Upload
dinhnga
View
218
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
UTE 2014- Marek Średniawa
SIP: Session Initiation Protocol
� Protokół aplikacyjny (tekstowy):� ustanawianie, modyfikacja, likwidacja i zarządzanie
przebiegiem multimedialnych sesji komunikacyjnych
� rozwinięcie HTTP i SMTP opracowane przez IETF Multiparty Multimedia Session Control (MMUSIC) WG
� RFC 3261 (wcześniej 2543bis)
� stosowany do komunikacji partnerskiej (peer-to-peer)
� Alternatywa dla H.323
UTE 2014- Marek Średniawa
SIP: przesłanki
� Standard Internetowy� IETF - http://www.ietf.org� RFC 3261 i wiele innych powiązanych norm RFC
� Wykorzystanie adresacji Internetowej� URL, DNS, proxy
� Użycie bogactwa funkcjonalnego Internetu
� Wykorzystanie zasad kodowania HTTP� Tekstowy protokół
� Niezależność od protokołów transportowych� TCP, UDP, X.25, FR, ATM, …
� Obsługa trybu multicast
UTE 2014- Marek Średniawa
Sieć wykorzystująca protokół SIP
� Punkty końcowe SIP – urządzenia dołączone do Internetu lub sieci IP obsługujące SIP l� Telefony stacjonarne i komórkowe z SIP UA
� Aplikacje na PC i PDA – SIP UA
� Bramy sieciowe
� Serwery SIP – węzły sieci realizujące zestaw funkcji na żądanie punktów końcowych SIP� Mogą inicjować żądania
� Mogą być zlokalizowane w innej sieci
UTE 2014- Marek Średniawa
SIP - charakterystyka
� Typy adresacji:� Internetowy
� adres sip� adres e-mail
� Telefoniczny
� Numer telefoniczny E.164
� Rejestracja� Użytkownik może się zarejestrować wykorzystując swój ID w
celu uzyskania dostępu do swoich danych i usług, niezależnie od rejestracji urządzenia
UTE 2014- Marek Średniawa
SIP:architektura
� Uogólnienie architektury internetowej “pajęczyny” WWW
� Prostota:� model klient-serwer
� zasada żądanie-odpowiedź (Request - Response)
� Serwery Proxy, Redirect, Registrar
� Serwery aplikacji
� Konsekwencje:� Upowszechnienie kreacji usług SIP
� Wiele SIP API (SIP servlets, CPL oparty na XML, JAIN)� Rozwój narzędzi do projektowania usług (CGI)
UTE 2014- Marek Średniawa
Podstawowa architektura SIP – „trapez SIPowy”
Serwer Proxy Serwer Proxy
UA - Agent użytkownika A
SIP
SIP
SIP
Media (RTP)
Serwer DNS
DNS
Serwer
Lokalizacji
SIP
UA Agent użytkownika B
[Źródło: H.Sinnreich: VON 2001]
UTE 2014- Marek Średniawa
SIP: elementy architektury
� User Agent Client - UAC� systemy końcowe� wysyłają żądania SIP (np.
