На 2013 год одно из важнейших приложений IMS – это поддержка полноценной технологии голосовой связи в сетях LTE (VoLTE). Другим ключевым драйвером рынка IMS является возможность создания операторами конкурентных сервисов в ответ на угрозу со стороны сторонних компаний, активно разворачивающих собственные мультимедийные сервисы поверх операторских сетей.
Определение IMS
IMS представляет собой программно-аппаратный комплекс, который является ключевым компонентом практически всех IP-сетей следующего поколения (Next Generation Network, NGN), поддерживающих SIP-телефония (SIP, Session Initiation Protocol) -приложения, и предназначается для обеспечения стандартизации мультимедийных сервисов во всех взаимосвязанных сетях. Благодаря универсальной архитектуре одна и та же IMS-платформа может быть использована для приложений и услуг в мобильных сетях всех поколений (2G, 3G, 4G), а также в фиксированных сетях.
Причем именно в сетях фиксированной связи концепция IMS появилась первоначально - как инструмент сокращения числа сетей крупных операторов (и, соответственно, расходов) за счет миграции на IP (масштабный проект BT Group (ранее British Telecom) в середине 2000-х). Позже, по мере стремительного старта LTE, основной интерес к IMS сместился в сторону поддержки голосовых (VoLTE) и «расширенных» мультимедийных услуг (RCS).
IMS-сеть позволяет создать несколько ключевых механизмов взаимосвязи между сетями вместо создания отдельных соглашений на каждую услугу в отдельности. Это позволяет избежать дублирования функций и снизить издержки операторов.
Одним из важнейших драйверов внедрения IMS является необходимость поддержки голосовых услуг в сетях LTE (VoLTE).
Преимущества IMS
Основные преимущества IMS:
- Обеспечение взаимодействия разного типа сетей
- Возможность разработки и быстрого внедрения новых услуг, включая VoLTE
- Обеспечение качества оказания услуг (QoS)
- Точное выставление счетов
- Снижение затрат на эксплуатацию
- Масштабируемость решений
Предпосылки внедрения IMS
Консолидация операторов и возможность предоставления конвергентных услуг
Конкуренция между существующими операторами мобильной связи остается очень высокой, на рынке происходят активные процессы слияний и поглощений (M&A). Нередко консолидируются компании - провайдеры разного типа услуг (фиксированная и мобильная телефония, мобильная телефония и кабельное телевидение и т.п.). Технология IMS помогает им объединять все типы сетей в одну, реализовать комплекс услуг и сервисов, сочетающий в себе возможности мобильной и фиксированной связи на базе одной платформы (конвергентные услуги) и обеспечить операторам рост ARPU и увеличение доходов.
Угроза со стороны ОТТ-сервисов
Сторонние поставщики текстовых, голосовых и видео-приложений (OTT -провайдеры) каннибализируют традиционные услуги мобильных операторов (голос и SMS), которые приносят последним основную часть доходов. С развитием технологий (переход на 4G) OTT-провайдеры увеличивают привлекательность своих сервисов, например, обеспечивают поддержку голоса и видео высокого разрешения (HD), что усугубляет проблему.
Необходимость сокращения расходов операторов
Очевидной тенденцией мирового рынка телекоммуникаций является рост капитальных затрат операторов.
Считается, что IMS в среднесрочной и долгосрочной перспективе позволит операторам сократить капитальные (CAPEX) и операционные (OPEX) затраты за счет использования единой IP-сети и открытой IMS-архитектуры. Кроме того, операторы смогут быстро и с малыми затратами выводить на рынок новые услуги. Однако на начальном этапе внедрения IMS операторам, очевидно, придется увеличить свои затраты.
Появление и развитие сетей LTE
Резкий рост потребления мобильного трафика данных, острая конкуренция и высокий спрос на услуги мобильного ШПД требует внедрения дорогостоящих технологий LTE и LTE Advanced. Развитие сетей 4G, в свою очередь, стимулирует операторов к внедрению технологии IMS, поскольку она дает возможность внедрять голосовые услуги на сетях LTE (VoLTE) и другие сервисы.
Архитектура IMS
Архитектура IMS обычно делится на три горизонтальных уровня:
- Транспортный уровень организует сеанс связи при помощи сигнализации протокола инициации сеанса и обеспечивает транспортные услуги с конвергированием голоса из аналогового или цифрового сигнала в IP-пакеты использованием протокола RTP.
- Уровень управления вызовами и сеансами осуществляет управления сеансами связи.
- Уровень услуг содержит набор серверов приложений, которые уже могут не являться элементами IMS, и включает в свой состав как мультимедийные IP-приложения, базирующиеся на протоколе SIP-телефония (SIP, Session Initiation Protocol) , так и приложения, реализуемые в мобильных сетях на базе виртуальной домашней среды.
Распространение IMS в России
В 2004-2005 гг. в России прошли первые демонстрации возможностей IMS (компании Siemens и Ericsson).
В 2006 г. Siemens открыл демо-центр IMS в Санкт-Петербурге, в котором осуществлялась демонстрация различных сервисов:
- Call&Share,
- Push And Talk Over Cellular,
- Mobile Presence Manager,
- Group Management,
- Instant Messages Center и др.
В 2009 г. компания МГТС планировала внедрять IMS и завершить проект на аналоговом сегменте в 2011 г., однако из-за кризиса проект был реализован лишь частично. В частности, в 2010 г. на цифровой формат переведена лишь часть аналоговых АТС, а также установлено ядро сети. В начале 2012 г. МГТС запустила в тестовую эксплуатацию первый корпоративный сервис на базе IMS, в коммерцию сервис планировалось запустить в марте 2012 г. Первой услугой стал масшабируемый сервис IP-Centrex.
Ранее, в 2011 г. макрорегиональный филиал «Юг» ОАО «Ростелеком » использовал решение Alcatel-Lucent IMS для перевода существующей фиксированной сети на IP-архитектуру с поддержкой технологии VoIP и других современных сервисов.
Кроме того, в августе 2012 г. макрорегиональный фитлиал «Урал» ОАО «Ростелеком» проводил запрос котировок на право заключения договора по проекту «Развитие платформы разработки и доставки услуг и элементов IMS ядра».
Мировой рынок оборудования IMS: основные тренды и прогнозы
На рынке готовых IMS-систем на 2012 год действуют 7 крупнейших вендоров.
В настоящее время в Беларуси оператор электросвязи Белтелеком усиленно внедряет телефонную связь на базе сети IMS. Предоставляется оборудование в пользование. Представляет оно собой обычный ADSL модем, но со встроенным SIP клиентом.
Но у нас есть CISCO 2951 с поднятой телефонией. Возникла мысль, а можно ли настроить такой телефонный номер без оборудования Белтелеком и напрямую в маршрутизаторе.
При разборе настроек в модеме выяснилось следующее. VoIP подается по отдельному PVC (VCI/VPI=2/35) в режиме IP/DHCP:
Модем получает настройки IP и шлюза по DHCP.
Нам важно запомнить адрес шлюза, для дальнейшей настройки на CISCO.
При заключении договора выдаются следующие данные:
Номер телефона: +37517xxxxxxx
Login: [email protected]
Необходимо также узнать пароль к сервису IMS: passIMS . У меня в маршрутизаторе Cisco установлена ADSL2 and ADSL2 High-Speed WAN Interface Cards .
Настраиваем сначала подключение по нужному PVC(2/35).
Interface ATM0/1/0.2 point-to-point
ip address dhcp
no ip proxy-arp
ip nat outside
ip virtual-reassembly in
atm route-bridged ip
pvc 2/35
encapsulation aal5snap
.02
в имени интерфейса выбрана произвольно, так как у меня уже есть одно соединение на этом же интерфейсе.
Sh int atm 0/1/0.2
убеждаемся что интерфейс поднялся и IP адрес получен.
Настройки SIP серверов тоже можно увидеть в модеме, если предварительно в telnet дать следующую команду: sendcmd 3 webd setconfig voippagedisp y .
Будем использовать один из SIP серверов, а именно 10.56.0.9 . Далее необходимо прописать маршруты.
Ip route 10.56.0.9 255.255.255.255 10.233.64.1
ip route 10.56.0.10 255.255.255.255 10.233.64.1
ip route 10.56.0.11 255.255.255.255 10.233.64.1
10.56.0.10
и 10.56.0.11
- это адрес RTP сервера обслуживающего аудио поток. Так как ims.beltel.by не имеет в DNS записи, то прописываем ее руками.
Ip host ims.beltel.by 10.56.0.9
Теперь переходим к непосредственной настройки sip-ua. Здесь есть особенность, авторизация должна проходить с указанием домена, т.е. вида [email protected]. Поэтому используем еще параметр number
.
Sip-ua
credentials number +37517xxxxxxx username [email protected] password PassIMS realm ims.beltel.by
authentication username +37517xxxxxxx password PassIMS realm ims.beltel.by
retry invite 3
retry response 3
retry bye 3
retry cancel 3
retry register 5
registrar dns:ims.beltel.by:5060 expires 3600 auth-realm ims.beltel.by
sip-server dns:ims.beltel.by:5060
connection-reuse
host-registrar
Об успешной регистрации будет видно из команды:
Dial-peer voice 8017 voip
description #toIMS#
translation-profile outgoing fromIMS
destination-pattern 8017.T
session protocol sipv2
session target sip-server
session transport udp
voice-class codec 1
dtmf-relay rtp-nte
no vad
Необходимо также обязательно подменять свой внутренний номер на номер выданный Белтелекомом, чтобы звонок обслуживался. Это делается через translation-profile
.
Voice translation-rule 1
rule 1 /.*/ /+37517xxxxxxx/
voice translation-profile fromIMS
translate calling 1
Так как у меня используются телефоны Cisco 6921, то для входящего звонка просто прописан параметр secondary
на внутреннем номере.
Ephone-dn 1 dual-line
number 1234 secondary +37517xxxxxxx no-reg both
Таким образом мы получаем SIPовский номер в нашу телефонную сеть без дополнительного стороннего оборудования и в цифровом виде.
