Журнал о компьютерных сетях и телекоммуникационных технологиях
СЕТИ И СИСТЕМЫ СВЯЗИ on-line
  ПОИСК:
    Домой
 
   
АРХИВ ЖУРНАЛА
   

2008: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
2007: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
2006: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
2005: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
2004: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
2003: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
2002: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
2001: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
2000: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
1999: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
1998: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
1997: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
1996: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10


Rambler's Top100

  

Поддержка разных технологий доступа к IMS-сети

Роже Нолдус, Ральф Келлер, Бо Астрем

Благодаря концепции IMA (IMS Multi-Access) даже не предназначенные для взаимодействия с подсистемой IMS (IP Multimedia Subsystem) абонентские устройства могут осуществлять доступ к опорной сети и сервисам на базе IMS. В результате операторы получают возможность предоставлять IMS-услуги огромной армии пользователей терминалов GSM и ISDN. Концепция IMA играет ведущую роль в деле концентрации функций управления услугами в IMS-сети вне зависимости от типа сетей доступа, а также в обеспечении идентичного уровня обслуживания (user experience) абонентов IMS с помощью разных терминалов.

Подсистема IMS позиционируется как решение для опорных телекоммуникационных сетей в обозримой перспективе. В этом качестве она сможет обеспечивать разные виды услуг связи, включая телефонию, видеосвязь, обмен сообщениями и чат. Перечисленные услуги будут предо-ставляться посредством разнотипных сетей доступа, как проводных (на базе технологий Ethernet, кабельных модемов и DSL), так и беспроводных (например, UMTS, HSPA и LTE).

В IMS-сети основными сигнальными протоколами являются SIP (Session Initiation Protocol) и SDP (Session Description Protocol). Следовательно, устройства, использующие IMS-сервисы, должны их поддерживать. Передача же медиапотоков осуществляется с использованием ряда протоколов, в том числе RTP (Real-time Transport Protocol) и MSRP (Message Session Relay Protocol). Таким образом, устройства, которые напрямую взаимодействуют с коммуникационными службами IMS, должны поддерживать и эти протоколы.

Во время переходного периода, который у операторов разнится, IMS-сеть должна будет обслуживать терминалы как с поддержкой IMS, так и без нее. Причина в том, что множество нынесуществующих сетей доступа (особенно сотовых) пока еще не могут использовать IMS для широкого предоставления голосовых услуг. Кроме того, сегодня большинство абонентских устройств, представленных на рынке, не являются IMS-совместимыми. Заинтересованность операторов в технологиях HSPA в значительной мере способствует внедрению IMS в инфраструктуры сетей мобильной связи, но для широкого распространения вышеназванных технологий нужно подождать еще года два. Сейчас же операторы хотят воспользоваться всеми преимуществами гибкой архитектуры IMS, но без модернизации или замены миллионов терминалов. Со временем все терминалы и сети доступа станут поддерживать IMS. Но до тех пор абоненты будут использовать как IMS-совместимые, так и IMS-несовместимые терминалы.

Учитывая разнообразие сетей доступа на данный момент (из которых одни совместимы с IMS, а другие — нет), чтобы пользователи могли работать в разных средах, производители мобильных устройств будут реализовывать в них поддержку двух технологий доступа или более. Сегодня наглядным примером такого устройства может служить двухрежимный телефон с поддержкой технологий GSM и БЛВС, причем его БЛВС-часть для доступа к IMS-сети транслирует трафик протоколов SIP и RTP.

При использовании разнотипных сетей доступа и терминалов все вызовы станут обрабатываться в опорной сети на базе IMS. В концепции IMA описывается еще не стандартизированное решение для реализации централизованных IMS-сервисов (IMS Centralized Services — ICS), обеспечивающее возможность подключения (к единой IMS-сети) разных терминалов и сетей доступа, которые в противном случае не смогли бы передавать трафик протоколов SIP и RTP. Другими словами, благодаря этой концепции операторы способны предлагать IMS-услуги пользователям терминалов, не поддерживающих IMS. Концепция IMA ориентирована в основном на миллиарды применяемых сегодня терминалов GSM и ISDN. С точки зрения сетевой архитектуры решение IMA схоже с основанным на IMS решением по обеспечению непрерывности голосового вызова (Voice Call Continuity — VCC), которое будет рассмотрено ниже.

