od ISUP do BICC - Instytut Telekomunikacji

Instytut Telekomunikacji PW
NGN – od ISUP do BICC
Materiały wykładowe
do użytku wewnętrznego
1
Podstawowa architektura fizyczna sieci NGN
Nieformalnie
Call server = MGC+GK+SIPProxy/Redirect/Registrar (+API)
Call
server
BICC,
SIP-T/I,
SIP,
H.323
ISUP
H.248
IP
SGW
PSTN/ISUP
Call
server
MGW
ISUP - ISDN User Part
SIP - Session Initiation Protocol
SGW - Signalling Gateway
MGW - Media Gateway
MGC - Media Gateway Controller
BICC - Bearer Independent Call Control
ISUP
H.248
MGW
SGW
PSTN/ISUP
logiczny przepływ sygnalizacji
rzeczywisty transport informacji użytkownika
(relacje użytkowe)
2
Kontekst 3GPP
ISUP
BICC
Rel. 3(99)
3
Rel. 7
Słowo o ISUP
•
Cel
– zapewnienie procedur i funkcji sterowania połączeniami/zgłoszeniami
– terminali analogowych i terminali ISDN
– - podstawowe procedury obsługi zgłoszeń (ang. basic call
procedures)
– - usługi dodatkowe (ang. supplementary services)
•
Umiejscowienie ISUP w SS7 i styki
Części aplikacyjne SS7
INAP, MAP, CAP
PDU-ISUP
ISUP
(w tym logika usługowa)
Część usług
sieciowych (NSP)
SCCP
MTP poziomy 1, 2, 3
PDU-ISUP
ISUP
(w tym logika usługowa)
MTP – Message Transfer Part
SCCP – Signalling Connection Control Part
NSP – Network Service Part
INAP – Intelligent Network Appl Part
MAP – Mobile Appl Part
CAP – CAMEL Appl Part
(Customized Applications for Mobile
network Enhanced Logic 4
)
ISUP – przykładowa procedur
•
Nawiązanie połączenia
CA
TE
DSS1
SETUP
CALPRC
CT
ISUP
IAM
ISUP
IAM
TE
DSS1
SETUP
np. ruting
Ton dzwonienia
ALERT
CA
ACM
ALERT
ACM
CONN
ANM
CONACK
ANM
CONN
CONACK
opcja: zastąpić platformą NGN
5
ISUP - najważniejsze procedury
•
Rozłączenie połączenia ("zwykłe" - kod przyczyny)
CK
TE
DSS1
CT
ISUP
CK
ISUP
REL (cause=normal)
DSS1
REL(cause=normal)
DISC
RLC
TE
DISC
RLSE
RLC
RLCOM
RLSE
RLCOM
Znaczenie: potwierdzenie
zwolnienia łącza
NGN
6
Sygnalizacja BICC – geneza (’1995-2000)
• Współpraca sieci
BICC (ITU)
SS7 (ITU)
PSTN
SIP(IETF)/
H323(ITU)
H.323(ITU)/
SIP(IETF)
SZ1/SP1
Płaszczyzna
sterowania
Płaszczyzna
użytkownika
SZ2 BICC
SP2
połączenie
UŻ(M1/T1)
PSTN
ATM/IP
UŻ(M2/T2)
SZi –Sterowanie Zgłoszeniem typu i
SPi – Sterowanie Połączeniem typu i
UŻ – płaszczyzna Użytkownika
Mi/Ti – warstwa Medium i Transportu
typu i
7
BICC - definicja
połączenie ::= transport + medium (med ::=zakodowany sygnał użytkowy)
BICC (ITU seria Q.19xx)
•
Bearer Independent Call Control
•
Przenoszenie usług ISND przez szerokopasmową sieć transportową
• przy pełnym zachowaniu funkcjonalności usług koniec-koniec
• bez modyfikacji istniejących interfejsów sieciowych po stronie PSTN/ISDN
Cechy
•
sterowanie zgłoszeniami może być rozdzielone od sterowania połączeniami
–
•
•
właściwie zawsze tak było, ale datagramowa usługa transportowa eksponuje taki podział
sieć sygnalizacyjna sterowania zgłoszeniami może być inna niż sieć sterowania
połączeniami (czyli zgłoszenie ≠ połączenie)
możliwość „prenegocjowania”, modyfikowania oraz powtórnego wykorzystywania
już zestawionych połączeń przez nowe zgłoszenia
8
BICC – koncepcja / idea
• Podział ról w obsłudze zgłoszenia
Call Id Code
zgłoszenie: CIC, akceptacja sesji, obsługa nr ab (translacja nr,...)
