O documento discute a evolução das redes móveis para a arquitetura IMS, permitindo a convergência entre voz e dados e a oferta de novos serviços baseados em IP. A arquitetura IMS fornece uma plataforma unificada para acesso ubíquo à Internet e comunicações multimídia em redes celulares.

1. IP Multimedia Subsystem
Seminário
MAC5743 – Computação Móvel
Rogério Augusto Rondini
rarondini@usp.br
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2. Introdução
● Evolução da tecnologia
– Circuit-switched -> Packet-switched
Internet
● Padrões abertos
Convergência Celular
● Grande número ● Mobilidade
de serviços
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3. Comutação por circuitos
● Circuit-Switched
● PSTN – Public Switched Telephone
Network
● Inicialmente telefonia fixa analógica
● Atualmente digital, incluíndo celulares
● Qualidade p/ transmissão de voz, pois um
circuito é reservado durante toda a
ligação
● Imprópria para dados
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4. Comutação por pacotes
● Transmissão por pacotes
● Canal compartilhado
● Melhor largura de banda
● Duas abordagens
– Circuito virtual: estabelece caminho virtual
fixo, com garantia de entrega
– Datagrama: pacotes enviados
independentemente
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5. GPRS
● General Packet Radio Service
● Evolução GSM
● Melhor taxa de transferência
● Internet móvel em alta velocidade
● Voz e dados no mesmo canal
● Transição para redes 3G
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6. 3G
● Chamada para proposta feita em 1998
pelo ITU-R (International Telecommunication Union -
Radiocomunication Standardization Sector)
– Primeiros resultados GSM, W-CDMA
● Comutação por pacotes nativa
● Banda larga de longo alcance
● Convergência Celular/Internet
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7. 3G
● Cenário
– Mercado de voz baseado em comutação por
circuitos deixou de ser atrativo p/
operadoras
– Comutação por pacotes pouco utilizada
– Necessidade de criar serviços para atrair o
usuário
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8. IMS
Arquitetura unificada de rede para
oferecimento de serviços IP multimídia
Elemento chave para prover acesso ubíquo
à Internet
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9. Novos negócios
● PoC – Push to Talk over Celullar
● Adição de mídia durante uma sessão
● Serviços baseados em localização
● Transferência de chamadas em
andamento
● Terminal único fixo/móvel
● ...
Surge o papel do provedor de serviços
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10. Novos negócios (exemplo)
● Empresa taxi ● Taxista inicia trabalho
– Precisa saber – Registra presença e
disponibilidade e localização
localização dos taxis ● Cliente contacta empresa
– Utiliza comunicação
individual e/ou grupo
● Empresa
● Taxista – localiza cliente
– Recebe OS, mapas e
– Identifica taxi próximo
localização do cliente – Envia mapa e instruções
● Taxista
– Aceita OS
– Se comunica via PoC com
empresa e outros taxistas
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11. Novos negócios
● Algumas questões
– Como integrar diferentes plataformas ?
– Como manter a sessão ativa
– Como cobrar dos usuários ?
– Como pagar os provedores de serviços ?
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12. Novos negócios
● IMS oferece
– Sessões IP Multimídia
– Interfaces e protocolos padronizados
– QoS
– Roaming
– Integração/Composição diferentes serviços
– Novos serviços
– Controle de pagamento (Charging)
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13. IMS - Arquitetura
Fonte: Khlifi, H.; Gregoire, J.-C., "IMS Application Servers: Roles, Requirements, and Implementation Technologies," Internet
Computing, IEEE , vol.12, no.3, pp.40-51, May-June 2008
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14. IMS – controle de sessão
Fonte: http://www.3gdb.org/doc/overview-summary.html
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15. IMS - controle de sessão
Fonte: http://pcquest.ciol.com/content/technology/2004/104013102.asp
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16. IMS – base de dados
● HSS – Home Subscriber Server
– Mantém informações de usuários
● SLF – Subscription Locator Function
– Utilizado quando infraestrutura implementa
mais de um HSS
– Armazena o mapeamente entre Usuário e
HSS específico
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17. IMS - AAA
● Autentication, Autorization and
Accounting
Fonte: G. Camarillo and M. García-Martín. The 3G IP Multimedia Subsystem (IMS): Merging the Internet and the
Cellular Worlds, 2.ed. John Wiley & Sons, 2004.
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18. IMS - AAA
● Protocolo Diameter
– Evolução do protocolo Radius
– Consiste de um protocolo base, com a
possibilidade de estensões para atender
necessidades específicas
– Utiliza TCP
– Escalável para padrões atuais (campo de
identificação suporte 2^32 requisições
simultâneas)
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19. IMS – controle de mídia
● MRFC – Media Resource Function
Controller
● MRFP – Media Resource Function
Processor
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20. IMS – application server
● SIP-AS executa
serviços baseados em
SIP
● OSA-SCS Open
Service Access –
Service Capability
Server
● IM-SSF IP Multimedia
Service Switching Fonte: G. Camarillo and M. García-Martín. The 3G IP Multimedia
Function Subsystem (IMS): Merging the Internet and the Cellular Worlds,
2.ed. John Wiley & Sons, 2004.
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21. IMS – arquitetura cobrança
● CGF – Charging
Gateway Function
● CCF – Charging
Collecton Functon
● SCF – Session
Charging Function
● ECF – Event Charging
Function Fonte: H. Oumina and D. Ranck. Towards a Real Time Charging
Framework for Complex Application in 3GPP IP Multimedia
Subsystem Environment. in International Conference on Next
Generation Mobile Applications, Services and Technologies
(NGMAST 2007), 2007.
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22. Resumo
● 3G oferece banda larga móvel de longo
alcance
● Necessidade de novos serviços
● Novo cenário
Operadoras/Parceiros/Clientes
● IMS
– Arquitetura unificada
– Chave para acesso ubíquo à Internet
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23. Minha pesquisa
Infraestrutura distribuída para execução de
aplicações IMS
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24. Estágio atual
● Protocolo SIP descentralizado
● Arquitetura baseada em Espaço de
Tupla
● Objetivos:
– Gerenciamento de sessões distribuídas
– Escalabilidade e tolerância a falhas
– Eficiência na localização de dispositivos
– Gerenciamento de mobilidade
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25. Motivação
● SIP: natureza centralizada
● SipServlet: principal implementação de
SIP
● Pandey et.el,Performance Study of IMS
Signaling Plane
– Maximum call processing delay takes place
at CSCF
– Efficiency of the SIP Server to large extent
determine the throughput of the IMS
network
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26. Proposta
Espaço de Tupla
4
INVITE
REGISTER
REGISTER
2
Maior Capacidade de
REGISTER
SIP Session
Processamento
Surrogate Host
3
ERB
ERB
Dispositivos CLDC
1
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27. Referências
[1] G. Camarillo and M. García-Martín. The 3G IP Multimedia Subsystem (IMS): Merging the Internet
and the Cellular Worlds, 2.ed. John Wiley & Sons, 2004.
[2] J. Rosenberg, H. Schulzrinne, G. Camarillo, A. Johnston, J. Peterson, R. Sparks, M. Handley,
and E. Schooler. SIP: Session Initiation Protocol. IETF – RFC3261, 2002.
http://www.ietf.org/rfc/rfc3261.txt.
[3] http://www.3gpp.org/
[4] M. Poikselkä and G. Mayer and H. Khartabil and A. Niemi. The IMS: IP Multimedia
Concepts and Services. John Wiley & Sons, 2006.
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