Вступление

Предоставление привлекательных для абонентов услуг нового поколения требует изменения принципов построения сетей. Какие же изменения в обслуживании абонентов предполагает архитектура IP Multimedia Subsystem? До недавнего времени доставка телекоммуникационных услуг была ориентирована на абонентское оборудование. С расширением спектра услуг требовались новые устройства (например, модемы), а реализация услуг осуществлялась по вертикальной схеме, то есть для каждой услуги необходима была отдельная инфраструктура. Сейчас, когда можно обращаться в несколько сетей и использовать разные коммуникационные устройства, в том числе мобильные, такая практика предоставления услуг становится причиной неудобств. Сегодняшние требования Решающим фактором для развития телекоммуникационных технологий являются не только потребности корпоративного сектора. Прежде всего, это традиционно большие расходы на связь. В сегменте индивидуальных абонентов спрос на услуги широкополосного доступа с возможностью доставки видео, участия в онлайновых играх и использования других современных приложений приобретает массовый характер. Чтобы удержать клиентов, операторы вынуждены совершенствовать наборы услуг. Кроме того, им приходится учитывать растущее давление конкурентов, которые также выводят на рынок привлекательные сервисы. Единая коммуникационная инфраструктура на основе IP – оптимальное решение этой проблемы. Она используется для организации всех типов услуг и способна взаимодействовать с различными терминальными устройствами. Наличие универсальной технологической среды обеспечивает интеграцию различных коммуникационных приложений. Такая среда должна поддерживать осуществление персональных коммуникаций в реальном масштабе времени (например, сеансы голосовой связи) в пакетной сети, не прибегая к технологиям, ориентированным на коммутацию каналов. Вместе с тем эта среда должна обеспечивать взаимодействие с внешними сетями традиционной телефонии как для фиксированной, так и для мобильной связи. Для реализации такой среды была предложена архитектура IP Multimedia Subsystem (IMS - мультимедийная подсистема с IP). Многофункциональная архитектура Концепция IMS была предложена форумом 3GPP. 3GPP - проект координации разработки решений для сетей третьего поколения. Эта концепция определяет сетевую архитектуру, которая опирается на пакетную транспортную сеть и обеспечивает поддержку различных вариантов доступа. Архитектура, в свою очередь, предусматривает взаимосвязь ряда функциональных элементов. Функциональные элементы связываются друг с другом посредством интерфейсов. У каждого такого интерфейса есть свое название, за которым скрывается определенный протокол. Архитектура IMS разрабатывалась для использования в сетях подвижной связи третьего поколения. Поддержка протокола инициирования сеансов связи (SIP) позволяет использовать единый подход к реализации приложений и осуществлению доступа, а также итнтегрировать приложения, предлагаемые сторонними компаниями (например, контент-провайдерами). В релизах 6 и 7 (так называются документы 3GPP) определена идеология осуществления IP-коммуникаций посредством SIP. В соответствии с ней, SIP начинается непосредственно с мобильного терминала. В архитектуре IMS определено несколько функциональных элементов. Например, вместо традиционных для мобильных сетей коммутаторов MSC используются проксирующие элементы, которые называются Proxy-Call Session Control Function.

Многоуровневый подход к построению ims позволяет реализовать независимый от технологии доступа открытый механизм доставки услуг

Как и в GSM, в IMS есть интерфейсные точки, или же интерфейсы, которые связывают эти функциональные элементы друг с другом. У каждого интерфейса есть свое название, и за ним стоит определенный протокол. Самый простой пример - интерфейсная точка ISC, которая связывает сервисный прокси с сервером приложений на основе протокола SIP. Концепция создания архитектуры IMS оказалась настолько удачной, что некоторые органы стандартизации предложили использовать ее для мультисервисных решений в своих секторах рынка. Рабочая группа Европейского института по телекоммуникационным стандартам ETSI TSPAN (Telecoms & Internet converged Services & Protocols for Advanced Networks - конвергированные телекоммуникационные и интерент-сервисы для модернизированных сетей) разрабатывает спецификации для сетей фиксированной связи, в основном используя в разработках 3GPR Организация CableLabs, разрабатывающая стандарты для сетей кабельных операторов, в спецификации Fast Cable 2.0 предусматривает внедрение SIP. И везде в основе лежит идея IMS.

