IP Multimedia Subsystem: differenze tra le versioni
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{{F|telefonia|arg2=sistemi di rete|febbraio 2013}}
'''IP Multimedia Subsystem''' ('''IMS''') è un modello architetturale per
| |Technical Specification Group Services and System Aspects
| IP Multimedia Subsystem (IMS), Stage 2, TS 23.228
| 3rd Generation Partnership Project
| 2006
}}</ref> l'obiettivo di IMS è quello di creare una convergenza fisso-mobile per la comunicazione multimediale.
Lo standard facilita l'accesso alle applicazioni da qualsiasi terminale attraverso uno ''strato di controllo'' comune, basato su protocollo [[Session Initiation Protocol|SIP]], che isola la ''rete di accesso'' dallo ''strato dei servizi applicativi''.
==Storia==
Fu originariamente progettata dall'organismo per gli standard wireless ([[3GPP]]), quale parte della progetto per evolvere
Di seguito la successione delle fasi storiche:
* IMS è stato originariamente creato da un organismo chiamato 3G.IP, del 1999. 3G.IP sviluppò l'architettura iniziale di IMS, che portò al "3rd Generation Partnership Project" ([[3GPP]]), come parte del suo lavoro di standardizzazione dei sistemi di fonia mobile [[3G]] nelle reti [[Universal Mobile Telecommunications System|UMTS]]. Apparve per la prima volta nella release 5, quando furono aggiunti i multimedia basati su SIP e, inoltre, fu fornito anche il support per le vecchie reti [[GSM]] e [[GPRS]].
* [[3rd Generation Partnership Project 2|3GPP2]] (un'organizzazione differente da [[3GPP]]) basò il suo CDMA2000 ''Multimedia Domain'' (MMD) su 3GPP IMS, aggiungendo il supporto per [[CDMA2000]].
* [[3GPP]] release 6 aggiunse l'integrazione con [[Wireless LAN|WLAN]], inter-operabilità tra IMS che usano differenti reti di connessione IP, routing group identities, multiple registration and forking, presence, speech recognition e speech-enabled services ([[Push to talk]]).
* [[3GPP]] release 7 aggiunse il supporto per le reti fisse, lavorando insieme con [[TISPAN]] release R1.1, le funzioni di AGCF(Access Gateway control function) e PES (PSTN Emulation Service) furono introdotte alle reti cablate per ereditare i servizi che possono essere forniti nelle reti [[PSTN]]. Fu aggiunta anche la continuità tra le reti a commutazione di circuito e le reti a [[commutazione di pacchetto]] ([[Voice call continuity|VCC]]), la connessione a banda larga da reti fisse ad IMS, l'interoperabilità con le reti non-IMS, Policy and Charging Control ([[Policy and Charging Control|PCC]]) e le sessioni per le emergenze.
* [[3GPP]] release 8 ha aggiunto il supporto per [[LTE (telefonia)|LTE]], System Architecture Evolution ([[System Architecture Evolution|SAE]]), Multimedia Session Continuity, Enhanced emergency sessions e IMS centralized services.
==Architettura==
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* Livello dei servizi applicativi
Lo scopo di questa suddivisione è isolare il livello di ''accesso'' da quello ''applicativo'': da un punto di vista logico architetturale i servizi non hanno più bisogno di un sistema ad-hoc per controllare le chiamate giacché è lo ''strato di controllo'' comune che fornisce queste funzioni indipendentemente dalla tipologia della [[rete di accesso]].
Ogni strato è costituito da diverse ''funzioni'' che comunicano tra di loro attraverso interfacce standardizzate. L'insieme di tutte le ''funzioni'' forma un dominio di rete IMS.
Una ''funzione'' non è un nodo fisico della rete: l'implementatore è libero di combinare 2 funzioni in 1 nodo, oppure di dividere una singola funzione in 1 o più nodi. Ciascun nodo può anche essere presente più volte in una singola rete, per motivi di dimensionamento, di [[bilanciamento del carico]] oppure di organizzazione.
Per facilitare l'integrazione con Internet, IMS utilizza protocolli [[IETF]] laddove possibile, per esempio il protocollo [[Session Initiation Protocol]] costituisce il fulcro di IMS.