żądanie ustanowienia połączenia)
� User Agent Server - UAS� odbiera żądania połączeń
wysyłane przez innych agentów
� wysyła odpowiedzi w imieniu użytkownika
� User Agent - AgentUżytkownika (typowy terminal)� UAC + UAS
� Redirect Server� Przekierowuje użytkownika
na inny serwer� Proxy Server
� reprezentuje żądanie do innego serwera. Może “rozwidlić” żądanie na wiele serwerów, budując drzewo przeszukiwania
� Registrar� odbiera zgłoszenia
rejestracyjne UA (User Agents)
� Location Server� Baza danych o
użytkownikach
UTE 2014- Marek Średniawa
SIP: adresacja
� Format zbliżony do formatu adresów e-mail
user@domain
user@host
user@IP_address
lub phone-number@gateway
� SIP-URL = “sip:” [userinfo “@”] hostport url-parameters [headers]:
UTE 2014- Marek Średniawa
SIP URI (Uniform Resource Indicators)
� Dwa warianty URI:� sip:[email protected] (SIP URI)
� Najpopularniejsza forma wprowadzona w RFC 2543� sips:[email protected] (Secure SIP URI)
� Nowa forma wprowadzona w RFC 3261� Wymaga TLS na TCP jako mechanizmu transportowego
zapewniającego ochronę informacji
� Dwa typy SIP URI:� Address of Record (AOR) (identyfikuje użytkownika)
� sip:[email protected] (wymaga rekordów DNS SRV w celu lokalizacji serwerów SIP w domenie wcom.com)
� Fully Qualified Domain Name (FQDN) lub Contact (identyfikuje urządzenie)� sip:[email protected] lub sip:[email protected]
(nie wymaga roztrzygania przy rutingu)
UTE 2014- Marek Średniawa
Podstawowe wiadomości (metody) SIP
INVITE Inicjowanie ustanowienia sesji
BYE Zakończenie trwającej sesji
OPTIONS Zapytanie o opcje i funkcjonalność serwera lub UA
CANCEL Anulowanie żądania w toku
ACK Potwierdzenie finalnej odpowiedzi na INVITE
REGISTER Rejestracja URI użytkownika w serwerze rejestrowymSIP (związanie URI urządzenia z AOR)
RFC 3261
RFC 3261
RFC 3261
RFC 3261
RFC 3261
RFC 3261
UTE 2014- Marek Średniawa
Dodatkowe wiadomości (rozszerzenia) SIP
INFO Transport sygnalizacji w trakcie sesji
PRACK Potwierdzenie prowizorycznej odpowiedzi
UPDATE Aktualizacja informacji o stanie sesji
REFER Transfer użytkownika pod adres określony przez URI
SUBSCRIBE Żądanie zaabonowania powiadamiania o zdarzeniach
PUBLISH Przekazanie informacji o zmianie statusu do serwera
NOTIFY Transport powiadomienia o zaabonowanym zdarzeniu
MESSAGE Transport treści wiadomości natychmiastowych
RFC 2976
RFC 3262
RFC 3311
RFC 3515
RFC 3265
RFC 3903
RFC 3265
RFC 3428
UTE 2014- Marek Średniawa
SIP: odpowiedzi
Kod Opis Przykłady
1xxInformacyjne – żądanie odebrane, trwa
kontynuacja przetwarzania żądania.
180 Ringing
181 Call is Being Forwarded
2xxSukces – akcja odebrana, zrozumiana i
Zaakceptowana.200 OK
3xxPrzekierowanie – konieczne podjęcie dalszych działań w celu zakończenia żądania.
300 Multiple Choices
302 Moved Temporarily
4xxBłąd klienta – błędna postać żądania lub niemożność realizacji żądania przez dany serwer.
401 Unauthorized
404 Not found
408 Request Timeout
5xxBłąd serwera – serwer nie był w stanie zrealizować żądania.
503 Service Unavailable
505 Version Not Suported
6xxGlobalny błąd – żądanie nie do zrealizowania przez dostępne serwery.
600 Busy Everywhere
603 Decline
UTE 2014- Marek Średniawa
Odpowiedzi (wybrane)
� 100 – Continue
� 180 – Ringing
� 181 – call is being forwarded
� 182 – queued
� 183 – session progress
� 200 – OK
� 300 – Multiple choices
� 301 – Moved permanently
� 302 – Moved temporarily
� 305 – use proxy
� 380 – alternative service
� 400 – Bad request
� 401 – unauthorized
� 402 – payment required
� 403 – Forbidden
� 404 – not found
� 405 - method not allowed
� 408 – Request timeout
� 415 - Unsupported media type
� 480 – Temporarily not available
� 481 – Invalid Call-ID
� 482 – Loop detected
� 5xx – Server error
� 600 – Busy
� 601 – Decline
