MForum.ru
17.02.2014,
3GPP Rel.11 совместно с GSMA Association стандартизованы роуминг и межсоединения VoLTE. Новая архитектура позволяет обеспечивать чарджинг голосовых вызовов тем же способом, как это делается для обеспечения роуминговых вызовов в коммутируемых сетях, с использованием тех же схем межсоединения, при этом поток данных голосового соединения идет тем же путем, что и сообщения C-Plane. Это не предусматривалось в предыдущей архитектуре VoLTE и межсоединений.
Мой пересказ статьи VoLTE Roaming and Interconnection Standard Technology, Itsuma Tanaka, NTT DoCoMo Technical Journal, 2013.
В 3GPP Rel.11 совместно с GSMA Association стандартизованы роуминг и межсоединения VoLTE. Новая архитектура позволяет обеспечивать чарджинг голосовых вызовов тем же способом, как это делается для обеспечения роуминговых вызовов в коммутируемых сетях, с использованием тех же схем межсоединения, при этом поток данных голосового соединения идет тем же путем, что и сообщения C-Plane. Это не предусматривалось в предыдущей архитектуре VoLTE и межсоединений.
1. Введение
Голос по LTE (VoLTE) - это технология, для обеспечения передачи голоса и SMS в сети LTE, которая не использует коммутируемые технологии [1]. Это реализуется с использованием IP Multimedia Subsystem (IMS), которая является стандартной технологией 3GPP для реализации мультимедийных услуг, основанных на использовании IP-протокола.
3GPP Rel.11 (R11) стандартизует архитектуру роуминга VoLTE и межсоединений. Стандарт создан совместно с GSM Association (GSMA).
Rel.11 добавляет необходимый стандартизованный функционал, который позволяет внедрить роуминг и межсоединения способом, подобным тому, что используется при обеспечении роуминга между коммутируемыми сетями, поверх существующей архитектуры роуминга VoLTE и межсоединений.
В этой статье стравнивается существующая схема голосового роуминга и межсоединений в коммутируемых сетях и предыдущая модель межсоединений и роуминга VoLTE, описаны проблемы, которые предстояло разрешить 3GPP и GSMA. Далее описано, как новая стандартизованная архитектура межсоединений и роуминга VoLTE решает эти проблемы.
2. Действующая модель обеспечения роуминга голоса в коммутируемых сетях
Существующая модель межсоединений и голосового роуминга в коммутируемых сетях, использует модель чарджинга, которую называют "каскадный чарджинг" [2]. Эта модель описана ниже.
На рис.1 показана модель межсоденинений при коммутации голоса. Абонент (а) в сети Оператора А инициирует вызов к абоненту (b), который использует сеть Оператора B.
Между двумя операторами действуют сети для межсоединений голосовых вызовов (показаны на рисунке желтым цветом).
Чарджинг при голосовой связи использует информацию управляющего слоя (C-Plane - Control Plane), участники схемы получают биллинговые данные, а именно: Оператора B, принимающий вызов, сеть, обеспечивающая межсоединение при голосовом вызове, и Оператор A из сети которого инициирован вызов.
Пример роуминга при использовании схемы вызовов для коммутируемого роуминга показан на рис.2.
В этой модели Абонент (a1) в сети Оператора A получает роуминговое соединение с Оператором C в другой стране. В этом случае, например, Абонент (a1) затем вызывает абонента (a2) Оператора A или абонентам другого оператора. Между Операторами A и C есть два типа сетей межсоединения - одна для передачи голоса, а другая для передачи сигнализации. Чарджинг голоса в этом случае обеспечивается между сетью оператора и сетями голосового межсоединения. Комбинация этих двух способов демонстрирует устройство голосового роуминга и межсоединений в сетях с коммутацией сигнала, как показано на рисунке 3.
В этом случае абонент (a) из сети оператора A получает роуминг в сеть оператора C, а абонент b из сети оператора B получает роуминг в сеть оператора D.
Абонент (a) платит за голосовую связь в сегменте оператор C и оператор B, тогда как абонент (b) платит за приемный сегмент между операторами B и D.
Межоператорские расчеты для каждого оператора и межсоединительных сетей производится, как и в случае рис.1 и рис.2, согласно информации, получаемой из сообщений управляющего слоя (C-Plane), которые используются для установления голосового вызова, а также для информации о продолжительности вызова.
3. Существующая модель роуминга VoLTE
3.1 Обзор существующих моделей роуминга VoLTE
Модель VoLTE основана на использовании IMS, которая, как известно, является IP-системой, реализующей поддержку SIP (Session Initiation Protocol - протокол установления сеанса), стандартизованный IETF. Оборудование, отвечающее за поддержку SIP в системе IMS, включает, в частности P-CSCF (Proxy Call / Session Control Function) и S-CSCF (Serving Call / Session Control Function), а также сервер приложений AS (Application Server) [3].