Полную версию данной статьи смотрите в 10-м номере журнала за 2008 год.

Анализ архитектуры IMS-сети

Подсистема IMS описана в спецификациях 3GPP Release 5. В ее основу положен определенный набор базовых функциональных блоков. Протокол SIP, являющийся основным протоколом управления передачей данных в IMS, был разработан рабочей группой IETF и принят для использования в IMS консорциумом 3GPP.

В концепции IMS так называемые плоскости управления и пользователя строго разделены. Плоскость управления состоит из сетевых элементов, отвечающих за установление и разрыв соединений, а также за управление использованием сервисов и их тарификацию. Плоскость пользователя состоит из сетевых элементов, обрабатывающих и передающих медиапотоки.

Такое разделение обеспечивает передачу медиапотоков между участниками сеанса связи по оптимальному пути и с необходимым качеством обслуживания. Компоненты коммуникационных сервисов могут передавать медиапотоки разных типов (например, голос и видео), причем по разным маршрутам.

В отличие от традиционных сетей с коммутацией каналов IMS-сеть не устанавливает соединение при открытии сеанса связи или обработке вызова. Другими словами, пропускная способность сети, необходимая для передачи информации, не выделяется, пока не возникает потребность в ее передаче. Процессы управления вызовами, включая их переадресацию и перевод, и передачи информации могут быть оптимизированы в соответствии со спецификой инициированного сеанса связи.

Подсистема IMS поддерживает разные типы сетей доступа и терминалов (например, GSM-телефоны и настольные SIP-телефоны), а также разные типы контактных данных пользователей (например, join.smith@telia.se и +46 730312111).

При организации сеанса связи на базе IMS выполняется процедура согласования мультимедийных возможностей вызывающего и вызываемого терминалов. Кроме того, взаимодействующие терминалы и серверы приложений IMS, задействованные в сеансе связи, могут изменить тип сервиса или инициировать дополнительный медиасервис во время вызова. Например, один из абонентов может добавить потоковое видео к текущему голосовому сеансу. Или же, дополнительная услуга, вызванная через сервер приложений IMS, может инициировать изменение типа сервиса во время вызова — например, при достижении пользователями границ кредита заменить видеосвязь голосовой.

Сети доступа

Функционирование подсистемы IMS не зависит от типа сети доступа (рис. 1). Изначально (в спецификациях 3GPP Release 5) данная подсистема была ориентирована на работу с сетями третьего поколения, состоящими из WCDMA-сети радиодоступа (UTRAN) и опорной GPRS-сети (SGSN, GGSN). В последующие версии спецификаций 3GPP была добавлена поддержка инфраструктур HSPA и LTE, а в стандартах консорциума 3GPP2 описана возможность использования радиосети CDMA2000 для доступа к IMS. Аналогичным образом организации 3GPP и ETSI TISPAN определили дополнительные технологии доступа к опорной IMS-сети, включая Wi-Fi и Ethernet, при этом сеть доступа может подключаться к граничному шлюзу сеанса SBG (реализация функции IBCF компанией Ericsson) через DSL и Интернет.

Еще одним примером решения для доступа к IMS является универсальная сеть доступа GAN (Generic Access Network), или, иначе, сеть нелицензируемого мобильного доступа UMA (Unlicensed Mobile Access), которая вошла в спецификации 3GPP Release 6. Если говорить более подробно, то в технологии UMA предусмотрено использование БЛВС и средств Bluetooth для доступа к сетям GSM/GPRS. Что же касается сетей кабельного ТВ, то инициативы консорциума Cable Labs определяют, как использовать телевизионный кабель для доступа к IMS.

Сервисный уровень

В IMS-сети сервисный уровень образуют серверы приложений SIP (SIP-AS), которые играют важную роль в ее архитектуре. Обычно услуги телефонии, включая переадресацию и перевод вызова, а также конференц-связь, реализуются на базе серверов SIP-AS. Так же мультимедийная телефония, или MMTel (подмножество базовых и дополнительных услуг ISDN, поддерживаемое в IMS-сети), предоставляется с использованием выделенного SIP-AS, называемого сервером приложений мультимедийной телефонии (MTAS). Дополнительный SIP-AS можно задействовать для предо-ставления услуг Centrex (функциональность УАТС, реализуемая на стороне оператора).