� 604 – Does not exist
� 606 – Not acceptable
UTE 2014- Marek Średniawa
Protokoły związane z SIP
� SDP – Session Description Protocol� Tekstowa notacja służąca do opisu sesji medialnych� Dane przekazywane w treści wiadomości SIP� Wykorzystuje profile RTP/AVP dla najczęściej spotykanych typów
mediów� Zdefiniowany w normie RFC 2327
� RTP – Real-time Transport Protocol� Wykorzystywany do trasportu pakietów mediów po IP� RTP dodaje nagłówek zawierający:
� Nazwę źródła mediów
� Stempel czasowy
� Typ kodeka
� Numer sekwencyjny
� Zdefiniowany w RFC 1889 (H. Schulzrinne i inni)� Profile zdefiniowane w RFC 1890
UTE 2014- Marek Średniawa
Negocjacja mediów
� Negocjacja mediów przy ustanawianiu sesji� Model „oferta-odpowiedź”� UA proponuje jeden lub kilka typów mediów, a drugi UA
odpowiadając akceptuje bądź odrzuca jeden lub więcej proponowanych typów mediów
� Sekwencja - INVITE/200/ACK
� Dalsze negocjacje i zmiana typu mediów za pomocą ponownego żądania INVITE w trakcie wcześniej ustanowionej sesji
� Wykorzystanie SDP do opisu mediów
� Wykorzystanie protokołu SAP do organizacji multimedialnych sesji komunikacyjnych w Internecie
UTE 2014- Marek Średniawa
SIP – zasoby w Internecie
� www.sipforum.com
� www.cs.columbia.edu/sip
� www.tech-invite.com
� www.sipcenter.com
UTE 2014- Marek Średniawa
IMS - motywacja
� Zamiar: konkurowanie z Internetem przez likwidację jego braków
� Zapewnienie QoS, bezpieczeństwa i mechanizmów taryfikacji� Zintegrowane usługi multimedialne
� IMS jako uniwersalna architektura usługowa
� Masowe aplikacje czy uniwersalna platforma usługowa
� Kluczowy problem – elastyczne środki projektowana i udostępniania usług
� Otwartość dla niezależnych usługodawców� kontrola udostępniania usług
� Integracja usług� Bezproblemowy dostęp do usług – mobilny i stacjonarny
� Problem: kto zapewni globalny IMS i do kogo należą klienci ?
UTE 2014- Marek Średniawa
3GPP IP Multimedia Subsystem - IMS� IMS zdefiniowany przez 3GPP jako część UMTS Release 5 / IMT2000
� Wprowadzono rozszerzenia w Release 6 w celu pragmatycznej adaptacji do wymagań istniejących sieci - IPv4 !
� ETSI TISPAN definiuje SDP dla NGN dla wszystkich sieci wykorzystujących sieci IP
� OMA (Open Mobile Alliance) definiuje usługi i mechanizmy usługowe (enablers) IMS
� IMS stanowi sieć nakładkową nad sieciami GPRS i udostępnia uniwersalne środowisko usługowe IP dla mobilnych usług multimedialnych
� VoIP, wideotelefonia, wideokonferencje, mobilne treści multimedialne
� IMS – oparty na rodzinie protokołów IP
� SIP (Session Initiation Protocol) do sterowania sesjami� Diameter dla AAA (Authentication, Authorisation & Accounting)� Inne: SDP, RTP, RTCP, MEGACO/H.248, …
UTE 2014- Marek Średniawa
„Common IMS”
� Uwzględnienie
przewodowego dost.
szerokopasmowego
� Zachowanie ciagłości
połączenia (Voice Call
Continuity)
� Usługi multimedialne
wykorzystujące IMS
R 7
2007
R 4
3/2001
R 5
3/2002
� Druga faza IMS
� Dostęp HSUPA
� Wiele nowych funkcji
usługowych
realizujących w pełni
założenia sieci 3G
R 6
12/2004
Rok
R 1
2006
R 2
12/2007
R 3
???
R 99
12/1999
� Architektura IMS
� Usługi multimedialne
wykorzystujące IP
� Dostęp HSDPA
� Separacja płaszczyzn
sterowania i
użytkownika w sieci
szkieletowej
� Pierwsze kroki ku
oparciu działania na
IP
� Emulacja PSTN/ISDN
� Usługi dostarczania
treści: IPTV,
strumieniowanie ,..
� Optymalizacja
wykorzystania zasobów
� Szczegółowa definicja
architektury
� Podstawowe usługi
� OSS, dane użytk.NGN,
kontrola przeciążeń, QoS,
bezpieczeństwo…
00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10
� Definicja UTRAN
� Podstawowe funkcje
usługowe 3G
� Podstawa dla
wczesnych wdrożeń
sieci 3G
Wprowadzenie IMS
R 8
2009?
UTE 2014- Marek Średniawa
Od IETF SIP ….
