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Introduction à la ToIP
Gerald Vannier – fevrier 2009 – Master Pro RADI
Telephony over IP
Les protocoles
Modèles classiques de vente
La (r)évolution du mobile
IMS
VoIP vs ToIP
VoIP = Voice over IP
 Le Transport de la voix (ou de la Video) sur un réseau IP
ToIP = Telephony over IP
 Le service « Téléphonie » sur un réseau IP
 Le transport de la voix, oui, mais aussi de quoi faire du PBX (Private
<Automatic> Branch Exchange, commutation téléphonique privée) dans le
réseau
 Objectif: router un appel: f(A, B) = (A’, B’, IPB’)
 Avoir une ligne dès que l’on a un accès IP
 Convergence possible entre les services informatiques et téléphoniques
(CTI par exemple, Couplage Téléphonie Informatique)
Un seul même réseau à manager

Economie de coûts
Status de la ToIP traditionnelle
La ToIP est maintenant un service de base

Lorsque proposé avec peu de services, c’est équivalent à de la VoIP peerto-peer
Mais le modèle centralisé permet plus

Permet de facturer les services associés

Accès aux réseaux PSTN à tarif préférentiel (least cost routing au plus proche
de la destination en IP)
 CRBT (Colored Ringback Tone)
 Triple Play (Accès, Téléphonie, TV)

Permet de gérer au mieux la Qos
L'enjeu du marché n'est plus dans les offres résidentielles, mais
dans les offres dédiées aux entreprises (enjeu actuel) et dans
celles qui visent à une integration globale des services
(notamment les intéractions avec les services pour mobiles)
Stabilité et scalabilité
Les opérateurs attendent la même robustesse d’un
système ToIP que d’un système traditionnel :



disponibilité de 99,999% (1 appel perdu sur 100 000 appels
max)
tous les sytèmes sont redondés et hot-swappables, avec
systèmes de détections de pannes
il doit être possible d’assurer la (forte) croissance de la
demande en nombre d’appels simultanés et en calls/s (caps)
(scalabilité)
En VoIP, on ne parle plus de BHCA (Busy Hour Calls
Attempts)
ToIP technique : décorrélation Signal/Media (1/3)
Il faut bien comprendre la séparation entre tout ce qui concerne l'établissement, le
relâchement d'appel d’un côté et le flux media (video, sons, données) de l’autre.
La signalisation va mettre 2 entités en contact, participer à la négociation des media (estce de la video? du son? quel format? etc...).
Une fois les entités en contact, la negociation de format effectuée, le media est diffusé.
Dans tous les cas, l’établissement est en 3 phases
• Ouverture de session
– H.225[+RAS], SIP, MGCP
– Routage d’appel
• Négociation des codecs et des flux (canaux)
– H.245, SDP
– Vérification des droits des codecs, QoS, RACS
• Echanges des flux RTP (audio/video/data)
– RTP/RTCP
– Media Proxy (pour passer les NAT par exemple)
ToIP technique : décorrélation Signal/Media (2/3)
3 grands protocoles pour la signalisation :



H.323/H.225 (ITU) : celui qui a rendu les choses possibles
SIP (Session Initiation Protocol) (IETF) :celui qui s’impose
MGCP (Media Gateway Control Protocol) (ITU et IETF): se remplacera
(peut-être) volontiers par du H.248/MEGACO en IMS
Pour la négociation des canaux de transmissions temps réel (voix
ou vidéo ou data)


H.323/H.245
SDP (session description protocol)
Transport temps réel pour les flux média, indépendant du
protocole de signalisation, utilisé par tous les protocoles de
signalisations, données encodées via des Coders:


RTP (Real Time Protocol) – udp
RTCP (Real Time Control Protocol) – udp
ToIP technique : décorrélation Signal/Media (3/3)
Signaling
Quality of Service
Media Transport
RSVP
Application
H.323
SIP
H.248
MGCP
(Resource Reservation
Protocol)
RTCP
Media coders
(H.264, G.711a)
RTP
Transport
Network
TCP
UDP
IPv4, IPv6
ToIP technique : les codec audio
Codec audio



