architektura usługowa ims - instytut telekomunikacjimareks/ute/ims.pdfute 2016-marek Średniawaims...

Architektura usługowa IMS

Marek Średniawa

UTE – semestr letni 2016

UTE 2016- Marek Średniawa

IMS - motywacja

Zamiar: konkurowanie z Internetem przez likwidację jego braków

Zapewnienie QoS, bezpieczeństwa i mechanizmów taryfikacji

Zintegrowane usługi multimedialne

IMS jako uniwersalna architektura usługowa

Masowe aplikacje czy uniwersalna platforma usługowa

Kluczowy problem – elastyczne środki projektowana i udostępniania usług

Otwartość dla niezależnych usługodawców

kontrola udostępniania usług

Integracja usług

Bezproblemowy dostęp do usług – mobilny i stacjonarny

Problem: kto zapewni globalny IMS i do kogo należą klienci ?


3GPP IP Multimedia Subsystem - IMS IMS wprowadzony przez 3GPP jako część UMTS Release 5

ETSI TISPAN definiuje platformy usługowe NGN dla wszystkich sieci wykorzystujących sieci IP

OMA (Open Mobile Alliance) definiuje usługi i mechanizmy usługowe (enablers) IMS

Nakładka nad sieciami GPRS udostępniająca uniwersalne środowisko usługowe IP dla mobilnych usług multimedialnych

VoIP, wideotelefonia, wideokonferencje, mobilne treści multimedialne

IMS –protokoły:

SIP (Session Initiation Protocol) do sterowania sesjami

Diameter - AAA (Authentication, Authorisation & Accounting)

Inne: COPS, SDP, RTP, RTCP, MEGACO/H.248, …


„Common IMS”

Uwzględnienie

przewodowego dost.

szerokopasmowego

Zachowanie ciagłości

połączenia (Voice Call

Continuity)

Usługi multimedialne

wykorzystujące IMS

R 7

2007

R 4

3/2001

R 5

3/2002

Druga faza IMS

Dostęp HSUPA

Wiele nowych funkcji

usługowych

realizujących w pełni

założenia sieci 3G

R 6

12/2004

Rok

R 1

2006

R 2

12/2007

R 3

Konsolidacja VoIP

Ewolucja usług IPTV ,..

Ultra szerokopasmowy

dostęp do NGN

Współpraca z sieciami

NGN - IMS i „nie-IMS”

R 99

12/1999

Architektura IMS

Usługi multimedialne

wykorzystujące IP

Dostęp HSDPA

Separacja płaszczyzn

sterowania i

użytkownika w sieci

szkieletowej

Pierwsze kroki ku

oparciu działania na

IP

Emulacja PSTN/ISDN

Usługi dostarczania

treści: IPTV,

strumieniowanie ,..

Optymalizacja

wykorzystania zasobów

Szczegółowa definicja

architektury

Podstawowe usługi

OSS, dane użytk.NGN,

kontrola przeciążeń, QoS,

bezpieczeństwo…

00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10

Definicja UTRAN

Podstawowe funkcje

usługowe 3G

Podstawa dla

wczesnych wdrożeń

sieci 3G

Wprowadzenie IMS

R 8

2009


Od IETF SIP ….

