capitulo 1 fundamentos de ims

ATEL ASESORES C.A IMS Prof. Diógenes Marcano

Fundamentos de IMS Capítulo 1 Pág. 1

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Capítulo 1Fundamentos de IMS




NGNAspectos Fundamentales




Phone

FAX

PC

TV

PC FAX

PC TV

4G Mobile-phone/PDAData inc.

Everything

• Real Time DATA• Non-Real Time DATA

Multimedia PC

(Desk Top / Lap Top)

Evolución de los Equipos Terminales




Past : Seper. of Voice & Data Transp.

Circuit Switch.

Access Capa.

Circuit Switch.

Transp. Capa.

Packet Switch.

Transp. Capa.

Present : Sep. of V & D Access

xDSL / FTTx

Circuit Switch.

Access Capa.

Circuit Switch.

Transp. Capa.

Packet Switch.

Transp. Capa.

Packet Switch.

Access Capa.

Near Future : Integration of V & D Transport

VoIP / VToA

Circuit Switch.

Access Capa.

Circuit Switch.

Transp. Capa.

Packet Switch.

Transp. Capa.Packet Switch.

Access Capa.

Future : Integration of V & D Access and Transp.

Packet Switch.

Transp. Capa.

Packet Switch.

Access Capa.

Evolución del Ambiente de Conmutación de Paquetes




Switching

Routing

Backbone TransmissionBackbone Transmission

NetworkNetworkAccess Switching Access Switching

NetworkNetworkAccess Access

NetworkNetwork

Accessing- ISDN- ADSL- Cable Modem- FLC- FTTH

Addressing- IPv4, v6- E.164- NSAP

NetworkNetwork

ManagementManagement

Multiplexing- IP- ATM- F/R- SDH/PDH- WDM

Transmission- ATM- SDH- WDM

Switching & Routing- IP- MPLS- ATM

ManagementPlatform- CMIP- SNMP- JAVA- CORBA- DCOM

Backbone Switching NetworkBackbone Switching Network

Policing

Adaptation

GMPLSGMPLSGMPLSGMPLS

X over xDSL

X over Optics

LANLANLANLAN

basedbasedbasedbased

IPIPIPIP

basedbasedbasedbased

Muchas Tecnologías Disponibles




IN-NGN-IMS

IN:IN: Precursor de NGN, desarrollado en los años 80s. La idea principal de IN es tener una red con una clara separación entre las funciones de conmutación y aquellas relacionadas con los servicios.

NGNNGN: Definida en los años 90s. NGN plantea que la industria pase de integración vertical a una horizontal. En la integración vertical el acceso, el control y los servicios están unidos en una sola entidad, mientras que en la integración horizontal estas funciones están separadas en capas de acuerdo con protocolos específicos o APIs.

IMSIMS: Es un ejemplo de una red NGN, basada en SIP para el control de las sesiones. IMS se definió para ubicarse en el tope de UMTS u otras redes basadas el SIP.

IMSIMSNGNNGNININ

CO

NV

ER

GE

NC

IA

En IN todos los datos relacionados con el servicio se encuentran en una entidad separada, que puede ser una base de datos a la cual se accede por medio de un SCP (Service Control Point), y al switch TDM se le agrega una entidad que permite separar la función de conmutación y que se denomina el SSP (Service SwitchingPoint). De esta forma los servicios no se desarrollan en el Switch, sino más bien en el SCP. Sin embargo, los despliegues de IN no cumplieron con todas estas pautas, en su lugar se desarrollaron redes monolíticas y con muy poca flexibilidad.

El IETF estandarizó SIP, mientras que el 3GPP estandarizó IMS como una arquitectura basada en SIP.

IMS puede adaptarse a otras redes que no sean UMTS, de hecho el 3GPP ha definido las interfaces con WLAN IEEE 802.11 a/b/g, y pueden definirse otras interfaces a otras redes.

En la arquitectura horizontal, basada en capas, las funciones de cada una de ellas se reutilizan para los diferentes servicios. Por ejemplo la función AAA la puede realizar un único servidor sin importar la red de acceso usada por el usuario.




IMS y NGN

• NGN es un concepto que se introduce al mercado para tomar en cuenta los grandes cambios que están ocurriendo en el sector de las telecomunicaciones– Desregulación, la necesidad de crear nuevos servicios y de manera

flexible, aumento en el tráfico vía internet– NGN está estandarizado por la ITU-T a través de la serie de

recomendaciones Y.