Update: С недавнего времени Белтелеком начал работать по UDP протоколу. Поэтому для входящих соединений уже не получится вписать secondary номер. Необходимо делать dial-peer с входящим правилом.
Примерно такой:
Dial-peer voice 9192 voip
description #Incoming_IMS#
translation-profile incoming incomIMS
session protocol sipv2
session target dns:ims.beltel.by
session transport udp
incoming called-number +37517xxxxxxx
voice-class codec 1
dtmf-relay rtp-nte
где translation-profile incoming incomIMS
это правило сопоставления номера IMS вашему внутреннему, на который необходимо принять звонок.
Например:
Voice translation-rule 5 rule 1 /.*/ /1234/ voice translation-profile incomIMS translate called 5
ределенный в RFC 2486. PrUI выглядит следующим образом: [email protected]
Для абонентов UMTS PrUI хранится в логическом модуле идентифи-
кации мобильных абонентов IMS ISIM (IP Multimedia Services Identity Module), а так же в HSS, и используется для аутентификации и регистрации пользователя в IMS. PrUI не может быть изменен в терминале пользователя, действителен на все время подписки пользователя на услуги IMS, не используется для маршрутизации сообщений SIP. После регистрации и аутентификации пользователя PrUI должен храниться так же в S-CSCF.
3GPP Release 5 предписывал каждому пользователю иметь один PrUI, но в Release 6 это ограничение убрано, и теперь пользователь может иметь несколько PrUI.
Каждому идентификатору PrUI оператор ставит в соответствие, по меньшей мере, один идентификатор PuUI в формате SIP URI (RFC 3261) и не более чем один в формате tel URL (RFC 3966). В IMS идентификатор PuUI используется для маршрутизации сигнальных SIP-сообщений и в качестве контактной информации для других пользователей.
Формат PuUI:
sip:[email protected]
sip:[email protected];user=phone
Пользователю обычно требуется два разных PuUI – один для сети передачи данных, другой для телефонной сети общего пользования.
Другая причина иметь несколько PuUI – возможность использовать различные номера для разных контактов или услуг. Идентификационная карта IMS-терминала ISIM хранит один PrUI и, как минимум, один PuUI. Перед началом установления или в ходе сессии PuUI должен быть зарегистрирован в процессе регистрации.
Полная структура взаимосвязи нескольких PrUI и PuUI хранится в пользовательском профиле HSS (рис. 1.2). Пользовательский профиль обычно состоит из информации необходимой для подписки на услуги IMS, такой как идентификатор PrUI. Подписка на услуги IMS содержит один или несколько профилей обслуживания Service Profile (набор услуг и соответствующих данных пользователя). Каждому идентификатору PuUI оператор ставит в соответствие только один профиль обслуживания Service Profile.
UICC (Universal Integrated Circuit Card) – термин, означающий смен-
ную идентификационную карту, имеющую стандартизованный интерфейс с терминалом. Карта UICC может содержать несколько логических приложений, таких как SIM (GSM), USIM (UMTS) и ISIM – наиболее важное приложение, поскольку служит для идентификации, авторизации и конфигурации терминала при работе в IMS-сети.
Public User Identity 1 | Service Profile 1 |
||||||||
Private User Identity 1 | |||||||||
Подписка на услуги | Public User Identity 2 | ||||||||
IMS (IMS Subscription) | |||||||||
Private User Identity 2 | Service Profile 2 |
||||||||
Public User Identity 3 | |||||||||
Рис. 1.2. Идентификация IMS пользователей
В 3GPP Release 6 появился идентификатор Public Service Identity (PSI),
В отличие от описанных выше идентификаторов, PSI присваивается не пользователям, а услугам, размещенным на серверах приложений. Так же, как и PuUI, идентификаторы PSI могут иметь формат sip url или tel url.
1.5. Архитектура IMS
Подсистема IMS специфицируется как многоуровневая архитектура с разделением на три уровня (плоскости):
User Plane – транспортную плоскость; Control Plane – плоскость управления; Application Plane – плоскость приложений.
Партнерство 3GPP специфицирует не оборудование сети, а функции, которые должны выполняться элементами сети. Таким образом, IMS архитектура (рис. 1.3) представляет собой набор логических функций, взаимодействующих с использованием стандартных протоколов.
Разработчики вправе комбинировать несколько функций в одном физическом объекте или, наоборот, реализовать одну функцию распределенно, однако чаще всего физическую архитектуру ставят в соответствие функциональной и реализуют каждую функцию в отдельном элементе.
Синализация
Пользовательские данные
Рис. 1.3. Архитектура IMS
Транспортный уровень
Транспортный уровень отвечает за процедуру подключения пользователей к сети IMS (подуровень управления) и транспортировку данных пользователя (функции передачи). Функциональными элементами транспортного уровня являются:
подсистема присоединения сети NASS (network attachment subsystem) используется для пользователей не 3GPP доступа, относится к подуровню управления транспортного уровня. NASS обеспечивает динамическое назначение IP-адресов и других параметров конфигурации оборудования пользователя, аутентификацию пользователя до или в течение процедуры назначения IP-адреса, авторизацию и конфигурацию доступа к сети на основе профиля пользователя, управление местоположением;
подсистема управления доступом и ресурсами RACS (resource and admission control subsystem) используется для пользователей не 3GPP доступа, относится к подуровню управления транспортного уровня. RACS обеспечивает управление доступом, резервирование ресурсов, обеспечивает доступ к услугам, предоставляемым пограничным шлюзом, включая управление шлюзом и преобразование сетевых адресов;
мультимедийный шлюз IM–MGW (IP Multimedia Media GateWay)
осуществляет преобразование пользовательской информации сети с коммутацией каналов TDM в пакеты IP-сети и обратно и коммутацию пользовательской информации между портами шлюза;
шлюз сопряжения TrGW (Transition Gateway) вместе с функцией пограничного взаимодействия IBCF (Interconnection Border Control
Function) отвечает за взаимодействие между IP-сетями различных версий IP и операторов. Шлюз сопряжения TrGW осуществляет согласование сетей на уровне передачи пользовательской информации;
функция процессора ресурсов мультимедиа MRFP (Media Resource Function Processor) обеспечивает под управлением контроллера ресурсов мультимедиа MRFC широкий набор функций для поддержки мультимедийных сеансов, в том числе конфигурирование ресурсов, смешивание различных медиапотоков от нескольких источников, генерацию мультимедийных объявлений, обработку мультимедийных потоков (транскодирование), управление правом доступа к медиаресурсам при организации конференции.
Уровень управления
Уровень управления – это совокупность функций IMS, которые осуществляют все действия по управлению сеансами связи и регистрации пользователя в сети IMS.
Основные логические элементы уровня управления.
Функциональный объект управления сессиями CSCF (Call/Session Control Function) является центральной частью системы IMS, используя протокол SIP, выполняет функции, обеспечивающие предоставление различных услуг реального времени посредством транспорта IP. CSCF включает три основных функции:
Proxy CSCF (P-CSCF) – выполняет функцию посредника (на сигнальном уровне) для взаимодействия IMS сети и пользовательского IMS терминала. Весь сигнальный трафик протокола SIP направляется от пользовательского терминала к P-CSCF и далее к точке входа в домашнюю сеть (I-CSCF), если пользователь находится в гостевой IMS, или к S-CSCF, если пользователь находится в домашней сети. Адрес S-CSCF определяется в процессе регистрации пользователя. Можно сказать, что P-CSCF реализует функции логического объекта SIP-агента пользователя UA (User Agent). P- CSCF участвует в регистрации пользователя, определяет адрес I-CSCF, находящейся в домашней сети, формирует учетные записи и передает их в сервер начисления платы, а также осуществляет проверку правильности построения сообщений SIP, передаваемых IMS терминалом. Обслуживаемый терминал пользователя закрепляется за функциональным объектом P- CSCF при регистрации в сети на все время регистрации. Адрес P-CSCF на все время сеанса хранится в S-CSCF для трансляции данных к пользователю;
Interrogating CSCF (I-CSCF) – выполняет функцию посредника для взаимодействия с внешними сетями. Функциональный объект I-CSCF создает первую контактную точку домашней сети IMS на сигнальном уровне в процессе регистрации пользователей, находящихся в гостевой сети, при установлении соединений между пользователями, находящимися в
различных домашних сетях, для всех внешних соединений с пользователями данной сети или гостевыми пользователями, временно находящимися в данной сети. Кроме выполнения функций SIP-прокси I-CSCF взаимодействует по протоколу Diameter с пользовательской базой данных HSS для:
o определения наличия или возможности регистрации пользователя
в данной сети,
o получения информации о функциональном объекте S-CSCF,
o если S-CSCF еще не назначен, I-CSCF производит его выбор в процессе регистрации пользователя,
o определение возможностей пользователя по доступу к услугам. I-CSCF также формирует учетные записи для начисления платы;
Serving CSCF (S-CSCF) – обслуживающая функция, обеспечивает управление мультимедийными сеансами. Помимо функции SIP-сервера, S- CSCF выполняет функцию регистрирующего сервера сети SIP (SIPregistrar), то есть хранит всю информацию о пользователе, полученную от I-CSCF и HSS: IP-адреса терминала, с которого пользователь получил доступ в сеть, PuUI, PrUI, возможности пользователя по доступу к услугам, адреса P-CSCF, I-CSCF. В свою очередь, S-CSCF информирует сервер пользовательских данных HSS о том, что пользователь прикреплен к ней на срок своей регистрации, и о срабатывании таймера регистрации. Вся сигнальная информация SIP, передаваемая и принимаемая IMS-терминалом, проходит через функциональный объект S-CSCF, к которому прикреплен пользователь. S-CSCF поддерживает сеанс в течение всего времени его продолжения и, по мере надобности, взаимодействует с сервисными платформами и с функциями начисления платы. S-CSCF всегда находится в домашней сети пользователя.