[[
[[File:Ims overview-2.png|thumb|upright=2.5|center|3GPP / TISPAN IMS Architectural Overview]]
==Livello di accesso ed interoperabilità
L'utente può connettersi ad una rete IMS in vari modi, molti dei quali utilizzano lo standard [[Internet Protocol|IP]]. I terminali IMS (così come i
===Media
Le risorse media sono quei componenti che operano sul livello dei media e sono sotto il controllo delle funzioni del nucleo di IMS. Nello specifico sono i ''Media Server'' (MS) e i ''Media gateway'' (MGW).
====Media Resource Function (MRF)====
La ''Media Resource Function'' (MRF) fornisce le funzionalità relative ai dati multimediali così come manipolazione dei media (es. mixaggio di voice stream) e l'avvio di toni o annunci.
Ogni MRF è ulteriormente diviso in un ''Media Resource Function Controller'' (MRFC) e un ''Media Resource Function Processor'' (MRFP).
* Il MRFC è un nodo del livello di segnalazione che interpreta le informazioni che vengono da AS ed S-CSCF per controllare il MRFP.
* Il MRFP è un nodo del livello dei media utilizzato per mixare, generare ed elaborare dei media streams. Può anche gestire i diritti di accesso a
===Funzioni di interoperabilità===
====Breakout Gateway (BGCF)====
Una ''Breakout Gateway Control Function'' (BGCF) è un SIP proxy che elabora le richieste per il routing da un Serving Call Session Control Function(S-CSCF) quando l'S-CSCF ha evinto che la sessione non può essere reindirizzata utilizzando DNS o ENUM/DNS, ossia quando la chiamata deve essere indirizzata, per esempio, ad una rete [[PSTN]]. BGCF selezionerà un MGCF che sarà responsabile dell'interazione con PSTN: il MGCF riceverà quindi le segnalazioni SIP da BGCF.
BGCF include funzionalità di routing basate sui numeri telefonici.
====PSTN Gateways====
Un PSTN/CS gateway si interfaccia con le reti
* Un ''
* Un ''
* Un ''Media Gateway'' (MGW) si interfaccia con i
==Core network==
===Home Subscriber Server===
L'''Home Subscriber Server'' (HSS), o ''User Profile Server Function'' (UPSF), è il principale database degli utenti. Esso
Una ''[[Subscriber Location Function]]'' (SLF) sarà necessaria per mappare i riferimenti degli utenti quando si utilizzano più HSSs.
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====Identificazione degli utenti====
In IMS ad un utente possono essere associate diversi
*''IP Multimedia Private Identity'' (IMPI) è un identitificativo unico, permanentemente assegnato dall'operatore di appartenenza. È utilizzato, per esempio, per la ''registrazione'', l'''autorizzazione'' e per motivi di contabilità. Ogni utente IMS ha uno o più IMPI.
*''IP Multimedia Public Identity'' (IMPU) è utilizzata da un utente per comunicare con altri utenti (potrebbe quindi essere riportata su un [[biglietto da visita]]). Possono esserci più IMPU per IMPI. L'IMPU può essere condivisa tra più telefoni, così che possano essere raggiunti con lo stesso identificativo: per esempio, un singolo numero di telefono per un'intera famiglia.
*''Globally Routable User Agent URI'' (GRUU) è un'identità che identifica univocamente la combinazione di IMPU e ''User Equipment'' (dispositivo dell'utente). Esistono due tipi di GRUU: ''Public-GRUU'' (P-GRUU) e ''Temporary GRUU'' (T-GRUU).
**P-GRUU: mostrano l'IMPU e sono a lungo termine
**T-GRUU: non mostrano l'IMPU e sono validi finché il contatto è esplicitamente de-registrato o la registrazione scade.
*''Wildcarded Public User Identity'' esprime un insieme di IMPU raggruppati insieme.
===Controllo delle sessioni/chiamate===
In IMS il controllo delle sessioni di comunicazione avviene principalmente attraverso il protocollo [[Session Initiation Protocol|SIP]]. Sono presenti 3 tipi di server/proxy [[Session Initiation Protocol|SIP]], chiamati ''Call Session Control Function'' (CSCF), dedicati all'elaborazione dei pacchetti di segnalazione.
