IMS

Introdução

O mundo mudou e muda a cada dia, a internet esta mudando assim como seus equipamentos, meios de transmissão e sistemas.
A unificação das tecnologias e a disponibilização dos serviços para os usuários em um único meio, esta sendo priorizado.
IMS (IP Multimedia Subsystem) representa um esforço do 3GPP em definir uma arquitetura baseada totalmente em IP de redes de telefonia celular, onde é possivel distribuir voz, videos, dados, etc independente do dispositivo.
Seu objetivo é realizar a convergência entre voz e dados, onde aplicações de voz e dados podem conviver harmoniosamente. O protocolo adotado é SIP, e esta necessáriamente em IP.
IMS ja tem varios concorrentes, como por exemplo o VOIP, e porque não usar o VOIP? A resposta a se questão se resume a três fatores:

1. Qualidade de Serviço (QoS)
2. Tarifação
3. Integração de serviços variados.

A arquitectura IMS está dividida em três camadas:

1. Transport and Endpoint Layer
2. Session and Control Layer
3. Application Services Layer

Os Principais Elementos.

1. CSCF – Call Session Control Function
2. HSS – Home Subscriber Server
3. MRF - Media Resource Function
4. AS - Application Server
5. UE – User equipment
6. Gateway
   1. BFCF - Breakout Gateway Control Function
   2. MGCF – Media Gateway Control Function
   3. MGW – Media Gateway
   4. SGW – Signalling Gateway
   5. IMS GW – IMS Gateway

O objetivo deste trabalho é implementar uma solução IMS Open Source com comunicação com a PSTN. Similar ao que esta sendo feito pelos trabalhos abaixo:

- http://www.fokus.fraunhofer.de/en/fokus_testbeds/open_ims_playground/components/osims/index.html

- http://www.myims.com.au/

- HOTARU - (open source IMS) implementation and interoperability tests

- REIS - A criação de redes de próxima geração IMS usando produtos open source

- Seagull – Open Source tool for IMS testing

Penso neste trabalho devido a possibilidade de uma estrutura como esta trazer benefícios para a sociedade com redução dos preços de ligação, disceminação de tecnologia e informação, e outras.

Hoje, temos muitas empresas oferecendo a IMS, porem em um preço muito alto, considerando que as operadoras pagam este preço e repassam pra gente (cliente), caso ela deixe de ter este custo, nossas ligações ficarão muito mais baratas.

Ao meu ver, e pelas poucas pesquisas que ja fiz, acho totalmente possivel fazer uma IMS totalmente opensource.

Vou descrever aqui, o que é a IMS, quais seus componentes e forma de trabalho, e vou implementar a IMS de maneira que seja possivel trafegar arquivo, video, voz e fazer comunicação com a PSTN.

A Arquitetura IMS

Arquitetura IMS suporta uma grande quantidade e variedade de serviços que são habilitados com base em protocolos SIP. Como você pode ver na figura abaixo, uma arquitetura IMS oferece serviços de multimídia que podem ser acessados ​​por um usuário a partir de vários dispositivos através de uma rede IP ou sistema de telefonia tradicional.

A arquitetura de rede pode ser dividida em três camadas (EndPoint Layer/Transport Layer, Control Layer e Service Layer ), mais a camada de serviço e será introduzido a partir de baixo para cima, respectivamente.

• Endpoint Layer: A arquitetura IMS fornece uma variedade de opções para os usuários escolherem de ponto de extremidade dispositivos. Os dispositivos IMS, como computadores, telefones celulares, PDAs e telefones digitais são capazes de conectar-se à infra-estrutura IMS através da rede. Outros tipos de dispositivos, como telefones tradicionais telefones analógicos, embora não sejam capazes de se conectar a uma rede IP diretamente, são capazes de estabelecer a conexão com estes dispositivos através de um gateway PSTN.

• • Transport Layer: A camada de transporte é responsável por iniciar e terminar sessões SIP e fornecer a conversão de dados transmitidos entre os formatos analógico / digital e um formato de pacote IP. IMS dispositivos se conectam à rede IP na camada de transporte através de uma variedade de meios de transmissão, incluindo Wi-Fi, DSL, Cable, SIP, GPRS, e WCDMA, 3G, 4G. Além disso, a camada de transporte permite que os dispositivos IMS para fazer e receber chamadas para e da rede PSTN ou outras redes de comutação de circuito através do gateway PSTN.

