3GPP: Ewolucja UMTS. Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych, PW

Transkrypt

1 Podsumowanie

2 3GPP: Ewolucja UMTS Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych, PW 2

3 Od WCDMA przez HSPA do LTE WCDMA UMTS HSDPA HSUPA HSPA+ LTE Max. Downlink speed 384 kbit/s 14 Mbit/s 28 Mbit/s 100 Mbit/s Max. Uplink speed 128 kbit/s 5,7 Mbit/s 11 Mbit/s 50 Mbit/s Latency RTT ~150 ms ~100 ms ~50 ms ~10 ms Access technology CDMA CDMA CDMA OFDMA / SC-FDMA UMTS release Rel.99/4 Rel. 5/6 Rel.7 Rel.8 Initial roll out 2003/4 2005/6 HSDPA 2007/8 HSUPA 2008/9 2009/10 EIMS -2015

4 Dostęp wg 3GPP Integracja na różnych poziomach Common IMS CDMA 2000 Access WiMax Access Evolved Packet Core (EPC) GPRS Access HSPA Access GPRS Packet Core WiFi Access Fiber Access LTE Access xdsl Access Cable Access NGN (TISPAN) Access Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych, PW 4

5 Ewolucja do płaskiej sieci LTE EIMS -2015

6 EPC (Evolved Packet Core) nowa sieć szkieletowa dla LTE Source: Alcatel-Lucent EIMS -2015

7 Sieć w pełni IP dla LTE Source: Alcatel-Lucent EIMS -2015

8 Architektura EPC UMTS Release 8 HSS SWx S6a PCRF Gxc Gx Rx HPLMN 3GPP Access Serving Gateway S5 S2a PDN Gateway S2b epdg Gxb SWn SGi S6b SWm Ope rator's IP Services (e.g. IMS, PSS etc.) 3GPP AAA Server Non - 3GPP Networks Trusted Non - 3GPP IP Access Gxa SWu Untrusted Non - 3GPP IP Access UE SWa STa EIMS -2015

9 Architektura EPC EIMS -2015

10 Ewolucja UMTS IMS w EPS Wielodostępowa sieć szkieletowa oparta na IP, wspólna dla sieci dost. zaufanych 3GPP: LTE-E-UTRAN, UMTS-UTRAN, GPRS-GERAN zaufanych nie-3gpp: WIMAX, CDMA2000/HRPD niezaufanych: WLAN Funkcje EPC Zapewnienie połączenia z domenami usługowymi IP IMS Internet i inne (np. P2P) NAS i bezpieczeństwo (AAA) Mobilność i zarządzanie połączeniami Sterowanie politykami QoS i taryfikacją (PCC) IMS Dostęp 3GPP EPC Internet Dostęp nie-3gpp Zaufany Zaufany / niezaufany Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych, PW 10

11 Mobility Podejścia do FMC UMA (GAN in 3GPP) wąskopasmowy IMS/Common IMS Wspólne usługi Różne sieci rdzeniowe QoS policy control security charging User Ids User profile SIP/SDP Diameter Service logic APIs roaming Inter- Working CS/PSTN Basic Call Control Multi Access Edge Multi-Access in EPC Wspólne usługi Wspólna sieć rdzeniowa RGW Wireless access Wireline access Access interworking functions Core Functions: - IP session ctrl - Mobility support - Deep Packet Inspection - Security - Charging - Policy and Resource control Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych, PW Transport 11

12 Mobility Mobility Konwergencja Konwergencja Common IMS Mobile Wireless Core Network access Core Functions: - IP session ctrl - Mobility support - Deep Packet Inspection - Security - Charging - Policy and Resource control Standard Services & IMS Dostęp bezprzewodowy RGW Dostęp przewodowy Fixed Core Network Core Functions: - IP session ctrl - Deep Packet Inspection - Security - Charging - Policy and Resource control Transport Standard Services & IMS Konwergencja EPC Dostęp bezprzewodowy Dostęp przewodowy Access interworking functions EPC Core Functions: - IP session ctrl - Mobility support - Deep Packet Inspection - Security - Charging - Policy and Resource control RGW Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych, PW Transport 12

13 Platforma usługowa w sieci macierzystej Service Platform Serving CSCF Home Network Mw UE Gm P-CSCF Home/ Visited Network AUIMS -2015