Zadania Funkcji Sterowania
zgłoszeniami
CCF (Call control F)
CCF
CCF
połączenie: prenegocjacja
(BNC-ID, rodzaj kodeka…)
Styk: wymagane cechy BNC, żądanie
przydziału, zwolnienia zasobów
Zadania BCF
(Bearer Control Function)
BICC
sterowanie połączeniami BC (Bearer control) - funkcje
przydział kodeka, przydział portu,
sygnalizacja połączenia BNC_ID do kolejnego węzła
poziomu BC,
sterowanie komutacją (np. w bramie medialnej - MG)
BNC-ID - Bearer Network Connection ID
MG – Media Gateway
9
BICC – idea cd.
• Koordynacja zgłoszenia i połączenia – ogólna idea NGN !!!
– (1) najpierw uzgodnij warunki zgłoszenia włącznie z parametrami
mediów (płaszczyzna użytkownika)
– (2) a dopiero potem zrealizuj transfer (zestaw połączenie, itd.)
Sieć CC
CIC
Sieć 1
BICC
CIC/BNC-ID
Sieć 2
Sieć BC
BNC-ID
BC
połączenie BNC
10
BICC - koncepcja / formalizacja
domena BICC
ISDN
CIC == BNC-ID
sterowanie
zgłoszeniem
IWU
ISUP
IWU
CCF
BNC-ID, ...
BNC-ID, ...
BIWF
BNC-ID
BNC-ID
BIWF
BNC-ID
połączeniem
BCF
BCF
styk
wewn.
CIC == BNC-ID
ISUP
CIC
CCF
CCF/
BCF
ISDN
BIWF
CCF/
BCF
BCF
H.248
MG
np. -law
komutacja x-law
konwersja
y-law
A-law
połączenie (transport)
BIWF - Bearer Interworking Function
::= BCF + transkodowanie + komutacja
IWU – Interworking Unit
CCF – Call Control Function
11
BCF – Bearer Control Function
BNC - Bearer Network Connection
BICC - przykład obsługi zgłoszenia-sesji
Nawiązanie sesji z zestawieniem połączenia w przód (forward setup)
CIC, BNC-ID
CCF
IAM
BCF
a
Cechy BNC:
- TRM (Tr.Med.Reqs)
BNC-ID=c1
BCF
b
CCF
BNC-ID=c1
BCF
c
IAM (CIC, Action=ConnForward, cechy BNC, lista kodeków)
APM ( CIC, BCF_addr=c, BNC-ID=c1, wybrany kodek )
ANM
c, c1
BCSetupReq(BCF_addr=c, BNC-ID=c1)
BCSetupReq(...c1)
BCSetupConnect...(c1)
IAM
BCSetupConnect(...c1)
ACM
ACM(CIC)
ANM
ANM(CIC)
a1
połączenie
APM - wiadomość Application Transport Mechanism
BNC - Bearer Network Connection
BCF - Bearer Control Function
TRM - Transmission Medium Requirements (parametr ISUP)
por. slajd 5
(sekwencja
na styku)
...
Metaprotokół BCC:
wiele opcji transferowania
sygnalizacji BCC, np.
tunelowanie w
wiadomościach APM
ACM
?
c, c1
b1 b2
c1
BCF_addr - adres fizyczny funkcji BCF (nie zaś
adres samego połączenia)
12
BNC-ID – id. połączenia o postaci zaleznej od typu sieci
BICC - przykład obsługi zgłoszenia-sesji
Zakończenie sesji
CIC, BNC-ID
CCF
BCF
a
REL
RLC
dis-c1
BNC-ID=c1
BCF
b
CCF
BNC-ID=c1
BCF
c
REL (CIC, kod przyczyny)
REL
dis-c1
RLC (CIC)
rel-c1
"tylko" przerwij połączenie
w polu komutacyjnym
BCRelReq(BNC-ID=c1)
BCRelAck(...c1)
RLC
BCRelReq(...c1)
BCRelAck(...c1)
rozłącz połączenie w sieci
REL- Release
RLC - Release Confirmation
BNC - Bearer Network Connection
X
a1
X
b1 b2
X
c1
Zwolnienie zasobów połączeniowych jest w BICC opcjonalne
13
(można nie zwalniać połączeń – dostępne dla nowych zgłoszeń; oszczędność czasu)
BICC w środowisku sieci IP
• Na poziomie BCP stosowany jest protokół IP BCP (ITU-T Q.ibcp)
–
IPBCP jest protokołem warstwy połączeń i używany jest do zestawiania i modyfikacji
logicznych połączeń opartych o protokół IP (ITU Q.1970).
