Ims

PTIT

IMS - IP Multimedia Subsystem

www.dangquocanh.com

1

Khái niệm IMS Service Architecture Applications/Services Plane

Core Network Session Control Plane

Web Web Portal Portal

Application Application Servers Servers

Session Session Control Control

Centralized Centralized Databases Databases HSS

CSCF

Access Network

Media Media Server Server Media Media Control Control & & Gateways Gateways

Access & Transport Plane

Other Networks

CSCF – Call Session Control Function HSS – Home Subscriber Server 2

 Là một kiến trúc Standard Service (SA) công nghiệp và kiến trúc Core Network (CN)  Là một kiến trúc dịch vụ đa phương tiện trên nền IP  Được định nghĩa với các tiêu chuẩn mở từ 3GPP và ETSI  Dựa trên các nghi thức IETF (SIP, RTP, RTSP, COPS, DIAMETER, ...)  Thiết kế cho cả mạng vô tuyến và mạng hữu tuyến để thực hiện Fixed and Mobile Convergence (FMC)  Là một giải pháp trong suốt dịch vụ  Có khả năng giao thức với PSTN (các dịch vụ thừa kế IN)

Lịch sử và tương lai IMS  Những chức năng cơ bản được định nghĩa lần đầu tiên trong R5 (Release 5) của 3GPP (3/2003) dùng cho mạng UMTS của GSM  9/2004 R6  SIP IMS  Đa điểm, instant messaging service, presence service  Tương tác giữa SIP IMS và SIP IETF  Giao thức với các WLAN  R7 kết hợp với TISPAN - Telecoms and Internet converged Services & Protocols for Advanced Networks R1 để hỗ trợ mạng cố định 3

Các tiêu chuẩn IMS Content Providers

Service Layer AS AS

AS

AS

Multimedia Telephony

Presence

GLMS

TeS

PoC

AS

Messaging

WeShare

IMS

IP Backbone

Cable Cable

Wireline access

AS

RAN RAN

BBA BBA

WLAN

Access Layer

WiMAX

4

2/3G/ Evolved 3G

Application Providers

E B S W e b P o rta l

O th e r A p p S e r v e rs (P T T , IM e tc .)

Lucent Presence Presence Servers PServers re s e n c e S e rv e r

Session Control

Applications

Toàn cảnh hội tụ IMS A c tiv e P honebook S e rv e r

B ro a d S o ft Telephony Telephony Servers TServers e le p h o n y

A n y P a th Unified Unified Messaging Messaging U n ifie d

S e rv e r

M e s s a g inSgv r

Pres. Data

Transport

MRFC MRFC

Loc. Data

Group Lists

Access

Micro Micro Billing Billing Integrated Integrated Pre-paid Pre-paid & & Postpaid Postpaid

AAA

Media GW Signaling GW PSTN

IP LAN

DSL/Cable

WiFi/802.11x

Office/Hotel

Home

Hotspot Wireless Router

IP-PBX

Devices

Subs Data

Managed Core IP Network Media Media Server Server

GGSN PDSN

Cellular

MSC

On the Road

SS7

5ESS

Local Loop

Home/Office

Base Station

Access Point

Ckt-PBX

IP-phones (IP-Centrex)

IP-phones Clients

Network Operations, Applications Mgt, Subscriber registration/ authorization

HSS HSS

Service Service Broker Broker CSCF CSCF

P a rla yy/O /O S A M e d ia tio n G a te w a y (IS G )

Soft-phones

Dual-mode WiFi phone

VoIP handset

Ckt handset

POTS phone

Multiple user interfaces with common look and feel SIP Clients

Other Clients 5

ISDN-phones

Các đặc trưng của IMS  Xuất phát từ các tổ chức 3GPP và 3GPP2  Xây dựng mạng toàn IP  Hỗ trợ chuyển giao giữa cố định và di động  Dựa trên SIP: VoIP và data  Mở rộng khả năng liên lạc giữa khách hàng, cải thiện tương tác, ghép giữa các dòng phương tiện  Các dịch vụ IMS: http, TCP/IP, IM, file sharing, gaming, push-to-talk, push-tomedia service, presence-based service

6

Các đặc trưng của IMS  Độc lập với phương thức truy xuất  Fixed: DSL, cable  Wireless: WLAN, WiMax  Mobile: UMTS, GPRS, CDMA2000  PSTN, GSM: qua gateway  Cho phép kiến trúc mạng khác nhau  Đầu cuối và người dùng cơ động: kết hợp IMS và SIP  Hỗ trợ rộng rãi các dịch vụ trên nền IP: VoIP, PoC, messaging, presence management, multiparty gaming, content sharing 7

