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종박 이
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1 1. IMS 개요 2. IMS 관련프로토콜 SD 본부 / 기반서비스개발담당 / 기업솔루션개발팀

2 1. IMS 의개요 1.1 IMS 란무엇인가? 1.2 IMS 의기본

3 1.1. IMS 란무엇인가? 1. IMS 의배경 IMS 란 IP 망위에서 Multimedia 서비스를제공하기위한 Framework Access Network Independent 를제공하여, 유무선망에공통적인멀티미디어서비스환경을제공 Control Layer 와 Service Layer 를분리해서여러서비스가서비스종속적인 Control 기능을가질필요없이공통의 Control Layer 로쉽게확장할수있는구조를가짐 IETF의여러 IP기반프로토콜 (SIP, MEGACO, DIAMETER, XCAP..) 을도입하여 IMS 망으로프로토콜을확장시킴 IMS Keyword Mutlimedia over IP Service Platform (AS) Service Convergence (Enhanced Service) Access Independent, IP Connectivity All IP Network Evolution Common Platform (IMS) Network Convergence (Common Contorl & Management) Service Scalibility (Layer Definition) Open Architecture Wireless Network Fixed Network Broadcast Device Convergence (Smart Device) Network Convergence Voice/Data Voice/Data Audio/Video

4 1.1. IMS 란무엇인가? 2. IMS 의표준화 (1) 1. IMS 표준화기구 2. 3GPP 표준 Release Release Re 4 Rel5 Rel6 Rel7 Rel8 ~ 내용 SoftSwitch IMS 도입, HSDPA IMS 서비스기능 PCEF, PCRF, HSPA, OFDMA, MIMO LTE Rel 4 Rel 5 Rel 6 Rel 7 P1 Rel 7 P2 Rel 7 P3 Rel 8 Rel 8 Rel 1 Rel.A Rel.B LTE 표준 NGN Rel 1 NGN Rel 2 NGN FG

5 1.1. IMS 란무엇인가? 3GPP Rel 99 무선엑세스네트워크 코어네트워크 CS 도메인 2. IMS 의표준화 (2) 이동통신네트워크는 RAN(Radio Access PSTN Network) 와 Core Network 로구성됨 MSC GMSC RAN 의구성 수만의 RNC 로구성 RNC PS 도메인 Core Network 구성 PS 와 CS 로구성 PSDN SGSN GGSN <Release 99 reference 모델 > 3GPP Rel 4 무선엑세스네트워크 코어네트워크 CS 도메인 2001년동결 Core Network의 CS 도메인변화 MSC GMSC PSTN - MSC를전송처리와신호처리로분리한소프트스위치방식이도입 RNC MG MG PS 도메인 PSDN SGSN GGSN <Release 4 reference 모델 >

6 1.1. IMS 란무엇인가? 2. IMS 의표준화 (3) 3GPP Rel 5 무선엑세스네트워크 코어네트워크 CS 도메인 2002년동결 IMS 처음도입 MSC GMSC PSTN HSDPA(High Speed Downlink Packet Access), 2 세대의 MG MG RAN 수용기능규정 3GPP Rel 년 12 월에동결 RNC PS 도메인 SGSN GGSN 네트워크 IMS 주요추가기능 회선교환네트워크와 IMS 연동기능 과금기능등 IMS 3GPP Rel 7 이후 <Release 5 reference 모델 > ALL IP Network 이행 IMS: PS 도메인과접속해종래 CS 도메인에서제공된 LTE 여러실시간서비스를 IP 기술로제공하기위한시스템. 각종네트워크나엑세스기술통합

7 1.1. IMS 란무엇인가? 2. IMS 의표준화 (4) 3GPP Rel 년동결 LTE EPC( Evolved Packet Core) 도입 Evolved Packet Core(EPC) IMS 각종네트워크나엑세스기술통합 3GPP Pre-Rel8 Access (e.g. UTRAN) 3GPP Rel 9 SGSN MME 2009 년동결 LTE 및 EPC update S-GW PDN GW Trusted Non-3GPP Access (e.g. CDMA) 3GPP Rel 10 3GPP Rel8 access (e.g. E-UTRAN) enodeb epdg Untrusted Non-3GPP Access (e.g. I-WLAN) 2011 년동결 LTE Advanced <3GPP Architecture Reference 모델 >