• NGN está relacionada con aspectos técnicos y económicos– Económicos: NGN le permite al operador aumentar la productividad y

crear nuevos servicios multimedia basados en las preferencias de los usuarios: VoIP, Presencia, Push to talk, Streaming, Mensajería Instantánea

– Técnicos: arquitectura flexible para la creación de nuevos servicios

IMS ofrece a los operadores la posibilidad de construir redes abiertas basadas totalmente en IP.




NGN• Red basada en paquetes que permite prestar servicios de

telecomunicación y en la que se pueden utilizar múltiples tecnologías de transporte de banda ancha propiciadas por la QoSQoS, y en la que las funciones relacionadas con los servicios son independientes de las tecnologías subyacentes relacionadas con el transporte. Permite a los usuarios el acceso sin trabas a redes y a proveedores de servicios y/o servicios de su elección. Se soporta movilidad generalizadamovilidad generalizada que permitirá la prestación coherente y ubicua de servicios a los usuarios

Capacidad del usuario u otras entidades móviles de comunicar y acceder a servicios independientemente de los cambios de ubicación o del entorno técnico. El grado de disponibilidad de servicio puede depender de varios factores, incluidas las capacidades de la red de acceso, los acuerdos de nivel de servicio (si los hubiese) entre la red propia del usuario y la red visitada, etc. El término movilidad incluye la capacidad de telecomunicación con o sin continuidad de servicio

Movilidad Generalizada

ITU-T

Rec.

Y.2001

Una característica básica y primordial de NGN es la separación entre todo lo relacionado con los servicios y los procesos propios del transporte de los datos asociados a dichos servicios.

La ventaja de esta separación es que los servicios pueden ofrecerse y evolucionar independientemente del transporte.




¿Por que NGN?• El concepto de NGN se ha introducido para tener en

consideración las nuevas realidades en la industria de telecomunicaciones, caracterizadas por factores tales como: competencia entre operadores debido a la desregulación de los mercados, explosión del tráfico digital, (por ejemplo, la utilización creciente de la "Internet"), demanda creciente de nuevos servicios multimedia, demanda creciente de una movilidad general, convergencia de redes y servicios, etc.

• Un objetivo primordial de NGN es facilitar la convergencia de redes y la convergencia de

servicios.




La separación entre Servicios y transporte se representa en NGN por medio de dos estratos con distintas funciones: el Estrato de Servicios NGN y

el Estrato de Transporte NGN

Funciones Funciones

relacionadas relacionadas

con el con el

transporte: transporte:

capas 1, 2 y capas 1, 2 y

3 de OSI3 de OSI

Funciones Funciones

relacionadas relacionadas

con los con los

serviciosservicios

CO-CS, connection-oriented circuit-switched

CO-PS, connection-oriented packet-switched

CL-PS, connectionless packet-switched

Las funciones de NGN tiene como premisas básicas la simplicidad y flexibilidad

NGN está organizado en dos estratos: estrato de transporte y estrato de servicios. Un estrato es una entidad en la red NGN que tiene una serie de funciones bien definida.

ESTRATO DE SERVICIO: ESTRATO DE SERVICIO: Parte de la NGN que proporciona las funciones de usuario que

transfieren datos relacionados con el servicio y las funciones que controlan y gestionan los recursos de servicio y los servicios de red para facilitar servicios de usuario y aplicaciones. Los servicios de usuario pueden realizarse por repetición de múltiples capas de servicio dentro del estrato de servicio. El estrato de servicio NGN consta de la aplicación y sus servicios que funcionan entre entidades pares. Por ejemplo, los servicios pueden estar relacionados con aplicaciones de voz, datos o vídeo, dispuestos por separado o combinándolos como en el caso de aplicaciones multimedia. Desde el punto de vista de la arquitectura, se considera que cada capa en el estrato de servicio tiene sus propios planos de usuario, control y gestión

ESTRATO DE TRANSPORTEESTRATO DE TRANSPORTE: Parte de la NGN que proporciona las funciones de usuario que transfieren datos y las funciones que controlan y gestionan los recursos de transporte para llevar esos datos entre entidades terminales. El objetivo de este estrato es suministrar la conectividad entre dos puntos geográficos distintos.

Esta arquitectura le permite a los operadores de las redes hacer cualquier tipo de modificación, actualización o adición en los servicios sin necesidad de hacer ninguna intervención en la red de transporte.




Conectividad entre:

1. Usuarios

2. Usuarios y

plataformas de

servicios

3. Plataformas de

servicio

Se puede usar cualquier tecnología o protocolo de red así como cualquier técnica de conmutación sea circuitos o paquetes

Plataformas de servicios: voz, datos, video o cualquier combinación de ellos

Cada estrato está formado por una o varias capas las cuales están integradas por tres planos: plano de usuario o de datos, plano de control y plano de gestión.




