Подсистема IP-мультимедиа - IP Multimedia Subsystem

В Подсистема IP-мультимедиа или же Подсистема IP-мультимедийной базовой сети (IMS) является архитектурный каркас для доставки IP мультимедиа Сервисы. Исторически мобильные телефоны предоставляли услуги голосового вызова через с коммутацией каналов сеть в стиле, а не строго по IP с коммутацией пакетов сеть. Альтернативные способы доставки голоса (VoIP ) или другие мультимедийные услуги стали доступны на смартфонах, но они не стали стандартизованными в отрасли.[нужна цитата ] IMS - это архитектурная структура, обеспечивающая такую ​​стандартизацию.

Первоначально IMS была разработана беспроводной стандарты тело Партнерский проект третьего поколения (3GPP), как часть видения развития мобильных сетей за пределами GSM. Его первоначальная формулировка (3GPP Rel-5) представляла подход к предоставлению интернет-услуг по GPRS. Это видение было позже обновлено 3GPP, 3GPP2 и ETSI ТИСПАН требуя поддержки сетей, отличных от GPRS, Такие как Беспроводная сеть, CDMA2000 и фиксированные линии.

IMS использует IETF протоколы везде, где это возможно, например, Протокол инициирования сеанса (ГЛОТОК). Согласно 3GPP, IMS не предназначена для стандартизации приложений, а, скорее, для облегчения доступа к мультимедийным и голосовым приложениям с беспроводных и проводных терминалов, то есть для создания формы конвергенция фиксированной и мобильной связи (FMC).[1] Это достигается за счет наличия горизонтального уровня управления, который изолирует сеть доступа от уровень обслуживания. С точки зрения логической архитектуры сервисы не обязательно должны иметь свои собственные функции управления, поскольку уровень управления является общим горизонтальным уровнем. Однако при реализации это не обязательно приводит к снижению стоимости и сложности.

Альтернативные и перекрывающиеся технологии для доступа и предоставления услуг в проводных и беспроводных сетях включают комбинации Общая сеть доступа, софтсвитчи и «голый» SIP.

Поскольку становится все проще получить доступ к контенту и контактам с использованием механизмов, не зависящих от традиционных операторов беспроводной / фиксированной связи, интерес к IMS ставится под сомнение.[2]

Примеры глобальных стандартов, основанных на IMS: MMTel который является основой для передачи голоса по LTE (VoLTE ), Звонки по Wi-Fi (VoWIFI) и Богатые коммуникационные услуги (RCS), также известный как joyn или Advanced Messaging.

История

  • IMS, определенная отраслевым форумом под названием 3G.IP, образованным в 1999 году. 3G.IP разработал первоначальную архитектуру IMS, которая была передана в проект партнерства третьего поколения (3GPP ), как часть их работы по стандартизации для 3G системы мобильной связи в UMTS сети. Впервые он появился в версии 5 (эволюция от сетей 2G к сетям 3G ), при добавлении мультимедиа на основе SIP. Поддержка пожилых GSM и GPRS сети также были предоставлены.[3]
  • 3GPP2 (организация, отличная от 3GPP) основали свой мультимедийный домен CDMA2000 (MMD) на 3GPP IMS, добавив поддержку CDMA2000.
  • В версии 6 3GPP добавлено взаимодействие с WLAN, взаимодействие между IMS с использованием различных сетей IP-соединения, идентификаторы групп маршрутизации, множественная регистрация и разветвление, присутствие, распознавание речи и услуги с поддержкой речи (Нажми чтобы говорить ).
  • В версии 7 3GPP добавлена ​​поддержка фиксированный сетей, работая вместе с ТИСПАН выпуск R1.1, функция AGCF (функция управления шлюзом доступа) и PES (PSTN услуги эмуляции) вводятся в проводную сеть ради наследования услуг, которые могут быть предоставлены в сети PSTN. AGCF работает как мост, соединяющий сети IMS и сети Megaco / H.248. Сети Megaco / H.248 предлагают возможность подключения терминалов старых унаследованных сетей к сетям нового поколения, основанным на IP-сетях. AGCF действует как пользовательский агент SIP по отношению к IMS и выполняет роль P-CSCF. Функциональность агента пользователя SIP включена в AGCF, но не на устройстве клиента, а в самой сети. Также добавлена ​​непрерывность голосовых вызовов между коммутацией каналов и доменом коммутации пакетов (VCC ), фиксированное широкополосное соединение с IMS, взаимодействие с сетями, не относящимися к IMS, управление политикой и оплатой (PCC ), экстренные сеансы.
  • В 3GPP версии 8 добавлена ​​поддержка LTE / SAE, непрерывность мультимедийных сеансов, расширенные сеансы экстренной помощи и централизованные услуги IMS.
  • В версии 9 3GPP добавлена ​​поддержка экстренных вызовов IMS. GPRS и EPS, улучшения мультимедийная телефония, IMS медиаплан безопасность, повышение централизации и непрерывности услуг.
  • В версии 10 3GPP добавлена ​​поддержка передачи между устройствами, улучшена непрерывность единого голосового радиовызова (SRVCC), улучшены сеансы экстренной помощи IMS.
  • Добавлен выпуск 11 3GPP USSD услуги моделирования, предоставляемая сетью информация о местоположении для IMS, SMS отправка и доставка без MSISDN в IMS и контроль перегрузки.

