Subsistema multimedia IP

El usuario puede conectarse a IMS de varias maneras, la mayoría de las cuales utilizan el estándar IP. Los terminales IMS (como teléfonos móviles , asistentes digitales personales (PDA) y ordenadores) pueden registrarse directamente en IMS, incluso cuando están en itinerancia en otra red o país (la red visitada). El único requisito es que puedan usar IP y ejecutar agentes de usuario SIP. Se admiten accesos fijos (p. ej., línea de abonado digital (DSL), módems de cable , Ethernet , FTTx ), accesos móviles (p. ej. , 5G NR , LTE , W-CDMA , CDMA2000 , GSM , GPRS ) y accesos inalámbricos (p. ej., WLAN , WiMAX ). Otros sistemas telefónicos como el servicio telefónico convencional (POTS, los antiguos teléfonos analógicos), H.323 y sistemas no compatibles con IMS, son compatibles a través de pasarelas .

HSS – Servidor de abonados domésticos: El servidor de abonados domésticos (HSS), o función de servidor de perfiles de usuario (UPSF), es una base de datos maestra de usuarios que da soporte a las entidades de la red IMS que gestionan las llamadas . Contiene la información relacionada con la suscripción ( perfiles de abonado ), realiza la autenticación y autorización del usuario y puede proporcionar información sobre la ubicación y la dirección IP del abonado. Es similar al registro de ubicación de origen (HLR) y al centro de autenticación (AuC) de GSM.

Se necesita una función de localización de abonados (SLF) para asignar las direcciones de los usuarios cuando se utilizan varios HSS.

Identidades de usuario: Se pueden asociar varias identidades a IMS: identidad privada multimedia IP (IMPI), identidad pública multimedia IP (IMPU), URI de agente de usuario enrutable globalmente (GRUU), identidad pública de usuario con comodín. Tanto IMPI como IMPU no son números de teléfono ni otras series de dígitos, sino identificadores uniformes de recursos (URI), que pueden ser dígitos (un URI Tel, como tel:+1-555-123-4567 ) o identificadores alfanuméricos (un URI SIP, como sip:john.doe@example.com ).

Identidad Privada Multimedia IP: La Identidad Privada Multimedia IP (IMPI) es una identidad global única y permanente asignada por el operador de red. Tiene el formato de un Identificador de Acceso a la Red (NAI), es decir, nombre.de.usuario@dominio, y se utiliza, por ejemplo, para fines de registro, autorización, administración y contabilidad. Cada usuario de IMS debe tener una IMPI.

Identidad Pública Multimedia IP: La Identidad Pública Multimedia IP (IMPU) es utilizada por cualquier usuario para solicitar comunicaciones a otros usuarios (por ejemplo, podría incluirse en una tarjeta de presentación ). También se conoce como Dirección de Registro (AOR). Puede haber varias IMPU por cada IMPI. La IMPU también puede compartirse con otro teléfono, de modo que ambos puedan ser contactados con la misma identidad (por ejemplo, un solo número de teléfono para toda una familia).

URI de agente de usuario enrutable globalmente: El URI de agente de usuario enrutable globalmente (GRUU) es una identidad que identifica una combinación única de IMPU y instancia de UE . Hay dos tipos de GRUU: GRUU público (P-GRUU) y GRUU temporal (T-GRUU).

• Los P-GRUU revelan el IMPU y tienen una vida útil muy larga.
• Los T-GRUU no revelan el IMPU y son válidos hasta que el contacto sea dado de baja explícitamente o expire el registro actual.

Identidad de usuario pública comodín: Una identidad de usuario pública comodín expresa un conjunto de IMPU agrupadas.

La base de datos de suscriptores de HSS contiene el IMPU, IMPI, IMSI , MSISDN , los perfiles de servicio de los suscriptores, los activadores de servicio y otra información.