Separación entre Servicios y Transporte

• IP : Anything sobre IP, IP sobre Everything

• La Mayoría de los servicios usan IP

• La mayoría de las redes soportan transporte de paquetes IP

• IP es el elemento clave para separar servicios y transporte

Transporte

Servicios

Telephone Services

Data Services (WWW, e-mail, etc)

Video Services (TV, movie, etc)

ACCESSACCESSACCESSACCESS ACCESSACCESSACCESSACCESSCORECORECORECORE

APIAPIAPIAPI

Internet Protocol

(IP)

Anything & Everything

Everything

Dos Dominios

(Any & All Network technologies)

(Any/All Applicationse.g. voice , data , video)

Alcance

de

Internet

Servicios

Transporte

La idea general de NGN es tener una red totalmente IP, pero que también pueda interactuar con redes y equipos terminales que no manejen IP (equipos Legacy).




Access Independent

(CoreTransport)

Network

Service/Network Control Platform

Application

Multi-layer Service Edge

PresenceQoS/Traffic Control

RADIUS

SIP

SingleSign-On Server

AccountingMulti-point

video-conference

HomeAgent

CertificationAuthority

NWdefense

HGWmanagement

ONUONU

Service Node

ADSL modem

Core Node

MCWDMDSLAM

MC

MC

MC

Distribution Function

BusinessUser

HGW

OLT

V-ONU

HE

V-OLT

Visual System

Mass User

Other

NetworkGWPSTN

Community CollaborationCommunity Collaboration ContentsContents CommerceCommerce

Ubiquitous Network

UserNetwork

AccessDependent

Network

BS

RMC

MSC

Transportstratum

Servicestratum

GW

GW

Wireline AccessRAN HE: Head endMSC: Mobile Switching

Center RMC: Radio Media

ConverterBS: Base StationDSLAM: Digital Subscriber

Access ModuleOLT: Optical Line TerminalONU: Optical Network UnitMC: Media Converter

NNI

UNI

Ejemplo de NGN

Chae-Sub, LEE - Chairman of FG "G" - "G" Technical Workshop 14 ~ 15 March 2005, Jeju, Korea

Aquí vemos un ejemplo general de una red NGN. A nivel de los usuarios podemos tener cualquier tipo de acceso: móviles, fijos, voz, datos, videos o cualquier combinación de ellos.

En el estrato de transporte se tiene diferentes redes que dependen del tipo de acceso y redes que son independientes del mismo. Es esta diferenciación la que permite tener diversas tecnologías de acceso. La parte que depende del acceso es como una capa de convergencia, donde confluyen las diferentes tecnologías de acceso; mientras que la parte independiente del acceso es como una capa común, es decir los paquetes de información que salen de la capa de convergencia lo hacen bajo un protocolo único y no hay distinción del medio de acceso que se esté usando. Hasta ese nivel no se procesa ninguna información relativa al servicio. Justamente el estrato de servicios es quien procesará los paquetes de acuerdo al servicio solicitado. Por ejemplo una llamada de voz desde un móvil a la PSTN recibirá, desde la perspectiva del servicio, el mismo tratamiento que una llamada de voz hacia la PSTN que se origina en un teléfono de VoIP.

que soportan las tecnologías de acuerdo con el tipo de acceso del usuario.




Recomendaciones NGN

Serie Y.2000 – Y.2999 de la ITU-T

http://www.itu.int/itu-t/recommendations/index.aspx?ser=Y

La NGN está totalmente estandarizada en las serie de recomendaciones Y de la ITU-T, específicamente desde la Y.2000 a la Y.2999




Frameworks and Functional ArchitectureModels




Desde la recomendación Y.2600 hasta la Y.2808




IMSGeneralidades




Protocolos IETF usados en IMS

• Gestión de Sesiones– SIP– SDP

• AAA– Diameter

• Transporte de flujos IP multimedia – RTP– RTCP

• QoS– RSVP– DiffServ




IMS - DEFINICION• IMS es una arquitectura multimedia abierta para aplicaciones

IP fijas y móviles definida originalmente por el 3GPP y aceptada en gran medida por el 3GPP2. IMS está basado en protocolos estandarizados por el IETF, tales como SIP, Diameter, RTP, etc.

• IMS es una arquitectura global de acceso, conectividad y servicios que permite diversas clases de servicios multimedias a usuarios terminales usando protocolos estándares desarrollados por el IETF. Es una plataforma de acceso independiente que suministra servicios en forma estandarizada.

