Upload
radomir-jurcek
View
25
Download
0
Embed Size (px)
DESCRIPTION
Connection in IMS
Citation preview
ŽILINSKÁ UNIVERZITA V ŽILINE Elektrotechnická fakulta
Katedra Telekomunikácií
Spojovacie procesy v IP Multimediálnom Subsystéme
MICHALA BELÁKOVÁ
2007
Spojovacie procesy v IP Multimediálnom Subsystéme
DIPLOMOVÁ PRÁCA
MICHALA BELÁKOVÁ
ŽILINSKÁ UNIVERZITA V ŽILINE
Elektrotechnická fakulta
Katedra Telekomunikácií
Študijný odbor: TELEKOMUNIKÁCIE
Vedúci diplomovej práce: doc. Ing. Martin Vaculík, PhD
Stupeň kvalifikácie : inžinier (Ing.) Dátum odovzdania diplomovej práce: 18.5.2007
Žilina 2007
Žilinská univerzita v Žiline, Elektrotechnická fakulta, katedra Telekomunikácií
Abstrakt
BELÁKOVÁ, Michala : Spojovacie procesy v IP Multimediálnom Subsystéme
[Diplomová práca]. Žilinská univerzita v Žiline. Elektrotechnická fakulta ; katedra
Telekomunikácií. Školiteľ : doc. Ing. Martin Vaculík, Phd. Stupeň odbornej kvalifikácie :
inžinier (Ing.). Žilina : EF ŽU, 2007. 58 s.
Náplňou tejto diplomovej práce je oboznámenie sa s novou definovanou
platformou IMS (IP Multimedia Subsystem). Diplomová práca je zameraná na analýzu
architektúry a funkčných blokov systému IMS. Zaoberá sa rozhraniami a vlastnosťami
používaných protokolov. Ďalšie kapitoly sú venované analýze riadenia výstavby spojenia
v IMS, riadením doplnkových služieb a porovnaniu mechanizmov riadenia výstavby
spojenia v IMS v porovnaní s klasickou sieťou a výhodami systému IMS.
Žilinská univerzita v Žiline, Elektrotechnická fakulta, katedra Telekomunikácií
Žilinská univerzita v Žiline, Elektrotechnická fakulta, Katedra telekomunikácií
________________________________________________________________________
ANOTAČNÝ ZÁZNAM - DIPLOMOVÁ PRÁCA Priezvisko, meno: Beláková Michala školský rok: 2006/2007
Názov práce: Spojovacie procesy v IP Multimediálnom Subsystéme
Počet strán: 81 Počet obrázkov: 35 Počet tabuliek: 2 Počet grafov: 0 Počet príloh: 7 Použitá lit.: 8
Anotácia (slov. resp. český jazyk): Táto diplomová práca popisuje novú infraštruktúru IMS (IP Multimediálny Subsystém) ako ďalšieho kroku k modernizácii už existujúcich sietí. Práca obsahuje popis a analýzu architektúry, funkčných blokov systému IMS. Ďalej popis rozhraní a vlastnosti používaných protokolov, analýzu riadenia výstavby spojenia v IMS. Záver práce je venovaný doplnkovým službám a porovnaniu riadenia výstavby spojenia v IMS s klasickými sieťami a výhody systému IMS.
Anotácia v cudzom jazyku (anglický resp. nemecký): This diploma work describe new infrastructure IMS (IP Multimedia Subsystem) such another step to modernizing already existing networks. Work contains description and analysis of architecture and functional bills from IMS system. The next is description interfaces and characteristics using protocols, analysis control build – up session in IMS. Conclusion of the work is devoted to additional services and comparison control build – up session in IMS with classic networks and benefits of IMS.
Kľúčové slová: IMS, SIP, 3GPP, služba
Vedúci práce: doc. Ing. Martin Vaculík, PhD
Recenzent práce : Dátum odovzdania práce: 18.5 2007
Žilinská univerzita v Žiline, Elektrotechnická fakulta, katedra Telekomunikácií
Obsah
Zoznam obrázkov a tabuliek Zoznam skratiek a symbolov
1. Úvod ........................................................................................................................1
2. Cieľ riešení..............................................................................................................3
3. Analýza architektúry systému IMS, funkčné bloky a ich vlastnosti a možnosti
realizácie .................................................................................................................4
3.1 Analýza architektúry systému IMS ..........................................................4
3.2 Celkový pohľad na IMS architektúru .......................................................6
3.3 Jednotlivé funkčné bloky .........................................................................7
3.4 CSCF – Call Session Control Function ....................................................8
4. Rozhrania systému IMS k okoliu a vlastnosti používaných protokolov...............10
4.1 Popis rozhraní IMS................................................................................. 10
4.1.1 Umiestnenie rozhraní v SIP súvisiacich komponentoch v 3GPP........ 12
4.2 Vlastnosti používaných protokolov......................................................... 13
4.2.1 SIP (Session Initiation Protocol) ....................................................... 13
4.2.2 DIAMETER ..................................................................................... 14
4.2.3 MAP (Mobile Application Part)........................................................ 15
4.2.4 H.248................................................................................................ 16
4.2.5 HTTP (Hypertext Transfer Protocol)................................................. 16
4.2.6 COPS (Common Open Policy Service) ............................................. 17
5. Analýza riadenia výstavby spojenia v IMS .......................................................... 18
5.1 Protokoly používané štandardom IETF................................................... 19
5.1.1 RSVP (Resource Reservation Protocol) ............................................ 19
5.1.2 RTP/RTCP (Real – Time Transport Protocol/RTP Control Protocol) 20
5.1.3 RSTP (Real – Time Streaming Protocol)........................................... 20
5.1.4 SAP (Service Advertising Protocol) .................................................. 20
5.1.5 SIP (Session Initiation Protocol) ....................................................... 20
5.1.6 HTTP (Hypertext Transfer Protocol)................................................. 20
5.1.7 SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) ............................................ 21
5.1.8 SDP (Session Description Protocol) .................................................. 21
Žilinská univerzita v Žiline, Elektrotechnická fakulta, katedra Telekomunikácií
5.1.9 UDP (User Datagram Protocol)......................................................... 22
5.1.10 TCP/TLS/SCTP (Transmission Control Protocol/Transport Layer
Security/Stream Control Transmission Protocol)............................... 22
5.1.11 IP (Internet Protocol) ........................................................................ 22
5.2 Riadenie výstavby spojenia v IMS.......................................................... 23
5.2.1 Popis syntaxu správy SIP – požiadavka............................................. 25
5.2.2 Popis syntaxu správy SIP – odpoveď ................................................ 26
5.2.3 Priamy hovor UA – UA .................................................................... 28
5.2.4 Presmerovaný hovor ......................................................................... 30
5.2.5 Registrácia užívateľa......................................................................... 32
5.2.6 Umiestnenie užívateľa ...................................................................... 33
5.2.7 Hovor uskutočnený pomocou proxy.................................................. 33
5.2.8 3G Roaming registrácia .................................................................... 36
5.2.9 3G Roaming – jednoduchý hovor...................................................... 39
6. Riadenie doplnkových služieb............................................................................... 45
6.1 Aktivácia ................................................................................................ 46
6.2 Služby .................................................................................................... 47
6.2.1 Skupinový zoznam riadenia .............................................................. 48
6.2.2 Doručenie služby .............................................................................. 48
6.2.3 Služba súčinnosti .............................................................................. 48
6.2.4 Push to Talk over Cellular (PoC) ...................................................... 49
6.2.5 Spoločné využívanie videa v reálnom čase........................................ 49
6.2.6 Spoločne využívané súbory............................................................... 50
6.2.7 Služby okamžitého posielania správ.................................................. 50
6.2.8 Hlasové správy ................................................................................. 50
6.2.9 Hlasové telefonovanie a video telefonovanie..................................... 51
6.2.10 Videokonferencia.............................................................................. 51
7. Porovnanie mechanizmov riadenia výstavby spojenia v IMS v porovnaní
s klasickou sieťou .................................................................................................. 52
7.1 Zavádzanie systému IMS........................................................................ 56
7.2 Výhody IMS pre koncového užívateľa.................................................... 56
7.3 Operátorské výhody................................................................................ 57
Žilinská univerzita v Žiline, Elektrotechnická fakulta, katedra Telekomunikácií
Obsah obrázkov a tabuliek
Obrázok 3.3.1 Architektúra systému IMS.......................................................................4
Obrázok 3.3.2.2 Celkový pohľad na IMS architektúru....................................................6
Obrázok 4.4.2 Umiestnenie rozhraní v SIP komponentoch........................................... 12
Obrázok 4.4.3 SIP architektúra..................................................................................... 13
Obrázok 4.4.4 SIP servery............................................................................................ 14
Obrázok 4.4.5 HTTP model klient/server ..................................................................... 17
Obrázok 5.5.2.1 IETF konferenčná architektúra ........................................................... 19
Obrázok 5.5.2.2 Syntax SIP správy – požiadavka......................................................... 26
Obrázok 5.5.2.3 Syntax SIP správy – odpoveď ............................................................ 27
Obrázok 5.5.2.4 Príklad adresovania SIP URI.............................................................. 28
Obrázok 5.5.2.5 Aplikačný scenár 1 – priamy hovor .................................................... 28
Obrázok 5.5.2.6 Priamy hovor ..................................................................................... 29
Obrázok 5.5.2.7 Aplikačný scenár 2– presmerovaný hovor.............................................30
Obrázok 5.5.2.8 Presmerovaný hovor........................................................................... 31
Obrázok 5.5.2.9 Registrácia užívateľa.......................................................................... 32
Obrázok 5.5.2.10 Lokalizácia užívateľa ....................................................................... 33
Obrázok 5.5.2.11 Aplikačný scenár 3 – proxy server.................................................... 33
Obrázok 5.5.2.12 Hovor pomocou proxy...................................................................... 34
Obrázok 5.5.2.13 3G Roaming scenár – registrácia ...................................................... 36
Obrázok 5.5.2.14 3G registrácia mobilného uzla .......................................................... 39
Obrázok 5.5.2.15 3G Roaming scenár – jednoduchý hovor .......................................... 39
Obrázok 5.5.2.16 Jednoduchý hovor – volajúca strana ................................................. 41
Obrázok 5.5.2.17 Jednoduchý hovor – volaná strana .................................................... 42
Obrázok 5.5.2.18 Signalizácia a mediálne toky v 3G.................................................... 43
Obrázok 5.5.2.19 Použitie signalizačnej kompresie ...................................................... 43
Obrázok 5.5.2.20 Separované SIP hovory .................................................................... 44
Obrázok 6.1 Signalizačné toky cez P – CSCF .............................................................. 45
Obrázok 6.2 Vertikálna/horizontálna architektúra služieb............................................. 46
Obrázok 6.2.1 Rysy SIP a model tvorby služby............................................................ 47
Obrázok 6.2.2 IMS umožňuje pohyb z vertikálnych implementácií služieb do
horizontálnej vrstvovej architektúry so všeobecnými parametrami ................................ 49
Žilinská univerzita v Žiline, Elektrotechnická fakulta, katedra Telekomunikácií
Obrázok 6.2.3 Tvorba služby B2BUA – konferencia.................................................... 51
Obrázok 7.1 Príklad činnosti SIP servera pracujúceho v proxy móde pri nadviazaní
spojenia......................................................................................................................... 52
Obrázok 7.2 SIP signalizácia pri nadviazaní spojenia prostredníctvom proxy servera... 53
Obrázok 7.3 Činnosť presmerovacieho servera pri nadviazaní spojenia........................ 54
Obrázok 7.4 SIP signalizácia pri nadviazaní spojenia s využitím presmerovacieho
servera .......................................................................................................................... 55
Tabuľka 4.4.1 Popis rozhraní IMS ............................................................................... 10
Tabuľka 5.5.3.1 Typy patriace do štruktúry protokolu SDP......................................... 24
Žilinská univerzita v Žiline, Elektrotechnická fakulta, katedra Telekomunikácií
Zoznam skratiek a symbolov
3GPP 3rd Generation Partnership Project
AAA Authentication, Authorization and Accounting
AC Authentication Centre
AS Application Server
B2BUA Back to Back User Agent
BGCF Breakout Gateway Control Function
CAPEX Capital Expenditures
CDMA 2000 Code Division Multiple Access 2000
CDR Call Detail Record
CGI Common Gateway Interface
COPS Common Open Policy Service
CS Circuit Switched
CSCF Call Session Control Function
DHCP Dynamic Host Configuration protocol
DSL Digital Subscriber Line
EDGE Enhanced Data for Global Evolution
EIR Equipment Identity Register
FTP File Transfer Protocol
GCP Gateway Control Protocol
GGSN Gateway GPRS Support Node
GPRS General Radio Packet Service
GSM Global System for Mobile Communication
HLR Home Location Register
HSS Home Subscriber Server
HTML Hypertext Markup Language
HTTP Hypertext Transfer Protocol
I-CSCF Interogating CSCF
IESG Internet Engineering Steering Group
IETF Internet Engineering Task Force
IM – MGW IMS media Gateway
IMAP4 Internet Message Access Protocol
Žilinská univerzita v Žiline, Elektrotechnická fakulta, katedra Telekomunikácií
IMS IP Multimedia Subsystem
IM-SSF IP Multimedia - Service Switching Function
IP Internet Protocol
IP PBX IP Private Branch Exchange
IPSec IP Security
IPv4 IP version 4
IPv6 IP version 6
ISUP ISDN User Part
LSMS Location Service Management Service
MAP Mobile Application Part
MG Media Gateway
MGC Media Gateway Controller
MGCF Media Gateway Control Function
MGW Media Gateway
MIME Multipurpose Internet Mail Extensions
MNO Mobile Network Operation
MPLS Multiprotocol Label Switching
MRF Media Resource Function
MRFC Media Resource Function Controller
MRFP Media Resource Function Processor
MSC Mobile Switching Centre
NAS Network Access Server
NAT Network Address Translation
NGN New Generation Network
NNI Network – network Interface
O&M Operation and Maintenance
OPEX Operational Expenditure
OSA SCS Open Service Access Service Capability Server
PCM Pulse Code Modulation
P-CSCF Proxy CSCF
PDA Personal Digital Assistant
PDF Policy Decision Function
PDP Packet Data Protocol
Žilinská univerzita v Žiline, Elektrotechnická fakulta, katedra Telekomunikácií
PDSN Packet Data Serving Node
PLMN Public Land Mobile Network
PoC Push to Talk over Cellular
POP3 Post Office Protocol
POTS Plain Old Telephone Service
PSTN Public Switched Telephone Network
QoS Quality of Service
RADIUS Remote Authentication Dial-In User Service
RAN Radio Access Network
RFC Ready for Comments
RM OSI ISO
Reference model Open System International International Organization
for Standardization
ROA Recognized Operating Agency
RSTP Real Time Streaming Protocol
RSVP Resource Reservation Protocol
RTCP RTP Control Protocol
RTP Real-Time Transport Protocol
S&F Store and Forward Function
SAP Service Advertising Protocol
SBC Session Border Controller
SCF Secure Computing Facility
S-CSCF Servering CSCF
SCTP Stream Control Transmission Protocol
SDP Session Description Protocol
SG Security Group
SGSN Serving GPRS Support Node
SGW Signaling Gateway
SIGComp Signaling Compression
SIP Session Initiation Protocol
SIP AS SIP Application Server
SIP US SIP User Server
SLF Subscription Locator Function
SMS Short Message Service
Žilinská univerzita v Žiline, Elektrotechnická fakulta, katedra Telekomunikácií
SMSC Short Message Service Center
SMTP Simple Mail Transfer Protocol
SNAP Sub - network Access Protocol
SS7 Signaling System No. 7
SW Software
TCP Transmission Control Protocol
TLS Transport Layer Security
TTL Time to Live
UA User Agent
UAC User Agent Client
UAS User Agent Server
UDP User Datagram Protocol
UE User Equipment
UMTS Universal Mobile Telecommunications Systems
UNI User – network Interface
URC Uniform Resource Characteristics
URI uniform Resource Identifier
URL Uniform Resource Locator
URN Uniform Resource Name
VLR Visitor Location Register
VoIP Voice over IP
W-CDMA Wideband Code Division Multiple Access
WiMAX Worldwide Interoperability for Microwave Access
WLAN Wireless Local Area Network
Žilinská univerzita v Žiline, Elektrotechnická fakulta, katedra Telekomunikácií
1
1. ÚVOD
IP Multimediálny Subsystém bol pôvodne definovaný na priemyselnom fóre
v roku 1999. Je definovaný pomocou 3GPP ako nový subsystém, teda nová sieťová
infraštruktúra, ktorá umožňuje konverziu dát, reči a mobilnej sieťovej technológie cez
infraštruktúru založenú na IP.