• Control Layer: A chamada de função de controle de sessão (CSCF), que é um nome genérico que se refere aos servidores SIP ou proxies, é um dos elementos centrais na camada de controle. CSCF lida com SIP registro dos pontos finais e processo SIP mensagens sinal do servidor de aplicação adequada na camada de serviço. Outro elemento na camada de controle é o Home Subscriber Server (HSS) banco de dados que armazena o perfil de serviço exclusivo para cada usuário final. O perfil de serviço pode incluir o endereço IP de um usuário, cadastro de linhas telefônicas, listas de amigos, saudações de correio de voz e assim por diante. Ao centralizar as informações do usuário em uma HSS, prestadores de serviços podem criar diretórios pessoais unificados e centralizados que podem ser utilizados em todos os serviços prestados em IMS.

• Service Layer: No topo da arquitetura de rede IMS, temos a camada de serviço. As três camadas acima descrito fornecer uma plataforma de rede integrada e padronizada para permitir que provedores de serviço ofereçam uma variedade de serviços multimídia na camada de serviço. Os serviços são todos executados por servidores de aplicativos. Os servidores de aplicativos não são apenas responsáveis ​​pela hospedagem e execução dos serviços, mas também fornecem a interface contra as camadas de controle usando o protocolo SIP. Um único servidor de aplicativos pode hospedar vários serviços, por exemplo, serviços de telefonia e mensagens executado em um servidor de aplicação; uma vantagem dessa flexibilidade é a redução da carga de trabalho da camada de controle. Existem muitos servidores de aplicação que prestam serviços diferentes, e três servidores centrais de aplicação de IMS serão destacadas a seguir.

• • Servidor de presença: um "servidor de Presença" fornece os serviços para coletar, gerenciar e distribuir a disponibilidade em tempo real e os meios para a comunicação entre os usuários. Ele permite aos usuários tanto publicar suas informações de presença e assinar o serviço, a fim de receber notificação de alterações por outros usuários.

• • Grupo List Management server: Um "grupo de servidores de Gestão de Lista" fornece serviços que permitem aos usuários ou administradores a capacidade de gerenciar, criar, modificar, apagar e procurar a definição do grupo baseada em rede. Além disso, mantém as permissões de acesso e outras propriedades específicas associadas com os grupos e os membros. É também utilizado para fornecer listas de amigos para mensagens instantâneas ou outros serviços.

• • Servidor de Mensagem Instantânea: Um "servidor de mensagens instantâneas", fornece um serviço de comunicação que permite aos usuários enviar e receber mensagens instantaneamente. Os usuários são capazes de entregar as mensagens que contêm texto, imagens, áudio, vídeo, ou a combinação destes através de uma rede IP.

Diagrama da arquitetura IMS

Diagrama da arquitetura IMS com exemplos

Os prestadores de serviços estão ansiosos para permitir que seus clientes sejam capazes de desenvolver e implementar serviços que aproveitam os recursos existentes de serviços descritos acima. No entanto, muitos desenvolvedores de aplicativos corporativos podem ter uma experiência em TI, mas não estão familiarizados com os protocolos de telefonia complexos (por exemplo, SIP, ISDN, SS7, etc), e eles precisam de uma API simples para serviços de criação e desenvolvimento. Cabe então ao Parlay X SOA (Service-Oriented Architecture), mobicents, e outros ajudar.

Referências

• The IMS IP Multimedia Concepts and Services
  • Miikka Poikselkä and Georg Mayer
  • Wiley and Sons
  • 3rd Edition

POIKSELKA, M. ; MAYER, G., The IMS: IP multimedia concepts and services, 2009
Site: http://ims.no.sapo.pt/ims2.htm, acesso em 08/03/2012.
Site: http://www.teleco.com.br/tutoriais/tutorialngnims2/pagina_1.asp, acesso em 08/03/2012.
CHEN, Rebeca L. J., et al. Introduction to IP Multimedia Subsystem (IMS), Part 1: SOA Parlay X Web services, The Next Generation Network architecture for Telecom industry. IBM 2006.