JP2010239292A - ネットワーク制御装置、BacktoBackUserAgent、呼制御装置およびネットワーク制御方法 - Google Patents

ネットワーク制御装置、BacktoBackUserAgent、呼制御装置およびネットワーク制御方法 Download PDF

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Abstract

【課題】B2BUA(Back to Back User Agent)を必要とするUAに対してのみ、B2BUAを経由するSIPルートを設定することによって、ネットワーク設備の負荷を軽減する。
【解決手段】IMSネットワークに接続するIMSクライアントからSIPリクエストがあったときに、送信元と送信先のIMSクライアント1a〜1cが、確立しようとするセッションで要求される機能を有しているかどうかを確認するIMSクライアント機能確認機能21cと、IMSクライアント1a〜1cが、確立しようとするセッションで要求される機能を有していない場合は、B2BUA21を経由するSIPルートの設定を行なう一方、IMSクライアント1a〜1cが、確立しようとするセッションで要求される機能を有している場合は、B2BUA21を経由しないSIPルートの設定を行なう選択的SIPルート設定部21dと、を備える。
【選択図】図2

Description

本発明は、IMS(IP Multimedia Subsystem)ネットワーク上でSIP(Session Initiation Protocol)セッションを確立するBack to Back User Agentの動作を制御する技術に関する。
従来から知られているSIP(Session Initiation Protocol)は、IP(Internet Protocol)上における呼制御に用いられるプロトコルであり、通信を行なう端末間で通信に必要なIPアドレスやポート番号、エンコーディング等のネゴシエーション、発呼、着呼などの制御に用いられる。これに加え、IMS(IP Multimedia Subsystem)では、このSIPの情報に基づいて通信に必要なネットワークリソースの割り当て、ゲート制御を行なう。SIPは、従来、Peer−to−Peer型で、クライアント主導で呼制御を行なうプロトコルであった。しかしながら、IMSにおける呼制御としてSIPが採用され、通信オペレータによる運用が始められている。
このような状況下では、セッションのハンドオーバや、ネットワークからの制御リクエストの送信、また端末間の差異の吸収などのネットワーク主導の制御が必要とされているが、本来、Peer−to−Peer型のSIPをネットワーク主導で制御を行なうことは困難であるため、一度通信オペレータ内の設備でSIPセッションを終端し、再度新しいSIPセッションを構築するBack to Back User Agent(以下、「B2BUA」と呼称する。)を用いる手法が多く用いられている。なお、このB2BUAは、IMSクライアントから要求を受け取り、ユーザーエージェントサーバー(UAS)として、それを処理する論理構成体と位置付けられるものである。どのように要求が答えられるべきであるかを決定するために、ユーザーエージェントクライアント(UAC)として機能し、要求を発生させる。B2BUAは、プロキシサーバーと違って、ダイアログ状態を維持し、それが設立したダイアログの上に送られたすべての要求に関与する。B2BUAは、一般的に、UACとUASとを結合したものであると定義することができる。
3GPP TS23.228 IP Multimedia Subsystem (IMS) RFC3261 6.Definitions (http://www.ietf.org/rfc/rfc3261.txt)
しかしながら、セッションハンドオーバやフォーマットの吸収など、ネットワーク主導で行なわずとも高性能なUA(User Agent)であれば備えている機能も多い。そのため、一律にネットワークで制御を行なうことは非効率的である。そこで、ネットワーク主導で処理が必要なUAに対してのみネットワーク主導の制御を行ない、処理が不要なUAに対しての処理を軽減する手法が望まれる。
従来技術では、セッションのハンドオーバや、ネットワークからの制御リクエストの送信、端末間の差異の吸収などを行なうには、B2BUAの技術が用いられてきた。しかしながら、B2BUAは、UAと同等のSIP制御処理を求められ、全端末に対して処理を行なうと多くの設備が必要となる。
一方で、ネットワーク主導で制御を行なわずともUA自体に機能を備えている高機能なUAも多い。現在の方法ではUAに一部専用の機能設けることで、効率的な動作を可能とできるが、やはりUAの動作に依存してしまう。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、Back to Back User Agentを必要とするUAに対してのみ、Back to Back User Agentを経由するSIPルートを設定することによって、ネットワーク設備の負荷を軽減することができるネットワーク制御装置、Back to Back User Agent、呼制御装置およびネットワーク制御方法を提供することを目的とする。