IP Multimediálny Subsystém je štandardizovaný NGN architektúrou pre
telekomunikačných operátorov, ktorí chcú poskytnúť mobilné aj fixné multimediálne
služby. Využíva VoIP implementáciu založenú na 3GPP realizácii štandardizovanej zo
SIP, ktorá funguje pod štandardom IP. Cieľom IMS je nielen poskytnúť nové služby, ale
všetky služby, súčasné aj budúce, ktoré Internet ponúka. Preto IMS dá sieťovým
operátorom a servisným poskytovateľom možnosť riadiť, kontrolovať a zodpovedať za
každú službu. Navyše, používatelia musia byť schopní realizovať všetky svoje služby tak
dobre ako zo svojej domácej siete, tak aj keď sú „roaming“. Na dokázanie týchto cieľov
IMS používa otvorené štandardizované protokoly IP, definované IETF. Teda
multimediálne spojenie medzi dvoma IMS užívateľmi, medzi IMS užívateľom
a užívateľom Internetu a medzi dvoma užívateľmi Internetu je zavedené používaním
presne rovnakého protokolu.
IMS bol navrhnutý na zaplnenie rozdielu medzi tradičnou telekomunikačnou
technológiou a internetovou technológiou, čo zvyšuje šírku pásma, a tým dovoľuje
operátorom ponúkať nové služby, ktoré podielnici a koncoví užívatelia očakávajú.
IMS predstavuje štandardizovanú, znovu použiteľnú platformu, ktorá poskytuje
lepší spôsob na experimentovanie, rozmiestnenie, integráciu a rast spotrebiteľa a
spoločností hlasových a dátových služieb. Keďže je IMS štandardizovaná pomocou
3GPP, jej entity (CSCF, HSS, MRF, ...), externé rozhrania sú štandardizované podľa
funkcionality.
3G IP zdokonalilo pôvodnú IMS architektúru, ktorá sa preniesla do 3GPP ako
časť ich štandardizovanej práce pre mobily 3 generácie systému UMTS, GSM a GPRS
sietí.
IMS by mala pracovať s akoukoľvek sieťou (pevnou, mobilnou, bezdrôtovou) s funkciou
prepojovania paketov ako GPRS, UMTS, CDMA 2000, WLAN, WiMAX, DSL, kábel.
Staršie spínané obvody telefónnych systémov (POTS, GSM) sú prenesené cez brány.
Žilinská univerzita v Žiline, Elektrotechnická fakulta, katedra Telekomunikácií
2
IMS dovoľuje operátorom a servisným poskytovateľom používať rozdielne základné
sieťové architektúry.
Víziou pre ľudí je používať jeden telefón s jedným telefónnym číslom, adresárom
a pamäťovým blokom hlasovej pošty, využitie lacnej a rýchlej spojiteľnosti z domova
alebo úradu, počas užívania mobility v širokej mobilnej telefónnej sieti.
Telekomunikační operátori môžu poskytovať služby používateľom bez ohľadu na ich
polohu, prístupovú technológiu a koncové zariadenie. IMS garantuje komunikáciu
prepojených systémov s existujúcimi telefónnymi systémami.
Žilinská univerzita v Žiline, Elektrotechnická fakulta, katedra Telekomunikácií
3
2. Cieľ riešení
Cieľom mojej diplomovej práce je oboznámenie sa s novou infraštruktúrou IMS
(IP Multimediálny Subsystém), ktorá bude postupne zavádzaná do praxe. Ďalej
analyzovať architektúru a funkčné bloky systému, možnosti ich realizácie. Analyzovať
riadenie výstavby spojenia v IMS, popísať doplnkové služby. V závere mojej diplomovej
práce sa budem zaoberať porovnaním riadenia výstavby spojenia v IMS s klasickou
sieťou.
Žilinská univerzita v Žiline, Elektrotechnická fakulta, katedra Telekomunikácií
4
3. Analýza architektúry systému IMS, funkčné bloky a ich vlastnosti a možnosti
realizácie
3.1 Analýza architektúry systému IMS
IP multimediálna jadrová sieť subsystému je súborom rozdielnych funkcií
prepojených štandardizovaným rozhraním. Funkcia nie je uzlovým bodom, realizátor má
voľnosť v kombinovaní dvoch funkcií do jedného uzlového bodu, alebo rozdeliť
samostatnú funkciu do dvoch alebo viacerých uzlových bodov. Každý uzlový bod môže
byť tiež prezentovaný (charakterizovaný) niekoľkokrát v sieti pre rozdelenie výkonu
alebo organizačné otázky.[1]
Multi prístupová funkcionalita je obsiahnutá v IMS architektúre (obr. 3.3.1), ktorá
spolu so štandardmi odpovedá na objavujúci sa trend smerujúci k všeobecnému,
štandardizovanému subsystému, kde sa ponúkajú nové služby.
IMS je navrhnutý na poskytnutie množstva kľúčových funkcionalít požadovaných
na aktiváciu nových služieb cez mobilné siete. Táto nová oblasť IP služieb musí zahŕňať
tiež komplexnosť multimédia, obmedzenia základných sietí, riadiacu mobilitu a riadenie
množstva objavujúcich sa aplikácii.
Obr. 3.3.1. Architektúra systému IMS
Žilinská univerzita v Žiline, Elektrotechnická fakulta, katedra Telekomunikácií
5
IMS obsahuje všetky elementy jadrovej siete poskytujúce IP multimediálne služby
(ako je audio, video, text, ... a ich kombinácie) cez paketovo prepínanú doménu jadra
siete.
Celková sieťová architektúra má dve časti : prístupová sieť, jadrová sieť.[8]
Prístupová sieť: v meniacich sa podmienkach poskytuje prístupová sieť bezdrôtové
prístupové body a spojenia s užívateľom. Užívateľ sa môže pripojiť do IMS siete
využitím rôznych metód, ktoré sú všetky používané štandardom IP. Priame IMS
terminály (mobilné telefóny, PDA, počítače, ...) sa môžu zaregistrovať priamo
v sieti IMS, dokonca aj keď sú roaming v inej sieti alebo krajine. Jediná
požiadavka je, že musia používať IPv4/IPv6 a SIP UA (UAC a UAS). Fixný
prístup (DSL, káblové modemy, Eternet, ...), mobilný prístup (W – CDMA,
CDMA 2000, GSM, GPRS) a bezdrôtový prístup (WLAN, WiMAX, ...) sú všetky
podporované IMS. Iné telefónne systémy ako POTS a H.323 a nie IMS
kompatibilné VoIP systémy sú podporované cez brány.
Jadrová sieť : poskytuje riadiacu službu a pevnú prepojiteľnosť k ďalším prístupovým
bodom, k ďalším pevným sieťam a k zdrojom služby, ako sú databázy, vzájomne
pôsobiace oznámenia a spokojné doručenie. Jadrová sieť takisto pozostáva
z dvoch časti, známych ako domény:
Obvodovo spínaná doména : požaduje jednoúčelové (priradené)
sieťové zdroje na pridelenie počas spojenia. Klasický príklad
obvodovo spínanej domény je PSTN.
Paketovo spínaná doména : nepožaduje také jednoúčelové
(priradené) zdroje. Informácie sú rozdelené v oddelených
krátkych správach (paketoch), sú smerované nezávisle cez sieť
do svojho miesta určenia, kde sú znovu zhromaždené do
pôvodných informačných tokov. Klasický prípad paketovo
spínanej domény je Internet.
Žilinská univerzita v Žiline, Elektrotechnická fakulta, katedra Telekomunikácií
6
3.2 Celkový pohľad na IMS architektúru
Obr. 3.3.2.2 Celkový pohľad na IMS architektúru
• Aplikačná vrstva : zahŕňa aplikáciu a kapacitu serverov na uskutočnenie
zhodnotenej služby pre užívateľa. Všeobecná služba umožnená IMS štandardom
je implementovaná ako služba v SIP aplikačnom servery.
• Riadiaca vrstva : zahŕňa sieťovú kontrolu serverov pre riadiace hovory alebo
nastavenia spojenia, zmenu a odpojenie. Najdôležitejšia funkcia v riadiacej vrstve
je CSCF, tiež známa ako SIP server. Táto vrstva tiež obsahuje kompletnú súpravu
podporujúcich funkcií, ako aj obstarávanie, tarifikovanie a O&M. Komunikácia
prepojených systémov s inými operátorskými sieťami a inými typmi sietí je
riadená hraničnými bránami.
• Spojovacia vrstva : zahŕňa smerovače a prepínače, oba pre chrbticovú
a prístupovú sieť.
Žilinská univerzita v Žiline, Elektrotechnická fakulta, katedra Telekomunikácií
7
3.3 Jednotlivé funkčné bloky:
• AS (Application Server): aplikačné servery a realizované služby i rozhranie so S-
CSCF používaním SIP – toto všetko povolí jednoduché spojenie a včlenenie
služieb v IMS infraštruktúre. V závislosti na aktuálnej službe, AS môžu pôsobiť
v SIP zastupiteľskom móde : SIP US (Používateľský agent) mód alebo SIP
B2BUA (Back to back agent – bezprostredne nasledujúci agent). AS môžu byť
umiestnené v domácej sieti alebo v externej sieti.
• HSS (Home Subscriber Server): hlavný používateľ databázy, ktorá podporuje IMS
sieťové entity, ktoré sú aktuálne spracovávané. Obsahuje povolenie týkajúce sa
informácií, vykonáva legalizáciu a autorizáciu užívateľa a môže poskytovať
informáciu o fyzickej polohe užívateľa.
• MRF (Media Resource Function): funkcia mediálneho zaistenia poskytuje zdroj
médií v domácej sieti. Je používaná na : multimediálne konferencie, rečovú
konverziu a rečové rozpoznávanie, prekódovanie multimediálnych dát v reálnom
čase. Každá MRF je ešte delená na : MRFC : je signalizačná úroveň uzlového
bodu, ktorá pôsobí ako SIP používateľský agent v S – CSCF, ktorá kontroluje
MRFP rozhraním H.248. MRFP : je úroveň uzlového bodu, ktorá implementuje
všetky funkcie týkajúce sa média.
• MGCF (Media Gateway Control Function): riadi protokol hovoru konverziou
medzi SIP a ISUP a rozhraniami SGW cez SCTP. Takisto riadi zdroje v MGW
s H.248.
• MGW (Media Gateway): rozhrania s úrovňou média CS siete konvertovaním
medzi RTP a PCM. Takisto môže dekódovať, ak sa nezhodujú kódy.
