курсовая ngn. Протоколы сигнализации 15 Варианты применения Softswitch в составе есэ рф 19

• Название: Протоколы сигнализации 15 Варианты применения Softswitch в составе есэ рф 19
• Анкор: курсовая ngn
• Дата: 09.10.2021
• Размер: 1.47 Mb.
• Имя файла: ngn-ims-kursovik-1-2-1.docx
• Тип: Протокол; #244185
• страница: 7 из 17

IP MULTIMEDIA SUBSYSTEM

1. История возникновения

В 2002 г. партнерство 3GPP, разрабатывающее стандарты для мо­ бильных сетей 3G, предложило концепцию IMS для сетей мобильной свя­ зи, заключающуюся в создании домена IP Multimedia Domain в дополнение к уже имеющимся доменам пакетной передачи данных и коммутации кана­ лов. Несколько позже появился проект TISPAN(TelecommunicationsandInternet converged Services and Protocols for Advanced Networking), распро­ страняющий архитектуру IMS на фиксированные сети и стимулирующий конвергенцию фиксированных и мобильных сетей FMC(Fixed-MobileConvergence).

2. Архитектура IMS

Для IMS разработана многоуровневая архитектура с разделением транспорта переноса трафика и сигнальной сети IMS для управления сеан­ сами (рис. 3). Таким образом, при разработке IMS на мобильные сети фак­ тически перенесена основная идеология Softswitch. В IMS выделяются пользовательский уровень или уровень передачи данных (User Plane), уро­ вень управления (ControlPlane)и уровень приложений (ApplicationPlane).

В этих плоскостях 3GPP специфицирует не узлы сети, а функции. Это означает, что IMS-архитектура, как и архитектура Softswitch, также пред­ ставляет собой набор функций, соединенных стандартными интерфейсами. При этом в случае IMS функции тоже оказываются описанными в стандартах. Разработчики вправе скомбинировать несколько функций в од­ ном физическом объекте или, наоборот, реализовать одну функцию рас­

пределенным образом.


Рассмотрим функциональные элементы на рис. 3 более подробно.

Рис. 3. Архитектура IMS

1. ПользовательскиебазыHSSиSLF

Каждая IMS-сеть содержит один или более серверов пользователь­ ских баз данных HSS. Сервер HSS представляет собой централизованное хранилище информации об абонентах и услугах и является эволюционным развитием HLR (Home Location Register) из архитектуры сетей GSM. Сеть может содержать более одного HSS в том случае, если количество абонен­ тов слишком велико, чтобы поддерживаться одним HSS. Такая сеть, наряду с несколькими HSS, должна будет иметь в своем составе функцию SLF(Subscriber Location Function), представляющую собой простую базу дан­ ных, которая хранит соответствие информации HSS адресам пользователей. Узел, передавший к SLF запрос с адресом пользователя, получает от нее сведения о том HSS, который содержит информацию об этом пользователе.

2. ФункцияSIP-сервера

Функция управления сеансами CSCF (Call Session Control Function)является центральной частью системы IMS, представляет собой, по сути, SIP-сервер и обрабатывает SIP-сигнализацию в IMS. Существуют функции CSCF трех типов: Proxy-CSCF (P-CSCF), Interrogating-CSCF (I-CSCF) и Serving-CSCF (S-CSCF).

Первая из перечисленных, функция P-CSCF – это первая точка взаи­ модействия (на сигнальном уровне) пользовательского IMS-терминала и IMS-сети. С точки зрения SIP, она является входящим/исходящим прокси-

сервером, через который проходят все запросы, исходящие от IMS- терминала или направляемые к нему. Однако функция P-CSCF может вести себя и как агент пользователя UA, что необходимо для прерывания сеансов в нестандартных ситуациях и для создания независимых SIP-транзакций, связанных с процессом регистрации.

I-CSCF – еще один SIP-прокси, расположенный на границе админи­ стративного домена Оператора. Когда SIP-сервер определяет следующую пересылку для некоторого SIP-сообщения, он получает от службы DNS ад­ рес I-CSCF соответствующего домена. Кроме исполнения функций SIP-прокси I-CSCF взаимодействует по протоколу Diameter с HSS и SLF, получает от них информацию о местонахождении пользователя и об об­ служивающей его S-CSCF. Если никакая функция S-CSCF еще не назначе­ на, функция I-CSCF производит ее назначение.