Existen dos tipos de interconexión de redes de próxima generación :

• Interconexión orientada a servicios (SoIx): La vinculación física y lógica de dominios NGN permite a los operadores y proveedores de servicios ofrecer servicios sobre plataformas NGN (como IMS y PES) con control y señalización (basada en sesiones), lo que proporciona niveles definidos de interoperabilidad. Por ejemplo, este es el caso de los servicios de voz y/o multimedia de "calidad operadora" sobre interconexión IP. Los "niveles definidos de interoperabilidad" dependen del servicio, la calidad del servicio (QoS), la seguridad, etc.
• Interconexión orientada a la conectividad (CoIx): Enlace físico y lógico de operadores y proveedores de servicios basado en conectividad IP simple, independientemente de los niveles de interoperabilidad. Por ejemplo, una interconexión IP de este tipo desconoce el servicio específico de extremo a extremo y, en consecuencia, no necesariamente se garantizan los requisitos de rendimiento de red, QoS y seguridad específicos del servicio. Esta definición no excluye que algunos servicios puedan proporcionar un nivel definido de interoperabilidad. Sin embargo, solo SoIx satisface plenamente los requisitos de interoperabilidad de NGN.

El modo de interconexión de una red de próxima generación (NGN) puede ser directo o indirecto. La interconexión directa se refiere a la interconexión entre dos dominios de red sin un dominio intermedio. La interconexión indirecta en una capa se refiere a la interconexión entre dos dominios de red con uno o más dominios intermedios que actúan como redes de tránsito . Estos dominios intermedios proporcionan funcionalidad de tránsito a los otros dos dominios. Se pueden utilizar diferentes modos de interconexión para transportar la señalización de la capa de servicio y el tráfico multimedia.

El cobro sin conexión se aplica a los usuarios que pagan sus servicios periódicamente (por ejemplo, a fin de mes). El cobro en línea , también conocido como cobro por crédito, se utiliza para servicios prepago o para el control de crédito en tiempo real de los servicios pospago. Ambos pueden aplicarse a la misma sesión.

Las direcciones de función de facturación son direcciones distribuidas a cada entidad IMS y proporcionan una ubicación común para que cada entidad envíe la información de facturación. Las direcciones de función de datos de facturación (CDF) se utilizan para la facturación fuera de línea y las de función de facturación en línea (OCF) para la facturación en línea.

• Facturación fuera de línea  : Todas las entidades de la red SIP (P-CSCF, I-CSCF, S-CSCF, BGCF, MRFC, MGCF, AS) involucradas en la sesión utilizan la interfaz Diameter Rf para enviar información de contabilidad a un CDF ubicado en el mismo dominio. El CDF recopilará toda esta información y creará un registro de detalles de llamada (CDR), que se envía al sistema de facturación del dominio. Cada sesión lleva un identificador de facturación IMS (ICID) como identificador único generado por la primera entidad IMS involucrada en una transacción SIP y utilizado para la correlación con los CDR. El identificador entre operadores (IOI) es un identificador único global compartido entre las redes de envío y recepción. Cada dominio tiene su propia red de facturación. Los sistemas de facturación en diferentes dominios también intercambiarán información, para que se puedan aplicar los cargos de roaming .
• Cobro en línea  : El S-CSCF se comunica con una función de puerta de enlace IMS (IMS-GWF), que se comporta como un servidor de aplicaciones SIP convencional. El IMS-GWF puede indicar al S-CSCF que finalice la sesión cuando el usuario se queda sin créditos durante la misma. El AS y el MRFC utilizan la interfaz Diameter Ro hacia un OCF.
  • Cuando se utiliza el cobro por evento inmediato (IEC), el ECF deduce inmediatamente una cantidad de créditos de la cuenta del usuario y, posteriormente, el MRFC o AS queda autorizado a prestar el servicio. El servicio no se autoriza si no hay suficientes créditos disponibles.
  • Cuando se utiliza la tarificación por evento con reserva de unidades (ECUR), la función de tarificación por evento (ECF) reserva primero una cantidad de unidades de crédito en la cuenta del usuario y, a continuación, autoriza al MRFC o al AS. Una vez finalizado el servicio, se informa de la cantidad de unidades de crédito consumidas y se deducen de la cuenta; posteriormente, se cancelan las unidades de crédito reservadas.