• IP/MPLS (Internet Protocol/Multiprotocol Label Switching):technológia rýchleho
smerovania paketov medzi druhou a treťou vrstvou modelu OSI. Princíp spočíva
v označovaní paketov.
• PSTN/PLMN (Public Switched Telephone Network/Public Land Mobile Network):
PSTN je sieť svetových verejných sietí s kruhovým prepínaním obvodov. PLMN
je sieť, ktorá je ustanovená a riadená administrátorom alebo ROA pre špecifický
účel poskytovania pozemných mobilných telekomunikačných služieb
verejnosti.[8]
Žilinská univerzita v Žiline, Elektrotechnická fakulta, katedra Telekomunikácií
8
3.4 Call Session Control Function
Najdôležitejším blokom je blok CSCF (Call Session Control Function):využívaný na
spracovanie SIP signalizačných paketov v IMS. CSCF kapacita môže rásť v rozsahu
k číslam telefónnych účastníkov a číslo aplikačných serverov môže rásť v rozsahu
využitia rozdielnych služieb. CSCF delíme na:[8]
• P – CSCF (Proxy CSCF): je zástupcom SIP (proxy), ktorý je prvým kontaktným
bodom pre IMS koncové zariadenie. Môže byť umiestnený tiež v externej sieti,
alebo aj domácej sieti, keď externá sieť ešte nie je zhodná s IMS. Niektoré siete
môžu používať SBC pre túto funkciu. Koncové zakončenie môže zistiť svoje
P – CSCF tiež s DHCP alebo je pridelené v kontexte GPRS.
- P – CSCF je pridelené k IMS koncovému zariadeniu počas registrácie
a nemení sa počas trvania registrácie.
- Je na trase všetkých signalizačných správ a môže dohliadať na každého
správne.
- Autentifikuje užívateľa a pevne stanovené IPSec ochranné spojenie s IMS
koncovým zariadením. Toto predchádza útokom pri navádzaní na
nesprávnu akciu a zopakovaniu útokov a ochrane utajenia užívateľa. Iné
uzlové body zodpovedajú P – CSCF a neautentifikujú užívateľa znova.
- Môže tiež komprimovať a dekomprimovať správy SIP používané
SIGComp, ktorý obmedzí cyklus na pomalé rádiové linky.
- Môže zahŕňať PDF, ktorý autorizuje mediálne zdroje, QoS. Je využívaný
pre strategické riadenie, pre spravovanie šírky pásma, atď. PDF môže byť
tiež oddelenou funkciou.
- Takisto generuje doplňovanie záznamov.
• I – CSCF (Interogating CSCF): je SIP proxy umiestnený na okraji
administratívnej domény. Jeho IP adresa je publikovaná v DNS, preto ho môžu
nájsť vzdialené servery (ako P – CSCF v externej doméne, alebo S – CSCF
v cudzej doméne) a použiť ako vstupný bod pre všetky SIP pakety do tejto
domény.
• S – CSCF (Servering CSCF : je ústredným uzlovým bodom signalizačnej úrovne.
Je to SIP server, ale vykonáva riadenie spojenia. Je vždy umiestnený v domácej
Žilinská univerzita v Žiline, Elektrotechnická fakulta, katedra Telekomunikácií
9
sieti. Používa rozhranie DIAMETER Cx a Dx na HSS načítavanie profilov
užívateľa.
- Zaobchádza so SIP registráciami, ktoré dovolia sa pripojiť
k lokalizovanému užívateľovi na danej SIP adrese.
- Je na trase všetkých signalizačných správ a dohliada na každú správu.
- Rozhoduje o tom, ktorá aplikácia serverov SIP správ bude posunutá vpred
v poradí, poskytuje ich služby.
- Poskytuje smerovanie služieb.
- Uvádza v platnosť metódu sieťového operátora.
Žilinská univerzita v Žiline, Elektrotechnická fakulta, katedra Telekomunikácií
10
4. Rozhrania systému IMS k okoliu a vlastnosti používaných protokolov
4.1 Popis rozhraní IMS
Názov
rozhrania
IMS entity Popis Protokol
Gm UE, P – CSCF Vymieňa správy medzi UE a CSCF SIP
Mw P – CSCF, I –
CSCF, S - CSCF
Vymieňa správy medzi CSCF SIP
ISC S – CSCF, AS, I -
CSCF
Vymieňa správy medzi CSCF a AS SIP
Cx I – CSCF, S –
CSCF, HSS
Komunikuje medzi I – CSCF/S –
CSCF a HSS
DIAMETER
Dx I – CSCF, S –
CSCF, SLF
Používané I – CSCF/S – CSCF na
nájdenie správneho HSS v multi
HSS prostredí
DIAMETER
Sh SIP AS, HSS, OSA
SCS
vymieňa informácie medzi SIP
AS/OSA SCS a HSS
DIAMETER
Si IM – SSF, HSS Vymieňa informácie medzi IM –
SSF a HSS
MAP
Dh SIP AS, OSA, SCF,
IM – SSF, HSS
Používané AS na nájdenie
správneho HSS v multi HSS
prostredí
DIAMETER
Mm I – CSCF, S –
CSCF, externá IP
sieť
Používané pre výmenu správ medzi
IMS a externou sieťou
Nie je
špecifikovaný
Mg MGCF→I – CSCF MGCF konvertuje ISUP
signalizáciu na SIP signalizáciu
a následne SIP signalizáciu na
I – CSCF
SIP
Mi S - CSCF→BGCF Používané na výmenu správ medzi
S – CSCF a BGCF
SIP
Žilinská univerzita v Žiline, Elektrotechnická fakulta, katedra Telekomunikácií
11
Mj BGCF→MGCF Používané na výmenu správ medzi
BGCF a MGCF v tej istej sieti
SIP
Mk BGCF→BGCF Používané na výmenu správ medzi
BGCF v rozdielnych IMS sieťach
SIP
Mr S – CSCF, MRFC Používané na výmenu správ medzi
S – CSCF a MRFC
SIP
Mp MRFC, MRFP Používané na výmenu správ medzi
MRFC a MRFP
H.248
Mn MGFC,
IM – MGW
Povoľuje riadenie zdrojov
používateľskej úrovne
H.248
Ut UE, AS (SIP AS,
OSA SCS,
IM – SSF)
Aktivuje UE na riadenie informácií
súvisiacich s jeho službami
http
Go PDF, GGSN Povoľuje operátorom riadenie QoS
na užívateľskej úrovni a vymieňa
tarifikačné korelačné informácie
medzi IMS a GPRS sieťou
COPS,
DIAMETER
Gq P – CSCF, PDF Používané na výmenu postupov
súvislých rozhodnutí informácií
medzi P – CSCF a PDF
DIAMETER
Tab. 4.4.1 Popis rozhraní IMS
Žilinská univerzita v Žiline, Elektrotechnická fakulta, katedra Telekomunikácií
12
4.4.1 Umiestnenie rozhraní v SIP súvisiacich komponentoch v 3GPP
Obr. 4.4.2 Umiestnenie rozhraní v SIP komponentoch
Žilinská univerzita v Žiline, Elektrotechnická fakulta, katedra Telekomunikácií
13
4.2 Vlastnosti používaných protokolov:
4.2.1 SIP(Session Initiation Protocol)
SIP je riadiaci protokol aplikačnej vrstvy pre tvorbu, modifikáciu a ukončenie
spojenia s jedným alebo viacerými účastníkmi. SIP klienti používajú TCP alebo UDP na
spojenie so SIP serverom a ďalšími SIP koncovými bodmi. SIP je v prvom rade
využívaný v nastavovaní a ukončovaní video hovorov.[8]
Motivujúcim cieľom pre SIP bolo poskytovanie signalizácie a nastavenia hovoru pre
komunikáciu založenú na IP. SIP je peer - to – peer protokol, štandardizovaný IETF.
Pracuje v súlade s niekoľkými ostatnými protokolmi a je zapojený len v časti
komunikačného spojenia.
Obr. 4.4.3 SIP architektúra
Žilinská univerzita v Žiline, Elektrotechnická fakulta, katedra Telekomunikácií
14
SIP vytvára elementy nazývané PROXY SERVERY (obr. 4.4.4) na pomáhanie pri
smerovaní požiadaviek aktuálnej užívateľskej polohy, overenie a autorizovanie
užívateľov pre služby, implementovanie poskytovateľovej politiky smerujúcej k hovoru
a poskytovanie vlastností užívateľom. Takisto poskytuje registračné funkcie, ktoré
povoľujú užívateľom uploadovať ich aktuálne polohy pre použitie Proxy Serverov.
Obr. 4.4.4 SIP Servery
4.2.2 DIAMETER:
DIAMETER je protokolom AAA a nasleduje svojho predchodcu - protokol
RADIUS. Je definovaný RFC 3588 a definuje minimum požiadaviek pre AAA protokol.
Požiadavky môžu rozšíriť základ protokolu pridaním nových príkazov a/alebo vlastností
(rysov). Aplikácia nie je program, ale protokol založený na protokole DIAMETER,
ktorého bezpečnosť je poskytovaná pomocou IPSec alebo TLS. Každá aplikácia je
definovaná aplikačným identifikátorom.
Príklady aplikácií DIAMETER protokolu:
• Aplikácia DIAMETER MOBIL IPv4 (RFC 4004);
• Aplikácia DIAMETR NETWORK ACCESS SERVER (RFC 4005);
Žilinská univerzita v Žiline, Elektrotechnická fakulta, katedra Telekomunikácií
15
• Aplikácia DIAMETR EXTENSIBLE AUTHENTICATION PROTOCOL
(RFC 4072);
• Aplikácia DIAMETR CREDIT – CONTROL (RFC 4006);
• Aplikácia DIAMETR SESSION INITIATION PROTOCOL (RFC 4740);
• Rozličné aplikácie v 3GPP IP Multimediálnom Subsystéme;
4.2.3 MAP(Mobile Application Part)
Pracuje v UMTS a GSM sieťach. Je to protokol, ktorý poskytuje aplikačnú vrstvu
pre rozdielne uzly v jadrovej mobilnej sieti a GPRS jadrovej sieti na komunikáciu
s každým ďalším užívateľom, za účelom poskytovania služby mobilným telefonujúcim
užívateľom.
Je to aplikačný vrstvový protokol využívaný na prístup do HLR, VLR, MSC, EIR,
AC, SMSC a podporujúci obsluhujúci uzol GPRS.
Prvoradá podpora poskytovaná MAP:
• Služby mobility – riadenie lokalizácie, overovanie, riadenie služby popisu
informácie, obnova chyby
• Výkon a údržba
• Doplnkové služby
• PDP pre GPRS – poskytovanie smerovania informácii pre GPRS spojenia
• LSMS
MAP je definovaný v dvoch štandardoch:
• MAP pre GSM (predchádzajúce RELEASE 4), je špecifikovaný
3GPP TS 09.02
• MAP pre UMTS („3G“) a GSM (RELEASE 99 a neskoršie), je
špecifikovaný 3GPP TS 29.002
Žilinská univerzita v Žiline, Elektrotechnická fakulta, katedra Telekomunikácií
16
4.2.4 H.248
H.248 nazývaný aj MEGACO je GCP protokol. Je to signalizačný protokol používaný
medzi MG a MGC v sieti VoIP. Definuje nevyhnutné signalizačné mechanizmy na
povolenie MGC riadiť brány za účelom podpory hlasu/faxu medzi PSTN - IP alebo IP –
IP sieťou.
4.2.5 HTTP (Hypertext Transfer Protocol)
HTTP je aplikačný protokol k prístupu a výmene informácii v prostredí
distribuovaných hypermediálnych informačných systémov. Je určený pre prenos
hypertextových www informácii vo formáte HTML (Hypertext Markup Language) medzi
www klientmi a servermi (obr. 4.4.5). Dnes je protokol využívaný ako základný generický
protokol siete internet a používa sa i k sprístupneniu služieb iných aplikačných
protokolov (FTP, SMTP, ...).
Protokol HTTP je koncipovaný ako jednoduchý objektovo orientovaný protokol,
ktorý pracuje v režime žiadosť/odpoveď (request/response). HTTP vyžaduje použitie
spoľahlivého transportného protokolu TCP s vyhradeným portom 80 na strane serveru
HTTP. Navštívené stránky sú ukladané do vyrovnávacej pamäte (cache). Ak sa chceme
pozrieť na stránku znovu, HTTP sa opýta originálneho serveru na zmenu. Ak ku žiadnej
nedošlo, prehliadač zobrazí stránku, ktorú má vo vyrovnávacej pamäti. Počítače proxy
a brány ležiace medzi klientom a originálnym serverom ukladajú webovské stránky do
cache pre prípad opätovnej žiadosti.
Zvlášť dôležité je globálne prostredie adresácie informačných zdrojov zo strany
klientov. Identifikátor objektov vo www svete sú tzv. URI (Uniform Resource
Identifiers).
URI môže byť:
• URN (Uniform Resource Names),
• URL (Uniform Resource Locator),
• URC (Uniform Resource Charakteristics)
Žilinská univerzita v Žiline, Elektrotechnická fakulta, katedra Telekomunikácií
17
V praxi sa stretávame len s URL. Protokol HTTP používa k adresovaniu
požadovaných informačných zdrojov adresnú schému URL. Jednotlivé aplikačné
protokoly majú svoju schému URI.