Các lớp IMS Service Layer

Application Layer

Control Layer

Call Session Control Function

Transport Layer

RSTN, Internet, IP, Radio Network

8

Transport Network

Kiến trúc IMS Application Servers Application or Service Layer

SCIM MRFC

S-CSCF I-CSCF PDF

HSS, SLF

HRL

BGCF

P-CSCF

AC

MGCF

MRFP Radio Area Networks

MGW

Control Layer

Internet IP, MPLS

MGW

9

PSTN

Transport or Access Layer

Narrowband and Broadband Access

Các thành phần của IMS Môi trường OAM&P chung

Hỗ trợ chuẩn công nghiệp mở cho nhiều ứng dụng khác nhau: Application Layer

• Thúc đẩy các ứng dụng tham gia thị trường

Common Session Control Element để cung cấp dịch vụ giao thức

Thực hiện OSS/BSS/NMS dễ dàng Web Web Portal Portal

Application Application Servers Servers

Common Common OAM&P,Billing, OAM&P,Billing, etc. etc.

Cơ sở dữ liệu khách hàng chung với các giao tiếp mở

• Có khả năng tiên đoán tương tác giữa các dịch vụ Session Control Layer

Session Session Control Control

Centralized Centralized Databases Databases Hỗ trợ CoS, QoS, bảo mật, phổ biến, tin cậy và performance

Distributed Session Control •Linh động và phổ biến của IMS giảm OPEX •Hỗ trợ di động và bỏ túi

Access Network

Access Layer

Media Media Server Server Media Media Control Control & & Gateways Gateways

Các dịch vụ giống nhau qua các khách hàng di động, cố định cũng như VoIP

Other Networks

• Ghi lại nhà cung cấp dịch vụ của thuê bao và các dịch vụ được cung cấp

• Có khả năng cung cấp các dịch vụ khác nhau 10

Có khả năng giao thức với các dịch vụ IN trên PSTN

Các thành phần chức năng nội mạng Home Subscriber Server

Domain Name Server

Application Servers

•• Centralized Centralized DB •• HLR HLR successor successor •• User User profile profile •• Filter Filter criteria criteria (sent (sent to to S-CSCF) S-CSCF) •• Which applications Which applications •• Which Which conditions conditions

DNS DNS ENUM ENUM

UA/UE SIP

PPCSCF CSCF

•• Push-to-talk Push-to-talk •• Instant Instant messaging messaging Media Resource Function Controller •• Telephony •• Pooling Telephony AS Pooling of of Media servers (e.g. conference) •• 3 3rrdd party party or or IMS IMS Vendor

Home Network HSS HSS Diameter

I-CSCF I-CSCF

SIP

SIP

SSCSCF CSCF

SIP

SIP

SIP

• SIP SIP registration registration • SIP SIP session session setup setup

Proxy CSCF

SIP

SIP

BGCF BGCF

Call Session Control Function

PPCSCF CSCF

AS AS AS AS AS AS

SIP

SIP

Media Gateway Control Function

•• Interfaces Interfaces to to PSTN/PLMN PSTN/PLMN by by •• Converting Converting SIP SIP <-> <-> ISUP ISUP •• Interworking Interworking RTP RTP to to circuit circuit MRFC MRFC •• H.248 control of MGW H.248 control of MGW MS MS MS MS MGCF MGCF

ISUP

H.248 RTP

UA/UE

MGW MGW

SS7 SS7 TDM

PSTN PSTN

Serving CSCF

•• 1 1sstt contact contact point point for for UA UA •• QoS QoS •• Routes Routes to to S-CSCF S-CSCF

Visited Visited Network Network

Interrogating CSCF

•• Registrar Registrar •• Session Session control control •• Application Application Interface Interface

•• Entry Entry point for incoming calls •• Determines Determines S-CSCF S-CSCF for for Subscribers Subscribers •• Hides Hides network topology topology 11

Breakout Gateway Control Function

• Selects Selects network (MGCF or other BGCF) in which PSTN/ PLMN breakout is to occur

