好的，专家讲师。我将继续为您撰写 SIP 协议深度解析系列的第二十一篇。本篇将聚焦于 IMS 网络与传统电路交换网络（CS/PSTN）的互通边界——MGCF（媒体网关控制功能）。MGCF 是实现 VoLTE 与传统语音业务互通的关键网元，它在信令转换、媒体协商以及跨域计费锚定方面承担着独特且严格的职责。
VoLTE高清语音技术精要（二十一）：SIP-PSTN 互通核心：MGCF 的边界控制与计费锚定
1. 导论：MGCF——IMS 与 CS 网络的桥梁
在电信网络中，IMS 网络（基于 SIP）必须与传统 CS/PSTN 网络（基于 ISUP/BICC 协议）无缝互通。**MGCF（Media Gateway Control Function）**是位于这两个域边界的关键网元，它执行以下核心任务：
- 信令转换：将 SIP 协议消息转换为 ISUP/BICC 协议消息，反之亦然。
- 会话控制：通过 H.248/MEGACO 协议控制媒体网关（MGW）建立和管理媒体流。
- 跨域计费锚定：在跨越信任域边界时，严格处理 SIP 私有头域，特别是 P-Charging-Vector 中的 **IOI（Inter-Operator Identifier）**参数，以确保正确的跨域结算。
MGCF 的处理逻辑必须严格遵守 IMS 协议规范，特别是在 SIP 可靠性机制和计费信息的完整性方面。
2. MGCF 的信令完整性处理与可靠性要求
MGCF 在 SIP 与 CS 域的互通中，必须支持 SIP 的可靠传输机制，以确保关键媒体信息的准确传递。
2.1 100rel 机制的强制应用
当 MGCF 收到来自 IMS 域的 INVITE 请求，且该请求的 Supported 头域的值为 100rel（可靠临时响应）时，MGCF 在向 IMS 域发送 183 Session Progress 响应时，必须遵循以下要求：
- 发送 100 Trying：MGCF 必须向 IMS 域发送
100 Trying消息。 - 发送 183 响应：MGCF 在 MGW 对编解码器没有要求或者找到匹配的编解码器之后，向 IMS 域发送
183 Session Progress。 - Require 头：MGCF 必须将
Require头设成100rel，确保183响应的可靠传输。 - PRACK 确认：MGCF 收到
PRACK的200 OK响应，并且 COT 消息中连续性指示（Continuity Indicators）设为“continuity check successful”后，MGCF 将发送UPDATE请求。
3. MGCF 的跨域计费锚定职责（P-Charging-Vector）
在互通场景下，MGCF 必须处理 SIP 消息中携带的 P-Charging-Vector，特别是负责插入和存储 IOI（Inter-Operator Identifier），以清晰界定始发网络和终结网络。
3.1 P-Charging-Vector 参数的存储与插入
当 MGCF 收到 IMS 域的 INVITE 请求（若其中 Supported 头的值为 100rel）时，MGCF 在向 IMS 域发送 183 Session Progress 响应时，必须执行以下计费操作：
- ICID 存储：MGCF 必须存储 P-Charging-Vector 头中的
icid值。 - CFA 存储：MGCF 必须存储 P-Charging-Function-Addresses 中的参数值。
- 始发 IOI 存储与插入：MGCF 必须存储
P-Charging-Vector头中的orig-ioi参数。同时，在183 Session Progress的P-Charging-Vector中，MGCF 必须插入前面所存储的orig-ioi值。 - 终结 IOI 插入：MGCF 必须向
P-Charging-Vector插入第二类term-ioi参数。第二类term-ioi参数必须设置为 MGCF 所在的网络。
4. MGCF 的媒体描述与 SDP 处理要求
MGCF 在 SDP 协商中也承担着媒体能力匹配和 SDP 字段清理的职责。
4.1 SDP 编解码器与 DTMF
- 编解码器提议：MGCF 必须在 SDP 中说明 MGW 所支持的编码格式，最希望采用的编码格式排在最前。
- DTMF 支持：如果 MGCF 支持 DTMF，SDP 中的 MIME 子类型应包括 “telephone-event”。
