48669524 Capitulo 1 Fundamentos de IMS

ATEL ASESORES C.A IMS Prof. Digenes Marcano

Fundamentos de IMS Captulo 1 Pg. 1

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Captulo 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)

Evolucin 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.

Evolucin del Ambiente de Conmutacin 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

LANLANLANLANbasedbasedbasedbased

IPIPIPIPbasedbasedbasedbased

Muchas Tecnologas Disponibles




IN-NGN-IMS

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

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

IMSIMS: Es un ejemplo de una red NGN, basada en SIP para el control de las sesiones. IMS se defini 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 funcin de conmutacin y que se denomina el SSP (Service SwitchingPoint). De esta forma los servicios no se desarrollan en el Switch, sino ms bien en el SCP. Sin embargo, los despliegues de IN no cumplieron con todas estas pautas, en su lugar se desarrollaron redes monolticas y con muy poca flexibilidad.

El IETF estandariz SIP, mientras que el 3GPP estandariz 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 funcin AAA la puede realizar un nico 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 estn ocurriendo en el sector de las telecomunicaciones Desregulacin, la necesidad de crear nuevos servicios y de manera

flexible, aumento en el trfico va internet NGN est estandarizado por la ITU-T a travs de la serie de

recomendaciones Y.

NGN est relacionada con aspectos tcnicos y econmicos Econmicos: 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, Mensajera Instantnea

Tcnicos: arquitectura flexible para la creacin 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

telecomunicacin y en la que se pueden utilizar mltiples tecnologas de transporte de banda ancha propiciadas por la QoSQoS, y en la que las funciones relacionadas con los servicios son independientes de las tecnologas 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 eleccin. Se soporta movilidad generalizadamovilidad generalizada que permitir la prestacin coherente y ubicua de servicios a los usuarios

Capacidad del usuario u otras entidades mviles de comunicar y acceder a servicios independientemente de los cambios de ubicacin o del entorno tcnico. 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 trmino movilidad incluye la capacidad de telecomunicacin con o sin continuidad de servicio

Movilidad Generalizada

ITU-T

Rec.

Y.2001

Una caracterstica bsica y primordial de NGN es la separacin entre todo lo relacionado con los servicios y los procesos propios del transporte de los datos asociados a dichos servicios.

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




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

consideracin las nuevas realidades en la industria de telecomunicaciones, caracterizadas por factores tales como: competencia entre operadores debido a la desregulacin de los mercados, explosin del trfico digital, (por ejemplo, la utilizacin 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 separacin 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 bsicas la simplicidad y flexibilidad

NGN est 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 repeticin de mltiples capas de servicio dentro del estrato de servicio. El estrato de servicio NGN consta de la aplicacin y sus servicios que funcionan entre entidades pares. Por ejemplo, los servicios pueden estar relacionados con aplicaciones de voz, datos o vdeo, dispuestos por separado o combinndolos 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 gestin

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 geogrficos distintos.

Esta arquitectura le permite a los operadores de las redes hacer cualquier tipo de modificacin, actualizacin o adicin en los servicios sin necesidad de hacer ninguna intervencin en la red de transporte.




Conectividad entre:

1. Usuarios

2. Usuarios y

plataformas de

servicios

3. Plataformas de

servicio

Se puede usar cualquier tecnologa o protocolo de red as como cualquier tcnica de conmutacin sea circuitos o paquetes

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

Cada estrato est formado por una o varias capas las cuales estn integradas por tres planos: plano de usuario o de datos, plano de control y plano de gestin.




Separacin entre Servicios y Transporte

IP : Anything sobre IP, IP sobre Everything

La Mayora de los servicios usan IP

La mayora 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 tambin 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

Aqu vemos un ejemplo general de una red NGN. A nivel de los usuarios podemos tener cualquier tipo de acceso: mviles, fijos, voz, datos, videos o cualquier combinacin 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 diferenciacin la que permite tener diversas tecnologas de acceso. La parte que depende del acceso es como una capa de convergencia, donde confluyen las diferentes tecnologas de acceso; mientras que la parte independiente del acceso es como una capa comn, es decir los paquetes de informacin que salen de la capa de convergencia lo hacen bajo un protocolo nico y no hay distincin del medio de acceso que se est usando. Hasta ese nivel no se procesa ninguna informacin relativa al servicio. Justamente el estrato de servicios es quien procesar los paquetes de acuerdo al servicio solicitado. Por ejemplo una llamada de voz desde un mvil a la PSTN recibir, desde la perspectiva del servicio, el mismo tratamiento que una llamada de voz hacia la PSTN que se origina en un telfono de VoIP.