Żądanie
Serwer SIP Proxy
Sieć IP/Internet
Odpowiedź
DNSAS - Serwer aplikacyjny SIP
Agent użytkownika SIP - UA
Agent użytkownika SIP – UA Agent użytkownika SIP - UA
Agent użytkownika SIP - UA
UTE 2014- Marek Średniawa
… do 3GPP IMS SIP
P-CSCF
I-CSCFS-CSCF
Serwer aplikacji
DNS
SLF
DNS HSS
Sieć szkieletowa IP z QoS
AS – serwer aplikacyjny SIP
Agent użytkownika SIP
Agent użytkownika SIP
Idea IMS: próba przejęcia kontroli nad usługami IP
26
SterowanieIMS
Serwer aplikacyjn
y
Serwer aplikacyjn
y
• Sieć IP umożliwia swobodną komunikację między punktami
końcowymi
• IMS pozwala sterować usługami w sieci IP za pomocą protokołu SIP
IP
BA
BA
IMS - sterowanie usługami IP/GPRS
Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych, PW 27
Sieć pakietowa GPRS
Sieć z komutacją kanałów - GSM
IMS
Sygnalizacja SIP
Transport RTP
Motywacja IMS – „bogate” usługi, np. VoIP
Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych, PW 28
Sieć pakietowa
IMS
Sygnalizacja SIP
Transport RTP
Serwer IM
Serwer Obecnoś
ci
Serwer obsługi sesji/połączeń
…
Inne AS
Serwery aplikacyjne (AS)
UTE 2014- Marek Średniawa
sterowanie
transport
Sieć wizytowana
przez ab. wywołującego
Sieć macierzysta ab.wywołującego
UE P-CSCF
HSS
S-CSCF BGCF MGCF
MGW
PSTN
H.248
SIP
SIP SIP
SIP ISUP/IP
AS
Diameter
Sieć
Szkieletowa IP
Sieć
dostępowa
PCM
I-CSCF
P-CSCF określa
system macierzysty;
pośredniczy przy
żądaniach
I-CSCFOkreśla właściwy
Serving-CSCF
S-CSCFKoordynuje połaczenie
i usługi dla terminala
BGCFOkreśla najlepszy
ruting do PSTN
HSSPrzechowuje profil i dane
użytkownika (usługi,
mobilność, itp..)
Serwery Aplikacji
MGCF/MGWSterowanie i funkcje
bramy medialnej
• Wszystkie usługi realizowane przez system macierzysty
• usługi dodatkowe
• Brama Parlay i związane z nią usługi
• Feature Interaction and Service Brokering
• obsługa interfejsów do portali internetowych
Diameter
SIP
Diameter
�HSS – Home Subscriber Server
�CSCF – Call Session Control Function
�BGCF – Breakout Gateway Control Function
�MGCF – Media Gateway Control Function
VoIP – RTP – transport strumienia mediów
Płaszczyzna usługowa
Płaszczyzna sterowania
Płaszczyzna transportowa
SGW ISUP/MTP
Architektura 3GPP IMS
UTE 2014- Marek Średniawa
IMS – aspekt usługowy
� Interpersonalne usługi multimedialne� Wymiana plików dowolnego typu
� Głos, dane, wideo
� Nowe usługi� „Bogate” połączenia – uwzględnienie kontekstu komunikacji� Push-to-Talk, Push-to-See� IP Centrex� Strumieniowanie mediów� Zintegrowane usługi wymiany wiadomości� Współdzielenie mediów i aplikacji� Gry sieciowe
� Integracja usług� Głos, dane, wideo z wbudowaną bogatą obecnością
� Lokalizacja, dostępność, preferencje, …
UTE 2014- Marek Średniawa
Narzędzia IMS = uniwersalne serwery aplikacji IMS
� IMS celowo nie normalizuje specyficznych aplikacji
� Zdefiniowane główne interfejsy AS - IMS jako stacja dokująca dla serwerów aplikacji
� OMA (Open Mobile Alliance) normalizuje usługi IMS
� Presence, Group Management, Instant Messaging (IM), Push to Talk over Cellular (PoC)
� Wypracowany zbiór wspólnych serwerów – narzędzi IMS do wykorzystania przy realizacji złożonych usług
� Główne narzędzia dla IM, PoC i wideopołączeń
