Curso electivo de 10mo ciclo - Univesidad Nacional de Ingeniería (UNI) Ingeniería de Telecomunicaciones

1. Jose Luis Quiroz Arroyo IT 536 M IMS 31 agosto 2019
IP Multimedia Subsystem
(IMS)
IT 536 M

2. SYLLABUS
• CAPITULO 1: FUNDAMENTOS IMS
• Fundamentos de NGN e IMS
• Estandarización de IMS: Diferentes Organismos y Estándares IMS – LTE-
WiMAX
• Arquitectura General NGN
• ¿Qué es IMS?
• IMS y la Convergencia
• ¿De donde viene IMS?
• Conceptos básicos en IMS
• Arquitectura general de IMS
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3. Fundamentos de IMS
CAPITULO 1 – semana 2
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4. Agenda
• Arquitectura general de NGN
• ¿Qué es IMS?
• IMS y la Convergencia
• ¿De donde viene IMS?
NOTA: Se recomienda la lectura de las recomendaciones ITU-T Y.2001,
Y.2011 Y.2002 e Y.2021 que están publicadas en el portal del curso.
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5. Next Generation Network (NGN)
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6. Next Generation Network (NGN)
• Las nuevas aplicaciones y requerimientos de desarrollo, presentan
necesidades que no fueron previstos originalmente cuando se generó
la primera generación de redes de paquetes.
• Con esto en mente, la Recomendación Y.2001 de la International
Telecommunication Unión – Telecommunication Standardization
Sector (ITU-T), identifica una serie de características consideradas
necesarias en una NGN. Adicionalmente, la Recomendación ITU-T
Y.2011 proporciona un marco general para la arquitectura,
apuntalamientos necesarios para obtener las características básicas.
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7. Next Generation Network (NGN)
En general se considera que la principal diferencia entre
los servicios de telecomunicaciones tradicionales y una
NGN es el cambio de separar verticalmente redes
específicas de aplicación integrada a una sola red capaz
de llevar cualquier servicio y todos los servicios.
Para los servicios de telefonía, este incluye un cambio
de una infraestructura de conmutación de circuitos a
una infraestructura de conmutación de paquetes.
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8. Next Generation Network (NGN)
El propósito principal de la Recomendación Y.2001 es proporcionar una
definición general de una NGN, como sigue:
La red de próxima generación (NGN): Un red basada en paquete capaz de
proporcionar servicios de telecomunicaciones, y capaz de hacer uso de
múltiples tecnologías de transporte de banda ancha con QoS habilitado, y en
la que las funciones relacionadas con el servicio son independientes de
subyacentes tecnologías relacionadas con el transporte.
Se permite el acceso sin trabas a los usuarios para redes y proveedores de
servicios de la competencia y/o servicios de su elección. Soporta movilidad
generalizada que permitirá una coherente y ubicua prestación de servicios a
usuarios.
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9. Next Generation Network (NGN)
ITU-T RECOMMENDATION Y.2011: GENERAL PRINCIPLES AND
GENERAL REFERENCE MODEL FOR NGN
➢El propósito principal de Y.2011 es proporcionar una base para
desarrollar modelos funcionales para servicios basados en NGN.
➢En primer lugar, señala las diferencias potenciales entre los sistemas
de capas NGN y las siete capas del Modelo de Referencia Básico de
Interconexión de Sistemas Abiertos (OSI BRM) como se define en la
Recomendación X.200 ITU-T. Por ejemplo, las dificultades surgen al
considerar el número y características específicas de las siete capas
de OSI BRM.
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10. Next Generation Network (NGN)
Por lo que respecta a los sistemas NGN (no sistemas OSI), algunas o
todas de las siguientes situaciones se pueden encontrar:
✓El número de capas puede no ser siete.
✓Las funciones de las capas individuales pueden no corresponder a los
del OSI BRM.
✓Ciertas condiciones/definiciones prescritas o proscritas del OSI BRM
no podrán ser aplicables.
✓Los protocolos involucrados pueden no ser los protocolos OSI (un
ejemplo notable es IP).
✓Los requisitos de cumplimiento del OSI BRM puede no ser aplicable.
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11. Modelo funcional
general de NGN
Services
Resources
Applications, middleware, and baseware services
Service
Management Functions
Services
Control Functions
Transport
Management Functions
Transport
Control Functions
Transfer Functional Area
NGN
service
NGN
transport
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12. Recomendación Y.2011
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13. Arquitectura NGN
Los Servicios NGN incluirán los
servicios basados en la sesión, como
la telefonía IP, videoconferencia, y el
chat de vídeo y servicios basados en
no-sesión, tales como la transmisión
de vídeo (video streaming) y la
radiodifusión (broadcasting).