14 Zewnętrzna platforma usługowa External Service Platform Serving CSCF Home Network Mw UE Gm P-CSCF Home/Visited Network AUIMS -2015

15 Aplikacje IMS wykorzystujące usługi komunikacyjne IMS Application 1 Application 2 Default application for Multi media tel Default application for PoC Default application for Messaging Default application for XXXX Application reference Multimedia Telephony PoC Messaging XXXX Communication Service Identifier IMS Stack AUIMS -2015

16 Scenariusz realizacji usług IMS z udziałem sieci tranzytującej sesję Originating Network IMS Transit Network Terminating Network AS Mf Transit Functions AUIMS -2015

17 Procedury dla sesji IMS UE#1 S-CSCF#1 S-CSCF#2 UE#2 One of the MO Invite Sequence information flows inserted here One of the MT Invite Sequence information flows inserted here One of the S-CSCF to S-CSCF Invite sequence information flows inserted here AUIMS -2015

18 Kombinacje procedur sesji IMS 1/2 Origination Procedure MO#1 Mobile origination, roaming, home control of services MO#2 Mobile origination, located in home service area PSTN-O PSTN origination AS-O Application Server origination NI-O Non-IMS network origination MO#1 Mobile origination, roaming, home control of services MO#2 Mobile origination, located in home service area AS-O Application Server origination Serving-CSCF-to-Serving-CSCF Procedure S-S#1 Different network operators performing origination and termination, with home control of termination S-S#2 Single network operator performing origination and termination, with home control of termination. AUIMS Termination Procedure MT#1 Mobile termination, roaming, home control of services MT#2 Mobile termination, located in home service area MT#3 Mobile termination, CS Domain roaming AS-T#1,2,3,4 Application Server terminations NI-T Non-IMS network termination MT#1 Mobile termination, roaming, home control of services MT#2 Mobile termination, located in home service area MT#3 Mobile termination, CS Domain roaming AS-T#1,2,3,4 Application Server terminations

19 Kombinacje procedur sesji IMS 2/2 Origination Procedure MO#1 Mobile origination, roaming, home control of services MO#2 Mobile origination, located in home service area AS-O Application Server origination MO#1 Mobile origination, roaming, home control of services MO#2 Mobile origination, located in home service area AS-O Application Server origination Serving-CSCF-to-Serving-CSCF Procedure S-S#3 PSTN termination in the same network as the S CSCF S-S#4 PSTN termination in different network than the S CSCF Termination Procedure PSTN-T PSTN termination PSTN-T PSTN termination AUIMS -2015

20 Originating Network Originating Home Network Terminating Home Network S-CSCF#1 I-CSCF#2 HSS S-CSCF#2 Terminating Network 1. Invite (Initial SDP Offer) 2. Service Control 3. Invite (Initial SDP Offer) 4. Location Query 5. Response 6. Invite (Initial SDP Offer) 7. Service Control 8. Invite (Initial SDP Offer) 11. Offer Response 10. Offer Response 9. Offer Response Procedura S-S#1 S-CSCF S-CSCF Różni operatorzy 12. Offer Response 13. Response Conf (Opt SDP) 14. Response Conf (Opt SDP) 19. Conf Ack (Opt SDP) 20. Conf Ack (Opt SDP) 15. Response Conf (Opt SDP) 18. Conf Ack (Opt SDP) 16. Response Conf (Opt SDP) 17. Conf Ack (Opt SDP) 21. Reservation Conf 22. Reservation Conf 23. Reservation Conf 24. Reservation Conf 27. Reservation Conf 28. Reservation Conf 31. Ringing 32. Ringing OK OK 26. Reservation Conf 30. Ringing OK 25. Reservation Conf 29. Ringing OK 37. ACK 38. ACK 39. ACK 40. ACK

21 Originating Network Originating Home Network S-CSCF BGCF Terminating Network 1. Invite (Initial SDP Offer) 2. Service Control 3. Invite (Initial SDP Offer) 4. Invite (Initial SDP Offer) 7. Offer Response 6. Offer Response 5. Offer Response Procedura S-S#3 S-CSCF PSTN Ten sam operator 8. Response Conf (Opt SDP) 9. Response Conf (Opt SDP) 10. Response Conf (Opt SDP) 11. Conf Ack (Opt SDP) 12. Conf Ack (Opt SDP) 13. Conf Ack (Opt SDP) 14. Reservation Conf 15. Reservation Conf 18. Reservation Conf 19. Reservation Conf 21. Ringing 22. Ringing OK OK 16. Reservation Conf 17. Reservation Conf 20. Ringing OK 26. ACK 27. ACK Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych, 28. ACK PW 21