Существующая схема организации роуминга VoLTE и межсоединения показана на рис. 4
P-CSCF обеспчечивает оператор C, тогда как S-CSCF и AS, которые обеспечивают управление вызовом обеспечивает оператор A. Есть также множество IP eXchanges (IPX) между операторами, которые формируют международную IP-сеть для межсоединений. Эта сеть передает SIP и данные голосового трафика. [4].
В коммутируемых сетях, управление вызовом обеспечено с использованеим коммутаторов, принадлежащих тому оператору, где в данный момент находится абонент. Основное различие между этой ситуацией и VoLTE в том, что управление вызовом обеспечивают сервера SIP (S-CSCF и AS) в домашней сети абонента (того оператора с которым у него заключен контракт).
Кроме того, поскольку VoLTE - это система на основе IP, нет необходимости для сообщений (SIP) на управляющем уровне использовать тот же маршрут, который используется для передачи потока с данными голоса, и связь от абонента (a) к абоненту (b) обеспечивается через IPX и может маршрутизоваться непосредственно, без необходимости захода в домашнюю сеть. В ситуации с коммутируемыми схемами, голос и данные всегда использовали один и тот же маршрут с управляющими сообщениями (C-Plane).
3.2 Проблемы с существующей архитектурой VoLTE
Существующая архитектура VoLTE для большей эффективности маршрутизовать поток данных голоса без необходимости захода в домашнюю сеть. Однако, с точки зрения операторов IPX, поскольку SIP-сигнализация не обязательно проходит через того же IPX, нет необходимости идентифицировать какие именно абоненты инициируют вызовы в какие периоды времени. Таким образом, IPX операторы не обеспечивающие передачу сигналов SIP, не могут обеспечивать чарджинг голосовых вызовов на основе продолжительности вызова.
VoLTE позиционируется как расширение существующих голосовых услуг GSMA, а в GSMA согласились, что внедрение существующей схемы голосового чарджинга, которая бы включала IPX операторов - это бизнес необходимость. [5] Учитывая это требование GSMA, в 3GPP провели изучение схем сигнализации и маршрутизации голоса, которые были бы эквивалентны существующим схемам в коммутируемых сетях, чтобы внедрить существующую схему чарджинга голоса для голосовых вызовов VoLTE.
4. Модель роуминга VoLTE Rel.11
В Rel.11 предлагается схема под названием Архитекутра роуминга для передачи голоса по IMS с местным приземлением (RAVEL - Roaming Architecture for Voice over IMS with Local Breakout). Схема была согласована, а архитектура изучена в рамках рабочего процесса разработки Rel.11.
Основой существующей модели коммутации голосовых вызовов была маршрутизация данных голоса и управляющих сигналов единым маршрутом. RAVEL эмулирует этот подход для VoLTE.
На рисунке 5 показана схема RAVEL организации роуминга VoLTE и межсоединения, а также процедуры установки сесии [3].
В такой архитектуре, появляется новое понятие - Transit & Roaming Function (TRF - функционал транзита и роуминга), которая доставляет сигналы SIP из сети, к которой в настоящее время подключен вызывающий (оператор C), в домашнюю сеть, где осуществляется обработка вызова (оператор A), это обеспечивает якорную функцию, что позволяет маршрутизовать данные голоса и сигналы SIP по одному маршруту.
Процессы вызова описаны ниже.
1) Когда абонент (a) нажимает кнопку вызова на терминале, терминал посылает сигнал INVITE в P-CSCF, что является запросом на инициацию вызова.
2) P-CSCF дополняет INVITE ассоциированными TRF-адресами.
3) P-CSCF перенаправляет INVITE в S-CSCF/AS в домашней сети (оператор A). Так определяется маршрут, которым должны будут следовать голосовые данные.
4) S-CSCF/AS обеспечивает управление голосовым вызовом
5) S-CSCF устанавливает индикатор обратной связи (Loopback indicator) в INVITE и посылает его в определенный TRF в качестве ответа.
6) Получив INVITE из S-CSCF, TRF проверяет, присутствует ли индикатор обратной связи. Индикатор обратной связи используется TRF для того, чтобы отличать сигналы INVITE голосовых вызовов из S-CSCF от других сигналов INVITE.
7) Определив, что INVITE пришел от S-CSCF, TRF использует SIP URIs (SIP Uniform Resource Identifiers - идентификаторы единых ресурсов SIP) и другую информацию о направлении, которые содержатся в INVITE для принятия решения, какого оператора (оператора B) и какого оператора IPX следует использовать. На рис.5 показаны операторы IPX, но существующие сети межсоединений голоса (voice interconnect networks), могут также использоваться в качестве сети межсоединений (interconnection network).
8) INVITE далее передается абоненту (b) в рамках обычных процедур установления вызова VoLTE, что завершает конфигурирование вызова VoLTE. В рамках процессов конфигурирования вызова, оператор B конфигурирует маршрут для данных голоса с тем, чтобы он был таким же, как и для сигнализации SIP. Детали конфигурирования вызова VoLTE в настоящем документе не описаны.
Используя перечисленные выше процедуры, сигнализация SIP и голосовые данные идут единым путем, при этом каждый оператор и провайдер IPX могут применять существующие процедуры чарджинга.
