IP Multimedia Subsystem

IP Multimedia Subsystem (IMS) è un modello architetturale per le reti di telecomunicazione. Questa architettura è stata progettatta per la convergenza di tutti i dispositivi di telecomunicazioni (fissi e mobili) su un'infrastruttura basata su rete IP che sia capace di fornire servizi voce e multimediali.

Fu originariamente progettata dall'organismo per gli standard wireless (3GPP), quale parte della progetto per evolvere le reti mobili oltre il GSM. La sua prima formulazione (3GPP R5) rappresentò un approccio per fornire "servizi internet" attraverso GPRS. Questa visione fu aggiornata più tardi dal 3GPP, 3GPP2 e TISPAN richiedendo il supporto di altri sistemi oltre al GPRS, come Wireless LAN, CDMA2000 e reti fisse.

Per facilitare l'integrazione con Internet, IMS utilizza protocolli IETF laddove possibile, per esempio Session Initiation Protocol (SIP). In accordo con il 3GPP^[1], l'intenzione di IMS non è quella di standardizzare le applicazioni ma piuttosto di facilitare l'accesso alle applicazioni voce e multimediali da terminali fissi e mobili, cioè creare una sorta di convergenza fisso-mobile. Ciò viene realizzato attraverso un strato di controllo orizzontale che isola la rete di accesso dallo strato dei servizi applicativi. Da un punto di vista logico architetturale, i servizi non hanno bisogno di un loro sistema per controllare le chiamate giacché è lo strato di controllo comune che fornisce queste funzioni.

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, soft switch e 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.^[2]

Storia

• 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 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.

• 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 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 (VCC), la connessione a banda larga da reti fisse ad IMS, l'interoperabilità con le reti non-IMS, Policy and Charging Control (PCC) e le sessioni per le emergenze.

• 3GPP release 8 ha aggiunto il support per il Long Term Evolution (LTE), System Architecture Evolution (SAE), Multimedia Session Continuity, Enhanced emergency sessions e IMS centralized services.

Architettura

L'IP Multimedia Core Network Subsystem è un insieme di diverse funzioni, che comunicano attraverso interfacce standardizzate, queste funzioni raggruppate formano un dominio di rete IMS. Una funzione non è un nodo: 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.

 

3GPP / Architettura di TISPAN IMS

Rete di accesso

L'utente può connettersi ad una rete IMS in vari modi, molti dei quali utilizzano lo standard IP. I terminali IMS ( così come i cellulari, i PDA ed i computer) possono registrarsi direttamente su una rete IMS, perfino se sono in roaming in un'altra rete di accesso o paese. Il solo requisito è che essi possano utilizzare il protocollo IP ed attivare un agente SIP. Gli accessi da rete fissa (es. Digital Subscriber Line (DSL), modems, Ethernet), o da rete mobile (es. W-CDMA, CDMA2000, GSM, GPRS) o wireless (es. WLAN, WiMAX) sono tutti supportati. Altri sistemi telefonici come POTS (i vecchi telefoni analogici), H.323 ed i sistemi non compatibili con il VoIP di IMS, sono supportati attraverso dei gateways.

Core network

Home subscriber server

L'Home Subscriber Server (HSS), o User Profile Server Function (UPSF), è il principale database degli utenti. Esso contiente informazioni relative ai profili degli abbonati, effettua l'autenticazione e l'autorizzazione, e può fornire informazione sulla posizione e l'IP degli utenti. La sua funzione è simile a quella dell'Home Location Register e dell'Authenitcation Centre (AuC) della rete GSM.

Una Subscriber Location Function (SLF) sarà necessaria per mappare i riferimenti degli utenti quando si utilizzano più HSSs.

Il database degli abbonati nel HSS contiene gli identificativi degli utenti (IMPU, IMPI, IMSI, e MSISDN), i profili dei servizi associati agli utenti, i dati per le attivazioni dei servizi ed altre informazioni legate sempre agli utenti.

Identificazione degli utenti

In IMS ad un utente possono essere associate diversi identitificativi: IP Multimedia Private Identity (IMPI), IP Multimedia Public Identity (IMPU), Globally Routable User Agent URI (GRUU), Wildcarded Public User Identity (WPUI). Sia IMPI che IMPU non sono numeri telefonici o successioni di cifre ma sono Uniform Resource Identifier (URIs), quindi possono essere cifre (un URI telefonica, come tel:[phone]) oppure identificativi alfanumerici (una SIP URI, come sip:[e-mail]).

• 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 2 tipi di GRUU: Public-GRUU (P-GRUU) and 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 inseme di IMPU raggruppati insieme.

Note

1. ^ Technical Specification Group Services and System Aspects, IP Multimedia Subsystem (IMS), Stage 2, TS 23.228, 2006, 3rd Generation Partnership Project.
2. ^ Alexander Harrowell, Staff Writer, Mobile Communications International, A Pointless Multimedia Subsystem?, su allbusiness.com, 01-10-2006.

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