Пользовательская база данных HSS (Home Subscriber Server) представляет собой централизованное хранилище информации о пользователях и услугах сети IMS и является эволюционным развитием HLR (Home Location Register) из архитектуры сетей GSM/UMTS. В HSS хранится информация о публичном PuUI и закрытом PrUI идентификаторах пользователя IMS, имя обслуживающей функции управления сеансом связи S- CSCF, параметры аутентификации и шифрования, информация о сервере приложений, об услугах, на которые подписан пользователь, имя функции учета стоимости.
HSS взаимодействует с CSCF и серверами приложений, используя протокол Diameter. Если количество пользователей слишком велико, чтобы данные о них хранились в одном HSS, сеть может содержать более одного HSS. Такая сеть наряду с несколькими HSS имеет в своем составе функ-
циональный объект SLF (Subscriber Location Function), который хранит данные и соответствие адресов HSS адресам пользователей. Узел, передавший к SLF запрос с адресом пользователя, получает от него сведения о
Функциональный объект управления медиашлюзом MGCF (Media Gateways Control Function), его основной задачей является управление медиашлюзами (IM-MGW), а также прямое и обратное преобразование сигнализации сетей ОКС 7 (протокол ISUP) в сигнализацию сети IMS (протокол
Сигнальный шлюз SGW (Signaling Gateway) осуществляет преобразование протоколов нижних уровней для обеспечения двустороннего сигнального обмена между сетью IP и сетью TDM, заменяя подсистемы MTP протоколом SIGTRAN. При этом протоколы прикладного уровня (ISUP, MAP, CAP и другие) через SGW транслируются без анализа.
Контроллер ресурсов мультимедиа MRFC (Media Resource Function Controller). Контроллер ресурсов мультимедиа MRFC взаимодействует с S-CSCF по протоколу SIP и, используя информацию, полученную от S- CSCF, управляет MRFP с помощью протокола MEGACO (H.248). Например, трансляцией акустических сигналов и объявлений, транскодированием и перекодированием, объединением медиапотоков при управлении конференциями.
Функциональный объект управления пограничными шлюзами
BGCF (Breakout Gateway Control Function) реализует функции управления выбором сети, осуществляет маршрутизацию на основе информации о телефонных номерах, получаемой из сообщений протокола SIP, административной информации и/или с помощью доступа к базам данных. BGCF используется только при установлении сеанса между пользователями сети IMS и абонентом сети с коммутацией каналов. BGCF выбирает сеть IMS, в которой будет происходить взаимодействие с сетью с коммутацией каналов, или MGCF, если BGCF находится в сети IMS, которая будет взаимодействовать с сетью с коммутацией каналов. Оборудование BGCF также маршрутизирует транзитный сигнальный трафик.
Функциональный объект граничного взаимодействия IBCF
(Interconnection Border Control Function) обеспечивает взаимодействие с IP-
сетями. IBCF, обеспечивает реализацию стека протоколов SIP/SDP для установления взаимосвязи между приложениями SIP на основе IPv6 и приложениями SIP на основе IPv4, сокрытие сетевой топологии, управление с помощью протокола MEGACO шлюзами сопряжения TrGW при установлении соединений с другими IMS или другими сетями, функционирующими на основе протокола IP. IBCF также выполняет функции маршрутизации при транзите.
Уровень приложений
Уровень приложений относится к верхнему уровню сетевой архитектуры IMS. На данном уровне расположены серверы приложений AS, пре-
доставляющие доступ как к приложениям IMS, так и приложениям на основе других платформ (таких как OSA и CAMEL).
На этом уровне сервера приложений отвечают за обслуживание конечных пользователей.
Архитектура IMS и сигнализация SIP обеспечивают достаточную гибкость для поддержки разнообразных телефонных и других приложений:
SCIM (Service Capability Interaction Manager) – обеспечивает управление взаимодействием плоскости приложений и ядра IMS;
SIP AS (SIP Application Server) – сервер приложений, служащий для выполнения услуг, базирующихся на протоколе SIP. Ожидается, что все новые услуги в IMS будут находиться именно в сервере SIP AS;
OSA-SCS (Open Service Access – Service Capability Server) – сер-
вер возможных услуг, который обеспечивает интерфейс к услугам, базирующимся на открытом доступе (OSA). Его задачей является обеспечение возможности доступа услуг к сетевым функциям посредством стандартного программного интерфейса приложений;
IM-SSF (IP Multimedia – Service Switching Function) – сервер ком-
мутации услуги, служит для возможности использования в IMS услуг
CAMEL (Customized Applications for Mobile network Enhanced Logic) разра-
ботанных для мобильных сетей;
TAS (Telephony Application Server) – сервер телефонных прило-
жений принимает и обрабатывает сообщения протокола SIP, а также определяет, каким образом должен быть инициирован исходящий вызов. Сервисная логика TAS обеспечивает базовые сервисы обработки вызовов, включая анализ цифр, маршрутизацию, установление, ожидание и перенаправление вызовов, конференц-связь.
1.6. Технологии доступа к сети IMS
Благодаря концепции инвариантности доступа даже не предназначенные для взаимодействия с подсистемой IMS пользовательские устройства могут осуществлять доступ к опорной сети и сервисам на базе IMS.
Изначально (в спецификациях 3GPP Release 5) IMS была ориентирована на работу с мобильными сетями поколения 2,5G (GSM/GPRS), имеющими технологию радиодоступа GERAN, и 3G (UMTS) – технология радиодоступа UTRAN. В стандартах консорциума 3GPP2 описана возможность доступа к IMS сети радиодоступа CDMA2000.
В последующих версиях 3GPP Release 6, 7 и ETSI TISPAN рассмотрены вопросы взаимодействия IMS с сетями, имеющими технологии доступа WLAN/Wi-Fi, хDSL (рис. 1.4). А в версиях 8 и 10 спецификаций 3GPP была добавлена поддержка инфраструктур HSPA и LTE.
Presence AS Messaging AS
Уровень приложения
Рис. 1.4. Организация доступа к сети IMS
Для доступа к IMS пользователей сетей радиодоступа GERAN/UTRAN используются узлы GPRS (SGSN, GGSN) (рис. 1.4).
За доступ пользовательского оборудования WLAN к сети IMS отвечает пакетный шлюз PDG (Packet Data Gateway) и шлюз беспроводного дос-
тупа WAG (Wireless Access Gateway).
Мультиплексор DSLAM (Digital Subscriber Line Access Multiplexer) и граничный шлюз A-BGF/BAS (Access Border Gateway Function/Broadband Access Switch), обеспечивает широкополосный доступ фиксированных пользователей к сети IMS.
1.7. Основные протоколы IMS
Как уже говорилось ранее, архитектура IMS представляет собой набор функциональных объектов, соединенных стандартными интерфейсами (рис. 1.5). Взаимодействие функциональных объектов IMS осуществляется с использованием протоколов сети Интернет, определенных организацией
Протоколы подсистемы IMS обеспечивают управление мультимедийными сессиями (SIP, SDP), передачу пользовательского трафика (RTP и RTCP), регистрацию, аутентификацию, авторизацию, поддержку мобильности пользователя (Diameter). Протокол MEGACO/H.248 используется для
управления зависимыми объектами транспортной плоскости. Для транс- |
||||||||||
портировки сигнальной информации ОКС7в сетях IP и взаимодействия с |
||||||||||
другими сетями, в частности с ТфОП, используется протокол SIGTRAN. |
||||||||||
Плоскость услуг и | ||||||||||
приложений | ||||||||||
Плоскость управления | ||||||||||
Транспортная плоскость | ||||||||||
Сеть абонентского доступа | ||||||||||
Рис. 1.5. Функциональные элементы и интерфейсы архитектуры IMS
Перечень возможных интерфейсов (внешних и внутренних) и протоколов взаимодействия, реализованных в архитектуре IMS, представлен в табл. 1.1.
Таблица 1.1 |
|||
Наименование | Протоколы | Описание |
|
интерфейса (рис. 1.6) | взаимодействия |
||
Обмен сообщениями |
|||
между сервером приложения AS |
|||
и функцией MRFC |
|||
Взаимодействие |
|||
между I-CSCF/S-CSCF и HSS |
|||
Обнаружение сервером приложе- |
|||
ний AS, необходимого HSS, |
|||
в сети с несколькими HSS |
|||
Обнаружение функциями |
|||
I-CSCF/S-CSCF, необходимого |
|||
HSS, в сети с несколькими HSS |
|||
Обмен сообщениями между |
|||
оборудованием пользователя |
|||
и функциями CSCF |
|||
Взаимодействие между |
|||
блоками IBCF различных |
|||
мультимедийных сетей |
|||
Обмен сообщениями между |
|||
функциями CSCF и серверами |
|||
приложений AS |
|||
Взаимодействие между |
|||
элементами IBCF и TrGW |
|||
Взаимодействие между TrGW |
|||
и пограничными шлюзами |
|||
различных мультимедийных сетей |
|||
Взаимодействие между блоками |
|||
I-CSCF и сервером приложений |
|||
Изобретение относится к IP мультимедийной подсистеме (IMS), в частности к системе и способу для упрощения процесса регистрации пользователей в IMS. Техническим результатом является обеспечение IMS информацией о том, что является ли пользователь зарегистрированным при доступе с коммутацией каналов (CS) или доступе с коммутацией пакетов (PS). Указанный технический результат достигается тем, что в IMS подсистеме протокол канала управления IMS (ICCP) используется между абонентским устройством (UE) и функцией канала управления IMS (ICCF) и интерфейсом по протоколу инициирования сеанса (SIP) (между ICCF, функцией управления сеансами вызовов и сервером приложений), чтобы поддерживать индикатор доступа CS с использованием заголовка P-Access-Network-Information. Индикатор может использоваться посредством обслуживающей функции управления сеансами вызовов (S-CSCF) или сервером приложений (AS) в различных целях, таких как информация по решению маршрутизации, тарификации и оплате и присутствию. 4 н. и 10 з.п. ф-лы, 20 ил.