На базе этого подхода, есть и другая схема, которая маршрутизут голосовые вызовы первоначально к оператору A, а затем межвзаимодействует с оператором B, как указано в Rel.11 и на рис.6. Схема, как ожидается, будет использоваться для реализации такого функционала, как подслушивание в рамках СОРМ или для обеспечения помощи абоненту (a).
5. Заключение
В данной статье были рассмотрены схемы обеспечения голосового роуминга и межсоединений, определенные архитектурой ViLTE в 3GPP Rel.11.
Операторы VoLTE могут использовать три вида архитектуры для роуминга и межсоединений, показанные на рис. 4-6, стандартизованные в 3GPP Rel.11. Еще неизвестно, какая из этих моделей станет де-факто стандартом. Выбор модели будет определяться такими организациями GSMA или операторскими соглашениями.
NTT DoCoMo осуществила немалый вклад в разработку архитектуры в составе 3GPP и GSMA и намеревается продолжать участие в разработке.
Источники
[1] Tanaka el. al: Overview of GSMA Volte Profile, NTT DoCoMo Technical Journal, vol.13, no.4. pp. 45-51, Mar. 2012.
[2] 3GPP TR23.850 V11.0.0: Study on roaming architecture for voice over IP Multimedia Subsystem (IMS) with local breakout, Dec. 2011.
[3] 3GPP TS23.228 V11.0.0: IP Multimedia Subsystem (IMS); Stage 2, Dec. 2012.
[4] GSMA PRD IR.65 V10.0: IMS Roaming & Interworking Guidelines, Aug. 2012.
[5] 3GPP S2-113523: VoLTE roaming architecture requirements, Jul. 2011.
Публикации по теме:
17.02.2014. RAVEL - правильная архитектура роуминга VoLTE
26.04.2013.
Роуминг в сетях LTE и LTE Advanced
11.11. МегаФон и МТС объявляют совместную позицию по вопросам текущего взаимодействия с банками
11.11. Российские корпоративные клиенты всё охотнее рекомендуют отечественную технику
11.11. Microsoft давит на администрацию президента США, выступая против запрета импорта чипов из Китая
11.11. МТС включила сеть LTE на склонах горнолыжного комплекса «Снегорка»
10.11. Странная сделка в Японии – Mitsui Chemical покупает бизнес JSR
10.11. Infineon больше не может расширять мощности по производству чипов без «форвардных контрактов»
10.11. Билайн обеспечил мобильную связь на речном маршруте в Москве
10.11. Эйфелева башня и центральный парк Волгограда получили обновленную сеть МТС
10.11. МегаФон четвёртый год подряд стал «платиновым» работодателем
10.11. МТС улучшила покрытие в Ворсме Нижегородской области
09.11. Nexperia подала иск в Нидерландах против своего китайского владельца Wingtech и основателя компании
09.11. В Москве почти 9 тысяч наземных опор связи. Почему город в нижней десятке рейтинга TelecomSpot?
09.11. eSIM от Билайна - мобильный интернет в 164 странах
09.11. В Индии готовят регуляторику для массовой D2D сотово-спутниковой связи
11.11. Утечка раскрыла ёмкость батарей и общие черты iPhone 18 и 18e
11.11. OnePlus 17 может войти в число широкоэкранных флагманов 2027 года
11.11. В сети появились макеты iPhone Air 2 и iPhone 18
10.11. Oppo Pad Air6 с 12.1" экраном 120 Гц и Dimensity 7360 Super представлен официально
10.11. Bixby в One UI 9.5 получит автоматические задачи
10.11. Vivo работает над серийным АКБ ёмкостью 11 970 мАч
09.11. Серия Huawei Nova 17 получит 200-МП камеру и новые дисплеи
09.11. Realme 17 Pro – утечка указывает на батарею емкостью 10 000 мАч и Dimensity 7300
09.11. Утечка о Xiaomi 18 подтверждает 100-ваттную зарядку
06.11. Motorola представила Moto Watch 2 Fit и Moto Buds 2 Ultra
06.11. Motorola Signature 27 с АКБ 7000 мАч и 200-МП перископом представлен официально
05.11. Honor готовит смартфон с батареей 14 000–15 000 мАч
05.11. Утечка показывает дизайн в стиле Pixel 11 Pro Fold
05.11. Утечка о Samsung Galaxy A38 раскрыла батарею 6000 мАч
04.11. Утечка раскрыла характеристики и сроки выхода iPhone 18, 18e и Air 2
04.11. Утечка о Redmi Turbo 6 Max указывает на 7-дюймовый 2K-экран частотой 185 Гц
04.11. Vivo Y32 5G – АКБ 8000 мАч, Snapdragon 4 Gen 2 и защита IP69
04.11. OnePlus Turbo 6Vs представлен в Китае – тот же Turbo 6V в новом цвете
03.11. Redmi M100 Pro с Dimensity 7300-Ultra и тройной камерой представлен в Китае
03.11. Rogbid Model R5 – смарт-часы на полноценном Android с SIM-картой за $129.99