G.711 : 64 kbits, 8Khz / 8 bits non compressé. Excellente qualité, supporté par
tous les postes, pas de perte depuis le PSTN (l’ISDN l’utilise).
G.723 : ancien, compression, détection de silence, surtout pour compatibilité
maintenant
G.729 : bonne compression, utilisé par la plupart des PABX
Les endpoints doivent supporter ces codecs, moins ils en
supportent, moins ils sont chers. Les standards imposent des
supports minimum (AMR faible qualité, G711)
Codec video

H.261, H.263, H.264 (utilisé en HD)
Codec données


T.120 : Data temps réel, utile pour les white boards ou les partages de documents
T.38 : Fax compressé en VoIP, alternative à l’utilisation du G.711 (« pass-through »)
(on ne peut pas compresser en G.729 ou G.723 un signal fax analogique). Une
négociation T.38 démarre en audio, puis on switche sur du T.38
Les contraintes temps réel
Le transport de la voix doit se faire en moins de 200ms
pour un confort optimum :
Numérisation/Compression/Transport/Décompression/Rest
itution
Il faut donc des postes et un réseau performants
De la QoS peut se mettre en place à plusieurs niveaux



Priorisation de flux (VLAN tagging) : très bien pour de l’ethernet,
donc du local. Permet de garder de la BP par rapport à la data
locale d’une entreprise.
DiffServ (et plus généralement TOS – Type Of Service): header
IP, mais doit être supporté de bout en bout. Utile localement ou
sur un réseau IP parfaitement maitrisé.
MPLS (Multi Protocol Label Switching) (couche liaison sous IP)
ToIP technique : routage d'appel
Routage
A partir d’un appelant A et d’un numéro composé B, trouver:



L’adresse IP de la destination réelle (ce n’est peut-être pas B: renvoi, rejet, mauvais numéro)
Savoir comment présenter A à la destination (transformation des alias)
C’est le travail d’un communateur ou contrôleur d’appel
On utilise des numéros de téléphones dit « Alias E.164 » comme adresses ToIP

En IMS, des adresses « sip/public » sont introduites
Trois niveaux de transformation de ces alias:



Niveau « originating »: les numéros source et destination arrivant sur le routeur d’appel. La destination
dépend du plan de numérotation de l’appelant.
Niveau « pivot »: numéros transformés uniques sur le système. Permet d’identifier l’appelant et l’appelé
sans ambigüité et de localiser leurs services de class 5, et router vers la bonne destination.
Niveau « terminating »: les numéros source et destination au format de l’appelé. Permet une bonne
présentation du numéro (le cas échéant) à un format recomposable par l’appelé pour joindre son
appelant.
Network Announcement
La destination très souvent par défaut en cas d’erreur de routage


Faux numéro, numéro injoignable, numéro non alloué, appel rejeté par l’appelé, plus de crédit pour
passer l’appel (prepaid), …
Gestion différenciée côté O (originating) ou T (terminating), réseau appelant ou appelé
Quelques services associés à la ToIP
La ToIP reprend bien sûr les services téléphoniques classiques


Eventuellement quelques évolutions sur le côté pratique
Les services Voix sont extensibles à la Vidéo presque immédiatement (coût de la validation interopérabilité)
Services de classe 5 (différencié par appelant/appelé) : Ce sont des services assurés par le réseau, et non pas par
les terminaux












CLIP/CLIR, CNIP/CNIR, COLP/CONP (affichage des numéros, des noms)
Règles de redirections (CF – Call Forwarding)

CFB (Busy), CFNR (Non Response), CFU (Unconditional), CFF (on Failure)

Renvoi des appels anonymes ou redirigés
Filtrage d’appels entrants, Filtrage d’appels sortants (contrôle parental)
Numéro rapides/abrégés
Voicemail (ou Vidéomail) dans le réseau, avec notifications email
Portails audio/vidéo/web de configuration des services de classe 5
Indications au décroché (en MGCP)
CRBT (Colored Ringback Tone)
Transfert d’appels, mise en garde, double appel
CCBS (Call Completion on Busy Subscriber)
Express messaging (laisser un message explicitement, sans faire sonner le poste appelant)
Pont de conférence personnel
Pour les entreprises :