� XML Document Management System (XDMS) do konfigurowania grup
� Serwer obecności - Presence Server (PS)� Zarządzanie urządzeniami - Device Management (DM)
UTE 2014- Marek Średniawa
IMS – sposoby realizacji usług
� Usługi SIP
� Serwery aplikacji SIP
� IMP
� PoC (Push-to-talk over Cellular) albo PTT (Push-To-Talk)
� konferencja ad hoc
� 3PCC
� Usługi IN CS1+
� CAMEL i CAP
� IM SSF
� Usługi dostarczane przez strony trzecie
� Parlay/OSA i Parlay X API� Zewnętrzne serwery aplikacji
� W sieci macierzystej, samodzielne i w sieciach zewnętrznych
UTE 2014- Marek Średniawa
Architektura usługowa IMS
S-CSCFS- CSCF
SIP Application Server
Sewer aplikacji SIP
HSSHSSOSA service
capability server
(SCS)
OSA service
capability server
(SCS)
IM - SSFIM -SSF
Camel Service
Environment
CAMEL Service
Environment
OSA
application Serwer aplikacji
OSA
ISC
Cx ISC
ISC
CAP
MAP
OSA API
SCIM
AS AS
Sh
Si
MRFCMRFC
Mr
UTE 2014- Marek Średniawa
Warstwy IMS: Transport, sterowanie sesjami, aplikacje
Płaszczyzna użytkownika
Płaszczyzna Aplikacji
Płaszczyzna sterowania
S-CSCF
HSS
SIP AS SIP AS
MRFC
B-GW
SIP Diameter PSTN
RTP
I-CSCFP-CSCF
MRFP
H.248 / MEGACO
Parlay ASCAMEL
CSE
OSA GW IM SSF
Parlay API CAP API
Marek Średniawa 36
Modele pracy serwera aplikacyjnego AS
� S-CSCF uruchamia usługi wykorzystując tzw. Wyzwalacze (triggers)
� Tryby działania AS
� jako docelowy UA – np. serwer treści� jako inicjujący UA – np. wake up server� w roli pośrednika – np. przekazywanie połączenia� w roli B2BUA – np. w Click2Dial
� Rola AS zależy od jego trybu działania
� Serwer proxy� 3rd Party Call Control� B2B UA
� Implementacja AS zależy od charakteru usługi
� decyzja o modelu pracy serwera podejmowana podczas projektowania usługi
Marek Średniawa 38
Wyzwalanie aplikacji - wyzwalacze
� Wyzwalacze - TP - Trigger Points� każda znana i nieznana metoda protokołu SIP� typ rejestracji użytkownika
� rodzaj wiadomość REGISTER – pierwsza rejestracja, re-rejestracja, de-rejestracja
� wystąpienie lub brak któregoś z elementów nagłówka wiadomości
� treść znanego lub nieznanego elementu nagłówka wiadomości oraz analiza adresu odbiorcy (Request-URI)
� kierunek wysyłania wiadomości� Parametry opisu sesji w SDP
� Wyzwalacz składa się z jednego lub więcej punktów wyzwalania usługi SPT - Service Point Trigger� SPT - wybrany element sygnalizacji SIP, który może posłużyć
do rozpoznania usługi
3G
PP
TS
23
.21
8
Marek Średniawa 39
Service Point Trigger
SIP Header
Header: stringContent: string
Service Points of Interest
ConditionNegated: boolean
Group: list of integer
SIP Method
SIPMethod: string
Session Description
Line: string
Content: string
Session Case
SessionCase:enumerated
Request-URI
RequestURI: string
UTE 2014- Marek Średniawa
tel:+48 602 210799
tel:+48 22 8259820
Relacja między identyfikacjami użytkownika
Public User Identities
Private User IdentityAbonent IMS
UTE 2014- Marek Średniawa
tel:+48 602 210799
tel:+48 22 8259820
Relacja między identyfikacjami użytkownika a profilami usługowymi użytkownika
Public User Identities
Private User IdentityAbonent IMS
Profilusługowy 1
Profilusługowy 2
Profil użytkownika związany z Prywatną Identyfikacja Użytkownika i zbiorem Publicznych Identyfikacji Użytkownika.