Kết nối liên mạng IMS

SIP

Access Access

DNS DNS ENUM ENUM

RTP RTP

Visited Network

HSS HSS Diameter

SIP

Backbone Backbone Packet Packet Network Network

SIP

P/SP/SCSCF CSCF

SIP

I-CSCF I-CSCF

SIP

SIP

SIP

SSCSCF CSCF

RTP

Home Network

SIP

SIP SIP

MRFC MRFC MS MS MS MS

SIP

BGCF BGCF

UA/UE

PPCSCF CSCF

AS AS AS AS AS AS

SIP

MGCF MGCF H.248

MGW MGW

Proxy/Serving CSCF

•• Quả Quản n lý lý nguồ nguồn n gố gốcc cuộ cuộcc gọ gọii •• Chọ Chọn n mạ mạn ng g gọ gọii đế đến đúng •• Định tuyến tới I-CSCF I-CSCF

Interrogating CSCF

• Cổ Cổn ng g và vào cho cho cuộ cuộcc gọ gọii đế đến n • Xá Xácc đị địn nh h S-CSCF S-CSCF cho cho thuê thuê bao bao • Giấ Giấu cấu hình mạ mạng g

12

ISUP SS7 SS7 TDM

PSTN PSTN

Các thành phần của Application layer  Application server: các server đa phươnng tiện tương hợp với IMS  SCIM: Service Capability Interaction Manager dùng cho Application server để quản lý các tương tác

13

Các thành phần của Control layer  CSCF  HSS – Home Subscriber Server: Xử lý cấp quyền, nhận thực, quản lý và cung cấp dịch vụ tập trung. HSS hỗ trợ cho CSCF thiết lập cuộc gọi  HRL – Home Location Register  AC – Authentication Center

14

Call/Session Control Function (CSCF) Diameter

SIP

PPCSCF CSCF

I-CSCF I-CSCF

SIP

SIP

SSCSCF CSCF

SIP

SIP

 CSCF – Xử lý báo hiệu SIP  P-CSCF  Giao tiếp user  Nhận thực khách user  Có thể có các chức năng chính sách user  C-CSCF  Chức năng trung tâm của tầng điều khiển  Hoạt động như Registar (Downloads SSP từ HSS)  Truy vấn các Application Server  Thực hiện chức năng định tuyến  I-CSCF  Đặt ở biên của miền quản trị  Phía DNs  Giấu cấu hình mạng với bên ngoài 15

Các thành phần của Control layer  SLF – Subscription Locator Function: xác định cơ sở dữ liệu của thuê bao  PDF – Policy Decision Function: thực hiện PDF (Policy Decision Function) cho QoS và bảo mật  BGCF – Border Gateway Control Function: xử lý điều khiển và báo hiệu qua các miền IMS khác  MRFC – Multimedia Resource Function Controller: nhận thông tin từ application server và S-CSCF để điều khiển MRFP  MGCF – Multimedia Gateway Controller Function: chuyển đổi nghi thức giữa ISUP và IMS 16

Các thành phần của Access layer  MRFP – Multimedia Resource Function Processor: cung cấp, trộn, tạo và xử lý các nguồn tài nguyên nội dung  MGW – Media Gateway: thiết bị giao tiếp giữa các mạng khác nhau, thực hiện bao gồm cả Signaling Gateway (SGW)

17

Sự độc lập truy xuất mạng của IMS

SIP Application SIP Application Servers Servers

DSL/Cable Modem HSS

DSLAM/CMTS

IMS

CDMA 2000

I-CSCF MRF

P-CSCF

MGCF S-CSCF MGW

WLAN

RNC

SGSN

MSC(Server) GGSN

BSC

UMTS/GPRS

CN MGW

18

Corporate

Cuộc gọi IMS điển hình Network Y

Network X

AS

AS S-CSCF S-CSCF

HSS HSS

I-CSCF I-CSCF P-CSCF

P-CSCF SGSN

DSL/Cable Modem

GRX

Network Z (UMTS/GPRS) GGSN

DSLAM/CMTS

RNC

User A

User B 19

IMS – Liên lạc đa phương tiện

Bắt đầu từ tên đang hiện trong danh bạ

Thêm người tham gia

Chọn cách liên lạc

Thêm phương tiện

Tạo thói quen sử dụng mới Source: Mikael E Björling, ConsumerLab

20

IMS IPTV Tương tác

Any Device

Cá nhân

Liên lạc

• Freedom – when, where and what • Personal – content, ads, pay,... • Control – access and spending • Dễ dùng ... 21