Żądanie

Serwer SIP Proxy

Sieć IP/Internet

Odpowiedź

DNSAS - Serwer aplikacyjny SIP

Agent użytkownika SIP - UA

Agent użytkownika SIP – UA Agent użytkownika SIP - UA

Agent użytkownika SIP - UA


… do 3GPP IMS SIP

P-CSCF

I-CSCFS-CSCF

Serwer aplikacji

DNS

SLF

DNS HSS

Sieć szkieletowa IP z QoS

AS – serwer aplikacyjny SIP

Agent użytkownika SIP

Agent użytkownika SIP

Idea IMS: próba przejęcia kontroli nad usługami IP

SterowanieIMS

Serwer aplikacyjny Serwer

aplikacyjny

• Sieć IP umożliwia swobodną komunikację między punktami końcowymi

• IMS pozwala sterować usługami w sieci IP za pomocą protokołu SIP

IP

BABA


IMS - sterowanie usługami IP/GPRS


Sieć pakietowa GPRS

Sieć z komutacją kanałów - GSM

IMS

Sygnalizacja SIP

Transport RTP

Motywacja IMS – „bogate” usługi, np. VoIP


Sieć pakietowa

IMS

Sygnalizacja SIP

Transport RTP

Serwer IM

Serwer Obecnoś

ci

Serwer obsługi sesji/połączeń

…

Inne AS

Serwery aplikacyjne (AS)


sterowanie

transport

Sieć wizytowana

przez ab. wywołującego

Sieć macierzysta ab.wywołującego

UE P-CSCF

HSS

S-CSCF BGCF MGCF

MGW

PSTN

H.248

SIP

SIP SIP

SIP ISUP/IP

AS

Diameter

Sieć

Szkieletowa IP

Sieć

dostępowa

PCM

I-CSCF

P-CSCF określa

system macierzysty;

pośredniczy przy

żądaniach

I-CSCFOkreśla właściwy

Serving-CSCF

S-CSCFKoordynuje połaczenie

i usługi dla terminala

BGCFOkreśla najlepszy

ruting do PSTN

HSSPrzechowuje profil i dane

użytkownika (usługi,

mobilność, itp..)

Serwery Aplikacji

MGCF/MGWSterowanie i funkcje

bramy medialnej

• Wszystkie usługi realizowane przez system macierzysty

• usługi dodatkowe

• Brama Parlay i związane z nią usługi

• Feature Interaction and Service Brokering

• obsługa interfejsów do portali internetowych

Diameter

SIP

Diameter

HSS – Home Subscriber Server

CSCF – Call Session Control Function

BGCF – Breakout Gateway Control Function

MGCF – Media Gateway Control Function

VoIP – RTP – transport strumienia mediów

Płaszczyzna usługowa

Płaszczyzna sterowania

Płaszczyzna transportowa

SGW ISUP/MTP

Architektura 3GPP IMS

Realizacja usług w IMS


IMS – aspekt usługowy

Interpersonalne usługi multimedialne Wymiana plików dowolnego typu

Głos, dane, wideo

Nowe usługi „Bogate” połączenia – uwzględnienie kontekstu komunikacji

Push-to-Talk, Push-to-See

IP Centrex

Strumieniowanie mediów

Zintegrowane usługi wymiany wiadomości

Współdzielenie mediów i aplikacji

Gry sieciowe

Integracja usług Głos, dane, wideo z wbudowaną bogatą obecnością

Lokalizacja, dostępność, preferencje, …


Narzędzia IMS = uniwersalne serwery aplikacji IMS

IMS celowo nie normalizuje specyficznych aplikacji

Zdefiniowane główne interfejsy AS - IMS jako stacja dokująca dla serwerów aplikacji

OMA (Open Mobile Alliance) normalizuje usługi IMS

Presence, Group Management, Instant Messaging (IM), Push to Talk over Cellular (PoC)

Wypracowany zbiór wspólnych serwerów – narzędzi IMS do wykorzystania przy realizacji złożonych usług

Główne narzędzia dla IM, PoC i wideopołączeń

XML Document Management System (XDMS) do konfigurowania grup

Serwer obecności - Presence Server (PS)

Zarządzanie urządzeniami - Device Management (DM)


IMS – sposoby realizacji usług

Usługi SIP

Serwery aplikacji SIP

IMP

PoC (Push-to-talk over Cellular) albo PTT (Push-To-Talk)

konferencja ad hoc

3PCC

Usługi IN CS1+

CAMEL i CAP

IM SSF

Usługi dostarczane przez strony trzecie

Parlay/OSA i Parlay X API

Zewnętrzne serwery aplikacji

W sieci macierzystej, samodzielne i w sieciach zewnętrznych


Architektura usługowa IMS

S-CSCFS-CSCF

SIP Application Server

Sewer aplikacji SIP

HSSHSSOSA service

capability server

(SCS)