S-CSCF – центральная интеллектуальная функция на сигнальном уровне, т.е. функция SIP-сервера, который управляет сеансом. Помимо это­ го, S-CSCF выполняет функцию регистрирующего сервера сети SIP (SIP-registrar), то есть поддерживает привязку местоположения пользовате­ ля (например, IP-адресом терминала, с которого пользователь получил дос­ туп в сеть) к его SIP-адресу (PUI-Public User Identity).

Функция S-CSCF взаимодействует по протоколу Diameter с HSS, по­ лучает от последнего данные аутентификации пользователя, пытающегося получить доступ к сети, и данные о профиле пользователя, т. е. перечень доступных ему услуг – набор триггерных точек для маршрутизации сооб­ щения SIP к серверам приложений. В свою очередь, функция S-CSCF ин­ формирует HSS о том, что этот пользователь прикреплен к нему на срок своей регистрации, и о срабатывании таймера регистрации.

3. ФункцияPDF

Функция Policy Decision Function (PDF) иногда интегрируется с функцией P-CSCF, но может быть реализована отдельно. Эта функция от­ вечает за выработку политики на основании информации о характере сеан­ са и о передаваемом трафике (транспортные адреса, ширина полосы и т.д.), полученной от P-CSCF. На базе этой информации PDF принимает решение об авторизации запросов от GGSN и производит повторную авторизацию при изменении параметров сеанса, а также может запретить передачу опре­ деленного трафика или организацию сеансов некоторых типов.

4. Серверыприложений

Серверы приложений (Application Servers), по существу, не являются элементами IMS, а работают, условно говоря, поверх нее, предоставляя ус­ луги в сетях, построенных согласно IMS-архитектуре. Серверы приложе­ ний взаимодействуют с функцией S-CSCF по протоколу SIP. Основными функциями серверов приложений являются обслуживание и модификация

SIP-сеанса, создание SIP-запросов, передача данных тарификации в центры начисления платы за услуги связи.

5. ФункцияMRF

Теперь рассмотрим MRF (Media Resource Function), являющуюся ис­ точником медиаинформации в домашней сети и позволяющую воспроизво­ дить разные объявления, смешивать медиапотоки, транскодировать бито­ вые потоки кодеков, получать статистические данные и анализировать ме­ диаинформацию. Функция MRF делится на две части: MRFC – Media Re-source Function Controller и MRFP – Media Resource Function Processor. MRFC находится на сигнальном уровне и взаимодействует с S-CSCF по протоколу SIP. Используя полученные инструкции, MRFC управляет по протоколу Megaco/H.248 процессором MRFP, находящимся на уровне пе­ редачи данных, а тот выполняет все манипуляции с медиаинформацией.

6. ФункцияBGCF

Breakout Gateway Control Function – это SIP-сервер, способный вы­ полнять маршрутизацию вызовов на основе телефонных номеров. BGCF используется только в тех случаях, когда сеанс инициируется IMS- терминалом, а адресатом является абонент сети с коммутацией каналов (например, ТфОП или мобильной сети 2G). Основными задачами BGCF яв­ ляется выбор той IMS-сети, в которой должно происходить взаимодействие с сетью коммутации каналов, или выбор подходящего ТфОП/CS шлюза, если это взаимодействие должно происходить в сети, где находится сам сервер BGCF. В первом случае BGCF переводит сеанс к BGCF выбранной сети, а во втором – к выбранному ТфОП/CS шлюзу.

7. Шлюз ТфОП/CS

Шлюз ТфОП/CS поддерживает взаимодействие IMS-сети с ТфОП и позволяет устанавливать соединения между пользователями этих сетей. Он имеет распределенную структуру, характерную для архитектуры Softswitch: SGW – Signaling Gateway, MGCF – Media Gateway Control Func- tion и MGW – Media Gateway.

8. Шлюзбезопасности SEG

Для того чтобы защитить уровень управления в домене безопасности (security domain), представляющем собой такую область сети, которая при­ надлежит одному провайдеру услуг, в которой действуют единые админи­ стративные правила и сетевая политика, трафик на входе в этот домен и на выходе из него будет проходить через шлюз безопасности SEG (SecurityGateway). Как правило, границы домена безопасности совпадают с грани­ цами сети провайдера, а шлюзов SEG в сети провайдера обычно присутст­ вует несколько. В качестве SEG часто выступают пограничные контролле­ ры SBC.