IMS IP Multimidia Subsystem. Extensa literatura na web -http://www.lightreading.com/document.asp?doc_id=70728 -Fonte interessante. Contém vários artigos.

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1 IMS IP Multimidia Subsystem

2 Extensa literatura na web -http://www.lightreading.com/document.asp?doc_id=70728 -Fonte interessante. Contém vários artigos sobre o assunto -http://www.3gpp.org/ -Site oficial do 3rd Generation Partnership Project (3GPP), entidade responsável pela criação do IMS

3 O estado atual Cada tipo de serviço é oferecido (pelo menos, primordialmente) por um tipo de rede: –TV a cabo, –Telefonia fixa –Celulares Boa parte do esforço para “estender” o alcance dessas redes gera ineficiência e duplicidade de recursos. As diferentes tecnologias não “conversam” facilmente entre si.

4 O estado atual Cada serviço é um silo autocontido e que repete toda a infra-estrutura necessária (aplicações, redes de acesso, terminais, software de gerenciamento, etc.) Celular Tele fixa TV a cabo TV aberta

5 O estado atual São as chamadas operações do tipo “silo” Terminais e aplicações são completamente incompa- tíveis. Celular Tele fixa TV a cabo TV aberta Aplicações Terminais

6 O estado atual São as chamadas operações do tipo “silo” Os protocolos de transporte, de rede e de controle utiliza- dos em cada serviço são diferentes e não compatíveis. Celular Tele fixa TV a cabo TV aberta Aplicações Terminais

7 O estado atual CSM SS7, AIN PSTN CSM  PSM GSM, HLR Cellular PSM IGP, Radius Internet Serviço Controle Transporte Fonte: Juniper Inc,

8 IMS - o básico Começou como uma tecnologia desenvolvida para a implementação de redes de terceira geração para celulares (3G) pela 3rd Generation Partnership Project (3GPP) Entretanto, a idéia extrapolou a área inicial para a qual foi idealizada e está agora também sendo aplicada em redes fixas. De fato, a tecnologia IMS está sendo considerada como a chave para a convergência das redes fixas e móveis. IMS utiliza como fundamento o protocolo SIP (Session Initiation Protocol), que é o protocolo para o controle de comunicações nas chamadas Redes de Nova Geração (NGNs). Com a evolução das propostas de uso, muitas outras entidades normativas também se juntaram ao esforço de definição dos protocolos que constituem todo o conjunto IMS (próximo slide)

9 IMS – o básico Mobile IP Residential Wireline Access to IMS PoC Messaging GLMS MultimediaTelephony Cellular Access to IMS Presence CSI WLAN Access to IMS VCC MultimediaTelephony MultimediaTelephony fonte: Huawei Technologies

10 IMS – o básico 3GPP definição da arquitetura IMS baseada em SIP IETF responsável pelos protocolos da família TCP/IP Open Mobile Alliance (OMA) (normas para serviços fim a fim, por exemplo PoC) ETSI TISPAN, ITU-T (normas para convergência fixo-móvel) 3GPP2 normas para CDMA2000.

11 IMS – o básico O complexo conjunto de normas aborda não só a tecnologia de redes, mas também serviços e aplicações de maneira independente (ou seja, não importa qual o tipo de rede sobre a qual será oferecido o serviço) Prestadores de serviço poderão oferecer serviços de tempo real, multimídia, sobre qualquer tipo de rede: sem ou com fio, orientada por circuitos ou por pacotes. A arquitetura possibilita a emergência de novos modelos de negócio, onde terceiros poderão oferecer seus serviços especializados através das redes dos operadores (interfaces padronizadas vão permitir isso). De fato, a exploração eficiente dos recursos de rede vai depender do compartilhamento.

12 IMS – pontos importantes Arquitetura aberta: serviços serão criados e entregues por um sistema altamente distribuído, possivelmente gerenciado e implantado por diferentes provedores, todos cooperando entre si. É uma diferença significativa do cenário atual, onde serviços e redes são sinônimos e operados de ponta a ponta por apenas uma organização. Independência da tecnologia de acesso: IMS vai eventualmente operar com qualquer tipo de rede: UMTS, CDMA, WLAN, redes fixas orientadas por pacote ou por circuito. Mobilidade do usuário e do terminal: a infra-estrutura de rede sem fio possibilita o movimento do terminal, enquanto o ambiente IMS implementa a mobilidade do usuário Oferecimento de todo e qualquer serviço IP: o ambiente IMS deve tornar simples o oferecimento de qualquer tipo de aplicação: VoIP, POC (push-to-talk-over-cellular), jogos, vídeo conferência, etc, etc...