• Uno de los objetivos de IMS es prestar servicios desde cualquier ubicación o red de acceso a partir de la cual se puede acceder a la red IMS. La red IMS tiene una arquitectura diseñada para permitir una selección dinámica de la QoS

• IMS está formado por un Core Network al cual se puede acceder a través de diferentes redes de acceso

Los servicios fijos y móviles han experimentado grandes cambios en los últimos años, desde la primera generación móvil en los años 80, donde en énfasis era la voz, hasta nuestros días con la 3G o 4G donde nos interesan las aplicaciones multimedia. Estos cambios bruscos en los servicios tiene un gran impacto en las redes y en lo que de ella se exige.

Las redes tradicionales PSTN e ISDN han sido las versiones de las redes fijas, mientras que por el lado móvil tenemos las redes 1G, 2G, 3g y 4G; que en definitiva lo que buscan es ofrecer los mismo servicios, pero con la ventaja de la red móvil que puede ofrecer la movilidad.

Todas estas propuestas, tecnologías, redes y protocolos tiene un objetivo común: Obtener la convergencia; es decir una red donde tengamos todos los servicios, desde cualquier lugar y cuando se quiera, sin importar el operador con el cual hemos contratado el servicio. Este concepto macro tiene una característica que es común a todos: la movilidad.

Sin saber como es la red, o la arquitectura, o los protocolos, sabemos que al menos debe ser una red que garantice la movilidad de los usuarios.

Entonces como términos claves podemos resaltar: Movilidad, Multimedia y Convergencia (MMC)




IMS

IMS es una red que incluye a todos los elementos del Core Network con el objetivo de suministrar servicios multimedia; IMS incluye las entidades tanto de señalización como de tráfico de las diferentes aplicaciones.

Los servicios ofrecidos por IMS están basados en protocolos estándares de la IETF.

IMS le permite a los operadores de PLMN y redes fijasofrecer servicios multimedia basados y construidos sobre aplicaciones, servicios yprotocolos de Internet.

IMS facilita la convergencia de servicios de voz, datos, video ymensajería, para usuarios fijos y móviles.

IMS usa IP-CAN (IP-Connectivity Access Network) para llevar señalización y tráfico, IP-CAN también permite que los movimientos del UE (User Equipment) no sean percibidos por la red IMS.

IP-Connectivity Access Network (IP-CAN): Es un grupo de entidades de red e interfaces que suministran la conectividad IP entre el UE y las entidades de la red IMS; ejemplo GPRS, LTE




IMS es una Arquitectura Abierta

• Está basada en estándares públicos y conocidos, particularmente SIP, SDP, DIAMETER, RTP, RTCP,

RSVP y DiffServ.

• Facilidad para desplegar productos que incluyan elementos de red de diferentes vendedores: Interoperabilidad

• Estandarizado por el 3GPP. Especificaciones básicas– TS 22.228 Service requirements for the Internet Protocol (IP) multimedia core network subsystem; Stage 1

– TS 23.228 IP Multimedia Subsystem (IMS)

Apertura-Interoperabilidad-Convergencia

IMS es uno de los sucesos históricos más grandes del 3GPP. Originalmente diseñado para la evolución de UMTS con el fin de suministrar servicios multimedia a usuarios móviles usando el protocolo IP, IMS se ha convertido en elemento clave dentro del core network de las tecnologías 3G, Cable TV y redes fijas NGN.

Las especificaciones de IMS se iniciaron en el Release 5 (marzo de 2002) del 3GPP como parte de la evolución del core network hacia la conmutación de paquetes y continuaron en los Releases 6 y 7.

Inicialmente, IMS fue concebido como un sistema All-IP que le permitiera a los operadores móviles entregar a sus usuarios servicios multimedia, costo-efectivo con una infraestructura interoperable con la flexibilidad similar a la de internet.




Características de IMS

• IMS suministra acceso a cualquier servicio sin importar el tipo de medio

• IMS usa un plano de control común y que trabaja para cualquier tipo de medio– Existe un único plano de control para voz, datos,

video y cualquier otro tipo de servicio que requiera el usuario

• El plano de control de IMS no necesita ninguna modificación, ni ninguna nueva tecnología para un nuevo tipo de medio

• Todo es controlado por un protocolo de control de sesiones: SIPSIP

Cualquiera podría decir, y con razón, que actualmente muchos operadores ofrecen servios de voz, video, datos, mensajes, etc., sin tener IMS; entonces cual es la diferencia?. La diferencia está en que esos operadores tiene una infraestructura de red distinta para cada medio, y que la incorporación de uno nuevo necesita nuevas estructuras de redes y en particular un nuevo gestor para cada red, de igual manera tienen entidades distintas para la seguridad, la QoS, y la facturación para cada medio. Por otro lado la incorporación de nuevos medios necesita una gran inversión en tiempo y en inversiones.