Некоторые операторы выступали против IMS, потому что она считалась сложной и дорогой. В ответ в 2010 году была определена и стандартизирована урезанная версия IMS - достаточного количества IMS для поддержки голоса и SMS по сети LTE. Голос через LTE (VoLTE).[4]


Архитектура

Обзор архитектуры 3GPP / TISPAN IMS
Обзор архитектуры 3GPP / TISPAN IMS - HSS на уровне IMS (по стандарту)

Каждая из функций на схеме объяснена ниже.

Подсистема базовой сети IP-мультимедиа представляет собой набор различных функций, связанных стандартизованными интерфейсами, которые сгруппированы в одну административную сеть IMS.[5] Функция не является узлом (аппаратным блоком): разработчик может объединить две функции в одном узле или разделить одну функцию на два или более узлов. Каждый узел также может присутствовать несколько раз в одной сети для определения размеров, балансировки нагрузки или организационных вопросов.

Сеть доступа

Пользователь может подключиться к IMS различными способами, большинство из которых использует стандартный IP-адрес. Терминалы IMS (например, мобильные телефоны, персональные цифровые помощники (КПК) и компьютеры) могут зарегистрироваться непосредственно в IMS, даже если они блуждая в другой сети или стране (посещаемая сеть). Единственное требование - они могут использовать IP и запускать пользовательские агенты SIP. Фиксированный доступ (например., цифровая абонентская линия (DSL), кабельные модемы, Ethernet ), мобильный доступ (например, W-CDMA, CDMA2000, GSM, GPRS ) и беспроводной доступ (например, WLAN, WiMAX ) все поддерживаются. Другие телефонные системы, например старая добрая телефонная служба (POTS - старые аналоговые телефоны), H.323 и несовместимые с IMS системы, поддерживаются через шлюзы.

Базовая сеть

HSS - Сервер домашнего абонента:
В домашний абонентский сервер (HSS) или функция сервера профиля пользователя (UPSF) - это основная база данных пользователей, которая поддерживает сетевые объекты IMS, которые фактически обрабатывают звонки. Он содержит информацию, относящуюся к подписке (подписчик профили ), выполняет аутентификация и разрешение пользователя, и может предоставить информацию о местонахождении абонента и информацию об IP. Это похоже на GSM реестр домашнего местоположения (HLR) и Центр аутентификации (AuC).

А функция определения местоположения абонента (SLF) необходим для сопоставления адресов пользователей при использовании нескольких HSS.

Идентификационные данные пользователей:
С IMS могут быть связаны различные идентификаторы: частный идентификатор мультимедиа IP (IMPI), общедоступный идентификатор мультимедиа IP (IMPU), глобально маршрутизируемый URI пользовательского агента (GRUU), общедоступный идентификатор пользователя с подстановочными символами. И IMPI, и IMPU не являются телефонными номерами или другими сериями цифр, а являются единый идентификатор ресурса (URI), которые могут быть цифрами (Tel URI, например тел: + 1-555-123-4567 ) или буквенно-цифровых идентификаторов (SIP URI, например sip: [email protected] " ).

IP Multimedia Private Identity:
В IP Multimedia Private Identity (IMPI) - это уникальный постоянно назначенный глобальный идентификатор, присвоенный оператором домашней сети, он имеет форму идентификатора доступа к сети (NAI), то есть user.name@domain, и используется, например, для регистрации, авторизации, администрирования, и бухгалтерские цели. У каждого пользователя IMS должен быть один IMPI.

Публичная идентификация IP-мультимедиа:
В Публичная идентификация IP Multimedia (IMPU) используется любым пользователем для запроса сообщений другим пользователям (например, это может быть включено в визитная карточка ). Также известен как Адрес записи (AOR). Для одного IMPI может быть несколько IMPU. IMPU также может использоваться совместно с другим телефоном, так что оба могут быть доступны с одним и тем же идентификатором (например, один номер телефона для всей семьи).