13 IMS – o estado das normas As primeiras normas foram editadas pelo 3GPP em 1999. –Versão 4: 2001 –Versão 5: 2004 (mais atual) –Arquitetura básica: descrita na norma TS 23.002 –Versão 6: em trabalho Normas para redes 3G CDMA estão sendo desenvolvidas pelo 3GPP2 e foram renomeadas para Multimedia Domain (MMD) ETSI e a International Telecommunication Union (ITU) estão trabalhando nas normas adaptadas para redes fixas As implementações ainda são restritas, e basicamente oferecidas por um único fornecedor (significa que as questões de interoperabilidade ainda são críticas)

14 IMS – a arquitetura básica Os serviços IMS trafegam sinalização e dados sobre uma camada de transporte IP Esses serviços operam como uma máquina de roteamento e de controle de sessão que: 1. une um perfil específico de um usuário com servidores de chamada adequados e 2.entrega a chamada ao destino esperado A arquitetura tem a capacidade de adicionar, modificar ou terminar sessões durante qualquer tipo de chamada existente, dando oportunidade para o provimento de serviços mistos, que envolvem simultaneamente voz, dados e imagem.

15 IMS – o modelo A arquitetura IMS apresenta três camadas: serviço, controle e transporte. Cada camada é constituída por uma ou mais interfaces padronizadas, servidores SIP, servidores de mídia e gateways (elementos de interconexão) Como todo modelo em camadas, serviços (idealmente) de diferentes camadas são independentes entre si Uma das maiores vantagens da arquitetura proposta é que ela estende a rede IP desde o equipamento do usuário até o serviço (ou a outra parte) chamado mantendo, ao mesmo tempo, completa independência da rede de acesso. Com isso, serviços operam tanto com redes já existentes como com novas tecnologias.

16 IMS – a arquitetura fonte: http://www.lightreading.com

17 IMS – a arquitetura fonte: http://www.lightreading.com Camada de Serviço: contém os servidores de conteúdo e de aplicação que executam serviços de valor agregado para o usuário.

18 IMS – a arquitetura fonte: http://www.lightreading.com Camada de Controle: contém servidores para gerenciamento de chamadas e estabelecimento, alteração e encerramento de sessões. Essa camada também mantém um conjunto de funções de suporte tais como bilhetagem, provisionamento e gerenciamento de operações. A interoperabilidade entre diversos tipos de rede é implementada através de servidores de fronteira (border gateways)

19 IMS – a arquitetura fonte: http://www.lightreading.com Camada de Transporte: contém os equipamentos de transporte de dados, tais como roteadores, switches, equipamentos de última milha, etc. Essa camada está dividida logicamente em núcleo (backbone) e rede de acesso.

20 IMS – a arquitetura Um pouco mais de detalhe fonte: http://www.lightreading.com

21 IMS – a arquitetura Elementos da camada de serviço fonte: http://www.lightreading.com AS – application servers: implementam serviços IP de valor adicionado. Podem estar localizados (fisicamente) em qualquer rede (do próprio provedor do usuário ou em uma rede de terceiros).

22 IMS – a arquitetura Elementos da camada de serviço fonte: http://www.lightreading.com SCIM – Service Capability Interaction Manager: gerencia interações entre os ASs.

23 IMS – a arquitetura Elementos da camada de serviço: –Habilitadores de serviço (service enablers) –A arquitetura IMS leva a idéia de separação de funções um passo adiante. Além da partição em camadas verticais, a arquitetura prevê também a partição de funções “horizontais”. –Com isso, funções comuns a vários serviços podem ser compartilhadas, aumentando a eficiência e evitando redundâncias. –Assim, ASs podem ser implementados a partir de Service Enablers existentes. fonte: http://www.lightreading.com

24 IMS – a arquitetura fonte: Ericson Serviços comuns podem ser reutilizados: Service enablers

25 IMS – a arquitetura fonte: Ericson Service enablers –Servidores de presença: permitem que um conjunto de usuários seja informado sobre a disponibilidade e os meios de se alcançar outros usuários (usuário conectado?, pode ser alcançado por voz?, qual o tipo de dispositivo o usuário está usando?) –Group list management: permitem que sejam criadas e gerenciadas definições de grupo (de usuários). Exemplos de uso: definição de abrangência de VPNs, grupos de interesse, listas de controle de acesso, grupos de chat, etc. Os SCIM serão os “integradores” dos “enablers”.

26 IMS – a arquitetura fonte: Ericson A camada de controle

27 IMS – a arquitetura fonte: Ericson Call Session Control Function (CSCF): elemento fundamental de toda a arquitetura IMS, serve como um servidor centralizado de roteamento, controle de políticas de uso e entrega de serviços de tempo real.

28 IMS – a arquitetura fonte: Ericson Call Session Control Function (CSCF): –O CSCF tem ciência (“enxerga”) o nível de aplicação e usa dinamicamente as informações de uma sessão para gerenciar os recursos disponíveis na rede. A função está logicamente dividida em três partes: –P-CSCF: atua como proxy, é o primeiro contato de um assinante com a rede. Ele aceita a requisição de serviço, a processa ou a transfere para outro servidor, dependendo do caso. –I-CSCF: interrogating CSCF – é o ponto de contato dentro de uma rede de um operador para contatos destinados a um determinado usuário (local ou em roaming). –S-CSCF: responsável por identificar e gerenciar os privilégios de uso de um particular assinante e prover acesso aos servidores de aplicação.