Routage privé intra-entreprise (VPN VoIP)
Call pickup
Huntgroup
Filtrage patron secrétaire
Masquage évolué de numéro (présentation de n° de secrétariat par ex.)
Fonctionnel légal


LNP (Local Number Portability)
Lawful interception (Service d’écoute téléphonique/vidéo/fax)
Acronymes
ITU
IETF
Telephony over IP
Les protocoles
Modèles classiques de vente
La (r)évolution du mobile
IMS
Les protocoles : H.323
Protocole ITU qui en est à sa version 5





Il paraît qu’il est complexe
Il paraît qu’il est mort car SIP le remplace : c’est vrai maintenant
2006: Mais H.323 sait faire ce que SIP n’a jamais su faire: il assure l’interco avec le monde ISDN. De fait,
H.323 est le protocole le plus utilisé en cœur de réseau.
2007: ok, SIP le remplace car promet une migration plus facile vers l’IMS et ses nombreuses extensions le
rende aussi complexe.
2008 : les appels d’offres sont exclusivement SIP
Un set de protocoles sous-jacents






H.225: signalisation de contrôle d’appels. Utilise beaucoup de Q.931 (le niveau 3 ISDN). TCP/1720.
H.245: signalisation de contrôle des canaux. TCP/port variable.
RAS: contrôle d’appel et gestion des enregistrements sur des Gatekeeper. UDP/1719 et multicast 1718.
RTP/RTCP pour le flux temps réel.
H.450.x: services supplémentaires. Tunnelé en H.225.
H.235: framework de sécurité. Trop vague et complexe pour être exploité dans le monde réel.
Codé en ASN.1 PER



Très dans le style ITU, mais pas facile à programmer/encoder -> terminaux coûteux.
Mais aucune ambigüité de parsing des messages
Beaucoup de nuances d’implémentations font que:


H.323 n’est jamais implémenté en sa totalité
L’essentiel est d’assurer l’interco avec les équipements existants.
Les protocoles : MGCP
L’intelligence n’est pas dans le terminal, elle est dans le serveur!
Ce protocol RFC 3435 a été pensé pour :

Contrôler des Media Gateways



Simplifier l’aspect software (firmware) des terminaux




Minimalise les bugs côté terminal
Faciliter la gestion d’un nombre important de terminaux, simultanément
Faciliter le déploiement de nouvelles fonctionalités


Typiquement des gateways de bordure
Mais Il existe également des terminaux MGCP
Pas nécessaire de changer les terminaux (ni même updater le firmware)
Faciliter la programmation d’applications ou de services qui nécessitent la coordination de multiples
terminaux, en centralisant tous les états de tous les terminaux
En tant que protocol à stimuli, être “l’assembleur de la VoIP”
Principe du protocol à stimuli
Le serveur est appelé call agent. C’est lui qui :

Demande à être notifié de tous les évènements du poste (décroché, touche enfoncée etc…)

