Comutação de Pacotes IP em Telecom - Parte 3

Postado por leopedrini quarta-feira, 15 de fevereiro de 2012 08:23:00 Categories: Curso
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No final do artigo anterior eu disse a vocês que vamos escavar um pouco mais fundo no IMS e nos protocolos de sinalização NGN (tudo isso acontece na camada de aplicação da arquitetura de rede TCP/IP – veja o primeiro artigo desta série).

 

Nota: Meu blog Smolka et Catervarii

 

E assim faremos. Devo avisá-los, no entanto: é melhor apertar o cinto de segurança, porque há turbulência à frente. Poucas coisas podem ser mais intelectualmente intimidantes que o estilo de escrita das normas da área de telecomunicações. Verdade seja dita, eles estão melhorando, mas lê-los ainda é uma proposição difícil. Mesmo as imagens podem ser assustadoras. Assim, alerto a vocês: não deixem que essa imagem lhes impeça de ler o resto deste artigo.

 

 

Esta imagem é da Recomendação ITU-T Y.2021. Olhem para o retângulo sombreado de cantos arredondados. Nele está escrito "core IMS" – e ele realmente é isso. Mas nós estamos interessados ​​em uma única entidade ali: a Call Session Control Function (CSCF), e sua relação com o equipamento do usuário (computadores desktop, laptop ou handheld, smartphones, tablets, ou o que seja), identificado por UE na imagem.

Cada linha conectando as entidades é chamada de interface (a terminologia formal é: pontos de referência, mas isso não importa). Elas são a representação de relações lógicas entre as entidades, e cada interface utiliza um protocolo de camada de aplicação (mais de um, às vezes). A interface de sinalização entre o CSCF e o UE é identificada como Gm na imagem. E os protocolos da camada de aplicação usados ​​na interface Gm são o SIP e o SDP (Eu não vou explicar algumas siglas que já foram explicadas antes – realmente acredito que vocês estão seguindo estes artigos desde o início).

E o que o CSCF faz? É o servidor AAA (e outras coisas mais) que nós falamos no último artigo. Uma vez que parece que a maioria dos leitores do TelecomHall conhecem redes móveis, então podemos explicar as funcionalidades do CSCF desta maneira: é uma espécie de fusão do HLR (Home Location Registry) com o AuC (Authentication Center).

Mas existem três entidades chamadas CSCF, diferindo por uma letra de prefixo: P (proxy), I (Interrogation) e S (Serving). Estes três "sabores" de CSCF existem porque nós estamos falando de serviços de telecomunicação. Portanto os assinantes podem ser nativos da rede da operadora, ou podem ser usuários visitantes (roamers).

Tanto faz se o usuário é nativo ou visitante, uma das primeiras coisas que ele/ela tem que fazer quando se conecta à rede é fazer contato com o P-CSCF. O item 5.1.1 da ETSI TS 123 228 oferece dois métodos alternativos para a descoberta do P-CSCF. Eu acho que a maneira prática que funciona é a combinação de ambos:

  • O Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP, para redes IPv4 ou IPv6) fornece ao UE o endereço IP (v4 ou v6) dos servidores Domain Naming System (DNS) capazes de resolver o nome de domínio totalmente qualificado (Fully-Qualified Domain Name – FQDN) do I-CSCF para os seus endereços IPv4 e/ou IPv6 primário e secundário;
  • Durante a configuração inicial, ou no ISIM (IMS Subscriber Identification Module – SIM), ou mesmo via procedimentos over-the-air (OTA), o UE recebe o FQDN do I-CSCF.

O I-CSCF encaminha todas as solicitações do usuário para o S-CSCF designado para servi-lo. Se o usuário é local, então isso é tudo. Se o usuário é um visitante, então o S-CSCF da rede visitada atua como um I-CSCF e encaminha todas as solicitações do usuário para o S-CSCF da rede nativa do usuário.

Para compreender as demais entidades do núcleo do IMS temos que entender que os serviços baseados nas NGNs não vão simplesmente chutar os serviços de telecomunicações atuais para fora do mercado. Eles terão que viver juntos, lado a lado, por um longo tempo ainda. Portanto, há necessidade de interfuncionamento entre os serviços NGN e os serviços tradicionais de telecomunicações. Ou seja: deve ser possível originar chamadas em UEs conectados na NGNe terminá-las em dispositivos de telefonia comuns, e vice-versa.

Há cerca de dez anos atrás as operadoras começaram a substituir centrais telefônicas tradicionais por softswitches.

Uma softswitch é um sistema distribuído (logicamente, e possivelmente também geograficamente), e pode ser construída (mais ou menos) com uma arquitetura aberta. Seus principais blocos de construção são:

  • Um Media Gateway Controller (MGC), que trata a sinalização entre a softswitch e os demais elementos da rede;
  • Um ou mais Media Gateways (MGs), que fazem a tradução dos streams de mídia entre diferentes conexões físicas.

O MGC controla os MGs conectados a ele através de um protocolo de sinalização transportado sobre IP, cujas características são descritas na Recomendação ITU-T H.248.1Gateway Control Protocol: version 3. A figura abaixo mostra como os elementos da softswitch interligam-se com a rede IP e com a rede de telefonia (Public Switched Telephony Network – PSTN) e os protocolos de sinalização utilizados.

 

 

Por último, mas não menos importante, temos o Multimedia Resources Function Controller (MRFC). Alguns servidores de aplicação (ver AS-FE na figura) precisam de ajuda para prestar serviços às UEs. Essa ajuda pode ser:

  • De acordo com a Recomendação ITU-T Y.2021 – “bridging para conferências com múltiplas vias, reprodução de anúncios e transcodificação da mídia ";
  • De acordo com a ETI TS 123 228 – "mixing de fluxos de mídia (para distribuição para várias partes, por exemplo), fonte de fluxos de mídia (para anúncios multimídia), processamento de fluxos de mídia (transcodificação, análise de mídia, por exemplo), floor control (gerenciar direitos de acesso aos recursos compartilhados em um ambiente de conferência)".

Note que MRFC só faz o controle dessas atividades. A execução propriamente dita é feita pelos Multimedia Resources Function Processors (MRFPs) no jargão ETSI, ou Multimedia Resources Processor Functional Entities (MRP-FEs) na linguagem da ITU-T – ambos os nomes se referem ao mesmo objeto de software.

E algo muito importante, que deve sempre ser lembrado: o P-CSCF, o S/I-CSCF, o BGCF, o MRFC e o MGCF são funções lógicas, que são implementadas em software, e que podem existir em uma única máquina, ou podem ser distribuídos em várias máquinas. Logicamente, não faz diferença, mas as implementações físicas de cada fornecedor podem variar, e criar dúvidas se você não estiver atento a isto.

Mas isto está ficando um pouco mais longo do que eu esperava, então vamos fazer uma pausa aqui, e tratar os protocolos de sinalização no próximo artigo, ok? Peço desculpas se está ficando um pouco difícil de acompanhar, mas eu realmente não sei como colocar isto em termos mais simples.

Au revoir!