(1)上記の目的を達成するために、本発明は、以下のような手段を講じた。すなわち、本発明のネットワーク制御装置は、IMS(IP Multimedia Subsystem)ネットワーク上でSIP(Session Initiation Protocol)セッションを確立するBack to Back User Agentの動作を制御するネットワーク制御装置であって、前記IMSネットワークに接続するIMSクライアントからSIPリクエストがあったときに、前記IMSクライアントと前記SIPリクエストの送信先となるIMSクライアントが、確立しようとするセッションで要求される機能を有しているかどうかを確認するIMSクライアント機能確認部と、前記IMSクライアントが、確立しようとするセッションで要求される機能を有していない場合は、前記Back to Back User Agentを経由するSIPルートの設定を行なう一方、前記IMSクライアントが、確立しようとするセッションで要求される機能を有している場合は、前記Back to Back User Agentを経由しないSIPルートの設定を行なう選択的SIPルート設定部と、を備えることを特徴としている。
このように、IMSクライアントが、確立しようとするセッションで要求される機能を有していない場合は、Back to Back User Agentを経由するSIPルートの設定を行なう一方、IMSクライアントが、確立しようとするセッションで要求される機能を有している場合は、Back to Back User Agentを経由しないSIPルートの設定を行なうので、Back to Back User Agentを必要とするUA(User Agent)に対してのみ、Back to Back User Agentを経由するSIPルートを設定することができる。これにより、Back to Back User Agentを必要としないUAはBack to Back User Agentを経由しないため、Back to Back User Agentにおける処理量を削減することが可能となる。また、UAに機能の拡張を加えることなく、要求されたセッションを確立することが可能となる。さらに、既存のBack to Back User Agentの機能で実施することができるため、既存のIMSシステムに変更を加えることなく、実現することが可能となる。
(2)また、本発明のネットワーク制御装置は、前記IMSクライアント機能確認部による確認結果を保持するIMSクライアント機能情報保持部をさらに備え、前記選択的SIPルート設定部は、新たなSIPリクエストがあったときは、前記保持されている確認結果を利用して、SIPルートの設定を行なうことを特徴としている。
このように、新たなSIPリクエストがあったときは、保持されている確認結果を利用して、SIPルートの設定を行なうので、IMSクライアント機能確認部における機能確認を省略することが可能となる。その結果、処理の迅速化を図ることが可能となる。
(3)また、本発明のBack to Back User Agentは、上記(1)または(2)記載のネットワーク制御装置と、SIPプロキシ機能を発揮するSIPプロキシ部と、を備えることを特徴としている。
この構成により、IMSクライアントが、確立しようとするセッションで要求される機能を有していない場合は、Back to Back User Agentを経由するSIPルートの設定を行なう一方、IMSクライアントが、確立しようとするセッションで要求される機能を有している場合は、Back to Back User Agentを経由しないSIPルートの設定を行なうので、Back to Back User Agentを必要とするUA(User Agent)に対してのみ、Back to Back User Agentを経由するSIPルートを設定することができる。これにより、Back to Back User Agentを必要としないUAはBack to Back User Agentを経由しないため、Back to Back User Agentにおける処理量を削減することが可能となる。また、UAに機能の拡張を加えることなく、要求されたセッションを確立することが可能となる。さらに、既存のBack to Back User Agentの機能で実施することができるため、既存のIMSシステムに変更を加えることなく、実現することが可能となる。
(4)また、本発明の呼制御装置は、上記(1)または(2)記載のネットワーク制御装置を備えることを特徴としている。
