Du GSM à l`IP Multimédia, l`évolution des réseaux mobiles
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Du GSM à l`IP Multimédia, l`évolution des réseaux mobiles
Du GSM à Mots clés l'IP Multimédia, l'évolution des UMTS, Réseaux mobiles, Architecture, IPMultimédia. réseaux mobiles Par Éric Hatton, Marcello Karaguilla Ericsson France La norme 3GPP, construite en partie à partir de la norme GSM, permet aux opérateurs de réutiliser l'infrastructure existante pour offrir des services UMTS. Chaque évolution de la norme enrichit la solution 1. en lui apportant de nouveaux Introduction L'UMTS est une évolution des réseaux mobiles existants, qui, forts de leur succès, intègrent des nouveaux services notamment des services Multimédias. Cet article décrit l'architecture de la solution UMTS telle que la définit la normalisation 3GPP. Les fonctions de base, telles que l'établissement d'un appel de téléphonie dans le domaine circuits et l'établissement d'un contexte PDP dans le domaine paquets sont présentés. Le domaine IP Multimédia est introduitpar le 3GPP afin d'offrir des services complémentaires sur le réseau UMTS. L'établissement d'une session IP Multimédia est décrit. 1.1. Les réseaux GSM et GPRS La voix, associée à la mobilité, est le service porteur du succès de la téléphonie mobile dans le monde entier. Elle repose sur la commutation de circuits, qui suppose l'établissement d'un appel préalable à la communication mécanismes et possibilités. entre deux utilisateurs, ainsi que le relâchement de l'appel et des ressourcesdu réseau une fois la communication terminée. C'est la raison pour laquelle la tarification de ce service est traditionnellement basée sur la durée de la connexion. Le GPRS introduit une nouvelle dimension en offrant la communication de paquets de données de et vers les terminaux mobiles. Toujours connecté, toujours en ligne, où que l'on soit, le GPRS offre la possibilité de tarification en fonction du volume de données échangées et du contenu ou de la nature des informations véhiculées, plutôt qu'en fonction de la durée de connexion. Suite à l'allocation d'une adresse IP au terminai mobile, l'utilisateur a accès à des services personnalisés, qui prennent en compte sa localisation, et qui peuvent être notamment dans les domaines du commerce électronique, de l'information, du divertissement, en plus des services tels que la messagerie électronique, l'échange et le téléchargement de musiques ou d'images, et la navigation sur Internet. En ce sens, il YNOPSIS . LesopérateursUMTSsont les acteursmajeursde l'évolution technologiquedu début du xxiesiècle. Cetteévolutionassocie mobilité,personnalisation,disponibilitéet simplicitéau travers de servicesà forte valeur ajoutée commeles services Multimédias. L'UMTS représente une évolution des réseaux mobilesGSM/GPRS. En tirant profit de la capacité apportée par le nouveauréseaud'accès radio UTRANet de la complémentaritéentre le domainecircuits d'une part, et le domaine paquetsd'autre part, l'opérateur UMTSpeut offrir à l'utilisateur final des services associantvoix, donnéeset imagessur desterminauxmobiles.L'introductionen UMTSdu domaineIP Multimédiadéfini par la normalisation3GPPR5est l'opportunité pour l'opérateur d'enrichir son offre par des services générateursde nouveauxrevenus. . UMTS operators are major contributorsto the technology evolution of the beginningof the 21st century.This evolution associatesmobility,personalisation, availability and simplicity through value addedservices as Multimediaservices. UMTS is an evolutionof GSM/GPRS mobilenetworks.Takingadvantage of the additional capacitydue to the new UTRANradio access network,as well as of the complementarycircuit and packet domains,the UMTSoperator can offer the end user new services associatingvoice, data and images on mobile terminais.The introductionofthe ! P Muttimediasubsystemin UMTS,as defined by the 3GPPR5standard,is an opportunity for the operatorto offer new revenuegeneratingservices. REE RM N°Il 2001 1 NOUVELLES RADIOCOMMUNICATIONS MOBILES : DU GPRS À L'UMTS m - - - el-S -g î C-1r s'agit d'une révolution pour l'utilisateur final, qui jusqu'à présent a asso- ! cié le mot téléphone exclusivement aux appels commutés par circuits, Servicesexternes Serveurs d'application Serveurs d'applicatio Serveurs de Contenu Co che applicative qu'ils soient des appels voix ou des appels de données, le plus souvent via un modem. ,. .'.... 1.2. Les réseaux UMTS Contre --------- Serveurs de Corirâle Serveurs dede Contrôle--I. Contrôle ...' Couche Coiitrôle Grâce à une nouvelle technologie d'accès radio WCDMA qui permet d'offrir une plus large bande passante, les réseaux UMTS offrent une multitude de nouveaux services à haut Couche coiliiectivité Internet t .'al Sli rÎ4dtF "`ryi t i L'architecture 2.1. des télécommunications que la base de données d'abonnés HLR, puis HSS, en conformité avec le modèle 3GPP ; - la couche de connectivité constituée d'un réseau dor- et les normes applicables aux réseaux mobiles en particulier (publiées par le 3GPP - Tliird Generation Partnership Project) ont entamé un processus d'évolution vers une nouvelle architecture de type client-serveur qui repose sur un modèle en couches sur lequel se greffent différents accès : - lacouche applicative reposant sur des plates-formes et des interfaces API ouvertes, basée sur l'architecture OSA (Open Service Architecture) et ayant pour rôle de faciliter l'implémentation des nouveaux services UMTS et leur coexistence avec les services existants ; - lacouche de contrôle incluant le domaine circuits, le domaine paquets et le domaine IP Multimédia, ainsi sal, des noeuds GGSN qui assurent l'interconnexion avec les ISP et l'Internet, ainsi que des passerelles nommées Media Gateways qui fédèrent tes flux circuits et paquets, GSM et UMTS. Les éléments clés de cette architecture sont les noeuds GSM et GPRS qui évoluent pour gérer aussi le trafic UMTS. Par opposition aux fonctions de connectivité, qui assurent le transport des flux et du trafic, les fonctions de contrôle gèrent ces flux et, en utilisant la signalisation, rendent possibles les connexions entre les utilisateurs. La séparation des fonctions de contrôle et de connec- A l'avenir ivenir 3GPP) réseaux multiservices, 'ES,clients/serveur clients/serveur dcs Aujourd'hui réseaux mono-service Contenu ltenu & & Services rvices Serveurs veurs Services eï d>_ ; là, ors multiservices velle :rvices architccturc afin mod:ta-iae' : taN Accès mobile J Accès fixe fixe a/ par les serveurs d'appels, ont été introduitcs dans cette noude réaliser horizontale, des fonctions spécifiques de manipulation de flux, et d'inter-fonctionnement aux frontières de la couche de connectivité. . 2) Réseaux d'accès,de transportet de commutation mmacnications. Figure 1 - Évolution de l'ai-chitecttire des réseaux de télécommunications REE NI il 44 N Déceml>re Décembre 2001 2U ()i tivité, telle que présente dans . les normcs (ITU-TIBICC, et dans l'architecture réseaux de 3e génération, induit une séparation physique des éléments de réseaux, répartis en couches distinctes. Les Media Gateways, contrôlées e /"' , i t,', Figure 2. Une architecture en couches. horizontale client-serveur L'industrie RNIS, FrrCP MediaGateways UMTS Une architecture Serveurs deCorrtrde H.248 débit, tels que la vidéo dans le domaine paquets et les services Multimédias sur le terminal mobile. 