Введение
Данная работа продолжает исследования компании "Современные телекоммуникации" по актуальной проблематике телекоммуникаций. В первой работе "Перспективы российского рынка мультисервисных транспортных сетей нового поколения (NGN)" были рассмотрены особенности сетей NGN в аспекте транспорта. Следующая работа "Исследование перспектив модернизации инфраструктуры сетей сотовой связи в РФ на базе решений NGN" была посвящена особенностям внедрения NGN решений в сети подвижной связи. Данная работа рассматривает особенности IMS-концепции применительно к сетям СПС.
Оборудование IMS выходит из лабораторий вендоров, которые начинают маркетинговые компании и тестовые внедрения. Если на 3GSM конгрессе в Каннах (2005 г) вендоры только намечали возможные перспективы новой платформы, то в Барселоне речь шла о готовых решениях. Число успешных испытаний IMS уже идет на десятки, а гипотетическая универсальность IMS открывает широкие перспективы ее внедрения не только в сетях 3G, но и Wi-Fi, WiMAX, а также в сетях фиксированной связи. Такие услуги как РоС, Video sharing, IM уже внедрены, а число абонентов, их использующих, исчисляется сотнями тысяч. Работы по данному направлению проводят такие операторы как TIM, T-Mobile, O2 и др.
Операторы надеются, что с наступлением "Эры IMS" упростится как создание приложений, так и их внедрение. Погоня сервис-провайдеров за "killer application" привела к появлению разношерстных платформ и приложений, применение которых зачастую исключало одновременное их использование. IMS, опираясь на горизонтально стандартизованную сетевую инфраструктуру, должно упростить как задачу сервис-провайдеров, так и третьих фирм, разработчиков приложений и услуг. При этом должно сократиться как время разработки, так и сроки внедрения новых решений. В результате, сбудутся мечты операторов о сокращении CAPEX и OPEX, необходимых для запуска новых услуг.
Однако процесс освоения новой технологии оказался достаточно сложен. Многие операторы, заключившие договора еще в начале 2005 г, так до сих пор и не запустили в полном объеме услуги на платформе IMS. Тем не менее, только в Европе в коммерческой эксплуатации услуга РоС есть в 17 сетях СПС GPRS/UMTS.
В любом случае, в дальней перспективе IMS представляется той магистралью, которая приведет к миру "All-IP". По мнению экспертов для этого потребуется 5-7 лет.
Сегодня рынок гибких коммутаторов и медиа-шлюзов, двух китов, на которые опирается IMS, растет чрезвычайно быстро. Это обусловлено ростом решений VoIP, внедряемых операторами. Ежегодный прирост в этом сегменте составляет 100% (Dittberner & Associates). Только в первом квартале 2006 г объем продаж в этом сегменте составил порядка 627 млн. долл. (на 56% выше, чем годом ранее).
Эксперты считают, что дебаты по проблеме VoIP завершены, и начинается этап массового перехода к данной технологии. Вероятно, инфраструктура сетей операторов СПС также начнет миграцию к решениям VoIP. Наличие IMS создает для этого хорошие предпосылки. Активно ведутся работы по стандартизации IMS как универсальной платформы. Тем не менее, последние инициативы компании Verizon Wireless по ревизии ряда основных положений (A-IMS) вносят определенный диссонанс в традиционную технологию подготовки телекоммуникационных стандартов.
В целом прогнозы для вендоров крайне благоприятны. Так InStat Research указывает, что рынок медиа-шлюзов и гибких коммутаторов Class 4 и Class 5 в 2010 г вырастет до 8.4 млрд. долл. (в 2005 г – 2.7 млрд. долл.). Прогнозы ABI Research говорят о том, что услуги и приложения на базе IMS-подсистемы в 2011 г будут генерировать доход операторов порядка 49.5 млрд. долл.
На рис 1.1. мы приводим прогноз рынка IMS-инфраструктуры на 2005-2008 годы.
Рис 1.1. Прогноз рынка IMS-инфраструктуры на 2005-2008 годы
По прогнозу той же ABI Research в ближайшие 5 лет операторы мобильной и фиксированной связи инвестируют в развитие IMS-инфраструктуры более 10 млрд. долл.
Настоящее исследование проведено с целью определения мировых тенденций развития рынка IMS применительно к сегменту сотовой связи.
Фокусом данного исследования являются: определение места IMS-платформы в структуре сети СПС-NGN, вопросы стандартизации решений IMS, определение места подсистемы IMS в структуре сетей СПС, и анализ опыта ведущих мировых операторов по внедрению платформ IMS и услуг на их основе.
В представленном аналитическом отчете основное внимание сосредоточено на рассмотрении: концепции IMS, продуктовой линейки IMS, решений от ведущих мировых производителей телекоммуникационного оборудования для сетей СПС и опыта их внедрения на сетях операторов 2.5G/3G.