この構成により、IMSクライアントが、確立しようとするセッションで要求される機能を有していない場合は、Back to Back User Agentを経由するSIPルートの設定を行なう一方、IMSクライアントが、確立しようとするセッションで要求される機能を有している場合は、Back to Back User Agentを経由しないSIPルートの設定を行なうので、Back to Back User Agentを必要とするUA(User Agent)に対してのみ、Back to Back User Agentを経由するSIPルートを設定することができる。これにより、Back to Back User Agentを必要としないUAはBack to Back User Agentを経由しないため、Back to Back User Agentにおける処理量を削減することが可能となる。また、UAに機能の拡張を加えることなく、要求されたセッションを確立することが可能となる。さらに、既存のBack to Back User Agentの機能で実施することができるため、既存のIMSシステムに変更を加えることなく、実現することが可能となる。
(5)また、本発明のネットワーク制御方法は、IMS(IP Multimedia Subsystem)ネットワーク上でSIP(Session Initiation Protocol)セッションを確立するBack to Back User Agentの動作を制御するネットワーク制御方法であって、IMSクライアント機能確認部において、前記IMSネットワークに接続するIMSクライアントからSIPリクエストがあったときに、前記IMSクライアントと前記SIPリクエストの送信先となるIMSクライアントが、確立しようとするセッションで要求される機能を有しているかどうかを確認するステップと、選択的SIPルート設定部において、前記IMSクライアントが、確立しようとするセッションで要求される機能を有していない場合は、前記Back to Back User Agentを経由するSIPルートの設定を行なう一方、前記IMSクライアントが、確立しようとするセッションで要求される機能を有している場合は、前記Back to Back User Agentを経由しないSIPルートの設定を行なうステップと、を少なくとも含むことを特徴としている。
このように、IMSクライアントが、確立しようとするセッションで要求される機能を有していない場合は、Back to Back User Agentを経由するSIPルートの設定を行なう一方、IMSクライアントが、確立しようとするセッションで要求される機能を有している場合は、Back to Back User Agentを経由しないSIPルートの設定を行なうので、Back to Back User Agentを必要とするUA(User Agent)に対してのみ、Back to Back User Agentを経由するSIPルートを設定することができる。これにより、Back to Back User Agentを必要としないUAはBack to Back User Agentを経由しないため、Back to Back User Agentにおける処理量を削減することが可能となる。また、UAに機能の拡張を加えることなく、要求されたセッションを確立することが可能となる。さらに、既存のBack to Back User Agentの機能で実施することができるため、既存のIMSシステムに変更を加えることなく、実現することが可能となる。
本発明によれば、IMSクライアントが、確立しようとするセッションで要求される機能を有していない場合は、Back to Back User Agentを経由するSIPルートの設定を行なう一方、IMSクライアントが、確立しようとするセッションで要求される機能を有している場合は、Back to Back User Agentを経由しないSIPルートの設定を行なうので、Back to Back User Agentを必要とするUA(User Agent)に対してのみ、Back to Back User Agentを経由するSIPルートを設定することができる。これにより、Back to Back User Agentを必要としないUAはBack to Back User Agentを経由しないため、Back to Back User Agentにおける処理量を削減することが可能となる。また、UAに機能の拡張を加えることなく、要求されたセッションを確立することが可能となる。さらに、既存のBack to Back User Agentの機能で実施することができるため、既存のIMSシステムに変更を加えることなく、実現することが可能となる。
本実施形態に係るネットワーク構成を示す図である。 ネットワークを構成する要素のブロック図である。 S−CSCF23が「IMSクライアント機能確認機能21cと、選択的SIPルート設定機能21dと、IMSクライアントの機能情報保持機能21e」を有する形態を示す図である。 本実施形態において、IMSクライアント同士がSIPメッセージを送受信する際に、双方の機能を確認してB2BUAの利用判断し、B2BUAを用いる場合のシーケンスチャートである。 本実施形態において、IMSクライアント同士がSIPメッセージを送受信する際に、双方の機能を確認してB2BUAの利用判断し、B2BUAを用いない場合のシーケンスチャートである。 通常のSIPリクエストをそのまま用いて、クライアントの機能を調べ、結果B2BUAを用いる動作を示すシーケンスチャートである。 通常のSIPリクエストをそのまま用いて、クライアントの機能を調べ、結果B2BUAを用いない動作を示すシーケンスチャートである。