Por otra parte, el soporte de NGNs
reemplaza a la Red Telefónica
Pública Conmutada/Red Digital de
Servicios Integrados (PSTN / ISDN).
(Emulación PSTN/ISDN en
Terminología ITU-T).
Recomendación Y.2011
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14. Arquitectura NGN
Las Funciones de usuario final (end-user
functions) están conectadas a la NGN
por la interfaz de usuario-red (UNI: user-
to-network interface), mientras que
otras redes están interconectadas a
través de la interfaz de red-a-red (NNI:
network-to-network interface).
La clara identificación de la UNI y NNI es
importante para dar cabida a una amplia
variedad de equipos de cliente off-the-
shelf manteniendo mientras las
fronteras de negocio y puntos de
demarcación en el ambiente de NGN.
La interfaz de aplicación a la red (ANI:
application-to-network interface) forma
un límite con respecto a proveedores de
aplicaciones de terceros.
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15. Arquitectura NGN
TRANSPORT STRATUM FUNCTIONS
(Nivel Transporte)
Las funciones del estrato de
Transporte proporcionan conectividad
para todos los componentes y
funciones físicamente separadas
dentro de la NGN.
IP es reconocido como la tecnología
de transporte más prometedora para
NGN. Así, el estrato de transporte
proporcionará conectividad IP para
los dos equipos de usuario final fuera
de la NGN, y los controladores y
facilitadores que suele residir en los
servidores dentro de la NGN. Sigue…
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16. Arquitectura NGN
TRANSPORT STRATUM FUNCTIONS
(Nivel Transporte)
El estrato de transporte es
responsable de proporcionar QoS
de extremo a extremo (QoS end-to-
end), lo cual es una característica
deseable de la NGN.
El estrato de transporte se divide
en redes de acceso y la red Core,
con una función que une las dos
porciones.
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17. Arquitectura NGN
Access Functions (Funciones de
acceso) :
Las funciones de acceso gestionan el
acceso del usuario final a la red. Las
funciones de acceso son dependientes
de la tecnología de acceso, tal como el
Acceso Multiple por División de
Código de Banda Ancha [Wideband
code-division multiple Access (W-
CDMA)] y la línea de abonado digital
(xDSL).
Las redes de acceso incluyen funciones
relacionadas con el acceso por cable,
tecnología DSL, tecnología inalámbrica,
la tecnología Ethernet y acceso óptico.
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18. Arquitectura NGN
Access Transport Functions
(Funciones de transporte de acceso):
Estas funciones son los encargados de
transportar la información a través de
la red de acceso.
También proporcionan Mecanismos
de control de QoS que tratan
directamente con el tráfico de
usuarios, incluyendo la gestión de
memoria, cola y la programación
(scheduling), el filtrado de paquetes,
la clasificación del tráfico, marcado,
vigilancia (policing), y dar forma.
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19. Arquitectura NGN
Edge Functions (Funciones
de borde):
Se utilizan para el
procesamiento de tráfico
cuando el tráfico de acceso
se fusionó con la red Core.
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20. Arquitectura NGN
Core Transport Functions
(Funciones de Transporte Core):
Estas funciones son responsables de
garantizar el transporte de información a
través de la red principal (core).
Proporcionan los medios para diferenciar
la calidad del transporte en la red, de
acuerdo con las interacciones con las
funciones de control de transporte.
Estas funciones también proporcionan
mecanismos de QoS que tratan
directamente con el tráfico de usuarios,
incluyendo la gestión de memoria
intermedia, cola y la programación, el
filtrado de paquetes, la clasificación de
tráfico, marcaje (marking), vigilancia y dar
forma, el control de la puerta (gate), y
firewalls.
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21. Arquitectura NGN
Network Attachment Control Functions
(Funciones de control de conexión a la
red):
Estas funciones proporcionan el registro en
el nivel de acceso y la inicialización de las
funciones de usuario final para acceder a los
servicios NGN.
Proporcionan la identificación/autenticación
a nivel de red, gestionar el espacio de
direcciones IP de la red de acceso y
autentica las sesiones de acceso. También
anuncian el punto de contacto de las
funciones de servicios y aplicaciones NGN
para el usuario final. Es decir, las funciones
de control de conexión (fijación) de la red
ayudan a los equipos de los usuarios finales
en el registro e inicio del uso de la NGN.