Рисунки к патенту РФ 2434364
Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к IP мультимедийной подсистеме (IMS). Более конкретно и не в качестве ограничения, настоящее изобретение направлено на систему и способ для упрощения процесса регистрации пользователей в IMS.
Уровень техники
Ниже приводится список аббревиатур, используемых в описании, а также их определения, которые должны применяться по всему описанию, если не указано иное.
Аббревиатуры
3GPP - Партнерский проект третьего поколения
ADS - выбор домена доступа
AS - сервер приложений
CAMEL - пользовательское приложение для усовершенствованной логики мобильной связи
CDR - запись данных вызова
CS - коммутация каналов
CSCF - функция управления сеансами вызовов
CSI - комбинация CS и IMS-услуги
IA - IMS адаптер
ICCF - функция управления коммутации каналов IMS
ICCP - протокол управления коммутации каналов IMS
ICS - централизованные IMS-услуги
IMPI - конфиденциальные идентификационные данные для IP мультимедийной подсистемы
IMS - IP мультимедийная подсистема
IMSI - международные идентификационные данные абонента мобильной связи
IP-CAN - сеть доступа с подключением по IP
ISC - управление IP мультимедийной подсистемой
ISUP - абонентская подсистема ISDN
MAP - подсистема мобильных приложений
MGCF - функция управления сетевым шлюзом
PS - с коммутацией пакетов
P-CSCF - прокси-функция управления сеансами вызовов
S-CSCF - обслуживающая функция управления сеансами вызовов
SIP - протокол инициирования сеанса
TAS - сервер телефонных приложений
UE - пользовательское оборудование
URL - унифицированный указатель ресурса
USSD - неструктурированные данные по дополнительным услугам
VCC - непрерывность речевых вызовов
WCDMA - широкополосный множественный доступ с кодовым разделением
Фиг. 1 иллюстрирует высокоуровневую блок-схему архитектуры 100 ICS. Централизованные IMS-услуги (ICS) являются предложенным рабочим элементом в Партнерском проекте третьего поколения (3GPP), чтобы сделать возможными IMS-услуги во множестве типов сетей доступа, таких как сеть 102 коммутации каналов (CS). Реализация услуг размещается в IMS 110, и CS-сеть 102 используется в качестве доступа к услугам в IMS 110.
По сравнению с 3GPP Версии 7, архитектура непрерывности речевых вызовов (VCC), функция управления IMS CS (ICCF) 106 вводится для того, чтобы обеспечивать возможность сигнализации, не поддерживаемой в рамках CS сигнализации (к примеру, ISUP), такой как IMS-регистрация, сигнализация в ходе вызова, дополнительная информация для сигнализации при установлении вызова (к примеру, SIP URL), чтобы эмулировать IMS-терминал в направлении IMS. Неструктурированные данные по дополнительным услугам (USSD) могут использоваться для того, чтобы транспортировать эту дополнительную сигнализацию, называемую ICCP (управление IMS CS) 104, в CS-сети.
В VCC согласно 3GPP Версии 7, пользователь VCC не является зарегистрированным в IMS при CS-доступе, и сервер телефонных приложений (TAS) 108 должен реализовывать дополнительные механизмы для того, чтобы предоставлять IMS-услуги пользователю. В качестве возможного решения, в 3GPP Версии 8, предлагается поддерживать IMS-регистрацию из UE 101 с помощью ICCP так, чтобы TAS 108 мог информироваться от S-CSCF по процедуре сторонней регистрации, что пользователь зарегистрирован в IMS. Обслуживающая CSCF - это функция управления сеансами вызовов для управления регистрацией пользовательского оборудования и маршрутизации в IP мультимедийной подсистеме. Другая CSCF, прокси-CSCF, является первой точкой контакта для пользовательского оборудования и управляет решениями по безопасности, верификации и политике. В настоящее время, нет процедуры, которая информирует IMS о том, является ли пользователь зарегистрированным при CS-доступе или при PS-доступе (это обусловлено тем, что ранее не было IMS-регистрации для CS-доступа). IMS может знать только то, что пользователь зарегистрирован в одном или более радиодоступов, при этом предполагается, что все доступы являются пакетными доступами. Доступ с коммутацией пакетов (PS) всегда предполагался в IMS.
Ввиду предположения, что доступ всегда является PS-доступом, имеются ситуации, которые не могут быть разрешены посредством механизма сторонней IMS-регистрации вплоть до 3GPP Версии 7. Например, оператор может захотеть реализовывать локальную политику при выборе контактного адреса S-CSCF, чтобы продвигать CS-доступ, а не PS-доступ; или наоборот. Оператор может захотеть различать плату за CS-доступ и PS-доступ и указывать это различие в IMS CDR. Кроме того, оператор может захотеть различать режим работы TAS в зависимости от того, является ли пользователь зарегистрированным при CS-доступе или при PS-доступе (к примеру, почтовый ящик "видео-в-видео" с переадресацией вызовов, если пользователь зарегистрирован в CS-доступе, где видео не может поддерживаться).
Было бы полезным иметь систему и способ для идентификации того, является ли пользователь зарегистрированным при CS или PS-доступе, которые преодолевают недостатки уровня техники. Настоящее изобретение предоставляет такую систему и способ.
Раскрытие изобретения
Настоящее изобретение предоставляет изменение SIP-интерфейса, к примеру, для ICCF, CSCF и AS, чтобы поддерживать индикатор CS-доступа в заголовке P-Access-Network-Information (Информация сети для P-доступа). Затрагиваемые узлы - это ICCF, S-CSCF и AS. Индикатор может использоваться посредством S-CSCF или AS в различных целях, таких как информация решения по маршрутизации, оплате и присутствию.
Таким образом, в одном аспекте, настоящее изобретение направлено на способ регистрации пользовательского оборудования (UE) в IP мультимедийной подсистеме (IMS) посредством отправки запроса на регистрацию в обслуживающую функцию управления сеансами вызовов (S-CSCF), при этом запрос на регистрацию включает в себя заголовок, содержащий информацию о типе доступа пользователя и контактах, связанных с типом доступа. Запрос на регистрацию пересылается ассоциированному IMS-серверу приложений, который отвечает на ICCF. S-CSCF использует вставленный заголовок запроса на регистрацию для того, чтобы реализовывать правила доступа согласно настройкам оператора или пользователя, при этом заголовок, включенный в запрос на регистрацию, является заголовком P-Access-Network-Information, который включает в себя контакты, связанные с доступом с коммутацией каналов.
Контактные адреса, связанные с доступом с коммутацией каналов в заголовке, размещаются в порядке использования перед обычным контактом доступа с коммутацией пакетов, и правила упорядочения, касающиеся обработки контактов, связанной с типом доступа, основаны на локальной политике в S-CSCF. Локальная политика в S-CSCF может зависеть от времени дня или профиля абонента.
В другом аспекте, настоящее изобретение направлено на систему для регистрации пользовательского оборудования (UE) в IP мультимедийной подсистеме (IMS), при этом система содержит средство для отправки запроса на регистрацию в обслуживающую функцию управления сеансами вызовов (S-CSCF), и запрос на регистрацию включает в себя заголовок, содержащий информацию о типе доступа пользователя и контакты, связанные с типом доступа. Система включает в себя средство для пересылки запроса на регистрацию ассоциированному IMS-серверу приложений и средство для отправки ответа регистрации на ICCF.
Предусмотрены средства, включенные в S-CSCF, для использования заголовка запроса на регистрацию, чтобы реализовывать правила доступа согласно настройкам оператора или пользователя, и заголовком, который включен в запрос на регистрацию, является заголовок P-Access-Network-Information, который включает в себя контакты, связанные с доступом с коммутацией каналов.
Контакты, связанные с доступом с коммутацией каналов в заголовке, могут быть размещены по порядку перед обычным контактом доступа с коммутацией пакетов, и правила упорядочения, касающиеся обработки контактов, связанной с типом доступа, основаны на локальной политике в S-CSCF, причем локальная политика в S-CSCF зависит от времени дня или профиля абонента.
Краткое описание чертежей
В следующем разделе изобретение описывается со ссылками на примерные варианты осуществления, проиллюстрированные на чертежах, на которых:
Фиг. 1 иллюстрирует высокоуровневую блок-схему архитектуры ICS;
Фиг. 2 иллюстрирует высокоуровневую схему последовательности сигналов доступа с коммутацией каналов при регистрации в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения; и
Фиг. 3a, 3b и 3c иллюстрируют три ситуации, в которых зарегистрированное устройство идентифицируется в S-CSCF согласно вариантам осуществления настоящего изобретения;
Фиг. 4a-4d иллюстрируют ситуации, в которых упорядочение в S-CSCF изменяется в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;
Фиг. 5a-5d иллюстрируют ситуации, в которых различные ответвляющиеся действия могут быть предприняты согласно варианту осуществления настоящего изобретения;
Фиг. 6a-6f иллюстрируют ситуации, касающиеся различных действий последовательной посылки вызова согласно варианту осуществления настоящего изобретения; и
Фиг. 7 иллюстрирует индикацию доступа с коммутацией каналов в сервер присутствия согласно варианту осуществления настоящего изобретения.
Осуществление изобретения
В последующем описании многие конкретные подробности пояснены для того, чтобы предоставлять полное понимание изобретения. Тем не менее, специалисты в данной области техники должны понимать, что настоящее изобретение может быть использовано на практике без этих конкретных подробностей. В других случаях, хорошо известные способы, процедуры и компоненты не описаны подробно с тем, чтобы не затруднять понимание настоящего изобретения.