====Proxy-CSCF (P-CSCF)====
Un proxy ''Proxy-CSCF'' (P-CSCF) è un ''proxy SIP'' che rappresenta il primo punto di contatto per il terminale IMS. Il terminale potrebbe contattare sia quello della rete visitata che quello della propria rete di appartenenza (''home network'') se la rete visitata non è IMS-compatibile. Alcune reti possono utilizzare un
Il terminale può avere informazione sul proprio P-CSCF nei seguenti modi:
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* può essere configurato durante il provisioning iniziale
* può essere configurato via 3GPP IMS Management Object (MO)
* può essere
* può essere assegnato nel [[PDP Context]] in caso di rete [[GPRS]].
Riassumendo, il P-CSCF:
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* potrebbe comprimere e/ decomprimere i messaggi SIP usando [[SigComp]], che riduce il [[Round Trip Time]] su connessioni radio lente.
* può includere una Policy Decision Function (PDF), che autorizza le risorse del livello dei media, es. [[qualità di servizio]] sul livello dei media. È utilizzato per le politiche di controllo, gestione della larghezza di banda, ecc. Il PDF può anche essere una funzione separata.
* genera i dati di tariffazione ([[Cartellino di traffico|Charging Data Record]]).
====Serving-CSCF (S-CSCF)====
Il ''Serving-CSCF'' è il nodo principale del livello di segnalazione.
* Gestisce le registrazioni SIP, che gli consentono di associare la locazione dell'utente (l'[[indirizzo IP]] del terminale)
* si trova sul percorso di tutti i messaggi di segnalazione e può ispezionare ogni messaggio.
* decide a quale SIP server il messaggio SIP sarà inviato
* effettua servizi di routing, tipicamente utilizzando [[Electronic Numbering]] (ENUM)
* applica le politiche dell'operatore
* vi possono essere S-CSCF multipli nella rete per una distribuzione del carico e per questioni di affidabilità.
====Interrogating-CSCF (I-CSCF)====
Un ''CSCF di interrogazione'' (I-CSCF) è un'altra funzione SIP posizionata ai bordi del dominio amministrativo: è il punto d'ingresso per tutte le chiamate provenienti da altri domini amministrativi. Il suo [[indirizzo IP]] è pubblicato nel [[Domain Name System|DNS]] del dominio amministrativo (utilizzando i [[NAPTR]] and [[SRV record
===Tariffazione===
La tariffazione a debito è applicata agli utenti che pagano per i loro servizi periodicamente (es. alla fine del mese). La tariffazione a credito è utilizzata per utenti prepagati, oppure per il controllo in tempo reale dei servizi post-pagati. Entrambi possono essere applicati ad una sessione di chiamata.
* Tariffazione a debito: tutte le entità funzionali (P-CSCF, I-CSCF, S-CSCF, BGCF, MRFC, MGCF, AS) coinvolte in una sessione usano l'interfaccia Rf del protocollo [[Diameter]] per inviare informazioni di tariffazione ad una ''Charging Collector Function'' (CCF) dello stesso dominio IMS. La CCF colleziona queste informazioni e costruisce un ''[[Cartellino di traffico|Call Detail Record]]'' (CDR), che è inviato al sistema di fatturazione (''Billing System'' (BS) ). Ogni sessione porta un ''IMS Charging Identifier'' (ICID) come identificativo unico. Il parametro ''Inter Operator Identifier'' (IOI) definisce la rete di rogine e destinazione. Ogni dominio ha la sua rete di tariffazione. Anche i sistemi di fatturazione (Billing Systems) in domini differenti scambieranno informazioni, così che le tariffe di [[roaming]] siano applicate.
* Tariffazione a credito: l'S-CSCF dialoga con un ''Session Charging Function'' (SCF) che figura come un normale server SIP. L'SCF può segnalare all'S-CSCF di terminare una sessione quando l'utente termina il credito. L'AS e il MRFC usano l'interfaccia Ro del protocollo [[Diameter]] verso un ''Event Charging Function'' (ECF).
** quando un ''Immediate Event Charging'' (IEC) è utilizzato, un numero di unità di credito è immediatamente dedotto dall'ECF e il MRFC ed l'AS sono autorizzati a fornire il servizio. Il servizio non viene autorizzato se i crediti disponibili non sono sufficienti.