Profil użytkownika
UTE 2014- Marek Średniawa
Identyfikacja w IMS
� Potrzeba unikalnej identyfikacji
� W IMS rozróżnia się identyfikację publiczną i prywatną
� Identyfikacja publiczna� Użytkownik IMS ma więcej niż jedną identyfikację publiczną
PUI (Public User Identity)
� SIP URI lub TEL URI
sip:[email protected]; user=phone
tel:+48-22-8323546
� TEL URI wymagane do połączeń IMS-PSTN
� Co najmniej jeden TEL URI i jeden SIP URI na użytkownika
UTE 2014- Marek Średniawa
Public Service Identities (PSI)
� Podobna do publicznej identyfikacji użytkowników, ale przydzielana usługom (AS – serwerom aplikacji), a nie użytkownikom
� Używane do identyfikacji specyficznych serwerów aplikacji (enablers), takich jak obecność czy serwery komunikacji grupowej
� Format SIP URI lub TEL URI� sip: [email protected], [email protected],
� tel: +49-900-123-456
� PSIs traktowane jako PUIs - łatwy ruting żądań SIP do AS
UTE 2014- Marek Średniawa
Taryfikacja w IMS
� Dwa modele:� Offline
� Online
� Offline� Informacje taryfikacyjne zbierane po sesji
� Użytkownik otrzymuje faktury w cyklu miesięcznym
� Online� Elementy IMS współpracują z systemem taryfikacji w czasie
rzeczywistym
� System taryfikacji w czasie rzeczywistym prowadzi interakcję z kontem użytkownika
� 3GPP TR 23.815 (Charging implications of IMS architecture)
UTE 2014- Marek Średniawa
Wizja sieci NGN w ETSI
� Integracja sieci mobilnych i stacjonarnych za pomocą wspólnej platformy IMS
� Uniwersalna wielousługowa, wieloprotokołowa sieć IP
� Neutralność dostępowa
� Dostęp bezprzewodowy i przewodowy, mobilny i stacjonarny
� Zapewnienie QoS, bezpieczeństwa i niezawodności
� Zapewnienie współpracy z innymi sieciami
� Obsługa mobilności i nomadyczności użytkowników i urządzeń
� Uniwersalny dostęp do personalnego profilu usługowego
� Stały� w dowolnym miejscu� za pomocą różnych terminali
UTE 2014- Marek Średniawa
Założenia architektury TISPAN NGN
� Podejście oparte o koncepcję podsystemów: � Elastyczność umożliwiająca wprowadzanie z czasem nowych
podsystemów stosownie do potrzeb i kategorii usług� Wykorzystanie dorobku innych ciał normalizacyjnych
� Komunikacja IP realizowana przez dwa podsystemy:� Network Attachment Subsystem (NASS)� Resource and Admission Control Subsystem (RACS)
� Pierwsze podsystemy usługowe:� 3GPP IMS zaadaptowany do obsługi dostępu xDSL(wspólnie z
3GPP), do usług multimedialnych i emulacji usług PSTN/ISDN � Podsystem emulacji PSTN/ISDN umożliwiający wymianę sprzętu
TDM przy zachowaniu tradycyjnych terminali i symulacji usług PSTN/ISDN dla terminali IP
UTE 2014- Marek Średniawa
TISPAN a architektura sieci stacjonarnej NGN
� Dwa dodatkowe podsystemy:� Network Attachment Subsystem (NASS)
� Wsparcie dla dostępu nomadycznego i zarządzaniu lokalizacjami za pomocą usług IP jak w sieciach stacjonarnych z uwzględnieniem systemów AAA
� Resource Admission Control Subsystem (RACS)
� Realizacja QoS� Sterowanie bramami na granicach sieci� Obsługa przejścia przez NATy zlokalizowane w sieciach u
użytkowników
UTE 2014- Marek Średniawa
Architektura TISPAN NGNkoncepcja podsystemów
Oth
er n
etw
ork
s
Other subsystems
Core IMS
PSTN/ISDN Emulationsubsystem
User E
qu
ipm
ent
Service Layer
Transport Layer
Transfer Functions
Resource and Admission Control
Subsystem
Network Attachment Subsystem
Applications
Userprofiles
UTE 2014- Marek Średniawa
Charakterystyka ETSI TISPAN NGN Release 1
� Wsparcie dla aplikacji SIPowych i nie SIPowych
� IMS dla konwersacyjnych aplikacji SIPowych
� Inne podsystemy dla innych rodzajów aplikacji
� Uniwersalność dostępowa
� Wsparcie dla realizacji złożonych modeli komercyjnego świadczenia usług