URI глобально маршрутизируемого пользовательского агента:
URI глобально маршрутизируемого пользовательского агента (ГРУУ) - это идентификатор, который идентифицирует уникальную комбинацию IMPU и UE пример. Есть два типа ГРУУ: Публичное ГРУ (П-ГРУУ) и Временное ГРУ (Т-ГРУУ).

  • P-GRUU раскрывают IMPU и живут очень долго.
  • T-GRUU не раскрывают IMPU и действительны до тех пор, пока контакт не будет явно отменен или текущая регистрация не истечет

Идентификация общедоступного пользователя с подстановочными знаками:
А общедоступная идентификация пользователя с подстановочными знаками выражает набор IMPU, сгруппированных вместе.

База данных абонентов HSS содержит IMPU, IMPI, IMSI, MSISDN, профили обслуживания абонентов, триггеры обслуживания и другую информацию.

Функция управления сеансом вызова (CSCF)

Несколько ролей SIP-серверов или прокси-серверов, вместе называемых функцией управления сеансом вызова (CSCF), используются для обработки пакетов сигнализации SIP в IMS.

  • А Прокси-CSCF (P-CSCF) - это SIP прокси это первая точка контакта для терминала IMS. Он может быть расположен либо в гостевой сети (в полных сетях IMS), либо в домашней сети (когда посещаемая сеть еще не соответствует требованиям IMS). Некоторые сети могут использовать Пограничный контроллер сеанса (SBC) для этой функции. P-CSCF по своей сути является специализированным SBC для Пользовательско-сетевой интерфейс который защищает не только сеть, но и терминал IMS. Использование дополнительного SBC между терминалом IMS и P-CSCF не является необходимым и невозможным из-за шифрования сигнализации на этом участке. Терминал обнаруживает свой P-CSCF с помощью DHCP, или он может быть настроен (например, во время начальной инициализации или через объект управления IMS 3GPP (MO)) или в ISIM или назначен в Контекст PDP (в Общие услуги пакетной радиосвязи (GPRS)).
    • Он назначается терминалу IMS перед регистрацией и не изменяется в течение всего периода регистрации.
    • Он находится на пути всей сигнализации и может проверять каждый сигнал; терминал IMS должен игнорировать любую другую незашифрованную сигнализацию.
    • Он обеспечивает аутентификацию подписчика и может устанавливать IPsec или же TLS ассоциация безопасности с терминалом IMS. Это предотвращает спуфинговые атаки и повторные атаки и защищает конфиденциальность подписчика.
    • Он проверяет сигнализацию и гарантирует, что терминалы IMS не ведут себя неправильно (например, изменяют обычные маршруты сигнализации, не подчиняются политике маршрутизации домашней сети).
    • Он может сжимать и распаковывать сообщения SIP, используя SigComp, что сокращает время приема-передачи по медленным радиоканалам.
    • Он может включать функцию принятия решения о политике (PDF), которая авторизует ресурсы медиаплоскости, например, качество обслуживания (QoS) в медиаплоскости. Он используется для контроля политик, управления полосой пропускания и т. Д. PDF также может быть отдельной функцией.
    • Он также генерирует записи о зарядке.
  • An Допрос-CSCF (I-CSCF) - еще одна функция SIP, расположенная на границе административного домена. Его IP-адрес опубликован в система доменных имен (DNS) домена (используя НАПТР и SRV типа записей DNS), чтобы удаленные серверы могли его найти и использовать в качестве точки пересылки (например, для регистрации) для SIP-пакетов в этот домен.
    • он запрашивает HSS, чтобы получить адрес S-CSCF и назначить его пользователю, выполняющему регистрацию SIP
    • он также пересылает SIP-запрос или ответ на S-CSCF
    • До версии 6 его также можно было использовать для сокрытия внутренней сети от внешнего мира (шифрование частей сообщения SIP), и в этом случае он называется Топология, скрывающая межсетевой шлюз (БЕДРО). Начиная с версии 7 и далее эта функция «точки входа» удалена из I-CSCF и теперь является частью Функция пограничного контроля межсоединений (IBCF). IBCF используется в качестве шлюза во внешние сети и обеспечивает NAT и брандмауэр функции (прокол ). IBCF - это пограничный контроллер сеанса специализируется на межсетевой интерфейс (NNI).
  • А Обслуживание-CSCF (S-CSCF) является центральным узлом плоскости сигнализации. Это SIP-сервер, но он также выполняет управление сеансом. Он всегда находится в домашней сети. Он использует интерфейсы Diameter Cx и Dx для HSS для загрузки профилей пользователей и выгрузки ассоциаций пользователя с S-CSCF (профиль пользователя кэшируется только локально для обработки и не изменяется). Вся необходимая информация профиля абонента загружается из HSS.
    • он обрабатывает регистрации SIP, что позволяет ему привязать местоположение пользователя (например, айпи адрес терминала) и SIP-адрес
    • он находится на пути всех сигнальных сообщений локально зарегистрированных пользователей и может проверять каждое сообщение
    • он решает, на какой сервер приложений будет перенаправлено сообщение SIP, чтобы предоставлять свои услуги.
    • он предоставляет услуги маршрутизации, обычно используя Электронная нумерация (ENUM) поиск
    • он применяет политику оператора сети
    • в сети может быть несколько S-CSCF для распределение нагрузки и высокая доступность причины. Это HSS назначает S-CSCF пользователю, когда его запрашивает I-CSCF. Для этой цели существует несколько вариантов, включая обязательные / необязательные возможности для согласования между абонентами и S-CSCF.