Параметр, ассоциированный с IMS, "P-Access-Network-Information", уже присутствует для того, чтобы доставлять касающуюся доступа информацию сети, но дополнительная информация, указывающая тип доступа (CS и PS), в настоящее время не включена в этот параметр. До появления ICS, PS-доступ являлся случаем по умолчанию. Заголовок P-Access-Network-Information описывается ниже для справки:
Фиг. 2 иллюстрирует высокоуровневую схему последовательности сигналов доступа с коммутацией каналов при регистрации в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Заголовок P-Access-Network-Information расширяется в настоящем изобретении так, чтобы указывать тип доступа как CS, и вставляется посредством ICCF в ICCP запрос на регистрацию и доставляется в S-CSCF и сервер приложений (AS). Сервер приложений может быть сервером телефонных приложений или AS непрерывности речевых вызовов или любым другим AS (к примеру, сервером присутствия), который использует состояние регистрации для того, чтобы выполнять свое приложение «поверх» интерфейса управления IP мультимедийной подсистемой (ISC). S-CSCF также может использовать P-Access-Network-Information для того, чтобы реализовывать правила согласно настройкам оператора или пользователя, чтобы помещать контакты, связанные с CS-доступом, в порядке, отличающемся от PS-доступа.
Фиг. 3a, 3b и 3c иллюстрируют три ситуации, в которых зарегистрированное устройство идентифицируется в S-CSCF согласно вариантам осуществления настоящего изобретения. Различение между UE-устройствами с поддержкой CS и PS выполняется с использованием информации, включенной в регистрационное сообщение, предоставляемое ICCF с помощью ICCP. Фиг. 3a иллюстрирует использование «Device ID» (Идентификатор устройства) из UE в ходе регистрации как в CS, так и в PS. Это новый параметр в запросе на регистрацию ICCP и в сообщении SIP REGISTER, и S-CSCF должна хранить информацию Device ID с IP-адресом контакта. Например, если зарегистрированы два устройства, одно из которых является UE с CS- и PS-доступом, а другое - UE, являющимся PC только с PS-доступом, информация, сохраненная в S-CSCF, выглядит следующим образом:
Public User ID --- Contact IP1 --- CS access --- Device ID1
Contact IP2 --- PS access --- Device ID1
Contact IP3 --- PS access --- Device ID2
Примечание 1 - IP1 - это IP-адрес ICCF в случае CS-доступа.
Фиг. 3b иллюстрирует включение, по меньшей мере, одного "альтернативного контакта" из UE в ходе CS-регистрации. В запросе на регистрацию ICCP и в сообщении REGISTER, S-CSCF должна хранить информацию альтернативного контакта с IP-адресом контакта для CS-доступа. S-CSCF может идентифицировать, что две регистрации принадлежат одному совпадающему контактному адресу устройства и альтернативному контактному адресу. Например, если два устройства зарегистрированы, одно из которых является UE с CS- и PS-доступом, а другое - UE, являющимся PC только с PS-доступом, информация, сохраненная в S-CSCF, выглядит следующим образом:
Public User ID --- Contact IP1 - CS access - Alt contact IP2
Contact IP2 - PS access
Contact IP3 - PS access
Примечание - IP1 - это IP-адрес ICCF в случае CS-доступа.
Фиг. 3c иллюстрирует использование конфиденциальных идентификационных данных для IP мультимедийной подсистемы (IMPI) для того, чтобы идентифицировать устройство. IMPI могут быть извлечены из IMSI, доставленного в запросе на регистрацию ICCP (сообщении MAP USSD), и могут быть заполнены в существующем заголовке Authorization (Авторизация) сообщения REGISTER. S-CSCF должна хранить информацию IMPI с IP-адресом контакта, который должен использоваться для решения по маршрутизации. Например, если два устройства зарегистрированы, одно из которых является UE с CS- и PS-доступом, а другое - UE, являющимся PC только с PS-доступом, информация, сохраненная в S-CSCF, выглядит следующим образом:
Public User ID --- Contact IP1 - CS access - IMPI1
Contact IP2 - PS access - IMPI1
Contact IP3 - PS access - IMPI1
Примечание 1 - IP1 - это IP-адрес ICCF в случае CS-доступа. Примечание 2 - IMPI1 извлекается из IMSI, и IMPI2 сохраняется в IMSI, присоединенном к PC.
Фиг. 4a-4d иллюстрируют ситуации, в которых упорядочение в S-CSCF изменяется в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. S-CSCF также может использовать P-Access-Network-Information для того, чтобы реализовывать правила согласно настройкам оператора или пользователя, чтобы помещать контакты, связанные с CS-доступом, в порядке, отличающемся от типичного PS-доступа.
В настоящее время обработка контакта основана только на q-значении от пользователя. Параметр q используется для того, чтобы указывать приоритетное значение контактов для маршрутизации от пользователя. Настоящее изобретение предусматривает правило упорядочения, которое может быть основано на локальной политике в S-CSCF и может быть различным, к примеру, в зависимости от времени дня или для каждого подписчика. Возможные упорядочения в S-CSCF могут включать в себя:
Сначала проба контакта CS-доступа, а затем проба PS-доступа, если нет отклика (Фиг. 4a);
Сначала проба контакта PS-доступа, а затем проба CS-доступа, если нет отклика (Фиг. 4b);
Проба контакта CS-доступа только в том случае, если контакты как с CS-доступом, так и с PS-доступом зарегистрированы (если зарегистрирован только один контакт, проба зарегистрированного контакта) (Фиг. 4c); и альтернативно,
Проба контакта PS-доступа только в том случае, если контакты как с CS-доступом, так и с PS-доступом зарегистрированы (если зарегистрирован только один контакт, проба зарегистрированного контакта) (Фиг. 4d). Эти варианты должны дополнять обработку контактов в S-CSCF, которая в настоящее время основана только на q-значении от пользователя.
Фиг. 5a-5d иллюстрируют ситуации, в которых различные ответвляющиеся действия могут быть предприняты согласно варианту осуществления настоящего изобретения. S-CSCF также может использовать P-Access-Network-Information для того, чтобы реализовывать правила, чтобы подавлять разветвление к контактам для одного устройства, зарегистрированного по нескольким доступам. Правило разветвления может быть основано на локальной политике в S-CSCF и может быть различным, к примеру, в зависимости от времени дня. Возможные правила разветвления включают в себя:
Ветвление только к контакту с PS-доступом, если пользователь зарегистрирован как в CS-доступе, так и в PS-доступе (Фиг. 5a);
Ветвление только к контакту с CS-доступом, если пользователь зарегистрирован как в CS-доступе, так и в PS-доступе (Фиг. 5b);
Сначала ветвление к контакту с PS-доступом, а затем к контакту CS (Фиг. 5c); и
Сначала ветвление к контакту с CS-доступом, а затем ветвление к контакту PS (Фиг. 5d). Правило также может быть комбинировано с последовательной посылкой вызова так, что:
Ветвление только к контакту с PS-доступом, если пользователь зарегистрирован как в CS-доступе, так и в PS-доступе. Если ни одно из разветвленных устройств не откликается, запрашивание контакта CS-доступа, и
Ветвление только к контакту с CS-доступом, если пользователь зарегистрирован как в CS-доступе, так и в PS-доступе. Если ни одно из разветвленных устройств не откликается, запрашивание контакта PS-доступа.
Правило разветвления может быть основано на локальной политике в S-CSCF и может быть различным, к примеру, в зависимости от времени дня.
Фиг. 6a-6f иллюстрируют ситуации, касающиеся различных действий последовательной посылки вызова согласно варианту осуществления настоящего изобретения. S-CSCF может использовать P-Access-Network-Information для того, чтобы последовательно вызывать контакты способом, которым контакты, связанные с одним устройством, но с различными доступами, запрашиваются последовательно перед (или после) попыткой звонить контактам, указывающим на другие устройства. Другими словами, возможные правила последовательной посылки вызова включают в себя:
1) При последовательной посылке вызова различным устройствам, сначала проба контакта PS-доступа, если пользователь зарегистрирован как в CS-доступе, так и в PS-доступе. Если нет отклика:
Проба CS-доступа до пробы другого устройства (Фиг. 6a);
Проба контакта CS-доступа после того, как на все последовательные посылки вызовов в другие устройства нет ответа (Фиг. 6b); и
Не включать контакт CS-доступа (Фиг. 6c);
2) При последовательной посылке вызова различным устройствам, сначала проба контакта CS-доступа, если пользователь зарегистрирован как в CS-доступе, так и в PS-доступе. Если нет отклика:
Проба PS-доступа до запрашивания другого устройства (Фиг. 6d);
Проба контакта PS-доступа после отсутствия ответа на все последовательные посылки вызовов в другие устройства (Фиг. 6e); и
Не включение контакта P-доступа (Фиг. 6c);
Правило последовательной посылки вызова может быть основано на локальной политике в S-CSCF и может быть различным, к примеру, в зависимости от времени дня.
Эти параметры могут быть включены в P-Access-Network-Information или могут быть включены как новый параметр заголовка SIP. AS может использовать контактную информацию для того, чтобы различать между CS-доступом и PS-доступом для выбора домена доступа (ADS).
В VCC 3GPP Версии 7, сервер приложений VCC реализует ADS. Когда ADS выбирает PS-доступ, вызов маршрутизируется в зарегистрированный контакт в PS-доступе. Когда ADS выбирает CS-доступ, поскольку S-CSCF не имеет зарегистрированного контакта в CS-доступе, ADS пересылает вызов с использованием подходящего маршрутного номера, чтобы иметь возможность маршрутизировать в CS-доступ (называемый маршрутным номером CS), чтобы обходить обработку контактов в S-CSCF. AS VCC может узнавать состояние регистрации PS с использованием механизма сторонней регистрации, когда пользователь зарегистрирован в PS-доступе, но должен реализовывать конкретный отличный от IMS механизм, чтобы узнавать, что пользователь зарегистрирован в CS-доступе. Сторонняя IMS-регистрация также может использоваться для того, чтобы определять состояние регистрации в CS-доступе, что должно упрощать реализацию ADS.
