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Introducción a la red y servicios IMS Rogelio Martínez Perea Presentación en la ETSIT de la Universidad Politécnica de Madrid Madrid, 26 Noviembre 2014

Presentación

• Rogelio Martínez Perea • Ingeniero Telecomunicaciones ETSIT UPM 1995 • Executive-MBA EOI • Jefe de Ingeniería Servicios Avanzados Sur Europa, Vodafone • “Vodafone Distinguised Engineer” • Autor del libro “Internet Multimedia Communications using SIP” publicado por

Elsevier (The Morgan Kaufmann series on networking) • rogelio.martinez@vodafone.com

29/11/2013 Rogelio Martínez Perea 2

Un poco de historia sobre IMS

• ETSI define GSM al final de los 80 , principios de los 90 • 1998: se forma el 3GPP con organismos de estandarización de Europa, Japón,

Corea del Sur, Estados Unidos y China • 3GPP Release 1999. WCDMA, Iu, RNC • 3GPP Release 4. MSC server, MGW • 3GPP Release 5 and 6. IMS is introduced • 3GPP Release 7-11. IMS is enhanced • 3GPP Release 8. LTE is introduced • 2010: GSMA publishes IR.92 VoLTE based on IMS • 2011: GSMA publishes RCSe 1.1 IP comm services • 2013: GSMA publishes RCS 5.1 v3 IP comm services

Qué es IMS

• IMS: Internet protocol Multimedia Subsystem • Es una arquitectura para ofrecer servicios IP multimedia • Aspectos clave de IMS:

₋ Basado en protocolos Internet: SIP, DNS, Diameter, RTP, etc ₋ Proporciona convergencia de red ₋ Proporciona convergencia de servicios ₋ Facilita la aplicación de calidad de servicio a las sesiones multimedia ₋ Facilita la aplicación de diferentes políticas de tarificación ₋ Facilita la integración de servicios

Repaso de SIP (1)

• SIP: Session Initiation Protocol. RFC 3261 • Protocolo de aplicación para la gestión de sesiones multimedia • Protocolo de señalización , agnóstico de la aplicación/media. Puede ser

utilizado para voz, video, mensajería, gaming, transferencia ficheros, etc. • Basado en texto. Similar a HTTP • Reutiliza otros protocolos Internet: DNS, SDP • Forma parte de la arquitectura para servicios multimedia del IETF

Repaso de SIP (2)

ESTABLECIMIENTO DE LA SESIÓN

MODIFICACIÓN DE LA SESIÓN

TERMINACIÓN DE LA SESIÓN

Identidades SIP y registro

• Identidades SIP: ₋ SIP URI

• sip: john@ocean.com ₋ TEL URI

• tel: +34777777777

REGISTRO

LLAMADA ENTRANTE

La red SIP: el trapezoide

Ejemplo de flujo de llamada en SIP

De una red SIP a IMS

• Identidades de usuario y perfiles de servicio

• Invocación de servicios

• Control de calidad de servicio

• Tarificación.

• Seguridad

• Intercepción legal

De una red SIP a IMS

sip: juan@abc.com sip: pepe@xyz.com

server 2 server 1

P-CSCF P-CSCF

IM-MGW

S-CSCF

HSS AS

I-CSCF

IMS como red independiente del acceso

PS Domain

Application

Servers

IMS CN

DSL access WLAN

Elementos de la red IMS: S-CSCF

• Serving Call Session Control Function

• Punto central de IMS

• Gestiona los registros: descarga datos de autenticación , genera el challenge y verifica respuesta. Supervisa el estado de registro.

• Descarga y almacena los perfiles de servicio del HSS. Proporciona información de usuario al UE.

• Realiza el control del servicio: gestiona la interacción con los AS.

• Toma decisiones de encaminamiento

• Genera información de accounting

I-CSCF

P-CSCF

HSS AS MRF

S-CSCF CS

Elementos de la red IMS: I-CSCF

• Interrogating Call Session Control Function

• Punto de contacto dentro de la red del operador para todas las conexiones destinadas a un cliente de ese operador

• Asigna un S-CSCF durante el proceso de registro

• Interroga al HSS para determinar la dirección del S-CSCF destino

• Encamina las peticiones entrantes al S-CSCF correspondiente

I-CSCF

P-CSCF

HSS AS MRF

S-CSCF CS

Elementos de la red IMS: P-CSCF

• Proxy Call Session Control Function

• Primer punto de contacto para los usuarios dentro de IMS

• Realiza compresión de los mensajes SIP

• Mantiene las relaciones de seguridad

• Interacciona con el PCRF

I-CSCF

P-CSCF

HSS AS MRF

S-CSCF CS

• Policy and Charging Rules Function

• Toma decisiones de políticas y tarificación basado en información recibida del PCSCF

• Se comunica con el GGSN, P-GW para aplicar las reglas (autorizar los flujos, reglas de charging)

• Recibe reportes de eventos en el plano de usuario y comunica al P-CSCF.