22 Originating Network Originating Home Network Interworking Network S-CSCF#1 BGCF#1 BGCF#2 Terminating Network 1. Invite (Initial SDP Offer) 2. Service Control 3. Invite (Initial SDP Offer) 4. Invite (Initial SDP Offer) 5. Invite (Initial SDP Offer) 9. Offer Response 8. Offer Response 7. Offer Response 6. Offer Response 10. Response Conf (Opt SDP) 11. Response Conf (Opt SDP) 12. Response Conf (Opt SDP) 13. Response Conf (Opt SDP) Procedura S-S#4 S-CSCF PSTN Różni operatorzy 15. Conf Ack (Opt SDP) 16. Conf Ack (Opt SDP) 17. Conf Ack (Opt SDP) 18. Reservation Conf 19. Reservation Conf 20. Reservation Conf 14. Conf Ack (Opt SDP) 21. Reservation Conf 24. Reservation Conf 25. Reservation Conf 28. Ringing 29. Ringing OK OK 23. Reservation Conf 27. Ringing OK 22. Reservation Conf 26. Ringing OK 34. ACK 35. ACK 36. ACK 37. ACK Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych, PW 22

23 UE Visited Network P-CSCF Originating Home Network S-CSCF Terminating Network 1. Invite (Initial SDP Offer) 2. Invite (Initial SDP Offer) 3. Service Control 4. Invite (Initial SDP Offer) 6. Offer Response 5. Offer Response Procedura MO#1 Mobile Origination roaming 10. Resource Reservation 8. Offer Response 7. Authorize QoS Resources 9. Response Conf (Opt SDP) 15. Conf Ack (Opt SDP) 11. Response Conf (Opt SDP) 14. Conf Ack (Opt SDP) 12. Response Conf (Opt SDP) 13. Conf Ack (Opt SDP) 16. Reservation Conf 17. Reservation Conf 18. Reservation Conf 20. Reservation Conf 21. Reservation Conf 23. Ringing 24. Ringing OK 25. Alert User Approval Enabling of of QoS Media Commit Flows OK 19. Reservation Conf 22. Ringing OK 30. Start Media 31. ACK 32. ACK Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych, PW 33. ACK 23

24 PSTN Terminating Home Network Gateway MGW MGCF Terminating Home Network IMS 1. IAM 2. H.248 interaction to create the connection 3. Invite (Initial SDP Offer) 4. Offer Response Procedura PSTN-O PSTN Origination 5. H.248 interaction to modify the connection to reserve resources 6. Response Conf (Opt SDP) 7. Conf Ack (Opt SDP) 8. Reserve Resources 9. Reservation Conf 10. Reservation Conf 12. ACM 14. ANM 11. Ringing OK 15. H.248 interaction to start the media flow Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych, PW 16. ACK 24

25 AS Originating Home Network S-CSCF I-CSCF Transit Functions Terminating Network 1. Retrieval of S-CSCF address 2a. Invite (Initial SDP Offer) 2b. Invite (Initial SDP Offer) 2c. Invite (Initial SDP Offer) 2d. Invite (Initial SDP Offer) Inicjowanie sesji przez AS 3. Service Control See details in GPP TS V Offer Response 4. Invite (Initial SDP Offer) 5. Offer Response 7. Response Conf (Opt SDP) 8. Response Conf (Opt SDP) 9. Conf Ack (Opt SDP) 10. Conf Ack (Opt SDP) 11. Reservation Conf 12. Reservation Conf AUIMS Ringing OK 17. ACK 13. Ringing OK 18. ACK