De donde viene IMS?• La historia de IMS está estrechamente ligada al desarrollo de GSM,

al 3GPP y a los diferentes releases• GSM fue desarrollado por ETSI durante los años 80 y 90, ETSI

también definió la arquitectura de GPRS• El último estándar que incluyó sólo a GSM se culminó en 1998 y

ese mismo año se fundó el 3GPP, con la participación de organismos de estandarización de Europa, Japón, Korea del Sur, USA y China

• El objetivo del 3GPP fue la definición de un sistema de tercera generación basado en WCDMA y en TD-CDMA como acceso, y la evolución del core de GSM.

• El 3GPP decidió preparar las especificaciones cada año, la primera fue el Release 99

• Después del Rel. 99, el 3GPP inicio el desarrollo del Rel. 2000 orientado a una red all-IP que luego fue denominada IMS. Sin embargo, durante el desarrollo se percataron que IMS no estaría listo en un año, así que el Rel. 2000 se dividió en dos partes: el Release 4 y el Release 5.

• El Rel. 4 se completó sin IMS en marzo de 2001.

El desarrollo del Release 99 tardó apenas un año, esto se logro gracias a la división de las tareas entre el 3GPP y ETSI. El 3GPP desarrolló los servicios, la red de acceso WCDMA y TD-CDMA, y ETSI se encargó de desarrollar la red de acceso para EDGE (Enhanced Data Rates for Global Evolution).

El aporte más importante en el Rel. 99 fue la inclusión de la interface de aire basada en WCDMA, así como la incorporación de nuevas interfaces.




IMS - Releases del 3GPP

• El concepto de IMS se introdujo en el Release 5 como parte de las especificaciones técnicas del 3GPP. IMS se presentó como una red IP independiente que permitía la interconexión con redes fijas (PSTN, ISDN, etc.) y con redes móviles (3GPP; CDMA)

• El Rel. 5 se publicó en marzo de 2002, pero aún faltaban por definir muchas características de IMS, las cuales fueron pospuestas para el Rel. 6.

• El Rel. 6 resolvió los problemas de IMS y se terminó en septiembre de 2005.

• El Rel. 7 fue publicado en marzo de 2007 y se terminócompletamente en diciembre de 2007 y se dedico a la descripción de la arquitectura de TISPAN e introdujo dos nuevas tecnologías de acceso – DOCSIS: Data Over Cable Service Interface Specification– xDSL

• Rel. 8 introduce nuevas facilidades para el despliegue de servicios y es reconocido como un estándar común para IMS




Especificaciones 3GPP para IMS Organizadas por Tópicos

El organismo principal de desarrollo de estándares de IMS es el 3GPP. Por otro lado el IETF tiene una serie de RFCs que son usados por IMS, a pesar de que no son de uso específico para IMS; por ejemplo, SIP, DIAMETER.

Sin embargo, cabe mencionar que existen otros entes colaborando con el mismo propósito como son el 3GPP2, TISPAN (Telecoms & Internet converged Services & Protocols for Advanced Networks) y OMA (Open Mobile Alliance).

TISPAN es un comité técnico dentro del ETSI, y sus especificaciones son transferidas al 3GPP.

OMA es un foro de la industria de las telecomunicaciones integrado por operadores, fabricantes y desarrolladores de soluciones, que tiene como objetivo contribuir al desarrollo de soluciones móviles interoperables a través de especificaciones técnicas




∫ + = IMS

∫ + = IMS

∫ = IMS+CONVERGENCIA

IMS le ofrece a los operadores la integración de las redes fijas y móviles, los servicios de voz con internet y el video con IPTV




HSS

Core de la Red de

Paquetes P-CSCF

I-CSCF

S-CSCF

Otras

redes

IP/PLMN

Se distingue un elemento principal el CSFC (Call Session Control Function), el cual, desde un punto de vists funcional, puede dividirse en tres bloques:

P-CSCF, I-CSCF y el S-CSCF

IMSIMS

Arquitectura general de IMS

Home

Serving PS Domain

E-UTRAN

AS

El objetivo de IMS es soportar aplicaciones que incluyan varios medios como voz, datos y video o cualquier mezcla de ellos con la posibilidad de incluir o excluir componentes de cualquier tipo de medio durante una sesión determinada en una red totalmente IP, a esto se le denomina Aplicaciones IP Multimedia. El soporte eficiente de estas aplicaciones está basado en la premisa de que la red puede separar los diferentes flujos de paquetes de las aplicaciones durante una sesión multimedia; los flujos de paquetes al pertenecer a servicios diferentes tienen también diferente QoS.