Connait les états de tous les terminaux et appels qu’il gère

Envoie des commandes (ordres) pour
Les terminaux sont esclaves et n’ont pas connaissance de leur état. Ils notifient ou acquittent des messages du
call agent.
Les protocoles : MGCP
Media stream
Signaling
Entity
optional
Call Agent
MGCP/UDP
MGCP/UDP
Gateway
RTP/UDP
IP Network or
ATM
Switched circuit network (or other
technologies)
Gateway
Les protocoles : SIP
SIP: Session Initiation Protocol
1
Telephony over IP
Les protocoles
Modèles classiques de vente
La (r)évolution du mobile
IMS
Les modèles classiques de vente pour la ToIP
L’offre résidentielle
Quelques noms : Wanadoo (Orange), Free, Fastweb
C’est le service de ToIP offert aux particuliers.
La part de marché de la ToIP continue de progesser mais
dans une moindre mesure. Entre 2006 et 2007, nous
avions une progression de +219%. Entre 2007 et 2008,
nous sommes à +38% (perte des secteurs analogiques
autour de -7%).
Voir http://www.arcep.fr/
Les modèles classiques de vente pour la ToIP
L’offre riche d’entreprise, dite centrex
L’offre entreprise est plus complexe en terme de fonctionalités. Elle comprend des règles
de routage avec numéro courts entre sites de l’entreprise, des fonctions de supervision
de postes, de filtrage, d’ajout de contacts automatiques.
Pourquoi elle intéresse les entreprises
Plus de PBX, plus de postes propriétaires ni de coûts de maintenance importants
• L’opérateur administre à distance chaque poste de l’entreprise
• Modèle d’abonnement par ligne avec location d’un terminal IP
• Pas de coût d’entrée ou de sortie
• Pas d’immobilisation pour le client, pas de maintenance locale d’équipement
• Les services évoluent avec le réseau
• Les équipements réseaux sont partagés entre les différents clients
• Packageable avec un accès data
•Configuration locale des postes (déclaration des lignes, management des mapping de numéro,
gestion des numéros internes) délégable à des administrateurs de site ou d’entreprise
•
Les modèles classiques de vente pour la ToIP
L’offre d’entreprise trunking ou business trunking
L’opérateur démarche des entreprises qui ont des (IP-)PBX
se place alors en collecte des appels sortants
• en les routant en IP sur son réseau, à moindre coût.
• en assurant éventuellement le routage des appels entrants vers le site de l’entreprise
•
Quel interêt pour le client?
n’impose pas le moindre changement d’habitude pour le client
• il garde ses PBX, ses terminaux propriétaires et ses services
• il peut déléguer la gestion du PBX à l’opérateur
• et quand il devra renouveller son PBX, on lui proposera du Centrex, plutôt
•
Cette stratégie est dite « BT Class 4 »
On ne fournit que des services de routage au client final
Les services class 5 sont gérés par son PBX
Les modèles classiques de vente pour la ToIP
L’offre transit
Il s’agit de routage pur et dur (Class 4 routing), d’interconnexions entre plusieurs réseaux d’opérateurs différents
Points principaux :
Redondances des liens
• Translation de protocole de cœur SIP/H.323
• Permet d’interconnecter des réseaux avec des choix techniques différents
• Time-based routing
• Least-cost routing
• Au plus près de la destination ou au moins cher
• ASR (Average Seizure Ratio)
• Routing préférentiel en fonction des sources et destinations (en particulier sur du transit
« VPN »)
• Gestion LNP
•
All Call Query : the platform interrogates an external LNP database that returns information to identify
the serving network. Then the call is directly sent toward the resolved provider.
• Query on Release : the call is first sent toward the donor network. The call is released with Q.850
cause 14. A query to an external LNP database is then performed to retrieve information to identify the
serving network.
• Onward Routing (OR, France) the call is “forwarded” directly from the donor network to the serving
network. The donor network always knows where the number was ported. This implies that the donor
network always relay calls from the originating network to the serving network
•