26 Działania AS inicjującego sesję Jeśli sesja wymaga użycia S-CSCF i: jeśli AS ma lub pozyskał adres S-CSCF dla PUI lub PSI w którego imieniu AS zamierza zainicjować sesję, to wysyła zaproszenie do sesji do S-CSCF (wariant 2a) jeśli AS nie mógł uzyskać adresu S-CSCF dla PUI lub PSI to wysyła zaproszenie do sesji do I-CSCF (wariant 2d). Jeśli PSI w którego imieniu AS zamierza zainicjować sesję nie wymaga użycia the S-CSCF lub dotyczy to użytkownika nie-ims: jeśli AS wspiera funkcje rutingu (np. ENUM), to AS wysyła zaproszenie bezpośrednio do sieci kończącej sesję (zgodnie z RFC 3263) W przeciwnym razie AS wysyła zaproszenie do sesji do IMS Transit Functions (wariant 2c), który bierze na siebie dalszą obsługę żądania AUIMS -2015

27 Inicjowanie sesji przez zewnętrznego klienta SIP External Originating Network External SIP Client S-CSCF Terminating Network P-CSCF UE 1. INVITE (media info and no preconditions) 2. INVITE (media info and no preconditions) 3. Media Component Policy Check 4. INVITE (media info and no preconditions) 5. Resource reservation Ringing Ringing Ringing OK (Media active) OK (Media active) 13. ACK OK (Media active) 14. ACK 10. Authorize QoS Resources 15. ACK Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych, PW 27

28 Procedura PSTN-T Originating Network Terminating Home Network Gateway MGCF MGW PSTN 1. Invite (Initial SDP Offer) 3. Offer Response 2. H.248 interaction to create the connection 4. Response Conf (Opt SDP) 5. H.248 interaction to modify the connection to reserve resources 6. Conf Ack (Opt SDP) 8. Reservation Conf 10. Reservation Conf 12. Ringing 7. Reserve Resources 9. IAM 11. ACM 13. ANM OK 14. H.248 interaction to start the media flow 16. ACK Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych, PW 28

29 Procedura AS-T#1 ruting bezpośredni dla sesji przychodzącej z wykorzystaniem PSI User belongs to the same or different network I-CSCF HSS S-CSCF AS 1. INVITE from user1 to sip:game1@home1.net 2. I-CSCF queries HSS as per regular procedures 3. Query 4. HSS returns the address of the AS hosting the service 5. Response 6. I-CSCF forwards the INVITE to the AS address received 7. INVITE sip:game1@as1.home1.net (Session Progress) (Session Progress) Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych, PW 29

30 Procedura AS-T#2 ruting pośredni dla sesji przychodzącej z wykorzystaniem PSI I-CSCF User belongs to the same or different network HSS S-CSCF AS 1. INVITE from user1 to sip:gamego@home1.net 2. I-CSCF queries HSS as per regular procedures 3. Cx Query 4. HSS returns the S- CSCF or the capabilities for the I-CSCF to select the appropriate server. 5. Cx Response 6. I-CSCF forwards the INVITE to the S-CSCF 7. INVITE sip:gamego@home1.net 8.S-CSCF uses the PSI sip:gamego@home1.net and gets the AS hosting the service 9. INVITE sip:gamego@home1.net (Session Progress) (Session Progress) (Session Progress) Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych, PW 30

31 Procedura AS-T#4 wyznaczenie AS przez scenariusz usługi User belongs to the same or different network I-CSCF HSS S-CSCF AS 1. INVITE from user1 to 2. I-CSCF queries HSS as per regular procedures 3. Cx Query 4. HSS returns the S- CSCF or the capabilities for the I-CSCF to select the appropriate server. 5. Cx Response 6. I-CSCF forwards the INVITE to the S-CSCF 7. INVITE 8.S-CSCF invokes service logic for and gets the AS hosting the service 9. INVITE (Session Progress) (Session Progress) Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych, PW (Session Progress) 31

32 Zakończenie sesji z inicjatywy S- CSCF UE#1 P-CSCF#1 S-CSCF#1 S-CSCF#2 P-CSCF#2 UE#2 1. Service Control 5. Stop media flow ; release resources 4. Hangup 3. Remove resource authorization 2. Hangup 6. SIP OK 7. SIP OK 8. Hangup 9. Service Control 16. SIP OK 10. Hangup 15. SIP OK 11.Remove resource authorization 12. Hangup 13. Stop media flow ; release resources 14. SIP OK Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych, PW 32

