Evolución al dominio IMS Componentes del grupo: María José Caminero Marqués David Castillo Falcón Marta Gómez Muñoz

ÍNDICE 1. Motivación y perspectivas 2. Tendencias all-IP en 3G e IMS 3. Fundamentos de los servicios IP multimedia 4. Tecnologías, arquitectura y funciones de IMS. 4.1. Protocolos 4.2. Arquitectura 4.3. Funciones de IMS 5. Flujos de sesión 5.1. Procedimiento de registro 5.2. Establecimiento de sesión 6. Arquitectura de los servicios IMS 7. Estado actual y evolución de IMS 8. Noticias y fabricantes

1. MOTIVACIÓN Y PERSPECTIVAS UMTS se ha caracterizado por cierto retraso en el lanzamiento del servicio comercial. Motivos: Inmadurez tecnológica por inconsistencias de las especificaciones de 3GPP. La presión creada por las expectativas económicas de UMTS pudo forzar el desarrollo acelerado de los estándares. Crisis en el sector: el alto precio pagado por los operadores hace unos años para conseguir licencias 3G y la imposibilidad de amortizar estas inversiones por falta de disponibilidad de la tecnología, están motivando la baja inversión actual en telecomunicaciones y especialmente en 3G. Falta de demanda por parte de los usuarios. En la actualidad, los servicios más empleados por los usuarios móviles siguen siendo los tradicionales (voz y SMS). No se han creado aún las necesidades de los servicios avanzados que UMTS puede proporcionar.

1. MOTIVACIÓN Y PERSPECTIVAS ¿Qué ofrece UMTS? La novedad cuanto a la gama de servicios 3G frente a los de GSM: Conexión a Internet de alta velocidad Videoconferencia móvil Mayor capacidad para la mensajería multimedia y aumento de la velocidad en las descargas de contenidos. Los servicios de datos siguen en sus fases tempranas en las redes GSM/GPRS, creciendo a paso muy lento aunque seguro. Surge la necesidad de crear un factor impulsor de UMTS que atraiga el interés de los millones de usuarios potenciales que puede tener.

2. TENDENCIAS ALL-IP EN 3G E IMS La falta de aplicaciones y servicios UMTS atractivos para el gran público y las tendencias de convergencia con Internet, motiva que se introduzca en 3GPP el concepto All-IP. ¿Qué es All-IP? All-IP es una visión sobre el futuro de las redes de comunicaciones que ofrece modos de acceso que se integran de forma transparente en una capa de red basada en el protocolo de Internet IP. ¿Qué proporciona All-IP? All-IP proporciona beneficios a los operadores como ahorro de costes de infraestructura, mejor escalabilidad, mayor flexibilidad y simplificación de la operación y mantenimiento.

2. TENDENCIAS ALL-IP EN 3G E IMS All-IP en 3GPP no aumenta por sí mismo el uso de los servicios de datos. Para solucionar esto 3GPP define e incorpora IMS, que será adoptado por las redes UMTS a partir de la Release 5. IMS, IP Multimedia Subsystem: IMS representa la implantación de la arquitectura All-IP en 3G que permite al operador proporcionar a sus abonados una atractiva oferta de servicios multimedia como videoconferencia, voz sobre IP, “streaming”, mensajería instantánea, web, etc. IMS es un sistema de control de sesión diseñado con tecnologías de Internet adaptadas al mundo móvil, que hace posible la provisión de servicios móviles multimedia sobre conmutación de paquetes (servicios IP multimedia).

2. TENDENCIAS ALL-IP EN 3G E IMS El objetivo económico-comercial de esta iniciativa es doble: Aumentar los ingresos medios por abonado. Con IMS aparece un nuevo concepto de servicios, radicalmente diferente, innovador y factible al mismo tiempo. Se pretende que el atractivo de estos servicios IMS atrape definitivamente a los abonados móviles en el mundo de los datos. Reducir costes. Con IMS la red móvil de datos distará de estar infrautilizada, y cobrará sentido aprovechar las ventajas que ofrece All- IP a los operadores en cuanto a reducción de costes de capital y de operación, simplicidad de mantenimiento y mayor eficacia en la gestión.