–
Protokół IPBCP wymaga niezawodnych mechanizmów transportu wiadomości
sterujących między jednostkami BIWF (por. slajd 9), zapewniających sekwencyjność ich
dostarczenia.
–
Jeśli protokół IPBCP jest stosowany w sieciach BICC, wykorzystuje się wówczas
mechanizm tunelowania wiadomości IPBCP w BICC.
–
Protokół IPBCP służy do przesyłania informacji między jednostkami BIWF w celu
zestawienia połączenia na bazie sieci IP, bądź też modyfikacji połączenia już
istniejącego.
–
Połączenie IP (IP bearer) jest rozumiane jako logiczne skojarzenie dwóch jednostek
BIWF, między którymi będą przesyłane dane użytkowe. Jest to zawsze połączenie
dwukierunkowe. Reprezentuje ono tzw. Backbone Network Connection (BNC).
–
W wiadomościach protokołu IPBCP przesyłane są następujące parametry:
• adresy IP i numery portów źródła i przeznaczenia strumieni danych
• charakterystyki strumieni danych
–
Informacje te przesyłane są w wiadomościach protokołu BICC podczas tworzenia relacji
sygnalizacyjnej (zgłoszenia) lub po jej stworzeniu. Do opisu parametrów protokół IPBCP
"korzysta" z notacji SDP (Session Description Protocol - RFC 2327).
(o SDP będzie przy okazji omawiania SIP)
14
IP BICC - architektura
sterowanie
CIC ' = BNC-ID '
CIC
CCF
CCF/
BCF
BNC-ID, ...
IP BCP (BNC-ID)
BCF
BIWF
CCF/
BCF
BCF
styk
wewn.
-law
CCF
BNC-ID
BNC-ID, ...
BIWF
CIC '' = BNC-ID ''
H.248
komutacja
transkodowanie
A-law
połączenie
BIWF - Bearer Interworking Function
::= BC + transkodowanie + komutacja
prawie jak SIP
15
BICC w środowisku IP - wiadomości
• Wiadomości IP BCP
– Request : wiadomość wysyłana przez jednostkę BIWF w celu
inicjalizacji zestawiania „połączenia IP” (IP bearer) bądź modyfikacji
istniejącego „połączenia IP”
– Accepted : wiadomość wysyłana przez jednostkę BIWF jako
odpowiedź na wiadomość Request, infomująca o akceptacji prośby
utworzenia bądź modyfikacji połączenia IP
– Confused : wiadomość jest wysyłana jako odpowiedź na
wiadomość Request, informuje o niemożności analizy otrzymanej
wiadomości Request
– Reject : wiadomość informuje o odrzuceniu prośby zestawienia lub
modyfikacji połączenia IP
– W protokole IPBCP nie przewidziano wiadomości służących do
rozłączania połączeń. Jeśli protokół IPBCP jest używany przez
protokół BICC, rezygnacja z połączenia jest sygnalizowana przez
CCF do BCF; BIWF decyduje o zwolnieniu w sieci IP zasobów
związanych z połączeniem. Z kontekstu zgłoszenia wynika kiedy
połączenie przestaje być potrzebne.
16
Zastosowania BICC (> ‘2000)
• Protokół BICC stosowany w powiązaniu z pakietowymi technikami
głosowymi VoIP (BICC CS2 w GSM/UMTS Rel. 4, 2001)
– cel: migracja sieci wąskopasmowych w stronę modelu callserwerowego
Domena IMS
CSCF/
MGCF
BGCF 3GPP
SIP
Domena
PSTN
Domena GSM/UMTS
BICC
SIP-I
ISUP
MSC
Serwer
Styk Nc
BICC
SIP-I
SIP-T
ISUP
MSC
Serwer
SIP-I
SIP-T
ISUP
Softswitch
Styk Mc
Border
Gtwy
IM-MGW
MGW
VoIP
TDM
CSCF – Call Session Control F.
BGCF – Border Gateway Control F.
IM-MGW - IP Multimedia Media Gateway F.
MGW – Media Gateway
MSC – Mobile Service Center
Styk Nb
VoIP
TDM
MGW
MGW
VoIP
TDM
17