AS и S-CSCF могут выдавать CDR, включающие в себя P-Access-Network-Information так, чтобы оператор мог различать схему тарификации и оплаты для связи по PS-доступу и связи по CS-доступу. P-Access-network-Information также может быть включен в запрос INVITE, когда сеанс устанавливается от ICCF (не только сообщение REGISTER, когда пользователь регистрируется в CS-доступе), чтобы указывать, что связь осуществляется по CS-доступу.
Фиг. 7 иллюстрирует указание доступа с коммутацией каналов в сервер присутствия согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Сервер присутствия, которым является SIP AS, также может принимать P-Access-Network-Information в ходе процедур сторонней регистрации, чтобы определять то, находится ли пользователь в PS-доступе или в CS-доступе, и может предоставлять оптимальную информацию наблюдателям. "Наблюдатель" в этом контексте - это пользователь, подписанный на информацию присутствия пользователя ICS, и он "наблюдает" состояние присутствия пользователя ICS. Наблюдатель использует состояние присутствия для того, чтобы определять, какой доступ должен использоваться для того, чтобы инициировать мультимедийную связь, так что если пользователь зарегистрирован в PS-доступе, наблюдатель может инициировать мультимедийный вызов по PS-доступу (к примеру, речь и видео по PS-доступу). Такой наблюдатель может постоянно размещаться в UE или в сетевом узле.
Специалисты данной области техники должны понимать, что инновационные идеи, описанные в настоящей заявке, могут модифицироваться и варьироваться согласно широкому спектру вариантов применения. Соответственно, объем запатентованного предмета изобретения не должен быть ограничен ни одной из конкретных примерных идей, поясненных выше, а, наоборот, должен задаваться посредством прилагаемой формулы изобретения.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Способ регистрации пользовательского оборудования (UE) в IP мультимедийной подсистеме (IMS), содержащий этапы, на которых: отправляют запрос на регистрацию UE в IMS; определяют, исходит ли запрос на регистрацию из сети доступа с коммутацией каналов; в ответ на определение, что запрос на регистрацию исходит из сети с коммутацией каналов, вставляют заголовок, содержащий информацию, касающуюся сети доступа с коммутацией каналов, в запрос на регистрацию и пересылают запрос на регистрацию в IMS и ассоциированный IMS-сервер приложений.
2. Способ по п.1, дополнительно содержащий обслуживающую функцию управления сеансами вызовов (S-CSCF), использующую информацию во вставленном заголовке для реализации зависимых от доступа правил согласно настройкам оператора или пользователя IMS.
3. Способ по п.1, в котором заголовок вставляется в запрос на регистрацию посредством функции управления IMS CS и заголовок является заголовком P-Access-Network-Information, который включает в себя контакты, связанные с доступом с коммутацией каналов.
4. Способ по п.3, в котором адреса контактов, связанных с доступом с коммутацией каналов в заголовке, размещаются в порядке до или после обычного контакта доступа с коммутацией пакетов на основе локальной политики, времени дня или согласно профилю абонента.
5. Способ по п.1, в котором идентификация пользовательского оборудования выполняется посредством использования информации, включенной в ICCP запрос на регистрацию, причем информация включает в себя идентификатор устройства (Device ID), альтернативный контакт или конфиденциальные идентификационные данные для IP мультимедийной подсистемы.
6. Способ по п.5, в котором идентификатор устройства представляет собой IP-адрес ICCF, альтернативный контакт представляет собой информацию, сохраненную S-CSCF с IP-адресом контакта, а конфиденциальные идентификационные данные для IP мультимедийной подсистемы извлекаются из IMSI UE.
7. Система для регистрации пользовательского оборудования (UE) в IP мультимедийной подсистеме (IMS), содержащая: UE для отправки запроса на регистрацию по протоколу управления IMS CS (ICCP) в IMS; средство, связанное с IMS, для определения того, исходит ли запрос на регистрацию из сети доступа с коммутацией каналов; функцию для вставки заголовка, содержащего информацию, касающуюся типа доступа с коммутацией каналов, в запрос на регистрацию, если определено, что запрос на регистрацию исходит из сети с коммутацией каналов; и логическое средство для пересылки запроса на регистрацию в IMS и ассоциированный IMS-сервер приложений.
8. Система по п.7, дополнительно содержащая обслуживающую функцию управления сеансами вызовов (S-CSCF) для использования информации во вставленном заголовке для реализации правил доступа согласно настройкам оператора или пользователя IMS.
9. Система по п.7, в которой заголовок вставляется в запрос на регистрацию посредством функции управления IMS CS (ICCF) и заголовок является заголовком P-Access-Network-Information, который включает в себя контакты, связанные с доступом с коммутацией каналов.
10. Система по п.9, в которой адреса контактов, связанных с доступом с коммутацией каналов в заголовке, размещаются в порядке до или после обычного контакта доступа с коммутацией пакетов на основе правил упорядочения, касающихся обработки контактов согласно локальной политике, времени дня или согласно профилю абонента.
11. Система по п.7, в которой идентификация пользовательского оборудования осуществляется посредством использования информации, включенной в ICCP запрос на регистрацию, причем информация включает в себя идентификатор устройства (Device ID), альтернативный контакт или конфиденциальные идентификационные данные для IP мультимедийной подсистемы.
12. Система по п.11, в которой идентификатор устройства представляет собой IP-адрес ICCF, альтернативный контакт представляет собой информацию, сохраненную S-CSCF с IP-адресом контакта, а конфиденциальные идентификационные данные для IP мультимедийной подсистемы извлекаются из IMSI UE.
13. Функция управления для регистрации пользовательского оборудования (UE) в IP мультимедийной подсистеме (IMS), причем функция управления содержит: средство для приема от UE запроса на регистрацию в IMS по протоколу управления IMS CS (ICCP); средство, связанное с IMS, для определения того, исходит ли запрос на регистрацию из сети доступа с коммутацией каналов; функцию для вставки заголовка, содержащего информацию, касающуюся типа доступа с коммутацией каналов, в запрос на регистрацию, если определено, что запрос на регистрацию исходит из сети с коммутацией каналов; и логическое средство для пересылки запроса на регистрацию в IMS и ассоциированный IMS-сервер приложений.
14. Обслуживающая функция управления сеансами вызовов (S-CSCF) в системе для регистрации пользовательского оборудования (UE) в IP мультимедийной подсистеме (IMS), причем система содержит средство для приема от UE запроса на регистрацию в IMS по протоколу управления IMS CS (ICCP), средство, связанное с IMS, для определения того, исходит ли запрос на регистрацию из сети доступа с коммутацией каналов; функцию для вставки заголовка, содержащего информацию, касающуюся типа доступа с коммутацией каналов, в запрос на регистрацию, если определено, что запрос на регистрацию исходит из сети с коммутацией каналов; и логическое средство для пересылки запроса на регистрацию в IMS и ассоциированный IMS-сервер приложений; причем S-CSCF содержит средство для использования информации во вставленном заголовке для реализации правил доступа согласно настройкам оператора или пользователя IMS.
IMS (IP Multimedia Subsystem) – спецификация передачи мультимедийного содержимого в сетях электросвязи на основе протокола IP. Ее авторство принадлежит международному партнерству 3-d Generation Partnership Project (3GPP), объединившему European Telecommunications Standardization Institute (ETSI) и несколько национальных организаций стандартизации. IMS изначально разрабатывалась применительно к построению мобильных сетей 3-го поколения на базе протокола IP. В дальнейшем концепция была принята комитетом ETSI-TISPAN, усилия которого были направлены на спецификацию протоколов и интерфейсов, необходимых для поддержки и реализации широкого спектра услуг в стационарных сетях с использованием стека протоколов IP.
В настоящее время архитектура IMS рассматривается многими операторами и сервис-провайдерами, а также поставщиками оборудования как возможное решение для построения сетей следующего поколения и как основа конвергенции мобильных и стационарных сетей на платформе IP.
Принцип, на котором строится концепция IMS, состоит в том, что доставка любой услуги никаким образом не соотносится с коммуникационной инфраструктурой (за исключением ограничений по пропускной способности). Воплощением этого принципа является многоуровневый подход, используемый при построении IMS. Он позволяет реализовать независимый от технологии доступа открытый механизм доставки услуг, который дает возможность задействовать в сети приложения сторонних поставщиков услуг.
В Табл. 1 приведен перечень всех интерфейсов подсистемы IMS (включая интерфейсы взаимодействия с сетью доступа LTE), а на Рис. 1 показана общая архитектура сети.
|
Наименование |
Объекты |
Протокол |
|
LTE user/control plane |
||
|
HSS – S-CSCF/I-CSCF |
||
|
SLF – S-CSCF/I-CSCF |
||
|
eMSS – S-CSCF/I-CSCF |
||
|
P-GW – IMS-AGW / MRFP / |
||
|
CSCF/BGCF – IBCF |
||
|
Interface to OCS |
||
|
Interface to CDF |
||
|
CGF – billing system |
||
Рис.1 (архитектура сети IMS):
Рассмотрим базовые элементы более подробно.
1. Call Session Control Function (CSCF) – функция управления сеансом связи
Существуют 4 различных типа CSCF – прокси CSCF (proxy CSCF – P-CSCF), обслуживающий CSCF (serving CSCF – S-CSCF), запрашивающий CSCF (interrogating CSCF – I-CSCF) и CSCF экстренных служб (emergency CSCF – E-CSCF).
Каждый CSCF выполняет свои специализированные задачи. Общая их роль заключается в участии в процессах регистрации абонентского терминала в сети, установления сессии и обеспечении механизм SIP маршрутизации.
Кроме того, все CSCF могут генерировать тарификационные данные и направлять их в функции offline тарификации.
a) Proxy Call Session Control Function (P-CSCF)
P-CSCF – является точкой входа пользователей в IMS. Весь сигнальный IMS трафик абонентский терминал (UE) направляет на P-CSCF. Аналогично весь сигнальный трафик, генерируемый сетью в направлении к UE – посылается через P-CSCF.
