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IP Multimedia Subsystem. Convergencia total en IMS

Autor: Ramón Jesús Millán Tejedor

Publicado en Comunicaciones World nº 214, IDG Communications S.A, 2006

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IntroducciÓn

La proliferación de la tecnología IP y el despliegue de IMS en todas las redes de telecomunicación están transformando radicalmente el sector y posibilitará que las operadoras integren las llamadas fijas con las móviles, y la voz con el acceso a Internet de banda ancha, la televisión y el vídeo bajo demanda, y las aplicaciones multimedia residenciales y empresariales.

El sector de las telecomunicaciones está sufriendo un cambio radical por la explosión de la banda ancha, el incremento de los terminales inteligentes, y la convergencia de las infraestructuras en torno a IP. La tecnología IMS aparece como un aspecto clave en este nuevo panorama, mucho más complejo y competitivo.

En mercados como el español, la mayoría de las operadoras de telecomunicación ofrecen paquetes de servicios cada vez más atractivos para los usuarios, como demuestra el “Triple Play” destinado a usuarios residenciales, compuesto de una tarifa plana en llamadas nacionales de voz sobre la red fija, Internet de banda ancha y televisión. Históricamente, los servicios de voz, datos y vídeo han sido prestados sobre infraestructuras dedicadas e incluso por proveedores distintos, si bien hoy en día pueden ser ofrecidos sobre una infraestructura común de transmisión de datos IP. En breve serán lanzadas ofertas “Cuadruple Play”, que integrarán además de los servicios anteriores, una tarifa plana en telefonía móvil. Esto último es posible gracias a la integración en las grandes operadoras de telecomunicación de sus filiales de telefonía fija y móvil, como es el caso de Telefónica unificando Telefónica de España y Movistar, o bien a la concesión de licencias de telefonía móvil virtual a operadores hasta ahora únicamente ofrecían servicios de red fija, como probablemente ocurrirá con ONO.

Estas ofertas empaquetadas responden, por un lado, a las necesidades de los clientes, que piden ahorro en el consumo conjunto de varios servicios, previsión del gasto y comodidad de gestión con una factura única y un punto único de soporte, pero también son atractivas para las operadoras ya que les permiten establecer una relación más estrecha y rica con sus clientes y aprovechar de una forma más eficiente su costosa infraestructura de red.

La evolución de las redes y el desarrollo de nuevos servicios, con requisitos cada vez más exigentes en cuanto a ancho de banda y calidad, demandan importantes inversiones. Entre las características de la actual capa de transporte de los operadores convergentes cabe destacar la consolidación de una  red IP/MPLS multiservicio sobre redes ópticas basadas preferentemente en Ethernet óptico GbE y 10GbE sobre sistemas WDM. Los proveedores puros de servicios, como MSN, Google o Yahoo!, cuentan con la gran ventaja de que no tener que proteger estas grandes inversiones.

Además, en los próximos años desaparecerá, poco a poco, la distinción entre telefonía fija y móvil, ya que ambas utilizarán salvo en la parte de acceso las mismas redes para ofrecer idénticos servicios. Esto incrementará enormemente la competencia entre operadoras, lo cual redundará probablemente en una bajada de precios y en una mejora de las prestaciones. En pocos años, el cliente acabará pagando una tarifa plana por todas sus comunicaciones, independientemente del tipo, horario y destino.

Finalmente, cabe destacar en este nuevo entorno competitivo que los terminales finales son cada vez más completos, pero a su vez más sencillos e intuitivos de utilizar. Llegará pues el momento en que el cliente emplee un único terminal para comunicaciones personales y profesionales, sin preocuparse de cuál es la red de acceso. El teléfono móvil del futuro podrá utilizar redes inalámbricas de datos o de telefonía fija o celular según convenga al usuario.

Puesto que IMS reduce los costes de la creación de servicios y facilita su integración es una tecnología clave para que las operadoras de telecomunicación no se conviertan en meros “transportistas” y puedan fidelizar a sus clientes a través de paquetes de servicios totalmente personalizados. Además, con IMS el usuario es accesible por una única dirección, similar a la del correo electrónico, independientemente del dispositivo (teléfono móvil, teléfono fijo, PC, PDA, televisor, etc.) y tipo de red de acceso (UMTS, HSDPA, DSL, Wi-Max, etc.) que emplee en ese momento.