3. FUNDAMENTOS DE LOS SERVICIOS IP MULTIMEDIA Características de los servicios IP multimedia que IMS hace posible son las siguientes: La comunicación orientada a sesión de un usuario a otro(s) usuario(s), o de un usuario a un servicio. La comunicación en tiempo real o diferido. Las sesiones IP multimedia con un nivel adecuado de Calidad de Servicio para vídeo, audio y sonido, texto, imagen, etc. La identificación de usuarios, servicios y nodos mediante URIs (Universal Resource Identifier. Éstos ya no tienen que manejar números de teléfono sino nombres como el correo electrónico.

3. FUNDAMENTOS DE LOS SERVICIOS IP MULTIMEDIA IMS no define las aplicaciones o servicios que pueden ofertarse al usuario final, sino la infraestructura y capacidades del servicio que los operadores o proveedores de servicio pueden emplear para construir sus propias aplicaciones y producir su oferta de servicios. En este sentido, IMS no impone límites, son la capacidad de la red de acceso y las características de los terminales las que fijan las restricciones.

3. FUNDAMENTOS DE LOS SERVICIOS IP MULTIMEDIA Los servicios IMS pueden implementarse, por ejemplo, en una sola aplicación de usuario final que hace un uso coordinado y simultáneo de: Mensajería IP multimedia (instantánea y diferida), Servicios web, Videoconferencia y llamadas de voz sobre IP, Streaming, Juegos en red Cualquier otro servicio de Internet basado en TCP/IP; De forma muy similar a cómo operan las últimas versiones de los populares clientes de mensajería instantánea para PC e Internet, pero ofreciendo una Calidad del Servicio garantizada y adaptada a cada flujo de datos, a la vez que permiten al usuario disfrutar de la movilidad y características de su dispositivo personal 3G IMS.

3. FUNDAMENTOS DE LOS SERVICIOS IP MULTIMEDIA Modelo de planos lógicos de los servicios IP multimedia

4. TECNOLOGÍAS, ARQUITECTURA Y FUNCIONES DE IMS 4.1. Protocolos Señalización: SIP: funciones para el registro, establecimiento, liberación y mantenimiento de las sesiones IMS. Incluye funciones de enrutado de sesiones e identificación de usuarios y nodos, y también habilita todo tipo de servicios suplementarios. SDP: se emplea para describir la sesión que se negocia con SIP. Negocia la QoS. Los extremos de una sesión indican sus capacidades multimedia y definir el tipo de sesión que se desea mantener. Transporte: IPv6 Otros protocolos: RTP y RTCP: provisión de servicios IP multimedia. COPS: control de los recursos de GPRS. Diameter: aspectos de autorización, autenticación y tarificación. RSVP y DiffServ: aseguran la QoS extremo a extremo Megaco: control remoto de los Media Gateways.

4.2. Arquitectura.

4.2. Arquitectura. CSCF (Call State Control Function): es básicamente un servidor SIP con funciones de proxy. Se encarga del procesado y enrutado de señalización, la consulta del perfil de usuario en el HSS y la tarificación. Ejecuta tres roles diferentes en la operativa IMS: El Proxy CSCF (P-CSCF): es el punto de entrada al subsistema IMS. Recibe directamente la señalización IMS desde el terminal, vía GPRS. Implementa las funciones de protección de señalización (seguridad) y el control de recursos del subsistema de transporte. En itinerancia (roaming) es el nodo en la red visitada que se encarga de enrutar la señalización de registro y sesión desde los terminales que se encuentran en situación de itinerancia hasta la red IMS nativa. El Serving CSCF (S-CSCF). A cada usuario registrado en IMS se le asigna un S-CSCF, el cual se encarga de enrutar las sesiones destinadas o iniciadas por el usuario. También realiza el registro y autenticación del abonado IMS y la provisión de los servicios IMS. Aplica las políticas del operador de red y genera los registros de tarificación.