OSA service

capability server

(SCS)

IM - SSFIM -SSF

Camel Service

Environment

CAMEL Service

Environment

OSA

application Serwer aplikacji

OSA

ISC

Cx ISC

ISC

CAP

MAP

OSA API

SCIM

AS AS

Sh

Si

MRFCMRFC

Mr


Warstwy IMS: Transport, sterowanie sesjami, aplikacje

Płaszczyzna użytkownika

Płaszczyzna Aplikacji

Płaszczyzna sterowania

S-CSCF

HSS

SIP AS SIP AS

MRFC

B-GW

SIP Diameter PSTN

RTP

I-CSCFP-CSCF

MRFP

H.248 / MEGACO

Parlay ASCAMEL

CSE

OSA GW IM SSF

Parlay API CAP API


Modele pracy serwera aplikacyjnego AS

S-CSCF uruchamia usługi wykorzystując tzw. Wyzwalacze (triggers)

Tryby działania AS

jako docelowy UA – np. serwer treści

jako inicjujący UA – np. wake up server

w roli pośrednika – np. przekazywanie połączenia

w roli B2BUA – np. w Click2Dial

Rola AS zależy od jego trybu działania

Serwer proxy

3rd Party Call Control

B2B UA

Implementacja AS zależy od charakteru usługi

decyzja o modelu pracy serwera podejmowana podczas projektowania usługi


Struktura profilu użytkownika w HSS


Wyzwalanie aplikacji - wyzwalacze

Wyzwalacze - TP - Trigger Points każda znana i nieznana metoda protokołu SIP typ rejestracji użytkownika

rodzaj wiadomość REGISTER – pierwsza rejestracja, re-rejestracja, de-rejestracja

wystąpienie lub brak któregoś z elementów nagłówka wiadomości

treść znanego lub nieznanego elementu nagłówka wiadomości oraz analiza adresu odbiorcy (Request-URI)

kierunek wysyłania wiadomości Parametry opisu sesji w SDP

Wyzwalacz składa się z jednego lub więcej punktów wyzwalania usługi SPT - Service Point Trigger SPT - wybrany element sygnalizacji SIP, który może posłużyć

do rozpoznania usługi

3G

PP

TS

23

.21

8


Service Point Trigger

SIP Header

Header: stringContent: string

Service Points of Interest

ConditionNegated: boolean

Group: list of integer

SIP Method

SIPMethod: string

Session Description

Line: string

Content: string

Session Case

SessionCase:enumerated

Request-URI

RequestURI: string

Identyfikacja w UMTS


sip:[email protected]

tel:+48 602 210799

[email protected]

tel:+48 22 8259820


Relacja między identyfikacjami użytkownika

Public User Identities

Private User IdentityAbonent IMS



tel:+48 602 210799

[email protected]

tel:+48 22 8259820


Relacja między identyfikacjami użytkownika a profilami usługowymi użytkownika

Public User Identities

Private User IdentityAbonent IMS

Profilusługowy 1

Profilusługowy 2

Profil użytkownika związany z Prywatną Identyfikacja Użytkownika i zbiorem Publicznych Identyfikacji Użytkownika.

Profil użytkownika


Identyfikacja w IMS

Potrzeba unikalnej identyfikacji

W IMS rozróżnia się identyfikację publiczną i prywatną

Identyfikacja publiczna

Użytkownik IMS ma więcej niż jedną identyfikację publiczną PUI (Public User Identity)

SIP URI lub TEL URI

sip:[email protected]; user=phone

tel:+48-22-8323546

TEL URI wymagane do połączeń IMS-PSTN

Co najmniej jeden TEL URI i jeden SIP URI na użytkownika


Public Service Identities (PSI)

Podobna do publicznej identyfikacji użytkowników, ale przydzielana usługom (AS – serwerom aplikacji), a nie użytkownikom

