ip multimedia subsystem - seminário computação móvel

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SeminárioMAC5743 – Computação Móvel

IP Multimedia Subsystem

Rogério Augusto Rondinirarondini@usp.br

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Introdução● Evolução da tecnologia

– Circuit-switched -> Packet-switched

Internet● Padrões abertos● Grande número de serviços

Celular● Mobilidade

Convergência

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Comutação por circuitos● Circuit-Switched● PSTN – Public Switched Telephone

Network● Inicialmente telefonia fixa analógica● Atualmente digital, incluíndo celulares● Qualidade p/ transmissão de voz, pois um

circuito é reservado durante toda a ligação

● Imprópria para dados

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Comutação por pacotes● Transmissão por pacotes● Canal compartilhado● Melhor largura de banda● Duas abordagens

– Circuito virtual: estabelece caminho virtual fixo, com garantia de entrega

– Datagrama: pacotes enviados independentemente

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GPRS● General Packet Radio Service● Evolução GSM ● Melhor taxa de transferência● Internet móvel em alta velocidade● Voz e dados no mesmo canal● Transição para redes 3G

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3G● Chamada para proposta feita em 1998

pelo ITU-R (International Telecommunication Union - Radiocomunication Standardization Sector)– Primeiros resultados GSM, W-CDMA

● Comutação por pacotes nativa● Banda larga de longo alcance● Convergência Celular/Internet

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3G● Cenário

– Mercado de voz baseado em comutação por circuitos deixou de ser atrativo p/ operadoras

– Comutação por pacotes pouco utilizada– Necessidade de criar serviços para atrair o

usuário

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IMS

Arquitetura unificada de rede para oferecimento de serviços IP multimídia

Elemento chave para prover acesso ubíquo à Internet

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Novos negócios● PoC – Push to Talk over Celullar● Adição de mídia durante uma sessão● Serviços baseados em localização● Transferência de chamadas em

andamento● Terminal único fixo/móvel● ...

Surge o papel do provedor de serviçosSurge o papel do provedor de serviços

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Novos negócios (exemplo)● Empresa taxi

– Precisa saber disponibilidade e localização dos taxis

– Utiliza comunicação individual e/ou grupo

● Taxista– Recebe OS, mapas e

localização do cliente

● Taxista inicia trabalho– Registra presença e

localização● Cliente contacta empresa● Empresa

– localiza cliente– Identifica taxi próximo– Envia mapa e instruções

● Taxista – Aceita OS– Se comunica via PoC com

empresa e outros taxistas

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Novos negócios● Algumas questões

– Como integrar diferentes plataformas ?

– Como manter a sessão ativa

– Como cobrar dos usuários ?

– Como pagar os provedores de serviços ?

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Novos negócios● IMS oferece

– Sessões IP Multimídia– Interfaces e protocolos padronizados– QoS– Roaming– Integração/Composição diferentes serviços– Novos serviços– Controle de pagamento (Charging)

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IMS - Arquitetura

Fonte: Khlifi, H.; Gregoire, J.-C., "IMS Application Servers: Roles, Requirements, and Implementation Technologies," Internet Computing, IEEE , vol.12, no.3, pp.40-51, May-June 2008

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IMS – controle de sessão

Fonte: http://www.3gdb.org/doc/overview-summary.html

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IMS - controle de sessão

Fonte: http://pcquest.ciol.com/content/technology/2004/104013102.asp

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IMS – base de dados● HSS – Home Subscriber Server

– Mantém informações de usuários● SLF – Subscription Locator Function

– Utilizado quando infraestrutura implementa mais de um HSS

– Armazena o mapeamente entre Usuário e HSS específico

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IMS - AAA● Autentication, Autorization and

Accounting

Fonte: G. Camarillo and M. García-Martín. The 3G IP Multimedia Subsystem (IMS): Merging the Internet and the Cellular Worlds, 2.ed. John Wiley & Sons, 2004.

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IMS - AAA● Protocolo Diameter

– Evolução do protocolo Radius– Consiste de um protocolo base, com a

possibilidade de estensões para atender necessidades específicas

– Utiliza TCP– Escalável para padrões atuais (campo de

identificação suporte 2^32 requisições simultâneas)

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IMS – controle de mídia● MRFC – Media Resource Function

Controller● MRFP – Media Resource Function

Processor

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IMS – application server● SIP-AS executa

serviços baseados em SIP

● OSA-SCS Open Service Access – Service Capability Server

● IM-SSF IP Multimedia Service Switching Function

Fonte: G. Camarillo and M. García-Martín. The 3G IP Multimedia Subsystem (IMS): Merging the Internet and the Cellular Worlds, 2.ed. John Wiley & Sons, 2004.

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IMS – arquitetura cobrança

Fonte: H. Oumina and D. Ranck. Towards a Real Time Charging Framework for Complex Application in 3GPP IP Multimedia Subsystem Environment. in International Conference on Next Generation Mobile Applications, Services and Technologies (NGMAST 2007), 2007.

● CGF – Charging Gateway Function

● CCF – Charging Collecton Functon

● SCF – Session Charging Function

● ECF – Event Charging Function

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Resumo● 3G oferece banda larga móvel de longo

alcance● Necessidade de novos serviços● Novo cenário

Operadoras/Parceiros/Clientes● IMS

– Arquitetura unificada– Chave para acesso ubíquo à Internet

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Minha pesquisa

Infraestrutura distribuída para execução de aplicações IMS

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● Protocolo SIP descentralizado● Arquitetura baseada em Espaço de

Tupla● Objetivos:

– Gerenciamento de sessões distribuídas– Escalabilidade e tolerância a falhas– Eficiência na localização de dispositivos– Gerenciamento de mobilidade

Estágio atual

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● SIP: natureza centralizada● SipServlet: principal implementação de

SIP● Pandey et.el,Performance Study of IMS

Signaling Plane – Maximum call processing delay takes place

at CSCF– Efficiency of the SIP Server to large extent

determine the throughput of the IMS network

Motivação

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Proposta

1

Dispositivos CLDC

2M

aior

Cap

acid

ade

de

Proc

essa

men

to

4Espaço de Tupla

3Surrogate Host

INVITE

SIP Session

REGISTER

REGISTER

REGISTER

ERB

ERB

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Referências[1] G. Camarillo and M. García-Martín. The 3G IP Multimedia Subsystem (IMS): Merging the Internet and the Cellular Worlds, 2.ed. John Wiley & Sons, 2004.

[2] J. Rosenberg, H. Schulzrinne, G. Camarillo, A. Johnston, J. Peterson, R. Sparks, M. Handley, and E. Schooler. SIP: Session Initiation Protocol. IETF – RFC3261, 2002. http://www.ietf.org/rfc/rfc3261.txt.

[3] http://www.3gpp.org/

[4] M. Poikselkä and G. Mayer and H. Khartabil and A. Niemi. The IMS: IP Multimedia Concepts and Services. John Wiley & Sons, 2006.