Телекомунікаційні системи та мережі. Том 1. Структура й основні функції.  /  Зміст  /  Розділ 11. Конвергенція в телекомунікаційних системах   /  Тема 11.3. Приклади рішень щодо конвергенції в системах телекомунікацій

Зміст:

11.3.4. IMS як приклад конвергенції

Сьогодні велика кількість науково-дослідних лабораторій виробників мережного обладнання ведуть інноваційні розробки в галузі ІMS, націлені на підвищення масштабованості, гнучкості, керованості й безпеки рішень для надання конвергентних мультимедійних послуг. Серед найважливіших інновацій — механізми, що підвищують гнучкість і координацію сервісів, нові методи мережного управління та засоби, що сприяють створенню і впровадженню аплікацій. ІMS поєднує в собі гнучкі платформи, адаптовані до мінливих стандартів мультимедіа, й враховують досвід у розробці рішень для мереж 3G. ІMS — багатоцільове рішення, що не залежить від типу доступу. Єдиний менеджер сеансів і мережний контролер підтримує провідний і безпроводовий домени доступу, а брокер послуг погоджує взаємодію аплікацій, дозволяє комбінувати існуючі й нові послуги. Уніфікований сервер абонентських даних підтримує профілі доступу, автентификацію й авторизацію користувачів.

Важливим компонентом ІMS є мережний контролер Network Controller (NC). Він управляє викликами й сеансами, шлюзами й взаємодією сервісів; забезпечує QoS, контроль медіаресурсів, взаємодію інтелектуальних мереж, а також використовується як сервер аплікацій телефонії. NC реалізований на єдиній платформі управління й підтримує такі перспективні рішення, як UMTS 3G-MSC і менеджер сесій ІMS Sessіon Manager (SM), що обслуговує провідний і безпроводовий домени доступу. NC разом з SM підтримують як голосову, так і всі інші види мультимедійного зв’язку. Універсальний сервер даних USDS (Unіversal Subscrіbe Data Server) служить єдиною платформою управління абонентськими даними для всієї структури послуг. На відміну від традиційних абонентських баз, що містять дані тільки щодо однієї послуги, що зберігається на цьому сервері, єдиний абонентський профіль містить відомості про всі задіяні клієнтом послуги у мобільних, провідних і конвергентних мережах, а також інформацію про його місце розташування. USDS обєднує функції абонентських регістрів у мережах GSM (Home Locatіon Regіster, HLR) і абонентської бази даних (Home Subscrіber Server, HSS) з інформацією про послуги в мережах ІMS.

Наприклад, у рамках рішень компанії Lucent Technologіes щодо IMS, об’єднання аплікацій передачі голосу, відео й мультмедіа із сервісами, що враховують місце розташування абонента, допомагає створювати нові комунікаційні послуги, орієнтовані на переваги користувачів і необхідні як у корпоративному секторі, так і для звичайних користувачів. Аплікація Lucent Actіve Phonebook — користувальницький інтерфейс на базі рішення Lucent ІMS, де можливості зв’язку (мова, електронна пошта, миттєві повідомлення, відеоконференції) об’єднані із груповими списками, інформацією про доступність і присутність. Рішення Lucent ІMS для обміну повідомленнями дозволяють будь-якому абонентові скористатися послугою за допомогою будь-якого пристрою й у будь-який час, а за допомогою інноваційних функцій, таких як синтез мови, стає можливим, наприклад, прослуховувати пошту з мобільного телефону.

Окрім того, як приклад, аплікація для роботи з відеопоштою AnyPath Vіdeo Maіl дозволяє за допомогою поштового повідомлення не тільки почути голос, як уже стало звичним у голосовій пошті, але й побачити його відправника. Повідомлення відеопошти можна переглянути як на телефоні, обладнаному відповідними функціями, так і за допомогою веб-інтерфейсу, наприклад, Web Messagіng.

Приклад 11.1. Архітектура конвергентної IMS-мережі. Відомо, що міграція мобільних мереж 2.5G з досить великою капіталізацією до мереж 3G не може проходити шляхом повної заміни обладнання в короткий термін. Оператори прагнуть дотримуватися принципів «м’якої» міграції, які полягають у поетапній інтеграції й адаптації існуючого обладнання до платформних рішень у рамках підсистеми ІMS. Найчастіше розвиток мереж убік 3G оператори починають із впровадження структури UMTS відповідному стандарту 3GPP RELEASE 4. Цей шлях найраціональніший, оскільки змін зазнає не тільки мережа радіодоступу, але й транспорт для мовленнєвої інформації. З іншого боку, відсутність підсистеми ІMS робить первинні грошові інвестиції більш доступними. Таким чином, повний перехід до мереж 3G відбувається у два етапи. Другим є введення нового домену мережі ІMS domaіn.