Używane do identyfikacji specyficznych serwerów aplikacji (enablers), takich jak obecność czy serwery komunikacji grupowej

Format SIP URI lub TEL URI sip: [email protected], [email protected],

[email protected]

tel: +49-900-123-456

PSIs traktowane jako PUIs - łatwy ruting żądań SIP do AS

Taryfikacja w IMS


Taryfikacja w IMS

Dwa modele: Offline

Online

Offline Informacje taryfikacyjne zbierane po sesji

Użytkownik otrzymuje faktury w cyklu miesięcznym

Online Elementy IMS współpracują z systemem taryfikacji w czasie

rzeczywistym

System taryfikacji w czasie rzeczywistym prowadzi interakcję z kontem użytkownika

3GPP TR 23.815 (Charging implications of IMS architecture)

Ewolucja IMS


Wizja sieci NGN w ETSI

Integracja sieci mobilnych i stacjonarnych za pomocą wspólnej platformy IMS

Uniwersalna wielousługowa, wieloprotokołowa sieć IP

Neutralność dostępowa

Dostęp bezprzewodowy i przewodowy, mobilny i stacjonarny

Zapewnienie QoS, bezpieczeństwa i niezawodności

Zapewnienie współpracy z innymi sieciami

Obsługa mobilności i nomadyczności użytkowników i urządzeń

Uniwersalny dostęp do personalnego profilu usługowego

Stały

w dowolnym miejscu

za pomocą różnych terminali


Założenia architektury TISPAN NGN

Podejście oparte o koncepcję podsystemów: Elastyczność umożliwiająca wprowadzanie z czasem nowych

podsystemów stosownie do potrzeb i kategorii usług

Wykorzystanie dorobku innych ciał normalizacyjnych

Komunikacja IP realizowana przez dwa podsystemy: Network Attachment Subsystem (NASS)

Resource and Admission Control Subsystem (RACS)

Pierwsze podsystemy usługowe: 3GPP IMS zaadaptowany do obsługi dostępu xDSL(wspólnie z

3GPP), do usług multimedialnych i emulacji usług PSTN/ISDN

Podsystem emulacji PSTN/ISDN umożliwiający wymianę sprzętu TDM przy zachowaniu tradycyjnych terminali i symulacji usług PSTN/ISDN dla terminali IP


TISPAN a architektura sieci stacjonarnej NGN

Dwa dodatkowe podsystemy:

Network Attachment Subsystem (NASS)

Wsparcie dla dostępu nomadycznego i zarządzaniu lokalizacjami za pomocą usług IP jak w sieciach stacjonarnych z uwzględnieniem systemów AAA

Resource Admission Control Subsystem (RACS)

