Подсистема мультимедийной связи IMS (IP Multimedia Subsystem) В.

Подсистема мультимедийной связи IMS (IP Multimedia Subsystem) В. Ю. Деарт

Концепция IMS • Концепция IMS была разработана организацией 3 GPP(Third Generation Partnership Project) в Release 5 как реализация сетевой структуры независимой от технологии доступа и базирующейся протоколе IP (ALL-IP). • Дальнейшее развитие концепции для IMS мобильных сетей проводилось 3 GPP/3 GPP 2 в Release 6, Release 7. • Доработка концепции IMS для стационарных сетей осуществлялась в рамках проекта TISPAN (Telecommunication and Internet converged Services and Protocols for Advanced Networking), осуществленного 3 GPPи ETSI.

Функциональные возможности IMS (1) • В соответствии с требованиями 3 GPP подсистема IMS должна выполнять следующие функции: • - создавать и поддерживать мультимедийные сеансы; • - обеспечивать качество обслуживания Qo. S; • - взаимодействовать с другими сетями: Тф. ОП, мобильные сети 2 G (КК), 3 G (КП); - поддерживать инвариантность доступа ( GPRS, Wi-Fi, x. DSL, HFC – IP connectivity access), - обепесчивать создание услуг и управление услугами;

Функциональные возможности IMS (2) • - обеспечивать мобильность абонентов за счет IMS – роуминга • - обеспечивать меры безопасности (аутентификация пользователей, сетевые экраны и т. д. ) • - обеспечивать гибкую систему тарификации мультимедийных сесансов • - расширить диапазон предоставляемых услуг

Архитектура IMS

Сервер пользовательских данных HSS (Home Subscriber Server) HSS Diameter • HSS является важнейшим элементом IMS и хранит следующие данные: • - информацию местоположении пользователей, • - информацию по аутентификации и авторизации, • - информацию о пользовательских профилях

Функции ядра IMS Diameter P-CSCF I-CSCF SIP SIP SIP Ядро IMS включает 3 типа SIP серверов, выполняющих следующие общие функции по управлению сессиями (CSCF): Proxy – CSCF- прокси-сервер Inerrogating – CSCF- сервер взаимодействия Service – CSCF- сервер обслуживания

Функция Proxy-CSCF • Функция Proxy-CSCF – это первая точка взаимодействия терминала с IMS. • P-CSCF обеспечивает взаимодействие между терминалом и другими функциями (I-CSCF, S-CSCF) • P-CSCF обеспечивает аутентификацию пользователя и проверку синтаксиса SIP запросов и ответов

Функция Interrogating-CSCF • I-CSCF – это следующий SIP-прокси сервер, который обращается к HSS и получает от него необходимые пользовательские данные. • I-CSCF обращается к нужной S-CSCF и передает ей запрос на обслуживание. • I-CSCF может выполнять функции шифрования SIP сообщений THIG (Topology Hiding Inter-network Gateway)

Функция Serving-CSCF • Обслуживающая S-CSCF является центральной функцией, управляющей сеансом • S-CSCF выполняет функцию регистрирующего сервера SIP-registrar • S-CSCF взаимодействует с HSS для получения списка доступных пользователю услуг и маршрутизации запросов к серверам приложений

Функция PDF • Функция PDF (Policy Decision Function) отвечает за выработку политики об изменении параметров сеанса. • PDF получает информацию о сеансе от P-CSCF • PDF принимает решение о повторной авторизации при изменение параметров сеанса или о запрете передачи данного трафика

Функция AGCF • Функция управления шлюзами доступа AGCF(Access Gateway Control Function) обеспечивает взаимодействие с AGW. • К шлюзам доступа подключаются как аналоговые, так и цифровые абонентские линии.

Функция MRF SIP MRFC MS MS • Функция MRF (Media Resource Function) предназначена для воспроизведения различных объявлений и состоит из: • MRFC –Media Resource Function Controller • MRFP-Media Resourse Function Processor • MRFC находится на сигнальном уровне и взаимодействует с S-CSCF по протоколу SIP. • MRFC управляет MRFP по протоколу MEGACO/H. 248 • MRFP хранит, формирует и посылает объявления

Взаимодействие с сетями КК SGW SIP BGCF ISUP SIP MGCF H. 248 MGW TDM • Для взаимодействия с сетями с КК в IMS выделены следующие элементы: • - BGCF – Breakout Gateway Control Function • - MGCF-Media Gateway Control Function • - MGW – Media Gateway • - SGW – Signalling Gateway

Функция BGCF • BGCF (Breakout Gateway Control Function) – это сервер для маршрутизации вызовов на основе телефонного номера • BGCF используется только при установлении соединений к сети с КК (Тф. ОП, GSM). • BGCF производит выбор шлюза, через который будет осуществляться взаимодействие с сетью с КК

Шлюз сигнализации SGW • Шлюз сигнализации SGW предназначен для обеспечения передачи сигнальных сообщений сетей КК (ОКС№ 7, ЦАС№ 1) через IP сеть к MGCF. • Со стороны пакетной сети SGW реализует стек протоколов Mx. UA/SCTP/IP

Функция MGCF • Функция контроллера шлюзов MGCF (Media Gateway Control Function) обычно реализуется в виде отдельного сервера. • MGCF принимает сигнальные сообщения от SGW и взаимодействует с MGW по протоколу MEGACO/H. 248. • MGCF взаимодействует с другими функциями IMS по протоколу SIP

Стек протоколов IMS – сеть КК SIP ISUP M 3 UA MPT 3 SCTP MPT 2 IP IP L 1 TCP/UDP IP MGCF SGW CS

Сервера приложений AS AS Diameter SIP • Серверы приложений AS (Application Server) предоставляют услуги посредством взаимодействия с IMS. • S-CSCF пересылает запросы к соответствующему AS, который обеспечивает поддержку услуги. • В IMS различают следующие типы серверов: • - TAS, IM-SSF, OSA-SCS

Типы серверов приложений AS • TAS( Telephone Application Server) – SIP сервер поддержки телефонных услуг. • OSA-GW (Open Service Access GW) предоставляет интерфейс к серверу приложений OSA и функционирует как сервер с S-CSCF и как интерфейс между OSA/OSA API. • IM-SSF(IP Multimedia Service Switching Function) позволяет использовать в IMS услуги CAMEL (Customized Applications for Mobile Network Enhanced Logic) для сетей GSM

Процесс регистрации

Процедура регистрации услуги

Исходящая IMS сессия

Входящая IMS сессия

Сессия между абонентом IMS и сетью Тф. ОП

Сессия между абонентами разных IMS

Сценарий установления сессии между абонентами разных IMS

Алгоритм работы S-CSCF