Tvar schémy:
<schéma> : <na schéme závislá časť>
- http – HTTP protokol: http://server.firma.sk
- ftp – FTP protokol: ftp://ftp.firma.sk
- mailto – SMTP protokol: mailto:[email protected] – iné
Formát správ HTTP pre žiadosti a odpovede:
1) všeobecný úvodný riadok (request line/status line),
2) obecná hlavička,
3) hlavička správy,
4) jeden prázdny riadok,
5) telo správy,
Obr. 4.4.5 HTTP model klient/server
4.2.6 COPS (Common Open Policy Service)
COPS protokol je časťou IPS (Internet Protocol Suite) definovaný RFC 2748.
Špecifikuje jednoduchý model postupu cez QoS signalizačného protokolu RSVP.
Žilinská univerzita v Žiline, Elektrotechnická fakulta, katedra Telekomunikácií
18
5. Analýza riadenia výstavby spojenia v IMS
Analýza výstavby spojenia v IP Multimediálnom Subsystéme je definovaná
štandardom IETF.
IETF (Internet Engineering Task Force ) je voľne samo organizovaná skupina
ľudí, ktorí prispievajú do vývoja internetových technológií. Je základnou časťou
zapojenou vo vývoji nových špecifikácií Internetových štandardov. Poskytuje fórum pre
pracovné skupiny na koordináciu technického vývoja a výberu sady internetových
protokolov. Je veľkou otvorenou komunitou sieťových návrhárov (konštruktérov),
operátorov, obchodníkov a výskumníkov zainteresovaných do architektúry, vývoja
a vyváženého riadenia globálneho internetu.[8]
Väčšina práce je urobená v členských organizáciách. IETF posolstvo zahŕňa
nasledujúce:
• Identifikujúce a navrhujúce riešenia na naliehavé funkčné a technické
problémy v internete.
• Špecifikáciu vývoja alebo používanie protokolov a krátkodobej
architektúry na riešenie podobných technických problémov pre internet.
• Vytváranie doporučení (noriem) pre IESG (Internet Engineering Steering
Group) týkajúcich sa štandardizovania protokolov a protokolov
používaných v Internete.
• Uľahčujúce fórum pre výmenu informácií v rámci internetovej komunity
medzi obchodníkmi, užívateľmi, výskumníkmi prostredníctvom
dodávateľov a sieťových správcov.
IETF pracovné skupiny sú zamerané na jednu alebo viac špecializácií. Neexistuje
hlasovanie, rozhodnutia sa robia na základe prejavov a diskusií. IETF dokumenty spadajú
do niekoľkých kategórií:
• Internetové návrhy: pracovné dokumenty, žiadne triedenie podľa stavu,
vymazané po 6 mesiacoch.
• Požiadavky pre komentár: archívne dokumenty.
• Štandardná stopa: neprichádza žiadny príkaz z IETF.
Žilinská univerzita v Žiline, Elektrotechnická fakulta, katedra Telekomunikácií
19
• Navrhovaný štandard: dokončené špecifikácie.
• Návrh štandardu: požiadavky viacnásobných nezávislých implementácií
schopných spolupracovať, založených na ohraničení.
• Štandard: demonštrovaný operačnou stabilitou.
• Informačné.
• Experimentálne.
• Historické.
• Najlepšia aktuálna prax.
5.1 Protokoly používané štandardom IETF:
Štandard IETF používa niekoľko protokolov podporujúcich jeho fungovanie.
Obr. 5.5.1 IETF konferenčná architektúra
5.1.1 RSVP (Resource Reservation Protocol)
Protokol pre rezervovanie šírky pásma v sieti, pre prenos dát citlivých na
oneskorenie. RSVP umožňuje integrované služby dvoch úplne rozdielnych typov:
• Garantovaná služba: garantuje prenosovú rýchlosť, hornú hranicu
oneskorenia, nulovú stratu paketov.
• Riadená záťaž: garantuje QoS bez pevnej hranice maximálneho
oneskorenia, je určená pre služby, ktoré tolerujú aj stratu.
Žilinská univerzita v Žiline, Elektrotechnická fakulta, katedra Telekomunikácií
20
5.1.2 RTP/RTCP (Real – Time Transport Protocol/RTP Control Protocol)
RTP definuje štandardný paketový formát pre doručovanie zvukových
a obrazových (video) dát po internete. Protokol sa často používa v streaming media
systémoch ako video telefónna konferencia alebo videokonferencia v push to talk
systémoch (v spojení s H.323 alebo SIP), čím je protokol technickým základom VoIP. Je
prenášaný pomocou UDP.
RTCP slúži k riadeniu RTP relácie a k sledovaniu kvality toku. Protokol RTCP
obvykle využíva port o jedno číslo väčšie ako TCP.
5.1.3 RSTP (IEEE 802.1 Real – Time Streaming Protocol)
Je protokol riadiaci priebeh streamovania. Neurčuje ani formát audia/videa ani
jeho prenos alebo spracovanie. Zjednodušuje a sprehľadňuje jednotlivé stavy protokolov.
5.1.4 SAP (Service Advertising Protocol)
Je zahrnutý do IPX (Internetwork Packet Exchange) protokolu. SAP tvorí
dynamický postup pridávania a odoberania služieb v IPX pripojenej sieti. Ak sú zavedené
servery, môžu oznámiť službám používanie SAP, keď sú odpojené používajú SAP na
signalizovanie, že ich služby už ďalej nebudú dostupné. IPX sieťové servery môžu
používať SAP na ich identifikáciu ich samých menom a typom služby. Všetky entity,
ktoré používajú SAP musia vysielať meno a typ služby, ktoré sú jedinečné v celej IPX
pripojenej sieti.
5.1.5 SIP (Session Initiation Protocol)
S týmto protokolom sme sa bližšie zoznámili v podkapitole 4.2.1
5.1.6 HTTP (Hypertext Transfer Protocol)
S týmto protokolom sme sa bližšie zoznámili v podkapitole 4.2.5
Žilinská univerzita v Žiline, Elektrotechnická fakulta, katedra Telekomunikácií
21
5.1.7 SMTP (Simple Mail Transfer Protocol)
Protokol SMTP, súčasť rodiny TCP/IP definuje formát pre zasielanie správ
elektronickej pošty. Používa architektúru klient – server. SMTP začína svoju činnosť
potom, čo klient nadviaže TCP spojenie so serverom na porte 25. Spojovoor. TCP
protokol zaistí spoľahlivé doručenie správ. Klient posiela poštu na server v sérii transakcií
príkazov/odpovedí.
Používateľ sa k pošte dostane cez dva protokoly:
• POP3(Post Office Protocol) – veľmi jednoduchý, pomocou ktorého
pracuje používateľ offline.
• IMAP4 (Internet Message Access Protocol)– komplikovaný protokol,
ktorý umožňuje pracovať Offline aj Online. Používateľ môže mať
nadviazané spojenie s poštovým serverom dlhšiu dobu a môže byť
serverom informovaný o zmenách vo svojej poštovej schránke. Protokol
IMAP4 umožňuje tiež pracovať s privátnymi poštovými schránkami
priamo z terminálu na serveri. Schránky na serveri tak zostávajú zálohou
schránok na PC.
5.1.8 SDP (Session Description Protocol)
Protokol na popis streaming media nastavenia parametrov. Bol určený pre popis
multimediálnych spojení, pre účel oznámenia spojenia, výzvu k spojeniu a ďalšie formy
multimediálnych začiatkov spojení.
podmienok súvisejúcich s SDP
1) konferencia : nastavenie dvoch alebo viacerých komunikujúcich
užívateľov podľa SW,
2) spojenie : spojenie pre multimediálnych odosielateľov
a prijímateľov a tečúci tok dát,
3) oznámenie spojenia : je mechanizmus, ktorým je popis spojenia
sprostredkovaný užívateľom v proaktívnom tvare,
4) oznámenie spojenia : to isté ako v bode 3,
5) popis spojenia : dobre definovaný formát pre sprostredkovanie
dostatočnej informácie na nájdenie a zúčastnenie sa na
multimediálnom spojení,
Žilinská univerzita v Žiline, Elektrotechnická fakulta, katedra Telekomunikácií
22
5.1.9 UDP (User Datagram Protocol)
Zodpovedá štvrtej vrstve systému RM OSI ISO. Poskytuje nespojovo orientovanú
službu. Teda je určený pre tie aplikácie, kde nie je vyžadovaný bezpečný prenos. Odpadá
nadväzovanie a rušenie spojenia.
5.1.10 TCP/TLS/SCTP (Transmission Control Protocol/Transport Layer Security/Stream
Control Transmission Protocol)
TCP ponúka spojovo orientovanú transportnú službu. Garantuje doručenie
dátových paketov v správnom poradí. Všetky vysielané pakety sú očíslované. TCP pakety
obsahujú identifikáciu zdrojového (client) a cieľového (server) použitia. Priradenie
dátového paketu ku príslušnému cieľovému použitiu sa uskutočňuje pomocou portov.
Užitočné dáta sú vo štvrtej vrstve TCP delené do blokov s maximálnou dĺžkou 64 000
oktetov a odovzdávané do IP vrstvy.
TLS pripúšťa aplikácie na komunikáciu cez sieť v ceste navrhnutej na zabránenie
odpočúvania, falšovania a podvrhu textových správ. TLS poskytuje overenie koncového
bodu a dôveryhodnosť komunikácie cez internet použitím šifrovania.
SCTP je transportná vrstva, ktorú navrhla IETF, zaoberajúca sa prenosom
telefónnej signalizácie (SS7) po IP. Odtiaľ pochádza požiadavka na niekoľko navzájom
nezávislých kanálov, ktoré sú prepravované paralelne. Po nadviazaní spojenia je možné
prenášať radu navzájom nezávislých prúdov. V rámci každého z nich dokáže SCTP
garantovať doručenie všetkých dát v správnom poradí. Prípadný výpadok (a neskoršie
opakovanie, teda zdržanie) v niektorom prúde sa však netýka ostatných prúdov. Ich
komunikácia prebieha bez prerušenia.
5.1.11 IP (Internet Protocol)
Zodpovedá protokolu vrstve 3 pre nespojovo orientovaný prenos správ, založený
na datagramovej službe. Dlhšie správy sú prenášané viacerými datagramovými
jednotkami. Datagram je fragment celkovej správy a prechádza cez sieť vlastnou cestou.
Každý datagram obsahuje adresu zdroja a cieľa, kde má byť doručený. Správne poradie
IP paketov nie je zabezpečené, realizuje sa to transportným protokolom vyššej vrstvy.
Žilinská univerzita v Žiline, Elektrotechnická fakulta, katedra Telekomunikácií
23
5.2 Riadenie výstavby spojenia v IMS:
Protokol SDP je definovaný v Proposed Standard – RFC 2327 a aktualizovaný
v Proposed Standard – RFC 3266 (podpora pre IPv6). Slúži pre špecifikáciu kódovania
a ďalších parametrov prenosu multimediálnych dát behom komunikácie, čo umožňuje
všetkým príjemcom popisu relácie, aby sa podieľali na danej relácii. SDP je
predovšetkým určený na popis vlastností komunikácie medzi viacerými sieťami, ale vo
všeobecnosti je použiteľný aj na popis konferencií v rôznych sieťových podmienkach.
Multimediálna relácia pre uvedené účely je definovaná ako súbor tokov dát, ktoré
existujú počas určitého časového intervalu. Doba, počas ktorej je relácia aktívna, nemusí
byť kontinuálna.[6]
Správa protokolu SDP je obsiahnutá v tele správy protokolu SDP a skladá sa
z postupností riadkov v tvare typ = hodnota. Existujú tri skupiny typov:
• typy popisujúce reláciu (session describtion types)
• typy popisujúce časové charakteristiky (time describtion types)
• typy popisujúce tok dát (media describtion types)
Typ je zapísaný len jedným písmenom a označuje aký parameter komunikácie je
popisovaný. Najprv sú vždy uvádzané riadky týkajúce sa celého spojenia alebo všetkých
tokov prenášaných dát, potom nasledujúce riadky popisujúce jednotlivé toky dát.