La implantación de IMS ha comenzado ya por muchos operadores de telecomunicaciones nacionales e internacionales, sobre todo por las operadoras integradas fijo-móvil. Si bien las primeras pruebas se pondrán ver a lo largo del año 2007, sobre todo en el terreno de la VoIP, su adopción completa no tendrá lugar según los expertos hasta el año 2012. De entre los principales suministradores de soluciones IMS cabe destacar: Alcatel, Ericsson, Huawei, Lucent , Nokia, Nortel, Motorola, y Siemens. Telefónica ha sido la primera operadora española en empezar a integrar IMS en sus redes a primeros del año 2006, empleando para ello la tecnología de Ericsson.

TecnologÍa

IMS (IP Multimedia Subsystem) una arquitectura de referencia genérica para ofrecer servicios multimedia sobre infraestructura IP. Se trata de un estándar internacional aún en evolución, especificado originariamente en la Release 5 y 6 del 3GGP (Third Generation Partnership Project), en estrecha colaboración con el IETF (Internet Engineering Task Force), y que ha sido adoptado también por otros organismos de estandarización como 3GPP2 y ETSI.

El estándar soporta múltiples tipos de tecnologías de acceso, incluyendo: GSM, GPRS, UMTS, HSDPA, DSL, HFC, Wi-Fi, Wi-Max, Bluetooth, etc. Es decir, el concepto actual de las comunicaciones telefónicas y por Internet dará un giro radical a medio plazo, gracias a esta nueva tecnología que permitirá pasar de un sistema a otro sin interrumpir la conexión, utilizar varios medios a la vez o compartirlos e intercambiarlos con varios usuarios.

Las principales características tecnológicas de IMS son:

Arquitectura de IMS

Figura 1: Arquitectura de IMS.

La arquitectura genérica de una red IMS está ilustrada en la Figura 1. La entidad funcional clave de IMS es el nodo CSCF (Call State Control Function), que integra a tres subsistemas: P-CSCF (Proxy CSCF), S-CSCF (Serving CSCF) e I-CSCF (Interrogating CSCF); encargados, básicamente, de procesar y enrutar la señalización, controlar los recursos del subsistema de transporte, realizar el registro y autenticación de los usuarios, provisionar los servicios IMS mediante el desvío de la señalización a los servidores de aplicación en cuestión, y generar los registros de tarificación. IMS dispone también de una base de datos o HSS (Home Subscriber System) describiendo cada cliente, sus terminales y sus derechos de acceso a las distintas aplicaciones. Los nodos MGCF (Media Gateway Control Function) e IM-MGW (IP Multimedia Gateway) permiten el interfuncionamiento de IMS con las redes de conmutación de circuitos (RTB, RDSI, GSM, etc.), implementando el plano de control y usuario, respectivamente. Finalmente, nos encontramos con los servidores de aplicación o AS (Application Server) y las pasarelas con destino al plano de servicios, que son los que ofrecen aplicaciones a los usuarios.

IMS no define las aplicaciones que pueden ser ofrecidas al usuario final, sino la infraestructura y capacidades del servicio que los operadores o proveedores de servicios pueden emplear para construir su propia oferta de servicios. El operador IMS puede elegir ofrecer los servicios de forma independiente, combinada o en multitud de variantes, pero todos ellos tendrán una infraestructura común, reduciendo su ciclo de desarrollo y reduciendo los costes de equipamiento y operación. Los servicios finales pueden ser los servicios tradicionales (las llamadas básicas de voz por conmutación de circuitos, el correo electrónico, la mensajería de texto, la mensajería multimedia, etc.) o bien servicios multimedia avanzados (la videoconferencia normal o adaptada para personas con algún tipo de discapacidad, la difusión de radio, la difusión de TV, el vídeo bajo de demanda, la mensajería instantánea, el chat multimedia, los videojuegos en red interactivos, la localización o guiado, el PTT, etc.).

IMS permite la identificación de los usuarios, servicios y nodos mediante un URI (Universal Resource Identifier), que evita que el usuario deba memorizar números de teléfono, pues se trata de nombres al estilo de servicios Internet. De esta forma, IMS ofrece para el acceso a otros usuarios o contenidos una interfaz gráfica similar a los actuales programas de mensajería instantánea (como MSN Messenger), con la ventaja de que integrará la telefonía fija y móvil multimedia, los accesos inalámbricos y cualquier sistema de comunicaciones que se implemente en el futuro. Es decir, una persona podrá ver desde su teléfono móvil qué contactos de su agenda están conectados, incluso dónde están en ese momento, y a través de qué medios es posible comunicarse con ellos. Tras elegir uno o varios destinatarios, se podrá iniciar una conversación por mensajes, voz o videoconferencia y pasar de un modo a otro cuando desee, o compartir archivos mientras navega por Internet o ve la televisión. Si está llegando a casa, podrá pasar instantáneamente a su teléfono fijo o red de banda ancha particular a través de Wi-Fi o Bluetooth. Además, todo dentro de una misma sesión y sin interrumpir la comunicación en ningún momento.