В разделе 1 рассмотрена общая проблематика IMS.
В разделе 2 "Анализ состояния международной стандартизации решений IMS" рассматриваются понятия и модели NGN, разработанные 3GPP, ITU, ETSI и другими международными организациями. Здесь же мы обсуждаем стандарты и проекты, разрабатываемые 3GPP/ETSI по проблеме IMS, и тестовые испытания на интероперабельность IMS-платформ, проводимые вендорами и операторами. В этом разделе также рассмотрены проблемные вопросы, возникшие при стандартизации IMS.
В разделе 3 рассмотрены место подсистемы IMS в структуре сетей СПС 2.5G/3G, особенности структуры сетей СПС 3G/UMTS при внедрении IMS и место гибкого коммутатора в структуре коммутационной подсистемы сети СПС.
В разделе 4 "Анализ опыта ведущих мировых операторов сетей СПС 2.5G/3G по внедрению платформ IMS" выполнен обзор применяемых IMS-платформ, выпущенных на рынок ведущими телекоммуникационными вендорами, рассмотрены контракты, заключенные операторами сетей СПС 2.5G/3G с ведущими вендорами на поставку IMS-платформ, решений, и услуг, а также показаны основные услуги, предложенные абонентам, и реализованные на основе IMS-подсистемы. Исходя из универсальности концепции IMS, мы также рассмотрели работы операторов сетей в стандарте IMT-MC по внедрению как самой платформы, так и новых приложений.
В разделе 5 рассмотрены как сдерживающие факторы, так и достоинства IMS-платформы и NGN-решения в целом.
Содержание
Перечень сокращений ………… 4
Введение …………………… 11
1. Определение и общая характеристика IMS 14
1.1. Сети NGN – основа реализации IMS-решений 14
1.2. Определение понятия IMS 17
1.3. Определение места IMS-платформы (решения) в структуре сети NGN 19
1.4. Технологические основы внедрения приложений на основе IMS 22
1.4.1. Функциональные особенности IMS 22
1.4.2. Архитектура IMS 27
1.4.3. Протоколы SIP и DIAMETЕR 28
1.4.4. Идентификация абонентов 32
1.5. Выводы по разделу 1 33
2. Анализ состояния международной стандартизации решений IMS 34
2.1. Стандартизация NGN как основа внедрения платформы IMS 34
2.1.1. Деятельность ITU по проблеме NGN 34
2.1.2. Стандарты и проекты, разрабатываемые ETSI для сетей NGN 36
2.1.3. Стандартизация NGN в рамках проектов 3GPP и 3GPP2 38
2.1.4. Работы по стандартизации NGN в рамках IETF 39
2.2. Деятельность основных международных организаций, участвующих в работах по стандартизации IMS 39
2.2.1. Стандартизация IMS: проекты 3GPP и 3GPP2 41
2.2.2. Стандартизация IMS: Деятельность ITU по проблеме IMS 42
2.2.3. Работы по стандартизации IMS в рамках IETF и OMA 42
2.3. Проблемные вопросы, возникшие при стандартизации IMS 43
2.4. Тестирование на интероперабельность IMS-платформ 44
2.5. Выводы по разделу 2 48
3. Определение места подсистемы IMS в структуре сетей СПС 2.5G/3G 49
3.1. Изменение транспортной структуры сетей СПС при внедрении IMS 49
3.2. Место гибкого коммутатора в структуре коммутационной подсистемы оператора СПС 50
3.3. Особенности структуры сетей СПС 3G/UMTS при внедрении IMS 52
3.4. Выводы по разделу 3 54
4. Анализ опыта ведущих мировых операторов сетей СПС 2.5G/3G по внедрению платформ IMS ………………… 56
4.1. Обзор применяемых IMS-платформ (решений) 56
4.1.1 Основные тенденции и игроки на рынке IMS-платформ 56
4.1.2. Решения Alcatel 60
4.1.3. Решения Cisco Systems 62
4.1.4. Решения ECI/ VERAZ Networks 66
4.1.5. Решения Ericsson 67
4.1.6. Решения Huawei 70
4.1.7. Решения Lucent Technologies 75
4.1.8. Решения Marconi 80
4.1.9. Решения Nokia 82
4.1.10. Решения NEC Corporation 82
4.1.11. Решения Nortel 85
4.1.12. Решения Siemens 86
4.1.13. Решения Tekelec 93
4.1.14. Решения ZTE 96
4.2. Обзор контрактов, заключенных операторами сетей СПС 2.5G/3G с ведущими вендорами на поставку IMS-платформ, решений, и услуг. Обзор услуг, реализованных операторами СПС на базе IMS. 100
4.2.1. Оператор Vodafone Group 102
4.2.2. Оператор Orange 102
4.2.3. Оператор O2 104
4.2.4. Оператор T-Mobile 105
4.2.5. Оператор Telefónica Móviles Espana 106
4.2.6. Оператор Bouygues Telecom 107
4.2.7. Оператор KPN group 108
4.2.8. Оператор TeliaSonera 108
4.2.9. Оператор Telenor 109
4.2.10. Оператор Telecom Italia Mobile (TIM) 109
4.2.11. Операторы Optimus и TMN 110
4.2.12. Оператор "Hutchison 3G UK" 111
4.2.13. Оператор Tele2 (Швеция) 111
4.2.14. Оператор Swisscom Mobile 111
4.2.15. Оператор Turkcell 112
4.2.16. Операторы Северной Америки 112