8 1.2. IMS 의기본 1. IMS 의요구사항 IMS 표준결정시요구사항 (1) 멀티미디어서비스 ( 음성, 비디오등 ) 의제어제공 - 종래의실시간양방향멀티미디어통신서비스의회선교환도메인제공 IP 네트워크상에서제공 (2) QoS 의제어기능 - IP 네트워크의경우실시간서비스제공시지연, 패킷로스등풀질상의문제해결이필요 - 품질제어를위한 QoS 제어기능필요 (3) 인터넷, PSTN, 이동망등의기존네트워크와의접속 - 새로운시스템을네트워크에도입할때기존의네트워크와접속할수있는기능필요 (4) 로밍지원 - 다른나라로이동시에도동일한서비스이용가능하도록기능필요 (5) 다양한서비스의빠른제공 - 새롭고다양한서비스의신속한개발및제공 (6) 다양한엑세스망에대응 (Access Network Independent) - 엑세스네트워크형태에의존하지않고대응가능하도록요구

9 1.2. IMS 의기본 2. IMS 구조 (1) Protocols IM TAS ISC Sh Service Layer Protocols SIP DIAMETER Megaco Interface Gm, Mw, Mi, ISC, Mg Cx, Sh, Dx MGCF-IMG, MRFC-MRFP I-CSCF Mw HSS Cx RTP MSRP 음성 / 영상 Media Transfer 메시지 Transfer Gm Mw Dx IPSec Border Controller UE Access Layer P-CSCF Mi S-CSCF Mg Control Layer SLF IBCF BGCF MGCF Other Domain CS Domain

10 1.2. IMS 의기본 2. IMS 구조 (2)- 각 Element 설명 P-CSCF I-CSCF S-CSCF IMS망에접속하는첫 Contact Point SIP 메시지 Forwarding Bearer 자원의권한검증과 QoS 관리 UE의홈망에접속하는첫 Point SIP 메시지 Forwarding S-CSCF Selecting Main Session 제어노드 SIP registrar 가입자인증 HSS로부터사용자 Profile Loading HSS MGCF SLF User Related 정보 DB IMS User Profile 저장가입자식별자 : 번호및주소 Service Provisioning User Mobility (S-CSCF addr) Charging Service 정보 Signaling 변환 MEGACO를사용한 MG 제어 HSS를다수사용할경우, 가입자별 HSS address 조회기능을제공 BGCF 서비스제어를위해 AS와연동출중계호처리시에 MRF Selection NAT, 보안등 Border Control 기능 MRF 안내방송, DTMF, 회의통화기능미디어 Mixing 제공어플리케이션서비스를제공 IBCF 타 IMS Domain 연동 AS

11 1.2. IMS 의기본 3. IMS 의구성요소 IMS 구성은 6 가지의기능블록으로정의함. (1) 세션제어기능블록 IMS 의가장중요한기능블록 IM TAS Service Layer Sh 3 종류의 SIP 서버로구성 (P-CSCF, I-CSCF, S-CSCF) ISC P-CSCF(Proxy-CSCF) 유저가 IMS망에엑세스하기위해최초로접속하는지점 SIP 메시지를다른 CSCF에전송 UE로부터엑세스가없는경우, 세션종료처리 UE Access Layer Gm P-CSCF I-CSCF Mw Mi Mw S-CSCF HSS Cx Mg Dx Control Layer SLF S-CSCF(Serving-CSCF) 유저단말정보를 HSS에전송 HSS로부터다운로드받은가입자정보를보관, 유지 Other Domain IBCF BGCF CS Domain MGCF 세션의개시, 종료및 SIP 메시지경로찾기 I-CSCF(Interrogation-CSCF) 다른망으로부터 SIP 메시지를수신하는 GW 성격의 SIP 서버 유저가위치등록시 HSS 선택 S-CSCF 선택하여 UE 로부터의메시지를전송

12 1.2. IMS 의기본 3. IMS 의구성요소 (2) 홈가입자서버블록 HSS(Home Subscriber Server) 세션제어, 서비스제어에필요한모든정보를저장하고있는 DB UE 의물리직인위치정보를저장하고있는 HLR 과연동 주요저장정보 가입자식별정보 ( 서비스가입상황 ), 유저인증정보 S-CSCF 선택정보, User Profile SLF(SLF : subscription Locator Function) IMS 내복수의 HSS 가존재하는경우, 해당유저정보를저장하고있는 HSS 를찾기위하여 유저별 HSS 정보를가짐. (3) 멀티미디어제어기능블록 MRFP(Multimedia Resource Function Processor) 음성, 비디오등미디어스트림을 Mixing, 생성, 처리하는기능제공 MRFC(Multimedia Resource Function Controller) SIP 메시지를 IMS 내의다른서버와송수신하여 MRFP 를제어하는기능을담당 MRFP 제어프로토콜 : H.248/MEGACO