Acceso a servicios multimedia en IMS

Figura 2: Acceso a servicios multimedia en IMS.

Beneficios

Las razones estratégicas para que las operadoras implanten IMS en sus redes son, básicamente: una significativa reducción de los costes de la red tanto en personal como en infraestructuras, favoreciendo la escalabilidad y amortización más rápida de su red; la rápida implantación y proliferación de nuevos servicios más adaptados al cliente, ayudando a su fidelización; y un considerable incremento de las ventas y flujos de caja procedentes de los mismos.

En la estructura de red tradicional cada servicio tiene implementaciones separadas de funcionalidades comunes (facturación, presencia, gestión de grupos y listas de contactos, encaminamiento, provisión, etc.), y la estructura está replicada a lo largo de toda la red. IMS proporciona una serie de funciones comunes que son genéricas en su estructura e implementación, y que pueden ser reutilizadas por todos los servicios de la red. Por ejemplo, el sistema de facturación IMS registra los datos relacionados con la sesión IMS, tales como los usuarios implicados, la duración, los componentes multimedia empleados y la QoS autorizada; y permite facturar cualquier tipo de servicio tanto en pospago como en prepago, según su duración, contenidos, volumen de datos, destino de la sesión o las diferentes combinaciones de los anteriores. Esto además facilita y acelera el proceso de creación y suministro de servicios, la reutilización de infraestructura de transporte de red y de servidores de aplicaciones, y minimiza el inmovilizado fijo y la necesidad de personal técnico en todas las áreas (provisión, operación y mantenimiento, facturación, etc.).

La posibilidad de ofrecer paquetes de servicios es muy importante para las operadoras de telecomunicación. Por ejemplo, la ventaja tradicional de las operadoras de cable frente a los antiguos ex-monopolios telefónicos, era la posibilidad de ofrecer una oferta integrada de telefonía, Internet y televisión. Ahora que la amenaza son los nuevos proveedores de servicios que son capaces de ofrecer aplicaciones gratuitas o a bajo coste sobre su infraestructura de red. De esta forma, empresas como Skype pueden ofrecer VoIP de bajo coste a sus usuarios empleando una arquitectura P2P,  sin tener que pagar al proveedor de acceso a Internet por ofrecer dicho servicio y sin tener que asumir el mantenimiento de ninguna infraestructura de red y siendo tan sólo necesario unos pocos servidores. No obstante, estas empresas no son capaces de ofrecer el catálogo de servicios que podría ofertar una operadora con IMS. Además, las operadoras podrán gracias a IMS ir entrando en el mundo de los servicios informáticos, permitiendo a sus clientes empresariales disfrutar de muchas de sus aplicaciones actuales bajo el modelo de pago por uso, sin tener que realizar constantes inversiones en hardware y software, ya que será más rentable y eficiente distribuirlas en red.

Por estas razones, IMS se convertirá en la solución preferida para el negocio de las operadoras multimedia fijas, móviles y convergentes, permitiendo ofrecer servicios eficientes en términos de funcionalidad, precio y calidad, que les permitan hacer frente a los nuevos y agresivos proveedores de servicios de Internet y entrar en nuevas áreas de negocio.

¿Pero es IMS realmente útil para los usuarios?... La telefonía móvil e Internet han demostrado que los usuarios están cada vez más interesados en servicios de comunicación más allá de la voz, como demuestra el éxito de los SMS y de la mensajería instantánea, respectivamente. Pero los usuarios de telecomunicación actuales están cada vez más informados y son más exigentes, y se ha demostrado con iniciativas como los servicios 3G, que no siempre se cumplen las expectativas creadas por las operadoras y suministradores de infraestructura de telecomunicación. Para que los servicios multimedia tengan éxito, no basta con que sean útiles, también es necesario que sean sencillos de utilizar, baratos y accesibles en cualquier momento y lugar. Para los usuarios, los servicios basados en IMS permiten la comunicación persona a persona y persona a contenido en gran variedad de modos (incluyendo voz, texto, imágenes y vídeo, o una combinación de todas ellas) de una forma altamente personalizada y mucho más sencilla, porque el servicio es independiente del tipo de terminal o red de acceso que emplee en ese momento. Los usuarios se verán así beneficiados por servicios más adaptados a sus necesidades y fáciles utilizar, precios más competitivos, única factura, y mayor sencillez en las gestiones de incidencias.

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