Плоскость управления IMS

Новым ключевым элементом в архитектуре IMS является фун­кция управления сеансами связи (Call Session Control Function, CSCF). Функция CSCF является основной функцией на плоскости управления IMS-платформы. Модуль CSCF, используя протокол SIP, выполняет функции, обеспечивающие доставку множества ус­луг реального времени с использованием транспорта IP.

Функция CSCF использует динамическую информацию для эффективного управления сетевыми ресурсами (пограничные устройства, шлюзы и серверы приложений) в зависимости от профиля пользователей и приложений. Модуль CSCF включает в свой состав три основные функции (рисунок 12.2):

- Serving CSCF (S-CSCF);

- Proxy CSCF (P-CSCF);

- Interrogating CSCF (l-CSCF).

Функция S-CSCF обеспечивает управление сеансами достав­ки мультимедийных сообщений с использованием транспорта IP, включая регистрацию терминалов, двухстороннее взаимодействие с сервером HSS (получение от него пользовательских данных), ана­лиз сообщения, маршрутизацию, управление сетевыми ресурсами (шлюзами, серверами, пограничными устройствами) в зависимос­ти от приложений и от профиля пользователя.

Функция P-CSCF создает первую контактную точку внутри ядра IMS для терминалов IMS данной сети. Функция P-CSCF принима­ет запрос от терминала или к терминалу и маршрутизирует его к элементам ядра IMS. Обслуживаемый терминал пользователя за­крепляется за функцией P-CSCF при регистрации в этой сети на все время регистрации. Модуль P-CSCF реализует функции, связанные с аутентификацией пользователя, формирует учетные записи и пе­редает их в сервер начисления платы.

Одним из элементов модуля P-CSCF является Policy Decision Function (PDF) - функция выбора политики, оперирующая с харак­теристиками трафика, такими как требуемая для его обслуживания пропускная способность, параметры ограничения поступающего трафика и т.д.

Функция I-CSCF создает первую контактную точку внутри ядра IMS для всех внешних соединений с абонентами данной сети или с абонентами из других сетей, временно находящимися в данной сети. Основная задача модуля I-CSCF- идентификация запрашива­емых внешними абонентами услуг, выбор соответствующего серве­ра приложений и обеспечение доступа к этому серверу.

Еще один ключевой элемент архитектуры IMS - сервер HSS (Home Subscriber Server). По сути, HSS представляет собой цен­трализованное хранилище информации об абонентах и услугах и является эволюционным развитием HLR и АиС, рассмотренных в предыдущих лекциях. В HSS хранится вся информация, которая может понадобиться при установлении мультимедийного сеанса: информация о местонахождении пользователя, инфор­мация для обеспечения безопасности (аутентификация и автори­зация), информация о пользовательских профилях, об обслужи­вающей пользователя S-CSCF и о триггерных точках обращения к услугам.

Взаимодействие сервера HSS с другими элементами платфор­мы IMS показано на рисунке 12.3. Платформа IMS является первой стандартной архитектурой, которая поддерживает открытые интер­фейсы ко всем данным абонента. Наличие открытых интерфейсов позволяет разным серверам приложений совместно использовать информацию об абоненте, например, такую как статус присутствия.

Введение сервера HSS является основным отличием архитекту­ры IMS от более ранних вариантов архитектуры предоставления ус­луг СПС. Именно этот сервер создает возможности развертывания новых услуг на базе архитектуры IMS.

Сеть может содержать более одного HSS в том случае, если ко­личество абонентов 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 данных, которая хранит данные о соответствии информации HSS адресам пользователей.

Рисунок 12.3. Логические функции HSS и его связь

с другими элементами платформы IMS

Узел, передавший к SLF запрос с адресом пользователя, полу­чает от нее сведения о том HSS, который содержит информацию об этом пользователе. Как HSS, так и SLF используют для взаимодейс­твия с прочими элементами IMS протокол Diameter.

Еще два функциональных модуля на плоскости управления обеспечивают управление мультимедийными информационными потоками.

Первый из этих модулей - процессор мультимедийных ресурсов MSFP (Multimedia Resource Function Processor) - выполняет группу функций, необходимых для поддержки мультимедийных сеансов, в том числе конфигурирование ресурсов, смешивание разных медиапотоков (например, от нескольких абонентов), генерацию мульти­медийных объявлений, обработку мультимедийных потоков.

Второй, связанный с первым, модуль MSFC (Media Resource Function Controller) - контроллер функции мультимедийных ресур­сов - анализирует информацию, приходящую из AS и S-CSCF, и, соответственно, управляет информационными потоками в MSFP.

Функция BGCF (Breakout Gateway Control Function) - функция управления шлюзами - управляет пересылкой вызовов между до­меном коммутации каналов (ТфОП или СПС) и сетью IMS.

