Un Rompecabezas llamado IMS (Internet Multimedia Subsystem). 2ª. de 2 partes

Irazú Muñiz*

LA ARQUITECTURA IMS

La arquitectura IMS está compuesta por múltiples bloques e interfaces abiertas con funciones bien definidas para que los fabricantes desarrollen productos que cubran determinada función o integren varias en un mismo sistema.

Existen modelos de arquitecturas muy completos pero también muy confusos. Por lo anterior, la arquitectura simplificada que se detalla en la figura 6 proviene de un modelo básico elaborado por CableLabs® para proporcionar un enfoque global de su funcionamiento general.

Figura 6. Arquitectura IMS simplificada

Los componentes básicos de esta arquitectura IMS simplificada, son los siguientes:

P-CSCF actúa como interfaz con el dispositivo terminal del suscriptor y realiza una función importante en la capacidad roaming del sistema. Entre sus funciones se encuentra el establecer un enlace seguro con el dispositivo terminal a través del PDF, facilitar la autenticación, otorgar calidad de servicio, realizar la compresión de datos y reforzar las políticas para suscriptores visitantes.

I-CSCF tiene como propósito fundamental localizar un S-CSCF específico para cada usuario durante el proceso de registro; acude a la base de datos HSS para solicitar información almacenada sobre el usuario y entonces direcciona la llamada al S-CSF elegido. También está relacionado con la función de roaming del sistema.

S-CSCF es el cerebro de la red y su propósito es la habilitación de servicios y procesamiento de llamadas con base en el perfil de cada usuario almacenado en la base de datos HSS. Administra todas las llamadas desde y hacia el usuario, autentica al usuario con la información contenida en el HSS y autoriza servicios para el cliente.

AS ejecuta las aplicaciones y funcionalidades para el usuario en respuesta a la solicitud hecha por el S-CSCF a través de una interfaz SIP.

HSS es una evolución del HLR (Home Location Register), un concepto proveniente de la telefonía móvil que contiene los perfiles e información de los suscriptores para autenticar sus accesos a la red.

PDF hace interfaz entre la plataforma IMS y la red de acceso IP; establece la configuración y reglas necesarias para establecer parámetros de calidad en el servicio en la red de acceso, por ejemplo, en el CMTS de la red de cable.

EL PROTOCOLO DE SEÑALIZACIÓN DE IMS

En noviembre de 2000, el Protocolo de Inicialización de Sesiones (SIP, Session Initiation Protocol) fue designado como el protocolo de señalización para las redes de siguiente generación y un elemento definitivo en la arquitectura IMS.

SIP identificó varias funcionalidades y capacidades de procesamiento existentes en la RTPC y las adaptó a las redes de conmutación de paquetes para iniciar, modificar y finalizar sesiones interactivas entre usuarios en donde se integran elementos multimedia como la voz, video, datos, mensajería y juegos virtuales, por mencionar algunos.

A diferencia del protocolo de señalización de la telefonía tradicional (SS7) que se encuentra altamente centralizado y utiliza dispositivos terminales tontos (teléfonos fijos convencionales), SIP es un protocolo punto a punto que disminuye radicalmente la concentración de inteligencia en un solo núcleo y la distribuye a los extremos (terminales SIP) para hacer más eficiente la operación de la red.

PACKETCABLE® 2.0 Y SU RELACIÓN CON IMS

Una red de cable es una red de difusión de video que ha debido emprender serias migraciones tecnológicas para poder ofrecer nuevos servicios interactivos y mayores capacidades a sus suscriptores. Las arquitecturas adoptadas con este objetivo se han concentrado en la conversión de la red de difusión en una red de accesos para ofrecer conexiones “dedicadas” a los clientes.

CableLabs®, un consorcio de investigación y desarrollo estadounidense dedicado a impulsar la creación de nuevas tecnologías de telecomunicaciones por cable, creó la especificación PacketCable® en respuesta a las inquietudes que suscitaba la implantación de servicios multimedia en las redes de cable.

Específicamente, la segunda versión de la especificación PacketCable® adoptó muchas de las funcionalidades definidas en la arquitectura IMS para fomentar el desarrollo de nuevas soluciones y evitar que la creación de plataformas para redes de cable fuera un trabajo aislado de las demás redes de telecomunicaciones fijas y móviles. La propuesta de PacketCable® es la que se muestra en la siguiente figura:

Figura 7. Arquitectura IMS de referencia para PacketCable®

Esta arquitectura está dividida en distintos grupos funcionales. Primero, la red de acceso se refiere a la red de cable o la de cualquier operador que proporciona al suscriptor conectividad IP con calidad de servicio. En el caso de la red de cable, la red de acceso utiliza como mínimo la versión 1.1 de la especificación DOCSIS y el equipo terminal obtiene conectividad a través de un CMTS (Cable Modem Termination System) que administra la conexión de cablemódems DOCSIS o dispositivos terminales multimedia (MTA, por sus siglas en inglés). En estos elementos se realiza la solicitud, ejecución y liberación del servicio, bajo una infraestructura SIP que establece comunicaciones IP en tiempo real.

