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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) • [email protected]
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
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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
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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
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Repaso de SIP (2)
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ESTABLECIMIENTO DE LA SESIÓN
MODIFICACIÓN DE LA SESIÓN
TERMINACIÓN DE LA SESIÓN
Identidades SIP y registro
• Identidades SIP: ₋ SIP URI
• sip: [email protected] ₋ TEL URI
• tel: +34777777777
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REGISTRO
LLAMADA ENTRANTE
La red SIP: el trapezoide
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Ejemplo de flujo de llamada en SIP
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De una red SIP a IMS
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• 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
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IP
sip: [email protected] sip: [email protected]
server 2 server 1
P-CSCF P-CSCF
MGCF
IM-MGW
PSTN
S-CSCF
S-CSCF
HSS AS
I-CSCF
IMS como red independiente del acceso
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PS Domain
Application
Servers
IMS CN
IP
DSL access WLAN
SCPs
CS
SBC
SBC
Elementos de la red IMS: S-CSCF
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• 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
BGCF
HSS AS MRF
UE
S-CSCF CS
MGCF
IM-MG
Elementos de la red IMS: I-CSCF
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• 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
BGCF
HSS AS MRF
UE
S-CSCF CS
MGCF
IM-MG
Elementos de la red IMS: P-CSCF
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• 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
BGCF
HSS AS MRF
UE
S-CSCF CS
MGCF
IM-MG
PCRF
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• 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
BGCF
HSS AS MRF
UE
S-CSCF CS
MGCF
IM-MG PCRF
Elementos de la red IMS: HSS
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• 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
BGCF
HSS AS MRF
UE
S-CSCF CS
MGCF
IM-MG
Elementos de la red IMS: AS
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• 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
BGCF
HSS AS MRF
UE
S-CSCF CS
MGCF
IM-MG
Elementos de la red IMS: MRF
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• 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
BGCF
HSS AS MRF
UE
S-CSCF CS
MGCF
IM-MG
Elementos de la red IMS: MGCF
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• 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
BGCF
HSS AS MRF
UE
S-CSCF CS
MGCF
IM-MG
Elementos de la red IMS: BGCF
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• 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
BGCF
HSS AS MRF
UE
S-CSCF CS
MGCF
IM-MG
Servicios en una red IMS
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• 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
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• 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
RCS
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• 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
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Aplicaciones “endpoint”
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• 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
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• 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
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• 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
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• 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 [email protected]