Существуют 5 уникальных задач, выполняемых P-CSCF:
- SIP компрессия,
SIP протокол является текстовым протоколом и включает большое кол-во заголовков, параметров, расширений и т.д. Учитывая текстовую основу протокола, размер SIP сообщений существенно превышает размер сообщений бинарных протоколов. Соответственно, для ускорения процедуры установления сессий необходима обязательная поддержка SIP компрессии между UE и P-CSCF. Режим компрессии включается P-CSCF в случае если UE индицирует необходимость этого.
- Контроль целостности и защита конфиденциальности SIP сигнализации посредством использования IPSec или TLS.
- Взаимодействие с PCRF.
- Управление NAT (функционал SIP ALG – application level gateway).
Учитывая, что во многих сетях связи абонентские терминалы (UE) располагаются за NAT-ом, который модифицирует на сетевом уровне IP/port информацию всех пакетов, проходящих через него, возникает проблема, обусловленная тем, что классический тип NAT-ирования не принимает во внимание IP информацию на SIP и SDR уровнях. Действительно всеобъемлющий IMS доступ (возможность UE взаимодействовать с P-CSCF независимо от среды доступа) требует, чтобы IP информация в SIP/SDP и user plane соответствовала информации на сетевом (IP) уровне (из публичного пула IP адресации). Для модификации IP на уровне user plane P-CSCF управляет шлюзом сети доступа, который обеспечивает модификацию IP на уровне user plane.
- Обнаружение экстренного вызова.
Задача P-CSCF в этом случае – детектирование запроса экстренного вызова и выбор E-CSCF для обработки данного экстренного вызова.
b) Interrogating Call Session Control Function (I-CSCF)
I-CSCF является точкой в сети оператора для всех входящих соединений к абонентам данного оператора. Основная задача, выполняемая I-CSCF – назначение S-CSCF, основываясь на данных, полученных из HSS.
Назначение S-CSCF происходит при регистрации пользователя или в ситуации, когда незарегистрированный пользователь получает SIP request к сервису, относящемуся к незарегистрированному состоянию (например, voice mail).
c) Serving Call Session Control Function (S-CSCF)
S-CSCF является центральной точкой IMS. Он обеспечивает выполнение процедуры регистрации, принятие решение о маршрутизации, управление машиной состояний сессии, хранение профиля пользователя.
Когда пользователь посылает запрос на регистрацию, он в конечном итоге маршрутизируется к S-CSCF, который инициирует процедуру аутентификации и загружает профиль пользователя из HSS. Получив и верифицировав данные, S-CSCF подтверждает регистрацию, после чего пользователь может генерировать и принимать IMS запросы.
S-CSCF использует информацию, содержащуюся в пользовательском профиле, для принятия решения – когда и какую AS подключать при получении от пользователя SIP запроса. Кроме того, пользовательский профиль может содержать инструкции о типе медиа политик, которые S-CSCF должен применить. Например, он может индицировать, что пользователю доступны только аудио компоненты, при этом видео компоненты не доступны.
После получения S-CSCF запроса исходящей (UE-originated) или входящей (UE-terminated) сессии S-CSCF отвечает за принятие решений о его дальнейшей маршрутизации. Например, при получении запроса исходящей сессии (UE-originated) S-CSCF принимает решение – требуется ли ему подключать AS перед дельнейшей маршрутизацией запроса. После взаимодействия с AS S-CSCF либо продолжит сессию в IMS домене, либо переправит ее в другой домен (CS или IMS другого оператора). Если UE использует MSISDN для адресации вызываемой стороны, то S-CSCF преобразует MISISDN в SIP URI формат перед дальнейшей пересылкой, т.к. IMS не маршрутизирует запросы, основываясь на MSISDN номерах. Аналогично S-CSCF принимает все запросы, которые будут терминироваться в UE. Несмотря на то, что S-CSCF знает IP адрес UE (после процедуры регистрации) он маршрутизирует все запросы только через P-CSCF, т.к. P-CSCF может применять политики безопасности доступа.
Дополнительно S-CSCF может послать тарификационную информацию в OCS для обеспечения on-line тарификации.
d) Emergency Call Session Control Function (E-CSCF)
E-CSCF – это выделенная функциональность для обработки экстренных запросов – вызов полиции, пожарной бригады, скорой помощи.
Основная задача E-CSCF – выбрать соответствующий центр экстренных служб (public safety answering point – PSAP), в который должен быть перенаправлен поступивший запрос. Как правило, в качестве критерия выбора PSAP выступает местоположение пользователя и тип вызываемой службы.
2. Серверы приложений (Application Server – AS)
Строго говоря, серверы приложений (Application Server – AS) предоставляют услуги с добавленной стоимостью (value-added multimedia services) и не являются объектами IMS, т.к. располагаются в модели взаимодействия на вышележащем уровне. AS размещаются либо у оператора в домашней сети пользователя, либо у сервисного провайдера. Основные функции AS:
- возможность обработки SIP сессий, полученных от IMS;
- возможность создания исходящего SIP запроса;
- возможность генерации тарификационных данных.
Предоставляемые услуги не ограничиваются только чистыми SIP сервисами. Оператор может предоставлять в т.ч. CAMEL (customized applications for mobile network enhanced logic) и OSA (open service architecture) сервисы для своих IMS абонентов в соответствии с 3GPP TS 23.228.
Таким образом, под AS будем понимать SIP AS, OSA service capability server (SCS) и CAMEL IP multimedia service switching function (IM-SSF).
С точки зрения S-CSCF элементы SIP AS, OSA SCS и IM-SSF представляют собой однотипные модули. Поскольку пользователь может иметь несколько сервисов, то может существовать и несколько AS в профиле каждого пользователя. В одну сессию может быть вовлечен один или несколько AS. Для примера, оператор может иметь одну AS для предоставления голосовых supplementary services (например, услуга переадресации всех входящих голосовых вызовов с 17:00 до 19:00 на голосовую почту) и другую AS для предоставления услуги voice call continuity (handover VoLTE в 2G/3G CS call).
3. Контролер и Процессор мультимедийных ресурсов (Media Resource Function Controller – MRFC, Media Resource Function Processor – MRFP)
MRFC и MRFP обеспечивают предоставление таких сервисов, как конференц-связь, проигрывание голосовых сообщений (анноунсемент), транскодирование медиа потоков. MRFC – обрабатывает SIP сигнализацию к/от S-CSCF/AS и управляет MRFP. MRFP - предоставляет user-plane ресурсы в соответствии с командами, полученными от MRFC:
- смешивание медиапотоков (для multiple parties);
- генерирование голосовых сообщений (анноунсемент);
- обработка медиа потока (транскодирование, анализ,...)
Для направления вызова в домен с коммутацией каналов (CS домен) S-CSCF пересылает SIP запрос к BGCF, который осуществляет выбор соответствующего CS домена. При этом CS домен может быть выбран как на текущем узле (в соответствии с местонахождением пользователя, совершившего вызов), так и в другой сети. Если CS домен выбирается в другой сети – BGCF направляет запрос BGCF данной сети. Далее от BGCF запрос направляется в MGCF. Описанная опция позволяет маршрутизировать сигнальный и медиа поток по сети IMS максимально близко к вызываемому абоненту.
Когда SIP запрос достигает MGCF он выполняет преобразование протоколов (SIP протокол с одной стороны и ISDN user part – ISUP с другой) после чего – посылает конвертированный сообщение в SGW CS домена. SGW выполняет двухстороннее преобразование транспортного уровня сигнализации (SIGTRAN IP/SCTP/MxUA с одной стороны и SS7 MTP с другой стороны). SGW не обрабатывает уровень приложений (application level) сигнализации (ISUP). На Рис. 2 SGW является частью IM-MGW.
MGCF также осуществляет управление IM-MGW. IM-MGW обеспечивает user-plane линк между IMS и CS доменами. Он терминирует TDM каналы CS домена с одной стороны и медиа поток IMS домена с другой; выполняет их преобразование, транскодирование (при необходимости) и обработку пользовательской сигнализации.
В дополнение IM-MGW может генерировать тональные сигналы и анноунсементы пользователям в CS домене.
Сигнализация, относящаяся к входящим вызовам из CS домена (ISUP) в направлении к IMS пользователям направляется в MGCF, где выполняется ее преобразование в SIP запросы, которые далее направляются в I-CSCF для терминирования.
IP short message gateway (IP-SM-GW) соединяет наиболее распространенную технологию мобильного обмена сообщениями SMS с IMS мессажингом. Когда SMS посылается к IMS пользователю – SMS маршрутизируется по сети сигнализации SS7 к IP-SM-GW, который помещает полученную SMS в качестве контента специального типа в SIP MESSAGE и направляет его в S-CSCF для дальнейшей маршрутизации. Это позволяет доставлять SMS сообщения пользователям, которые зарегистрированы не в 3GPP мобильных IP сетях (Wi-Fi, WiMAX), а также может рассматриваться как альтернатива традиционным методам доставки SMS сообщений (CS, GPRS).
IP-SM-GW также позволяет доставлять SMS в обратном направлении (от абонентов IMS сетей пользователям CS 2G/3G сетей). Когда IMS абонент отправляет SIP сообщение, содержащее SMS как специальный тип контента (special content type), IP-SM-GW извлекает его и направляет в SMS центр (SMSC) для дальнейшей доставки по сетям SS7. Данный тип взаимодействия позволяет предоставлять все существующие SMS услуги (в т.ч. услуги с дополнительной оплатой) абонентам, зарегистрированным в IMS сетях. Эта функциональность называется SMS over IP (3GPP TS 23.204).
Дополнительно IP-SM-GW может поддерживать "родной" (native) сервис взаимодействия между SMS и SIP-based аппликациями. При этом SMS конвертируется в native SIP запрос и со стороны IMS UE не требуется поддержка SMS технологии.
Существует ограничивающий фактор, который нужно принимать во внимание, а именно – размер SIP сообщения (RFC3428) должен быть как минимум на 200 байт меньше MTU (maximum transmission unit). Если IP-SM-GW принимает сцепленное (concatenated) SMS сообщение (группа сообщений стандартной длины, вместе формирующих одно сообщение большой длины) и размер SIP MESSAGE превышает возможный лимит, IP-SM-GW должен использовать сессионный режим (session mode).
