IMS用户完成注册以后,才能进一步建立语音、视频或其他多媒体会话。一次完整的IMS会话并不是单纯把一个INVITE从主叫终端发送到被叫终端,而是要经过主叫侧会话控制、归属网络之间的路由、被叫侧用户定位、业务服务器触发以及媒体能力协商等多个环节。
从流程划分来看,传统IMS资料通常把端到端会话拆成三个阶段:
MO(Mobile Originating):UE到主叫用户S-CSCF的主叫侧流程;
S-S:主叫S-CSCF到被叫S-CSCF之间的网络路由流程;
MT(Mobile Terminating):被叫S-CSCF到被叫UE的被叫侧流程。
实际呼叫会根据用户是否漫游、主被叫是否属于同一个IMS域,以及被叫最终位于IMS还是传统CS/PSTN网络,组合成不同的端到端流程。原页面的会话组合表仍可以用于理解这些基本场景。

IMS会话为什么要分成MO、S-S和MT三个阶段
把一次会话拆成MO、S-S和MT,并不是把一个电话人为分成三段,而是为了区分不同网络位置所承担的控制职责。
MO阶段主要处理主叫用户。终端发出的INVITE首先经过P-CSCF进入用户归属IMS网络,由主叫S-CSCF完成号码或URI处理、会话路由以及必要的去话业务触发。
S-S阶段处理主叫归属域到被叫归属域之间的路由。如果主被叫属于不同IMS网络,主叫侧需要确定被叫域入口,再把SIP请求发送到对方IMS网络。
MT阶段负责找到被叫用户当前所在位置。被叫侧I-CSCF和S-CSCF根据用户注册状态确定服务节点,再沿注册过程中形成的服务路径把INVITE送到被叫P-CSCF和UE。
这种拆分还有一个重要意义:业务逻辑可以分别作用在主叫侧和被叫侧。例如主叫用户签约的去话业务可以由主叫S-CSCF触发,被叫用户的来话业务则可以由被叫S-CSCF触发。
因此,一个端到端IMS会话可以理解为:
主叫UE → 主叫P-CSCF → 主叫S-CSCF → 被叫IMS域 → 被叫S-CSCF → 被叫P-CSCF → 被叫UE
其中具体是否经过I-CSCF、边界控制节点或其他网络功能,要根据同网、跨网、漫游和互联架构确定。
IMS用户到IMS用户的会话怎样建立
原文以两个分别处于漫游状态、且属于不同运营商IMS域的用户为例。这是一个比较完整的场景,因为它同时包含主叫侧控制、跨IMS域路由和被叫侧定位。
原页面的总体架构图可以继续保留:

这张图属于早期3G IMS架构,因此包含SGSN、GGSN和PDF等网元。今天阅读时,重点不是继续沿用这些具体接入网元,而是理解其中长期有效的IMS控制逻辑:
终端通过当前接入网络获得IP连接 → 通过P-CSCF进入IMS → 会话控制锚定在用户归属S-CSCF → 跨域进入被叫IMS → 再由被叫侧S-CSCF找到当前注册终端。
一个简化的IMS到IMS会话过程可以分成以下几个步骤:
1. 主叫UE发送INVITE
用户A发起会话时,UE根据注册后获得的IMS服务路由向P-CSCF发送SIP INVITE。INVITE通常携带SDP Offer,用于描述主叫端希望建立的媒体类型、Codec和媒体地址等参数。
这里不再使用原文“通过已建立的信令连接发送INVITE”的表述。IMS注册后建立的是注册状态、服务节点关系和SIP服务路由,并不意味着UE和S-CSCF之间永久建立了一条专用物理信令通道。
2. P-CSCF把请求送往主叫S-CSCF
P-CSCF按照用户注册后确定的路由关系,把INVITE送入用户归属IMS网络。主叫侧S-CSCF对请求进行会话路由和业务控制。
如果用户签约的业务满足触发条件,例如某些号码处理、呼叫限制或其他电话业务,S-CSCF可以把请求送往相应Application Server执行。
3. 主叫IMS确定被叫归属域
如果被叫用户属于另一个IMS域,主叫网络根据被叫SIP URI或电话号码及相关路由信息确定目标域入口。跨域路由可能使用DNS以及运营商之间配置的IMS互联关系。
4. 被叫网络定位服务S-CSCF
请求进入被叫归属IMS网络后,I-CSCF可以通过HSS相关机制确定当前为被叫用户服务的S-CSCF,再把INVITE发送过去。
5. 被叫S-CSCF执行来话业务并找到UE
被叫S-CSCF可以根据用户业务签约触发相应来话业务,随后按照注册状态和服务路径把INVITE发送到被叫用户当前使用的P-CSCF,再到达被叫UE。
INVITE、SDP和媒体建立怎样配合
原页面保留的SIP信令时序图比较完整,可以继续作为跨IMS域会话的参考。

