IMS(IP Multimedia Subsystem)는 4G/5G에서 VoLTE/VoNR, SMS over IP, 영상통화 등 멀티미디어 서비스를 제공하는 signaling 기반 코어 네트워크입니다.
IMS의 signaling은 주로 **SIP(Session Initiation Protocol)**을 사용하며, 핵심 장비는 CSCF 계열과 Application Server, Media Gateway 계열입니다.
아래에 요청하신 장비들을 역할 중심으로 구조적으로 설명합니다.
1. IMS 전체 구조 (개념)
IMS의 핵심 signaling 흐름은 다음과 같습니다.
UE
|
P-CSCF
|
I-CSCF
|
S-CSCF
|
Application Server (TAS)
|
MGCF → MGW → PSTN
|
P-CSCF
|
I-CSCF
|
S-CSCF
|
Application Server (TAS)
|
MGCF → MGW → PSTN
프로토콜
SIP
Diameter
RTP
Diameter
RTP
2. P-CSCF (Proxy-Call Session Control Function)
| 항목 | 내용 |
|---|---|
| 풀네임 | Proxy Call Session Control Function |
| 역할 | IMS 네트워크의 첫 SIP 접속 지점 |
| 위치 | UE와 가장 가까운 IMS 노드 |
| 프로토콜 | SIP / IPSec |
설명
-
UE가 IMS에 접속하면 첫 번째로 연결되는 IMS 노드
-
SIP 메시지 프록시 역할
-
보안 및 QoS 정책 적용
주요 기능
SIP 메시지 프록시
UE 인증 지원
IPSec 터널
SIP compression
UE 인증 지원
IPSec 터널
SIP compression
통신
UE ↔ P-CSCF (SIP)
3. I-CSCF (Interrogating CSCF)
| 항목 | 내용 |
|---|---|
| 풀네임 | Interrogating Call Session Control Function |
| 역할 | IMS 도메인 entry point |
| 기능 | 사용자 위치 조회 |
| 프로토콜 | SIP / Diameter |
설명
-
외부 네트워크에서 IMS로 들어오는 첫 SIP 서버
-
사용자 위치를 HSS에서 조회
흐름
I-CSCF
|
Diameter
|
HSS
|
Diameter
|
HSS
결과
S-CSCF 위치 반환
4. S-CSCF (Serving CSCF)
| 항목 | 내용 |
|---|---|
| 풀네임 | Serving Call Session Control Function |
| 역할 | IMS 핵심 SIP 서버 |
| 기능 | 세션 제어 |
| 프로토콜 | SIP / Diameter |
설명
IMS에서 가장 중요한 signaling 서버
기능
SIP session control
서비스 트리거
등록 처리
서비스 트리거
등록 처리
등록 과정
UE REGISTER
↓
P-CSCF
↓
I-CSCF
↓
S-CSCF
↓
P-CSCF
↓
I-CSCF
↓
S-CSCF
5. TAS (Telephony Application Server)
| 항목 | 내용 |
|---|---|
| 풀네임 | Telephony Application Server |
| 역할 | VoLTE 서비스 로직 |
| 기능 | 통화 서비스 제공 |
설명
S-CSCF가 서비스 로직을 위해 호출하는 Application Server
서비스 예
Call forwarding
Call waiting
Call barring
VoLTE supplementary services
Call waiting
Call barring
VoLTE supplementary services
구조
S-CSCF
|
SIP
|
TAS
|
SIP
|
TAS
6. AS (Application Server)
IMS에서 TAS는 AS의 한 종류입니다.
IMS에는 다양한 AS가 있습니다.
| AS | 기능 |
|---|---|
| TAS | VoLTE 서비스 |
| Presence AS | 상태 정보 |
| Messaging AS | 메시징 |
| Conference AS | 영상회의 |
7. MGCF (Media Gateway Control Function)
| 항목 | 내용 |
|---|---|
| 풀네임 | Media Gateway Control Function |
| 역할 | SIP ↔ PSTN signaling 변환 |
| 프로토콜 | SIP / ISUP |
설명
IMS와 기존 전화망(PSTN) 연결 시 사용.
예
VoLTE → 일반 전화
흐름
S-CSCF
|
SIP
|
MGCF
|
ISUP
|
PSTN
|
SIP
|
MGCF
|
ISUP
|
PSTN
8. MGW (Media Gateway)
| 항목 | 내용 |
|---|---|
| 풀네임 | Media Gateway |
| 역할 | 음성 media 변환 |
| 기능 | RTP ↔ TDM |
설명
음성 데이터를 변환
VoLTE RTP
↓
PSTN TDM
↓
PSTN TDM
9. IMS 주요 프로토콜
| 프로토콜 | 역할 |
|---|---|
| SIP | 세션 제어 |
| Diameter | 가입자 인증 |
| RTP | 음성 데이터 |
| IPSec | UE 보안 |
10. IMS 장비 역할 정리
| 장비 | 풀네임 | 역할 | 중요도 |
|---|---|---|---|
| P-CSCF | Proxy CSCF | UE 접속 프록시 | ★★★★ |
| I-CSCF | Interrogating CSCF | 도메인 entry | ★★★ |
| S-CSCF | Serving CSCF | 핵심 SIP 서버 | ★★★★★ |
| TAS | Telephony AS | VoLTE 서비스 로직 | ★★★★ |
| AS | Application Server | 서비스 제공 | ★★★ |
| MGCF | Media Gateway Control Function | PSTN interworking | ★★★ |
| MGW | Media Gateway | media 변환 | ★★★ |
11. VoLTE 통화 signaling 흐름
예
UE1 → UE2
흐름
UE
|
P-CSCF
|
S-CSCF
|
TAS
|
S-CSCF
|
P-CSCF
|
UE
|
P-CSCF
|
S-CSCF
|
TAS
|
S-CSCF
|
P-CSCF
|
UE
12. PSTN 통화 흐름
UE (VoLTE)
|
P-CSCF
|
S-CSCF
|
MGCF
|
MGW
|
PSTN
|
P-CSCF
|
S-CSCF
|
MGCF
|
MGW
|
PSTN
13. IMS signaling 특징
기존 이동통신
SS7
IMS
SIP
즉
| 세대 | signaling |
|---|---|
| 2G | SS7 |
| 3G | SS7 |
| 4G IMS | SIP |
| 5G IMS | SIP |
핵심 정리
IMS에서 역할
P-CSCF → UE 접속
I-CSCF → 도메인 entry
S-CSCF → 세션 제어
TAS → 통화 서비스
MGCF → PSTN signaling 변환
MGW → media 변환
I-CSCF → 도메인 entry
S-CSCF → 세션 제어
TAS → 통화 서비스
MGCF → PSTN signaling 변환
MGW → media 변환
✔ 한 줄 핵심
IMS는 SIP 기반 signaling 구조이며 CSCF 계열이 세션 제어, AS/TAS가 서비스 로직, MGCF/MGW가 PSTN 연동을 담당합니다.