Žilinská univerzita v Žiline, Elektrotechnická fakulta, katedra Telekomunikácií
24
Tabuľka dávajúca prehľad o jednotlivých typoch patriacich do štruktúry protokolu
SDP:
Typ Význam Voliteľný
Popis relácie
v = Verzia protokolu Nie
o = Vlastník/tvorca a identifikátor spojenia Nie
s = Meno relácie Nie
i = Informácia relácie Áno
u = URI popisu Áno
e = e – mailová adresa Áno
p = Telefónne číslo Áno
c = Informácia pripojenia Áno
b = Informácia o pásme Áno
z = Časová zóna úpravy Áno
k = Šifrovací kľúč Áno
a = Žiadne alebo viac vlastností liniek relácií Áno
Popis časových charakteristík
t = Čas, kedy je relácia aktívna Nie
r = Žiadne alebo viac opakovaní času Áno
Popis média
m = Názov média a transportnej adresy Nie
i = Názov média Áno
c = Informácia o pripojení Áno
b = Informácia o pásme Áno
k = Šifrovací kľúč Áno
a = Žiadne alebo viac vlastností liniek relácií Áno
Tab. 5.5.2.1 Typy patriace do štruktúru protokolu SDP
Žilinská univerzita v Žiline, Elektrotechnická fakulta, katedra Telekomunikácií
25
5.2.1 Popis syntaxu správy SIP – požiadavky:
• štartová línia – INVITE – táto metóda umožňuje nadviazať spojenie medzi
užívateľmi. Volajúce klient môže kontaktovať volaný server priamo alebo
prostredníctvom proxy/presmerovacieho servera,
• Záhlavie správy – skladá sa z informácii komu je správa posielaná, od koho je
posielaná, predmet správy, obsahu dĺžky správy, obsahu typu správy, CSeq-
označuje poradové číslo žiadosti v rámci jedného spojenia (ak je rovnaká
žiadosť opakovaná, pretože na ňu neprišla odpoveď, má rovnakú hodnotu
CSeq a následné žiadosti INVITE pre to isté spojenie, posielané pre zmenu
parametrov existujúcej komunikácie majú vždy vyššie hodnoty CSeq),
kontakt, cez akú sieť je správa posielaná,
• Telo správy – obsahuje typy protokolu SDP
Ø v =0 - je verzia protokolu SDP
Ø o = - je pôvodca (originátor) spojenia (udáva jeho
užívateľské meno, identifikátor spojenia a IP adresu)
Ø s = - je meno (subject) spojenia
Ø t = - špecifikuje čas (time) začiatku a konca relácie (časové
relácie sú špecifikované v sekundách)
Ø c = - je adresa spojenia (connection), na ktorú majú byť
posielané dáta (obvykle ide o multicastovú IP adresu, za ktorou môže
nasledovať lomítko a hodnota TTL(Time To Live) definujúca rozsah
šírenia paketov v sieti; t.j. maximálne povolený počet skokov v sieti)
Ø m =audio - predstavuje jeden audio kanál so vzorkovacou
frekvenciou 8 kHz. (slúži na popis toku dát (media), ktorý udáva typ
dát (audio, video,...), číslo portu, na ktorom bude tento tok dát
posielaný (v prípade vysielania médiových dát vez UDP, číslo portu
musí byť v rozsahu 1024 – 65535 včítane), voliteľne počet použitých
portov, transportný protokol (TCP, UDP, ...) a kódovanie,
Žilinská univerzita v Žiline, Elektrotechnická fakulta, katedra Telekomunikácií
26
Obr. 5.5.2.1 Syntax SIP správy – požiadavka
5.2.2 Popis syntaxu správy SIP –odpovede:
• štartová línia : 200 OK – žiadosť bola úspešne spracovaná. (Informácia
prenesená v odpovedi závisí na typu žiadosti, ktorá túto odpoveď vyvolala),
• záhlavie správy : skladá sa z informácií komu je správa posielaná, od koho,
predmet správy, obsahu dĺžky správy, obsahu typu správy, CSeq- označuje
poradové číslo žiadosti v rámci jedného spojenia (ak je rovnaká žiadosť
opakovaná, pretože na ňu neprišla odpoveď, má rovnakú hodnotu CSeq
a následné žiadosti INVITE pre to isté spojenie, posielané pre zmenu
parametrov existujúcej komunikácie majú vždy vyššie hodnoty CSeq),
kontakt, cez akú sieť je správa posielaná,
• telo správy : obsahuje typy protokolu SDP
Ø v =0 - je verzia protokolu SDP
Ø o = - je pôvodca (originátor) spojenia (udáva jeho užívateľské
meno, identifikátor spojenia a IP adresu)
Ø s = - je meno (subject) spojenia
Ø t = - špecifikuje čas (time) začiatku a konca relácie (časové
relácie sú špecifikované v sekundách)
Ø c = - je adresa spojenia (connection), na ktorú majú byť posielané
dáta (obvykle ide o multicastovú IP adresu, za ktorou môže nasledovať
Žilinská univerzita v Žiline, Elektrotechnická fakulta, katedra Telekomunikácií
27
lomítko a hodnota TTL(Time To Live) definujúca rozsah šírenia paketov
v sieti; t.j. maximálne povolený počet skokov v sieti),
Ø m =audio - predstavuje jeden audio kanál so vzorkovacou frekvenciou 8
kHz. (slúži na popis toku dát (media), ktorý udáva typ dát (audio,
video,...), číslo portu, na ktorom bude tento tok dát posielaný (v prípade
vysielania médiových dát vez UDP, číslo portu musí byť v rozsahu 1024 –
65535 včítane), voliteľne počet použitých portov, transportný protokol
(TCP, UDP, ...) a kódovanie,
Obr. 5.5.2.3 Syntax SIP správy – odpoveď
SIP URI adresujúca schéma:
• Oddeľovanie mien (neustále) a adries (dočasne) – základná podpora
mobility
• Dve úlohy odrážané v SIP – pomenovanie užívateľa typicky sip:
user@domain, kontaktná adresa užívateľa alebo skupiny, fyzicky obsahuje
host meno alebo IP adresu, port, transportný protokol, ...
• URI môžu schváliť dodatočné parametre
„´sip:´[user [´:´passwd]´@´] host [´:´port] params [´?´headers]
params::=(´;´name[´=´value])*
headers::=field´=´value?[´&´headers]
• URI môžu tiež identifikovať služby
Žilinská univerzita v Žiline, Elektrotechnická fakulta, katedra Telekomunikácií
28
Obr. 5.5.2.4 Príklad adresovania SIP URI
5.2.3 Priamy hovor UA – UA
Na obrázku (obr. 5.5.2.5) je znázornený scenár zostavenia spojenia pomocou SIP
protokolu. V scenári žiada volajúci účastník s IP terminálom 1 o nadviazanie spojenia
s volaným účastníkom s IP terminálom 2. Predtým ako volajúci účastník s IP terminálom
1 môže vyslať žiadosť o nadviazanie spojenia, musí byť volaný účastník s IP terminálom
2 registrovaný v doméne.
Obr. 5.5.2.5 Aplikačný scenár 1 – priamy hovor
Žilinská univerzita v Žiline, Elektrotechnická fakulta, katedra Telekomunikácií
29
Scenár nadviazania spojenia prostredníctvom SIP protokolu pozostáva
z nasledujúcich krokov:
• INVITE – žiadosť užívateľskému agentovi alebo serveru pre nadviazanie
komunikácie,
• 100 Trying – (skúšam to ďalej) oznamuje, že žiadosť bola prijatá serverom
a boli realizované kroky pre jej splnenie,
• 180 Ringing – (vyzváňanie) užívateľský agent prijal žiadosť INVITE teraz
sa snaží upozorniť volaného účastníka na prichádzajúci hovor,
• 200 OK – (žiadosť bola úspešne spracovaná) informácia prenesená
v odpovedi závisí od typu žiadosti, ktorá túto odpoveď vyvolala,
• ACK – žiadosť, ktorou užívateľský agent (volajúci) potvrdzuje, že prijal
odpoveď,
• Mediálne toky – je nadviazaná komunikácia a vlastný prenos
multimediálnych dát prebieha priamo medzi IP terminálmi oboch
účastníkov prostredníctvom protokolu RTP,
• Bye – žiadosť o ukončenie zostaveného spojenia,
• 200 OK - (žiadosť bola úspešne spracovaná) informácia prenesená
v odpovedi závisí od typu žiadosti, ktorá túto odpoveď vyvolala,
Obr. 5.5.2.6 Priamy hovor
Žilinská univerzita v Žiline, Elektrotechnická fakulta, katedra Telekomunikácií
30
5.2.4 Presmerovaný hovor
Presmerovací server sa využíva v prípade, keď klient nepozná IP adresu cieľového
servera, respektíve volaného. Rovnako ako proxy server prijíma žiadosti o spojenie od
UA alebo proxy serverov, avšak nepreposiela ich ďalej v smere volaného, t.j. negeneruje
žiadosť o spojenie s volaným užívateľom, ale pomocou lokalizačnej služby siete zistí
a odovzdá spať volajúcemu informáciu, komu má žiadosť o spojenie poslať, aby sa
dostala k volanému.
Obr. 5.5.2.7 Aplikačný scenár 2 – presmerovaný hovor
Algoritmus činnosti presmerovacieho servera pri nadviazaní spojenia je možné
definovať nasledujúcimi bodmi:
• Žiadosť INVITE od volajúceho účastníka je prijatá presmerovacím
serverom,
• Presmerovací server smeruje uvedenú žiadosť do lokačného servera pre
získanie presnejšej informácie o umiestnení volaného účastníka,
• Lokačný server vracia do presmerovacieho servera správu obsahujúcu
informáciu o dočasnej zmene umiestnenia volaného účastníka vrátane jeho
novej adresy,
Žilinská univerzita v Žiline, Elektrotechnická fakulta, katedra Telekomunikácií
31
• Presmerovací server posiela uvedenú správu volajúcemu účastníkovi (302
Moved Temporary – bežné presmerovanie presmerovaním serverom, je
možné špecifikovať dobu počas ktorej je adresa, na ktorú sa presmerovanie
uskutoční platná),
• Koncové zariadenie volajúceho posiela do presmerovacieho servera
potvrdenie príjmu správy obsahujúcej informáciu o dočasnej zmene
umiestnenia volaného účastníka,
• Volajúci účastník vysiela žiadosť INVITE volanému účastníkovi,
• Volaný účastník obdrží správu o prichádzajúcom volaní a prihlási toto
volanie,
• Okamžite po prihlásení volania vysiela koncové zariadenie volaného
účastníka do koncového zariadenia volajúceho účastníka stavovú správu
indikujúcu akceptáciu volania,
• Volajúci účastník vysiela k volanému účastníkovi správu potvrdzujúcu
konečnú odpoveď na predchádzajúcu žiadosť,
Obr. 5.5.2.8 Presmerovaný hovor
Žilinská univerzita v Žiline, Elektrotechnická fakulta, katedra Telekomunikácií
32
5.2.5 Registrácia užívateľa
Prvým krokom pri registrácii klienta (koncového zariadenia) k príslušnému
serveru je zistiť, na akej adrese sa nachádza. Adresa servera môže byť u klienta
konfigurovaná staticky alebo prostredníctvom záznamu získaná dynamicky. Potom si
klient prostredníctvom metódy REGISTER (žiadosť o registráciu UA v registračnom
serveri) zaregistruje URI, ktoré spravuje.
Vo výpise je v hlavičke uvedené:
• Komu : adresa užívateľa, ktorá ma byť zaregistrovaná
• Od : adresa užívateľa, ktorý posiela žiadosť o registráciu
Výpis z analyzátore dokumentuje uvedený postup s tým, že klient má v tomto
prípade na starosti 2 URI, preto i správa REGISTER je na registračný server posielaná
trikrát. Registračný server po príjme požiadavky realizuje aktualizáciu v databáze
lokalizačnej služby (lokalizačný server), ktorej obsah potom využívajú ostatné servery
(proxy, presmerovací).
Uvedený mechanizmus umožňuje, aby užívateľ bol v priebehu dňa registrovaný
z rôznych lokalít. Takisto je možné v rámci jednej registrácie uviesť viac „kontakt“
položiek, každú vybavenú určitými atribútmi špecifikujúcimi typ zariadenia. Volajúci má
potom možnosť špecifikovať, že volaného má záujem kontaktovať len na určitých typoch
zariadení (napríklad čokoľvek okrem mobilu a hlasovej schránky).
Obr. 5.5.2.9 Registrácia užívateľa
Žilinská univerzita v Žiline, Elektrotechnická fakulta, katedra Telekomunikácií
33
5.2.6 Umiestnenie užívateľa
Umožňuje identifikáciu užívateľa prostredníctvom logickej adresy, nezávisle od
fyzického umiestnenia užívateľa.
Obr. 4.4.10 Lokalizácia užívateľa
5.2.7 Hovor uskutočnený pomocou proxy:
Proxy server prijíma žiadosť o spojenie od UA alebo od iného proxy servera a po
obdržaní adresy/adries z lokačného servera ju odovzdá proxy serveru (pokiaľ volanú
stanicu nemá vo svojej správe) alebo priamo volanému UA, pokiaľ tento je v rámci ním
spravovanej domény a potvrdí spojenie volajúcemu klientovi.
Obr. 5.5.2.11 Aplikačný scenár 3 – proxy server
Žilinská univerzita v Žiline, Elektrotechnická fakulta, katedra Telekomunikácií
34
Výmena signalizačných správ protokolu SIP na obrázku znázorňuje situáciu, kedy
volajúci i volaný sú registrovaní na rovnakom serveri v rámci spoločnej domény.
Algoritmus činnosti proxy servera pri nadviazaní spojenia:
• Žiadosť INVITE od volajúceho účastníka je prijatá proxy serverom,
• Proxy server vysiela žiadosť INVITE volanému účastníkovi,
• Volaný účastník obdrží informáciu o prichádzajúcom volaní a prihlási toto
volanie,
• Okamžite po prihlásení volania vysiela koncové zariadenie volaného účastníka do
proxy servera stavovú správu indikujúcu akceptáciu volania,
• Proxy server smeruje túto stavovú správu k volajúcemu účastníkovi,
• Volajúci účastník vysiela do proxy servera správu potvrdzujúcu konečnú odpoveď
na predchádzajúcu žiadosť,
• Táto správa je ďalej smerovaná k volanému účastníkovi,
• Výmena multimediálnych informácii,
• Vysielanie nasledujúcich požiadaviek,
Obr. 5.5.2.12 Hovor uskutočnený pomocou proxy
Žilinská univerzita v Žiline, Elektrotechnická fakulta, katedra Telekomunikácií
35
SIP Proxy funkcionality: obyčajné verzus reprezentatívne:
• Obyčajné: dobre fungujúci a odstupňovaný smerovaný hovor.
• Reprezentatívny : poskytnutie služby, riadenie firewallu, ...