Серверы приложений

Смотрите также: Сетевые услуги нового поколения

ГЛОТОК Серверы приложений (AS) разместить и выполнить Сервисы и взаимодействовать с S-CSCF с помощью SIP. Примером сервера приложений, который разрабатывается в 3GPP, является Непрерывность голосового вызова Функция (VCC Server). В зависимости от фактического сервиса AS может работать в режиме прокси SIP, SIP UA (пользовательский агент ) или SIP B2BUA режим. AS может располагаться как в домашней сети, так и во внешней сторонней сети. Если он расположен в домашней сети, он может запрашивать HSS с интерфейсами Diameter Sh или Si (для SIP-AS).

  • SIP AS: размещение и выполнение специальных служб IMS
  • Функция переключения мультимедийных IP-служб (IM-SSF): связывает SIP с КОЛПАЧОК общаться с CAMEL Серверы приложений
  • OSA сервер возможностей обслуживания (OSA SCS): связывает SIP с платформой OSA;
Функциональная модель

AS-ILCM (Сервер приложений - Модель управления входящей веткой) и AS-OLCM (Сервер приложений - Модель управления исходящей веткой) хранят состояние транзакции и могут дополнительно сохранять состояние сеанса в зависимости от конкретной выполняемой службы. AS-ILCM взаимодействует с S-CSCF (ILCM) для входящего участка, а AS-OLCM взаимодействует с S-CSCF (OLCM) для исходящего участка. Логика приложения предоставляет услуги и взаимодействует между AS- ILCM и AS-OLCM.

Идентичность государственной службы

Идентификаторы публичных услуг (PSI) - это идентификаторы, которые идентифицируют услуги, размещенные на серверах приложений. В качестве идентификатора пользователя PSI принимает форму SIP или Tel URI. PSI хранятся в HSS либо как отдельный PSI, либо как PSI с подстановочными символами:

  • отдельный PSI содержит PSI, который используется в маршрутизации
  • PSI с подстановочными символами представляет собой набор PSI.

Медиа-серверы

В Функция медиаресурсов (MRF) предоставляет функции, связанные с медиа, такие как манипуляции со СМИ (например, микширование голосового потока) и воспроизведение тонов и объявлений.

Каждый MRF делится на контроллер функций медиаресурсов (MRFC) и процессор функций медиаресурсов (MRFP).

  • MRFC - это узел плоскости сигнализации, который интерпретирует информацию, поступающую от AS и S-CSCF, для управления MRFP.
  • MRFP - это узел медиаплоскости, используемый для смешивания, источника или обработки медиапотоков. Он также может управлять правами доступа к общим ресурсам.

В Брокер медиаресурсов (MRB) - это функциональный объект, который отвечает как за сбор соответствующей опубликованной информации MRF, так и за предоставление соответствующей информации MRF потребляющим объектам, таким как AS. MRB можно использовать в двух режимах:

  • Режим запроса: AS запрашивает MRB для мультимедиа и устанавливает вызов, используя ответ MRB.
  • Встроенный режим: AS отправляет сообщение SIP INVITE в MRB. MRB устанавливает вызов

Шлюз прорыва

А Функция управления шлюзом Breakout (BGCF) - это прокси-сервер SIP, который обрабатывает запросы на маршрутизацию от S-CSCF, когда S-CSCF определяет, что сеанс не может быть маршрутизирован с использованием DNS или ENUM / DNS. Он включает в себя функцию маршрутизации на основе телефонных номеров.

Шлюзы PSTN

Шлюз PSTN / CS взаимодействует с PSTN цепь переключена (CS) сети. Для сигнализации сети CS используют Часть пользователя ISDN (ISUP) (или BICC ) над Часть передачи сообщений (MTP), а IMS использует SIP поверх IP. Для СМИ сети CS используют Импульсно-кодовая модуляция (PCM), а IMS использует Транспортный протокол в реальном времени (RTP).