4.2.17. Операторы, внедряющие IMS подсистему 114
4.3. Оценка перспектив развития рынка IMS по результатам деятельности зарубежных операторов 121
4.3.1. Перспективы рынка IMS (оценки аналитических компаний) 121
4.3.2. Основные предпосылки для процесса внедрения IMS 123
4.3.3. Обсуждение проблемы внедрения (перехода) на IPv.6 124
4.4. Трансформация бизнес-моделей деятельности сотовых операторов при миграции к IMS 126
4.5. Технологии, конкурирующие с IMS 128
Выводы по разделу 4 129
5. Предложения по стратегиям внедрения IMS-платформы российскими операторами сетей СПС 2.5G/3G с учетом зарубежного опыта ………………….. 131
Вывод по разделу 5 140
Выводы и заключение ……….. 142
Использованные источники 145
Литература по теме ………………………………………………….…. 147
Перечень таблиц
Таблица 2.1. Основные организации и решаемые ими задачи, при стандартизации IMS
Таблица 4.1. Мировые лидеры – производители гибких коммутаторов и медиа-шлюзов
Таблица 4.2. Оборудование для коммутации и управления в сетях операторов СПС
Таблица 4.3. Число испытаний и контрактов на поставку IMS-подсистем
Таблица 4.4. Основное оборудование Cisco для реализации подсистемы IMS
Таблица 4.5. Основные элементы IMS-подсистемы от NEC
Таблица 4.6. Сведения о контрактах, заключенных в последнее время операторами на поставку решений NGN/IMS
Таблица 4.7. Сведения об испытаниях IMS-оборудования различных производителей на совместимость
Перечень рисунков
Рис. 1.1. Прогноз рынка IMS-инфраструктуры на 2005-2008 годы
Рис. 1.2. Архитектура сетей NGN
Рис. 1.3. Структура сети NGN на основе идеологии All-IP
Рис. 1.4. Пример структуры сети NGN
Рис. 1.5. Модель сетевой NGN-инфраструктуры на базе IMS-подсистемы
Рис. 1.6. Обобщенная модель многоуровневой телекоммуникационной инфраструктуры
Рис. 1.7. Место платформы IMS в структуре NGN
Рис. 1.8. Взаимодействие подсистемы IMS с функциональными элементами сети UMTS (вариант ZTE)
Рис. 1.9. Место IMS-подсистемы в структуре сети NGN
Рис. 1.10. Взаимодействие структурных элементов NGN и платформы IMS по мере внедрения стандартов 3GPP/TISPAN
Рис. 1.11. Взаимодействие элементов подсистемы IMS в структуре сети СПС 2.5/3G
Рис. 1.12. Взаимодействие МТ (UE) с встроенным SIP-клиентом в сетях 2.5/3G с приложениями и услугами
Рис. 1. 13. Развертывание сети 2G/3G/Wi-Fi на общей IMS-платформе (IMS-Core)
Рис. 1.14. Три уровня структуры IMS
Рис. 1.15. Основные взаимосвязи элементов IMS-архитектуры (вариант ETSI-TISPAN)
Рис. 1.16. Доставка приложений до абонента и его интерактивное взаимодействие на основе протокола SIP
Рис. 1.17. Основные функциональные узлы ядра IMS и подсистемы сети NGN, а также связи, соответствующие протоколам их взаимодействия (SIP и DIAMETER)
Рис. 1.18. Взаимодействие функциональных узлов IMS-подсистемы
на базе протоколов SIP и Diameter
Рис. 1.19. Алгоритм соединения абонентов в случае, когда оба МТ находятся в роуминге
Рис. 2.1. Функциональная архитектура NGN в соответствии с предложениями ITU-T
Рис. 2.2. Структура сети NGN в концепции ETSI/TISPAN
Рис. 2.3 Этапы внедрения стандартов NGN-3GPP
Рис. 2.4. Основные задачи по нормированию NGN, решаемые в рамках работ
Rel 99 – Rel 6/Rel 7(x)
Рис. 2.5. Основные международные организации, участвующие в работах по стандартизации IMS
Рис. 2.6. Содержание первого этапа работы и временные рамки исследований
по интероперабельности
Рис. 2.7. Содержание третьего-четвертого этапов работы и
временные рамки исследований
Рис. 2.8. Содержание пятого-шестого этапов работы и временные рамки исследований
на интероперабельность
Рис. 3.1. Место IP Backbone в сети GSM/GPRS/EDGE
Рис. 3.2. Место Softswitch на функциональной схеме универсальной сети NGN
Рис. 3.3. Структура сети 2.5 G при наличии доменов PS и CS
Рис. 3.4. Архитектура сети 3GPP Rel 5
Рис. 3.5. Архитектура сети NGN – общий подход к NGN
Рис. 3.6. Эволюция подсистемы коммутации сети 3G в соответствии с 3GPP Rel 5
Рис. 4.1. Годовой доход сервис-провайдеров и операторов,
внедривших оборудование на базе VoIP и IMS
Рис. 4.2. Платформа IMS, предлагаемая Alcatel
Рис. 4.3. Архитектура Cisco NGN с ядром на основе Гибкого коммутатора
Рис. 4.4. Продуктовая линейка IMS компании Cisco
Рис. 4.5. Структура сети СПС (NGN-архитектура) на базе IP-транспортной сети и
VoIP-шлюзов – I-Gate 4000 EDGE от Veraz
Рис. 4.6. Структура Engine Integral для сетей ТфОП.
