IMS cung cấp tất cả các thực thể mạng và các thủ tục để hỗ trợ dịch vụ thoại thời gian thực và các ứng dụng IP đa phương tiện. Nó sử dụng SIP để hỗ trợ báo hiệu và điều khiển phiên cho các dịch vụ thời gian thực. Hình 2.10 minh hoạ cấu trúc chức năng của IMS. Chức năng chính của IMS là chức năng điều khiển trạng thái cuộc gọi (CSCF). Một CSCF là một bộ phục vụ SIP. Phụ thuộc vào từng nhiệm vụ cụ thể của một CSCF mà các CSCF có thể được chia ra làm ba loại chính:
CSCF phục vụ (S-CSCF). CSCF uỷ nhiệm (P-CSCF). CSCF thẩm vấn (I-CSCF).
Một CSCF cung cấp các dịch vụ điều khiển phiên cho một người dùng. Nó duy trì các trạng thái phiên cho các phiên đang hoạt động của một người dùng được đăng ký và nó còn có các chức năng sau:
Đăng ký: Một S-CSCF có thể hoạt động như là một bộ đăng ký SIP để chấp
nhận các yêu cầu đăng ký SIP của người dùng, thực hiện đăng ký SIP và chấp nhận thông tin về vị trí có giá trị để định vị các bộ phục vụ như là các HSS.
Điều khiển phiên: Một S-CSCF có thể thực hiện các chức năng điều khiển
phiên cho một người dùng đă được đăng ký. Chuyển tiếp các yêu cầu và đáp ứng SIP giữa thực thể gọi và thực thể được gọi.
Bộ phục vụ uỷ nhiệm: Một S-CSCF có thể hoạt động như là một bộ phục vụ
uỷ nhiệm SIP để cho phép chuyển tiếp các tin nhắn SIP giữa những người dùng và các CSCF khác hay các bộ phục vụ SIP.
Hoạt động tương tác với các bộ phục vụ ứng dụng: Một S-CSCF hoạt động như là giao diện với các bộ phục vụ ứng dụng và IP khác hay các nền dịch vụ có sẵn.
Các chức năng khác: Một S-CSCF còn có một vài chức năng khác. Ví dụ
các báo cáo đặc điểm cuộc gọi (Call Detail Record CDR) cần thiết cho việc tính cước và báo giá.
Hình 2.10: Phân hệ đa phương tiện IP của 3GPP
Một P-CSCF là điểm tiếp xúc đầu tiên của một thuê bao di động bên trong một IMS cục bộ (hay tạm trú). Nó hoạt động như là một một bộ phục vụ uỷ nhiệm SIP. Nói một cách khác, P-CSCF chấp nhận các đòi hỏi SIP từ các di động và sau đó phục vụ các đòi hỏi nội tại này hoặc chuyển tiếp chúng tới các bộ phục vụ khác. P-CSCF bao gồm chức năng điều khiển hoạt động (PCF) để điều khiển việc các vật mang trong GGSN nên được sử dụng như thế nào. P-CSCF có các chức năng đặc biệt sau đây:
Chuyển tiếp yêu cầu trên thanh ghi SIP từ một di động đến mạng thường trú của di động đó. Một I-CSCF được sử dụng trong mạng thường trú của di động thì P-CSCF sẽ chuyển tiếp yêu cầu trên thanh ghi SIP đến I-CSCF. Mặt khác, P-CSCF sẽ chuyển tiếp yêu cầu trên thanh ghi SIP đến một S-CSCF trong mạng thường trú của di động. P-CSCF xác định vị trí mà yêu cầu trên thanh ghi SIP nên được chuyển
tiếp dựa vào tên vùng thường trú trong yêu cầu trên thanh ghi SIP nhận được từ di động.
Chuyển tiếp các tin nhắn SIP khác từ một di động đến một bộ phục vụ SIP (ví dụ là S-CSCF của di động trong mạng thường trú của di động đó). P-CSCF xác định đến bộ phục vụ SIP nào mà tin nhắn được chuyển tiếp tới dựa trên kết quả xử lý của việc đăng ký SIP.
Chuyển tiếp các tin nhắn SIP từ mạng đến một di động.
Thực hiện các thay đổi cần thiết cho các yêu cầu SIP trước khi chuyển tiếp chúng tới các thực thể mạng khác.
Duy trì sự liên kết an toàn với di động. Tìm ra phiên khẩn cấp.
Tạo nên các CDR.
Một I-CSCF có chức năng tuỳ ý, được sử dụng để che đi cấu trúc bên trong của mạng hoạt động từ mạng bên ngoài khi một I-CSCF được sử dụng. Nó hoạt động như một điểm tiếp xúc trung tâm bên trong một mạng hoạt động cho tất cả các phiên được chọn đến một thuê bao của mạng đó hay của mạng tạm trú hiện thời của một người dùng khi chuyển vùng. Chức năng chính của nó là để lựa chọn một S- CSCF cho một phiên của một người dùng, định tuyến các yêu cầu SIP đến S-CSCF được lựa chọn và tạo ra các CDR. I-CSCF lựa chọn một S-CSCF chủ yếu dựa trên các thông tin sau: dung lượng các yêu cầu của người dùng, dung lượng và ích lợi của các S-CSCF và thông tin hình học ví dụ như vị trí của một S-CSCF và vị trí của các P-CSCF của người dùng nếu như chúng ở trong cùng mạng hoạt động với các S-CSCF.
Chức năng điều khiển Media Gateway (MGCF) và IM Media Gateway (IM- MGW) có trách nhiệm trong việc báo hiệu và môi trường làm việc liên kết, lần lượt, giữa vùng chuyển mạch gói và các mạng chuyển mạch kênh (ví dụ như PSTN). Bộ xử lý chức năng nguồn đa phương tiện (MRFP) điều khiển vật mang trên giao diện Mb, bao gồm xử lý các luồng phương tiện (ví dụ như chuyển mã audio). Bộ điều
khiển chức năng nguồn đa phương tiện (MRFC) làm sáng tỏ thông tin báo hiệu từ một S-CSCF hay một bộ phục vụ ứng dụng dựa trên giao thức SIP và điều khiển các luồng tài nguyên trong MRFP sao cho phù hợp. MRFC cũng có trách nhiệm trong việc tạo ra các CDR. Chức năng điều khiển Breakout Gateway (BGCF) sẽ chọn tới mạng PSTN nào mà một phiên nên được chuyển tiếp. Sau đó nó sẽ có trách nhiệm trong việc chuyển tiếp phiên báo hiệu tới MGCF và BGCF thích hợp trong mạng PSTN đích.