l_472_12078122
.pdfкомпонент GPRS-системи для реалізації всіх функцій пакетного обробляння інформації;
•RAN – Radio Access Network – устатковання радіодоступу, забезпечує взаємодію IMS і стільникових систем зв'язку;
•PDG (Packet Data Gateway) – пакетний шлюз; даний мережевий елемент забезпечує доступ призначеного для користувача устатковання мережі бездротового абонентського доступу (WireLess Access Network, WLAN) до IMS; відповідає за трансляцію віддаленої IP-адреси, реєстрацію для користувача устатковання в IMS, забезпечує виконання функцій безпеки;
•WAG (Wireless Access Gateway) – шлюз безпроводового доступу, забезпечує з'єднання мереж
WLAN і IMS;
•A-BGF/BAS (Access Border Gateway Function/Broadband Access Switch) забезпечує доступ широкосмугового користувальницького устатковання до IMS; виконує функції, аналогічні до I-BGF;
•DSLAM (Digital Subscriber Line Access Multiplexer) –
цифровий абонентський шлюз доступу; забезпечує з'єднання абонентів, які використовують широкосмуговий стаціонарний доступ (наприклад, xDSL, мережі кабельного ТВ) до IMS.
Рівень керування – це сукупність функцій IMS, які здійснюють усі дії щодо керування сесіями.
Основні елементи:
611
•CSCF (Call Session Control Function) – елемент з функціями керування викликами та сесіями; функція CSCF є основною на площині керування IMSплатформи. Модуль CSCF, використовуючи протокол SIP, виконує функції, що забезпечують доставку великої кількості послуг реального часу за допомогою транспорту IP. Функція CSCF використовує динамічну інформацію для ефективного керування мережевими ресурсами (межові пристрої, шлюзи та сервери застосовань) залежно від профілю користувачів і застосовань. Модуль CSCF, у свою чергу, містить три основні функції: Serving CSCF (S- CSCF), що обробляє всі SIP-повідомлення, якими обмінюються кінцеві пристрої; Proxy CSCF (P-CSCF), через яку в систему IMS надходить увесь користувацький трафік; Interrogating CSCF (I-CSCF),
яка звертається з запитом до CSCF. (I-CSCF звертається до сервера HSS, щоб знайти S-CSCF для конкретного абонента, і таким чином забезпечує з'єднання з конкретною мережею).
•S-CSCF (Serving CSCF) забезпечує керування сеансами доставки мультимедійних повідомлень транспорту IP, зокрема реєстрацію терміналів, двобічну взаємодія з сервером HSS (отримання від нього даних користувача), аналіз повідомлення, маршрутизацію, керування мережевими ресурсами (шлюзами, серверами, прикордонними пристроями) залежно від застосовань і профілю користувача.
612
•P-CSCF (Proxy CSCF) створює першу контактну точку на сигнальному рівні всередині ядра IMS для терміналів IMS даної мережі. Функція P-CSCF приймає запит від або до терміналу та маршрутизує його до елементів ядра IMS. Обслуговуваний термінал користувача закріплюється за функцією P- CSCF при реєстрації в мережі на весь час реєстрації. Модуль P-CSCF реалізує функції, пов'язані з автентифікацією користувача, формує облікові записи й передає їх у сервер нарахування плати. Одним із елементів модуля P-CSCF є Policy Decision Function (PDF) – функція вибору політики, що оперує з характеристиками інформаційного трафіку (наприклад, необхідна пропускна здатність) та визначає можливість організації сеансу або його заборони, необхідність зміни параметрів сеансу та ін.
•I-CSCF (Interrogating CSCF) створює першу контактну точку на сигнальному рівні всередині ядра IMS для всіх зовнішніх з'єднань із абонентами цієї мережі або візитними абонентами, які тимчасово перебувають у мережі. Основне завдання модуля I- CSCF – ідентифікація привілеїв зовнішнього абонента з доступу до послуг, вибір відповідного сервера застосовань і забезпечення доступу до нього.
•BGCF (Breakout Gateway Control Function) – функція керування шлюзами, координує пересилання викликів між доменом комутації каналів (ТфЗК або GSM) і мережею IMS. Даний модуль здійснює маршрутизацію на основі телефонних номерів і
613
вибирає шлюз у домені комутації каналів (КК), через який мережа IMS (де розташовано сервер BGCF) взаємодіятиме з ТфЗК або GSM. Тут також проводиться генерація відповідних облікових записів для нарахування плати абонентам мереж КК.
•MGCF (Media GatewaysControl Function) – функція керування шлюзами (Media Gateways), керує з'єднаннями в транспортних шлюзах IMS.