Niektoré úlohy pre Proxy:
• Odchádzajúci proxy: vykonať rozhodnutie o adrese a o smerovaní hovoru
pre koncové body, dopredu konfigurovaný pre koncové body (manuálne,
DHCP),
• Chrbticový proxy: funkcionalita smerovania hovoru,
• Prístupový proxy: užívateľské overovanie a autorizácia, účet; kryté sieťové
útroby (topológia, zariadenia, užívatelia, ...),
• Lokálny IP telefónny server (IP PBX),
• Tvorba služby vo všeobecnosti,
Tvorba služby v SIP:
• Body služby v SIP: koncové body, SIP servery (proxy, priame,
umiestňovacie servery, ...), SIP aplikačné servery, tesne na seba
nadväzujúci užívateľskí agenti,
• Služba môže byť lokalizovaná kdekoľvek:
Ø v sieti – riadená poskytovateľom služby,
Ø mimo siete – riadená treťostranovými poskytovateľmi,
Ø v „užívateľských“ priestoroch - riadená užívateľom,
Ø alebo akoukoľvek kombináciou z uvedených možností,
• môže byť kombinovaná flexibilným spôsobom,
• administratívne služby a užívateľské služby – ohnisko služieb založených
na serveroch,
SIP podpora pre mobilitu:
• osobná (individuálna) mobilita:
Ø SIP URI
Ø SIP registrácia a overenie
Ø SIP smerovanie hovoru
Žilinská univerzita v Žiline, Elektrotechnická fakulta, katedra Telekomunikácií
36
Ø SIP smerovanie k službám
• Terminálová mobilita:
Ø IP konektivita (+roaming)
Ø Mobilná IP (ortogonálna k SIP)
Ø Dynamické presmerovanie SIP spojenia
Ø 3G linkový vrstvový roaming mechanizmus
• Mobilita služieb:
Ø Dynamické presmerovanie SIP spojenia
Ø 3G hand-off procedúry
5.2.8 3G Roaming registrácia
Roaming označuje schopnosť používateľa bezdrôtovej siete voľne sa pohybovať,
napríklad v rámci budovy, univerzity alebo veľkého komplexu, a mať zároveň neustále k
dispozícii neprerušené bezdrôtové pripojenie k bezdrôtovej lokálnej sieti (WLAN). Je to
umožnené vďaka veľkému počtu strategicky umiestnených prístupových bodov.
Používateľ sa pri pohybe mimo dosahu jedného prístupového bodu automaticky prepája k
ďalšiemu bodu.
Obr. 5.5.2.13 3G Roaming scenár – registrácia
Žilinská univerzita v Žiline, Elektrotechnická fakulta, katedra Telekomunikácií
37
Popis výstavby riadenia spojenia:
• IP adresa + P – CSCF priradenie – účelom požiadavky je registrovať
užívateľské SIP URI S – CSCF v domácej sieti. Požiadavka je smerovaná
do P – CSCF pretože je to jediný SIP server, ktorý pozná UE. Kontaktné
pole obsahuje v nasledujúcej SIP požiadavke užívateľovu host adresu. P –
CSCF vykonáva dve funkcie – viazanie a posielanie.
• DNS hľadanie – P – CSCF určuje, že UE je zaregistrovaná z navštívenej
sieťovej domény a vykonáva DNS dotazy na lokalizovanie I – CSCF
domácej siete. Vyhľadávanie v DNS je založené na adrese špecifikovanej
v požiadavke URI. P – CSCF pošle požiadavku do REGISTRA – po
miestnom spracovaní – adrese indikovanej v požiadavke URI. Keď
REGISTER pošle požiadavku, P – CSCF potrebuje špecifický protokol,
číslo portu a IP adresu I – CSCF servera v domácej sieti, na ktorú pošle
REGISTER požiadavku. P – CSCF sa snaží nájsť túto informáciu pýtajúc
sa DNS.
• Požiadavka REGISTRA (P – CSCF →I – CSCF) – P – CSCF potrebuje byť
pri všetkých mobilne vytvorených a ukončených požiadavkách pre
užívateľa. P – CSCF zväzuje verejnú identitu užívateľa predtým ako sa
zaregistruje do kontaktnej hlavičky podporovanej užívateľom. I – CSCF
vytvára požiadavku pre informácie súvisejúcej s registráciou užívateľa
poslaním osobnej identity užívateľa, verejnej identity užívateľa
a navštívenej domény do HSS. HSS vracia S – CSCF požadované
možnosti a I – CSCF použije informáciu na výber vhodnej S – CSCF.
• Požiadavka REGISTRA (I – CSCF→S – CSCF) – tento signalizačný tok
posúva dopredu REGISTER požiadavku z I – CSCF do S – CSCF
výberom.
• Autentizačná procedúra : požiadavka REGISTRA príde bez integračnej
ochrany do P – CSCF, S – CSCF výzva by ju mala zmeniť. Preto
S – CSCF požaduje prinajmenšom jeden autentizačný vektor pre výzvu
užívateľovi. Keď nie je dostupná platná autentizačná výzva, potom
S – CSCF požiada prinajmenšom o jednu autentizačnú výzvu z HSS.
Žilinská univerzita v Žiline, Elektrotechnická fakulta, katedra Telekomunikácií
38
• Pokus o neautorizovaný prístup(S – CSCF→I – CSCF) : autentizačná
výzva je poslaná 401 Unauthorized response k UE.
• Pokus o neautorizovaný prístup (I – CSCF→P – CSCF) : autentizačná
správa je poslaná 401 Unauthorized response k UE.
• Pokus o neautorizovaný prístup (P – CSCF→UE) : P – CSCF odstráni
všetky kľúče dostané v 401 Unauthorized response.
• Požiadavka REGISTRA (UE →P – CSCF) : DNS hľadanie je založené na
užívateľskom URI, P – CSCF určuje UE, je zaregistrované z navštívenej
siete a vykonáva DNS otázky na lokalizáciu I – CSCF v domácej sieti.
Vyhľadávanie v DNS je založené na doménovom mene špecifikovanom
v požiadavke URI. P – CSCF posiela REGISTER požiadavku – po
miestnom spracovaní – do adresy indikovanej požiadavke URI. Posielanie
REGISTER požiadavky potrebuje špecifický protokol, číslo portu a IP
adresu I – CSCF servera v domácej sieti, do ktorej REGISTER posiela
požiadavku. P – CSCF sa pokúša hľadať túto informáciu dopytujúc sa
DNS.
• Požiadavka REGISTRA (P – CSCF→I – CSCF).
• 200 OK (S – CSCF→I – CSCF) : žiadosť bola spracovaná.
• 200 OK (I – CSCF→P – CSCF) : žiadosť bola spracovaná.
• 200 OK (P – CSCF→UE) : žiadosť bola spracovaná.
Žilinská univerzita v Žiline, Elektrotechnická fakulta, katedra Telekomunikácií
39
Obr. 5.5.2.14 SIP registrácia mobilného uzla
5.2.9 3G Roaming – jednoduchý hovor
Na obrázku je principiálne znázornený jednoduchý hovor dvoch účastníkov, ktorí
sú roaming.
P-CSCF
I-CSCF
S-CSCF
I-CSCF
I-CSCF
S-CSCF
I-CSCF
P-CSCF
1
2
3
4
Home AUžívateľ A
Home B
GPRS
GPRS
Obr. 4.4.15 3G roaming scenár – jednoduchý hovor
Žilinská univerzita v Žiline, Elektrotechnická fakulta, katedra Telekomunikácií
40
Popis výstavby spojenia volajúcej strany:
• INVITE (UE→P - CSCF) : UE stanovuje kompletnú súpravu kodekov, ktoré sú
schopné podpory tejto relácie. Stavia SDP obsahujúce požiadavky pre pásmo
a jeho charakteristiky, a priradenie lokálnych čísel portu pre každý možný
mediálny tok. Viacnásobné mediálne toky môžu byť ponúkané, a pre každý media
toky môžu byť ponúknuté aj voľby viacnásobného kodeku.
• 100 Trying (P - CSCF→UE) : P – CSCF odpovedá na žiadosť INVITE
s dočasnou odpoveďou 100 Trying.
• INVITE (P - CSCF→S - CSCF) : požiadavka INVITE je posielaná do S – CSCF
• 100 Trying (S - CSCF→P - CSCF) : S – CSCF odpovedá na INVITE požiadavku
s dočasnou odpoveďou 100 Trying.
• Vyhodnotenie počiatočných kritérií filtra : S – CSCF potvrdzuje profil služby
tohto užívateľa a vyhodnocuje počiatočné kritéria filtra.
• INVITE (S - CSCF→S - CSCF) : S – CSCF skúma parametre média a odstraňuje
ľubovoľné typy požiadavky, na ktoré nie je užívateľ autorizovaný. S – CSCF
zasiela požiadavku INVITE špecifikovanú procedúrou S – CSCF do S – CSCF.
• 100 Trying (S - CSCF→S - CSCF) : S – CSCF prijíma 100 Trying dočasnú
odpoveď ako je špecifikované v S – CSCF do S – CSCF procedúrach.
• 183 Session Progress (správa o činnosti) : cieľové možnosti mediálnych tokov sú
vrátené po signalizačnom toku v 183 Session Progress dočasnej odpovede.
• PRACK (UE→P - CSCF) – dočasné potvrdenie : UE určuje, ktorý mediálny tok
by mal byť použitý pre túto reláciu a ktoré kodeky by mali byť použité pre každý
z týchto mediálnych tokov. Ak nastala hocijaká zmena v mediálnych tokoch,
alebo ak bola viac než len jedna voľba kodeku, SDP to ponúkne v PRACK správe
podanej ukončovaciemu UE.
• Zdrojová rezervácia : po určení finálnych mediálnych tokov, UE iniciuje
rezervačné procedúry potrebné pre média v tomto spojení.
• PRACK : PRACK je smerované do ukončovacieho UE.
• 200 OK : začínajúce UE prijíma 200 OK z ukončovacieho UE.
• UP DATE (dovoľuje klientovi aktualizovať parametre spojenia) : keď je
kompletná rezervácia zdroja, UE posiela požiadavku UP DATE do ukončovacieho
koncového bodu cez signalizačnú cestu ustanovenú v požiadavke INVITE.
Žilinská univerzita v Žiline, Elektrotechnická fakulta, katedra Telekomunikácií
41
• 200 OK to UP DATE (žiadosť bola úspešne spracovaná) : ukončovací koncový
bod odpovedá s 200 OK na UP DATE.
Obr. 5.5.2.16 Jednoduchý hovor – volajúca strana
Popis výstavby spojenia volanej strany:
• 180 Ringing (vyzváňanie) : ukončovací bod môže voliteľne vykonávať varovanie,
že prichádza hovor. UA prijal žiadosť INVITE a teraz sa snaží upozorniť
volaného užívateľa na prichádzajúci hovor.
• PRACK to 180 Ringing : UE indikuje začínajúcemu užívateľovi, že „cieľ zvoní“.
To odpovedá 180 Ringing dočasnou odpoveďou s PRACK požiadavkou
• 200 OK to PRACK : cieľový koncový bod odpovedá na požiadavku PRACK s 200
OK finálnu odpoveď do požiadavky INVITE.
• ACK (žiadosť, ktorou UA potvrdzuje, že prijal odpoveď) : UE začína reláciu media
toku a odpovedá 200 OK s ACK požiadavkou poslanou do P – CSCF a ACK
požiadavka je smerovaná k ukončovaciemu koncovému bodu. Potom, ako je
spojenie ustanovené začínajúcim alebo ukončujúcim UE, môže pridať alebo
odobrať mediálne toky, pozvať iných účastníkov alebo kompletne ukončiť
spojenie.
Žilinská univerzita v Žiline, Elektrotechnická fakulta, katedra Telekomunikácií
42
Obr. 5.5.2.17 Jednoduchý hovor – volaná strana
Niektoré ďalšie SIP signalizácie:
• Ukončenie hovoru iným koncovým bodom:
Ø Priamo;
Ø Jednoduché podanie ruky dvoma spôsobmi: BEY- 200
OK;
Ø Pridružené uvoľnenie GPRS zdrojov,
Ø Kontrola v S–CSCF/HSS: napríklad Call Detial Record
(CDR);
• Ukončenie hovoru sieťou: S-CSCF generuje SIP BYE požiadavka
volanému a volajúcemu UA,
• Terminál od registrovania užívateľom – jednoduché podanie ruky :
REGISTER – 200 OK,
• Terminál od registrovania sieťou – používa SIP NOTIFY mechanizmus na
informovanie UA,
Žilinská univerzita v Žiline, Elektrotechnická fakulta, katedra Telekomunikácií
43
UA1 P-CSCF I S I CSCFs I S I P-CSCF UA2
Navštívená sieť 1
Domáca sieť 1 Domáca sieť 2
Navštívená sieť 2
LINK LINK
REGISTRÁCIA REGISTRÁCIA
SIGNALIZÁCIA HOVORU
NNI NNI NNIUNI UNI
MEDIA
Obr. 5.5.2.18 Signalizácia a media toky v 3G
Obr. 5.5.2.19 Použitie signalizačnej kompresie pre SIP
Žilinská univerzita v Žiline, Elektrotechnická fakulta, katedra Telekomunikácií
44
UA1 P-CSCF I S I CSCFs I S I P-CSCF UA2
LINK LINK
REGISTRÁCIA REGISTRÁCIA
SIGNALIZÁCIA HOVORU
NNI NNI NNIUNI UNI
„ODDELENIE“ SIP HOVOROVŽIADNA KONCOVÁ SÉMATIKA
Navštívená sieť 1 Domáca sieť 1 Navštívená sieť 2Domáca sieť 2 Obr. 5.5.2.20 Separované SIP hovory
Žilinská univerzita v Žiline, Elektrotechnická fakulta, katedra Telekomunikácií
45
6. Riadenie doplnkových služieb
Základná IMS infraštruktúra umožňuje mobilné IP komunikačné služby vďaka
svojej schopnosti nájsť iných užívateľov v sieti a potom s nimi vytvoriť spojenie.