que soportan las tecnologas 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 est totalmente estandarizada en las serie de recomendaciones Y de la ITU-T, especficamente desde la Y.2000 a la Y.2999




Frameworks and Functional ArchitectureModels




Desde la recomendacin Y.2600 hasta la Y.2808




IMSGeneralidades




Protocolos IETF usados en IMS

Gestin 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 mviles definida originalmente por el 3GPP y aceptada en gran medida por el 3GPP2. IMS est 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 estndares 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 ubicacin o red de acceso a partir de la cual se puede acceder a la red IMS. La red IMS tiene una arquitectura diseada para permitir una seleccin dinmica de la QoS

IMS est formado por un Core Network al cual se puede acceder a travs de diferentes redes de acceso

Los servicios fijos y mviles han experimentado grandes cambios en los ltimos aos, desde la primera generacin mvil en los aos 80, donde en nfasis era la voz, hasta nuestros das 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 mvil 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 mvil que puede ofrecer la movilidad.

Todas estas propuestas, tecnologas, redes y protocolos tiene un objetivo comn: 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 caracterstica que es comn 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 trminos 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 sealizacin como de trfico de las diferentes aplicaciones.

Los servicios ofrecidos por IMS estn basados en protocolos estndares 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 ymensajera, para usuarios fijos y mviles.

IMS usa IP-CAN (IP-Connectivity Access Network) para llevar sealizacin y trfico, IP-CAN tambin 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

Est basada en estndares pblicos 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 bsicas 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 histricos ms grandes del 3GPP. Originalmente diseado para la evolucin de UMTS con el fin de suministrar servicios multimedia a usuarios mviles usando el protocolo IP, IMS se ha convertido en elemento clave dentro del core network de las tecnologas 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 evolucin del core network hacia la conmutacin 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 mviles entregar a sus usuarios servicios multimedia, costo-efectivo con una infraestructura interoperable con la flexibilidad similar a la de internet.




Caractersticas de IMS

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

IMS usa un plano de control comn y que trabaja para cualquier tipo de medio Existe un nico 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 modificacin, ni ninguna nueva tecnologa para un nuevo tipo de medio

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

Cualquiera podra decir, y con razn, que actualmente muchos operadores ofrecen servios de voz, video, datos, mensajes, etc., sin tener IMS; entonces cual es la diferencia?. La diferencia est en que esos operadores tiene una infraestructura de red distinta para cada medio, y que la incorporacin 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 facturacin para cada medio. Por otro lado la incorporacin de nuevos medios necesita una gran inversin en tiempo y en inversiones.




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

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

tambin defini la arquitectura de GPRS El ltimo estndar que incluy slo a GSM se culmin en 1998 y

ese mismo ao se fund el 3GPP, con la participacin de organismos de estandarizacin de Europa, Japn, Korea del Sur, USA y China

El objetivo del 3GPP fue la definicin de un sistema de tercera generacin basado en WCDMA y en TD-CDMA como acceso, y la evolucin del core de GSM.

El 3GPP decidi preparar las especificaciones cada ao, la primera fue el Release 99

Despus 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 estara listo en un ao, as que el Rel. 2000 se dividi en dos partes: el Release 4 y el Release 5.

El Rel. 4 se complet sin IMS en marzo de 2001.

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

El aporte ms importante en el Rel. 99 fue la inclusin de la interface de aire basada en WCDMA, as como la incorporacin de nuevas interfaces.




IMS - Releases del 3GPP

El concepto de IMS se introdujo en el Release 5 como parte de las especificaciones tcnicas del 3GPP. IMS se present como una red IP independiente que permita la interconexin con redes fijas (PSTN, ISDN, etc.) y con redes mviles (3GPP; CDMA)

El Rel. 5 se public en marzo de 2002, pero an faltaban por definir muchas caractersticas de IMS, las cuales fueron pospuestas para el Rel. 6.

El Rel. 6 resolvi los problemas de IMS y se termin en septiembre de 2005.

El Rel. 7 fue publicado en marzo de 2007 y se termincompletamente en diciembre de 2007 y se dedico a la descripcin de la arquitectura de TISPAN e introdujo dos nuevas tecnologas 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 estndar comn para IMS




Especificaciones 3GPP para IMS Organizadas por Tpicos

El organismo principal de desarrollo de estndares 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 especfico para IMS; por ejemplo, SIP, DIAMETER.