Les modèles classiques de vente pour la ToIP
Nous voyons une forte demande d’interconnexion avec les
réseaux mobiles. L’offre Centrex est adaptée en mobile
centrex.
Cette offre consiste à fournir des services centrex (numéro
courts, vpn inter-sites etc..) pour des ensembles de
mobiles.
En schématisant, nous avons un site d’entreprise muni de
mobile, nous avons la possibilité en utilisant un numéro du
vpn de l’entreprise de joindre un collègue.
Les architectures classiques
Les archi VoIP mettent en avant l’un des avantages de la techno
• La signalisation passe par un endroit
• Un seul point de centralisation pour tout le contrôle d’appel
• Plus besoin de POP (Point Of Presence)
• Typiquement avec une redondance géographique
• L’audio/video passe par un autre chemin, minimisant la bande
passante en cœur, voire empruntant des chemins non managés par
l’opérateur (sécurisation du trafic intra-entreprise par exemple)
Cependant des POP sont nécessaires
• Couche d’accès: plus on est proche du client final, moins on a de
latence sur les services réseaux (Centrex)
• Besoin de router le flux RTP pour traverser les NAT en interclients
• La signalisation « cœur » reste déportée et centralisable
Les architectures sont à adapter aux services proposés
Les architectures classiques 1/3
Core Network
Signalling
Core Protocol
Access
Access Protocol
Media
A
B
Les architectures classiques 2/3
Core Network
Signalling
Core Protocol
Access
Access Protocol
Media
with proxy
A
B
Les architectures classiques 3/3
Network B
PSTN, other VoIP
Network A
PSTN, other VoIP
Edge GW,
SBC
Media
Servers & services
Edge GW,
SBC
IP-PBX
endpoints
Core network:
Signalling management
(CCS)
IP-PBX
Access GW,
SBC
endpoints
Call Agent
MGCP
« endpoints »
PABX
AGK
endpoints
H.323
endpoints
Registrar
/Proxy
SIP
endpoints
Telephony over IP
Les protocoles
Modèles classiques de vente
La (r)évolution du mobile
IMS
La (r)évolution du mobile
Est-il besoin de présenter le mobile?
• Il s'agit d'un téléphone sans fil, supportant le
mouvement, y compris les déplacements à grande
vitesse sur de grandes distances.
• La technologie repose sur l'exploitation des ondes
électromagnétique (comme radio, télévision,...)
• Réutilisation des fréquences ...
La (r)évolution du mobile
C’est un constat aisé, le marché du mobile a explosé depuis quelques années et reste
sur une phase de progression.
En France :
http://www.arcep.fr/index.php?id=9939
La (r)évolution du mobile
Ce dont on rêve, la convergence totale, qu’on soit sur son
PC personnel, professionel, son mobile, son telephone fixe:
• avoir le même service
• la même utilisation du service (adaptée à l’interface)
• l’accès aux mêmes données
• quelque soit notre localisation dans le monde
• la même qualité de service (adapter la ressource en fonction du
service)
Cela a l’avantage, en outre, de pousser vers une migration de
réseau « circuit switched » vers « packet switched » (plus
performants)
Telephony over IP
Les protocoles
Modèles classiques de vente
La (r)évolution du mobile
IMS
IP Multimedia Subsystem – Pourquoi? 1/2
En résumé, nous avons 2 grandes révolutions qui tendent à
se rencontrer : internet et mobile
Et ceci est amorcé, certes avec la 3G et l’accès IP (email,
video, internet, instant messaging).
Alors? Pourquoi l’IMS, si on a déjà cette convergence?
• parce que sans QoS, nous n’avons pas de guarantie de qualité
de service. Ceci peut être très pénalisant pour des services de
video par ex.
• actuellement, le mobile fournit un accès IP mais aucun moyen de
connaître le service fourni au-dessus : vidéo? Conference?
Messagerie instantannée? Email? D’où une difficulté de définition
de QoS associé au service, mais également une difficulté pour
facturer le bon service.
IMS – Pourquoi? 2/2
Le réseau IMS basé a donc pour objectif de fournir un
cadre permettant principalement de fournir des
informations sur le service utilisé!
Ceci permettant d’appliquer la QoS adaptée au service et
la facturation adéquate pour un service donné (forfait?
Débit? Durée?)
Tout de même, une autre ambition de l’IMS est de définir