2. '.. La convergence des services " j de communication de données, de voix et d'images augmente les besoins d'utilisateurs finaux, connectés à des réseaux 'Du GSM à l'IP Multimédia. L'évolution des réseaux mobiles 1 différents, d'échanger des informations de manière transparente. Même si un des segments parcourus par le message d'un utilisateur à un autre est a priori uniforme puisqu'il appartient à un réseau d'un opérateur donné, il est fort probable qu'une adaptation sera nécessaire à un point ou un autre de la connexion. Les passerelles y jouent un rôle clé. Le rôle d'une passerelle (Gateway) est justement de permettre l'utilisation de supports physiques différents (cuivre, fibre optique) et de techniques de transmission différentes (TDM, ATM, IP) pour assurer le transport des messages d'un bout à l'autre de la connexion, sansen principe en modifier le contenu. La Media Gateway est la passerelle qui assure une modification de flux pour la communication entre segments de connexion appartenant à des réseaux différents. Dans le cas des réseaux mobiles en particulier, le réseau d'accès radio impose l'optimisation de l'utilisation de la bande passante. Pour cette raison, au moins une transformation du codage de la voix est nécessaire pour chaque connexion, rendant le transcodage (codingldecoding) une fonction essentielle dans les réseaux mobiles. Le transcodage est un exemple de modification de flux réalisée dans les Media Gateways. 2.2. Le rôle du coeur de réseau UMTS Pour assurer les services UMTS, le coeur de réseau UMTS joue un rôle important. En effet, il appartient au coeur de réseau de : . Gérer l'accès radio UMTS, les données d'abonné, les appels et services supplémentaires, les sessions de transfert de données, et l'interconnexion aux réseaux tiers. Étant conçu comme une évolution des équipements GSM et GPRS, le coeur de réseau UMTS garantit, par ailleurs, la disponibilité de l'ensemble des services GSM/GPRS dans les réseaux UMTS, ainsi que la possibilité pour l'abonné de conserver son numéro d'appel GSM (MSISDN), même si une nouvelle carte USIM ainsi qu'un nouveau terminal sont nécessaires. . Gérer la mobilité et garantir une continuité de service sur le territoire pour les clients, qu'ils soient statiques ou en mouvement. Élément essentiel, les handovers entre les technologies radio, inter-systèmes et interopérateurs doivent être assurés (interfaces ouvertes). Grâce aux synergies entre réseaux GSM et UMTS tels que définis dans les normes, tout opérateur UMTS aura, dès la première phase de déploiement de son réseau, une masse de clients potentiels au moins égale au nombre d'abonnés mobiles existants, qui pourront facilement souscrire à des services UMTS. La continuité de service GSM/GPRS-UMTS pour ces abonnés doit être garantie par le support des services GSM/GPRS dans le réseau UMTS, des terminaux UMTS dans le réseau GSM/GPRS et par le support du handover entre UMTS et GSM. . Garantir la sécurité d'accès au réseau ainsi que l'intégrité et la confidentialité des flux. Les procédures d'authentification, de cryptage, de vérification de l'identité des terminaux, du contrôle d'abonnement par service et des mécanismes de sécurité pour les réseaux IP (IP Sec, filtrage, tunnels) doivent être mis en oeuvre dans ce sens. Assurer la connectivité en fonction des différents besoins en terme de qualité de service. Le coeur de réseau doit fournir notamment aux applications les connexions de bout en bout de manière dynamique et optimisée, selon les besoins de chaque application. Un réseau de transport commun multiservices peut être une solution efficace. Une traduction des critères de qualité de service requis par l'application vers le réseau de transport est faite au niveau du coeur de réseau UMTS. Des passerelles à modification de flux Media Gateway - assurent à la fois la commutation et la gestion des organes nécessairespour l'établissement des appels commutés par circuits (transcodeurs, annuleurs d'écho, inter-fonctionnement de données, tonalités, annonces interactives, conférences). . Assurer l'itinérance et l'accueil des abonnés des réseaux