29 IMS – a arquitetura fonte: Ericson Media Gateway Control Function (MGCF): executa a comunicação entre elementos da camada de transporte e o CSCF. Basicamente, executa conversões entre os protocolos de controle de chamada adotados pelo IMS e os protocolos das redes de transporte (como ISUP, utilizado nas redes telefônicas que implementam ISDN)

30 IMS – a arquitetura fonte: Ericson Breakout Gateway Control Function (BGCF): controla as transferências de chamadas entre redes tradicionais (STFC) e a rede IMS.

31 IMS – a arquitetura fonte: Ericson Multimedia Resource Function Controller (MRFC): controla os recursos de streaming dos MRFP. Um MRFC interpreta informações vindas de um AS e do S-CSCF e controla um MRFP de acordo com essas informações. Também gera CDRs (informações de tarifação).

32 IMS – a arquitetura fonte: Ericson Home Subscriber Server (HSS): serviço que implementa a base de dados que reúne informações, a autenticação e autorização de um usuário, além de manter (através da função HLR), sua localização física.

33 IMS – a arquitetura fonte: Ericson Camada de controle –Media Gateway Control Function (MGCF): executa a comunicação entre elementos da camada de transporte e o CSCF. Basicamente, executa conversões entre os protocolos de controle de chamada adotados pelo IMS e os protocolos das redes de transporte (como ISUP, utilizado nas redes telefônicas que implementam ISDN) –Breakout Gateway Control Function (BGCF): controla as transferências de chamadas entre redes tradicionais (STFC) e a rede IMS. –Multimedia Resource Function Controller (MRFC): controla os recursos de streaming dos MRFP. Um MRFC interpreta informações vindas de um AS e do S-CSCF e controla um MRFP de acordo com essas informações. Também gera CDRs (informações de tarifação).

34 IMS – a arquitetura fonte: Ericson Camada de controle –Home Subscriber Server (HSS): serviço que implementa a base de dados que reúne as informações sobre os usuários, a autenticação e autorização de um usuário, além de manter (através da função HLR), a localização física do usuário. –Home Location Register (HLR): função que mantém a informação da localização física do usuário –Policy Decision Function (PDF): controla o tráfego para a rede comutada (por circuito) pelo controle dos recursos IP.

35 IMS – a arquitetura fonte: Ericson A camada de transporte

36 IMS – a arquitetura fonte: Ericson Multimedia Resource Function Processor (MRFP): provê várias funções para recursos multi-mídia, incluindo provisionamento de recursos que serão controlados pelo MRFC, processamento de fluxos (streams), etc.

37 IMS – a arquitetura fonte: Ericson Media Gateway Function (IMS–MGW): faz a interface entre redes de pacotes e redes orientadas para circuitos. Um IMS-MGW pode suportar conversão de mídia, controle de transporte e processamento de sinal (cancelamento de eco, codificação, decodificação, etc)

38 IMS – a arquitetura fonte: Ericson Camada de transporte Multimedia Resource Function Processor (MRFP): provê várias funções para recursos multi-mídia, incluindo provisionamento de recursos que serão controlados pelo MRFC, processamento de fluxos (streams), etc. –IP Multimedia Subsystem – Media Gateway Function (IMS– MGW): faz a interface entre redes de pacotes e redes orientadas para circuitos. Um IMS-MGW pode suportar conversão de mídia, controle de transporte e processamento de sinal (cancelamento de eco, codificação, decodificação, etc) –GGSN e SGSN: gateways para redes GPRS/UMTS

39 IMS – conseqüências Novos modelos de negócio –MVNO- mobile virtual network operators ou –Operador faz tudo! Já existem implantações: Telecom Italia e British Telecom.

40 IMS – problemas.. A definição do IMS ainda está em andamento: –Várias elementos ainda estão em desenvolvimento –Muitas questões sobre tarifação estão em discussão –A implementação de serviços básicos (como telefonia de emergência, tipo 190) não é trivial e deve atrasar a implantação do IMS

41 IMS – problemas IMS tem problemas de interoperabilidade –“Nem todos os IMS foram criados igualmente”: os “padrões” gerados pelo 3GPP e o TISPAN são inconsistentes –Existe muito destaque, mas as aplicações reais ainda são incipientes –Aplicação tem sido primordialmente no “core” da rede

42 IMS não é tudo IMS não é a única solução para serviços convergentes –Web já oferece vários dos serviços estabelecidos na arquitetura IMS: presença, controle multimídia, entre outros serviços –Serviços mais “simples” podem ser oferecidos sem todo o peso da arquitetura (por exemplo, VoIP) Consórcio de muitas empresas (Nokia, Thomson, Nortel, BT, entre outras) chamado Broadband Services Forum definiu um framework para aplicações convergentes (que não é IMS) http://www.broadbandservicesforum.org/images/Pages/BSFTWG12.pdf