Kľúčové komponenty umožňujúce mobilitu riadenia sú CSCF a HSS. HSS má uložené
všetky kľúčové dáta telefónneho účastníka a umožňuje užívateľom komunikovať s inými
koncovými bodmi. CSCF je v podstate proxy, ktorý pomáha v nastavení (usporiadaní)
a riadení spojení, smeruje správy medzi sieťami IMS. [1]
Mobilný priemysel je vo fáze, kedy prechádza z tradičnej hlasovej služby
a posielania krátkych správ k rozmanitým novým a existujúcim multimediálnym službám
a aplikáciám. Telefonovanie a posielanie správ bude doplnené ďalšou generáciou
osobných aplikácií, vytvorením jednoduchšieho spoločného využívania. Tiež prináša
schopnosť kombinovať existujúce služby.
IP Multimediálny Subsystém bude takisto aktivovať nové služby medzi
mobilnými a fixnými zariadeniami. Možnosti IMS služby sa budú objavovať v dvoch
formách. Komunikačné komponenty ako Push to Talk sa očakávajú ako časť
terminálových schopností pre masový trh.
Služby budú jednoduché, transparentné a lacno integrovateľné do MNO siete
použitím všeobecných aktivátorov, tak ako tarifikovacie systémy, teda výrazne redukuje
otázky integrácie. Používanie otvorených štandardov podporuje súčinnosť a komunikáciu
prepojených systémov. Toto uľahčí osvojenie služieb v užívateľskej spoločnosti. [5]
Obr. 6.1 Signalizačné toky cez P - CSCF
Žilinská univerzita v Žiline, Elektrotechnická fakulta, katedra Telekomunikácií
46
So zavedením IMS architektúry môžu byť mnohé funkcie znovu použité pre
rýchlu tvorbu služieb a ich dodanie. IMS služby sú umiestnené v aplikačnej vrstve.
IMS berie koncept z vrstvovej architektúry definovaním horizontálnej
architektúry, kde je aktivovaná služba a základné funkcie môžu byť znova použité pre
viacnásobné aplikácie. Horizontálna architektúra špecifikuje aj súčinnosť a roaming
a poskytuje nosné riadenie, tarifikovanie a bezpečnosť.[2] IMS zabezpečuje množstvo
základných funkcií, ktoré sú všeobecne použité v jeho štruktúre a môžu byť znova
použité virtuálne všetky služby v sieti. Ďalšia výhoda je, že požadované riadenie
spôsobilosti je viac všeobecné a môže byť väčšmi pokryté poznatkami špecifickej služby.
Služ
ba 1
Služ
ba 2
Služ
ba 3
Obr. 5.2 Vertikálna/horizontálna architektúra služieb
6.1 Aktivácia
IMS umožňuje tvorbu a doručovanie multimediálnych služieb založených na
všeobecnej aktivácii. Kľúčové elementy v IMS sú tzv. „aktivácie služieb“. Predstavujú
základné a znova použiteľné stavebné bloky pre tvorbu služieb. Aktivácie služieb sú
vyvinuté pre úspešné aplikácie a môžu sa stať globálne aktivovateľnými tak, že sú
automaticky včlenené do nových aplikácií a serverov.[5]
Aktivácia služby umožňuje súboru užívateľov byť informovaní o dostupnosti,
respektíve spôsobe komunikácie s inou užívateľskou skupinou.
Žilinská univerzita v Žiline, Elektrotechnická fakulta, katedra Telekomunikácií
47
6.2 Služby
V dnešných operátorských sieťach je množstvo služieb a je podstatné, že služby
založené na IMS zabraňujú ich vzájomnému miešaniu sa, podporujú nové služby.[2]
Obr. 6.2.1 Rysy SIP a model tvorby služby
Služby nie sú špecifické typom prístupu alebo terminálom. S obrázkami, video
telefonovaním a kombinačnými multimediálnymi službami budú môcť užívatelia striedať
komunikačné módy použitím akejkoľvek kombinácie komunikačného média.
IMS služby sú hlavne zamerané na adresovanie a pre masový trh
s telekomunikačným stupňom kvality služby. Navyše, zaobstaranie pre milióny
užívateľov IMS potrebuje poskytovať podporu pre komplexný mix služieb, t.j. rozdielne
balíky služieb, ktoré vyhovujú špecifickým požiadavkám zákazníkov. [5]
Žilinská univerzita v Žiline, Elektrotechnická fakulta, katedra Telekomunikácií
48
6.2.1 Skupinový zoznam riadenia:
Aktivácia tejto služby umožňuje užívateľom tvoriť a riadiť služby v skupine
založenej na používaní akejkoľvek služby umiestnenej v sieti. Príklad aplikácii pre
skupinové riadenie:
• Osobný zoznam kamarátov.
• Verejné / súkromné skupiny.
• Riadiaci prístupový zoznam.
• Verejné alebo súkromné chatujúce zoznamy.
• Aplikácie, kde je požadovaný zoznam verejných identít.
6.2.2 Doručenie služby
IMS poskytuje oveľa viac zákaznícky orientovaných spôsobov pre doručenie
osobných služieb, než tradičné siete. Smerovanie na servery je tiež službovo špecifické
a často zákonom chránené. S IMS užívatelia prispejú k osobným službám cez dynamické,
skupinové, užívateľsky sústredené, službovo nezávislé a štandardizované prístupové body
CSCF. CSCF je dynamicky pridelené užívateľovi pri nalogovaní alebo keď je získaná
požiadavka adresovaná užívateľovi. Smerovanie na servery je službovo nezávislé
a štandardizované. Službová architektúra je sústredená na užívateľa a dostatočne
rozšíriteľná.
6.2.3 Služba súčinnosti
IMS umožňuje znova použitie spojenia medzi operátormi. V IMS je zavedené
rozhranie sieť – sieť medzi operátormi a všeobecná IMS operátorská službová dohoda,
smerovanie, SNAP a bezpečnosť sú všetky znova použiteľné.
Žilinská univerzita v Žiline, Elektrotechnická fakulta, katedra Telekomunikácií
49
Operátor 3
Operátor 1 Operátor 2 IMS operátor 1
IMSoperátor 2
IMS operátor 3
Služba 1 Služba 1 Služba 1 Služba 1
Služba 1 Služba 1
Služba 2 Služba 2 Služba 2 Služba 2
Služba 2 Služba 2
Vzájomné prepojenie spojenia a kontraktov zdvojnásobené pre každú službu
Vzájomné prepojenie spojení a kontraktov znovu využitie pre každú službu
Obr. 6.2.2 IMS umožňuje pohyb z vertikálnych implementácii služieb do horizontálnej
vrstvovej architektúry so všeobecnými parametrami
6.2.4 Push to Talk over Cellular (PoC)
PoC predstavuje jednoduchú komunikačnú službu v bunkovej sieti. PoC riešenie
je založené na polo duplexnej technológii. Vďaka GPRS/EDGE technológiám využíva
bunkový prístup a zdroje rádiovej siete veľmi efektívne. Sieťové zdroje sú preto použité
iba na jednu cestu pre trvanie hlasového zrýchlenia namiesto dvoch pre celé hovorové
spojenie.
6.2.5 Spoločné využívanie videa v reálnom čase
Je to peer – peer multimediálny tok služby s paketovým prepínaním alebo ako
kombinačná služba kombinujúca schopnosti obvodového prepínania a IMS paketového
prepínania domén. V oboch scenároch – kombinačnom aj plne paketovom prepínaní je
médium dodané takmer v reálnom čase s iba okrajovým oneskorením.
Žilinská univerzita v Žiline, Elektrotechnická fakulta, katedra Telekomunikácií
50
6.2.6 Spoločne využívané súbory
Obsah spoločného využívania súborov umožňuje užívateľom spoločné využívanie
súborov medzi terminálmi. Typický príklad spoločného využívania obsahuje spoločné
využívanie obrázkov, dokumentov, poznámok, kontaktov, kalendárnych informácií,
dokonca súbežne počas spojenia hlasového hovoru.
6.2.7 Služby okamžitého posielania správ
Je to komunikačná služba, ktorá umožňuje koncovým užívateľom okamžite
posielať a prijímať správy. Správy môžu obsahovať rôzne MIME typy médií s obsahom
ako text, obrázok, audio alebo video klipy, aplikácie dát alebo kombinácie všetkého.
Správa je poslaná cez paketovú dátovú sieť do IMS, ktorý vyhľadá ukončenie IP klienta
a smeruje správu k príjemcovi.
Služba rýchleho posielania správ môže ponúknuť funkciu prepínania správ (S&F),
keď nemôže byť správa doručená prijímateľovi priamou cestou. Bude uložená v S&F
elemente v IMS, ktorý odošle správu prijímateľovi, keď bude dostupný.
6.2.8 Hlasové správy
Sú formou okamžitého posielania správ, kde obsah správy je audio súbor.
Využívaním aplikácie v termináli môžu užívatelia zaznamenať správu okamžite alebo
využiť existujúce audio súbory uložené v terminálových priečinkoch. Hlasové správy
môžu byť poslané jednému alebo viacerým prijímateľom.
Je veľa rozdielnych potencionálnych ciest na využívanie hlasových správ, ale
všetky sú založené na určených všeobecných faktoroch:
• Automatické správanie: koncový užívatelia majú impulzívnu potrebu
poslať správu jednému alebo viacerým účastníkom.
• Rýchle a jednoduché správy: hlasové správy sú v podstate rýchlejším
a jednoduchším spôsobom posielania správ oproti písaniu krátkych správ
s telefónnou klávesnicou.
• Individuálna skúsenosť: hlas je prirodzenejší a osobnejší spôsob
komunikácie ako písaný text.
Žilinská univerzita v Žiline, Elektrotechnická fakulta, katedra Telekomunikácií
51
6.2.9 Hlasové telefonovanie a video telefonovanie
V mobilných sieťach užívatelia vidia video telefonovanie ako kritickú službu.
Hlasové alebo video telefonovanie nám umožňuje SIP. Požiadavky na šírku pásma sú
budené kódovanými schémami v termináloch a požiadavky na kvalitu videa sú kladené
užívateľmi. S podobnými kódovanými schémami video telefonovania s paketovým
prepínaním na podobné požiadavky na šírku pásma ako video telefonovanie s obvodovým
prepínaním. Avšak paketové prepínanie poskytuje väčšiu slobodu pri nastavení šírky
pásma a v požiadavkách na kvalitu videa.
Obr. 6.2.3 Tvorba služby B2BUA – konferencia
6.2.10 Videokonferencia
Služba IMS videokonferencie rozširuje video hovor bod – bod na video hovor bod – viac
bodov. Video telefónne spojenia sú vytvárané ako bod – bod z terminálov do
konferenčných mostov. Má účastníkov používajúcich obe aj mobilné aj pevné zariadenia.
IMS odblokováva túto konvergenciu podporovanú službami nezávislými na prístupe.
Žilinská univerzita v Žiline, Elektrotechnická fakulta, katedra Telekomunikácií
52
7. Porovnanie mechanizmov riadenia výstavby spojenia v IMS v porovnaní
s klasickou sieťou
Výstavba spojenia v systéme IMS prebieha prakticky rovnakým spôsobom ako
v klasickej telefónnej sieti, iba s malými rozdielnosťami. Uvediem dva príklady výstavby
spojenia v systéme IMS a v klasickej telefónnej sieti, a to úlohu proxy servera
a presmerovacieho servera pri nadviazaní spojenia. Obe sú už vyššie popísané pri
výstavbe spojenia v systéme IMS. Teraz ich popíšem z hľadiska klasickej telefónnej siete
a uvediem rozdiel vo výstavbe v systéme IMS a v klasickej telefónnej sieti.
Úloha proxy servera pri nadviazaní spojenia:
Proxy server pracuje na jednej strane ako server (prijíma žiadosti) a na druhej
strane ako klient (eventuálne vysiela žiadosti). Proxy server môže prenášať žiadosť bez
akejkoľvek zmeny k finálnemu cieľu, alebo môže zmeniť určité parametre pred
odovzdaním žiadosti do ďalšieho komunikačného prvku. [6]
Obr. 7.1 Príklad činnosti SIP servera pracujúceho v proxy móde pri nadviazaní spojenia
Algoritmus činnosti proxy servera pri nadviazaní spojenia:
(1) Žiadosť INVITE od volajúceho účastníka je prijatá proxy serverom
(2) Proxy server smeruje uvedenú žiadosť do lokalizačného servera pre
získanie presnejšej informácie o umiestnení volaného účastníka
(3) Lokalizačný server vracia do proxy servera adresu volaného účastníka
(4) Proxy server vysiela žiadosť INVITE volanému účastníkovi
Žilinská univerzita v Žiline, Elektrotechnická fakulta, katedra Telekomunikácií
53
(5) Volaný účastník obdrží informáciu o prichádzajúcom volaní a prihlási toto
volanie
(6) Okamžite po prihlásení volania vysiela koncové zariadenie volaného
účastníka do proxy servera stavovú správu indikujúcu akceptáciu volania
(7) Proxy server smeruje túto stavovú správu k volajúcemu účastníkovi
(8) Volajúci účastník vysiela do proxy servera správu potvrdzujúcu konečnú
odpoveď na predchádzajúcu žiadosť
(9) Táto správa je ďalej smerovaná proxy serverom k volanému účastníkovi
Konverzácia
Užívateľ [email protected]
Užívateľ [email protected]
(Proxy server)
(1) INVITE
[email protected](2) kde je klient B?