Архитектура ims определяет взаимосвязь ряда функциональных элементов

Это вполне логично, поскольку протокол IP признан в качестве основы для сетей нового поколения, а SIP — в качестве инфраструктурного протокола для доставки приложений. Интенсивное развитие большого числа приложений, использующих SIP, обуславливает необходимость построения масштабируемой мультисервисной инфраструктуры, которая бы разделяла транспортный уровень, уровень услуг и уровень управления. Такая сервисная "прослойка" скрывает от абонента разницу между услугами, которые предоставляются, например, в сети беспроводного доступа, и услугами, которые предоставляются в сети кабельного телевидения или используют сети доступа на основе DSL, а также Ethernet. В концепцию IMS действительно заложен принцип, в соответствии с которым эта архитектура должна обладать возможностью для установления большого числа сеансов связи, причем участвующие в этих сеансах абоненты могут использовать разные устройства доступа. Абонентам предлагаются разного рода услуги, доставка которых основывается на общем подходе. В частности, такая архитектура должна обладать возможностью для решения таких задач, как реализация нескольких услуг в рамках одного сеанса связи. Так, голосовые вызовы могут довольно часто сопровождаться определением доступности вызываемой стороны (так называемая "услуга присутствия"). При этом у обслуживаемого абонента не должно возникать проблем с разными видами терминального оборудования. В частности, должно гарантироваться установление сеанса связи в случае, когда используемый терминал не обладает определенными функциональными возможностями. Это означает, что при видеотелефонном вызове предусматривается возможность его приема без видеокомпонента, или же видео будет перенаправляться на другое устройство. Услуги в процессе одновременного предоставления должны разделяться на те, которые требуют синхронизации (например, синхронизация видео и голоса в видеотелефонии), и на те, которые не требуют синхронизации (например, видео и чат). Разделение на уровни 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 составе IMS выделяется три уровня: транспортный уровень, уровень управления и уровень услуг. Транспортный уровень интегрируется с сетями доступа различных типов. Это могут быть пакетные сети радиодоступа, такие как GPRS, UMTS, CDMA2000, WLAN, широкополосные кабельные и DSL, а также традиционная телефония с коммутацией каналов. Соединение абонентов с IMS-инфраструктурой в транспортном уровне осуществляется благодаря мобильному терминалу третьего поколения или (что более вероятно, по крайней мере, в ближайшем будущем) посредством шлюзов. В пределах транспортного уровня определено несколько функций шлюзов. В первую очередь они должны обеспечивать взаимодействие в местах стыка сетей. В частности, Media Gateway Function (MGF) обеспечивает работу медиашлюза между IMS и сетью традиционной телефонии. Уровень управления - это совокупность функций IMS, которые осуществляют все действия по управлению сеансами связи. Функция Call Session Control Function (CSCF) задает централизованный механизм маршрутизации и определяет политику сети. Для управления используется протокол SIR В работе CSCF можно выделить три специализированных функции - P-CSCF, I-CSCF и S-CSCF. Функция P-CSCF (Proxy-CSCF) обеспечивает обмен запросами с мобильным терминалом, а также пересылку их по сети. Кроме того, она используется в процессе авторизации ресурсов сети и установления класса обслуживания. Благодаря I-CSCF (Interrogating-CSCF) реализуются услуги местоположения, когда запрашиваемая услуга в процессе доставки должна пересечь несколько доменов IMS. S-CSCF (Serving-CSCF) определяет механизм маршрутизации для SIP-сигнализации. На его основе происходит обмен информацией между абонентами и серверами приложений в соответствии с профилем обслуживания, который содержится в домашнем сервере абонента (Home Subscriber Server - HSS). HSS - один из самых важных функциональных элементов концепции IMS. Это централизованная база данных, в которой находится вся информация о том или ином абоненте. Такой перечень сведений об абоненте включает в себя местоположение его домашней сети, профиль безопасности и профиль обслуживания, распространяемый на те услуги, на которые абонент подписался.