partenaires GSM, GPRS et UMTS, notamment étrangers. . Permettre des services et une interface homme-machine uniques vu du client, où qu'il soit. Ceci est rendu possible grâce au concept d'Environnement Virtuel du Réseau Domicile (Virtual Home Environment) conformément au modèle 3GPP. . Assurer simultanément plusieurs connexions commutées par circuits et plusieurs sessions de transfert de paquets de données pour chaque client. Contrairement au GSM, les sessions établies en parallèle ne partagent pas les mêmes ressources et de ce fait ne sont pas mutuellement restrictives. . Fournir une interface ouverte pour l'introduction rapide de nouveaux services. . Etre préparé pour les évolutions futures. Le coeur de réseau UMTS doit à la fois permettre la réutilisation des investissements passéset être préparé pour les évolutions futures. Basé sur une nouvelle architecture où les équipements de contrôle (serveurs d'appel) sont séparés de ceux assurant la connectivité (passerelles à modification de flux Media Gateway), il doit permettre une évolution simple et naturelle. La réutilisation des équipements GSM et GPRS pour l'UMTS et la possibilité de mutualiser des équipements pour gérer aussi bien du GSM/GPRS et de l'UMTS requiert une flexibilité des équipements et résulte en une grande diversité des solutions possibles. L'impact sur les noeudsdu réseau doit être minimisé lors du déploiement de différentes technologies de transport actuel ou à venir. Optimiser les performances en fonction du type de trafic. Le coeur de réseau comprend des équipements qui peuvent être basés sur des plates-formes dédiées et optimisées pour gérer chaque type de trafic (domaine circuits ; domaine paquets) et typiquement une plateforme commune de commutation (plan d'usager) pour fédérer tous les trafics GSM, GPRS et UMTS. REE N'Il 2001 1 NOUVELLES RADIOCOMMUNICATIONS MOBILES : DU GPRS À L'UMTS m, t ",-, , 'r- >- lorsque cela est nécessaire, aux réseaux tiers. Coeur diiiiau GSM -B-T,S GSM GMSC RTCP BSSMS VLFI GS BTS'DoniaineCiuits Domaine BTS Circuits La figure 4 illustre les mécanismes qui interviennent lors d'un appel à partir d'un terminal UMTS, et présente le cas d'un appel vers un réseau tiers (RTCP). PLMN Le terminal mobile s'est localisé dans le réseau UMTS au préalable et s'est ainsi enregistré dans la base de données d'abonné HLR. urHAN unrtrs,erresriai : b lu UMTS Internet RNC'lu... 8s BS'./ V Lorsque le terminal accède au réseau UMTS par l'interface radio WCDMA pour établir un appel dans le domaine circuits, le serveur MSC reçoit un message RANAP qui spécifie, comme en BSSAP pour le GSM, la destination de l'appel ainsi que le type de service demandé (appel voix par exemple). ip Domaine Paqueu : I Figure 3. Coeur de réseau UMTS 3GPP R'99. En fonction de la localisation demandé et de la disponibilité Optimiser les coûts opérationnels. Le coeur de réseau doit notamment optimiser la bande passante consommée, et minimiser ainsi les coûts de transmission (par Gateway se situe en périphérie de réseau. Il appartient à la Media Gateway d'adapter le réseau d'accès radio au coeur de réseau. Cela comprend la conversion de technologie de transport si nécessaire çant en ressources partagées (pool) en bordure de réseau, typiquement intégrées aux Media Gateways. Les nceuds communs qui peuvent contrôler, aussi bien du trafic UMTS que du trafic GSM/GPRS, contribuent à réduire les coûts d'exploitation et maintenance. La (comme ATM 3.1. d'une session vers IP par exemple), de la Le serveur MSC sélectionne une deuxième Media Gateway en bordure de réseau, typiquement au plus proche du point d'interconnexion avec le RTCP, en fonction de la destination de l'appel, des ressources nécessaires et de leur disponibilité. Dans cette Media Gateway, le serveur MSC sélectionne notamment le matériel nécessaire pour l'annulation