  • Шлюз сигнализации (SGW) взаимодействует с плоскостью сигнализации CS. Он преобразует протоколы нижнего уровня как Протокол передачи управления потоком (SCTP, протокол IP) в Часть передачи сообщений (MTP, a Система сигнализации 7 (SS7) протокол), чтобы пройти Часть пользователя ISDN (ISUP) из MGCF в сеть CS.
  • А функция контроллера медиашлюза (MGCF) - это оконечная точка SIP, которая выполняет преобразование протокола управления вызовами между SIP и ISUP / BICC и взаимодействует с SGW через SCTP. Он также контролирует ресурсы в Медиа-шлюз (MGW) через H.248 интерфейс.
  • А медиа-шлюз (MGW) взаимодействует с медиа-плоскостью сети CS путем преобразования между RTP и PCM. Он также может перекодировать, когда кодеки не совпадают (например, IMS может использовать AMR, PSTN может использовать G.711 ).

Медиа ресурсы

Медиа-ресурсы - это те компоненты, которые работают на медиаплоскости и находятся под контролем основных функций IMS. Конкретно, Медиа-сервер (MS) и Медиа-шлюз (MGW)

Подключение к NGN

Есть два типа сети нового поколения соединение:

  • Сервисно-ориентированное соединение (SoIx ): Физическое и логическое связывание доменов СПП, которое позволяет операторам и поставщикам услуг предлагать услуги через платформы СПП (т. Е. IMS и PES) с контролем, сигнализацией (т. Е. На основе сеанса), что обеспечивает определенные уровни взаимодействия. Например, это случай голосовых и / или мультимедийных услуг операторского уровня через IP-соединение. «Определенные уровни взаимодействия» зависят от услуги, QoS, безопасности и т. Д.
  • Взаимосвязь, ориентированная на подключение (CoIx ): Физическое и логическое соединение операторов связи и поставщиков услуг на основе простого IP-соединения независимо от уровней взаимодействия. Например, IP-соединение этого типа не учитывает конкретную сквозную услугу, и, как следствие, производительность сети, специфическая для услуги, требования QoS и безопасности не обязательно гарантируются. Это определение не исключает, что некоторые сервисы могут обеспечивать определенный уровень взаимодействия. Однако только SoIx полностью удовлетворяет требованиям совместимости NGN.

Режим присоединения к СПП может быть прямым или косвенным. Прямое соединение - это соединение между двумя сетевыми доменами без какого-либо промежуточного сетевого домена. Косвенное соединение на одном уровне относится к соединению между двумя сетевыми доменами с одним или несколькими промежуточными сетевыми доменами, действующими как транзитные сети. Промежуточный сетевой домен (-ы) обеспечивает транзитную функциональность к двум другим сетевым доменам. Для переноски могут использоваться различные режимы соединения. уровень обслуживания сигнализация и медиа-трафик.

Зарядка

Автономная оплата применяется к пользователям, которые платят за свои услуги периодически (например, в конце месяца). Онлайн-зарядка, также известная как начисление на основе кредита, используется для предоплата услуги или кредитный контроль постоплатных услуг в режиме реального времени. Оба могут применяться к одному сеансу.

Адреса функций зарядки являются адресами, распределенными по каждому объекту IMS, и обеспечивают общее местоположение для каждого объекта для отправки информации о начислении платы. функция зарядки данных (CDF) адреса используются для офлайн-биллинга и Функция онлайн-зарядки (OCF) для онлайн-биллинга.

  • Автономная оплата: все сетевые объекты SIP (P-CSCF, I-CSCF, S-CSCF, BGCF, MRFC, MGCF, AS), участвующие в сеансе, используют Диаметр Интерфейс RF для отправки учетной информации в CDF, расположенный в том же домене. CDF соберет всю эту информацию и создаст запись о звонках (CDR), который отправляется в биллинговую систему (BS) домена.
    Каждая сессия несет в себе Идентификатор начисления IMS (ICID) в качестве уникального идентификатора, генерируемого первым объектом IMS, вовлеченного в транзакцию SIP, и используемого для корреляции с CDR. Межоператорский идентификатор (IOI) - это глобальный уникальный идентификатор, совместно используемый отправляющей и принимающей сетями. У каждого домена своя сеть зарядки. Биллинговые системы в разных доменах также будут обмениваться информацией, так что блуждая может взиматься плата.
  • Онлайн-зарядка: S-CSCF разговаривает с Функция шлюза IMS (IMS-GWF), который выглядит как обычный сервер приложений SIP. IMS-GWF может сигнализировать S-CSCF о завершении сеанса, когда у пользователя заканчиваются кредиты во время сеанса. AS и MRFC используют Диаметр Ro-интерфейс к OCF.
    • Когда начисление немедленного события (IEC), некоторое количество кредитных единиц сразу же списывается со счета пользователя ECF, и MRFC или AS затем уполномочены предоставлять услугу. Услуга не авторизуется, если доступно недостаточно кредитных единиц.
    • Когда тарификация по событию с резервированием агрегата (ECUR), ECF (функция начисления платы за событие) сначала резервирует количество кредитных единиц в учетной записи пользователя, а затем авторизует MRFC или AS. После завершения услуги количество потраченных кредитных единиц регистрируется и списывается со счета; затем зарезервированные кредитные единицы очищаются.