•SGW (Signaling Gateway) – сигнальний шлюз,
забезпечує перетворення сигналізації ТфЗК у вид, зрозумілий MGCF.
•RACS (The Resource and Access Control) – підсистема керування ресурсами й доступом, забезпечує функції керування доступом (на основі наявних у розпорядженні ресурсів, місцевої політики та авторизації на основі профілів користувачів) і входу в мережу за допомогою керування шлюзом (gate control), а також керування перетворенням мережевих адрес і портів та присвоєння пріоритету.
•PDF (Policy Decision Function) – функція вибору політики, що оперує з характеристиками інформаційного трафіку (наприклад, необхідна пропускна здатність), визначає можливість організації сеансу або його заборони, необхідність зміни параметрів сеансу та ін.
•NASS (Network Attachment Subsystem) – підсистема під’єднання мережі. Її основними завданнями є динамічне призначення IP-адрес (використовуючи
DHCP – Dynamic Host Configuration Protocol),
614
автентифікація на рівні IP, авторизація доступу до мережі, керування місцезнаходженням на рівні IP.
Рівень застосовань – верхній рівень архітектури IMS. Він містить набір серверів застосовань, які не є елементами IMS. Застосованнями є як мультимедійні IP-застосовання, так і застосовання, реалізовані в мобільних мережах. Основною перевагою рівня застосовань IMS є висока гнучкість у створенні нових та інтеграції з традиційними застосованнями. Наприклад, традиційні властивості телефонного дзвінка можуть бути інтегровані з викликом Інтернет. Для цього архітектура IMS дає змогу запустити велику кількість послуг і керувати транзакціями між ними.
Рівень застосовань у IMS подано таким набором серверів:
•SCIM (Service Capability Interaction Manager)
забезпечує керування взаємодією площини застосовань і ядра IMS.
•SIP AS (SIP Application Server) – сервер застосовань,
який виконує послуги, основані на протоколі SIP; усі нові послуги в IMS знаходитимуться на цьому сервері.
•OSA-SCS (Open Service Access – Service Capability Server) – сервер, який забезпечує послуги можливості доступу до мережевих функцій за допомогою стандартного програмного інтерфейсу застосовань OSA (див.: розділ 5 частини ІІІ).
615
•IM-SSF (IP Multimedia – Service Switching Function) –
сервер комутації послуги, поєднує підсистеми IMS з послугами в системі пристосованих до користувача застосовань для удосконалення логіки мобільної мережі (Customized Applications for Mobile network Enhanced Logic, CAMEL) (ідеться про послуги,
розроблені для глобальної системи мобільного зв'язку GSM, а за допомогою функції IM-SSF (функція комутації послуг) використання даних послуг є можливим і в IMS).
•TAS (Telephony Application Server) – сервер телефонних застосовань, приймає й обробляє повідомлення протоколу SIP, а також визначає, яким чином треба ініціювати вихідний дзвінок. Сервісна логіка TAS забезпечує базові сервіси обробляння викликів, серед яких аналіз цифр, маршрутизацію, встановлення, очікування й переспрямування викликів, конференц-зв'язок та ін. TAS також забезпечує сервісну логіку для звернення до медіа сервера, якщо виникає необхідність відтворити повідомлення й сигнал проходження виклику. Якщо виклик ініційовано або терміновано в ТфЗК, сервер TAS відповідає за сигналізацію SIP до функції MGCF для видачі команди медіашлюзам до перетворення бітів мовленнєвого потоку TDM (ТфЗК) у потік IP RTP і спрямування його на IP-адресу відповідного IPтелефону. В одному повідомленні IMS можуть міститися дані про декілька TAS, що надають певні послуги різних типів абонентських пристроїв.
616
Наприклад, один сервер TAS надає послуги IP Centrex (плани нумерації, загальні довідники, автоматичне розподілення викликів та ін.), інший сервер підтримує АТС і надає послуги VPN. Взаємодія кількох серверів застосовань здійснюється за допомогою сигналізації SIP-I для завершення викликів між абонентськими пристроями різних класів.
•HSS (Home Subscriber Server) – сервер домашніх абонентів, діє як відкрита база даних про кожного користувача та про послуги, до яких звертається абонент: які послуги передплачені, чи активізовано ці послуги, які параметри керування були налаштовані. Даний сервер є аналогічним до елементу мереж GSM – серверу HLR (Home Location Register), що є базою даних користувача. Сервер HSS забезпечує відкритий доступ у режимі читання/запису до індивідуальних даних користувача, пов'язаних з послугами. Доступ здійснюється з різних точок закінчення, таких як телефон, додатки Web та SMS, телевізійні приставки типу set-top box та ін. У HSS реалізується також функція SLF (Subscription Locator Function), яка визначає положення бази даних, що містить дані конкретного абонента , у відповідь на запит від модуля I-CSCF або від сервера застосовань. До складу сервера HSS входять також модулі HLR і AuC (Authentication Center) для роботи з мережами
2G.