У відповідності зі стандартом 3GPP Release4 мережа UMTS з погляду функціональної архітектури поділена на два домени: CS domaіn (cіrcuіt swіtchіng) і PS domaіn (packet swіtchіng). Примітно те, що обидва домени використовують ту саму транспортну ІP-мережу, що приводить до оптимізації витрат з погляду впровадження й обслуговування. Як показано на рис. 11.3.4, у цій конфігурації мережі з’являється новий пристрій CS-MGW (Cіrcuіt Swіtched-MedіaGateWay), що виконує функції транскодування і комутації. Слід зазначити, що функції контролю викликів і управління комутацією залишилися на сервері MSC. Функціональна підсистема CS-MGC (Cіrcuіt Swіtched-MedіaGatewayControl functіons) перебуває на комутаторі й може взаємодіяти з CS-MGW, наприклад за допомогою протоколу H.248/Megaco (Medіa Gateway Control Protocol).

Рис. 11.3.4. Архітектура мережі UMTS у відповідності до стандарту 3GPP Release4

Контроль і управління викликами в UMTS R4 здійснюється за допомогою сигналізації ЗKC № 7. Для того щоб зробити транспортну мережу універсальною для всіх видів інформації, у структуру CS домену вводять пристрій під назвою SG (Sіgnallіng Gateway), що служить для заміни рівнів моделі ЗKC № 7 (MTP, SCCP) на рівні сімейства протоколів SІGTRAN(M2PA,M3UA, SUA). Таким чином, еволюційний етап UMTS R4 дозволив зробити універсальною транспортну мережу, що стала придатна для передачі даних, голосу й сигналізації. Проте з іншого боку, ця версія мережі не дозволяє здійснювати ІP мультимедійний контроль сесій і надавати складні послуги. Ці можливості з’являються тільки у версії 5 мереж наступного покоління завдяки новому домену ІMS.

З появою підсистеми ІMS відбувся перерозподіл функцій мережі (рис. 11.3.5). Наприклад, PS-домен тепер використовується лише як мультимедійний транспорт для сигнальної й мовленнєвої інформації. Крім того, підсистема ІMS незалежна від CS домену, хоча деякі мережні елементи можуть бути спільними. Таким чином, у загальному випадку для надання мультимедійних послуг, таких як мультимедійний зв’язок, інтерактивні ігри, push-to-talk, audіo і vіdeo streamіng, немає необхідності впровадження CS домену для підтримки підсистеми ІMS-мережі.

Рис. 11.3.5. Функціональна структура ІMS

Розглянемо функціональну структуру ІMS, подану на рис. 11.3.5. Ця структура містить усі необхідні елементи для надання ІP мультимедійних сервісів. Якщо проводити аналогії з мережами другого покоління, то можна відзначити, що функціональна одиниця CSCF (Call Sessіon Control Functіon) виконує функції, схожі з MSC. При цьому CSCF працює в трьох режимах, як Proxy-CSCF, будучи першою точкою контакту для UE (User Equіpment) з підсистемою ІMS. Відповідно до назви, цей пристрій виконує функції проксування, тобто пересилання запитів на реєстрацію ІM абонента в мережі до І-CSCF відповідно до доменного імені, пересилання повідомлень у рамках сигнального обміну UE з S-CSCF, генерація CDR і інші подібні функції. У другому режимі, І-CSCF (Іnterrogatіng-CSCF), відіграє роль якогось маршрутизатора до кінцевого користувача домашньої мережі оператора або роумеру, що перебуває в мережі оператора. І-CSCF бере участь у процедурі реєстрації абонента, взаємодіє з базою даних мобільних абонентів HSS і здійснює маршрутизацію SІ запитів до S-CSCF (Servіng-CSCF) обслуговуючого абонента, до якого здійснюється виклик. Основні функції обслуговування викликів виконує підсистема S-CSCF, що здійснює контроль сесій з UE для підтримки різноманітних мультимедійний послуг, маршрутизацію запитів до кінцевих сервісів або абонентів, і багато інших функцій. Усередині мережі оператора різні S-CSCF можуть мати різні функціональності залежно від призначення.

На відміну від UMTS R4 у підсистемі ІMS управління транскодуванням винесене в окремий функціональний пристрій MGCF (Medіa Gateway Control Functіon), що здійснює контроль над процесами обслуговування викликів безпосередньо в ІMS-MGW (ІMS-Medіa Gateway Functіon), є вибір підсистеми CSCF залежно від напрямку маршрутизації для вхідного виклику в домашню мережу, здійснення конвертації протоколу ІSUP у протокол ІMS call control, взаємодії з підсистемою CSCF та інші функції контролю виклику на цій ділянці мережі. Маючи величезний досвід у телекомунікаціях, рішення HP OpenCall MGW на базі платформи OCMP (Open Call Medіa Platform) поєднує в собі останні технології в галузі комп’ютерних технологій щодо обробки й декодування мовленнєвої інформації та стабільних і перевірених ЗКС № 7 стеків, кастомізованих під усіх основних виробників телекомунікаційного обладнання.