Архитектура PES на основе IMS

PES на базе IMS (система эмуляции PSTN) предоставляет услуги IP-сетей аналоговым устройствам. PES на основе IMS позволяет устройствам, не поддерживающим IMS, отображаться в IMS как обычные пользователи SIP. Аналоговый терминал, использующий стандартные аналоговые интерфейсы, может подключаться к PES на базе IMS двумя способами:

  • Через A-MGW (Access Media Gateway), который связан и контролируется AGCF. AGCF размещается в сети операторов и контролирует несколько A-MGW. A-MGW и AGCF общаются, используя H.248.1 (Мегако ) над контрольной точкой P1. Телефон POTS подключается к A-MGW через интерфейс z. Сигнализация преобразуется в H.248 в A-MGW и передается в AGCF. AGCF интерпретирует сигнал H.248 и другие входные данные от A-MGW для форматирования сообщений H.248 в соответствующие сообщения SIP. AGCF представляет себя как P-CSCF для S-CSCF и передает сгенерированные SIP-сообщения в S-CSCF или на границу IP через IBCF (функцию контроля границ межсоединений). Услуга, представленная S-CSCF в сообщениях SIP, запускает PES AS. AGCF также имеет определенную независимую от услуг логику, например, при получении события о снятии трубки от A-MGW, AGCF запрашивает A-MGW для воспроизведения тонального сигнала ответа станции.
  • Через VGW (VoIP-шлюз) или SIP-шлюз / адаптер на территории клиента. Телефоны POTS через шлюз VOIP подключаются к P-CSCF напрямую. Операторы в основном используют пограничные контроллеры сеанса между шлюзами VoIP и P-CSCF для безопасности и скрытия топологии сети. Связь шлюза VoIP с IMS с помощью ГЛОТОК над точкой отсчета Gm. Преобразование службы POTS через интерфейс z в SIP происходит в шлюзе VoIP в помещении клиента. Сигнализация POTS преобразуется в SIP и передается в P-CSCF. VGW действует как пользовательский агент SIP и отображается в P-CSCF как терминал SIP.

Ни A-MGW, ни VGW не знают об услугах. Они только передают сигнализацию управления вызовом на терминал PSTN и от него. Управление сеансом и обработка выполняются компонентами IMS.