13 1.2. IMS 의기본 3. IMS 의구성요소 (4)AS 블록 어플리케이션서비스를제공하는서버 Ex)TAS, IM-AS, MSG-AS (5)QoS 제어블록 PCRF (Policy and Charging Rules Function) QoS 제어에필요한정책을결정하는기능지원 PCEF(Policy and Charging Enforcement Function) 실제미디어를취급하는 GGSN 내에존재하며, PCRF 와연동해서각세션마다 QoS 제어제공 사용 Protocol : Diameter

14 1.2. IMS 의기본 3. IMS 의구성요소 (6) 기존망과연계된 GW 블록 IMS 망과기존의회선교환망과의상호연동기능제공 <Legacy 망 IMS 간접속방식 > IM-MGW ( IP Multimedia-Media Gateway) IP 네트워크와 CS 네트워크사이에서음성, 비디오등의미디어변환기능제공 MGCF(MGW Control Function) SIP와 ISUP간의 Signaling 변환을지원 IM-MGW를제어 BGCF(Breakout Gateway Control Function) IMS -> CS 망착신할때, CS 망으로전송할 MGCF를선택 SGW(Signaling Gateway) CS 네트워크로부터의 Signaling SIP 변환 (1) S- CSCF (2) BGCF I- CSCF (1) (1) IMS legacy (2) legacy IMS (2) MGCF IM- MGW MEGACO/ H.248 Legacy 망 (PSTN) SIP ISUP 변환

15 2. IMS 관련프로토콜 2.1 IMS 프토콜개요 2.2 SIP 프로토콜

16 2.1. IMS 프로토콜의개요 IMS 의중요기능 세션제어 : IP 멀티미디어세션의개시, 변경, 종료를의미 Presence 제어 : 특정한대상이어떠한상태인가, 혹은어떠한통신수단이나능력이있는지를통지 IMS 프로토콜의종류 SIP(Session Initiation Protocol) 멀티미디어회의, 원격수업을실시하기위해개발된프로토콜 SIP : 세션의개시, 종료, 제어기능을제공 표준문서 : IETF RFC3261 Diameter AAA(Ahentication: 인증, Authorization: 인가, Accountin: 어카운팅 ) 를지원하는프로토콜 표준문서 : IETF RFC 3588 서버클라이언트모델 SIMPLE Presence 기능을위해제공되는프로토콜

2.2. SIP 프로토콜 2.2.1 SIP 와 SDP SIP 세션의개시, 변경, 종료를다루는프로토콜 IP기반의프로토콜 SIP URI(

kr 브라우저전자메일어플리케이션 SDP HTTP SMTP TCP IP SIP RTCP UDP 음성 / 비디오부호방식 RTP SDP

세션을기술하기위한텍스트포맷 세션레벨정보 & 미디어레벨정보로구성됨 1) 세션레벨정보 : 세션전체에적용되는정보 : 버전, 유저ID,

2) 미디어레벨정보 : 미디어스트림에대한정보 : 미디어의전송방향 ( 단뱡향 / 방향 ) 정보등이포함 <SIP 프로토콜의구조 > v=0

17 2.2. SIP 프로토콜 SIP 와 SDP SIP 세션의개시, 변경, 종료를다루는프로토콜 IP기반의프로토콜 SIP URI( 유저명 + 도메인명 ) 가기본적으로사용됨. ( 예 ) sip:mina@lguplus.co.kr 브라우저전자메일어플리케이션 SDP HTTP SMTP TCP IP SIP RTCP UDP 음성 / 비디오부호방식 RTP SDP Session Description Protocol(RFC2327) 프로토콜은아님. 세션을기술하기위한텍스트포맷 세션레벨정보 & 미디어레벨정보로구성됨 1) 세션레벨정보 : 세션전체에적용되는정보 : 버전, 유저ID, 세션명, 세션유효시간등이포함됨. 2) 미디어레벨정보 : 미디어스트림에대한정보 : 미디어의전송방향 ( 단뱡향 / 방향 ) 정보등이포함 <SIP 프로토콜의구조 > v=0 o=samsung-ims-ue IN IP s=i=a VT Session c=in IP t=0 0 m=audio 1234 RTP/AVP b=as:41 b=rs:0 b=rr:1600 a=rtpmap:100 AMR-WB/16000/1.. <SDP 의예시 >

