IP Multimedia Subsystem
IP Multimedia Subsystem (IMS) est une architecture standardisée de type next generation network (NGN) utilisée par les opérateurs de téléphonie, qui permet de fournir des services multimédias fixes et mobiles. Cette architecture permet, entre autres, d'utiliser la technologie VoIP, ainsi qu'une implémentation standardisée par le 3GPP de SIP fonctionnant sur les protocoles standards IP (IPv4 et IPv6).
Les systÚmes téléphoniques traditionnels (commutation de paquets et commutation de circuits) sont aussi pris en charge.
Lâobjectif de lâIMS nâest pas seulement de permettre de nouveaux services, existants ou futurs, proposĂ©s sur Internet. Les utilisateurs doivent en plus ĂȘtre capables dâutiliser ces services aussi bien en dĂ©placement (situation de roaming) que depuis chez eux. Pour cela, lâIMS utilise les protocoles standards IP, dĂ©finis par lâIETF. Ainsi, une session multimĂ©dia, quâelle sâeffectue entre deux utilisateurs IMS, entre un utilisateur IMS et un internaute, ou bien encore entre deux internautes, est Ă©tablie en utilisant exactement le mĂȘme protocole. De plus, les interfaces de dĂ©veloppement de services sont Ă©galement basĂ©es sur les protocoles IP. Câest pour cela quâIMS permet de vĂ©ritablement faire converger lâInternet et le monde de la tĂ©lĂ©phonie mobile (cellulaire) ; Il utilise les technologies cellulaires pour fournir un accĂšs en tout lieu, et les technologies Internet pour fournir les services.
Historique
LâIMS a Ă©tĂ© dĂ©fini, Ă lâorigine, par un forum dâindustriels appelĂ© 3G.IP, constituĂ© en 1999. 3G.IP a dĂ©veloppĂ© lâarchitecture IMS initialement considĂ©rĂ©e par le 3rd Generation Partnership Project (3GPP), comme appartenant Ă ses travaux de normalisation sur la tĂ©lĂ©phonie mobile 3G dans les rĂ©seaux UMTS. LâIMS est apparu pour la premiĂšre fois dans la version 5 (Ă©volution de la 2G vers la 3G), lorsque le multimĂ©dia basĂ© sur le protocole SIP fut ajoutĂ©. Une prise en charge des normes plus anciennes GSM et GPRS a Ă©galement Ă©tĂ© ajoutĂ©e.
- Le Pré-IMS (ou « Early IMS ») a été défini pour permettre des implémentations IMS qui ne supportent pas les spécifications du « full IMS »
- 3GPP2 (un autre organisme de normalisation) a basĂ© son CDMA 2000 Multimedia Domain (MMD) sur lâIMS 3GPP, ajoutant la prise en charge de la norme CDMA 2000.
- La version 6 de 3GPP ajoute lâinterfonctionnement avec les WLAN
- La version 7 de 3GPP ajoute lâinterfonctionnement avec les rĂ©seaux fixes, par une collaboration avec l'organisme TISPAN R1
Principes de base
- IndĂ©pendance de lâaccĂšs : lâIMS fonctionne avec tous les types de rĂ©seaux (fixe, mobile ou sans fil), incluant des fonctions de commutation de paquets, comme le GPRS, lâUMTS, le CDMA 2000, les rĂ©seaux sans fil WiMAX, LTE, les rĂ©seaux fixes xDSL, en cĂąble coaxial (DOCSIS) ou en fibres optiques⊠Les systĂšmes plus anciens de commutation de circuits (POTS, GSM) sont supportĂ©s grĂące Ă des passerelles (gateways). Des interfaces ouvertes entre les couches de contrĂŽle et de services permettent de multiplexer les appels / sessions venant de diffĂ©rents rĂ©seaux dâaccĂšs.
