SRVCC – Single Radio Voice Call Continuity – Suite

Nous allons maintenant étudier le mécanisme SRVCC et ses évolutions eSRVCC et rSRVCC en illustrant le concept par une approche pratique.

On suppose que l’UE1 souhaite contacter l’UE2. L’UE1 est sur un réseau 4G, vis à vis du réseau IMS, qui est le réseau home, l’UE1 est dans un réseau visité.

L’UE1 souhaite appeler l’UE2. L’UE1 est compatible avec le mécanisme SRVCC et l’appel est évidemment contrôlé par le réseau IMS. Ainsi, après un échange de signalisation SIP, après avoir construit les bearers, l’appel s’effectue. L’UE1 se déplace dans le réseau visité et s’éloigne du eNB, la puissance reçue s’affaiblit.

  1. L’eNb décide alors de mettre en oeuvre le mécanisme SRVCC en envoyant une requête au MME
  2. A partir de cette requete, le MME transmet la demande au MSC afin que ce dernier alloue les ressources au niveau du domaine CS autrement dit avec le RNC puis le Nb.
  3. Le MSC demande la création d’une connexion avec le SCC AS dans l’objectif de transférer la voix (paquet IP) du réseau LTE vers le réseau 3G donc pour transférer la session du PGW vers le MSC.

SRVCC

A ce stade, pour le mécanisme SRVCC définit dans la R8, la procédure est la suivante :

  • Le SCC demande à l’UE de changer la destination de ses messages SIP de l’UE1 vers le MSC.

En parallèle,

  • Le MSC informe le MME de la réservation de ressource dans le domaine CS.

A partir de ce moment, le MME peut demander à l’UE1 de basculer vers le réseau 3G (Handover). Après le Handover, la signalisation SIP est transmise du SCC vers le MSC, le SCC est le point d’ancrage pour la signalisation, et le média pour la voix est envoyé de l’UE2 vers le MSC. L’UE2 est donc le point d’ancrage pour le média.

Or, la modification de l’adresse IP de destination (UE1 vers MSC) pour le média de la voix provoque de nombreuses pertes de paquets et une latence puisque toutes les entités du réseau IMS de l’UE2 et l’UE2 doivent modifier leur chemin de requêtes SIP

En simplifiant la figure avec les entités concernés, le chemin de signalisation et d’appel est représenté par la figure ci-dessous.

SRVCC_fig4

eSRVCC

Le principal défaut  du SRVCC est le suivant : Lorsqu’un HandOver affecte l’UE1 dans son réseau visité (ou en roaming), cela impacte les messages SIP et RTP de l’UE2. Le mécanisme eSRVCC consiste à rajouter des points d’ancrage au niveau du réseau visité de l’UE1 afin que tout handover de l’UE1 soit transparent pour l’UE2.

Ainsi, au niveau du eSRVCC, 2 nouvelles entités ont été rajoutées pour avoir un point d’ancrage dans le réseau visité à savoir :

  • ATCF : Point d’ancrage pour la signalisation
  • ATGW : Point d’ancrage pour le média

SRVCC_fig5

 

 

 

 

 

 

Evolution du réseau pour préparer l’IMS (Partie 5)

Dans le cas de la téléphonie 2G, le réseau mobile était connecté au réseau fixe via une passerelle nommée GMSC

Auparavant Le VLR était connecté au HLR via le réseau en mode paquet X.25, un réseau privé. Le réseau X.25 devrait être définitivement arrêté le 30 juin 2012.

Initialement, le réseau mobile était construit autour des équipements suivants :

La téléphonie mobile de 3ème Génération (UMTS) a évolué en parallèle en suivant dans un premier temps le principe de séparation de la signalisation et du transport des informations. Il s’agit de la Release 4 de la 3GPP (UMTS R4) défini en mars 2001. Le MSC (et le GMSC) sont découpés en 2 entités distinctes : Un serveur traitant de la signalisation et d’un commutateur. On passe ainsi :

  • Au niveau signalisation :
    • D’un MSC en un MSC server
    • D’un GMSC en un GMSC server et un CS-MGW
    • Au niveau transport
      • D’un MSC et d’un GMSC en un CS-MGW (Circuit Switched Media Gateway)

Les Releases 5 et 6 de l’UMTS permettent l’établissement de sessions multimédias. Il s’agit de l’IMS,  un nouveau réseau qui se superpose au CS et au PS.