d'écho et pour le UMTS Domaine circuits Dès la version Couche Contrôle 3GPP R4, la séparation entre contrôle et connectivité se traduit pour le domaine circuits en deux types de noeuds : le serveur MSC/TSC et la Media Gateway. Le serveur MSC assure les fonctions de contrôle d'appel, il gère la signalisation et contrôle les Media Gateways. La Media Gateway assure quant à elle la commutation des flux de trafic, la modification des flux Serveur 15 M " p S* . HLR U TSC AP ` I: H.248 Couche Connectivité ''MGW FtliO'`o MGW MGW RNIS, RTC MGW REE NI il 2001 o RNIS,RTC Interface lu Interface c) derne, ATM TDM conversion : Transmission paquets IP ou ATM Conveilion AMR ATM vers IP Vers PCM Figaire 4. Éléments impliqués lors d'un appel de téléphonie. 1 la conversion qualité de service requise, la conversion du tramage sur l'interface lu vers celle du coeur de réseau. C'est la Media Gateway qui sélectionne également un canal MPLS ou un VP ATM (Virtual Path) vers la destination. possibilité d'utiliser les noeuds GSM/GPRS pour contrôler le trafic UMTS à travers des passerelles Media Gateway qui terminent le protocole de l'interface lu peut être notamment envisagée, tout en continuant à traiter du trafic GSM/GPRS et laissant les interfaces A et Gb inchangées. Établissement de l'abonné, du service des ressources néces- saires, le serveur MSC sélectionnera la Media Gateway la plus proche pour accéder au coeur de réseau. La Media exemple en introduisant le codage AMR de la voix en bordure de réseau). Il doit garantir une utilisation efficace des ressources du réseau, notamment en les pla- 3. ainsi que l'interconnexion Cod Cs Du GSM à l'IP Multimédia. L'évolution des réseaux mobiles 1 transcodage AMR, qui, fait en bordure de réseau, permet de transporter la voix compressée à l'intérieur du réseau et d'optimiser ainsi la consommation de bande passante. Pour accéder au réseau de services IP, le terminal doit effectuer une procédure d'activation de contexte PDP. Le contexte PDP représente un état actif associé au terminal. Le protocole BICC, une évolution de l'ISUP, est utilisé pour la signalisation entre le serveur MSC et les centraux de transit (serveurs TSC). Il permet de gérer des Le terminal envoie donc au SGSN une demande de contexte PDP. Dans cette demande le terminal fournit un APN (Access Point Name) désignant un réseau IP et un service désiré. Par exemple, l'APN « service.company. appels indépendamment de la technologie sion utilisée. Le serveur TSC contrôle la même Media Gateway, dont l'adresse est reçue via le protocole BICC. Il sélectionne dans cette Media Gateway les ressources nécessaires pour l'interconnexion avec le RTCP (les MIC en de transmis- Gr l'MAP Réseau Réseau 1 d, - G,_-7 -' Intenep d'Accès tes Radio ze" SGSN ISP_po l'occurrence). Enfin, la Media Gateway assure l'adaptation de la pile de protocoles du réseau UMTS à celle utilisée par le RTCP et transfère la demande d'établissement d'appel au réseau tiers. 3.2. IP L3 GTP -..-' Fi Figiire 5. Éléments inzpliqués lor-s d'une session paquets. Domaine paquets Dans la continuité du GPRS, le domaine paquets de l'UMTS est assez similaire. Les principales évolutions introduites avec l'UMTS 3GPP R'99 et maintenues dans les versions suivantes sont : . La compression des en-têtes IP pour leur adaptation à l'interface radio est effectuée à l'aide du protocole PDCP (Packet Data Convergence Protocol), remplaçant le SNDCP (Subnetwork Dependant Convergence Protocol) du GPRS. Cette adaptation est effectuée au niveau de l'UTRAN et du terminal. . Un tunncl GTP (GPRS Tunneling Protocol) cst établi entre le RNC (Radio Network Controller) et le GGSN (Gateway GPRS Support Node). En GPRS, un premier tunnel BSSGP (BSS GPRS Protocol) est établi entre le PCU et le SGSN (Serving GPRS Support Node), puis un tunnel GTP est établi entre le SGSN et