- Des architectures de rĂ©seaux diffĂ©rentes : lâIMS permet aux opĂ©rateurs et aux fournisseurs de services dâutiliser les architectures des rĂ©seaux subjacents.
- Terminaux et mobilitĂ© des utilisateurs : Le rĂ©seau mobile fournit la mobilitĂ© des terminaux (handover, roaming) alors que la mobilitĂ© de lâutilisateur (utilisation de rĂ©seaux diffĂ©rents) est fournie par l'IMS et le protocole SIP.
- Services basĂ©s sur des protocoles IP variĂ©s : IMS facilite lâoffre de presque tous les services basĂ©s sur IP. Parmi ceux-ci : la voix sur IP (VoIP), la voix sur rĂ©seau mobile LTE (VoLTE), le Push to talk sur tĂ©lĂ©phones cellulaires (POC), les jeux multijoueur, la vidĂ©oconfĂ©rence, la messagerie instantanĂ©e, les services communautaires, les informations de prĂ©sence et partage de contenus.
Convergence fixe et mobile
IMS a été conçu à l'origine pour les réseaux mobiles, mais avec l'ajout des travaux de TISPAN dans la version 7, les réseaux fixes sont également supportés. On appelle cela la convergence Fixe/Mobile (FMC), qui est devenue une des tendances-clés de l'industrie des télécoms en 2005.
La vision est que les utilisateurs aient un seul téléphone avec un numéro, un carnet d'adresses et répondeur uniques. Tirant parti du faible coût et du haut-débit de leur ligne fixe personnelle ou professionnelle, tout en profitant de la mobilité offerte par le réseau de téléphone mobile. Cela inclut également un routage transparent des appels entre ligne fixe et réseau mobile.
Concurrents d'IMS, l'UMA
Les opérateurs téléphoniques mettent à disposition des services accessibles par leurs utilisateurs quels que soient : leur situation géographique, la technologie d'accÚs empruntée ou les terminaux utilisés. L'UMA était un standard transitoire qui avait pour objectif de garantir l'interfonctionnement avec les systÚmes téléphoniques traditionnels (réseaux commutés), tout en proposant une mise à niveau pour le lancement de sessions multimédia modernes (pour la visiophonie, par exemple).
Les adversaires de cette technologie, qui a eu peu de succÚs, estiment que les opérateurs étaient principalement intéressés par l'extension de leur domaine d'activités au marché de la téléphonie mobile, tout en réduisant leurs dépenses opérationnelles en utilisant la technologie de la voix sur IP.
Architecture d'un réseau IMS
Architecture
Le cĆur dâun rĂ©seau IMS est un assemblage de fonctions diverses (dĂ©crites dans le dessin ci-dessus), connectĂ©es par des interfaces normalisĂ©es. Une fonction n'est pas forcĂ©ment associĂ©e Ă un Ă©quipement matĂ©riel spĂ©cifique, plusieurs fonctions IMS peuvent ĂȘtre combinĂ©es dans un mĂȘme Ă©quipement. Les principales fonctions dâun rĂ©seau IMS sont les suivantes :
RĂ©seau dâaccĂšs
Les rĂ©seaux peuvent ĂȘtre de divers types mais doivent utiliser les protocoles IP. Les terminaux peuvent ĂȘtre de purs terminaux IMS, des tĂ©lĂ©phones mobiles ou des smartphones, des PDAs ou des ordinateurs...
La seule contrainte est quâils doivent obligatoirement utiliser les protocoles IPv6 (recommandĂ©) ou Ă dĂ©faut IPv4 et le protocole SIP (mode ââUser Agentââ).
Le rĂ©seau peut ĂȘtre fixe (xDSL, cĂąble, Ethernet, ...) ou mobile (WCDMA, CDMA 2000, GSM, GPRS, LTE ...) ou Wi-Fi, WiMAX.
CĆur de rĂ©seau
Le cĆur de rĂ©seau (fixe ou mobile) utilisĂ© par l'architecture IMS doit ĂȘtre compatible IP.