El núcleo, por su parte, contiene los componentes básicos requeridos por la arquitectura IMS que se definieron en la figura 6, para proveer los servicios interactivos basados en SIP.

En el borde de la red se encuentra el elemento P-CSCF para dar acceso SIP a la infraestructura, solicitando calidad de servicio para la sesión a otros elementos funcionales del sistema como la plataforma multimedia PacketCable, la cual básicamente es responsable de asignar los recursos de red necesarios para una sesión de servicio, como el tipo de tráfico a enviar, el ancho de banda necesario, la programación del envío y los flujos de servicios necesarios, entre otros.

En la interconexión de este modelo con la Red Telefónica Pública Conmutada (RTPC), se utilizan elementos de interconexión de medios (MG, Media Gateway) y de señalización (SG, Signaling Gateway) ya definidos en la especificación PacketCable® y descritos en la primera parte del artículo Telefonía IP en Redes de Cable: Una Realidad publicado en el portal del CINIT.

Asimismo, la interconexión de este mismo modelo pero con redes de voz sobre IP (VoIP), se realiza a través de un controlador borde de sesiones, el cual se encarga de administrar los flujos de información que cruzan ambas redes, como la señalización y la conversión de medios, para ejecutar y controlar las sesiones con audio, video y datos.

Finalmente, los Sistemas de Soporte Operativo (OSS, por sus siglas en inglés) consisten en un amplio conjunto de elementos de soporte que realizan funciones como el aprovisionamiento de clientes, generación de registro de eventos para la facturación del servicio, seguridad, desempeño de la red, histórico de eventos en la red, configuración, etc. En general, estos servidores se encargan de dar soporte a todos los procesos involucrados en el óptimo desempeño de la administración del negocio y para mayor información al respecto, habrá que referirse nuevamente a la primera parte del artículo antes citado y a la especificación PacketCable® 2.0 disponible en el portal de CableLabs®.

¿QUÉ SERVICIOS SON POSIBLES CON IMS?

El principal objetivo de IMS es crear un ambiente en el cual sea fácil, rápido y eficiente el desarrollo y ofrecimiento de nuevos servicios y aplicaciones. Esto se hará a través de dispositivos estándares, interfaces y elementos que permitirán la correcta y eficaz integración de los mismos. Y no sólo eso, sino que permitirá emitir facturas integradas producto de la combinación dinámica de servicios multimedia de conmutación de circuitos y paquetes en una misma sesión.

Por mencionar sólo algunos, estos serían los servicios que se podrán implantar en una arquitectura que incluya el modelo IMS:

Detección de presencia de usuarios Servicios push: push-to-talk, push-to-view, push-to-video Grupos de chat Publicidad multimedia Mensajería instantánea Mensajería unificada Juegos interactivos Servicios de información personal como calendarios y alarmas Videostreaming Conferencias de video/web/audio Respuestas de voz interactivas (IVR, por sus siglas en inglés) Servicios de voz

Durante los últimos meses, los fabricantes de tecnología que han adoptado el modelo IMS en sus propuestas para los operadores de telecomunicaciones, se han dado a la tarea de realizar exhibiciones en donde hacen gala de todas las funcionalidades que esta nueva infraestructura aportará al proveedor de servicios y al suscriptor final.

Ejemplos de estas innovaciones hay muchos, el típico relata la situación de un usuario que mira televisión y simultáneamente realiza varias actividades desde la comodidad de su asiento. Observa programación en alta definición, controla la emisión del programa y lo graba para retomarlo en otra ocasión; en un recuadro de la pantalla accede a Internet para revisar su correo electrónico sin perder de vista la programación de fondo; identifica a otros usuarios que estén simultáneamente conectados; establece sesiones de mensajería instantánea para comentar cuestiones menores con sus conocidos; solicita alimentos o reserva entradas a un evento a través de una sesión de chat o utilizando un servicio de voz para establecer una comunicación de manera automática. Y por si fuera poco, mantiene una comunicación multimedia a través de la pantalla de televisión o de la computadora portátil cuando se encuentra en casa, la continúa en la calle desde su teléfono móvil de tercera generación aunque con menos funcionalidades por la disminución del ancho de banda y vuelve a retomarla con el mismo móvil pero ahora en algún sitio cerrado con conexión de banda ancha. Esta experiencia muestra toda la movilidad que hay detrás de estas alternativas para redes de siguiente generación.

VENTAJAS DE IMS

Los tres modelos de negocios que imperan en el mercado actual de las telecomunicaciones son la voz tradicional, el video, el acceso de banda ancha a Internet y servicios multimedia basados en sesiones como el servicio de mensajes cortos (SMS, por sus siglas en inglés) y de mensajes multimedia (MMS, por sus siglas en inglés).

La estructura IMS ofrece un medio para consolidar estos tres dominios independientes bajo un mismo modelo de control de sesiones utilizando el protocolo SIP. Como resultado, se tendrán suscriptores con capacidad de movilidad que pueden acceder a la red en cualquier momento, desde cualquier lugar y desde cualquier dispositivo terminal disponible.