33 SDN (Software Defined Network) i NFV (Network Functions Virtualization)

34 Konwergencja infrastruktury Przetwarzanie Pamięć Sieć Przetwarzanie Zarządzanie Sieci Pamięć 34

35 Co to jest SDN? Definicja SDN Zalety SDN Centralizacja sterowania siecią przez Separację logiki sterowania w zewnętrznych zasobach przetwarzania, która Umożliwia automatyzację i koordynację usług sieciowych za pomocą Otwartych interfejsów programistycznych Wydajność Skalowalność Innowacje w zakresie aplikacji, usług i modeli biznesowych 35

36 Idea i składniki SDN 1. Separacja płaszczyzn sterowania i danych 2. Sterowanie związane z przepływem 3. Centralizacja sterowania App App App App Sterownik SDN/ Sieciowy System Operacyjny OpenFlow Well-defined Open API 4. Programowalność płaszczyzny sterowania 5.Znormalizowane API między płaszczyznami OpenFlow compliant OS Packet-Forwarding Hardware OpenFlow compliant OS OpenFlow compliant OS Packet-Forwarding Hardware Packet-Forwarding Hardware 36

37 Ewolucja metod przetwarzania Architektura wertykalna Rozwiązania zamknięte i specyficzne dla dostawców Architektura warstwowa Otwarte interfejsy

38 Co dalej? NFV? (Network Functions Virtualisation) Niezależni dostawcy oprogramowania Message Router CDN Session Border Controller WAN Acceleration DPI Carrier Grade NAT Skoordynowana automatyczna i zdalna instalacja Firewall Tester/QoE monitor hiperwizory SGSN/GGSN PE Router BRAS Radio Network Controller Generyczne wysokowydajne serwery Generyczna pamięć o dużej pojemności Generyczne wysokowydajne przełączniki Ethernet Podejście klasyczne Podejście NFV - ETSI 38

39 Co to jest NFV? Network Functions Virtualization (NFV): koncepcja architektury sieciowej wykorzystująca wirtualizację technik informatycznych służącą wirtualizacji całych kategorii funkcji węzłów sieci jako komponentów, które mogą być łączone lub wiązane ze sobą w celu tworzenia usług Nowy paradygmat zakładający, że funkcje sieciowe: Są realizowane przez oprogramowanie Mogą działać na współdzielonych serwerach Mogą być przenoszone na życzenie Nie wymagają specjalnych rozwiązań sprzętowych ETSI Industry Specification Group odpowiedzialna za normalizację SDN źródło idei NFV NFV i SDN komplementarne 39

40 Koncepcja NFV Sposób na uelastycznienie i uproszczenie struktury sieci przez uniezależnienie od ograniczeń sprzętowych Tradycyjny model sieci: Urządzenia fizyczne v Model z wirtualizacją funkcji sieciowych: Urządzenia wirtualne v DPI BRAS GGSN/SGSN DPI CG-NAT GGSN/ BRAS SGSN Firewall PE Router Wirtualne urządzenia Orkiestracja, automatyzacja i zdalna instalacja Firewall CG-NAT Session Border Controller PE Router Funkcje sieciowe realizowane przez specyficzny sprzęt i oprogramowanie Jeden fizyczny węzeł przypisany do roli Znormalizowane serwery o wysokiej wydajności Funkcje sieciowe realizowane przez oprogramowanie na znormalizowanym sprzęcie Wiele ról realizowanych na tym samym sprzęcie Źródło: D. Lopez Telefonica I+D, NFV 40

41 Innowacje NFV 1. Programowa implementacja funkcji sieciowych 2. Moduły funkcji sieciowych 3. Implementacja za pomocą maszyn wirtualnych 4. Znormalizowane API między modułami 41

42 ETSI Architektura NFV (2012) Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych, PW 42

43 Komponenty NFV Network Function (NF) Składnik funkcjonalny o precyzyjnie zdefiniowanych interfejsach i działaniu Virtualized Network Function (VNF) Programowa implementacja NF, która może zostać udostępniona w zwirtualizowanej infrastrukturze VNF Set Połączenie między VNF, np. brama abonencka VNF Forwarding Graph Powiązanie usług w sytuacji gdy kolejność połączeń sieciowych jest istotna, np. firewall, sterowanie równoważeniem obciążeń, NAT NFV Infrastructure (NFVI) Sprzęt i oprogramowanie niezbędny do udostępnienia, zarządzania i realizacji VNF uwzględniający przetwarzanie, komunikację sieciową i pamięć 43