• Permite realizar correlación entre los CDRs de la red de acceso y la red IMS.

I-CSCF

P-CSCF

HSS AS MRF

S-CSCF CS

IM-MG PCRF

Elementos de la red IMS: HSS

• Home Subscriber Server

• Principal repositorio de datos de cliente y relativo a los servicios

• Almacena:

₋ Identidades de usuario (privada y publica)

₋ Parámetros de acceso a IMS

₋ Información de disparo de servicios

I-CSCF

P-CSCF

HSS AS MRF

S-CSCF CS

Elementos de la red IMS: AS

• Application Server

• Función encima de IMS que proporciona servicios multimedia de valor añadido

• Capacidad para procesar e impactar las sesiones entrantes desde la red IMS

• Capacidad para originar peticiones SIP

• Capacidad de enviar información de accounting a las funciones de tarificación

I-CSCF

P-CSCF

HSS AS MRF

S-CSCF CS

Elementos de la red IMS: MRF

• Media Resource Function

• Proporciona servicios de media

• Funciones:

₋ Mezclado de flujos de media entrantes

₋ Fuente de flujos de media

₋ Procesamiento de media

I-CSCF

P-CSCF

HSS AS MRF

S-CSCF CS

Elementos de la red IMS: MGCF

• Media Gateway Control Function

• Realiza conversión de protocolos entre SIP y ISUP/BICC

• Encamina las peticiones desde IMS hacia el dominio CS

• Encamina las peticiones desde el dominio de CS hasta el I-CSCF

• El IM-MGW proporciona enlaces de plano de usuario entre CS y IMS

• El IM-MGW termina los canales portadores y los flujos de media, convierte y realiza el procesamiento de señal y transcodificación necesario

I-CSCF

P-CSCF

HSS AS MRF

S-CSCF CS

Elementos de la red IMS: BGCF

• Breakout Gateway Control Function

• Realiza conversión de protocolos entre SIP e ISUP/BICC

• El breakout puede producirse en la red propia o en otra red

• Encamina la sesión hacia el MGCF o BGCF apropiado

I-CSCF

P-CSCF

HSS AS MRF

S-CSCF CS

Servicios en una red IMS

• IMS es una red de servicios diseñada para soportar servicios multimedia (voz, video, mensajería, juegos, etc) basados en IP

• Especialmente orientado a servicios de comunicaciones IP. Servicios de de voz enriquecida, de comunicaciones unificadas, etc.

• Clasificamos los servicios :

₋ el punto lógico en la comunicación

• midpoint

• endpoint

₋ el lugar respecto a la red

• internal

• external (C2B, B2B)

• device

Aplicaciones “midpoint” internas

• Situadas lógicamente en medio del flujo de llamada • Ofrecidas por Application Servers situados dentro de la red • Invocación a través de perfiles en el HSS. La red invoca los servicios en nombre

del usuario origen o destino cuando se realiza un intento de comunicación desde o hacia el usuario

• Iniciativa de la industria para definir un conjunto interoperable de servicios de comunicaciones IP.

• Servicios nativos en los terminales. • Persigue la universalidad del servicio de comunicaciones IP. Foco en la

interoperabilidad entre diferentes proveedores de terminales, y entre operadores de red.

• Esta basado en IMS e incluye nuevos servidores de aplicaciones para gestionar la mensajería (IM-AS) o la auto-configuración (ACS)

• Incluye servicios como: chat, chat en grupo, transferencia de ficheros, compartición de video, compartición de imágenes, compartición de localización, voz IP, integración con mensajería legacy, integración con VoLTE, etc

RCS- Ejemplo de flujo

Aplicaciones “endpoint”

• Situadas en un extremo del flujo de comunicaciones

• Acceso total a las capacidades del endpoint para la gestión de la señalización y el media

• Cuando son aplicaciones de voz a veces se llaman aplicaciones de “first-party call control”

• Pueden ser de cuatro tipos:

₋ Basadas en red

₋ Basadas en dispositivo

₋ Externas

red dispositivo externas

Aplicaciones externas

• Las aplicaciones externas pueden ser proporcionadas por terceros en Internet, utilizando tecnologías web

• Su invocación se realiza a través de pasarelas conectadas a la red que ofrecen acceso a los recursos de red desde aplicaciones situadas en la Web

• Ejemplos • OSA Parlay-X, • OMA REST NW • OMA Rich Comms, • WebRTC

Aplicaciones externas

• Especificaciones generadas por 3GPP y OMA: OSA Parley-X, OMA NW Restful • GSMA ha definido pérfil de las especificaciones OMA para facilitar la adopción de

las APIs • Definen APIs en varios dominios (call control, sms, mms, location, payment,

device capability, etc)

Aplicaciones externas- OMA Rich Comms

• Requisitos definidos por GSMA • OMA proporciona especificaciones de profiling que se refieren a varias de las

especificaciones base OMA NW Restful API • Proporciona funcionalidades de mensajeria, compartición de video, transferencia

de ficheros, etc.

Gracias rogelio.martinez@vodafone.com

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