A arquitetura IMS é definida a partir de uma série de funções ao invés de uma série de elementos de rede. Isso significa que os fabricantes podem unir uma série de funções em um único elemento de rede, como também colocar em vários elementos de rede uma única função.
A estação móvel do usuário que se conecta na rede IMS é chamada de User equipment (UE), celulares, PDA, tablets são exemplos desses equipamentos. Estes aparelhos precisam se conectar na rede IMS através de qualquer rede comutada via pacote, tal como GPRS via link de radio, WLAN ou ADSL.
O coração da arquitetura IMS possuem três funções principais:
- Um ou mais bancos de dados de usuário, chamados HSS (Home Subscriber Servers) e SLF (Subscriber Location Functions).
- Um ou mais Servidores SIPs, chamados de Call Session control function.
- Um ou mais Application Servers.
- Um ou mais Media Resource Functions (MRF) que são divididos entre Media Resource Function Controllers (MRFC) e Media Resource Functions Processors (MRFP)
- Um ou mais Breakout Gateway Control Functions (BGCF)
- Gateways PSTN que são decompostos em Signaling gateways SGW
- Um Media Gateway Controller Function e um Media Gateway
CSCF - Call Session Control Function
O CSCF é um servidor SIP e o nó central da arquitetura IMS e sua função é basicamente processar as sinalizações SIP da rede através das camadas de controle, transporte e aplicação. Este servidor é dividido em três elementos que são classificados de acordo com a funcionalidades que estes oferecem.
I-CSCF – Interrogating Call Session Control Function
O I-CSCF faz a interconexão entre o P-CSCF, como ponto de entrada, e o S-CSCF como ponto de controle, para aplicações presentes na camada de aplicação.
O I-CSCF é colocado na fronteira de uma rede IMS e é o endereço deste elemento que é listado nos servidores de DNS.
Quando um Servidor SIP está buscando rotas de mensagens SIP para um determinado destino, são os endereços dos I-CSCF que são fornecidos como possíveis caminhos.
Além desta função de ser o endereço de uma determinada rede IMS, os I-CSCF são os elementos que fazem interface com os HSS e SLF através do protocolo Diameter. O I-CSCF obtém as informações de localização de um usuário através do HSS e o redireciona para um destino adequado que é geralmente um S-CSCF.
P-CSCF – Proxy Call Session Control Function
Este é o primeiro ponto de contato entre a estação móvel do usuário e a rede IMS. Funciona como um servidor Proxy de entrada/saída, ou seja, todas as sinalizações iniciadas pela estação móvel (ou pela rede IMS) passam por ele e este redireciona as mensagens para os locais corretos.
As principais funções do P-CSCF estão relacionadas a segurança. Ele estabelece regras de firewall para a estação móvel do usuário.
Uma vez que a estação móvel do usuário é autenticada no P-CSCF, este por sua vez envia uma mensagem para todos os elementos da rede IMS dizendo que o UE é confiável. Desta maneira o UE não necessitará pedir por registro a cada elemento de rede que vier a acessar visto que estes elementos confiam no P-CSCF.
O P-CSCF também verifica se o cabeçalho SIP enviado pelo UE está corretamente formatado, assim evitando assim que pedidos SIPs sejam criados fora dos padrões.
O P-CSCF também possui um compressor/Descompressor de mensagens SIP. Pois a formatação SIP é em modo texto, o que pode deixar as mensagens largas demais para serem transmitidas em redes de banda curta.
O P-CSCF também fornece informações de cobrança para os nós da rede.
Recomendasse que a rede IMS possua uma quantidade N de P-CSCF, cada um atendendo uma quantidade X de UE
S-CSCF – Serving Call Session Control Function
O S-CSCF realiza a interface com os servidores de aplicação (AS - Application Servers) na camada de aplicação.
Este é o elemento principal do plano de sinalizações. Este elemento além de ser um servidor Proxy SIP, também funciona como um controlador de sessão SIP e também como um registrador SIP. Isso significa que ele mantém uma conexão entre o UE através de sua localização e o seu endereço IP.
Assim como o I-CSCF o S-CSCF comunica-se com o HSS através do protocolo Diameter.
Toda a sinalização SIP provinda do UE passa pelo S-CSCF e este decide por quais serviços da rede a mensagem deve passar antes de chegar ao seu destino.
Uma das principais funções do S-CSCF é prover roteamento para serviços SIP. Por exemplo se o UE discar um número de telefone da PSTN ao invés de uma SIP URI, será o S-CSCF que proverá os serviços de tradução de serviço ENUM.
É o S-CSCF que também diz ao usuário quais serviços este pode utilizar impedindo que o usuário inicie sessões aos quais ele não tem permissões para tal.
MGCF, media gateway control function e BGCF, breakout gateway control function