本発明は、双方のIMSクライアント(SIP UA)が通信する際に、IMSクライアントが備える機能を確認し、B2BUA(Back to Back User Agent)における処理が必要か否かを判断し、効率的にB2BUAを用いることで、処理量やトラフィックを削減する。このために、B2BUAに、IMSクライアント機能確認の機能と保持機能、および場合に応じてSIPプロキシとして動作する機能を備える。
図1は、本実施形態に係るネットワーク構成を示す図である。このネットワークは、IMSクライアント1a〜1c、アクセスネットワーク10、IMSコアネットワーク20、P−CSCF(Proxy Call Session Control Function)22、S−CSCF(Serving Call Session Control Function)/I−CSCF(Interrogating Call Session Control Function)23、HSS(Home Subscriber Server)24から構成されている。
図1に示すように、IMSクライアント1a〜1cが、アクセスネットワーク10を介して、IMSコアネットワーク20に接続し、SIPセッションを確立している。高機能のIMSクライアント1aと1bとの間では、本発明に係る選択的B2BUA21を経由しないで通信を行なう。また、一方でも必要な機能を備えていない場合は、それを補助するために選択的B2BUA21を経由する。
図2は、ネットワークを構成する要素のブロック図である。IMSクライアント1a〜1c、P−CSCF22、S−CSCF23は、従来の同様の構成を採る。すなわち、IMSクライアント1a〜1cは、IMSクライアント機能1dを有しており、P−CSCF22は、従来機能22aを有している。また、S−CSCF23は、従来機能23aを有している。
選択的B2BUA21は、従来のB2BUA機能21aと、SIP Proxy機能21bと、IMSクライアント機能確認機能21cと、選択的SIPルート設定機能21dと、IMSクライアントの機能情報保持機能21eと、から構成されている。
IMSクライアント機能確認機能21cは、IMSクライアントに対して、確立するセッションに対して要求する機能が備えられているかを確認する機能である。OPTIONSを用いる手法や、OPTIONSが使えない場合に通常のSIPメッセージに含める手法を備える。
選択的SIPルート設定機能21dは、上記で確認したIMSクライアントの機能情報に基づいて、B2BUAとして動作させるためのSIPルートの設定と、SIP Proxyとして動作しB2BUAを通らないようにSIPルートの設定を行なう機能である。
IMSクライアントの機能情報保持機能21eは、IMSクライアント機能確認機能で確認したIMSクライアントの機能を保持する機能である。
以上のように構成されたネットワーク構成要素は、B2BUAがIMSクライアントの機能に応じて動作を選択するために次の動作を行なう。
(A)選択的B2BUA21は、SIPメッセージを受け取ると、そこで要求されている拡張機能を調べ、自身が対応できるものであるかを確認する。
(B)選択的B2BUA21は、自身が対応する機能であった場合は、相手のIMSクライアントへOPTIONSリクエストによる機能確認を行なう。
(C)OPTIONSリクエストが使用できない場合は、通常のSIPリクエストにRequireヘッダに確認機能を追記して機能の確認を行なう。
(D)選択的B2BUAは確認したIMSクライアントの機能に基づき、自身を経由するSIPルートと、自身を省略するSIPルートの指定を行なう。
なお、選択的B2BUA21が有する「IMSクライアント機能確認機能21cと、選択的SIPルート設定機能21dと、IMSクライアントの機能情報保持機能21e」を、S−CSCF23に持たせることも可能である。図3は、S−CSCF23が「IMSクライアント機能確認機能21cと、選択的SIPルート設定機能21dと、IMSクライアントの機能情報保持機能21e」を有する形態を示す図である。この場合、機能確認、判断はS−CSCFで行なわれ、必要がある場合のみ従来のB2BUA21’へ転送する方式となる。
図4および図5は、本実施形態において、IMSクライアント同士がSIPメッセージを送受信する際に、双方の機能を確認してB2BUAの利用判断を行なうシーケンスチャートである。図4では、B2BUAを利用する場合のシーケンスチャートを示す。
(1)IMSクライアント(A)は、IMSクライアント(B)に対してSIPリクエストを送信する。このとき、必要な機能をRequireヘッダに指定する。必須で無い場合はSupportedヘッダに自身がサポートする機能を指定する。本シーケンスでは、必要な機能としてAを指定しているが無指定でもよい。
(2)SIPリクエストはS−CSCFからiFC(initial Filter Criteria)により選択的B2BUAへ転送される。
