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02 - IMS

Revisão de 04h25min de 7 de dezembro de 2011 por Thiago Henrique Eliseu (discussão | contribs)

1) Introdução

  • Conceitos Básicos


O IMS (IP Multimidia Sub-system) é uma arquitetura com interfaces padronizadas e abertas para entrega de voz e multimídia em diversos tipos de acessos com e sem fio, possuindo funções distribuídas em camadas de serviço, controle e transporte. O IMS não apresenta restrição quanto ao tipo de terminal utilizado pelo usuário e permite a integração com os serviços atualmente ofertados pelas redes públicas de telefonia fixa e móvel.
O padrão de IMS foi definido na 3GPP/3GPP2 (Third Generation Partnership Project) e adotado pelo também ETSI/TISPAN, que trata de questões mais cêntricas de redes fixas. Permite às operadoras fornecer serviços multimídia baseados em IP e SIP (Session Initiation Protocol), que fornecem mecanismos de sinalização padrão para serviços, e é usado para configurar diferentes sessões de comunicação.
O IMS é uma maneira completamente nova de distribuir multimídia (voz, vídeo, dados, etc.) independente do dispositivo (telefone móvel ou fixo, cabo, internet, etc.) ou do meio de acesso (celular, WiFi, banda larga, linha telefônica, etc.) e que mudará o modo como todos nós nos relacionamos com o mundo cada vez mais digital.
Uma outra definição mais clara de IMS é a de uma rede inovadora na forma de distribuir serviços Multimídia (voz,vídeo, dados, etc) a diversos dispositivos como (telefone móvel ou fixo, cabo, internet, etc) através de diversos meios(celular, WiFi, banda larga, linha telefônica, etc).
O IMS não só habilita novos serviços de comunicação multimídia baseado em IP, como também enriquece os serviços existentes. Permite também que o mesmo conjunto de produtos esteja disponível para os usuários em diferentes redes de acesso e dispositivos, com facilidade de uso, aspecto e percepção consistentes.

  • Principais Fornecedores/Desenvolvedores


- Ericsson;
- Huawei;
- Dialogic;
- Acme.

  • Cronologia de evolução


O IMS foi originariamente definido em um fórum industrial chamado 3G.IP, formado em 1999. O 3G.IP desenvolveu a arquitetura inicial do IMS, a qual foi trazida posteriormente para o 3rd Generation Partnership Project (3GPP), como parte do trabalho de padronização para sistemas 3G mobile phone em redes UMTS. Isto primeiramente apareceu na versão 5 (evolução de redes do 2G para 3G), quando mídias baseadas em SIP foram inseridas. Suporte para as antigas redes GSM e GPRS também foram projetados.
As redes legadas em tecnologia TDM (time division multiplex) podem migrar para IP com arquitetura NGN (next generation network) e depois, para IMS (IP multimida subsystem), com elementos de software. Sendo assim, é mais seguro chegar ao IMS via NGN (uma pre-IMS), que já possui uma estrutura horizontal em camadas. As softswiches ou elementos de comutação da NGN (que permitem controlar as chamadas de VoIP) "falam" com o mundo PSTN através de gateways de sinalização e de mídia.


  • Pontos relevantes


O grande poder desta arquitetura é o fato de que as camadas de transporte e controle são desassociadas dos serviços fornecidos pelas redes de acesso usadas para alcançá-los, ou seja há uma concentração direcionada no fornecimento dos serviços e não na forma em que se dará o meio de comunicação a ser utilizado (WiFi, linha telefônica, celular, etc), já que este último estará num mundo IP.



2) Funcionamento

  • Princípios básicos de funcionamento


A IMS é um refinamento das redes NGN (Next Generation Network), apresentando uma arquitetura unificada, organizada em camadas e voltada para serviços. A arquitetura IMS é orientada para o controle de sessões, onde as três camadas da NGN – transporte, controle e serviços – foram preservadas e aumentadas nesta arquitetura em estudo.
A camada de transporte, que tem a interface de terminais e a matriz de comutação, passa a ter SIP (Section Initiation Protocol) para Internet. A camada de controle fica com o controle de chamadas e a camada de serviços adquire o protocolo SIP para Internet. Na camada de transporte, o STFC (serviço de telefonia fixa comutada), com comutação de circuitos e acesso, passa para comutação de pacotes IP (Internet Protocol) e adquire SIP e WLAN (Wide Area Local Network). Na camada de controle, a sinalização SS7 (Signalling System Number 7) passa para CSF (Call Section Control Function); e a SCP (Service Control Point) da rede inteligente passa a ganhar SIP nas aplicações em Internet.