Realizacja QoS

Sterowanie bramami na granicach sieci

Obsługa przejścia przez NATy zlokalizowane w sieciach u użytkowników


Architektura TISPAN NGNkoncepcja podsystemów

Oth

er netw

orks

Other subsystems

Core IMS

PSTN/ISDN Emulationsubsystem

User E

qu

ipm

ent

Service Layer

Transport Layer

Transfer Functions

Resource and Admission Control

Subsystem

Network Attachment Subsystem

Applications

Userprofiles


Charakterystyka ETSI TISPAN NGN Release 1

Wsparcie dla aplikacji SIPowych i nie SIPowych

IMS dla konwersacyjnych aplikacji SIPowych

Inne podsystemy dla innych rodzajów aplikacji

Uniwersalność dostępowa

Wsparcie dla realizacji złożonych modeli komercyjnego świadczenia usług

Realizacja FMC w oparciu o IMS

Wykorzystanie wyników i współpraca

3GPP, DSL Forum, MultiService Forum, OMA, ITU-T NGN FG, Parlay

Podstawa - 3GPP IMS Release 6


FG NGN – Zakres objęty Release 1

Resource and Admission Control Functions

RACF

Network AccessAttachment Functions

NAAF

Other Multimedia Components …

Streaming Services

Application Functions

Core transport Functions

Access Transport Functions

NGN Terminals

CustomerNetworks

UserProfile

Functions

Oth

erN

etwo

rks

LegacyTerminals

GW

PSTN / ISDN Emulation

IP Multimedia Component

NNITransport Stratum

Service Stratum

UNI

Edge Functions

Access Functions

Service and

Control Functions

Customer and Terminal Functions

Aspekty QoS i sterowanie QoS

(Wymagania sygnalizację IP związaną z QoS) Częściowo

Zakres architektury FG NGN Release 1


Charakterystyka sieci NGN wg ITU-T Y.2001

Sieć pakietowa

Realizacja usług telekomunikacyjnych

Wykorzystanie wielu technik szerokopasmowych

Uwzględnienie QoS w transporcie

Oddzielenie funkcji sterowania usługami od funkcji

transportowych

Otwarty dostęp użytkowników do sieci i konkurujących

usługodawców i oferowanych przez nich usług

Obsługa mobilności i nomadyczności


Architektura NGN ITU-T wg Y.2011

Warstwa transportowa (szkielet i dostęp)

Warstwa usługowa

SterowanieMedia

Fun

kcje

zar

ząd

zan

ia

Zarządzanie

ANI

Funkcje sterowania transportem

RACF (Resource and Admission

Control Functions)

NACF (Network AttachmentControl Functions)

NNIUNI

Funkcje wspomagania aplikacji i usług

Aplikacje

Funkcje transportowe

Funkcje użytk.

końcowego

Innesieci

Funkcje sterowaniausługami

Profile usługowe użytkowników

Profile transportoweużytkowników


Wspólne elementy architektury funkcjonalnejETSI TISPAN_NGN Release 1

Wspólne elementy – te które mogą być wykorzystywane przez więcej niż jeden podsystem

Dwa rodzaje elementów Występujące w 3GPP IMS

Subscription Locator Function (SLF)

Application Server Function (ASF)

Charging and Data Collection Functions

Nowe, zdefiniowane przez TISPAN User Profile Server Function (UPSF)

Application Server Function (ASF) z interfejsem do RACS

Interconnection Border Control Function (IBCF)

Interworking Function (IWF)

Charging and Data Collection Functions z interfejsem do IBCF

Ewolucja ku NGN/4G/5G

2011 … 201520102009200820072006200520042003200220012000

R99 R4 R5 R6 R7 R8 R9 R10

Szybki dostęp

Sieć szkieletowa IP

Usługikonwergentne

UM

TS

HSP

AD

L

HSP

AU

L

LTE

LTE

Ad

v

HSP

A+

EPC

Co

mm

on

IMS

IMS

MM

Tel


IM&

P

R11/12..

Evolved Packet Core (EPC)

Wielodostępowa sieć szkieletowa oparta na IP, wspólna dla sieci dost. zaufanych 3GPP:

LTE-E-UTRAN, UMTS-UTRAN, GPRS-GERAN

zaufanych nie-3GPP: WIMAX, CDMA2000/HRPD

niezaufanych: WLAN

Funkcje EPC Zapewnienie połączenia z domenami

usługowymi IP IMS Internet i inne (np. P2P)

NAS i bezpieczeństwo (AAA) Mobilność i zarządzanie połączeniami Sterowanie politykami QoS i taryfikacją (PCC)

IMS Internet

Dostęp

3GPP

Dostęp

nie-3GPP

EPC

Zaufany Zaufany /

niezaufany

Źródło: T.Magedanz, Fraunhofer-FOKUSUTE 2016- Marek Średniawa

SDN (Software Defined Network) iNFV (Network Functions

Virtualization)

Konwergencja infrastruktury

Przetwarzanie

Pamięć

Sieć

Przetwarzanie

Zarządzanie

Sieci

Pamięć


Ewolucja metod przetwarzania

• Architektura warstwowa

• Otwarte interfejsy

• Architektura

wertykalna

• Rozwiązania

zamknięte i

specyficzne dla

dostawców


Co dalej? … NFV? (Network Functions Virtualisation)