El sistema PES (Sistema de Emulación de Red Telefónica Pública Conmutada) basado en IMS proporciona servicios de red IP a dispositivos analógicos. El sistema PES basado en IMS permite que los dispositivos que no son IMS aparezcan ante IMS como usuarios SIP normales. Los terminales analógicos que utilizan interfaces analógicas estándar pueden conectarse al sistema PES basado en IMS de dos maneras:

• A través de A-MGW (Access Media Gateway) que está vinculado y controlado por AGCF. AGCF se ubica dentro de la red del operador y controla múltiples A-MGW. A-MGW y AGCF se comunican usando H.248.1 ( Megaco ) sobre el punto de referencia P1. El teléfono POTS se conecta a A-MGW a través de la interfaz z. La señalización se convierte a H.248 en A-MGW y se pasa a AGCF. AGCF interpreta la señal H.248 y otras entradas de A-MGW para formatear los mensajes H.248 en mensajes SIP apropiados. AGCF se presenta como P-CSCF al S-CSCF y pasa los mensajes SIP generados a S-CSCF o al borde IP a través de IBCF (Interconnection Border Control Function). El servicio presentado a S-CSCF en mensajes SIP activa PES AS. AGCF también tiene cierta lógica independiente del servicio, por ejemplo, al recibir un evento de descolgado de A-MGW, AGCF solicita a A-MGW que reproduzca el tono de marcado.
• Mediante VGW (VoIP-Gateway) o SIP Gateway/Adaptador en las instalaciones del cliente. Los teléfonos POTS se conectan directamente al P-CSCF a través de la puerta de enlace VoIP. Los operadores suelen usar controladores de borde de sesión entre las puertas de enlace VoIP y los P-CSCF para mayor seguridad y para ocultar la topología de la red. La puerta de enlace VoIP se enlaza con IMS mediante SIP sobre Gm como punto de referencia. La conversión del servicio POTS a través de la interfaz z a SIP se produce en la puerta de enlace VoIP de las instalaciones del cliente. La señalización POTS se convierte a SIP y se transmite al P-CSCF. El VGW actúa como agente de usuario SIP y aparece ante el P-CSCF como un terminal SIP.

Tanto A-MGW como VGW desconocen estos servicios. Su única función es retransmitir la señalización de control de llamadas desde y hacia la terminal PSTN. El control y la gestión de la sesión los realizan los componentes IMS.

Un criterio de filtro inicial (iFC) es un formato basado en XML que se utiliza para describir la lógica de control. Los iFC representan una suscripción aprovisionada de un usuario a una aplicación. Se almacenan en el HSS como parte del perfil de suscripción de IMS y se descargan al S-CSCF al registrarse el usuario (para usuarios registrados) o bajo demanda de procesamiento (para servicios, que actúan como usuarios no registrados). Los iFC son válidos durante toda la vigencia del registro o hasta que se modifique el perfil de usuario. ^{[ 7 ]}

El iFC se compone de:

• Prioridad: determina el orden en que se comprueba el disparador.
• Punto de activación: condición(es) lógica(s) que se verifica(n) en el diálogo inicial que crea solicitudes SIP o solicitudes SIP independientes.
• URI del servidor de aplicaciones: especifica el servidor de aplicaciones al que se redirigirá la solicitud cuando coincida el punto de activación.

Existen dos tipos de iFC:

• Compartido: Al aprovisionar, solo se asigna un número de referencia (el número iFC compartido) al suscriptor. Durante el registro, solo se envía el número al CSCF, no la descripción XML completa. El XML completo ya estará almacenado en el CSCF.
• No compartido: al aprovisionar, la descripción XML completa del iFC se asigna al suscriptor. Durante el registro, la descripción XML completa se envía al CSCF.