** quando ''Event Charging with Unit Reservation'' (ECUR) è utilizzato, l'ECF riserva un numero di crediti sull'acconto dell'utente e poi autorizza l'MRFC o l'AS a fornire il servizio. Quando il servizio è stato offerto, il numero di unità i credito spese vengono dedotte dall'acconto del cliente e quelle riservate vengono azzerate.
==Livello dei servizi applicativi==
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* ''IP Multimedia Service Switching Function'' (IM-SSF): un'interfaccia IM-SSF che si interfaccia con CAMEL (''Customized Applications for Mobile networks Enhanced Logic'') Application Servers che usano CAP (''Camel Application Part'').
L'AS può interrogare l'HSS con l'interfaccia [[Diameter]] Sh (per un SIP-AS) oppure con l'interfaccia MAP (''Mobile Application Part'') (per IM-SSF).
====Public Service Identity====
''Public Service Identities'' (PSI) sono informazioni che identificano i servizi che sono ospitati dagli application server. come per gli identificativi degli utenti i PSI hanno la forma di SIP oppure Tel [[Uniform Resource Identifier|URI]]. I PSI sono registrati nell'HSS sia in maniera distinta oppure raggruppati con [[Metacarattere|wildcard]]:
*un PSI distinto
*un PSI con wildcard
==Descrizione delle interfacce==
{| class="wikitable"
!Nome Interfaccia
!Funzione IMS
!Descrizione
!Protocollo
|-
|
Cr
|
MRFC, AS
|
Used by MRFC to fetch documents (scripts and other resources) from an AS
|
[[Hypertext Transfer Protocol|HTTP]] over dedicated [[Transmission Control Protocol|TCP]]/[[Stream Control Transmission Protocol|SCTP]] channels
|-
|
Cx
|
I-CSCF, S-CSCF, HSS
|
Used to communicate between I-CSCF/S-CSCF and HSS
|
[[Diameter]]
|-
|
Dh
|
AS (SIP AS, OSA, IM-SSF) <-> SLF
|
Used by AS to find a correct HSS in a multi-HSS environment.DH_SLF_QUERY indicates a IMPU and DX_SLF_RESP return the HSS name.
|
[[Diameter]]
|-
|
Dx
|
(I-CSCF or S-CSCF) <-> SLF
|
Used by I-CSCF or S-CSCF to find a correct HSS in a multi-HSS environment. DX_SLF_QUERY indicates a IMPU and DX_SLF_RESP return the HSS name.
|
[[Diameter]]
|-
|
Gm
|
UE, P-CSCF
|
Used to exchange messages between UE and P-CSCF
|
[[Session Initiation Protocol|SIP]]
|-
|
Go
|
PDF, GGSN
|
Allows operators to control QoS in a user plane and exchange charging correlation information between IMS and GPRS network
|
[[Common Open Policy Service|COPS]] (Rel5), [[Diameter]] (Rel6+)
|-
|
Gq
|
P-CSCF, PDF
|
Used to exchange policy decisions-related information between P-CSCF and PDF
|
[[Diameter]]
|-
|
ISC
|
S-CSCF, AS
|
Reference point between S-CSCF and AS. Main functions are to:
*Notify the AS of the registered IMPU, registration state and UE capabilities
*Supply the AS with information to allow it to execute multiple services
*Convey charging information
|
[[Session Initiation Protocol|SIP]]
|-
|
Ici
|
IBCFs
|
Used to exchange messages between an IBCF and another IBCF belonging to a different IMS network.