Podejście klasyczne

BRAS

Firewall

DPI

CDN

Tester/QoEmonitor

WANAcceleration

MessageRouter

Radio NetworkController

CarrierGrade NAT

Session BorderController

PE Router

SGSN/GGSN

Niezależni dostawcyoprogramowania

Skoordynowana automatyczna i zdalna instalacja

Generyczne wysokowydajne przełączniki Ethernet

Generyczne wysokowydajne serwery

Generyczna pamięć o dużej pojemności

hiperwizory

Podejście NFV - ETSIUTE 2016- Marek Średniawa

Co to jest NFV?

Network Functions Virtualization (NFV): koncepcja architektury sieciowej wykorzystująca wirtualizację

technik informatycznych służącą wirtualizacji całych kategorii funkcji węzłów sieci jako komponentów, które mogą być łączone lub wiązane ze sobą w celu tworzenia usług

Nowy paradygmat zakładający, że funkcje sieciowe: Są realizowane przez oprogramowanie

Mogą działać na współdzielonych serwerach

Mogą być przenoszone na życzenie

Nie wymagają specjalnych rozwiązań sprzętowych

ETSI Industry Specification Group odpowiedzialna za normalizację

SDN – źródło idei NFV

NFV i SDN komplementarne


Sposób na uelastycznienie i uproszczenie struktury sieci

przez uniezależnienie od ograniczeń sprzętowych

v

Funkcje sieciowe realizowane przez oprogramowanie

na znormalizowanym sprzęcie

Wiele ról realizowanych na tym samym sprzęcie

Orkiestracja, automatyzacja i

zdalna instalacja

DPIBRAS

GGSN/

SGSN

Firewall

CG-NAT

PE Router

Wirtualne

urządzenia

Znormalizowane

serwery o wysokiej

wydajności

Model z wirtualizacją funkcji sieciowych: Urządzenia wirtualne

v

Funkcje sieciowe realizowane przez specyficzny

sprzęt i oprogramowanie

Jeden fizyczny węzeł przypisany do roli

DPI

BRASGGSN/SGSN

Session Border

ControllerFirewall CG-NAT

PE Router

Tradycyjny model sieci: Urządzenia fizyczne

Koncepcja NFV

Źródło: D. Lopez Telefonica I+D, NFV UTE 2016- Marek Średniawa

ETSI – Architektura NFV (2012)


Komponenty NFV

Network Function (NF) Składnik funkcjonalny o precyzyjnie zdefiniowanych interfejsach

i działaniu

Virtualized Network Function (VNF) Programowa implementacja NF, która może zostać

udostępniona w zwirtualizowanej infrastrukturze

VNF Set Połączenie między VNF, np. brama abonencka

VNF Forwarding Graph Powiązanie usług w sytuacji gdy kolejność połączeń sieciowych

jest istotna, np. firewall, sterowanie równoważeniem obciążeń, NAT

NFV Infrastructure (NFVI) Sprzęt i oprogramowanie niezbędny do udostępnienia,

zarządzania i realizacji VNF uwzględniający przetwarzanie, komunikację sieciową i pamięć


Wirtualizowane funkcje w sieciach mobilnych

Centrale – MSC , Open vSwitch Routery Home Location Register (HLR) Serving GPRS Support Node (SGSN), Gateway GPRS Support Node (GGSN), Combined GPRS Support Node (CGSN), Radio Network Controller (RNC), Serving Gateway (SGW), Packet Data Network Gateway (PGW), Residential Gateway (RGW), Broadband Remote Access Server (BRAS), Carrier Grade Network Address Translator (CGNAT), Deep Packet Inspection (DPI), Provider Edge (PE) Router, Mobility Management Entity (MME), Element Management System (EMS)


ETSI NFV ISG PoC Forum (Proof of Concept)

Virtual Broadband Remote Access Server (BRAS) – British Telecom

Virtual IP Multimedia System (IMS) - Deutsche Telekom

Virtual Evolved Packet Core (vEPC) - Orange Silicon Valley

Carrier-Grade Network Address Translator (CGNAT) DeepPacket Inspection (DPI), Home Gateway - Telefonica