� Realizacja FMC w oparciu o IMS
� Wykorzystanie wyników i współpraca� 3GPP, DSL Forum, MultiService Forum, OMA, ITU-T NGN FG,
Parlay
� Podstawa - 3GPP IMS Release 6
UTE 2014- Marek Średniawa
FG NGN – Zakres objęty Release 1
Resource and Admission Control Functions
RACF
Network AccessAttachment Functions
NAAF
Other Multimedia Components …
Streaming Services
Application Functions
Core transport Functions
Access Transport Functions
NGN Terminals
CustomerNetworks
UserProfile
Functions
OtherNetworks
LegacyTerminals
GW
PSTN / ISDN Emulation
IP Multimedia Component
NNITransport Stratum
Service Stratum
UNI
Edge Functions
Access Functions
Service and
Control Functions
Customer and Terminal Functions
Aspekty QoS i sterowanie QoS
(Wymagania sygnalizację IP związaną z QoS) Częściowo
Zakres architektury FG NGN Release 1
UTE 2014- Marek Średniawa
Charakterystyka sieci NGN wg ITU-T Y.2001
� Sieć pakietowa
� Realizacja usług telekomunikacyjnych
� Wykorzystanie wielu technik szerokopasmowych
� Uwzględnienie QoS w transporcie
� Oddzielenie funkcji sterowania usługami od funkcji
transportowych
� Otwarty dostęp użytkowników do sieci i konkurujących
usługodawców i oferowanych przez nich usług
� Obsługa mobilności i nomadyczności
UTE 2014- Marek Średniawa
Architektura NGN ITU-T wg Y.2011
Warstwa transportowa (szkielet i dostęp)
Warstwa usługowa
Sterowanie
Media
Fu
nkcj
e z
arz
ąd
zan
ia
Zarządzanie
ANI
Funkcje sterowania transportem
RACF (Resource and
Admission
Control Functions)
NACF (Network Attachment
Control Functions)
NNIUNI
Funkcje wspomagania aplikacji i usług
Aplikacje
Funkcje transportowe
Funkcje
użytk.
końcowego
Inne
sieci
Funkcje sterowania
usługamiProfile usługowe
użytkowników
Profile transportowe
użytkowników
UTE 2014- Marek Średniawa
Wspólne elementy architektury funkcjonalnejETSI TISPAN_NGN Release 1
� Wspólne elementy – te które mogą być wykorzystywane przez więcej niż jeden podsystem
� Dwa rodzaje elementów� Występujące w 3GPP IMS
� Subscription Locator Function (SLF)� Application Server Function (ASF) � Charging and Data Collection Functions
� Nowe, zdefiniowane przez TISPAN� User Profile Server Function (UPSF)� Application Server Function (ASF) z interfejsem do RACS� Interconnection Border Control Function (IBCF)� Interworking Function (IWF)� Charging and Data Collection Functions z interfejsem do IBCF
UTE 2014- Marek Średniawa
Zagrożenia dla operatorów ze strony Internetu
� Mnogość dostępnych usług i aplikacji i otwartość na nowe� VoIP, wymiana wiadomości natychmiastowych, obecność,
komunikacja głosowa i wideokomunikacja
� – np. Skype i inne komunikatory
� Usługi P2P
� wykorzystanie protokołu SIP i innych protokołów
� Operator zredukowany do roli dostawcy infrastruktury transportowej dla strumieni bitowych� również w przypadku sieci 3G – UMTS
� Problem ROI dla sieci dostępu radiowego
UTE 2014- Marek Średniawa
Czego nas nauczył Internet
� Internet umożliwia realizację usług multimedialnych i triple play już dziś!
� Jakość wynikająca z techniki best effort spełnia wymagania 80-90% wszystkich usług
� Otwartość sprzyjająca innowacjom
� Funkcjonalność, taniość (bezpłatny dostęp) i łatwość posługiwania się kreuje masowe aplikacje („killer applications”)
UTE 2014- Marek Średniawa
Wdrażanie usług IMS
� Kto wdraża IMS?� IMS atrakcyjny dla operatorów i usługodawców w sieciach
stacjonarnych i mobilnych
� Ponad 200 operatorów prowadzi próby lub jest na początkowym etapie wdrażania
� Przykłady:
� BT - 21st Century Network – IMS i infrastruktura SIP� Telecom Italia Mobile - usługa współdzielenia wideo� BellSouth - infrastruktura SIP� KPN� TeliaSonera
Przykład usługi – Telefonica FindUs!
