは、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) があり、CDR との相関に使用されます。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 サーバーのように見える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すると、S-CSCF にセッションを終了するように通知できます。AS と MRFC は、OCF に対して Diameter Ro インターフェイスを使用します。
  • 即時イベント課金(IEC) を使用すると、ECF によってユーザーのアカウントからクレジット ユニット数が即時に差し引かれ、MRFC または AS がサービスを提供することが承認されます。十分なクレジット ユニットがない場合、サービスは承認されません。
  • ユニット予約によるイベント課金(ECUR) を使用する場合、ECF (イベント課金機能) は最初に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、次に MRFC または AS を承認します。サービスが終了すると、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、予約されたクレジット ユニットがクリアされます。

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 を使用すると、非 IMS デバイスが IMS に対して通常の SIP ユーザーとして表示されます。標準アナログ インターフェイスを使用するアナログ端末は、次の 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 参照ポイントを介して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。VOIP ゲートウェイ経由の POTS 電話は P-CSCF に直接接続します。オペレータは、セキュリティとネットワーク トポロジの非表示のために、VoIP ゲートウェイと P-CSCF 間のセッション ボーダー コントローラを主に使用します。VoIP ゲートウェイは、Gm 参照ポイント上のSIPを使用して IMS にリンクします。z インターフェイス上の 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 には SIP 端末として表示されます。

A-MGW と VGW はどちらもサービスを認識しません。PSTN 端末との間でコール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。

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に、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 要求を 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、これらはすべてそれぞれの S-CSCF で適用されることに注意することが重要です。

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。これらは、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、登録の有効期間中、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 は以下の組織で構成されています。

• 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されるアプリケーション サーバーを指定します。

iFC には 2 つのタイプがあります。

• 共有 - プロビジョニング時に、参照番号 (共有 iFC 番号) のみが加入者に割り当てられます。登録時に CSCF に送信されるのは番号のみで、XML 記述全体は送信されません。完全な XML は、CSCF に事前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。

TS 33.203 で定義されたセキュリティは、 USIM / ISIMインターフェイスが不足していることと、IPv4 をサポートするデバイスが普及していることから、しばらくの間利用できない可能性があります。この状況で、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 で非公式に「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、ユーザーのプロファイルと 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、ユーザーとネットワーク間のインターフェイスでシグナリングが保護されていないため、脆弱でもあります。

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 が有効な認証オプションである 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 スコープを前提と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、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同じ機能を持ち、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。

• 4G
• 汎用アクセスネットワーク
• 画像シェア
• OMA インスタント メッセージングおよびプレゼンス サービス
• IP接続アクセスネットワーク
• モバイルブロードバンド
• モバイルVoIP
• ピアツーピアのビデオ共有
• サービス機能インタラクションマネージャー
• システムアーキテクチャの進化
• 単純
• IPマルチメディアサブシステムのSIP拡張
• IP経由のテキスト
• ウルトラモバイルブロードバンド
• ビデオ共有
• 音声通話の継続

• 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。
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• Syed A. Ahson、Mohammed Ilyas 編 (2009)。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 プレス。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）。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。

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