Arquitectura y Funciones Clave en Redes IMS y 4G

1. Funciones del Media Gateway

• Permite la conversión de datos de un formato a otro.
• Proporciona transporte de (voz, datos, fax, video) entre red IP y PSTN.
• El DSP realiza la conversión de analógica a digital, permitiendo que la voz sea paquetizada para su envío por la red IP.

2. Funciones principales del Signaling Gateway

• El SG es responsable de la transferencia de señalización en nodos que usan diferentes protocolos, por ejemplo, SS7 con IP.
• Maneja los mensajes relacionados con tarificación, establecimiento y desconexión de la llamada, etc.
• Actúa como puente entre la red de señalización SS7 y la red IP.

3. Principales funciones del CSCF

• De forma integral, es un servidor SIP en la capa de control de IMS y solo trata señalización.
• Procesa las solicitudes de registro de usuarios.
• Control de sesión o llamada (inicio, modificación y fin de sesión).
• Control de servicio, es decir, interactúa con los servidores de aplicación.
• Monitoreo de llamada y generación de registro para el control de tarifa y facturación, además de proveer seguridad a la sesión.

4.1 Proxy - Call Session Control Function (P-CSCF)

Es el punto de entrada al dominio IMS que tiene el equipo terminal. Todo el tráfico de señalización pasa de este proxy al usuario. Coordina el acceso, el control de recursos y establece la QoS. Mediante IPSec negocia la confidencialidad de la información. Agiliza la sesión al usar SIP en las sesiones.

4.2 Interrogating - Call Session Control Function (I-CSCF)

Designa un Serving-CSCF para un usuario ejecutando un registro SIP. Obtiene del HSS la dirección al S-CSCF. Encamina la petición o respuesta SIP al Serving-CSCF.

4.3 Serving - Call Session Control Function (S-CSCF)

Controla las sesiones de comunicación dentro de la red, con acceso total a los perfiles de usuario. Realiza el registro y liberación de usuarios, establece, encamina y libera las sesiones. Selecciona aplicaciones apropiadas a los perfiles de usuarios. Actualiza el HSS cuando los usuarios se registran.

5. Competencias de TISPAN

Centrado en las redes fijas, en la evolución de redes basadas en conmutación de circuitos a conmutación de paquetes, pero con una arquitectura que puede ser usada en ambos casos. Pretende asegurar que los usuarios conectados a redes basadas en IP puedan comunicarse con usuarios en redes tradicionales.

6. Principales funciones del HSS

Equivalente al HLR en GSM. El HSS contiene todos los datos relacionados con las suscripciones de los usuarios para el manejo de sesiones multimedia IP. Incluye datos de localización, información de seguridad, información de perfil y el Serving-CSCF que está sirviendo al usuario. Es una base de datos.

7. Objetivo inicial y posterior de 3GPP

La primera versión del 3GPP (3GPP-r5) definía la evolución de 2G a 3G, al añadir multimedia basada en tecnología SIP.

Más tarde, 3GPP2 añade soporte a CDMA2000, un protocolo híbrido 2.5G/3G que usa Code Division Multiple Access, soporte para redes fijas, trabajando en conjunto con TISPAN.

8. Requerimientos específicos para IMT-Advanced

• 100 Mbps en comunicaciones de alta velocidad.
• 1 Gbps en comunicaciones de baja velocidad.
• Un sistema 4G debe tener solución de banda ancha móvil full IP.
• Ancho de banda escalable de 5 a 20 MHz, opcional hasta 40 MHz.
• Debe contar con calidad de servicio (QoS).

9.1 NASS

Proporciona la autenticación y autorización de accesos. Proporciona la información para la localización de los usuarios, verificando la movilidad de cada uno, teniendo posibilidades de roaming con el acceso a redes de terceros.

9.2 RACS

Este subsistema está encargado de aplicar políticas de control, reservar los recursos y controlar la admisión de información. También se puede activar o desactivar las funcionalidades como NAT o firewall en la plataforma de capa de transporte, encargándose así de entregar los recursos necesarios. Con la información necesaria proporcionada por los subsistemas de la capa de servicio, ayudan en gran medida a conseguir los recursos necesarios de servicios multimedia.

10. Funciones principales del Softswitch

Encargado de proporcionar el control de llamada (señalización y gestión de servicios), procesamiento de llamadas, y otros servicios, sobre una red de conmutación de paquetes (IP). Realiza funciones de control de llamadas y control de la conexión en tiempo real de los servicios y de la red.