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22. Arquitectura NGN
Resource and Admission Control
Functions – RACFs (Función de Control de
Recursos y Admisión):
Los RACFs proporcionan control de
admisión y funcionalidades de control de
puerta, incluyendo el control de la
dirección de red y traducción de puertos
(NAPT), y los puntos de código de campo
de servicios diferenciados (Differentiated
Services Field Code Points: DSCP).
El control de admisión implica la
comprobación de autenticación basado en
los perfiles de usuario, a través de las
funciones de control de conexión de la red
(network attachment control functions).
Sigue…..
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23. Arquitectura NGN
Resource and Admission Control
Functions (RACFs)
….También implica la autorización sobre
la base de los perfiles de usuario,
teniendo en cuenta las reglas de política
específicos del operador y la
disponibilidad de recursos.
La comprobación de la disponibilidad de
recursos significa que la función de
control de admisión verifica si una
petición de recursos (por ejemplo, por
ancho de banda) es permisible dado los
recursos restantes, en oposición a los
recursos que ya están provisionados o
utilizados.
Sigue…..
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24. Arquitectura NGN
Los RACFs interactúan con funciones de
transporte para controlar una o más de
las siguientes funcionalidades en la capa
de transporte:
✓ Filtrado de paquetes
✓ Clasificación de tráfico
✓ Marcado y policiales
✓ Reserva de ancho de banda y de
asignación
✓ NAPT
✓ Antispoofing de direcciones IP
✓ NAPT/FW (recorrido), y
✓ Uso de la medición.
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25. Arquitectura NGN
Transport User Profile Functions
(Funciones de Perfil de Transporte
de usuario)
Este bloque funcional representa la
recopilación de datos de usuario y
otros datos de control dentro de
una sola función de "perfil de
usuario" en el estrato de transporte.
Esta función puede ser especificada
e implementada como un conjunto
de bases de datos cooperantes con
la funcionalidad que reside en
cualquier parte de la NGN.
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26. Arquitectura NGN
Gateway Functions
(Funciones de puerta de enlace)
Estas funciones proporcionan capacidades
para trabajar con otras redes, incluyendo
muchas de las redes existentes, tales como
PSTN/Redes basadas en RDSI y la Internet.
Estas funciones incluso soportan el
interfuncionamiento (internetworking) con
otros NGN pertenecientes a otros
administradores.
La NNI para otras redes se aplica tanto a los
niveles de control y de transporte,
incluyendo pasarelas de frontera. Las
interacciones entre los niveles de control y
de transporte pueden tener lugar
directamente, o a través de la
funcionalidad de control de transporte.
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27. Arquitectura NGN
Media Handling Functions
(Funciones de Manejo de
Media)
La serie de funciones de
manejo de media son los
procesos de recursos de media
para la prestación de servicios,
tales como:
✓ La generación de señales de
tono
✓ Transcodificación y puente
de conferencia.
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28. Arquitectura NGN
SERVICE STRATUM FUNCTIONS
Estas funciones proporcionan
servicios basado en sesiones y los
servicios basados en no-sesión,
incluyendo suscribir/notificar para
información de presencia y un
método de mensajes para el
intercambio de mensajes
instantáneos.
Las funciones de estrato de servicios
también ofrecen toda la
funcionalidad de la red asociado con
los servicios existentes PSTN/ISDN,
capacidades e interfaces con el
equipo del cliente legado.
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29. Arquitectura NGN
Service and Control Functions
(Funciones de Servicio y Control):
Estas funciones incluyen:
✓ Las funciones de control de sesión
✓ Una función de registro y
funciones de autenticación y
autorización en el nivel de
servicio.
Pueden incluir funciones de control
de recursos de medios (es decir,
recursos especializados).
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30. Arquitectura NGN
Service User Profile Functions
(Funciones de Servicio de perfiles
de usuario)
Estas funciones representan la
recopilación de datos de usuario y
otros datos de control en una única
función de perfil de usuario en el
estrato de servicio.
Esta función puede ser especificada
e implementada como un conjunto
de bases de datos cooperantes con
funcionalidad que residen en
cualquier parte de la NGN.
IT 536 M IMS 3031/08/2019

31. Arquitectura NGN
Application Functions
(Funciones de aplicación)
NGN soportan APIs abiertas que
permitan a los proveedores de
servicios de terceros aplicar
capacidades NGN para crear mejores
servicios para los usuarios de NGN.