� Aplikacja Facebook (widget), która pomaga użytkownikowi zlokalizować swoich przyjaciół z grupy za pomocą Google Map
� Integracja różnych zasobów operatora� Kontekst użytkownika
� Lokalizacja i obecność
� Interakcja z użytkownikiem
� IM i click-to-call
UTE 2014- Marek Średniawa
Źródło: Telefonica
Ewolucja ku NGN/4G
201120102009200820072006200520042003200220012000
R99 R4 R5 R6 R7 R8 R9 R10
Szybki dostęp
Sieć
szkieletowa IP
Usługi
konwergentne
UMTS
HSPA
DL
HSPA
UL
LTE
LTE
Adv
HSPA
+
EPC
Common
IMS
IMS
MMTel
UTE 2014- Marek Średniawa IM&P
Evolved Packet Core (EPC)
� Wielodostępowa sieć szkieletowa oparta na IP, wspólna dla sieci dost. � zaufanych 3GPP:
� LTE-E-UTRAN, UMTS-UTRAN, GPRS-GERAN
� zaufanych nie-3GPP:� WIMAX, CDMA2000/HRPD
� niezaufanych:� WLAN
� Funkcje EPC� Zapewnienie połączenia z domenami
usługowymi IP� IMS
� Internet i inne (np. P2P)
� NAS i bezpieczeństwo (AAA)
� Mobilność i zarządzanie połączeniami
� Sterowanie politykami QoS i taryfikacją (PCC)
IMS Internet
Dostęp
3GPP
Dostęp
nie-3GPP
EPC
Zaufany Zaufany /
niezaufany
Źródło: T.Magedanz, Fraunhofer-FOKUSUTE 2014- Marek Średniawa
UTE 2014- Marek Średniawa
IMS – eksplozja normalizacji
� IETF SIP - 950 stron !
� Tylko jedna z norm 3GPP – 715 stron !� Digital cellular telecommunications system (Phase 2+);
Universal Mobile Telecommunications System (UMTS); Signalling flows for the IP multimedia call control based on Session Initiation Protocol (SIP) and Session Description Protocol (SDP); Stage 33GPP TS 24.228 version 5.14.0 Release 5
� Grupa ETSI TISPAN zajmująca się adaptacją IMS do dostępu stacjonarnego wytworzyła ponad created 2000 dokumentów roboczych w 2005 roku !
� Patologia !?
UTE 2014- Marek Średniawa
„Telekomunikacja 2.0” - eksplozja normalizacji
Same normy RFC bez wersji roboczych (I-D) !
Kurczenie się obszaru kontroli operatorówAPI dla IMS i EPC – ostatni „szaniec”
� Sieci w pełni IP jako droga do aplikacji OTT
� Brama usługowa - otwarte API: RCS , IMS, EPC
Źródło: T.Magedanz, Fraunhofer-FOKUSUTE 2014- Marek Średniawa
UTE 2014- Marek Średniawa
Skróty
� AN – Access Network� AuC – AUthentication Centre� BICC – Bearer Independent Call Control� BG – Border Gateway� BGCF – Breakout Gateway Control Function � BSC – Base Station Controller� BSS – Base Station System� BTS – Base Transceiver Station� CN – Core Network� CS – Circuit Switched� CSCF – Call Session Control Function� EIR – Equipment Identity Register� GGSN – Gateway GPRS Support Network� GMSC – Gateway Mobile Switching Centre� HLR – Home Location Register� IM – Internet protocol Multimedia � IWF – InterWorking Function
UTE 2014- Marek Średniawa
Skróty
� LA – Location Area
� ME – Mobile Equipment
� MEGACO
� MGCF – Media Gateway Control Function
� MGW – Media GateWay
� MRFC – Multimedia Resource Function Controller
� MRFP – Multimedia Resource Function Processor
� MS – Mobile Station
� MSC – Mobile Switching Centre
� MTP – Message Transfer Part
� PLMN – Public Land Mobile Network
� PSTN – Public Switched Telephone Network
� PS – Packet Switched
� RA – Routing Area
� RNC – Radio Network Controller
� RNS – Radio Network System
UTE 2014- Marek Średniawa
Skróty
� SCCP – Signalling Connection Control Part
� SCTP – Stream Control Transmission Protocol
� SGSN – Serving GPRS Support Network
� SGW – Signalling GateWay
� SLF – Subscription Locator Function
� SS7 – Signalling System number 7
� UE – User Equipment
� USIM – User Subscriber Identity
� VLR – Visitor Location Register