617
16.3. Стандартизація IMS
Уперше концепцію IMS було подано в документі Release 5 3GPP 2002 року. У ньому було сформульовано основну мету даної концепції – підтримувати мультимедійні послуги в мобільних мережах на основі протоколу IP, та специфіковано механізми взаємодії мобільних мереж 3G на основі архітектури IMS з безпроводовими мережами 2G.
Стандартизація архітектури IMS є предметом зосередженої уваги широкого кола міжнародних організацій завдяки ключовій ролі IMS у еволюції мереж у напрямку до
NGN. Концепція IMS є, передусім, результатом робіт трьох міжнародних організацій зі стандартизації – 3GPP, 3GPP2 та
ETSI.
Партнерство для створенні проекту 3-го покоління 3GPP розпочато наприкінці 1998 р. за ініціативою Європейського інституту стандартизації телекомунікацій ETSI з метою розробки технічних специфікацій і стандартів для мобільних мереж зв'язку 3-го покоління (мереж Універсальної мобільного телекомунікаційної системи – UMTS), які основані на мережах GSM, які розвиваються.
Партнерство 3GPP2 (3 Generation Partnership Project 2)
виникло 1998 року також за ініціативою ETSI і ITU для розробки стандартів мереж 3G (мережі CDMA-2000) у рамках проекту IMT-2000, створеного під егідою ITU. Основним вкладом організації 3GPP2 у розвиток стандартів для мобільних мереж 3G стало поширення концепції IMS на мережі CDMA2000 (IP-транспорт, SIP-сигналізація).
618
Обидва партнерства розробляють стандарти мереж 3G, орієнтуючись на широке застосування IP-орієнтованих протоколів, стандартизованих Комітетом IETF, і використовуючи основні ідеї архітектури NGN.
2003 року в документі Release 6 3GPP деякі положення концепції IMS було уточнено, додано питання взаємодії з бездротовими локальними мережами та захисту інформації (використання ключів, абонентських сертифікатів).
У Release 6 і Release 7 визначено ідеологію здійснення IP-комунікацій за допомогою SIP. Відповідно до неї SIP починається безпосередньо з мобільного терміналу.
Специфікація Release 7 долучає дві основні функції, які є ключовими у стаціонарних мережах:
•Network Attachment, яка забезпечує механізм автентифікації абонентів і є необхідною в стаціонарних мережах, оскільки в них відсутні SIMкартки ідентифікації користувача;
•Resource Admission резервує мережеві ресурси в стаціонарних мережах для забезпечення сеансів зв'язку.
Інтерес до архітектури IMS з боку ETSI привів до створення 2003 року нової робочої групи, яка об'єднала відому групу TIPHON (Telecommunications and Internet Protocol Harmonization Over Networks) і Технічний комітет
SPAN (Services and Protocols for Advanced Networks), який відповідає за стандартизацію стаціонарних мереж.
619
Нова група, яка отримала назву TISPAN
(Telecommunications and Internet converged Services and Protocols for Advanced Networking), відповідає за стандартизацію конвергувальних і перспективних мереж. Її роботи, спрямовані на розширення концепції IMS на наземних лініях, зокрема VoIP і NGN, а також на все, що пов'язано з самою архітектурою IMS.
16.4. Перспективи впровадження UMA та IMS
Єдиної думки про те, як і коли слід переходити на конвергентні платформи надання послуг, не існує. Найбільші витрати з впровадження конвергентних послуг несе, безумовно, мережевий оператор. Вибір технології для побудови конвергентної платформи надання послуг визначатиметься моделлю ведення бізнесу оператора та його вимогами. Якщо оператор мобільного зв'язку прагне лише збільшити покриття за рахунок широкосмугової мережі, перевага буде надана UMA. У даній моделі керування викликами навіть у широкосмуговій частини, як і раніше, лежить на центрі комутації мережі мобільного зв'язку, а набір послуг обмежено наявними послугами 2G/2.5G – мобільним голосом та передаванням даних. Перевагами UMA є повне підтримування функції хендовер (handover) і мінімальні зміни в наявних системах експлуатаційної підтримки.
Архітектура IMS ідеально підтримує модель партнерства у процесі виходу на ринок з послугами FMC, оскільки основана на протоколі SIP. Вона створює умови для розширення спектру послуг, підтримує нові мультимедійні
620