le GGSN. . Le chiffrement est effectué par l'UTRAN, et non plus par le SGSN. . L'interface lu est utilisée entre le réseau d'accès radio UMTS et le SGSN. com.gprs » permettra, par résolution DNS, de désigner un GGSN puis un service offert par le réseau externe « company.com ». Le GGSN désigné assigne une adresse IP dynamique au terminal, puis un tunnel GTP est établi entre l'UTRAN et le GGSN. Ce tunnel transportera les paquets échangés entre le terminal et le réseau IP. 3.2.2. L'IP dans le domaine paquets Le protocole IP est utilisé à deux niveaux dans le domaine paquets. Le premier niveau (niveau utilisateur) correspond à la communication de bout en bout entre le terminal et le serveur. Le second niveau (niveau transport) correspond à l'infrastructure IP reliant les éléments du réseau mobile. La version de protocole IP (IPv4 ou IPv6) peut être différente pour chacun de ces niveaux. Le 3GPP R5 spécifie que pour les services IMS (IP Multimedia Subsytem, voir Sect. 4), le niveau utilisateur doit être implémenté en IPv6. De nouvelles procédures sont donc introduites, telles que le Serving RNC Relocation. 3.2.1. Réseautiers GGSN Serveur Procédures de base Afin d'établir une liaison de signalisation avec le réseau, le terminal initie la procédure d'enregistrement GPRS Attach. Au cours de cette procédure, la localisation du terminal est mise à jour dans le HLR. Optionnellement, unc 1 IP UTRAN UMTSIGPRS SG SN Appi App, UDII tOP !.DP IP IP IP POeP T PDCP IP -n-L1 Li -. -TrLi "'mn* L?lL1.. UE UTRAN SGSN, GGSN, procédure d'authentification mutuelle réseau-terminal est effectuée et le chiffrement est initialisé. Les informations IF',\/JW ® d'abonné sont téléchargées dans le SGSN. Ip. IP -SnLSu L21L1L2L1... LP Lt IP Lg2 L21L1 LaDrr'-rr' [1) LLI..... 1Ll L-1 Li Hôte 'IPDIÊVO (1Pi lligdi6al2il IP e.tv2a ;ETnxa :;port Figaare6. Le protocole IP utilisé sur deux niveaux, REE REE Decen] !re 200) Décemhre 2001 1 4. l'IP Afin Multimédia de permettre aux opérateurs de se différencier par la fourniture d'applications spécifiques, les applications IP Multimédia ne sont pas standardisées. Des mécanismes sont définis dans la norme afin de fournir des services à partir du réseau domicile et à partir du réseau visité. Les services personnalisés peuvent être fournis par le réseau domicile et par le terminal. Le rôle des terminaux IP Multimédia sera sensiblement accru par rapport aux terminaux GSM actuels. De nombreuses applications Multimédias paquets, permettant de multiples applications de type client-serveur. Le 3GPP R4 a défini un service strean2ing RTP, RTSP ainsi que de la messagerie multimédia. La.normalisation 3GPP R5 étant en cours d'achèvement, cette partie est écrite en fonction de l'état actuel des travaux et l'issue la plus probable de cette version, prévue pour mars 2002. La nouveauté majeure du 3GPP R5 est l'introduction, dans le coeur de réseau, du domaine IMS (IP Multimedia Subsystem), en complément des domaines circuits et paquets déjà introduits lors des versions précédentes. Le domaine IMS comprend l'ensemble des éléments de réseaux nécessaires à l'établissement de sessions IP Multimédia. Le domaine IMS utilise les services supports fournis par le domaine paquets. SIP (Session Initiation Protocol) est le protocole adopté pour la gestion des sessions IP Multimédia. Le protocole SIP est défini par l'IETF. Il utilise six « méthodes » de base et permet l'établissement de sessions de manière simple. Le contenu de la session (le type de média à utiliser, le point de destination,...) est négocié grâce au protocole SDP transporté particulier pour lequel les réseaux « domicile » et « visité » font parties du même réseau UMTS. Ceci permet à l'utilisateur IMS de conserver son environnement de services IMS, quel que soit le réseau visité. Avec l'introduction de l'IMS, le HLR est enrichi