Perimeta Session Border Controller (SBC) - Metaswitch

Deep packet inspection - Procera

CC z wykorzystaniem np. OpenStack


Sieci programowane – software networks

Generyczne funkcje sieciowe zaimplementowane jako moduły oprogramowania wykonywane przez maszyny wirtualne:

np. vEPC, vVPN, vNAT, vIMS, …

Funkcjonalność oprogramowania pośredniczącego:interpretacja wymagań usług i ich odwzorowanie na parametry wykonawcze służące do dynamicznej konfiguracji wykonywanych programów binarnych

Zarządzanie i koordynacja zasobów pomiędzy wieloma usługami: procesory, pamięć, sieć

Zapewnienie SLA


Realizacja IMS z wykorzystaniem NFV


Motywacja użycia koncepcji NFV do IMS Cloud Computing jako czynnik sprawczy

dla NFV Zasada „pay-per-use” dla usług w chmurze

Elastyczność i skalowalność przydziału zasobów na żądanie zgodnie z potrzebami

IMS – znaczna zmienność poziomu ruchu i potrzeba zapewnienia nadmiaru mocy przetwarzania dla szczytów ruchu

Elastyczność funkcji zarządzania siecią i usługami

Optymalizacja wykorzystania zasobów

Opłaty za wykorzystywaną infrastrukturę sieciową proporcjonalne do wykorzystania


vIMS z wykorzystaniem NFV Niezbędne różne mechanizmy

równoważenia obciążeń (LB) DNS między:

UE i P-CSCF

P-CSCF i I-CSCF

SLF między: I-CSCF i HSS

S-CSCF i HSS

Zestaw funkcji usługowych między: I-CSCF i S-CSCF

Konieczność aktualizacji modułów równoważenia obciążeń – LB (LoadBalancers) przez Orkiestrator przy każdym wytworzeniu/usunięciu komponentu sieciowego Niezbędne API do dynamicznej

zmiany topologii


Realizacja IMS w modelu NFV – Wariant 1 IMSLocator:

przypisuje abonenta do konkretnej instancji IMS VM podczas rejestracji i lokalizuje IMS VM w fazie odkrywania

Eksponuje interfejsy Gm i Mw

Pula IMS VM: Zarządzana przez Orkiestrator, który decyduje o utworzeniu kolejnych

wystąpień IMS VM

SharedDB: Wspólna baza danych współdzielona przez różne wystąpienia IMS VM Przechowuje informacje o abonentach


Implementacja IMS w chmurze:Projekt Clearwater


http://www.projectclearwater.org/

Podsumowanie


Zagrożenia dla operatorów ze strony Internetu

Mnogość dostępnych usług i aplikacji i otwartość na nowe

VoIP, wymiana wiadomości natychmiastowych, obecność, komunikacja głosowa i wideokomunikacja

– np. Skype i inne komunikatory

Usługi P2P

wykorzystanie protokołu SIP i innych protokołów

Operator zredukowany do roli dostawcy infrastruktury transportowej dla strumieni bitowych

również w przypadku sieci 3G – UMTS

Problem ROI dla sieci dostępu radiowego


Czego nas nauczył Internet

Internet umożliwia realizację usług multimedialnych i triple play już dziś!

Jakość wynikająca z techniki best effort spełnia wymagania 80-90% wszystkich usług

Otwartość sprzyjająca innowacjom

Funkcjonalność, taniość (bezpłatny dostęp) i łatwość posługiwania się kreuje masowe aplikacje („killer applications”)


Wdrażanie usług IMS

Kto wdraża IMS?