18 2.2. SIP 프로토콜 SIP 메시지포맷 SIP 구성 UA(User Agent) = UAC(Client) + UAS(Server) - UAC : SIP 요청메시지를생성 - UAS : 수신한 SIP 요청메시지에대한응답메시지를생성 Proxy 서버 - UAC 와 UAS 사이에서 SIP 메시지라우팅을담당하는서버 - 요청, 응답메시지를중계 Registrar - 유저의위치정보를등록및관리하는서버 UAC PROXY 서버 /Registrar PROXY 서버 UAS REQUEST REQUEST REQUEST RESPONSE RESPONSE RESPONSE <SIP 메시지의기본흐름 >

architecture SON Release 8 HeNB improvement SON Enhancement LCS for LTE OFDM(Orthogonal frequency-division multiplexing),

19 별첨 #1. Release of 3GPP Specifications GSM/GPRS/EDGE enhancements Release 99 W-CDMA Release Mcps TDD Release 5 HSDPA, IMS Release 6 HSUPA, MBMS, IMS+ Release 7 HSPA+ (MIMO) OFDM for DL SC-FDMA for UL MIMO SAE architecture SON Release 8 HeNB improvement SON Enhancement LCS for LTE OFDM(Orthogonal frequency-division multiplexing), SC-FDMA (Single Carrier - frequency-division multiple access) SAE (System Architecture Evolution), SON (Self-Organizing Network), LCS (LoCation Service), HeNB(home enb), LTE, SAE Release 9 Release 10 Small LTE/SAE enhancements LTE-Advanced CoMP (Coordinated Multi-Point TX/RX) Relay Node Carrier Aggregation MIMO Extension (8x8)

20 별첨 #2. 약어표 Acronym Meaning Acronym Meaning AAA Authentication, Authorization, and Accounting MG Media Gateway AN Access Network MME Mobility Mgmt. Entity AP Access Point MIMO Multiple Input Multiple Out BSC Base Station Controller MSC Mobile Switching Center BTS Base Transceiver Station OCS Online Charging Server CA Call Agent OFCS Offline Charging Server CSCF Call Session Control Function PCF Packet Control Function CSFB Circuit Switched FallBack PCRF Policy and Charging Rule Function EIR Equipment Identity Register PDB Packet Delay Budget enb evolved Node B PDSN Packet Data Serving Node EPC Evolved Packet Core PER Packet Error Rate epdg evolved Packet Data GateWay PGW Packet data network GateWay EVDO Evolution Data Optimized RNC Radio Network Controller GGSN Gateway GPRS Support Node SG Signaling Gateway HA Home Agent SGSN Serving GPRS Support Node HSPA High Speed Packet Access SGW Serving GateWay HSS Home Subscriber Server SPR Subscription Profile Repository IGS Interconnection Gateway Switch SRVCC Single Radio Voice Call Continuity IMS IP Multimedia Subsystem QoS Quality of Service IM Svr Instant Messaging Server UE User Equipment IWS Inter-Working Solution LTE Long-Term Evolution

<4D6963726F736F667420576F7264202D2032303133303330385FB1E2BCFAB5BFC7E2BAD0BCAE2DB8F0B9D9C0CF20B3D7C6AEBFF6C5A92DC3D6BFCF2E646F6378>

<4D6963726F736F667420576F7264202D2032303133303330385FB1E2BCFAB5BFC7E2BAD0BCAE2DB8F0B9D9C0CF20B3D7C6AEBFF6C5A92DC3D6BFCF2E646F6378> 2013-03-08 모바일 네트워크 기술 동향 모바일 네트워크의 개념과 기본적인 배경 지식에 대해 소개하고, 최근 업계 동향을 살펴봄 목차 1. 모바일 네트워크 개요...2 2. 3G 네트워크 기술 소개...4 3. LTE-A 최신 동향...7 최완, wanne@etri.re.kr ETRI 차세대콘텐츠연구소 콘텐츠서비스연구실 ETRI 차세대콘텐츠연구소 콘텐츠서비스연구실