(3)選択的B2BUAは、IMSシステムが必要とする機能を端末が備えない場合に、それを吸収するために設定されている。例えばSIPセッションのハンドオーバにはreplace機能が必要である。選択的B2BUAはサポートすべき機能がSIPリクエストのsupportedヘッダに入っていない場合には、すぐに自身を通過するようにRecord−Routeに自身を記録し、B2BUAの動作を行なう。
(4)このシーケンスチャートでは、選択的B2BUAは機能Aをサポートする。SIPリクエストのSupportedヘッダでAがサポートされている場合は、次に送信先のIMSクライアント(B)の機能を確認する。これはOPTIONSリクエストをIMSクライアント(B)に送信して確認する。
(5)IMSクライアント(B)のOPTIONS応答メッセージ中に、Supportedヘッダで機能Aが指定されていない場合、選択的B2BUAは自身を経由するようにRecord−Routeを設定し、B2BUAの処理を行なう。
(6)B2BUAの処理では、機能Aをサポートするため、IMSクライアント(B)へ送信するSIPリクエストのRequireヘッダにAが指定されていれば、それを除いておく。
(7)以後のIMSクライアント(A)、(B)間の通信は、選択的B2BUAを介して通信を行なう。また、以後の新しいSIPリクエストに関しては、保持している端末の機能に基づいて機能確認を省略して動作することが可能である。
図5では、IMSクライアントが双方共に機能を備えるため、B2BUAを利用しない場合のシーケンスチャートを示す。
(1)IMSクライアント(A)は、IMSクライアント(B)に対してSIPリクエストを送信し、OPTIONSを用いて機能確認を行なうまでは上記B2BUAを用いる場合と同様である。
(2)IMSクライアント(B)のOPTIONS応答中で、Supportedヘッダに機能Aが指定されていた場合、B2BUAでの処理は必要ない。そのため、選択的B2BUAは、SIPリクエストに対して通常のSIPプロキシとして動作し、またRecord−Routeに自身を加えない。
(3)選択的B2BUAからIMSクライアント(B)にSIPリクエストが転送されると以後は選択的B2BUAを経由せずにSIPメッセージの送受信が行なわれる。また、以後の新しいSIPリクエストに関しては、保持している端末の機能に基づいて機能確認を省略して動作することが可能である。
OPTIONSはSIPクライアントの機能を調べるために有効な機能であるが、セキュリティ等の理由により使用できない場合もある。そこで、次に、通常のSIPリクエストをそのまま用いて、クライアントの機能を調べる動作について説明する。
図6および図7は、通常のSIPリクエストをそのまま用いて、クライアントの機能を調べる動作を示すシーケンスチャートである。図6では、B2BUAを利用する場合のシーケンスチャートを示す。
(1)IMSクライアント(A)は、IMSクライアント(B)に対してSIPリクエストを送信する。このとき、必要な機能としてRequireヘッダに指定し、必須で無い場合はSupportedヘッダに自身がサポートする機能を指定する。本シーケンスではRequireヘッダには何も指定していないが、指定しても良い。
(2)SIPリクエストはS−CSCFからiFC(initial Filter Criteria)により選択的B2BUAへ転送される。
(3)選択的B2BUAは、受信したSIPリクエストから自身の機能Aがサポートされていることを確認する。サポートされていなければ、すぐに自身を通過するようにRecord−Routeに自身を記録し、B2BUAの動作を行なう。
(4)SIPリクエストのSupportedヘッダで選択的B2BUAの機能であるAがサポートされている場合は、次に送信先のIMSクライアント(B)の機能を確認する。このために、一端Record−Routeに自身を記録せず、Requireヘッダに調べたい機能Aを指定してIMSクライアント(B)に送信する。
(5)IMSクライアントが機能Aをサポートしない場合、SIPリクエストに対して420 Bad Extensionが返される。B2BUAはそのエラーに対してIMSクライアントの機能を保持し、IMSクライアント(A)へ503 Service UnavailableなどのエラーとRetry−afterヘッダで再試行を指定して応答する。この場合Retry−afterの時間は極力短くてよい。
(6)エラーを受信したIMSクライアント(A)は、Retry−afterで指定された時間後再度SIPリクエストを送信する。
(7)二度目のSIPリクエストを受け取った選択的B2BUAは、IMSクライアント(B)が機能Aをサポートしないことを保持している記録から判断し、自身を通るようにRecord−Routeヘッダを指定して、B2BUAの処理を行なう。
(8)B2BUAの処理では機能Aをサポートするため、IMSクライアント(B)へ送信するSIPリクエストからRequireヘッダにAが指定されていれば、それを除いておく。