IMA в действии

Как уже говорилось, концепцией IMA предусматривается, что доступ к опорной сети и сервисам IMS может предоставляться и устройствам, не поддерживающим IMS (например, GSM-терминалам). Эта концепция обеспечивает взаимодействие средств управления вызовами на базе IMS и серверов SIP-AS c терминалами и сетями доступа, которые подключены к IMS-сети. Реализация IMA поставляется как расширение решения IMT (IMS Multimedia Telephony) компании Ericsson. Благодаря функциям IMA пользователи IMT могут инициировать и принимать вызовы с помощью телефонов GSM, UMTS или ISDN.

Вызовы, инициируемые или принимаемые абонентом IMA (например, пользователем IMT с GSM-телефоном), маршрутизируются через IMS — именно здесь абоненты и получают доступ к своим услугам. В IMS-сети эти вызовы инициируют сервисы IMS. Группа пользователей IMS, в частности сотрудники одного предприятия, могут задействовать как SIP-телефоны (беспроводные (для БЛВС) или стационарные), так и телефоны GSM. Более того, каждый конкретный пользователь IMT волен применять и проводной SIP-телефон, и телефон GSM; в этом случае вызовы направляются на оба телефона одновременно или последовательно.

Регистрация

Одна из важнейших составляющих работы IMS-сети — регистрация абонентов. Чтобы получить доступ к услугам в рамках сеанса связи на базе IMS, абонент должен быть зарегистрирован в блоке S-CSCF (Serving Call Session Control Function). Кроме того, регистрация необходима для доставки вызовов на терминал абонента (она осуществляется по контактному адресу, находящемуся в S-CSCF). Как правило, SIP-телефоны проходят регистрацию в IMS автоматически. А вот в GSM-телефонах такая функция отсутствует. В результате при передаче вызова GSM в IMS-сеть услуги IMS не в полном объеме доступны для пользователя GSM-телефона. Решить данную проблему можно добавлением функции автоматической регистрации GSM-телефонов в IMS-сети. Эта функция, реализованная в виде автономного блока или интегрированная в базовый узел IMS (рис. 2), поддерживает два режима работы:

1. Регистрация абонентов на основе списка предоставляемых услуг (provision list). В этом случае процедура регистрации не зависит от статуса GSM-устройства (подключено/отключено).

2. Регистрация GSM-телефона в IMS-сети осуществляется только в случае его подключения через GSM-сеть.

В обоих режимах процедура регистрация GSM-телефона не зависит от процедуры регистрации SIP-телефона.

Установление сеанса связи

Для вызова сервисов IMS и маршрутизации GSM-соединения, инициированного абонентом IMA, необходимы дополнительные сетевые функции. К ним относится функция автоматического прямого соединения (hotlining), в которой для маршрутизации вызова в сеть IMS (с сохранением информации о звонке в сигнализации) используется решение на базе коммутатора.

После вызова услуг IMS оно маршрутизирует звонок к вызываемому абоненту. Аналогично в IMS-сеть маршрутизируется вызов, адресованный абоненту IMA. После этого звонок можно отправлять на GSM- или SIP-телефон абонента IMA либо на оба этих телефона сразу (параллельный вызов).

Другим вариантом маршрутизации вызова из сети GSM в сеть IMS является использование сервиса CAMEL (рис. 3); последний (с использованием своей прикладной части CAP) управляет процессом установления соединения в GSM-сети. Указанный сервис отправляет вызов в сеть IMS и передает управление вызовом ее сервису (в этом случае вместо протокола САР задействуется протокол IMS). После этого в сети IMS организуется сеанс связи с вызываемым абонентом. Преимуществом использования сервиса CAMEL для маршрутизации вызовов в IMS-сеть является возможность его стандартизированного применения, когда абоненты IMA находятся за пределами своих домашних GSM-сетей, т. е. в роуминге. Кроме того, маршрутизацию вызовов на базе сервиса CAMEL можно дополнить функцией корреляции в IMS-сети, что позволит модернизировать решение IMA до уровня VCC. Данная корреляция часто именуется привязкой (anchoring). При этом вызовы GSM с целью предоставления услуги VCC и комбинированных сервисов CSI «привязываются» к IMS-сети.