44 Wirtualizowane funkcje w sieciach mobilnych Centrale MSC, Open vswitch Routery Home Location Register (HLR) Serving GPRS Support Node (SGSN), Gateway GPRS Support Node (GGSN), Combined GPRS Support Node (CGSN), Radio Network Controller (RNC), Serving Gateway (SGW), Packet Data Network Gateway (PGW), Residential Gateway (RGW), Broadband Remote Access Server (BRAS), Carrier Grade Network Address Translator (CGNAT), Deep Packet Inspection (DPI), Provider Edge (PE) Router, Mobility Management Entity (MME), Element Management System (EMS) Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych, PW 44

45 ETSI NFV ISG PoC Forum (Proof of Concept) Virtual Broadband Remote Access Server (BRAS) British Telecom Virtual IP Multimedia System (IMS) - Deutsche Telekom Virtual Evolved Packet Core (vepc) - Orange Silicon Valley Carrier-Grade Network Address Translator (CGNAT) Deep Packet Inspection (DPI), Home Gateway - Telefonica Perimeta Session Border Controller (SBC) - Metaswitch Deep packet inspection - Procera CC z wykorzystaniem np. OpenStack Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych, PW 45

46 SDN vs NFV SDN Separacja sterowania i danych, centralizacja sterowania i możliwości programowania sieci Kampus, centrum danych / chmura Idea Lokalizacja NFV Przeniesienie funkcji sieciowych ze specjalizowanych systemów do standardowych serwerów Sieć usługodawcy Zwykłe serwery i przełączniki Urządzenia Zwykłe serwery i przełączniki Orkiestracja chmury i łączenie sieci Aplikacje Rutery, zapory przeciwogniowe, bramy, CDN, optymalizacja WAN, zapewnianie SLA Openflow Nowe protokoły Brak ONF (Open Networking Foundation Normalizacja ETSI NFV Working Group 46

47 Wirtualizacja funkcji sieciowych Implementacja funkcji sieciowych przez oprogramowanie tych które dziś są realizowane przez niestandardowy sprzęt Stymulacja rozwoju wysokowydajnych serwerów i wirtualizacji IT Wielowersyjność i uniwersalność funkcji sieciowych, co pozwala wykorzystywać pojedynczą platformę fizyczną dla wielu różnych aplikacji i użytkowników Nowe podejście do zapewnienia: niezawodności, gwarancji jakości usług, testowania, diagnostyki i monitorowanie bezpieczeństwa Otwarcie rynku dla firm oferujących oprogramowanie Stymulacji innowacji o obszarze nowych usług i funkcji sieciowych właściwych dla oprogramowania Stosowalna do dowolnych funkcji przetwarzania pakietów na płaszczyznach danych i sterowania, w sieciach mobilnych i stacjonarnych Zapewnienie skalowalności NFV wymaga automatyzacji funkcji zarządzania i konfiguracji Zmiana w podejściu do projektowania i eksploatacji sieci 47

48 Sieci programowane software networks Generyczne funkcje sieciowe zaimplementowane jako moduły oprogramowania wykonywane przez maszyny wirtualne: np. vepc, vvpn, vnat, vims, Funkcjonalność oprogramowania pośredniczącego: interpretacja wymagań usług i ich odwzorowanie na parametry wykonawcze służące do dynamicznej konfiguracji wykonywanych programów binarnych Zarządzanie i koordynacja zasobów pomiędzy wieloma usługami: procesory, pamięć, sieć Zapewnienie SLA Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych, PW 48

49 Realizacja IMS z wykorzystaniem NFV Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych, PW 49

50 Motywacja użycia koncepcji NFV do IMS Cloud Computing jako czynnik sprawczy dla NFV Zasada pay-per-use dla usług w chmurze Elastyczność i skalowalność przydziału zasobów na żądanie zgodnie z potrzebami IMS znaczna zmienność poziomu ruchu i potrzeba zapewnienia nadmiaru mocy przetwarzania dla szczytów ruchu Elastyczność funkcji zarządzania siecią i usługami Optymalizacja wykorzystania zasobów Opłaty za wykorzystywaną infrastrukturę sieciową proporcjonalne do wykorzystania Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych, PW 50