Описание интерфейсов

Архитектура TISPAN IMS с интерфейсами
Имя интерфейсаСущности IMSОписаниеПротоколТехническая спецификация
CrMRFC, ASИспользуется MRFC для получения документов (например, сценариев, файлов объявлений и других ресурсов) из AS. Также используется для команд, связанных с управлением мультимедиа.Каналы TCP / SCTP
Сх(I-CSCF, S-CSCF), HSSИспользуется для отправки данных подписчика в S-CSCF; включая критерии фильтрации и их приоритет. Также используется для предоставления адресов CDF и / или OCF.ДиаметрTS29.229, TS29.212
DhAS (SIP AS, OSA, IM-SSF) <-> SLFИспользуется AS для поиска HSS, содержащего информацию профиля пользователя, в среде с несколькими HSS. DH_SLF_QUERY указывает IMPU, а DX_SLF_RESP возвращает имя HSS.Диаметр
Dx(I-CSCF или S-CSCF) <-> SLFИспользуется I-CSCF или S-CSCF для поиска правильного HSS в среде с несколькими HSS. DX_SLF_QUERY указывает IMPU, а DX_SLF_RESP возвращает имя HSS.ДиаметрTS29.229, TS29.212
GmUE, P-CSCFИспользуется для обмена сообщениями между пользовательским оборудованием (UE) SIP или шлюзом Voip и P-CSCFГЛОТОК
ИдтиPDF, GGSNПозволяет операторам управлять QoS в плоскости пользователя и обмениваться информацией о корреляции тарификации между IMS и сетью GPRS.COPS (Rel5), диаметр (Rel6 +)
GqP-CSCF, PDFИспользуется для обмена информацией, связанной с политическими решениями, между P-CSCF и PDFДиаметр
GxPCEF, PCRFИспользуется для обмена информацией, связанной с политическими решениями, между PCEF и PCRFДиаметрTS29.211, TS29.212
ГрPCEF, OCSИспользуется для начисления платы за предъявителя в режиме онлайн. Функционально эквивалентно интерфейсу RoДиаметрTS23.203, TS32.299
ISCS-CSCF <-> КАККонтрольная точка между S-CSCF и AS. Основные функции:
  • Уведомить AS о зарегистрированном IMPU, состоянии регистрации и возможностях UE
  • Предоставьте AS информацию, позволяющую ей выполнять несколько сервисов
  • Передача адресов функции начисления платы
ГЛОТОК
IciIBCFИспользуется для обмена сообщениями между IBCF и другим IBCF, принадлежащим другой сети IMS.ГЛОТОК
ИзиTrGWsИспользуется для пересылки медиапотоков от TrGW к другому TrGW, принадлежащему другой сети IMS.RTP
МаI-CSCF <-> КАКОсновные функции:
  • Пересылать SIP-запросы, предназначенные для идентификации общедоступной службы, размещенной в AS.
  • Начать сеанс от имени пользователя или удостоверения общедоступной службы, если AS не знает о S-CSCF, назначенном этому пользователю, или удостоверению общедоступной службы.
  • Передача адресов функции начисления платы
ГЛОТОК
MgMGCF -> I, S-CSCFСигнализация ISUP для сигнализации SIP и пересылка сигнализации SIP на I-CSCFГЛОТОК
МиS-CSCF -> BGCFИспользуется для обмена сообщениями между S-CSCF и BGCFГЛОТОК
MjBGCF -> MGCFИспользуется для взаимодействия с доменом PSTN / CS, когда BGCF определил, что в той же сети IMS должен произойти прорыв для отправки сообщения SIP от BGCF к MGCF.ГЛОТОК
MkBGCF -> BGCFИспользуется для взаимодействия с доменом PSTN / CS, когда BGCF определил, что соединение должно произойти в другой сети IMS для отправки сообщения SIP от BGCF к BGCF в другой сети.ГЛОТОК
МмI-CSCF, S-CSCF, внешняя IP-сетьИспользуется для обмена сообщениями между IMS и внешними IP-сетямиГЛОТОК
MnMGCF, IM-MGWПозволяет управлять ресурсами пользовательского уровняH.248
MpMRFC, MRFPПозволяет MRFC управлять ресурсами медиа-потока, предоставляемыми MRFP.H.248
Мистер
Мистер'		S-CSCF, MRFC
AS, MRFC		Используется для обмена информацией между S-CSCF и MRFC
Используется для обмена элементами управления сеансом между AS и MRFC		Сервер приложений отправляет сообщение SIP в MRFC для воспроизведения тонального сигнала и объявления. Это SIP-сообщение содержит информацию, достаточную для воспроизведения тонального сигнала и объявления или предоставления информации MRFC, чтобы он мог запрашивать дополнительную информацию у сервера приложений через интерфейс Cr.ГЛОТОК
MwP-CSCF, I-CSCF, S-CSCF, AGCFИспользуется для обмена сообщениями между CSCF. AGCF отображается как P-CSCF для других CSCFГЛОТОК
MxBGCF / CSCF, IBCFИспользуется для взаимодействия с другой сетью IMS, когда BGCF определил, что в другой сети IMS должно произойти соединение, чтобы отправить сообщение SIP от BGCF к IBCF в другой сети.ГЛОТОК
P1AGCF, A-MGWИспользуется AGCF для служб управления вызовами для управления H.248 A-MGW и бытовыми шлюзами.H.248
P2AGCF, CSCFКонтрольная точка между AGCF и CSCF.ГЛОТОК
RcMRB, ASИспользуется AS для запроса назначения медиаресурсов для вызова при использовании встроенного режима MRB или в режиме запроса.SIP, в режиме запроса (не указано)
RfP-CSCF, I-CSCF, S-CSCF, BGCF, MRFC, MGCF, ASИспользуется для обмена информацией о зарядке в автономном режиме с CDFДиаметрTS32.299
RoAS, MRFC, S-CSCFИспользуется для обмена информацией о начислении платы онлайн с OCFДиаметрTS32.299
RxP-CSCF, PCRFИспользуется для обмена информацией о политике и начислении платы между P-CSCF и PCRF

Замена для опорной точки Gq.