El P-CSCF puede estar ubicado en el Home Network o en el Visited Network o Serving PS Domain.




Entidades Principales en IMS

• P-CSCF The Proxy Call Session Control Function

• I-CSCF The Interrogating Call SessionControl Function (I-CSCF)

• S-CSCF The Serving Call SessionControl Function (S-CSCF)

• AS: Application Server

La entidad principal o central de IMS es el CSCF (Call Session Control Function) que en realidad es un servidor SIP. Dependiendo de la función particular que realice el SIP server puede dividirse en tres tipos distintos tal como se menciona.




Vista General de IMS




Arquitectura General de IMS

P-CSCF The Proxy Call SessionControl Function

I-CSCF TheInterrogating CallSession Control Function (I-CSCF)

S-CSCF The ServingCall Session Control Function (S-CSCF)

44

331313

1111

22

11

77

66

55

1010

99

88

1414

1212

La descripción de cada una de estas entidades se presenta en ETSI TS 123 002 V8.6.0 (2009-10), sección 4.a7, pp. 37.

En total existen 14 entidades y 29 puntos de referencia propios de IMS. Existen otros puntos de referencia relacionados sobre todo con el proceso de realizar los cargos a un usuario.

A diferencia de los dos dominios anteriores del 3GPP, donde el dominio de circuitos y dominio de paquetes que tienen su propio conmutador, ISM no tiene un switch en el sentido de los otros dominios, sino que usa un Packet Switch mejorado para ofrecer servicios multimedia IMS.

Los Planos de Control y Datos están separados

Red totalmente IP (All-IP Network)

Voz y datos pueden manejarse de manera similar

El HSS es como un super HLR

El Release 5 del 3GPP es compatible con los Releases anteriores




Lista de Entidades IMS

1. I-CSCF Nota 1 : Interrogating Call Session Control Function2. S-CSCF Nota 1 : Serving Call Session Control Function3. P-CSCF Nota 1 : Proxy Call Session Control Function4. MGCF: Media Gateway Control Function5. IMS-MGW: IP Multimedia Subsystem - Media Gateway Function6. MRFC: Multimedia Resource Function Controller7. MRFP: Multimedia Resource Function Processor8. MRB: Media Resource Broker9. BGCF: Breakout Gateway Control Function10. AS: Application Server11. IBCF: Interconnection Border Control Function12. TrGW: Transition Gateway 13. SLF Nota 2: Subscription Locator Function14. HSS Nota 2 : Home Subscriber Server

Nota 1: Estos son servidores SIP con funciones específicas

Nota 2: Estas son entidades básicas del core network de redes móviles




1. Cr Reference Point between an AS and an MRFC.2. Cx Reference Point between a CSCF and an HSS.3. Dh Reference Point between a LSF and an AS4. Dx Reference Point between an I-CSCF and an SLF.5. Gi Reference point between GPRS and an external packet data network.6. Gm Reference Point between a UE and a P-CSCF.7. ISC Reference Point between a CSCF and an Application Server and

between a CSCF and an MRB.8. Iu Interface between the RNS and the core network. It is also considered

as a reference point.9. Ix Reference Point between IBCF and TrGW.10. Ici Reference Point between an IBCF and another IBCF belonging to a

different IM CN subsystem network.11. Izi Reference Point between a TrGW and another TrGW belonging to a

different IM CN subsystem network.12. Le Reference Point between an AS and a GMLC.13. Ma Reference Point between an AS and an I-CSCF

Puntos de Referencia en IMS

En total existen 25 puntos de referencia según 3GPP TS 23.228 V10.0.0 (2010-03).




14. Mg Reference Point between an MGCF and a CSCF.15. Mi Reference Point between a CSCF and a BGCF.16. Mj Reference Point between a BGCF and an MGCF.17. Mk Reference Point between a BGCF/IMS ALG and another

BGCF.18. Mm Reference Point between a CSCF/BGCF/IMS ALG and an IP

multimedia network.19. MrReference Point between an CSCF and an MRFC.20. Mw Reference Point between a CSCF and another CSCF.21. Mx Reference Point between a CSCF/BGCF and IBCF.22. Rc Reference Point between an AS and an MRB.23. Sh Reference Point between an AS (SIP-AS or OSA-CSCF) and

an HSS.24. Si Reference Point between an IM-SSF and an HSS.25. Ut Reference Point between UE and an Application Server.

Puntos de Referencia en IMS (cont.)




Principios Básicos de IMS

• SIP se encarga del registro, establecimiento, modificación y finalización de las sesiones IMS, dado que no todos los equipos terminales tienen las mismas capacidades, éstas se negocian al establecer la sesión a través de SDP

• Mediante el protocolo SDP, los extremos de una sesión de comunicaciones negocian sus capacidades multimedia y definen el tipo de sesión que desean establecer. En ese proceso también se negocia la QoS, tanto en el establecimiento de la sesión como durante la misma, esto permite tener una QoS dinámica.

