Лекция. Архитектура IMS

Цель лекции: ознакомление студентов с архитектурой IMS, сравнительный анализ Softswitch и IMS.

Содержание:

а) архитектура IMS;

б) причины перехода к IMS;

в) стандартизация IMS;

Архитектура IMS

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.

Один из двух основных логических блоков IMS (рисунок 5.1) – блок управления сеансами связи (Call Session Control Function – CSCF), или SIP-серверы. Их основная задача – обработка SIP-запросов с целью организации сеансов мультимедиасвязи между пользователями. Они “следят” за выполнением правил безопасности и выделением необходимых ресурсов для предоставления различных услуг. В задачи CSCF входит управление другими сетевыми элементами для надлежащего обслуживания пользователей (медиашлюзами, пограничными устройствами и т. п.). Логически серверы управления сеансами связи делятся на три группы: Serving-CSCF (S-CSCF), Proxy-CSCF (P-CSCF) и Interrogating-CSCF (I-CSCF).

Второй по важности блок IMS – это абонентская база данных (Home Subscriber Server — HSS). В первом приближении HSS можно сравнить с используемым в сотовых сетях регистром HLR, в котором хранится информация об активных абонентах и их местонахождении. Однако функции HSS значительно шире. Это база данных с информацией не только по абонентам мобильных сетей, но и по абонентам сетей фиксированной связи (как уже отмечено выше, для IMS неважно, каким способом подключен абонент). В ней хранится информация о разнообразных предпочтениях абонента, например, по переадресации и фильтрации вызовов, оповещении и сообщениях голосовой почты, персональная адресная книга (buddy list) для рассылки сообщений и организации конференций. Также на сервере HSS есть все необходимые данные для учета доступности/статуса (presence) и местонахождения (location) абонента. Вместо устаревшего протокола Radius для взаимодействия между HSS и серверами CSCF используется протокол Diameter, стандартизованный организацией IETF. Помимо других усовершенствований, в Diameter предусмотрена поддержка функции тарификации, в том числе и для оказания популярных услуг с предоплатой (prepaid).

Рисунок 5.1 – Упрощенная схема архитектуры IMS

На схеме также показаны еще два важных элемента архитектуры IMS: отвечающие за управление медиашлюзами (Breakout Gateway Control Function – BGCF, или Media Gateway Control Function – MGCF) и обработку медиапотоков (Media Resource Function – MRF). Если к сеансу связи надо подключить абонента, находящегося в сети с коммутациией каналов (сеть сотовой связи или ТфОП), блок BGCF/MGCF обеспечивает доведение до нее соответствующей сигнальной информации. При необходимости он преобразует сигнальные сообщения из формата SIP в формат ISUP. Подобная функциональность типична для коммутаторов softswitch, но в архитектуре IMS она выделена в отдельный логический элемент.

Системы MRF обеспечивают обработку медиапотоков, передаваемых между серверами приложений и конечными устройствами. Их функции – проигрывание различных голосовых сообщений, транскодирование информационных потоков, “смешивание” речевых/видеопотоков в конференцию и т. п. На предоставленной упрощенной схеме показаны только основные элементы IMS (рисунок 5. 1).

Сервисная архитектура представляет собой набор логических функций, которые можно разделить на три уровня: уровень абонентских устройств и шлюзов, уровень управления сеансами и уровень приложений.