51 vims z wykorzystaniem NFV Niezbędne różne mechanizmy równoważenia obciążeń (LB) DNS między: UE i P-CSCF P-CSCF i I-CSCF SLF między: I-CSCF i HSS S-CSCF i HSS Zestaw funkcji usługowych między: I-CSCF i S-CSCF Konieczność aktualizacji modułów równoważenia obciążeń LB (Load Balancers) przez Orkiestrator przy każdym wytworzeniu/usunięciu komponentu sieciowego Niezbędne API do dynamicznej zmiany topologii Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych, PW 51

52 Realizacja IMS w modelu NFV Wariant 1 IMSLocator: przypisuje abonenta do konkretnej instancji IMS VM podczas rejestracji i lokalizuje IMS VM w fazie odkrywania Eksponuje interfejsy Gm i Mw Pula IMS VM: Zarządzana przez Orkiestrator, który decyduje o utworzeniu kolejnych wystąpień IMS VM SharedDB: Wspólna baza danych współdzielona przez różne wystąpienia IMS VM Przechowuje informacje o abonentach Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych, PW 52

53 Realizacja IMS w modelu NFV Wariant 2 NFWorker P/I/S-CSCF, HSS NFBalancer LB Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych, PW 53

54 Testowa implementacja vims Fraunhofer Open Source IMS (OSIMS) - P/I/S-CSCF OpenEPC HSS OpenSDNCore Orkiestrator usług OpenStack symulacja sterownika chmury obliczeniowej IMSBench symulacja ruchu sygnalizacyjnego Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych, PW 54

55 Implementacja IMS w chmurze: Projekt Clearwater Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych, PW 55

56 Zagrożenia dla operatorów ze strony Internetu Mnogość dostępnych usług i aplikacji i otwartość na nowe VoIP, wymiana wiadomości natychmiastowych, obecność, komunikacja głosowa i wideokomunikacja np. Skype i inne komunikatory Usługi P2P wykorzystanie protokołu SIP i innych protokołów Operator zredukowany do roli dostawcy infrastruktury transportowej dla strumieni bitowych również w przypadku sieci 3G UMTS Problem ROI dla sieci dostępu radiowego Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych, PW 56

57 Czego nas nauczył Internet Internet umożliwia realizację usług multimedialnych i triple play już dziś! Jakość wynikająca z techniki best effort spełnia wymagania 80-90% wszystkich usług Otwartość sprzyjająca innowacjom Funkcjonalność, taniość (bezpłatny dostęp) i łatwość posługiwania się kreuje masowe aplikacje ( killer applications ) Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych, PW 57

58 IMS opinie IMS obrona operatorów przed otwartym Internetem Próba spieniężenia Internetu i sieci IP IMS = IP/Internet Monetizing System! IMS pozwala operatorowi zachować kontrolę nad usługami Możliwość różnicowania QoS Taryfikacja uwzględniająca typ usługi, QoS, sposób korzystania, treść itp. Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych, PW 58

59 Wdrażanie usług IMS Kto wdraża IMS? IMS atrakcyjny dla operatorów i usługodawców w sieciach stacjonarnych i mobilnych Ponad 200 operatorów prowadzi próby lub jest na początkowym etapie wdrażania Przykłady: BT - 21st Century Network IMS i infrastruktura SIP Telecom Italia Mobile - usługa współdzielenia wideo BellSouth - infrastruktura SIP KPN TeliaSonera Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych, PW 59

60 Status IMS na świecie ~ 100 operatorów komercyjne próby z IMS ~ 300 IMS projektów na świecie* 2007 pierwsze projekty z setkami /tysiącami użytkowników Największe projekty IMS: operatorzy zasiedziali Migracja do NGN VoIP Najbardziej udane wdrożenia w obszarze usług IMS VoIP dla klientów indywidualnych Część większego pakietu usługowego Cichy bogaty VoIP Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych, PW 60

61 Kurczenie się obszaru kontroli operatorów API dla IMS i EPC ostatni szaniec Sieci w pełni IP jako droga do aplikacji OTT Brama usługowa - otwarte API: RCS, IMS, EPC Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych, Źródło: PW T.Magedanz, Fraunhofer-FOKUS 61

62 Wnioski Telekomunikacja na rozdrożu Internet i związane z nim techniki IP radykalnie zmieniają podejście do realizacji usług IMS jako znormalizowana, uniwersalna architektura usługowa dla mobilnych i stacjonarnych sieci Środek realizacji konwergencji Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych, PW 62

63