• El transporte de red se realiza mediante IPv6 en lugar de IPv4. El 3GPP prefirió seleccionar IPv6 que es más avanzado que IPv4

• En el plano del usuario el transporte de paquetes IP Multimedia se lleva a cabo mediante RTP (Real Time Protocol) y RTCP (Real Time Control Protocol)

• Mientras que la QoS se garantiza a través de RSVP (ResourceServation Protocol) y DiffServ.




Configuración básica

de una PLMN del 3GPP

soportando GPRS y

EPS

RED DE ACCESO

GSM-UMTS-LTE

CORE

NETWORK




IMS y LTEIMS y LTE

The MME (Mobility Management Entity).The Serving Gateway (Serving GW)The PDN Gateway (Packet Data Network).The PCRF (Policy and Charging Rules Function)

Evolved PacketSystem EPS,

compuesto por el EPC y el E-UTRAN

Interface de aire. OFDMA en el Downlink y SC-FDMA en el Uplink

Radio Base

Aquí se muestra un ejemplo de IMS en el tope de la red All-IP LTE del 3GPP. La red LTE realiza todas las funciones de transporte (acceso y backhaul) mientras que IMS se encarga de todo lo relacionado con los servicios. Dado que IMS y LTE han sido estandarizados por el 3GPP existe una camino natural para que los servicios de LTE sean prestados a través de IMS. En particular los servicios de vos y de SMS en LTE, se desarrollarán a través de IMS.




IMS y WiMAXEl WiMAX Forum ha definido el interworking con IMS a través del documento “Architecture, detailed Protocols andProcedures IP Multimedia Subsystem (IMS) Interworking”DRAFT-T33-101-R015v01-C Working Group ApprovedRevision (2009-01-28).

ARQUITECTURA IMS-WiMAX




TISPAN Telecoms and Internet converged Services

and Protocols for Advanced Networks

� Evolución de las redes fijas

� Migración de conmutación de circuitos a conmutación de paquetes

� Integración de servicios multimedia en NGN

• IPTV

� Establecer las relaciones de NGN e IMS en las redes fijas

TISPAN es un organismo de estandarización que pertenece a la estructura del ETSI y se especializa en redes fijas y la convergencia de internet.

TISPAN tiene como objetivo definir la arquitectura y diseñar las especificaciones técnicas para NGN en cuanto a las redes fijas conjuntamente con otros organismos de ETSI u organismos externos, con miras a evitar duplicación de esfuerzos.

De esta forma TISPAN también ha seleccionado a IMS, basada en SIP, para soportar varios servicios dentro de la arquitectura.

De esta forma TISPAN ha colaborado para el desarrollo del Release 7 del 3GPP.

Originalmente TISPAN se enfocó para definir NGN y su alcance fue esencialmente europeo pero atrajo la atención de otras regiones fuera de Europa.




Arquitectura IMS de TISPAN




IMS y CableLabsFundada en 1988, CableLabs es un consorcio sin fines de lucro encargado de desarrollar tecnologías para sistemas cableados y así colaborar con los cable operadores en sus objetivos de negocio.

Los miembros de CableLabs deben necesariamente ser cable operadores.

• Entre los desarrollos de CableLabs tenemos

→ DOCSIS:Data Over Cable Service Interface Specification

→ PacketCable: Desarrollo de especificaciones técnicas de interfaces interoperables para ofrecer servicios avanzados y multimedia en tiempo real en forma bidireccional. Estas especificaciones son las que están relacionadas con IMS

→ OpenCable: Para el desarrollo de servicios interactivos

→ Tru2way: Televisión interactiva plug-and-play muy fácil de instalar que promete cambiar radicalmente el servicio de TV

• Actualmente CableLabs usa IMS 3GPP como arquitectura para servicios multimedia a través de sistemas cableados

CableLabs recibió una licencia derechos de ETSI para reproducir, modificar y distribuir especificaciones del 3GPP contenidas en el PacketCable IMS Delta Specifications. Luego CableLabs sometió a consideración del 3GPP las mejoras realizadas a IMS para que se incorporaran en las especificaciones técnicas del 3GPP, una vez que esto sucedió CableLabs detuvo el desarrollo de IMS y adoptócompletamente las especificaciones IMS del 3GPP, esto aplica a partir del Release8 de 3GPP.




