✅ 문제
문제: IMS의 개념과 구성요소를 설명하고, PS-LTE 및 VoLTE/MCPTT와의 연계 구조 및 활용 방안을 기술하시오.
1. 개념 & 핵심
IMS (IP Multimedia Subsystem)는
3GPP(3rd Generation Partnership Project)에서 정의한
IP 기반 음성, 영상, 메시징 등 멀티미디어 서비스를 통합 제공하는 서비스 제어 플랫폼입니다.
모든 통신을 IP 기반으로 처리하며,
VoIP(Voice over IP), VoLTE, RCS, MCPTT 등 다양한 실시간 서비스를 지원합니다.
2. 등장배경 & 목적
🔹 등장배경
- 음성, 메시지, 영상 등 서비스가 각기 다른 인프라로 운영되어 복잡
- LTE는 데이터 중심 → 회선 교환 기반 음성 처리 불가
- VoIP의 대두, IP 기반 실시간 서비스의 수요 증가
- 재난망(PS-LTE)에서 우선순위 통신, 그룹통신 기능 필요
🔹 목적
- All-IP 환경에서 통합된 서비스 제어 기능 제공
- 음성, 영상, 메시지 통합 제공 및 품질 보장(QoS)
- 긴급통신(MCPTT), 영상공유 등 PS-LTE 필수 서비스 구현 기반
3. 역할
| 기능 | 역할 |
|---|---|
| 세션 제어 | SIP 기반 세션 관리 (발신, 수신, 해제 등) |
| 사용자 인증 | 단말의 서비스 인증 수행 |
| 서비스 로직 | VoLTE, SMS, RCS, MCPTT 등 멀티미디어 서비스 처리 |
| 정책/과금 | 서비스 QoS 제어 및 과금 정보 전달 |
| 인터페이스 제어 | 외부망(PSTN, 인터넷) 및 다른 네트워크와의 연동 |
4. 활용 계층 또는 범위
- LTE 및 5G 통신망 상단의 서비스 제어 계층
- VoLTE, ViLTE(Video over LTE), RCS, SMS over IP 등 서비스 제공
- PS-LTE에서 그룹통신(MCPTT), 긴급통신, 위치기반 서비스(LBS) 등 제공
- 5G Core와도 연동되어 NG IMS 구조로 확장 가능
5. 구성요소
| 구성요소 | 역할 |
|---|---|
| P-CSCF (Proxy-CSCF) | 단말과 최초 접속 지점, SIP 메시지 전달 |
| I-CSCF (Interrogating-CSCF) | 사용자 위치 조회, 홈 네트워크 식별 |
| S-CSCF (Serving-CSCF) | 핵심 세션 제어 기능, 사용자 등록 및 서비스 로직 수행 |
| HSS (Home Subscriber Server) | 사용자 프로파일, 인증 정보 저장 |
| AS (Application Server) | VoLTE, MCPTT 등 실제 서비스 제공 기능 수행 |
| MGCF/MGW (Media Gateway Control Function/Gateway) | PSTN 등 외부망과 연동 |
| PCRF (Policy and Charging Rules Function) | QoS 정책 및 과금 정책 적용 |
SIP(Session Initiation Protocol) 기반 세션 설정 및 해제를 수행함
6. 시간순 작동 순서
VoLTE 음성통화 흐름 기준
- 단말 전원 ON → LTE 접속 및 IP 주소 획득
- SIP REGISTER → P-CSCF → I-CSCF → S-CSCF → 사용자 인증(HSS)
- SIP INVITE → 상대 단말과 세션 설정
- 미디어 스트림 연결 (RTP)
- 음성 통화 수행
- SIP BYE → 세션 해제
7. 종류 (적용 서비스 관점)
| 서비스 | 설명 |
|---|---|
| VoLTE (Voice over LTE) | LTE망에서 IMS를 통한 음성통화 |
| ViLTE (Video over LTE) | LTE망에서 영상통화 |
| SMS over IP | SMS를 IP 방식으로 전달 |
| RCS (Rich Communication Services) | 고도화된 메시징 서비스 |
| MCPTT (Mission Critical Push To Talk) | PS-LTE 기반 긴급 푸시투토크 |
| NG-IMS (Next Gen IMS) | 5G 망과 연동되는 차세대 IMS 구조 |
8. 장단점
✅ 장점
- All-IP 기반 통합 서비스 제공
- 고품질 음성/영상통화 및 그룹통신 제공 가능
- PS-LTE, 재난망에서 긴급통신 보장
- 다양한 사업자간 서비스 호환성 확보 (SIP 기반)
❌ 단점
- 초기 구축비용 및 운용 복잡도 큼
- SIP 기반 → 보안 위협 가능성 존재 (DoS, SIP 하이재킹 등)
- QoS 보장 위해 EPC/5GC와 긴밀한 연동 필요
9. 전망 & 개선점
🌐 전망
- 5G Core와 연동되는 NG-IMS 중심으로 발전
- IMS 기반의 Cloud-Native 구조 전환 가속화
- PS-LTE → MCX (MCPTT/MCData/MCVideo) 확장 필수 인프라
🔧 개선점
- IMS 가상화(VNF/NFV), 클라우드 네이티브 전환
- PS-LTE 연계 시 슬라이싱 기반 우선순위 처리 고도화 필요
- 보안 강화 (SIP 인증, TLS/IPSec, 접근제어) 필요
🔁 PS-LTE와 IMS 연계
| 항목 | 설명 |
|---|---|
| 적용 서비스 | VoLTE, MCPTT, MCVideo, MCData 등 |
| 연계 구조 | PS-LTE 단말 → IMS를 통해 그룹 통신 수행 |
| 핵심 역할 | 세션 제어, 인증, 사용자 우선권, QoS 정책 |
| 우선순위 보장 | MCPTT의 우선권 처리 → IMS + EPC/PCRF 협력 필요 |
10. 어린이 버전 요약
IMS는 휴대폰 안에 있는 음성통화와 영상통화의 지휘자예요!
누가 전화를 걸었는지, 어떤 통신을 할 건지 알려주고
안전하게 통화하게 도와주는 똑똑한 시스템이에요.
특히 소방관, 경찰 같은 사람이 빨리 통화할 수 있게
먼저 연결해주는 특별한 우선순위 기능도 있어요!