|
|-
|
Ma
|
I-CSCF <-> AS
|
Main functions are to:
*Forward SIP requests which are destinated to a Public Service Identity hosted by the AS
*Originate a session on behalf of a user or Public Service Identity, if the AS has no knowledge of a S-CSCF assigned to that user or Public Service Identity
*Convey charging information
|
[[Session Initiation Protocol|SIP]]
|-
|
Mg
|
MGCF -> I,S-CSCF
|
MGCF converts [[ISDN User Part|ISUP]] signalling to [[Session Initiation Protocol|SIP]] signalling and forwards [[Session Initiation Protocol|SIP]] signalling to I-CSCF
|
[[Session Initiation Protocol|SIP]]
|-
|
Mi
|
S-CSCF -> BGCF
|
Used to exchange messages between S-CSCF and BGCF
|
[[Session Initiation Protocol|SIP]]
|-
|
Mj
|
BGCF -> MGCF
|
Used for the interworking with the PSTN/CS Domain, when the BGCF has determined that a breakout should occur in the same IMS network to send SIP message from BGCF to MGCF
|
[[Session Initiation Protocol|SIP]]
|-
|
Mk
|
BGCF -> BGCF
|
Used for the interworking with the PSTN/CS Domain, when the BGCF has determined that a breakout should occur in another IMS network to send SIP message from BGCF to the BGCF in the other network
|
[[Session Initiation Protocol|SIP]]
|-
|
Mm
|
I-CSCF, S-CSCF, external IP network
|
Used for exchanging messages between IMS and external IP networks
|
[[Session Initiation Protocol|SIP]]
|-
|
Mn
|
MGCF, IM-MGW
|
Allows control of user-plane resources
|
[[Megaco|H.248]]
|-
|
Mp
|
MRFC, MRFP
|
Allows an MRFC to control media stream resources provided by an MRFP.
|
[[Megaco|H.248]]
|-
|
Mr
|
S-CSCF, MRFC
|
Used to exchange messages between S-CSCF and MRFC
|
[[Session Initiation Protocol|SIP]]
|-
|
Mx
|
BGCF/CSCF, IBCF
|
Used for the interworking with another IMS network, when the BGCF has determined that a breakout should occur in the other IMS network to send SIP message from BGCF to the IBCF in the other network
|
[[Session Initiation Protocol|SIP]]
|-
|
Mw
|
P-CSCF, I-CSCF, S-CSCF
|
Used to exchange messages between CSCFs
|[[Session Initiation Protocol|SIP]]
|-
|
Rf
|
P-CSCF, I-CSCF, S-CSCF, BGCF, MRFC, MGCF, AS
|
Used to exchange offline charging information with CCF
|
[[Diameter]]
|-
|
Ro
|
AS, MRFC, S-CSCF
|
Used to exchange online charging information with ECF
|
[[Diameter]]
|-
|
Rx
|
P-CSCF, PCRF
|
Used to exchange policy and charging related information between P-CSCF and PCRF (Policy and Charging Rule Function)
Replacement for the Gq reference point.
|
[[Diameter]]
|-
|
Sh
|
AS (SIP AS, OSA SCS), HSS
|
Used to exchange information between an AS (SIP AS or OSA SCS) and HSS. Main functions are to:
*Transfer user related data, group lists from the HSS
*Activate/deactivate filter criteria stored in the HSS on a per subscriber basis
|
[[Diameter]]
|-
|
Si
|
IM-SSF, HSS
|
Transports CAMEL subscription information including triggers for use by CAMEL based application services information.
|
[[Mobile Application Part|MAP]]
|-
|
Sr
|
MRFC, AS
|
Used by MRFC to fetch documents (scripts and other resources) from an AS
|
[[Hypertext Transfer Protocol|HTTP]]
|-
|
Ut
|
UE, AS (SIP AS, OSA SCS, IM-SSF)
|
Facilitates the management of subscriber information related to services and settings
|
[[Hypertext Transfer Protocol|HTTP]](s), [[XCAP]]
|}
==Tecnologie alternative==
Esistono tecnologie alternative e concorrenti per l'accesso e la distribuzione di servizi su reti fisse e mobili, esse contemplano la combinazione di [[Unlicensed Mobile Access]], [[MGCP|soft switch]] e [[Session Initiation Protocol|SIP]]. Queste tecnologie partono dal presupposto che è più semplice vendere servizi che vendere le virtù dei ''servizi integrati'' ed, inoltre, il compito di vendere IMS su un singolo servizio è comunque difficile giacché vi sono spesso alternative più semplici ed economiche per creare e installare quella prestazione particolare. C'è da aggiungere che i vantaggi di IMS cominciano ad essere messi in discussione da quando sta diventando sempre più semplice accedere a contenuti e contatti utilizzando meccanismi fuori dal controllo dei tradizionali operatori fisso/mobile.<ref>{{Cita web |
==Note==
<references/>
{{portale|telefonia|
[[Categoria:Telefonia]]
[[Categoria:Standard Internet]]
[[Categoria:
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