图中的核心过程可以概括为:
INVITE + SDP → 被叫定位与业务控制 → 媒体能力协商 → 180/183等呼叫进展 → 200 OK → ACK → 媒体通信
实际IMS会话并不要求每次呼叫都出现完全相同的SIP消息组合。例如根据具体IMS Profile、是否启用可靠临时响应以及是否使用Precondition,流程中还可能出现183 Session Progress、PRACK、UPDATE等消息。
原文把“两个终端建立信令连接以后再打开媒体PDP上下文并请求PDF进行资源预留”作为固定步骤,这属于早期3G IMS架构描述。
更通用的理解应该是:
SIP/SDP负责建立和协商会话,网络再根据当前接入和策略体系为媒体提供相应承载及QoS资源。
在LTE/EPC中,策略和QoS机制已经不同于早期GPRS/PDF体系;进入5G后又进一步转入5GC相应策略架构。因此,本页保留原图用于说明早期流程,但不再把PDP Context和PDF作为现代IMS固定组成。
还需要区分信令路径和媒体路径。
INVITE等SIP信令会经过P-CSCF、S-CSCF等IMS核心功能,但实际RTP音视频媒体并不需要按照完全相同的路径逐个穿过这些CSCF。媒体可能直接在两端之间建立,也可能根据网络边界、安全、NAT或策略要求经过SBC、IMS媒体网关或其他媒体处理节点。
所以“主叫和被叫SIP会话已经成功”并不等于“RTP媒体一定正常”。真正完成端到端会话,还需要媒体地址、Codec、网络路由和QoS条件同时满足。
IMS用户呼叫CS/PSTN用户怎样完成互通
第二种场景是IMS用户呼叫传统CS或PSTN用户。此时主叫侧的前半段流程与普通IMS呼叫基本相同,但当S-CSCF判断目标需要进入传统电路交换网络以后,后续需要使用专门的互通功能。
原页面总体架构图如下:

可以把控制流程简化为:
UE → P-CSCF → S-CSCF → BGCF → MGCF → CS/PSTN
而媒体路径通常涉及:
IMS侧RTP/IP媒体 ↔ IMS-MGW ↔ PSTN侧TDM媒体
几个互通功能的职责需要分开:
| 功能 | 在IMS到PSTN会话中的作用 |
|---|---|
| BGCF | 判断呼叫应从哪个网络或哪个互通出口进入CS/PSTN |
| MGCF | 处理IMS SIP会话控制与传统电路侧呼叫信令之间的互通 |
| IMS-MGW | 完成IP侧RTP与电路侧媒体之间的实际媒体互通 |
| SGW | 在需要时承担传统SS7传输与IP信令传输环境之间的适配 |
具体流程可以概括为:
1. IMS用户向P-CSCF发送INVITE,S-CSCF完成主叫侧业务控制;
2. S-CSCF判断目标需要进入CS/PSTN,并把会话送向BGCF;
3. BGCF选择适合的PSTN出口。如果出口在当前IMS网络内,可以选择相应MGCF;
4. MGCF控制IMS-MGW准备媒体资源,并处理SIP与传统电话网呼叫信令之间的映射;
5. 电路侧建立传统电话呼叫,ISUP环境中可以看到IAM、ACM、ANM等消息;
6. 被叫振铃、应答后,相应状态被转换成IMS侧SIP响应返回主叫;
7. 主叫UE收到最终成功响应并完成ACK后,双方建立实际语音通信。
原页面对应的详细信令图可以继续保留:

图中的H.248、ISUP IAM/ACM/ANM以及资源预留流程代表了典型IMS与电路交换网络互通架构。需要注意,这一流程针对的是IMS向传统CS/PSTN电路网络出口。
如果运营商或企业之间已经采用纯IP SIP互联,实际会话可能通过SIP Trunk、IBCF、SBC或其他IP互联功能完成,而不一定再经过完整的BGCF—MGCF—IMS-MGW—TDM链路。
早期3G流程图今天应该怎样理解
这篇文章最初使用的流程图具有明显的3G IMS时代特征,其中出现了SGSN、GGSN、PDP Context、PDF等功能。它们不需要删除,因为这些图很好地记录了IMS会话控制最早形成时的完整逻辑。
但在今天阅读这些流程时,应当把长期稳定的IMS控制逻辑和具体接入网络实现分开。
| 原流程中的内容 | 今天应重点理解什么 |
|---|---|
| GGSN / PDP Context | 代表终端先获得IP连接和媒体承载;LTE、5G已采用不同核心网架构 |
| 代表会话与网络策略、QoS资源协同,而不是现代IMS必须部署同名节点 | |
| P-CSCF | 仍然是UE进入IMS的重要SIP接触点 |
| S-CSCF | 仍负责用户会话路由、注册状态和业务触发 |
| I-CSCF / HSS | 仍参与归属域入口和用户服务节点定位 |
| SIP / SDP | 继续承担IMS会话控制和媒体能力协商 |
| BGCF / MGCF / IMS-MGW | 在IMS与传统CS/PSTN电路网络互通场景中仍具有明确架构意义 |
因此,从3G、LTE到5G,接入网络和QoS体系已经发生明显变化,但IMS会话本身的主线仍然可以归纳为:
主叫侧控制 → 目标用户或目标网络定位 → 被叫侧控制 → SDP媒体协商 → 应答 → 媒体建立。
如果被叫仍位于传统电话网络,则在中间增加IMS与CS/PSTN的信令和媒体互通过程。
需要查看会话之前的用户上线过程,可以先参考IMS注册流程是怎样的;如果需要了解SIP在IMS中为什么需要额外的路由、身份和安全机制,可以继续查看IMS如何使用SIP协议。
科能融合可根据项目网络条件提供IMS系统方案及相关集成能力,包括SIP终端与IMS接入、IMS与现有IP语音系统互联、传统语音网络互通以及注册和会话流程联调。具体架构需要结合现网接口、终端类型、业务规模和互联方式确定。