(5) INVITE [email protected]
(6) 200 OK
(9) ACK
(4) Dočasná odpoveď
(7) 200 OK
(8) ACK
Lokalizačný server
Obr. 7.2 SIP signalizácia pri nadviazaní spojenia prostredníctvom proxy servera
Žilinská univerzita v Žiline, Elektrotechnická fakulta, katedra Telekomunikácií
54
Úloha presmerovacieho servera pri nadviazaní spojenia:
Presmerovací server odpovedá na žiadosť INVITE správami 3xx (respektíve
odmieta danú žiadosť s indikáciou chyby klienta 4xx alebo indikáciou chyby na strane
servera 5xx).
Obr. 7.3 Činnosť presmerovacieho servera pri nadviazaní spojenia
Algoritmus činnosti presmerovacieho servera pri nadviazaní spojenia:
(1) žiadosť INVITE od volajúceho účastníka je prijatá presmerovacím
serverom
(2) presmerovací server smeruje uvedenú žiadosť do lokalizačného servera pre
získanie presnejšej informácie o umiestnení volaného účastníka
(3) lokalizačný server vracia do presmerovacieho servera správu obsahujúcu
informáciu o dočasnej zmene umiestnenia volaného účastníka vrátane jeho
novej adresy
(4) presmerovací server posiela uvedenú správu volajúcemu účastníkovi
(5) koncové zariadene volajúceho posiela do presmerovacieho servera
potvrdenie príjmu správy obsahujúcej informáciu o dočasnej zmene
umiestnenia volaného účastníka
(6) volajúci účastník vysiela žiadosť INVITE volanému účastníkovi
(7) volaný účastník obdrží informáciu o prichádzajúcom volaní a prihlási toto
volanie
Žilinská univerzita v Žiline, Elektrotechnická fakulta, katedra Telekomunikácií
55
(8) okamžite po prihlásení volania vysiela koncové zariadenie volaného
účastníka do koncového zariadenia volajúceho účastníka stavovú správu
indikujúcu akceptáciu volania
(9) volajúci účastník vysiela k volanému účastníkovi správu potvrdzujúcu
konečnú odpoveď a predchádzajúcu žiadosť
Obr. 7.4 SIP signalizácia pri nadviazaní spojenia s využitím presmerovacieho servera
Rozdiel : pri oboch výstavbách nadviazania spojenia s volaným účastníkom v klasickej
telefónnej sieti a v systéme IMS je ten, že v systéme IMS nie je potrebný lokalizačný
server na vyhľadanie volaného účastníka.
Žilinská univerzita v Žiline, Elektrotechnická fakulta, katedra Telekomunikácií
56
7.1 Zavádzanie systému IMS:
Tvorba služieb v dnešných MNOs sieťach môže byť dlhým a drahým procesom.
Vzájomné pôsobenie sietí začalo tradične telefónnym hovorom. Počas konverzácie je
možné obohatiť telefónny hovor o video. Toto je služba, ktorá je založená na
existujúcom režime. Užívateľ IMS môže byť v pohybe, ale aktuálne je stále v rámci
operátorskej siete. To neovplyvňuje konverzáciu – stále má prístup do tých istých služieb,
bez ohľadu na to, kde je. Užívateľ napríklad môže stále využívať svoj zoznam kontaktov
a pozvať ich pred deklarovanú pracovnú skupinu na prepnutie hlasovej konferencie. Toto
si vyžaduje služby súčinnosti podporovanú IMS.
7.2 Výhody IMS pre koncového užívateľa:
Koncovým užívateľom budú ponúkané širšie rozmanitosti nových služieb.
Niektoré z týchto výhod budú obsahovať:[7]
• Bohato integrované médiá: koncoví užívatelia by mali byť schopní využívať viac,
než len jeden typ média (napríklad : text, audio alebo video v jednoduchom
hovore). Dodatočne môžu jednoducho konvertovať medzi one – to – one reláciou
a one – to – many reláciou a späť do one – to – one relácie bez ukončenia
a obnovenia spojenia. Nakoniec by mali byť schopní využívať súčasne viac než
jednu službu a otvorenia viac než len jedného spojenia využitím zariadenia v IMS
infraštruktúre.
• Jednoduchá verejná identita: užívateľ musí používať len jednu externú identitu
pre všetky ponúkané služby operátorov.
• Osobné komunikácie: koncový užívateľ bude schopný signalizovať sieti, ktoré
médium preferuje, podľa toho komu volá a podobne.
• Roaming: IMS architektúra adresuje roaming otázky, tak umožňuje koncovým
užívateľom prechádzať cez MNOs a byť schopnými využívať všetky IMS služby,
ako keď sú vo svojej domácej sieti.
• IP služby: koncoví užívatelia budú mať možnosť si vybrať z množstva služieb
zahrňujúcich nie – reálny čas, blízko reálnemu času a reálny čas – typ služby.
• Mobilná – fixná komunikácia prepojených systémov: koncoví užívatelia sú
schopní transparentne komunikovať s ostatnými užívateľmi bez ohľadu na to, či
Žilinská univerzita v Žiline, Elektrotechnická fakulta, katedra Telekomunikácií
57
sú v IMS alebo CS sieti a používajú tradičné telekom CS a IMS služby. IMS tiež
umožňuje súčinnosť medzi komunikujúcimi zariadeniami (mobilné telefóny,
PDA, ...).
7.3 Operátorské výhody:
• „Time – to - Market“: štandardizácia oboch komunikačných protokolov medzi
rozdielnymi elementmi a tiež rozhraniami a funkciami poskytovaná všeobecnými
službami vzájomne redukujúcimi „Time – to - Market“ pre archív nových IMS
služieb a poskytovanie MNOs slobody na experimentovanie s rozdielnymi
službami. Aplikačným vývojovým pracovníkom už nebude dlhšie prekážať
viacnásobná integrácia a rozmiestnenie výkonu. Môžu efektívnejšie integrovať
svoje služby do MNOs siete a okamžite ich uviesť do prevádzky pre koncových
užívateľov.
• Nižšie ceny: IMS architektúra sa skladá za súboru jadrových elementov, napríklad
CSCF a HSS, ktoré umožňujú vývoj a komunikáciu medzi koncovými užívateľmi
a službami, a medzi službami navzájom. Okrem toho popisuje všeobecné služby ,
napríklad súvisiace s tarifikovaním, ktoré môžu byť používané rovnomerne
(jednotne) všetkými aplikáciami požadujúcimi špecifickú funkciu poskytovanú
službou. Štandardizovaná prirodzená kombinácia s jadrovou funkcionalitou IMS
entít umožňuje znovu použiteľnú službovú platformu. Vo veľa prípadoch môžu
byť nové služby tvorené v Sip aplikačnom serveri. Toto významne redukuje
komplexnosť systémov CAPEX a OPEX, špeciálne v komplexnosti služieb
prostrediu, kde už bolo veľké množstvo služieb vyvinutých. Operátori potrebujú
len jednu infraštruktúru na podporu všetkých typov multimediálnych služieb.
• Najlepší z typov: IMS otvorené rozhrania a štandardné protokoly poskytujú
operátorom ďalšiu výhodu – dáva im flexibilitu vo výbere najlepšieho typu
komponentov.
• Riadenie reťazca hodnôt: používaním existujúcich technológií je ťažké otvoriť
MNOs treťostranovým vývojovým pracovníkom počas údržby niektorých stupňov
riadenia. IMS bol navrhnutý na sústredenie sa na operátorov a umožnenie MNOs
otvoriť svoje siete. Operátori nebudú iba riadiť prístup do siete, ale tiež budú
riadiť multimediálne relácie, poskytovať aplikácie a služby, tarifikovanie
Žilinská univerzita v Žiline, Elektrotechnická fakulta, katedra Telekomunikácií
58
a kapacitu, počas stálej možnosti výberu poverenia vývoja nových aplikácií tretích
strán.
• Integrovateľné služby schopné spolupracovať: IMS infraštruktúra ponúka
otvorené a štandardizované rozhrania treťostranovým aplikačným vývojovým
pracovníkom pre tvorbu nových sofistikovaných a atraktívnych zviazaných
multimediálnych služieb. Služby budú jednoduché, transparentné a lacno
integrovateľné v sieti MNOs využitím všeobecných aktivátorov, ako tarifikovací
systém tak významne redukujúci integračné otázky. Používanie otvorených
štandardov podporuje súčinnosť a komunikáciu prepojených systémov medzi
MNOs sieťami. To uľahčí prijatie služieb užívateľskej komunite.
Žilinská univerzita v Žiline, Elektrotechnická fakulta, katedra Telekomunikácií
59
Záver
Táto diplomová práca sa zaoberala novou infraštruktúrou IMS (IP Multimediálny
Subsystém), ktorá už zavádzajú do praxe výrobcovia mobilných telefónov ako napríklad
Ericsson, Motorola, Nokia. V úvode mojej práce som sa venovala popisu systému IMS,
analýze architektúry a funkčných blokov. Ďalej som detailnejšie rozobrala rozhrania
a vlastnosti protokolov používaných v IMS. Následne som analyzovala a popísala
riadenie výstavby spojenia v IMS a doplnkové služby. V závere diplomovej práce som sa
venovala rozdielom v riadení výstavby spojenia v sieti IMS a klasickej sieti s popisom
výhod nového systému.
Žilinská univerzita v Žiline, Elektrotechnická fakulta, katedra Telekomunikácií
60
Zoznam použitej literatúry
[1] http://www.3gamericas.org/pdfs/ims_july2004.pdf (3G Americas : IP Multimedia
Subsystem Overview and Applications, 2004)
[2] http://www.ikr.uni-stuttgart.de/Content/itg/fg524/Meetings/2002-11-11-
Bremen/2002-itg-sip-3g.pdf (SIP and Mobility : IP Multimedia Subsystem in 3g
Release 5, 2002)
[3] http://www.sipcenter.com/sip.nsf/html/WEBB5YP4SU/$FILE/Data_Connection-
SBCinIMS.pdf (Session Border Control in IMS, An Analysis of the requirements
for Session Border Control in IMS Network, 2005)
[4] http://www.claritycsi.com/docs/thought_leadership/IMS_101.pdf (David J. Stelte:
IP Multimedia Subsystem, 2006)
[5] http://www.techabulary.com/i/ims_ip_multimedia_subsystem.pdf
(IMS – IP Multimedia Subsytem, The Value of using the IMS architecture, White
Paper, Ericsson, 2004)
[6] Perényi J. : SIP – otvorené dvere pre IP telefóniu
[7] Karabinoš T. : SIP and impacts to operator infrastructures and service platforms,
effectivity of the future SIP based applications – benchmark and trends, summary
of possible usable solutions and standards, DP (EF, KT), 2006
[8] www.wikipedia.org
Žilinská univerzita v Žiline, Elektrotechnická fakulta, katedra Telekomunikácií
Čestné vyhlásenie
Vyhlasujem, že som zadanú diplomovú prácu vypracovala samostatne, pod
odborným vedením vedúceho diplomovej práce doc. Ing. Martinom Vaculíkom, PhD
a používala som len literatúru uvedenú v práci.
Súhlasím so zapožičiavaním diplomovej práce
V Žiline dňa.............................. podpis diplomanta:.................................
Žilinská univerzita v Žiline, Elektrotechnická fakulta, katedra Telekomunikácií
Poďakovanie
Touto cestou sa chcem poďakovať všetkým, ktorí sa akýmkoľvek spôsobom
podieľali na realizácii mojej diplomovej práce. Špeciálne by som sa chcela poďakovať
doc. Ing. Martinovi Vaculíkovi, Phd za pomoc a cenné rady pri riešení diplomovej práce.
Autor
ŽILINSKÁ UNIVERZITA V ŽILINE Elektrotechnická fakulta
Katedra Telekomunikácií
Spojovacie procesy v IP Multimediálnom Subsystéme Prílohová časť
MICHALA BELÁKOVÁ
2007
Žilinská univerzita v Žiline, Elektrotechnická fakulta, katedra Telekomunikácií
I
Zoznam príloh
Príloha č. 1 – Včerajšie siete........................................................................................... II
Príloha č. 2 – Dnešné siete.............................................................................................III
Príloha č. 3 – Zajtrajšie siete..........................................................................................IV
Príloha č. 4 – IMS komponenty ......................................................................................V
Príloha č. 5 – IETF konferenčný model .........................................................................VI
Príloha č. 6 – Lokálna SIP architektúra........................................................................ VII
Príloha č. 7 – Štandardy v IMS...................................................................................VIII
Žilinská univerzita v Žiline, Elektrotechnická fakulta, katedra Telekomunikácií
II
Príloha.1 - Včerajšie siete
Žilinská univerzita v Žiline, Elektrotechnická fakulta, katedra Telekomunikácií
III
Príloha. 2 – Dnešné siete
Žilinská univerzita v Žiline, Elektrotechnická fakulta, katedra Telekomunikácií
IV
Príloha. 3 - Zajtrajšie siete
Žilinská univerzita v Žiline, Elektrotechnická fakulta, katedra Telekomunikácií
V
Príloha. 4 – IMS komponenty – zjednodušená schéma
Žilinská univerzita v Žiline, Elektrotechnická fakulta, katedra Telekomunikácií
VI
Príloha. 5 - IETF konferenčný model
Žilinská univerzita v Žiline, Elektrotechnická fakulta, katedra Telekomunikácií
VII
Príloha. 6 - Lokálna SIP architektúra
Žilinská univerzita v Žiline, Elektrotechnická fakulta, katedra Telekomunikácií
VIII
Príloha. 7 - Štandardy v IMS