de nouvelles fonctionnalités et devient HSS (Home Subscriber Server). sont déjà possibles avant l'introduction du domaine IMS dans le réseau. Par exemple, la vidéophonie 3G-324M est possible sur le domaine circuits dès la version 3GPP R'99. L'accès à des réseaux IP est possible par le domaine (Session Description Protocol) méthodes SIP. L'IMS est défini dans un environnement dans lequel l'itinérance (roaming) n'est plus une exception. L'abonné d'un réseau « domicile » est toujours susceptible de se trouver en itinérance dans un réseau « visité ». L'abonné attaché à son propre réseau « domicile » est alors un cas dans les La session IP Multimédia est toujours contrôlée par le Serving-CSCF (Call Session Control Function) dans le réseau domicile. situé Le point de contact du terminal avec le domaine IP Multimédia est le Proxy-CSCF, situé dans le réseau visité. L'Interrogating-CSCF domaine IP Multimédia de ce réseau. Pour effectuer est le point d'entrée dans le domicile, cachant la topologie un appel dans le domaine IP Multimédia, l'abonné doit tout d'abord établir un contexte PDP dans le domaine paquets, afin de disposer d'un canal de signalisation SIP vers le Proxy-CSCF. L'appel IP Multimédia s'effectue par l'envoi d'un message SIP « INVITE » au Proxy-CSCF, contenant l'URI (Uniform Resource Identifier) de l'appelé, sous la forme « appelé@domain.com » où « domain » est le nom du domaine domicile de l'appelé. Il est aussi possible d'utiliser une adresse E.164. Dans ce cas, une conversion sera effectuée en utilisant le mécanisme ENUM. Le message SIP est transmis au terminal appelé via les Serving-CSCF des abonnés appelant et appelés. Dans ce cas, deux Serving-CSCF sont mis en jeu, chacun situé dans le réseau domicile respectif de chaque abonné. Les Serving-CSCF effectuent l'authentification des abonnés dans le domaine IMS ainsi que des opérations de taxation. Une fois la session SIP initialisée, un second contexte PDP, avec une qualité de service adéRéseau Domicfle de l'appelant Réseau Domicile de seau Domicile de t'appelâ l'appelé quate, est établi pour chaque terminal, afin de transporter les flux utilisateur, à if travers le plan de connectivité. Le chemin emprunté par le trafic est différent du chemin emprunté par la signalisa- S/P Réseau SIP ,. Réseau Visité tion SIP. Le trafic emprunte un réseau parl'appeté parl'appeté IP inter-opérateurs, devant inclure des mécanismes de gestion de la Qualité de Service. P-CSPF, P-CSOE &iëJS ,iTRA ".. RANAP ` _r SGSN SGSPI SGSN =. ep 1 GGM R.GSN -' IP /pNehvork Network 1 UNAP SGi °' nvdi. Figure 7. Éléments impliqués lors d'une session IP Multimédia REE 'Iq'il Décembre 2001 1 Pour plusieurs raisons, telles que le souci d'assurer l'itinérance sur des réseaux UMTS sans IMS et d'offrir les services de téléphonie, les terminaux r.. UMTS IP Multimédia comprendront en principe un domaine circuits. Les appels voix à destination du RTCP ou vers d'autres réseaux mobiles sont ainsi préférablement traités par le domaine circuits du réseau, optimisé pour ce service et évitant l'overhead dû à la voix sur IP sur interface radio. Il est important de noter qu'un service de voix sur IP n'est pas implicitement un service de téléphonie, et il est plus judicieux d'utiliser le domaine IMS pour apporter de nouveaux services plutôt que pour migrer une technologie telle que la téléphonie vers un nouveau domaine. Le 3GPP a néanmoins prévu des cas d'inter-fonctionnement entre le domaine IMS et le RTCP. Tenant compte de l'évolution des réseaux de télécommunications telle que représentée en Figure l, le 3GPP donne la possibilité à l'opérateur UMTS d'offrir des services IP Multimédia à ses abonnés à travers d'autres accès IP que l'UMTS, par exemple sur des accès filaires, GPRS, LAN, etc. 5. Les applications IP Multimédia Avec l'IP Multimédia, les nouvelles