Дополнительные услуги

Если говорить об услугах Centrex, то, как правило, речь идет о переадресации и запрете вызовов. Таким образом, для абонентов IMS указанные услуги не включаются в пакет дополнительных услуг сети GSM. Однако прочие дополнительные услу-ги последней, в том числе удержание и передача вызова (сервисы, используемые во время звонка), должны по-прежнему оказываться ее (сети GSM) средствами, поскольку эти услуги стандартизированы и широко поддерживаются интерфейсом «человек–машина» в терминалах GSM. Фактически абонентам IMA доступны дополнительные услуги обеих сетей — GSM и IMS.

Для доступа к IMS-услугам, оказываемым во время звонка, абонент IMA (в качестве промежуточного решения) может использовать DTMF-коды, сигнализирующие IMS-средствам о необходимости поставить вызов на удержание или перевести его. Однако это не очень удобно, и поэтому обсуждаемые услуги могут быть негативно восприняты пользователями.

Спецификация на ICS в документации 3GPP Release 8 определяет многие функции IMA и добавляет еще ряд новых. Сервисы ICS стандартизируются в терминальном (device-centric) и сетецентрическом (network-centric) аспектах с целью решения проблем с оказанием услуг в ходе вызова. По существу, выполняется стандартизация средств, позволяющих централизовать предоставление услуг в ходе вызова в рамках IMS при условии реализации поддержки ICS в сети доступа.

В сетецентрическом решении центр коммутации мобильной связи (Mobile Switching Center — MSC) с поддержкой ICS преобразует нужную для оказания дополнительных услуг GSM-сигнализацию (протокол DTAP) в SIP и обратно. Желательно, чтобы терминальное устройство поддерживало интерфейс Ut, дающий возможность пользователям администрировать дополнительные сервисы (интерфейс Ut находится между терминалом IMS и системой управления обслуживанием абонентов на сервисном уровне IMS). Оператор может реализовывать другие средства администрирования с помощью терминальных устройств — например, веб-страницу.

Если терминальное устройство не совместимо ни с одним из этих средств, коммутатору MSC с поддержкой ICS придется транслировать сообщения DTAP и Ut. При этом все дополнительные услуги могут предоставляться через сеть IMS и управляться из сетей GSM и IMS. Сосредоточение услуг в IMS-сети будет гарантировать их единообразие для разнотипных устройств и сетей доступа.

Развитие сети

Решение IMA разработано для поддержки всех модификаций GSM-терминалов, но расширенная функциональность последних обеспечивает дополнительные возможности обслуживания пользователей. Ниже рассмотрены три новые разработки в области расширения функциональности терминалов GSM и UMTS — это двухрежимные аппараты, решение VCC и комбинированные услуги. Маршрутизация вызовов в IMS — необходимое условие для функционирования вышеперечисленных разработок, поддержка которых будет реализована в процессе развития архитектуры IMA.

Двухрежимные трубки

Здесь речь идет о телефонах, работающих в сетях GSM и БЛВС. В случае использования протокола SIP поверх БЛВС интерфейс «человек–машина» скрывает от абонента специфику архитектуры и функционирования телефона, оснащенного двумя радиомодулями. Двухрежимный телефон можно сконфигурировать для приоритетного использования БЛВС-доступа при установлении соединений. И опорная сеть IMS настраивается так, чтобы для доставки вызовов на двухрежимные телефоны она в первую очередь задействовала БЛВС.

