Paper III

3.6.1 - Introdução

Considerando a implementação das NGN, os Sistemas de Telecomunicações serão dotados de uma camada IP para suporte de aplicações das mais variadas.

As Facilidades utilizadas pelos usuários não mais se restringirão a um determinado tipo de acesso, dependendo de protocolos proprietários para sua execução.

As Facilidades e aplicações deverão ser desenvolvidas para trabalhar sobre a camada IP, que deve ser implementada em todos os tipos de acesso conectados às NGN.

A implementação de aplicações que funcionam sobre o substrato IP possibilita a conexão de Facilidades fim-a-fim, independentemente do acesso utilizado pelos usuários.

De forma a estabelecer a conexão fim-a-fim, a aplicação baseada em IP necessita de um mecanismo para atingir a outra parte. As entidades funcionais das NGN, que permitem esta conexão, estão alocadas no elemento funcional IMS.

A Figura 3.10 ilustra a inserção do IMS como funcionalidade responsável pela integração das Facilidades suportadas pelo substrato IP, no contexto de redes IP integrando diversos acessos distintos.

Rede de Serviço STFC Administração Usuário Tarifação Backbone IP IMS Telefone Softswitch Móvel Softswitch SMP Acesso Fixo Broadband 2G / 3G WLAN MGW BRAS AN GGSN MGW RNC RNC Aplicação

Figura 3.10 - IMS e a relação entre os diversos acessos sobre rede IP

Este tópico da dissertação tem a função de introduzir o conceito do IMS, descrevendo de forma sumarizada as entidades funcionais, componentes do IMS.

3.6.2 - IMS – Visão global

O IMS faz parte da arquitetura funcional das NGN, estando alocado dentro do “service stratum”.

A Figura 3.11 ilustra a arquitetura funcional das NGN, mostrando o IMS como parte do “service stratum”.

* Nota: Gateway (GW) pode existir tanto no "Transport Stratum" quanto nas Funções de Usuário Final

Transport Stratum Service Stratum

Service Control Functions Other Multimedia Service

Component

Application/Service Support Functions Third Party Applications

S.User Profile Functions Legacy Terminais Legacy Terminais NGN Terminais Customer Network GW Core Transport Functions Acess Network Functions Network Attchment Control Functions (NACF) Edge Functions ... And Admission Control Functions (RACF) Stoaming Service Component GW STN/ISDN Emulation Service Component IP Multimedia Service Component S.User Profile Functions O ther Net w orks

Figura 3.11 - Arquitetura funcional das NGN – visão detalhada

A função do IMS é permitir a conexão fim-a-fim entre aplicações que utilizam o substrato IP.

Para tanto o IMS utiliza o SIP (Session Initiation Protocol) para controle de chamada, independentemente do acesso utilizado. O SIP é um protocolo de sinalização para o estabelecimento de chamadas sobre a Internet. O SIP foi desenvolvido dentro do IETF (Internet Engineering Task Force).

A Figura 3.12 mostra de forma esquemática as entidades funcionais componentes do IMS e sua conectividade com redes de acesos distintas, suportadas pelo substrato IP.

Figura 3.12 - IMS - Visão esquemática das entidades funcionais

A Figura 3.13 mostra de forma detalhada as entidades funcionais componentes do IMS. DIAMETER SIP HSS HSS CSCF CSCF AS SIP Application Layer Control Layer Connectivity Layer AS S u p p o rt S yst em s Provisioning SNM Charging Mediation DNS / ENUM MRF MRF IP/MPLS IP/MPLS

Figura 3.13 - IMS - Visão das entidades funcionais

3.6.3 - IMS – Entidades Funcionais e Equipamentos

Passa-se agora a descrição das funcionalidades das Entidades Funcionais do IMS, bem como os equipamentos que implementam as Entidades Funcionais.

3.6.3.1 - Call Session Control Function (CSCF)

O elemento Serving CSCF (S-CSCF) gerencia as sessões SIP e coordena com outros elementos da rede o controle das chamadas/sessões.

O S-CSCF é responsável pelas seguintes funções:

• Registro SIP - processa solicitações de registro SIP;

• Controle da Sessão - executa o estabelecimento da chamada/sessão, modificação e terminação.