IMS: Un estándar único

A partir del Release 7, los diferentes organismos acordaron unir todos sus esfuerzos para producir un documento común sobre IMS que integrara redes fijas, móviles, aplicaciones de conmutación de circuitos y de conmutación de paquetes

Mientras el 3GPP terminaba los Releases 5 y 6, otros organismos hicieron desarrollos paralelos para definir sus propias variantes de IMS. Las variantes más importantes son la producidas por TISPAN, 3GPP2 y Cablelabs.

El Release 1 de TISPAN, basado en los Rleases 5 y 6 del 3GPP, fue publicado en diciembre de 2005 y su objetivo fue definir una arquitectura para NGN y demostrar la factibilidad de que las líneas fijas pudiesen soportar los mismo servicios soportados por en IMS para acceso inalámbrico. En el año 2008 TISPAN terminó el Release 2.

El 3GPP2 introdujo la variante conocida como Multimedia Domain (MMD), a partir del 3GPP IMS, para darle soporte a su red de acceso CDMA2000.

Por su parte Cablelabs desarrolló su propuesta de IMS PacketCable 2.0 Release, a partir de los Releases 6 y 7 del 3GPP.




Red IMS Soportando Diferentes Redes de Acceso

Aquí se muestra un ejemplo de las diferentes redes de acceso que IMS puede soportar.




Convergencia Móvil-Fijo / Paquetes-Circuitos




OPEN IMS

• El Open IMS Core es una implementación de código abierto de un CSCF de IMS y de un HSS de acuerdo con las especificaciones del 3GPP, 3GPP2 y ETSI TISPAN

• Las aplicaciones están todas basadas en software libre, tal como SIP Express Router (SER) o MySQL, y se pueden bajar desde http://www.openimscore.org/

El propósito de OPEN IMS, no es crear un producto comercial sino suministrar una plataforma IMS para pruebas y desarrollo de prototipos.




Una Mirada al Mercado

• Se espera que las ventas de IMS para operadores móviles crezca más del 100% desde 2009 al 2014

• Durante 2009 se gastaron 8.4 millardos de US$– Se espera una inversión de 17.3 millardos de US$

para 2014

• Según los analistas, el crecimiento de IMS seráempujado por LTE

• Ericsson es la empresa líder en cuanto a la cantidad de redes desplegadas




Proveedores de Soluciones IMS

• Siemens• Ericsson• Nortel• Alcatel-Lucent• CISCO• HP• Nokia• Motorola• Huawei (China)• ZTE (China)• Samsung (Corea)• LG (Corea)• NEC (Japón)• Fujitsu (Japón)




Si IMS es tan eficiente y presenta muchas ventajas tanto para operadores como para

los usuarios, ¿Porqué no termina de despegar e imponerse en el mercado?

OPERADORESOPERADORES

Fijos

Móviles

Móviles+Fijos

Nuevos

EntrantesLegacy

IMSIMS¿ ?Grandes y Pequeños

MODELO DE NEGOCIOSMODELO DE NEGOCIOSMODELO DE NEGOCIOSMODELO DE NEGOCIOS

Al parecer el problema está en el modelo de negocios. Como vemos tenemos una gran variedad de operadores con características e intereses muy diferentes.

Por ejemplo los operadores nuevos, sea con redes WiMAX o con LTE, tienen interés en IMS ya que no poseen ninguna estructura para ofrecer servicios atractivos y económicos a sus clientes. Los operadores de redes fijas tienen un gran interés en IMS para poder ofrecer servicios de VoIP y abaratar costos.

Por otro lado los operadores celulares están viendo a IMS con mucho cuidado, los más pequeños están esperando las actuaciones de los grandes a fin de copiar las mejores prácticas y reducir sus inversiones cuando les llegue el momento de implantar IMS.

Los operadores que tiene redes fijas y móviles, están en mejor posición ya que requieren IMS en ambas redes a fin de lograr la convergencia de redes y servicios. También muchos operadores fijos tiene infraestructura totalmente obsoleta y necesitan hacer actualizaciones y lo más conveniente es migrar a IMS.

Pero muchos operadores celulares de 3G como UMTS-HSPA aún tienen redes relativamente nuevas y que todavía no se han rentabilizado y ven en estos momentos los beneficios de IMS.

Los fabricantes de equipos terminales IMS están esperando que los grandes operadores se decidan a desplegar IMS para que se inicie la producción masiva y pudiesen bajar los costos, pero los operadores esperan que hayan suficientes dispositivos en el mercado para el despliegue de IMS, así se está en un circulo vicioso; afortunadamente la interoperabilidad esta garantizada a través de los plugfest, es decir pruebas de interoperabilidad en vivo entre diferentes fabricantes.

capitulo 1 fundamentos de ims

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