des standards de façon à pouvoir définir, développer,
déployer, combiner des services, ceci de façon générique
(non spécifique à un opérateur)
•Un opérateur pourrait prendre un service de voicemail IMS d’un
éditeur + un service de text-to-speech IMS d’un autre éditeur et
integrer ces services dans son réseau IMS à moindre coût.
IMS – Requirements
Ce qui découle de ces besoins :
• Support for establishing IP Multimedia Sessions
• Support for mechanism to negotiate Quality of Service
(QoS)
• Support for interworking with the internet and circuitswitched networks
• Support for roaming
• Support for strong control imposed by the operator
• Support for rapid service creation
• Support for a technology-independant access to the
IMS
IMS – Requirements details 1/2
IP Multimedia Sessions
• Multimedia Communications are important services to provide
• IMS standardizes how to implement such services in a packet-switched network
QoS
• The subscriber needs to get a satisfying user experience
• QoS evaluation is based on
• Network state (available bandwith)
• User’s subscription
• The operator can adapt the services provided
Interworking
• With the Internet : Important source for multimedia sessions
• With the Circuit-Switched networks : backward compatibility
Roaming
• Requirement inherited from cellular networks
• Users wouldn’t accept a mobile service which is limited to a « local »network.
IMS – Requirements details 2/2
Service Control
• General policies
• Apply to all users in the network
• Ex : Codec restriction
• Individual policies
• Apply to a particular user in the network
• Ex : Subscription which doesn’t include video
Rapid Service Creation
• The IMS Architecture implies that services do not need to be standardized
• This reduces the time needed to introduce a new service
Multiple Access
• Acces to IMS networks must be technology-independant.
• GPRS, WLAN, ADSL
IMS – Standards
• 3 GPP: [ 3rd Generation Partnership Project ] standardization for a 3rd generation cellular
system ( evolution from GSM)
• 3GPP2: [ 3rd Generation Partnership Project 2 ] standardization for a 3rd generation cellular
system ( evolution from ANSI/TIA/EIA-41 & CDMA 2000)
• TISPAN: [ Telecom and Internet converged Services and Protocols for Advanced Networks]
standardization a NGN for fixed access network based on IMS
• OMA: [ Open Mobile Alliance ] focus on the standardization of service enablers (ex: P2T)
• IETF: [ Internet Engineering Task Force] focus on protocol
• IMS is introduced in 3GPP Release 5 and TISPAN Release 1
• 3GPP TS 23.228 architectural aspect of IMS
• 3GPP TS 24.229 IMS call control protocol.
IMS – Protocols
3GPP decided to build IMS on existing protocols developped by other Stantards
Development Organizations. IMS is based on IP protocols
• Session Control Protocol : SIP
Specified by IETF as a protocol to establish and manage multimedia sessions over
IP networks
Based on 2 IETF successes : HTTP & SMTP
SIP makes new services easy to create
RFC 3261
• The AAA (authentication, authorization and accounting) protocol : DIAMETER
Evolution of RADIUS
Very customizable and extensible
RFC 3588
Other protocols : RTP (media), COPS (policy), H248 (Media gw control), XCAP
IMS – Architecture
3GPP does not standardize nodes but functions
Implementations are different from one vendor to another
• One function per node
• Several functions on a single node
• One function splitted on several nodes
Interfaces between the defined functions are standardized as well : a lot of interfaces
IMS – Architecture pour se faire peur
IMS – Eléments d’architecture
The user databases
• HSS : Home Subscriber Servers
The central repository for user-related information (location, security,
profile…)
• SLF : Subscriber Location Functions
The SLF maps a users’ adresses to a particular HSS. This is only
needed if several HSS are deployed in the network.
Call/Session Control Functions - CSCF
The CSCFs are the key components of the signalling plane in IMS
There are 3 kinds of CSCFs :
• I-CSCF
• S-CSCF