• Provê o roteamento SIP entre os móveis SIP e a rede IMS; • Executa a política de controle definida pela operadora da rede;

• Coordena com a rede de acesso, autorizando o controle de recursos e qualidade das chamadas/sessões (QoS);

• Adicionalmente, operadores podem oferecer localmente serviços controlados pelo P-CSCF. Para serviços que são oferecidos pela rede IMS de origem ( Home Network ), o P-CSCF repassa a sinalização SIP para o servidor IMS na rede de origem.

O elemento Interrogating-CSCF (I-CSCF) é o ponto de contato na rede de um operador para todas as conexões destinadas a um assinante da rede deste operador, ou para um assinante visitando sua rede. Podem existir múltiplos I-CSCF em uma rede. As funções executadas pelo I-CSCF são:

• Designar um S-CSCF para um usuário executando um registro SIP; • Rotear uma requisição SIP recebida de outra rede em direção ao S-CSCF; • Obter do HSS (Home Subscriber Subsystem) o endereço do S-CSCF;

• Encaminhar a requisição SIP ou resposta ao S-CSCF determinada no estágio acima;

• Encaminhar a requisição SIP ou resposta para a designação ótima do MGW (Home Control of Roamers);

• Enviar requisições/respostas SIP ao I-CSCF em uma rede de outro operador para designação ótima de um Media Gateway (MGW), para terminação de uma chamada no SMP/STFC.

Ao executar estas funções citadas acima, o operador pode usar o I-CSCF ou outras técnicas para ocultar a configuração, capacidade e topologia de sua própria rede do mundo externo. Quando o I-CSCF é escolhido para ocultar a configuração da rede, então para sessões atravessando diferentes redes, o I-CSCF pode enviar requisições/respostas SIP para outro I-CSCF (permitindo a independência de configuração entre redes).

3.6.3.2 - Breakout Gateway Control Function (BGCF)

O BGCF seleciona a rede na qual o acesso à rede do SMP/STFC deve ocorrer. Se o BGCF determina que o acesso vai ocorrer na mesma rede onde o BGCF está localizado, então o BGCF seleciona um MGCF. O MGCF será responsável para o interfuncionamento com a rede STFC. Se o ponto de acesso está em outra rede, o BGCF irá enviar a sinalização desta sessão a um BGCF ou MGCF (dependendo da configuração) na outra rede. O objetivo final é minimizar o percurso da chamada/sessão.

3.6.3.3 - Media Gateway Control Function (MGCF)

O MGCF provê a função de interfuncionamento de sinalização entre os elementos da rede IMS e as redes legadas. O MGCF controla um conjunto de MGWs através da sinalização H.248. A sinalização H.248 permite o estabelecimento de percursos para as sessões que necessitam interfuncionamento (sob a perspectiva de tráfego) entre a SMP/STFC e a rede IMS.

3.6.3.4 - Multimedia Resource Function Controller (MRFC)

O MFRC controla os recursos de mídia do elemento MultiMedia Resource

Function Processor (MRFP). Por exemplo, recursos necessários para prover tons, anúncios

e conferência.

3.6.3.5 - Signaling gateway

Provê a conversão de sinalização em ambas as direções na camada de transporte entre SS7 e sinalização baseada em IP (por exemplo ISUP/SS7 e ISUP/SCTP/IP).

3.6.3.6 - Policy decision function (PDF)

O PDF é a função lógica que implementa a decisão em relação à política a ser aplicada, fazendo uso de mecanismos de QoS na camada de conectividade IP.

3.6.3.7 - Home Subscriber Server (HSS)

O HSS contém a base de dados principal, com os dados de todos os usuários (incluindo Facilidades autorizadas), a qual as várias entidades lógicas de controle (CSCF) acessam ao gerenciar os usuários. O HSS contém os dados do usuário, que são passados ao S-CSCF, e armazena a informação temporária com a localização do S-CSCF onde o usuário está registrado em um dado momento.

3.6.3.8 - Soft Switch

As Soft Switch são equipamentos que exercem a função de Media Gateway Controller, evoluindo para suportar as novas funções de controle de sessão (P-CSCF e I- CSCF).

3.6.3.9 - Media Gateway (MGW)

A MGW atua como unidade de translação entre as diversas Redes de Acesso (STFC, SMP).