Рис. 4.7. NGN-решение Ericsson для операторов сетей СПС
на основе гибкого коммутатора
Рис. 4.8. Структура подсистемы "ERICSSON IMS Common System".
Рис. 4.9. Структура решения U-SYS
Рис. 4.10. Архитектура решения IMS компании Huawei
Рис. 4.11. Соотношение функций IMS с сетевыми компонентами IMS@U-SYS
Рис. 4.12. Конвергентная платформа для оказания услуг фиксированной и подвижной связи на базе оборудования Huawei
Рис. 4.13. Результаты испытаний оборудования IMS Huawei
на интероперабельность
Рис. 4.14. Функции и протоколы для взаимодействия LSS с элементами системы связи
Рис. 4.15. Вариант типовой архитектуры региональной сети связи, предлагаемый Lucent Technologies
Рис. 4.16. Общая концепция IMS в представлении Lucent
Рис. 4.17. Комплект оборудования и программного обеспечения,
предлагаемого Lucent для ядра IMS
Рис. 4.18. Портфель оборудования Impact компании Marconi
Рис. 4.19. Взаимодействие МТ и серверов приложений в среде IMS
на базе протокола SIP
Рис. 4.20. Платформа IMS, предлагаемая NEC
Рис. 4.21. Основные серверы приложения IMS-подсистемы от NEC
Рис. 4.22. Архитектура NGN по Siemens
Рис. 4.23. Основные функциональные блоки платформы SURPASS
Рис. 4.24. Платформа SURPASS.
Рис. 4.25. Спектр продуктов Siemens для инфраструктуры опорной сети
Рис. 4.26. Эволюция сети с учетом архитектуры TISPAN (версия Siemens)
Рис. 4.27. Структура гибкого коммутатора @vantage CMX-5000
Рис. 4.28. Структура решения IMS@vantage компании Siemens
Рис. 4.29. Портфолио IMS от Siemens
Рис. 4.30. Внедрение IMS-платформы Siemens IMS@vantage
Рис. 4.31. NGN-решение Tekelec Sigma T9000
Рис. 4.32. Структура шлюза Tekelec T8000 MG
Рис. 4.33. Архитектура NGN-решения для сетей СПС на базе оборудования Tekelec
Рис. 4.34. NGN-решение Tekelec для конвергенции сетей СПС и фиксированной связи
на базе подсистемы IMS
Рис. 4.35. Концепция NGN в интерпретации ZTE
Рис. 4.36. Архитектура системы ZTE Softswitch
Рис. 4.37. Основные элементы платформы IMS от ZTE
Рис. 4.38. Операторы, внедрившие или испытавшие IMS-решение от Alcatel
Рис. 4.39. Концепция Orange по внедрению услуг на сетях NGN
Рис. 4.40. Взаимодействие приложений и основные функциональные элементы системы поддержки услуг (вариант Orange)
Рис. 4.41. Прогноз телеком рынка по доходам и капитальным затратам
Рис. 4.42. Эволюция мобильных услуг
Рис. 4.42. Участники совместного тестирования приложения "Video Sharing" в среде IMS при использовании двух типов протоколов IPv.4 и IPv.6.
Рис. 4.43. Услуги для трех типов сетей: ССОП, СПС и конвергентных сетей
Рис. 5.1. Таксономия IMS-подсистемы
Рис. 5.2. Предпочтения операторов по новым услугам
