As interfaces da rede IMS são fundamentais para a comunicação entre os diversos elementos que compõem essa arquitetura.

Duas das principais interfaces utilizadas são baseadas nos protocolos SIP (Session Initiation Protocol) e Diameter.

Essa seção explica as interfaces lógicas para comunicação entre os elementos IMS.

A figura abaixo destaca as principais interface SIP:

Interface GM

A Interface Gm desempenha papel fundamental, pois através dela passa toda comunicação entre o UE e a rede IMS. O protocolo usado na interface Gm é SIP.

Esta interface é responsável pela autenticação, criptografia e controle de sessão. A interface Gm utiliza protocolos SIP e SDP.
Com exceção da primeira mensagem de SIP REGISTER todas as demais mensagens que passam por essa interface são criptografadas, porém é importante ressaltar que essa criptografia pode ser desabilitada.

A desativação da criptografia ocorre especialmente quando é feito acordo de Roaming Internacional e a operadora visitada deseja ser capaz de monitorar/interceptar a Interface Gm. Na seção de Roaming falaremos mais sobre Roaming, mas adianto que a topologia de Roaming Internacional dominante é a S8HR onde o usuário em Roaming utiliza apenas o core de dados da rede visitada e todo controle fica no IMS da sua operadora.

Interface Mw

É a interface para comunicação entres as entidades CSCF (P/S/I-CSCF). Essa interface é utilizada tanto em procedimentos de registro quanto em chamadas.

Interface ISC

Na rede IMS os Application Server são entidades que fornecem serviços como Short Message e controle de chamada e para acesso a esses serviços é necessário o estabelecimento de comunicação entre o S-CSCF e os Application Server. A interface ISC é quem faz esse elo e o protocolo utilizado é o SIP.

Interfaces Mi/Mj

O S-CSCF utiliza as interfaces Mi/Mj para comunicação com BGCF quando identifica que uma sessão precisa ser roteada para a rede 2G/3G. O protocolo utilizado é o SIP.

O BGCF é acionado pelo S-CSCF quando um número VoLTE não é encontrado em uma chamada terminada por, por exemplo, estar fora da área de cobertura. A chamada será encaminhada para a rede 2G/3G via BGCF e MGCF para tentar buscá-lo na rede 2G/3G.

Interface Ut

A Interface Ut é utilizada para comunicação entre o UE e o Application Server permitindo que os usuários gerenciem e configurem com segurança as informações relacionadas aos serviços de rede aprovisionados no Application Server.

Os usuários podem usar a interface Ut para habilitar serviços de conferência, ativar transferência de chamadas e ativar serviço de restrição de chamadas.

O Hypertext Transfer Protocol (HTTP) é o protocolo utilizado na interface Ut.

A figura abaixo destaca as principais interface Diameter:

Interface Gx

Como parte do registro na rede LTE de um UE aprovisionado com APN IMS o PGW inicia uma sessão através da interface Gx com o PCRF onde é estabelecido o default bearer através do QCI=5. Depois da criação do default bearer para transferência de sinalização e estabelecimento de sessão IP o UE inicia o registro SIP enviando SIP REGISTER para o P-CSCF.

Interface Rx

Essa interface é utilizada entre o P-CSCF e o PCRF para permitir troca dinâmica de regras de cobrança com o objetivo de estabelecimento de EPS bearer de voz e vídeo, por exemplo.

Interface Rf

Essa interface é usada por entidades IMS para envio de mensagens diameter para o CDF (Charging Data Function) com objetivo de aplicação de regras de cobranças offline ou pós-paga.

Interface Ro

Essa interface é usada por entidades IMS para envio de mensagens diameter para o OCS (Online Charging Server) com objetivo de aplicação de regras de cobranças online ou pré-paga.

Interface Cx

Os dados de serviço do assinante são armazenados no HSS. Esses dados precisam ser acessados pelo I-CSCF e pelo S-CSCF através da interface Cx nas três condições a seguir:

Quando o I-CSCF precisa identificar o endereço do S-CSCF onde o cliente está registrado ou o capability associado ao seu perfil caso ele não tenha registro anterior. Para buscar essa informação são usadas as mensagens UAR/UAA.

Sempre que o S-CSCF precise baixar o perfil do usuário através das mensagens SAR/SAA ou precise atualizar o perfil através da mensagem PAR/PAA.

Para transferência de dados de autenticação entre S-CSCF e HSS através das mensgagens (MAR/MAA)

Interface Sh

Um Application Server pode precisar de dados do usuário ou saber para qual S-CSCF enviar uma solicitação SIP e ambas as informações estão armazenadas no HSS podendo ser acessadas via interface Sh através do protocolo Diameter.

Os procedimentos através da interface Sh podem ser divididos em duas categorias: tratamento de dados armazenados e atualização/notificação.
Tratamento de dados armazenados: Possibilita que o Application Server recupere dados armazenados no HSS ou atualize transparente datas no HSS.

Esses dados podem estar relacionados a serviço (transparent data ou non-transparent data), registro, identidades, iFC, endereço do S-CSCF que está servindo o usuário, endereços de charging e até informações de localização no 2G/3G ou no VoLTE.

Atualização/notificação: Permite que o Application Server receba notificação quando determinados dados de um usuário são atualizados no HSS. O Application Server envia uma mensagem SNR (Subscribe Notifications Request) para receber uma notificação SNA (Subscribe Notifications Answer) apenas reconhecendo o recebimento da mensagem pelo HSS.

O HSS por sua vez utiliza a interface Sh para responder para o Application Server a requisição enviada na mensagem SNR com a mensagem PNR (Push Notification Request) quando os dados do usuário forem alterados fornecendo detalhes da alteração. O PNA (Push Notification Answer) apenas reconhecendo o recebimento da mensagem.