4.2. Arquitectura. El Interrogating CSCF (I-CSCF). Es un nodo intermedio que da soporte a la operación IMS. Ayuda a otros nodos a determinar el siguiente salto de los mensajes SIP y a establecer un camino para la señalización. Durante el registro, el P-CSCF se ayuda del I-CSCF para determinar el S-CSCF que ha de servir a cada usuario. El Home Subscriber Server (HSS), hereda las funciones del HLR: almacena y gestiona el perfil del servicio IMS del abonado, almacena las claves de seguridad y genera vectores de autenticación, registra el estado de los abonados y almacena el nodo S-CSCF con el que el abonado se ha registrado. La Media Gateway Control Function (MGCF) es parte de la arquitectura de interfuncionamiento de IMS con las redes de circuitos. Implementa el plano de control del interworking, traduciendo la señalización IMS SIP/SDP a SS7, y viceversa. También se encarga de controlar la operación del IM-MGW.

4.2. Arquitectura. El IP Multimedia Media Gateway (IM-MGW), implementa el plano de usuario de la arquitectura de interoperación de IMS con las redes de circuitos. Los servidores de aplicación y las pasarelas con destino al plano de servicios. El S-CSCF puede transferir la señalización de un registro o sesión hacia un servidor de aplicaciones SIP, o transferirla hacia una pasarela OSA o hacia una pasarela CAMEL, que traduce SIP en CAP. Elementos de la red GPRS: GGSN (Gateway GPRS Support Node): Nodo pasarela que realiza la interfaz entre la red de transmisión GPRS y las redes externas de datos incorporando funciones de monitorización de red, firewall, encapsulado y traducción de direcciones IP. SGSN (Serving GPRS Support Node): Nodo de conmutación de paquetes que se sitúa jerárquicamente al mismo nivel que las MSC.

4.3. Funciones de IMS Las sesiones interoperador. posibilidad de cursar sesiones IP multimedia entre abonados de redes 3G IMS de distintos operadores. La itinerancia (roaming). La interconexión con redes y servicios heredados. Interconexión con las redes de circuitos SS7 para servicios de llamadas de voz La interconexión con las redes IP multimedia externas e Internet. La seguridad integrada. la suscripción IMS está soportada por una aplicación lógica llamada ISIM (IMS SIM) que ejecuta funciones de autenticación de abonado durante su registro. La Calidad de Servicio (QoS). IMS puede controlar y autorizar el uso de recursos del subsistema de transporte GPRS para ofrecer QoS. (opcional) La provisión de servicios. IMS posibilita un desarrollo rápido y simplificado de servicios siguiendo el modelo Internet. La tarificación y facturación. Gestión del perfil del suscriptor. Esta función se encuentra en el S-CSCF

5. Flujos de sesión

5.1. Procedimiento de registro

5.2. Establecimiento de sesión

6. Arquitectura de los servicios IMS

7. ESTADO ACTUAL Y EVOLUCIÓN DE IMS IMS está definido en las versiones del sistema 3GPP de Release 5 y Release 6. Release 5 (finalizada): se define la arquitectura y las entidades funcionales, aunque sólo se describe de forma detallada la operativa básica de IMS. Requiere del uso de GPRS 3G como único subsistema de transporte Release 6 (en desarrollo): completa y amplía el concepto relativo a los servicios IP multimedia. Permitirá el acceso a IMS desde cualquier red de conectividad IP. Esto permite alcanzar cierto interfuncionamiento e itinerancia global a nivel de servicios, independientemente de la tecnología específica de acceso. Ejemplos de redes con las que se podrá interconectar: Red 3GPP2 basada en cdma200 Tecnologías inalámbricas WLAN (WiFi, Hyperlan, IEEE 802.11a, Bluetooth, etc.) Redes IP fijas (xDSL, HFC, etc.).

7. ESTADO ACTUAL Y EVOLUCIÓN DE IMS Mejoras de la Release 6: La descripción completa de la operación para el interfuncionamiento con las redes de circuitos. La descripción completa de la operación para el interfuncionamiento con las redes IP multimedia, incluyendo las soluciones para la interoperación con las redes SIP IPv4. La descripción completa del servicio de conferencias multiparticipante. La especificación del servicio de mensajería IMS. La especificación del servicio de presencia IMS. La optimización del subsistema de transporte de paquetes y red de acceso radio para el soporte eficiente y flexible de IP multimedia. La introducción del concepto de independencia de la red de acceso.

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