ДиаметрTS29.214
ШAS (SIP AS, OSA SCS), HSSИспользуется для обмена информацией профиля пользователя (например, данными, относящимися к пользователю, списками групп, информацией, связанной с пользовательскими услугами, или информацией о местоположении пользователя, или адресами функции начисления платы (используется, когда AS не получил сторонний РЕГИСТР для пользователя)) между AS (SIP AS или OSA SCS) и HSS. Также разрешить AS активировать / деактивировать критерии фильтрации, хранящиеся в HSS, для каждого абонента.Диаметр
SiIM-SSF, HSSТранспортирует информацию о подписке CAMEL, включая триггеры для использования информацией служб приложений на основе CAMEL.КАРТА
SrMRFC, ASИспользуется MRFC для получения документов (скриптов и других ресурсов) из ASHTTP
UtUE и SIP AS (SIP AS, OSA SCS, IM-SSF) PES AS и AGCFОблегчает управление информацией о подписчиках, связанной с услугами и настройкамиHTTP (s), XCAP
zPOTS, аналоговые телефоны и шлюзы VoIPПреобразование услуг POTS в сообщения SIP

Обработка сеанса

Одна из наиболее важных функций IMS, позволяющая запускать приложение SIP динамически и дифференцированно (на основе профиля пользователя), реализована как механизм сигнализации с фильтром и перенаправлением в S-CSCF.

S-CSCF может применять критерии фильтрации для определения необходимости пересылки SIP-запросов в AS. Важно отметить, что услуги для исходящей стороны будут применяться в исходящей сети, в то время как услуги для конечной стороны будут применяться в конечной сети, все в соответствующих S-CSCF.

Критерии начального фильтра

An критерии начального фильтра (iFC) - это XML формат, используемый для описания логики управления. iFC представляют собой подготовленную подписку пользователя на приложение. Они хранятся в HSS как часть профиля подписки IMS и загружаются в S-CSCF при регистрации пользователя (для зарегистрированных пользователей) или по запросу обработки (для услуг, действующих как незарегистрированные пользователи). iFC действительны в течение всего срока регистрации или до изменения профиля пользователя.[6]

IFC состоит из:

  • Приоритет - определяет порядок проверки триггера.
  • Триггерная точка - логические условия, которые проверяются на основе начального диалога, создающего запросы SIP или автономные запросы SIP.
  • URI сервера приложений - указывает сервер приложений, на который будет выполняться перенаправление при совпадении точки срабатывания.

Есть два типа iFC:

  • Общий - при инициализации абоненту присваивается только ссылочный номер (общий номер iFC). Во время регистрации в CSCF отправляется только номер, а не все XML-описание. Полный XML будет предварительно сохранен в CSCF.
  • Без общего доступа - при инициализации все XML-описание iFC назначается подписчику. Во время регистрации все описание XML отправляется в CSCF.

Аспекты безопасности ранних систем IMS и не-3GPP

Предполагается, что безопасность, определенная в TS 33.203, может быть недоступна какое-то время, особенно из-за отсутствия USIM /ISIM интерфейсы и распространенность устройств, поддерживающих IPv4. Для этой ситуации, чтобы обеспечить некоторую защиту от наиболее серьезных угроз, 3GPP определяет некоторые механизмы безопасности, которые неофициально известны как «ранняя безопасность IMS» в TR33.978. Этот механизм основан на аутентификации, выполняемой во время процедур сетевого подключения, которая связывает профиль пользователя и его IP-адрес. Этот механизм также слаб, потому что сигнализация не защищена на пользовательско-сетевой интерфейс.

CableLabs в PacketCable 2.0, которые также приняли архитектуру IMS, но не имеют возможностей USIM / ISIM в своих терминалах, опубликовали дельты к спецификациям 3GPP, где Digest-MD5 является допустимым вариантом аутентификации. Позже, ТИСПАН также предприняли аналогичные усилия, учитывая объем их фиксированных сетей, хотя процедуры отличаются. Чтобы компенсировать отсутствие возможностей IPsec, TLS был добавлен в качестве опции для защиты интерфейса Gm. Более поздние версии 3GPP включали метод Digest-MD5 в сторону платформы Common-IMS, но в своем собственном и снова другом подходе. Хотя все 3 варианта аутентификации Digest-MD5 имеют одинаковые функциональные возможности и одинаковы с точки зрения терминала IMS, реализации интерфейса Cx между S-CSCF и HSS различны.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Услуги группы технической спецификации и системные аспекты (2006 г.), Подсистема IP-мультимедиа (IMS), этап 2, TS 23.228, Партнерский проект третьего поколения
  2. ^ Александр Харроуэлл, штатный писатель (октябрь 2006 г.), Бессмысленная мультимедийная подсистема?, Mobile Communications International, архивировано с оригинал в сентябре 2010 г.
  3. ^ «Описание выпусков 3GPP». 3GPP.
  4. ^ Ян Пул, редактор.«Что такое передача голоса по LTE, VoLTE».
  5. ^ 3GPP, 23,228. «Технические характеристики 3GPP Stage 2».CS1 maint: числовые имена: список авторов (связь)
  6. ^ 3GPP, 29,228. «Технические характеристики 3GPP Stage 2».CS1 maint: числовые имена: список авторов (связь)

дальнейшее чтение

внешняя ссылка