User Database
Le HSS (Home Subscriber Server) est la base de donnĂ©es principale qui dĂ©crit les entitĂ©s du rĂ©seau et contient la liste des utilisateurs et les droits et autorisations associĂ©s ainsi que les sessions des appels en cours. Il peut aussi fournir des informations sur la localisation des utilisateurs du rĂ©seau IMS. Les HSS utilisent le protocole Diameter (Cx, Dx, Sh interfaces) pour leur consultation par les autres fonctions dâun rĂ©seau IMS.
Call/Session Control
Plusieurs types de serveurs SIP dénommés CSCF (Call/Session Control Functions), sont utilisés pour traiter la signalisation SIP dans le réseau IMS.
- Le P-CSCF (Proxy-CSCF) est le proxy SIP qui est le point de contact pour les terminaux IMS. Il est aussi chargé de la taxation des appels.
- Le I-CSCF (Interrogating-CSCF) est le proxy SIP en charge des fonctions administratives, son adresse IP est publiée dans les DNS.
- Le S-CSCF (Serving-CSCF) est le nĆud central pour la signalisation dans le rĂ©seau. Le S-CSCF utilise le protocole Diameter pour communiquer avec les bases de donnĂ©es dâabonnĂ©s.
Serveurs multimédia
Le MRF (Media Resource Function) contient les sources de vidéos et de sons utilisées dans le réseau IMS :
- annonces vocales
- videoconferences
- transcodage dâimages, voix et vidĂ©os (conversion entre diffĂ©rents codecs)
Serveurs dâapplications
Les serveurs dâapplication (application server âASâ en anglais) hĂ©bergent et exĂ©cutent des services et les applications (par exemple : traduction des numĂ©ros verts ou Voice call continuity « VCC ») et sâinterfacent avec le S-CSCF en utilisant le protocole SIP.
Gateways
Il existe plusieurs types de gateways (passerelles) entre le réseau IMS et les autres réseaux téléphoniques ou informatiques :
- Le PSTN Gateway fait lâinterface avec les rĂ©seaux tĂ©lĂ©phoniques commutĂ©s classiques.
- Les Signalling Gateway (SGW) rĂ©alisent lâinterface entre la signalisation SIP de lâIMS et les signalisations SS7 et SIGTRAN utilisĂ©es dans les rĂ©seaux commutĂ©s.
- Les Media Gateways (MGW) font la conversion des formats audio et vidéo.
- Le Packet Data Network Gateway (PGW) fait lâinterface, pour les donnĂ©es, entre un rĂ©seau mobile (4G) et le rĂ©seau Internet.
Sources
- (en) Cet article est partiellement ou en totalitĂ© issu de lâarticle de WikipĂ©dia en anglais intitulĂ© « IP Multimedia Subsystem » (voir la liste des auteurs).
Voir aussi
Articles connexes
Liens externes
- Un portail sur l'IMS, SIP (Session Initiation Protocol) dans les standards (3GPP, TISPAN, OMA), ainsi que des exemples commentés de services IMS: http://www.flypiggy.org/mtwin/tech-invite/
- http://portal.etsi.org/docbox/TISPAN/Open le portail de l'ETSI TISPAN qui offre un accÚs aux spécifications IMS de maniÚre libre et gratuite (il suffit de s'enregistrer)
- http://theimslantern.blogspot.com/ Blog technique sur l'architecture de services et le potentiel d'IMS
- http://www.rennes.enst-bretagne.fr/~gbertran/files/IMS_an_overview.pdf un tutoriel assez complet (mais en anglais) sur IMS avec une bonne bibliographie
- Une implémentation Open Source de la norme 3GPP IMS, l'Open Source IMS : http://openimscore.org/
- http://www.forum-ims.org/ Forum IMS/Open-IMS en français
- http://www.3gpp.org site officiel du 3GPP