Принципы построения мультисервисных сетей связи 1 Архитектура сети ngn

Оборудование сети IMS

На рис. 1.20 показана сеть, имеющая трехуровневую архитектуру, которая включает в себя три плоскости - плоскость медиашлюзов и доступа, плоскость управления и плоскость услуг. Подсистема мультимедийной связи расположена в плоскости управления, которая является основной в архитектуре IMS. На этом рисунке показаны также основные элементы платформы IMS, которые определяются не как устройства (что характерно для традиционных сетей), а как логические функции.

Рис.1.20. Упрощенная архитектура IMS

IMS специфицирует не узлы сети, а функции, соединенные стандартными интерфейсами. Разработчики вправе объединить несколько функций в одном физическом объекте или, наоборот, реализовать одну функцию распределенно, однако чаще всего физическую архитектуру ставят в соответствие функциональной и реализуют каждую функцию в отдельном узле.

Плоскость управления IMS
Новым ключевым элементом в архитектуре IMS является функция управления сеансами связи (Call Session Control Function, CSCF). Функция CSCF является основной функцией на плоскости управления IMS-платформы. Модуль CSCF, используя протокол SIP, выполняет функции, обеспечивающие доставку множества услуг реального времени с использованием транспорта IP. Функция CSCF использует динамическую информацию для эффективного управления сетевыми ресурсами (пограничные устройства, шлюзы и серверы приложений) в зависимости от профиля пользователей и приложений. Модуль CSCF включает в свой состав три основные функции (рис. 1.2.1): Serving CSCF (S-CSCF); Proxy CSCF (P-CSCF); Interrogating CSCF (l-CSCF).
Функция S-CSCF обеспечивает управление сеансами доставки мультимедийных сообщений с использованием транспорта IP, включая регистрацию терминалов, двухстороннее взаимодействие с сервером HSS (получение от него пользовательских данных), анализ сообщения, маршрутизацию, управление сетевыми ресурсами (шлюзами, серверами, пограничными устройствами) в зависимости от приложений и от профиля пользователя.
Функция Р-CSCF создает первую контактную точку внутри ядра IMS для терминалов IMS данной сети. Функция Р-CSCF принимает запрос от терминала или к терминалу и маршрутизирует его к элементам ядра IMS. Обслуживаемый терминал пользователя закрепляется за функцией Р-CSCF при регистрации в этой сети на все время регистрации. Модуль Р-CSCF реализует функции, связанные с аутентификацией пользователя, формирует учетные записи и передает их на сервер начисления платы.
Одним из элементов модуля P-CSCF является Policy Decision Function (PDF) - функция выбора политики, оперирующая с характеристиками трафика, такими как требуемая для его обслуживания пропускная способность, параметры ограничения поступающего трафика и т.д.
Функция I-CSCF создает первую контактную точку внутри ядра IMS для всех внешних соединений с абонентами данной сети или с абонентами из других сетей, временно находящимися в данной сети. Основная задача модуля I-CSCF - идентификация запрашиваемых внешними абонентами услуг, выбор соответствующего сервера приложений и обеспечение доступа к этому серверу.
Еще один ключевой элемент архитектуры IMS - сервер HSS (Home Subscriber Server). По сути, HSS представляет собой централизованное хранилище информации об абонентах и услугах и является эволюционным развитием HLR и AuC. В HSS хранится вся информация, которая может понадобиться при установлении мультимедийного сеанса: информация о местонахождении пользователя, информация для обеспечения безопасности (аутентификация и авторизация), информация о пользовательских профилях, об обслуживающей пользователя S-CSCF и о триггерных точках обращения к услугам.
Взаимодействие сервера HSS с другими элементами платформы IMS показано на рис. 1.21. Платформа IMS является первой стандартной архитектурой, которая поддерживает открытые интерфейсы ко всем данным абонента. Наличие открытых интерфейсов позволяет разным серверам приложений совместно использовать информацию об абоненте, например, такую как статус присутствия
Введение сервера HSS является основным отличием архитектуры IMS от более ранних вариантов архитектуры предоставления услуг СПС. Именно этот сервер создает возможности развертывания новых услуг на базе архитектуры IMS.
Еще два функциональных модуля на плоскости управления обеспечивают управление мультимедийными информационными потоками.
Первый из этих модулей - процессор мультимедийных ресурсов MSFP (Multimedia Resource Function Processor) - выполняет группу функций, необходимых для поддержки мультимедийных сеансов, в том числе конфигурирование ресурсов, смешивание разных медиа- потоков (например, от нескольких абонентов), генерацию мультимедийных объявлений, обработку мультимедийных потоков.
Второй, связанный с первым, модуль MSFC (Media Resource Function Controller) - контроллер функции мультимедийных ресурсов - анализирует информацию, приходящую из AS и S-CSCF, и, соответственно, управляет информационными потоками в MSFP.
Функция BGCF (Breakout Gateway Control Function) - функция управления шлюзами - управляет пересылкой вызовов между доменом коммутации каналов (ТфОП или СПС) и сетью IMS.
Этот модуль осуществляет маршрутизацию на основе телефонных номеров и выбирает шлюз в домене коммутации каналов (CS), через который сеть IMS (где расположен сервер BGCF) будет взаимодействовать с сетями ТфОП или GSM. Здесь же производится генерация соответствующих учетных записей для начисления платы абонентам сетей с CS.
Функция MGCF (Media Gateway Control Function) - функция управления шлюзами, обеспечивает преобразование протокола ISUP и протоколов управления соединениями в подсистеме IMS.