Para los proveedores de servicios, IMS garantiza la entrada a nuevos segmentos de mercado para hacer innovadoras propuestas a sus usuarios. Para el suscriptor, IMS abre la posibilidad de contar con un servicio más personalizado y la capacidad de cambiar o adoptar otros de manera dinámica a través de interfaces Web.

En términos generales, IMS tiene las siguientes ventajas sobre las infraestructuras utilizadas actualmente:

Una sola infraestructura con múltiples tecnologías de acceso Uso de estándares abiertos Reducción en los costos operativos de la red Menores costos de transmisión Operaciones simplificadas Aprovisionamiento dinámico Mayor habilidad para cubrir los requisitos del usuario Oferta de distintas formas de acceso Posibilidad de agrupar servicios Facturación común Rápido desarrollo de servicios Desarrollo más dinámico que en infraestructuras actuales Facilidad para crear servicios multimedia Independencia en el tipo de acceso Fortalecimiento de la fidelidad del cliente Incremento en los ingresos por la oferta de nuevos servicios

Por lo anterior, no resulta nuevo percatarse cómo tanto los operadores de redes inalámbricas como los de redes fijas de todo el mundo, buscan adoptar una arquitectura IMS que les permita desplazarse de un enfoque de red hacia uno de servicios en el cual cuentan con mayor flexibilidad para generar ofertas y expandirlas en sus mercados.

LIMITACIONES DE IMS

A pesar de que IMS promete la convergencia tecnológica y de servicios, actualmente es un modelo complejo y costoso que, comparando su oferta contra las implicaciones inherentes a su implantación, todavía no está en posición de formar grandes expectativas sino más bien servir como plataforma de prueba a gran escala, de una amplia gama de tecnologías de cuya interoperabilidad aún no se tiene certidumbre.

En otras palabras, aún existe preocupación por su desempeño en general y por la integración de las aplicaciones y tecnologías en una misma plataforma de servicio. Quizá lo más peligroso para IMS pudiera ser que no se logre una aceptación en el mercado siquiera parecida a la que ha logrado la telefonía celular o, próximamente Wi-Fi, en todo el mundo. Por ello se considera que la implantación de IMS es, de hecho, una de las estrategias que conllevan un alto nivel de riesgo.

Otra cuestión importante es que los organismos que generan las especificaciones de redes de siguiente generación e IMS, llevan un ritmo mucho más acelerado del que pueden aceptar los operadores y fabricantes de equipo para su implantación o creación, pero van más lento que la evolución tecnológica y la generación de nuevos modelos de negocios. En otras palabras, esta innovación todavía se encuentra fuera de un verdadero proceso de estandarización.

A corto y mediano plazo, se cree que la adopción de IMS todavía será parcial con tal de entrar al proceso de generación de nuevos servicios multimedia. Su plena adopción se considera como una posibilidad a largo plazo, de tal forma que para iniciar su implantación, bastará por el momento con colocar una capa de control en las infraestructuras actuales y una eficiente forma de facturación que permita comenzar a cobrar las primeras integraciones de servicios.

CONCLUSIONES

En principio, el modelo IMS puede ser adoptado por cualquier proveedor de servicios de telecomunicaciones sin importar la forma de acceso fija o móvil a la red, debido a que su gran reto consiste en unir la infraestructura de telecomunicaciones existente con nuevas tecnologías basadas en IP, para formar arquitecturas multimedia y multiservicios. Esta es la razón por la cual IMS es tan sólo una parte del gran rompecabezas en donde las demás piezas apenas comienzan a tomar forma.

El interés en IMS proviene de la creciente importancia que han comenzado a tener las aplicaciones de datos, Internet y los servicios móviles en particular. A pesar de que surgió como una propuesta para el mundo de las telecomunicaciones móviles para integrar servicios basados en IP y ampliar la oferta a los suscriptores, las redes de cable también son susceptibles de implantar este modelo en sus actuales infraestructuras para emprender el camino de convergencia tecnológica y de servicios. Muestra de ello es el continuo trabajo que realiza CableLabs® por integrar en las especificaciones DOCSIS® y PacketCable®, funcionalidades provenientes de desarrollos para operadores de telecomunicaciones fijos y móviles como las compañías telefónicas.

Grandes operadores de telefonía de todo el mundo como BellSouth, Verizon, AT&T, SBC, Sprint, SureWest y Singular, por nombrar tan sólo algunos, han manifestado su total interés en comenzar esta migración hacia redes de siguiente generación para fortalecer el desarrollo de servicios y aplicaciones IP. Esta decisión también está fuertemente respaldada por el conocido declive que tiene la telefonía tradicional, tanto local como de larga distancia, y su inminente sustitución por la voz sobre IP (VoIP).

Como se mencionó anteriormente, su completa implantación tomará algunos años, algunos comunicados indican que a finales de 2008 se contará con equipo certificado y varias redes operando bajo el modelo de siguiente generación; sin embargo, la migración ya comenzó y en el mundo se ha comenzado a tener muestras de sus promisorios efectos y futuras potencialidades.

*Irazú Muñiz, CINIT – CANITEC

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