Todas las funciones de aplicación
(tanto confiables y no confiables) y
proveedores de servicios de terceros
acceden a capacidades y recursos del
estrato de servicio NGN a través de
servidores o gateways en el estrato
de servicio.
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32. Arquitectura NGN
MANAGEMENT FUNCTIONS
El soporte para gestión de la red es
fundamental para el funcionamiento
de una NGN.
Las funciones de gestión permiten al
operador de NGN administrar la red y
proporcionar servicios NGN con la
esperada calidad, seguridad y
fiabilidad.
Estas funciones son asignadas de
manera distribuida a cada entidad
funcional (FE). Ellas interactúan con la
gestión de elementos de red (NE), la
gestión de la red, y la gestión de
servicios de FE.
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33. Arquitectura NGN
END-USER FUNCTIONS
Las interfaces con el usuario final son
ambos interfaces físicas y funcionales
(control).
No se hacen suposiciones acerca de
la diversas interfaces de cliente y
redes de los clientes que se pueden
conectar a la red de acceso de NGN.
Todas las categorías de equipos
cliente son soportadas en la NGN,
desde teléfonos legados de línea
simple (única) hasta redes complejas
de empresas. Los equipos de usuario
final pueden ser móvil o fijo.
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34. ¿Qué es IMS?
• IMS es un conjunto de FE (*) de red core e interfaces, utilizadas por
una red Proveedor de Servicios para ofrecer servicios basados en SIP
a los abonados.
• SIP es el Protocolo de Inicio de Sesión definido por la Internet Engineering
Task Force (IETF).
• Para la mayoría, un IMS es independiente de la tecnología de red
acceso, aunque hay algunos vínculos entre el IMS y la subyacente
funcionalidad de transporte, y estos pueden ser accesos específicos.
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(*)FE: Functional Entities
https://www.ietf.org/

35. ¿Qué se busca con IMS?
✓Integración de todas las redes de comunicaciones
Independientemente del medio de acceso, siempre que se
proporcione al usuario conectividad IP.
✓Proporcionar a los usuarios todo tipo de servicios basados en IP.
✓Control de la calidad de servicio (QoS).
✓Facturación precisa y mucho más flexible que en los sistemas
tradicionales, según los servicios contratados o ejecutados.
✓El operador que proporcione conectividad IP puede ser independiente del
operador IMS.
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36. Convergencia tecnológica
• Es la tendencia hacia el uso de un medio de comunicación común
para la provisión de múltiples servicios, mediante la simplificación de
los sistemas de telecomunicaciones, permitiendo a los operadores
ofrecer aplicaciones finales mejoradas a través de una arquitectura
estandarizada que posibilita la unión de tres mundos paralelos: voz,
datos y video
http://www.etsi.org
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37. IMS y la Convergencia
•IMS es una realización de los principios de las NGN,
basándose en el protocolo SIP (Protocolo de Inicio de
Sesión) para el control de la sesión.
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38. ¿De donde viene IMS?
• IMS es una arquitectura de referencia genérica para ofrecer servicios
multimedia sobre infraestructura IP.
• Especificado originariamente en la Release 5 y 6 del 3GGP (Third
Generation Partnership Project) [www.3ggp.org], en estrecha
colaboración con el IETF (Internet Engineering Task Force)
[www.ietf.org], y adoptado también por otros organismos de
estandarización, como 3GPP2 [www.3ggp2.org] y ETSI
[www.etsi.org].
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39. ¿De donde viene IMS?
• IMS soporta múltiples tipos de tecnologías de acceso, como GSM, GPRS,
UMTS, HSDPA, DSL, HFC, Wi-Di, Wi-MAX, Bluetooth, etc. Es decir, el
concepto de las comunicaciones telefónicas y por Internet da un gran giro
gracias a esta nueva tecnología, que permite pasar de un sistema a otro
con el mismo o distinto operador sin interrumpir la conexión, utilizar varios
medios a la vez o compartirlos e intercambiarlos con varios usuarios.
• Como principales características tecnológicas, IMS se apoya en el control
de sesión ofrecido por los protocolos SIP y SDP, los avances técnicos que
aporta IPv6 en transporte de red y otros protocolos del IETF, como RTP y
RTCP para el transporte de flujos IP multimedia en el plano de usuario, y
Protocolos para asegurar la QoS extremo a extremo.
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