С целью обеспечения одинакового уровня обслуживания пользователей вне зависимости от типа сети, через которую организуются сеансы связи (GSM или БЛВС с SIP), следует сосредоточить средства и функции предоставления услуг в сети IMS. Звонки, поступающие на GSM-часть двухрежимного телефона (или инициируемые с нее), пропускаются через IMS посредством решения IMA. Это делается с помощью сервиса выбора домена обслуживания (Service Domain Selection — SDS), определенного спецификациями 3GPP. SDS для перенаправления вызовов в сеть IMS использует сервис CAMEL. В соответствии с нынешней спецификацией 3GPP сервис SDS является статическим. Это означает, что он направляет все вызовы на двухрежимный телефон или от него через сеть IMS. Однако оператор может расширить возможности SDS, определив, например, правило системной политики, разрешающее маршрутизировать в IMS лишь определенные вызовы. В отношении абонентов с двухрежимными телефонами, находящихся за границей и пользующихся услугами международного роуминга, оператор, вероятно, захочет установить правило, согласно которому вызовы с телефонов этих абонентов должны оставаться в сетях GSM (чтобы исключить расходы на передачу трафика по международному каналу связи в сеть IMS, развернутую в стране абонентов).

Для доставки вызовов абонентов с двухрежимными трубками используется технология ADS (Access Domain Selection), предназначенная для выбора сети доступа, через которую будет передан вызов. ADS реализуется сервером приложений в сети IMS. Чтобы задействовать функциональность ADS, входящие вызовы абонентов с двухрежимными телефонами должны маршрутизироваться через сеть IMS.

В технологии ADS с целью определения сетей доступа, которые могут быть задействованы для передачи вызова, используются «интеллектуальные» алгоритмы. Указанная технология отслеживает работу сетей доступа и функциональные возможности терминалов. Для каждого входящего вызова ADS «сумеет» определить подходящую сеть доступа. И если, например, поступил мультимедийный вызов, ADS отправит его через БЛВС, а не через сеть GSM.

Технология VCC

При ухудшении качества связи по БЛВС (с применением средств IMS) двухрежимный телефон способен инициировать переключение сеанса связи на сеть GSM. В отличие от технологии UMA в технологии VCC при переходе абонента из БЛВС в сеть GSM предусмотрена смена не только технологии радиодоступа, но и протокола сигнализации. Терминал, который переключается с БЛВС на сеть GSM в ходе вызова, перестает использовать протоколы SIP и RTP и переходит на протоколы DTAP/ISUP и AMR/TDM.

Изначально технология VCC рассматривалась как решение для ускорения развертывания подсистем IMS с могущими передавать трафик VoIP сетями доступа, включая БЛВС. Благодаря VCC сотрудники предприятий могут использовать БЛВС для мобильного доступа к общественному или корпоративному сервису Centrex (мобильный коммутатор), а после того, как они покинут офис, трубки инициируют переключение на сеть GSM или UMTS без разрыва голосового соединения (рис. 4).

Технология VCC поддерживает функции смены домена доступа. Вызовы, инициируемые и принимаемые телефонами VCC, «привязываются» к сети IMS, точнее говоря, в роли точки «привязки» вызовов выступает сервис смены доменов. При смене домена доступа новый маршрут доступа «привязывается» к той же опорной точке — таким образом, остальная часть маршрута передачи информации в рамках сеанса в сети IMS остается без изменений. VCC реализуется как IMS-сервис. Функции VCC: выбор домена и маршрутизация вызова — идентичны соответствующим функциям IMA, а значит, IMA может быть модернизирована до уровня VCC.

Для обслуживания вызовов абоненты должны зарегистрироваться в сети IMS. Функция регистрации в IMS, применяемая в системе IMA, может использоваться и в технологии VCC. Стоит отметить, что ICS и средства обеспечения непрерывности обслуживания пользователей на базе IMS стандартизированы в виде сервиса MMSC (Multimedia Session Continuity) в спецификации 3GPP Release 8.

Комбинированные услуги

Комбинированные услуги на базе IMS (Combinational Services for IMS — CSI), описанные в спецификациях 3GPP Release 7, представляют собой телефонию с коммутацией каналов, дополненную мультимедийными IMS-сервисами, использующими транспортную сетевую инфраструктуру с коммутацией пакетов. Примером комбинированной услуги является сервис Video Share, который позволяет участникам голосового сеанса связи передавать потоковое видео. В этом случае IMS дополняет (но не заменяет) телефонию с коммутацией каналов. Для предоставления услуг, о которых идет речь, телефоны должны одновременно поддерживать сеть доступа как с коммутацией каналов, так и с коммутацией пакетов. Это характерно для трубок UMTS. Что же касается телефонов 2G, то они и сеть радиодоступа должны работать в режиме DTM (Dual Transfer Mode).