4.2 SDP 字段的限制
为了保证信令的简洁性和互通性，MGCF 发送的所有消息的 SDP 中，不应包括以下字段：
- “i=”
- “u=”
- “e=”
- “p=”
- “r=”
- “z=“
5. MGCF 的 CDR 触发机制
MGCF 作为计费触发功能（CTF）的实体，也需要向 CDF 发送 ACR 消息，创建 MGCF CDR。
| 流程阶段 | SIP/CS 触发消息 | 计费 ACR 消息类型 | CDR 动作 | 来源 |
|---|---|---|---|---|
| 会话建立 | MGCF 收到 200 OK (Invite) 响应（来自 PSTN 域） | ACR [Start] | Open a MGCF CDR | |
| 会话释放 | MGCF 收到 BYE 请求（来自 IMS 域）或 RLC 消息（来自 CS 域） | ACR [Stop] | Close the MGCF CDR |
6. S-CSCF 对 AS 故障的缺省处理原则
虽然 MGCF 专注于互通，但其上游 S-CSCF 必须具备处理 AS 故障的容错能力。当 AS 没有响应时，S-CSCF 必须遵从与初始过滤规则相关的缺省处理过程。
- 如果初始过滤规则没有包含在联系 AS 失败后 S-CSCF 应如何操作的指示，S-CSCF 的缺省行为是让呼叫继续。
- 验证通过设置 DefaultHandling 可以使用户跳过不可达的 AS 继续完成接续。
7. 本章小结
MGCF 是 IMS 网络实现与传统 CS 网络互通的关键，其核心职责在于：
- 可靠性：通过支持
100rel机制和在特定条件下发送UPDATE，确保跨域媒体协商的可靠性。 - 计费锚定：在
183 Session Progress响应中，严格存储orig-ioi并插入代表 MGCF 所在网络的第二类term-ioi，以保障跨域计费结算的准确性。 - CDR 触发：在收到
200 OK (Invite)最终响应（来自 PSTN 域）后，MGCF 触发 ACR [Start] 消息，开启 MGCF CDR。
8. 工程师进阶思考 (FAQ)
Q1：在 S-CSCF 故障恢复后，P-CSCF/BAC 如何确定用户始发请求应该发往哪个 S-CSCF（故障前的 S-CSCF1 还是故障期间接管的 S-CSCF2）？
A1： P-CSCF/BAC 依据用户的重注册状态来决定路由：
- 已重注册到 S-CSCF1：如果用户已经通过重注册消息注册到故障前的 S-CSCF1，P-CSCF/BAC 将用户始发请求发送到 S-CSCF1。
- 未重注册：如果用户未重新注册到 S-CSCF1，P-CSCF/BAC 将继续将用户始发请求转发到当前服务的 S-CSCF2。
I-CSCF 或 AS 对用户的终结请求也遵循类似的原则，即获取用户当前服务的 S-CSCF。
Q2：IMS 呼叫中，当用户 A 将呼叫置于保持状态（Call Hold）时，AS（作为 B2BUA）如何与 MRF 协同播放保持音？
A2： 在呼叫保持流程中，AS 与 MRF（多媒体资源功能）协同工作：
- 用户保持：用户 A 发送
reINVITE消息（SDP 媒体方向设置为保持）。 - AS 处理：AS 收到用户 B 回送的
200 OK消息，其中携带用户 B 的媒体信息，表示用户 B 支持接收和发送媒体流消息。 - MRF 放音指示：AS 回
ACK给用户 B，同时给 MRF 回200 OK消息，携带用户 B 的媒体信息，并下INFO指示放保持音。此时用户 B 听保持音。 - 用户 A 恢复：AS 收到用户 A 发来的
reINVITE消息中 SDP 属性的a行携带了a=sendrecv（恢复通话）后，会BYE掉 MRF，并给用户 B 发送新的reINVITE消息（改向），让用户 A 与 B 恢复通话。
Q3：P-CSCF 收到 UE 终结 INVITE 请求的任何响应（1xx 或 2xx）时，如何确保 Via 列表的完整性和匹配性？
A3： P-CSCF 必须进行严格的 Via 列表匹配校验。
- 校验要求：当 P-CSCF 收到上述请求的任何响应时，P-CSCF 均应确认
Via列表是否与同一对话的请求消息中保存的Via列表匹配。 - 异常处理：如果发现
Via列表不匹配时，P-CSCF 应丢弃Via头，或者替换成保存的Via列表。