IMS atrakcyjny dla operatorów i usługodawców w sieciach stacjonarnych i mobilnych

Ponad 200 operatorów prowadzi próby lub jest na początkowym etapie wdrażania

Przykłady:

BT - 21st Century Network – IMS i infrastruktura SIP

Telecom Italia Mobile - usługa współdzielenia wideo

BellSouth - infrastruktura SIP

KPN

TeliaSonera

Telekomunikacja – mapa myśli


Ewolucja ku NGN/4G

201120102009200820072006200520042003200220012000

R99 R4 R5 R6 R7 R8 R9 R10

Szybki dostęp

Sieć szkieletowa IP

Usługikonwergentne

UM

TS

HSP

AD

L

HSP

AU

L

LTE

LTE

Ad

v

HSP

A+

EPC

Co

mm

on

IMS

IMS

MM

Tel

UTE 2016- Marek Średniawa IM&

P

Evolved Packet Core (EPC)

Wielodostępowa sieć szkieletowa oparta na IP, wspólna dla sieci dost. zaufanych 3GPP:

LTE-E-UTRAN, UMTS-UTRAN, GPRS-GERAN

zaufanych nie-3GPP: WIMAX, CDMA2000/HRPD

niezaufanych: WLAN

Funkcje EPC Zapewnienie połączenia z domenami

usługowymi IP IMS Internet i inne (np. P2P)

NAS i bezpieczeństwo (AAA) Mobilność i zarządzanie połączeniami Sterowanie politykami QoS i taryfikacją (PCC)

IMS Internet

Dostęp

3GPP

Dostęp

nie-3GPP

EPC

Zaufany Zaufany /

niezaufany



IMS – eksplozja normalizacji

IETF SIP - 950 stron !

Tylko jedna z norm 3GPP – 715 stron !

Digital cellular telecommunications system (Phase 2+); Universal Mobile Telecommunications System (UMTS); Signalling flows for the IP multimedia call control based on Session Initiation Protocol (SIP) and Session Description Protocol (SDP); Stage 33GPP TS 24.228 version 5.14.0 Release 5

Grupa ETSI TISPAN zajmująca się adaptacją IMS do dostępu stacjonarnego wytworzyła ponad 2000 dokumentów roboczych w 2005 roku !

Patologia !?


„Telekomunikacja 2.0” - eksplozja normalizacji

Same normy RFC bez wersji roboczych (I-D) !

Kurczenie się obszaru kontroli operatorówAPI dla IMS i EPC – ostatni „szaniec”

Sieci w pełni IP jako droga do aplikacji OTT

Brama usługowa - otwarte API: RCS , IMS, EPC


Dodatek – wyjaśnienie skrótów


Skróty

AN – Access Network

AuC – AUthentication Centre

BICC – Bearer Independent Call Control

BG – Border Gateway

BGCF – Breakout Gateway Control Function

BSC – Base Station Controller

BSS – Base Station System

BTS – Base Transceiver Station

CN – Core Network

CS – Circuit Switched

CSCF – Call Session Control Function

EIR – Equipment Identity Register

GGSN – Gateway GPRS Support Network

GMSC – Gateway Mobile Switching Centre

HLR – Home Location Register

IM – Internet protocol Multimedia

IWF – InterWorking Function


Skróty

LA – Location Area

ME – Mobile Equipment

MEGACO

MGCF – Media Gateway Control Function

MGW – Media GateWay

MRFC – Multimedia Resource Function Controller

MRFP – Multimedia Resource Function Processor

MS – Mobile Station

MSC – Mobile Switching Centre

MTP – Message Transfer Part

PLMN – Public Land Mobile Network

PSTN – Public Switched Telephone Network

PS – Packet Switched

RA – Routing Area

RNC – Radio Network Controller

RNS – Radio Network System


Skróty

SCCP – Signalling Connection Control Part

SCTP – Stream Control Transmission Protocol

SGSN – Serving GPRS Support Network

SGW – Signalling GateWay

SLF – Subscription Locator Function

SS7 – Signalling System number 7

UE – User Equipment

USIM – User Subscriber Identity

VLR – Visitor Location Register

architektura usługowa ims - instytut telekomunikacjimareks/ute/ims.pdfute 2016-marek Średniawaims...

Documents