(9)以後の通信は、IMSクライアント(A)、(B)ともに選択的B2BUAを介して通信を行なう。また、以後の新しいSIPリクエストに関しては、保持している端末の機能に基づいて機能確認を省略して動作することが可能である。
図7では、IMSクライアントが双方共に機能を備えるため、B2BUAを利用しない場合のシーケンスチャートを示す。
(1)IMSクライアント(A)は、IMSクライアント(B)に対してSIPリクエストを送信し、Requireヘッダを用いて機能確認を行なうまでは上記B2BUAを用いる場合と同様である。
(2)IMSクライアント(B)へのRequireヘッダにAを追記したSIPリクエストに対する応答で、200OKが戻ってきた場合、IMSクライアント(B)は機能Aをサポートすると判断でき、選択的B2BUAは、応答メッセージをそのまま、IMSクライアント(A)に転送する。このとき、Record−Routeには選択的B2BUAを記録していないままである。
(3)以後は選択的B2BUAを経由せずにIMSクライアント間でSIPメッセージの送受信が行なわれる。また、以後の新しいSIPリクエストに関しては、保持している端末の機能に基づいて機能確認を省略して動作することが可能である。
以上説明したように、本実施形態によれば、B2BUAでの処理量を削減することが可能である。また、SIP UAに拡張機能を加えることなく、SIP UAの機能に基づいた選択が可能である。さらに、B2BUA単体の機能で実現できるため、既存IMSシステムに変更を加えずに済む。
1a〜1c IMSクライアント
1d IMSクライアント機能
10 アクセスネットワーク
20 IMSコアネットワーク
21 選択的B2BUA
21b SIPプロキシ機能
21c IMSクライアント機能確認機能
21d 選択的SIPルート設定機能
21e IMSクライアントの機能情報保持機能
22 P−CSCF
23 S/I−CSCF(S−CSCF/I−CSCF)

Claims (5)

  1. IMS(IP Multimedia Subsystem)ネットワーク上でSIP(Session Initiation Protocol)セッションを確立するBack to Back User Agentの動作を制御するネットワーク制御装置であって、
    前記IMSネットワークに接続するIMSクライアントからSIPリクエストがあったときに、前記IMSクライアントと前記SIPリクエストの送信先となるIMSクライアントが、確立しようとするセッションで要求される機能を有しているかどうかを確認するIMSクライアント機能確認部と、
    前記IMSクライアントが、確立しようとするセッションで要求される機能を有していない場合は、前記Back to Back User Agentを経由するSIPルートの設定を行なう一方、前記IMSクライアントが、確立しようとするセッションで要求される機能を有している場合は、前記Back to Back User Agentを経由しないSIPルートの設定を行なう選択的SIPルート設定部と、を備えることを特徴とするネットワーク制御装置。
  2. 前記IMSクライアント機能確認部による確認結果を保持するIMSクライアント機能情報保持部をさらに備え、
    前記選択的SIPルート設定部は、新たなSIPリクエストがあったときは、前記保持されている確認結果を利用して、SIPルートの設定を行なうことを特徴とする請求項1記載のネットワーク制御装置。
  3. 請求項1または請求項2記載のネットワーク制御装置と、
    SIPプロキシ機能を発揮するSIPプロキシ部と、を備えることを特徴とするBack to Back User Agent。
  4. 請求項1または請求項2記載のネットワーク制御装置を備えることを特徴とする呼制御装置。
  5. IMS(IP Multimedia Subsystem)ネットワーク上でSIP(Session Initiation Protocol)セッションを確立するBack to Back User Agentの動作を制御するネットワーク制御方法であって、
    IMSクライアント機能確認部において、前記IMSネットワークに接続するIMSクライアントからSIPリクエストがあったときに、前記IMSクライアントと前記SIPリクエストの送信先となるIMSクライアントが、確立しようとするセッションで要求される機能を有しているかどうかを確認するステップと、
    選択的SIPルート設定部において、前記IMSクライアントが、確立しようとするセッションで要求される機能を有していない場合は、前記Back to Back User Agentを経由するSIPルートの設定を行なう一方、前記IMSクライアントが、確立しようとするセッションで要求される機能を有している場合は、前記Back to Back User Agentを経由しないSIPルートの設定を行なうステップと、を少なくとも含むことを特徴とするネットワーク制御方法。
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