  • Fluxo de uma transmissão/recepção
  • Topologia/Arquitetura


  • Elementos que fazem parte de todo o processo


Camada de Acesso e Transporte:
- MGW (Media Gateway): Converte streams multimédia entre redes de pacotes e outras redes. O seu papel principal é fazer transcoding de media de um formato para outro permitindo ao terminal IMS fazer e receber chamadas do mundo TDM;
- SGW (Signalling Gateway): Implementa a interface de sinalização entre as redes de comutação de circuitos e as redes IP. O papel principal deste elemento é encapsular e transportar a sinalização;
- IMS GW (IMS Gateway): Permite que clientes IP non-IMS possam se autenticar na rede.

Camada de Controle:
- CSCF (Call Session Control Function): Consiste num conjunto específico de sub-elementos que geram a sinalização associada com o estabelecimento, desligamento e troca de mensagens SIP das chamadas. Estes elementos atuam como servidores ou proxies SIP e são o núcleo de processamento dos pacotes de sinalização SIP numa rede IMS;
- BFCF (Breakout Gateway Control Function): É um servidor SIP que inclui funções de routeamento baseado em números de telefone. Este elemento da rede IMS está encarregado de selecionar a rede em que o ³breakout´ PSTN deve ocorrer. Se o ³breakout´ ocorrer na mesma rede do BFCF então este seleciona o MGCF (Media Gateway Control Function) que será responsável pela interligação. Nesse caso, o MGCF recebe a sinalização SIP pelo BGCF. O BGCF apenas é usado quando é efetuada uma chamada da rede IMS para a rede de comutação de circuitos PSTN (Public Switched TelephoneNetwork) ou PLMN (Public land mobile network);
- MGCF (Media Gateway Control Function): é o elemento responsável por controlar e gerir os recursos do MGW incluindo o transcoding e processamento de mídia usando H.248. Também controla a conversão de protocolos de call control feita pelo SGW usando SCTP.

Camada de Serviços:
- HSS (Home Subscriber Server): É a base de dados central de utilizadores de uma rede IMS. O seu papel é semelhante ao HLR(Home Location Register) e ao AuC(Authentication Center)encontrados nas redes GSM.Contém os perfis do utilizador, informação de autenticação, autorização e localização física do mesmo;
- MRF (Media Resource Function): É um media server IP que controla os streams multimídia como áudio, vídeo e texto sendo o responsável por fornecer à rede funções de toque de tons ou anúncios multimídia, áudio e vídeo-conferência, vídeo broadcast, recolha de dígitos, etc;
- AS (Application Server): É o servidor responsável pelo armazenamento e execução desses serviços multimídia. Contudo, dependendo do tipo de serviço, o AS pode funcionar como proxy, SIP User Agent ou B2BUA.

    • Apontar os protocolos e tipos de acesso envolvidos


  • 3) Estágio atual
    • Atualizar quanto ao momento que vive a tecnologia
    • Apontar eventuais problemas (tráfego, frequência, limitações, capacidade)
    • Exemplificar com matérias de revistas, livros e internet


  • 4) Características técnicas
    • Mostrar o espectro de frequência utilizado
    • Explicar sobre o tipo de modulação
    • Apresentar os tipos de acesso
    • Potência (W)
    • Alcance (Mts)
    • Consumo (Autonomia)


  • 5) Protocolos
    • Apresentar os protocolos usados na comunicação entre os elementos
    • Detalhar o formato dos protocolos
    • Apontar as normas que regem este protocolo (RFC, por exemplo)
    • Definir o órgão que coordena esta normatização
    • Identificar endereço de consulta à norma



6) Serviços

  • Serviços básicos disponíveis


Ex: mensagem, dados, mobilidade IP

    • Apresentar interação com Internet


  • Serviços avançados disponíveis


Ex: LBS, segurança,
As redes IMS apresentam elementos para garantir a qualidade de serviço fim-a-fim e o handover entre redes fixas e móveis. No âmbito de novos serviços que a arquitetura IMS pode prover, os usuários pessoais terão, por exemplo, voucher universal e número pessoal de telefone universal; os usuários corporativos terão coisas tais como serviços de rede virtual (VPN) para grupos tanto em operação fixa quanto celular, IP Centrex e discagem ativada pela voz; e os usuários das famílias gozarão de contas unificadas e formação de grupos com serviços virtuais.

  • Outros serviços ou possíveis aplicações futuras


Vários serviços podem ser ofertados a partir de um mesmo núcleo da rede. Com a arquitetura IMS, um novo serviço passa a ser representado por um disco óptico CD-ROM que é inserido num servidor com o software da aplicação. Nesse novo mundo, o nome do jogo passa a ser o oferecimento de serviços multimídia sobre uma rede IP, com a voz representando apenas mais um dentre outros serviços.

7) Referências

Disponível em “http://3.143.69.156/wiki/index.php?title=02_-_IMS&oldid=8734”