possibilités offertes aux utilisateurs sont, par exemple, les communications IP de mobile à mobile. L'utilisation de l'IMS standardisé apportera pour ce type d'application la possibilité d'effectuer des fonctions de taxation, de contrôle de la qualité de service de bout en bout et des fonctions de sécurité. La standardisation des mécanismes mis en oeuvre permettra une large utilisation de ce type d'application. Les opérations synchronisées entre plusieurs terminaux seront possibles. Par exemple, initier la visualisation d'une séquence vidéo sur deux terminaux simultanément ou naviguer simultanément sur une page Web, sont des opérations envisageables grâce à l'IMS. L'utilisation de la voix (sur IP) en association avec d'autres applications telles que les jeux temps réels apporteront teurs. La norme une dimension prévoit supplémentaire la possibilité aux utilisa- pour l'utilisateur dans l'évolution des réseaux de deuxième génération vers les réseaux de troisième génération, et propose les solutions de bout en bout pour l'Internet mobile (technologies, applications, infrastructures, terminaux et services). Le GPRS introduit une nouvelle dimension aux réseaux mobiles en offrant la communication de paquets de données de et vers les terminaux mobiles et en permettant aux opérateurs de développer une offre élargie de services associant localisation, messagerie multimédia, personnalisation et commerce en mobilité. L'UMTS est une évolution des réseaux GSM et GPRS et permet à l'opérateur d'enrichir l'ensemble des services tout en réutilisant l'infrastructure existante. L'UMTS permet également l'émergence d'applications multimédias exploitant pleinement la vidéo et l'image. L'essor de ces nouveaux services basés sur IP sera le moteur de l'évolution des réseaux mobiles vers une architecture UMTS incluant le domaine IP Multimédia. Les nouveaux services IP Multimédia contribueront à créer une convergence des services basés sur la voix, l'image et la vidéo. L'UMTS constituera ainsi une des technologies les plus marquantes du début du xxil siècle. Références [1] 3GPP TS 22.228 V5.X.X CoreNetwork Subsystem (Stage 1) - IMS Services requirements. 111 3GPP TS 23.002 V3.4.0 Network Architecture (R'99). [2] 3GPP TS 23.002 V4.3.0 Network Architecture (R4). (31 3GPP TS 23.002 V5.X.X Network Architecture (R5). 141 3GPP TS 23.228 V5.X.X IP Multimedia Subsystem Stage 2. 151 3GPP TS 23.060 V4.1.0 General Packet Radio (GPRS)Service Description. Service [6] 3GPP TS 23.205 V4.1.0 Bearer Independent CS Core Network. [71 IETF RFC2543 Session Initiation Protocol. et pour son terminal de participer à la négociation d'une session IP Multimédia pendant la phase d'établissement. Pour les sessions sortantes, l'utilisateur aura préconfiguré son terminal ou pourra indiquer ses préférences, en terme de média (vidéo, audio, tableau blanc,...), session par session. Pour les sessions entrantes, une procédure dite de pre-alertirzg est initialisée à la réception du message SIP INVITE de l'utilisateur appelant. L'utilisateur appelé peut alors choisir d'accepter la session proposée ou de proposer d'autres paramètres tels qu'un autre type de média. Cette interaction est effectuée avant l'établissement du canal de transport du trafic, évitant l'utilisation de ressources haut débit lorsque cela n'est pas désiré. 6. Conclusion Ericsson, très actif au sein des différents forums et instances de normalisation, accompagne les opérateurs ri ÉricHatton,Ingénieur Supélec (1992),est actuellement Architecte de Solutions Mobileschez Ericsson France. II travaille depuis1995sur les systèmesmobilesau seindu groupeEricsson MarceloKaraguilla,Ingénieur Unlcamp (Brésil. 1988),est aujourd'hui Chefde Produits Cur de RéseauUMTSchezEricsson France.traII vaille depuis 1990 sur les systèmes mobiles au sem du groupe Ericsson. REE \1 1 1 IOL) J 1