Realization of an IP Multimedia Subsystem (IMS) Architecture for Supplying the VoLTE Service to a Full Mobile Virtual Network Operator (Full-MVNO)

The IP Multimedia Subsystem (IMS) is a standardized, access-independent, unified service architecture that leverages the capabilities of IP to provide multimedia services to end-users. Based on it, Voice over LTE (VoLTE) enables the delivery of voice calls using LTE’s packet-switched network as the access technology. This Master’s Thesis addresses the process involved in the realization of an IMS architecture for providing VoLTE services to a Full-Mobile Virtual Network Operator (FMVNO). It discusses how such network is designed in terms of nodes and interconnections, dimensioning, and actual deployment; the motivations for having voice go over a packet-switched infrastructure; the benefits this solution provides to the FMVNO in terms of the services it is able to offer to its subscribers, and the independence it promotes from a business perspective. Moreover, we study how the IMS architecture and the services it provides can be monitored and tested. In order to achieve an overall understanding of the end-to-end workflow, we evaluate the performance of this solution in a preliminary real IMS network deployment for an FMVNO, in which Accenture acted as the intermediary and provider of intellectual assets. From our results we can claim that despite the solution’s complexity, having voice go over the LTE network not only tackles the problem related to the imminent shutdown of the legacy 3G networks, but brings significant benefits to both the users and the FMVNO itself.

L’IP Multimedia Subsystem (IMS) è una architettura di servizi unificata, standardizzata e indipendente dalla rete di accesso che sfrutta le capacità dell’Internet Protocol (IP) di proporzionare servizi multimediali agli utenti finali. Basato su di essa, il Voice over LTE (VoLTE) permette la realizzazione di chiamate voce mediante l’utilizzo della rete a commutazione di pacchetto del Long Term Evolution (LTE). La presente tesi magistrale intende analizzare il processo coinvolto nella realizzazione di una rete IMS in grado di offrire i servizi VoLTE ad un Full-Mobile Virtual Network Operator (FMVNO). Discuterà, inoltre, come tale architettura è sviluppata analizzandone i nodi che la compongono, le interconnessioni, il dimensionamento e infine la sua realizzazione effettiva; si sottoporranno ad analisi anche le motivazioni per il passaggio della voce su una rete a pacchetto e i benefici che trae il FMVNO, sia dal punto di vista dei servizi che sarà in grado di offrire ai suoi utenti, che da quello economico. Attraverso il monitoraggio e il testing della soluzione IMS è possibile comprendere a fondo i vantaggi che si ottengono da essa. Inoltre, sono state valutate le prestazioni di questa soluzione considerando una reale rete IMS, implementata per un FMVNO per il quale Accenture ha operato da intermediario e fornitore delle risorse intellettuali. Per concludere, si può affermare che, sebbene le evidenti complessità dell’implementazione dell’IMS, esso si possa considerare una valida soluzione per gestire i servizi voce, soprattutto considerando l’imminente dismissione delle reti cellulari di precedenti generazioni e i molteplici vantaggi che può offrire sia agli utenti che al FMVNO.