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

TISPAN es un comit tcnico 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 mviles interoperables a travs de especificaciones tcnicas




+ = IMS + = IMS = IMS+CO

NVER

GENC

IA

IMS le ofrece a los operadores la integracin de las redes fijas y mviles, 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 sesin determinada en una red totalmente IP, a esto se le denomina Aplicaciones IP Multimedia. El soporte eficiente de estas aplicaciones est basado en la premisa de que la red puede separar los diferentes flujos de paquetes de las aplicaciones durante una sesin multimedia; los flujos de paquetes al pertenecer a servicios diferentes tienen tambin 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 funcin 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 descripcin de cada una de estas entidades se presenta en ETSI TS 123 002 V8.6.0 (2009-10), seccin 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 estn 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 especficas

Nota 2: Estas son entidades bsicas del core network de redes mviles




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 segn 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 Bsicos de IMS

SIP se encarga del registro, establecimiento, modificacin y finalizacin de las sesiones IMS, dado que no todos los equipos terminales tienen las mismas capacidades, stas se negocian al establecer la sesin a travs de SDP

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

El transporte de red se realiza mediante IPv6 en lugar de IPv4. El 3GPP prefiri seleccionar IPv6 que es ms 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 travs de RSVP (ResourceServation Protocol) y DiffServ.




Configuracin bsica

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

Aqu 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 travs de IMS. En particular los servicios de vos y de SMS en LTE, se desarrollarn a travs de IMS.




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

ARQUITECTURA IMS-WiMAX




TISPAN Telecoms and Internet converged Services

and Protocols for Advanced Networks

Evolucin de las redes fijas

Migracin de conmutacin de circuitos a conmutacin de paquetes

Integracin de servicios multimedia en NGN

IPTV

Establecer las relaciones de NGN e IMS en las redes fijas

TISPAN es un organismo de estandarizacin 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 disear las especificaciones tcnicas para NGN en cuanto a las redes fijas conjuntamente con otros organismos de ETSI u organismos externos, con miras a evitar duplicacin de esfuerzos.

De esta forma TISPAN tambin 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 enfoc para definir NGN y su alcance fue esencialmente europeo pero atrajo la atencin 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 tecnologas para sistemas cableados y as 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 tcnicas de interfaces interoperables para ofrecer servicios avanzados y multimedia en tiempo real en forma bidireccional. Estas especificaciones son las que estn relacionadas con IMS

OpenCable: Para el desarrollo de servicios interactivos

Tru2way: Televisin interactiva plug-and-play muy fcil de instalar que promete cambiar radicalmente el servicio de TV

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

CableLabs recibi una licencia derechos de ETSI para reproducir, modificar y distribuir especificaciones del 3GPP contenidas en el PacketCable IMS Delta Specifications. Luego CableLabs someti a consideracin del 3GPP las mejoras realizadas a IMS para que se incorporaran en las especificaciones tcnicas del 3GPP, una vez que esto sucedi CableLabs detuvo el desarrollo de IMS y adoptcompletamente las especificaciones IMS del 3GPP, esto aplica a partir del Release8 de 3GPP.




IMS: Un estndar nico

A partir del Release 7, los diferentes organismos acordaron unir todos sus esfuerzos para producir un documento comn sobre IMS que integrara redes fijas, mviles, aplicaciones de conmutacin de circuitos y de conmutacin 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 ms 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 lneas fijas pudiesen soportar los mismo servicios soportados por en IMS para acceso inalmbrico. En el ao 2008 TISPAN termin 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 desarroll 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

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




Convergencia Mvil-Fijo / Paquetes-Circuitos




OPEN IMS

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

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

El propsito 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 mviles crezca ms del 100% desde 2009 al 2014

Durante 2009 se gastaron 8.4 millardos de US$ Se espera una inversin de 17.3 millardos de US$

para 2014

Segn los analistas, el crecimiento de IMS serempujado por LTE

Ericsson es la empresa lder 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 (Japn) Fujitsu (Japn)




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

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

OPERADORESOPERADORES

Fijos

Mviles

Mviles+Fijos

Nuevos

EntrantesLegacy

IMSIMS ?Grandes y Pequeos

MODELO DE NEGOCIOSMODELO DE NEGOCIOSMODELO DE NEGOCIOSMODELO DE NEGOCIOS

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

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

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

Los operadores que tiene redes fijas y mviles, estn en mejor posicin ya que requieren IMS en ambas redes a fin de lograr la convergencia de redes y servicios. Tambin muchos operadores fijos tiene infraestructura totalmente obsoleta y necesitan hacer actualizaciones y lo ms conveniente es migrar a IMS.

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

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

48669524 Capitulo 1 Fundamentos de IMS

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