• P-CSCF
IMS – Eléments d’architectures 2/
P-CSCF : Proxy CSCF
• The P-CSCF is the first point of contact (in the signalling plane) between the IMS terminal and
the IMS network.
• The P-CSCF is an inbound/outbound SIP proxy server : It processes and routes all the SIP
signalling from and to an IMS terminal. The P-CSCF is allocated to an IMS terminal for the
duration of an IMS registration
• The P-CSCF establishes a security association with the IMS terminal. This offers :
•Integrity protection
•A unique Authentication point
• The P-CSCF verifies the correctness of SIP messages.
• The P-CSCF may include a Policy Decision Function (PDF)
Security element at edge of IMS network
providing initial entry point for user equipment
IMS – Eléments d’architectures 3/
I-CSCF : Interrogating CSCF
• I-CSCF is listed in the DNS records of a domain => Entry point to the domain.
• I-CSCF interacts with the SLF/HSS to retrieve user-related information so as to
route SIP messages properly.
• I-CSCF implements a S-CSCF selection mechanism
• Route incoming request to the S-CSCF previously allocated to the user.
• If no S-CSCF has been allocated, it determines the most suitable S-CSCF according to
the required capabilities.
• I-CSCF are located in the home network.
IMS network routing proxy and S-CSCF scalability support
IMS – Eléments d’architectures 4/
S-CSCF : Serving-CSCF
• S-CSCF acts as a SIP registrar : User Equipment <-> Sip address of record
• S-CSCF processes all the SIP signalling related to a user it authenticated. It
eventually triggers the associated service logic.
• S-CSCF routes SIP signalling toward the final destination.
• S-CSCF interacts with the SLF/HSS to :
• Download authentication vectors
• Download the user profile
• Inform the HSS that it has been allocated to a particular user
• S-CSCF ensures requests’ compliance with the service profile.
• S-CSCF is always located in the home network
Coordinates application server interactions
and performs network routing
IMS – Eléments d’architectures 5/
Application servers – AS
• The Application Server is the entity that hosts and executes services.
• An application server can operate in :
• SIP proxy mode
• SIP User Agent mode : the AS behaves like an endpoint
• SIP Back to Back User Agent mode : This is the concatenation of two endpoints.
• SIP AS
• Native Application Server
• Hosts and executes services based on SIP
• New IMS services are expected to be build on SIP AS
• OSA-SCS (Open Service Architecture) (http://fr.wikipedia.org/wiki/Open_Services_Architecture)
• Open Service Access – Service Capability Server
• Provides an interface to the OSA framework Application Server
• IM-SSF
• IP Multimedia – Service Switching Function
• Provides an interface to services developped in the GSM networks
• The AS can be either located in the home network or in an external third party
network.
IMS – Eléments d’architectures 6/
Media Resource Functions - MRF
• The MRF provides a source of media in the home network (announcement,
conference bridge…)
• MRFC : Media Resource Function Controllers
•MRF part which handles the signalling plane
• MRFP : Media Resource Function Processors
•MRF part which handles the media plane
• The MRFC controls the MRFP through a H248 interface
Breakout Gateway Control Functions – BGCF
• SIP server that provides routing functionalities based on telephone numbers
• The BGCF is only used in sessions initiated by an IMS terminal and addressed to a
user in a circuit-switched network
IMS – Eléments d’architectures 7/
PSTN gateways
• SGW : Signaling Gateway
• Interfaces the signalling plane of the circuit-switched network
• MGCF : Media Gateway Controller Function
• It implements a state machine that does protocol conversion and maps SIP to either
ISUP over IP or BICC over IP.
• It controls the Media Gateway through an H248 interface.
• MGW : Media Gateway
• Interfaces the media plane of the PSTN
• Notifies the MGCF on events
IMS – Identity Management
Il existe 2 types d’identité pour un utilisateur, privé et public