Этот модуль осуществляет маршрутизацию на основе телефон­ных номеров и выбирает шлюз в домене коммутации каналов (CS), через который сеть IMS (где расположен сервер BGCF) будет взаи­модействовать с сетями ТфОП или GSM. Здесь же производится ге­нерация соответствующих учетных записей для начисления платы абонентам сетей с CS.

Функция MGCF (Media Gateway Control Function) - функция уп­равления шлюзами, обеспечивает преобразование протокола ISUP и протоколов управления соединениями в подсистеме IMS.

Кроме того, этот модуль обеспечивает управление соединения­ми в шлюзах IMS, которые терминируют потоки из доменов CS и PS.

Функция IBCF (Interconnect Border Control Function) обеспечи­вает полную управляемость на границе между сетями разных про­вайдеров. Она выполняет согласование IPv4 и IPv6, может, в случае необходимости, обращаться к функции IWF, может управлять досту­пом и назначать полосу пропускания в соответствии с собственной политикой, или обращаясь к подсистеме RACS.

Функция IWF (Inter-Working Function) обеспечивает взаимодейс­твие протокола SIP сети IMS с сигнальными протоколами IP-сетей других провайдеров, такими как Н.323 или другие реализации SIP.

Функция l-BGF (Interconnect Border Gateway Function) управляет передачей данных 3 и 4 уровней через границу сетей разных про­вайдеров. Эта функция играет роль межсетевого экрана, защищает ядро сети провайдера, фильтруя пакеты на основании информации плоскости медиашлюзов и доступа. Опциональными возможностя­ми I-BGF являются: маркировка трафика в целях обеспечения QoS, политика управления шириной полосы пропускания и объемом сигнальной информации, измерение нагрузки ресурсов и опреде­ление параметров QoS.

В заключение рассмотрим MRF (Media Resource Function), явля­ющуюся источником медиаинформации в домашней сети и позво­ляющую воспроизводить разные приветствия и объявления, сме­шивать медиапотоки, транскодировать битовые потоки кодеков, получать статистические данные и анализировать медиаинформа- цию. Функция MRF делится на две части:

- MRFC - Media Resource Function Controller;

- MRFP - Media Resource Function Processor.

MRFC взаимодействует с S-CSCF по протоколу SIP. Исполь­зуя полученные инструкции, MRFC управляет по протоколу MEGACO/H.248 процессором MRFP, находящимся на плоскости ме­диашлюзов и доступа, а тот выполняет все манипуляции с медиа- информацией. Сама MRF всегда находится в домашней сети.

12.4.3 Плоскость приложений (услуг)

Верхний уровень эталонной архитектуры IMS содержит набор серверов приложений, которые, в принципе, не являются элемен­тами IMS. Эти элементы верхней плоскости включают в свой состав как мультимедийные IP-приложения, базирующиеся на протоколе SIP, так и приложения, реализуемые в мобильных сетях на базе вир­туальной домашней среды.

Еще один элемент плоскости приложений - сервис-брокер SCIM (Service Capability Interaction Manager), обеспечивающий управле­ние взаимодействием плоскости приложений и ядра IMS.

Серверы приложений могут быть очень разными, но в IMS приня­то выделять три типа серверов:

- SIP AS (SIP Application Server) - классический сервер приложе­ний, предоставляющий мультимедийные услуги на базе прото­кола SIP;

- OSA-SCS (Open Service Access - Service Capability Server) предо­ставляет интерфейс к серверу приложений OSA и функциониру­ет как сервер приложений со стороны S-CSCF и как интерфейс между сервером приложений OSA и OSA API - с другой стороны;

IM-SSF {IP Multimedia Service Switching Function) позволяет ис­пользовать в IMS услуги CAMEL, разработанные для сетей GSM, а также позволяет управляющей функции gsmSCF (GSM Service Control Function) управлять IMS-сеансом. Co стороны S-CSCF сервер IM-SSF функционирует как сервер приложений, а с дру­гой стороны - как функция SSF(Service Switching Function), кото­рая взаимодействует с gsmSCF по протоколу САР.

Помимо обязательного для всех серверов приложений SIP-интерфейса со стороны IMS, они могут также иметь интерфейсы к HSS, причем SIP AS и OSA-SCS взаимодействуют с HSS по про­токолу Diameter для получения данных о пользователе или для обновления этих данных в HSS, а информационный обмен между IM SSF и HSS ведется по протоколу MAP.

Серверы приложений могут находиться либо в домашней, либо в любой другой сети, с которой у провайдера есть сервисное со­глашение, но в последнем случае прямого интерфейса с HSS не предусматривается.

Дата добавления: 2014-01-04