Связь между абонентами IMS и CSI осуществляется с помощью специальной функции межсетевого взаимодействия. Для абонента CSI устанавливается коммутируемое телефонное соединение и инициируется мультимедийный сеанс на базе IMS. Функционирующее на терминале приложение CSI согласует проведение сеансов связи с коммутацией каналов и коммутацией пакетов, преобразуя их в один комбинированный вызов. Что касается абонента IMS, то с ним голосовая связь и обмен видеоинформацией осуществляются в виде двух отдельных потоков RTP в рамках одного сеанса связи SIP.

Вызовы CSI и IMS обрабатываются IMS-сервисом, действующим на границе между сетью доступа и опорной сетью абонента CSI. Этот сервис разделяет голосовые потоки и потоки данных, передаваемые в рамках мультимедийного сеанса на базе IMS, и передает их терминалу CSI по разным каналам доступа (рис. 5), а именно: голосовая информация доставляется по коммутируемому соединению сети GSM, а поток данных — по GPRS-соединению.

Сервис межсетевого взаимодействия CSI, расположенный на границе сети IMS, запрограммирован на трансляцию медиапотоков и сигнализации между IMS-сетью и сетями доступа, не поддерживающими IMS. Такая трансляция требует «привязки» вызова к сети IMS. Данный аспект функционирования сервиса межсетевого взаимодействия CSI — основа стратегии его комбинированного применения с функциями IMA и VCC. Совместное использование сервисов CSI, IMA и VCC открывает широкие возможности для адаптации инфраструктуры IMS к разным сетям доступа. Процесс разделения медиапотоков, реализуемый сервисом межсетевого взаимодействия CSI, не должен влиять на работу прочих сервисов сети IMS.

***

Концепцией IMA предполагается возможность доступа к IMS-сети и сервисам на ее основе с помощью разных сетей доступа (например, GSM). Это первый шаг на пути к широкому распространению полностью основанных на протоколе IP инфраструктур, который позволит операторам предоставлять услуги типа Centrеx пользователям как проводных устройств (например, офисных SIP-телефонов), так и сотовых трубок (в частности, телефонов GSM) без необходимости перехода на новые терминалы. Таким образом, благодаря IMA операторы могут оказывать услуги IMS абонентам, использующим телефоны, не предназначенные для работы с IMS. Одна из важнейших функций IMS — «привязка» вызова, она закладывает основу для эффективного использования двухрежимных телефонов, а также для реализации сервисов VCC и CSI, которые можно комбинировать в рамках ориентированного на IMS-абонентов интегрированного решения с поддержкой разных видов сетевого доступа. Это стимулирует дальнейшее развитие IMA по пути реализации соответствующих спецификациям 3GPP сервисов ICS и MMSC.

Об авторах
Нолдус Роже, Келлер Ральф, Астрем Бо, 
cотрудники компании Ericsson


  
10 '2008
СОДЕРЖАНИЕ

инфраструктура

• Отвод тепла в ЦОДе: проекты

• Решения для надежного долговременного хранения данных

• БЛВС удаленных офисов

информационные системы

• Не спешите мигрировать на Vista

• В поисках "приборной панели" для ИТ-директора

• Корпоративные системы пространственного позиционирования

сети связи

• Поддержка разных технологий доступа к IMS-сети

кабельные системы

• Заземление в вопросах и ответах

• СКС: "горячие" применения и системы управления

защита данных

• Контроль физического доступа шагает в ногу с IP-конвергенцией

• Зашифруйте данные - и в путь!

новые продукты

• "Мистраль-телеком" - кондиционеры для базовых станций; Шкафы "Энеогомеры"


• Калейдоскоп


Реклама: https://pedant-anapa.ru/remont-iphone/
 Copyright © 1996-2008 ООО "Сети и Системы Связи". вверх