• Public User Identity (IMPU => IP Multimedia Public Identity) : c’est l’id d’enregistrement, de contact, celui
qui va servir dans le routage
sip:[email protected]
tel:+33122334455
sip:[email protected];user=phone
• Private User Identity (IMPI => IP Multimedia Private Identity) : non utilisé pour le routage. C’est un NAI
(network access identifier), utilisé pour authentification, facturation
[email protected]
Ces deux types d’identité respectent des règles :
• on peut avoir plusieurs Id Privés (une pour chq terminal IMS)
• on peut avoir plusieurs Id Publics ([email protected], [email protected])
• on peut utiliser tout Id Public sur tout terminal IMS (donc avec n’importe quel Id Private)
• chaque Id Public est associé à un et un seul profil de service
• un profil de service peut être partagé par plusieurs Id Public
• tous les Id Public qui appartiennent à une même souscription IMS doivent être enregistrées sur le même
S-CSCF
• Il existe une notion d’enregistrement implicit :
• If John Doe completes a registration process under [email protected]
•Then John Doe is also reachable under [email protected]
IMS – Session Overview
An IMS call is splitted in two parts :
The originating leg, handled by the caller’s home network
The terminating leg, handled by the callee’s home network
Caller’s services and Callee’s services are processed separately :
The originating home network triggers caller-related services
The terminating home network triggers callee-related services
Nous avons une séparation claire de la partie appelante et la
partie appelée.
IMS – Session Overview
Registration / Re-registration
1
8
2
9
3
10
4
11
5
12
6
13
7
14
12
Backbone
Packet
Network
AS
AS
AS
HSS
9 10
4
14
11
6
8
1
Access
3 SIP
P-CSCF
Visited or Home
Network
2
I-CSCF
13
DNS
ENUM
5 SIP 7
Home
Network
S-CSCF
IMS – Session Overview
IMS subscriber to IMS subscriber - scenario 1
1 Initiate SIP Invitation
6 Retrieve Subscriber Profile (if needed)
2 Retrieve Subscriber Profile (if needed)
7 Apply Service Logic
3 Apply Service Logic
8 Forward INVITE to CLD Party
4 Retrieve Address of CLD Party Home Network
and Forward INVITE.
9 SDP Negotiation / Resource Reservation Control
10 Ringing / Alerting
5 Identify Registrar of CLD Party and Forward INVITE.
Calling and Called
Party Home Network
11 Answer / Connect
HSS
Control
DNS
Bearer
2 6
Diameter
3
4
7
AS
SIP
S-CSCF
SIP
8
5
I-CSCF
P-CSCF
11
10
Backbone
Packet
Network
1
Access
RTP Stream
9
Access
RTP Stream
IMS – Session Overview
IMS subscriber to IMS subscriber- scenario 2
1 Initiate SIP Invitation
6 Retrieve Subscriber Profile (if needed)
2 Retrieve Subscriber Profile (if needed)
7 Apply Service Logic
3 Apply Service Logic
8 Forward INVITE to CLD Party
4 Retrieve Address of CLD Party Home Network
and Forward INVITE.
9 SDP Negotiation / Resource Reservation Control
10 Ringing / Alerting
5 Identify Registrar of CLD Party and Forward INVITE.
Control
Calling Party
Home Network
HSS
Bearer
2
Diameter
AS
11 Answer / Connect
HSS
Diameter
4
3
SIP
DNS
S-CSCF
6
7
I-CSCF
S-CSCF
8
P-CSCF
Diameter
5
SIP
Calling Party
Visited Network
Called Party
Home Network
SIP
AS
SIP
Called Party
Visited Network
P-CSCF
11
10
1
Access
Backbone
Packet
Network
RTP Stream
Backbone
Packet
Network
9
Access
IMS – Session Overview
IMS subscriber to PSTN
1 Initiate SIP Invitation
7 ISUP IAM
2 Retrieve Subscriber Profile (if needed)
8 Ringing / Alerting
3 Apply Service Logic
9 Answer / Connect
4 Select network to access PSTN, and select MGCF
5 Seize trunk / determine media capabilities of MGW
Control
6 SDP Negotiation / Resource Reservation Control
Bearer
Calling Party Home Network
Calling Party
Visited or Home Network
HSS
AS
3
2 Diameter
1
8
SIP
6
4
Access
P-CSCF
SIP
S-CSCF
9
SIP
BGCF
SIP
7
MGCF
5
Backbone
Packet
Network
RTP Stream
H.248
MGW
ISUP
PCM
PSTN
IMS – Illustration
Une trace réseau issu d’un terminal IMS (eyeP Communicator)
Yahoo utilise un protocol propriétaire et du http. Ce n’est pas un terminal IMS.
Office Communicator se rapproche de IMS.
[email protected]
www.comverse.com