Сессионный режим предполагает изначальную установку сессии между IMS UE и IP-SM-GW, для чего IP-SM-GW посылает SIP INVITE. Как только сессия установлена MSRP протокол (message session relay protocol) используется для доставки сообщения IMS UE.
Функция взаимодействия между IMS сетями различных операторов связи реализуются посредством функционального модуля управления пограничным взаимодействием (Interconnection Border Control Function – IBCF) и транзитного шлюза (Transition Gateway – TrGW). Решаются следующие задачи:
- Трансляция между различными версиями IP (IPv4, IPv6), используемыми на сетях операторов. В этом случае IBCF модифицирует SIP и SDP данные, позволяя пользователям, использующим различные версии IP, взаимодействовать друг с другом.
- Транскодирование в ситуации, когда приложения конечных пользователей не имеют общего кодека, который может быть использован (например, транскодирование между AMR и G.722). Сервис транскодирования может быть включен проактивно (перед запросом на установку сессии к вызываемому абоненту) или реактивно (после того как сессия будет прервана вызываемым абонентом) – 3GPP TS 23.228.
- Скрытие сетевой топологии. В этом случае IBCF выполняет шифрование / дешифрование всех заголовков сообщений, которые содержат информацию о топологии сети.
- Фильтрация информации в SIP сообщениях. В этом случае IBCF удаляет или модифицирует некоторые SIP заголовки перед маршрутизацией сообщений в направлении сторонних сетей.
- Выбор направления.
- Генерация CDR.
- NAT/Port трансляция – TrGW выполняет модификацию IP заголовков пакетов пользовательского трафика (RTP и пр.)
7. Шлюз доступа IMS (IMS-AGW – Access Gateway)
В частных (например, домашних и офисных) фиксированных сетях абонентский терминал (UE) может находиться за NAT-ом и firewall-ом, установленных на сетевых устройствах, являющихся точками доступа в такие сети (customer premise equipment - CPE). При этом NAT не осуществляет модификацию / натирование информации на SIP / SDP уровнях.
Для решения данной задачи P-CSCF содержит функционал SIP ALG (application level gateway), который обеспечивает управление IMS-AGW. SIP INVITE запрос от UE с приватным IP адресом достигает P-CSCF, функционал ALG которого назначает публичный IP адрес, привязывает его к SIP сессии, выполняет NAT-ирование (замену приватных IP адресов на всех протокольных уровнях, включая IP, SIP, SDP), осуществляет его дальнейшую маршрутизацию и информирует шлюз доступа о созданной связке. При поступлении медиа потока между двумя абонентскими терминалами (UE) шлюз доступа будет осуществлять NAT-ирование RTP пакетов в/из публичного/частного адресного пространств.
8. Шлюз безопасности (Security Gateway – SEG)
Шлюз безопасности размещается на границе доменной зоны оператора и обеспечивает его защиту. Весь междоменный трафик должен в обязательном порядке проходить через SEG. SEG обеспечивает конфиденциальность, контроль целостности данных (data integrity) и аутентификацию в соответствии с 3GPP TS 33.203.
9. Функция извлечения информации о местоположении (Location Retrieval Function - LRF)
LRF ассистирует E-CSCF в обработке IMS экстренных вызовов путем предоставления информации о местоположении абонентского терминала (UE), инициировавшего экстренный вызов, которая используется для выбора экстренной службы (PSAP), куда сессия должна быть перенаправлена. Для получения информации о местонахождении пользователя LRF может иметь встроенный location server или иметь функционал GMLC (gateway mobile location center) – интерфейс к внешнему location server.
Для выбора соответствующего PSAP – LRF может содержать функцию RDF (routing determination function), которая используется для выбора адреса PSAP на основании информации о местоположении пользователя.
LRF может обеспечивать поддержку и других локальных регуляторных параметров, таких как emergency service routing number, location number, PSAP SIP URI, PSAP TEL URI,...
10. Расширенный мобильный центр коммутации – Enhanced MSC Server (eMSS)
eMSS представляет из себя MSC сетей 2G/3G, который обладает функциональностью P-CSCF в направлении IMS.
При регистрации пользователя в сети 2G/3G eMSS выполняет от имени пользователя регистрацию в IMS домене, что позволяет пользователю CS сети, не имеющему доступа в пакетную сеть, получить доступ к IMS услугам.
Когда пользователь совершает исходящий CS вызов (mobile originating call) eMSS конвертирует legacy CS вызов в запрос IMS сессии и направляет его на IMS систему. Аналогично, когда кто-либо совершает вызов к пользователю, обслуживаемому eMSS, входящий вызов (mobile terminating call) маршрутизируется на IMS платформу, выполняющую установленную процедуру управления входящим вызовом, включая HSS interrogation, и переправляющую SIP запрос на eMSS, который в свою очередь конвертирует протокол управления IMS сессией в протокол управления CS вызовом.
eMSS позволяет предоставлять услугу, действительно независимую от типа доступа (CS, IP-CAN, legacy), поскольку предоставление услуги всегда обеспечивается IMS платформой. Это обеспечивает возможность пользователям мигрировать из 2G/3G CS сетей в IMS и обратно.
11. Функция управления шлюзом доступа – Access Gateway Control Function (AGCF)
AGCF – представляет из себя точку входа для пользователей PSTN/ISDN сетей (аналоговые и ISDN телефоны). Он выполняет следующие функции:
- управление медиашлюзом (MGW) уровня доступа (access gateway);
- взаимодействие с подсистемой управления ресурсами и доступом;
- взаимодействие с подсистемой подключения к сети для получения информации о профиле линии;
- обеспечение сигнального взаимодействия между SIP сигнализацией с одной стороны и аналоговой телефонной / ISDN сигнализацией с другой стороны.
С точки зрения IMS платформы AGCF выглядит как P-CSCF и обеспечивает соответствующий функционал (управление процедурой SIP регистрации и пр.).
Необходимая для тарификации информация собирается функциями тарификации различных модулей IMS из SIP запроса. При этом возможна online тарификация (в этом случае функция тарификации запрашивает разрешение у биллинговой системы на обработку SIP запроса) и offline тарификация (в этом случае функция тарификации всегда позволяет обработку SIP запроса, отправляя собранную тарификационную информацию в биллинговую систему для формирования CDR записей).
В зависимости от конфигурации IMS возможны различные схемы тарификации различных сервисов. При этом управление логикой тарификации осуществляется на основе срабатывания тех или иных триггеров. Триггерами могут быть:
- запросы создания, модификации и терминации сессии (sessionbased charging);
- любая SIP транзакция, например, MESSAGE, PUBLISH, SUBSCRIBE (eventbased charging);
- определенные SIP заголовки и SDP информация.
Функции тарификации всех IMS модулей, а также модулей доступа могут взаимодействовать с offline модулем тарификации (offline charging entity – CDF), используя diameter-based Rf интерфейс (3GPP TS 32.299).
На основе информации, полученной из функциональных блоков тарификации всех IMS модулей, CDF создает CDR записи, которые переправляются в шлюз тарификации (charging gateway function – CGF) через Ga интерфейс (3GPP TS 32.295). Далее CGF обрабатывает полученные CDR и переправляет их в биллинговую систему используя Bх интерфейс (3GPP TS 32.240).
Prepaid сервисам необходима online тарификация. Это означает, что IMS сеть должна запрашивать OCS перед авторизацией пользователя на использование того или иного сервиса. OCS ответственен за контроль в реальном времени счета пользователя, авторизацию пользователя на использование сервиса и списание баланса со счета пользователя за полученные услуги. Только три IMS модуля (S-CSCF, AS, MRFC) взаимодействуют с OCS, используя интерфейс Ro. Кроме IMS модулей с OCS могут взаимодействовать не IMS модули. В частности, SGSN использует CAMEL application part (CAP). В дополнении к credit control (тарификация в on-line) OCS может создавать CDR записи подобно CGF.
HSS является хранилищем абонентских данных и данных, связанных с услугами. Он содержит функциональность центра аутентификации (AUC), LTE функциональность (SAE-HSS), GSM/UMTS функциональность (HLR), IMS функциональность (IMS-HSS), функциональность репозитория данных для управления тарификацией и политиками качества (SPR). Также HSS может использоваться для хранения данных серверов приложений (AS).
PCRF отвечает за формирование политик качества и управление тарификацией, основываясь на сессионной информации, полученной из P-CSCF.
Установление сессии в IMS обеспечивается обменом сигнальными сообщениями, используя SIP и SDP, включая согласование медиа характеристик (кодеков, IP адресов, номеров портов). Если оператор использует на своей сети PCRF, P-CSCF переправляет ему необходимую SDP информацию, на основании которой он создает политики и правила тарификации, а также авторизует IP потоки соответствующих медиа компонентов, мапируя данные SDP на IP QoS параметры для шлюза сети доступа, например, P-GW/PCEF.
Основываясь на доступной информации, PCRF применяет сформированные PCC политики и правила тарификации на шлюзе сети доступа (P-GW/PCEF), создает и модифицирует виртуальные соединения для переноса медиа-трафика (EPS bearer). В дополнение, PCRF принимает события с транспортного уровня, например, при потере радио-соединения, информируя об этих событиях P-CSCF, который в использует полученную информацию при формировании тарификационных данных и закрытии IMS сессии от имени пользователя.
Кроме того, PCRF может использоваться для обмена тарификационными идентификаторами, которые позволяют оператору коррелировать CDR, сгенерированные сетью доступа и сетью IMS; доставлять в сеть доступа метод тарификации (длительность, объем, оба); информацию rating group; команды активации on-line / off-line тарификации; адреса on-line / off-line систем тарификации; требуемый уровень отчетности, базирующийся на сервисе и rating-group.
- >">Вперед >>