Dans le réseau mobile :  Le MSC-Server  s’occupe des fonctions de contrôle d’appel. Il commande ainsi le CS-MGW permettant l’établissement, le maintien et la libération de sessions afin d’assurer le trafic (la bande passante) des informations à transmettre et le choix des protocoles sur le CS-MGW : Il est possible de passer une communication en mode circuit sur une interface A vers une communication en IP sur du SCTP. Le MSC-Server contrôle également la mobilité du MSC et de ce fait, il est connecté au VLR.

A l’interface du réseau fixe, afin de permettre l’interconnexion entre le réseau mobile et le réseau fixe, l’équipement MSC-Server se nomme GMSC-Server, indiquant ainsi son rôle de passerelle (G = Gateway ou passerelle). Son rôle est donc identique au MSC-Server, c’est-à-dire il s’occupe des fonctions de contrôle d’appel. Il commande ainsi le CS-MGW permettant l’établissement, le maintien et la libération de sessions. Par contre, il est connecté au HLR pour savoir dans quelle région géographique est situé le mobile (autrement dit dans quel VLR est sauvegardé le profil de l’abonné)

Le CS-MGW est un commutateur et une passerelle de média, il permet de router les communications (Information : Média ou Données) du réseau téléphonique (2G/3G) vers le réseau IP (IP/Ethernet, IP/ATM/SDH, IP/SDH). Il est contrôle par le MSC-Server ou MGSC-Server selon le protocole MEGACO/H.248

Avantage en terme de débit : L’évolution de l’architecture a permis d’optimiser les débits entre les équipements (TRAU : Transcodeur). Initialement, la station mobile encode la voix selon le protocole AMR (Adaptative Multi Rate Codec), avec un débit de 5 à 12 kbit/s. Le MSC utilisait la technologie : TDM, la voix était décodée et re-codée à un débit de 64 kbps (G.711). En utilisant le réseau IP (RTP/UDP/IP), la voix peut être transportée de bout en bout avec le codec AMR sur le backbone IP/ATM.

Evolution du réseau pour préparer l’IMS (Partie 3)

NGN : Architecture à 3 niveaux

Comme décrit précédemment, le  NGN se définit par une architecture réseau en 3 couches : Transport (Réseau), Contrôle et Services avec des interfaces ouvertes et normalisées entre chaque couche.

L’architecture très simplifiée est décrite par le schéma suivant :

Les Gateways sont aussi nommées passerelles, elles permettent l’interconnexion avec les réseaux externes et l’acheminement du trafic.

Les MGW ou MG (Media Gateway) sont situées au niveau du transport des flux média entre le réseau RTC et les réseaux en mode paquets.  Elles ont pour rôle :

  • Le codage et la mise en paquet des flux médias
  • La transmission de ces flux selon le MGC

Les MGW permettent donc de relier les équipements existants (CAS, BTS/BSC) à une couche de transport IP ou ATM. Différentes solutions peuvent être envisagées et gérées : IP/ATM/SDH ou IP/Ethernet ou IP/SDH (Pour aller plus loin, dans le cas de la gestion de flux multimédia, l’ajout de nouveaux mécanismes de QoS avec MPLS, DiffServ ou RSVP ont été nécessaires, mais nous y reviendront dans un autre article).

Bien souvent, la fonction SG Signaling Gateway est aussi implémentée dans la Média Gateway. La SG a pour rôle de convertir la signalisation échangée entre le réseau NGN sans l’interprétée. On parle d’adaptation de la signalisation vers le protocole utilisé (TDM/IP) : Il s’agit du protocole SIGTRAN.

Le MGW est aussi nommée Couche Adaptation et il est sous la responsabilité du SoftSwitch, c’est-à-dire du MGC dans la couche contrôle. Il échange ainsi de la signalisation via le protocole MGCP (ou MEGACO).  Le MGC est l’entité intelligente du réseau.

Le MGC gère :

  • L’échange des messages de signalisation
  • Le traitement des appels (avec les terminaux H.323, SIP, MGCP)
  •  Le choix du MGW, la prise en charge de l’appel, la réservation des ressources