The (IMS) IP Multimedia Subsystem or IP Multimedia Core Network Subsystem is a standardised architectural framework for delivering IP multimedia services VoLTE (Voice over LTE) is a voice service based on IP Multimedia Subsystem(IMS). It is an IP data transmission technology that does not require 2G/3G network and all services are carried on 4G network, which can realize the unification of data and voice services under the same network

1. VOLTE & IMS SIGNALING ANALYSIS
(TOOLS: SMARTCARE)
1 2 . 0 8 . 2 0 2 2
ARRAZZAQ BARDO B
(VIP TEAM)

2. AGENDA
I N T R O D U C T I O N I M S
A R C H I T EC T U R E
P R OTO C O L
M O S VA LU E VO LT E
S T U DY C A S E S I G N A L I N G
2

3. WHAT IS AN IP MULTIMEDIA SUBSYSTEM (IMS)?
3
MME - sebagai authentication dan security, mobility management,
managing subscription profile.
Signalling Gateway (SGW) – bagian dari infrastruktur jaringan sebagai pusat
operasioanal dan maintenance.
Packet Data Network Gateway – untuk melakukan terminasi dengan
Packet Data Network (PDN). Mendukung policy enforcement feature,
packet filtering, charging support pada LTE.
Home Subscriber Server (HSS) – database master yang memelihara semua
informasi profil pengguna yang digunakan untuk mengotentikasi dan
mengotorisasi pelanggan. (setup-modified pada UE).
Policy and Charging Rules Function (PCRF) – PCRF memiliki tugas
mengumpulkan informasi dari dan ke jaringan, kualitas layanan, charging.
IMS (IP MULTIMEDIA SUBSYSTEM) ADALAH SEBUAH ARSITEKTUR FRAMEWORK UNTUK
MENGIRIMKAN LAYANAN INTERNET PROTOKOL MULTIMEDIA.

4. IMS ARCHITECTURE
4
1. Transport dan Endpoint Layer
Media gateway
2. Session Control Layer
Operations, Management, Provisioning,
Charging
3. Service Layer/Application Layer
IMS Service, Message services, Stream
media services
Call Session Control Function (CSCF) – sebagai jantung
arsitektur IMS, bertanggung jawab untuk mengontrol sesi
antara titik akhir (disebut sebagai terminal dalam spesifikasi
IMS) dan aplikasi.
Diameter
SIP
Diameter
SIP
SIP

5. 3 FUNGSI CS CF (CA L L S ES SION CONT ROL FUNCTION)
• Serving-CSCF (S-CSCF)
S-CSCF bagian dari IMS yang bertanggung jawab
pada proses registrasi, membuat keputusan
routing.
• Interrogating-CSCF (I-CSCF)
I-CSCF melaksanakan fungsi dari SIP proxy server
• Proxy-CSCF (P-CSCF)
kontak pertama dari user dalam IMS,
meneruskan registrasi message yang diterima
dari UE ke I-CSCF.
5
CSCF mengelola semua sinyal dari pengguna akhir ke layanan dan jaringan lainnya. CSCF dapat
mengontrol IMS tetap dan bergerak, berisi modul fungsional untuk mengelola pensinyalan
dari pengguna akhir, mengalokasikan server aplikasi, dan mengendalikan komunikasi dengan
jaringan lain.
SIP
SIP
Diameter
SIP
SIP
SIP
SIP
Diameter

6. 6
SBC Sebagai gerbang perbatasan jaringan VoLTE,
pengontrol perbatasan sesi, SBC terletak di ujung
pensinyalan dan media jaringan VoIP.
Digunakan dalam jaringan VoIP untuk mengontrol
pensinyalan dan media streams yang terlibat dalam
pengaturan, pelaksanaan, dan pemutusan panggilan
telepon atau komunikasi media interaktif lainnya.
SBC ini ada sebagai security nya atau mengamankan
solusi VoIP.
SESSION BORDER CONTROLLER (SBC)

7. PROTOCOL SIGNALING
7
S1AP (S1 Application Protocol) menyediakan pensinyalan antara E-UTRAN dan evolved packet core
(EPC). messages i.e:
HANDOVER, PAGING, E-RAB RELEASE INDICATION, INITIAL UE MESSAGE, UE CONTEXT RELEASE
REQUEST, TRACKING AREA UPDATE, LOCATION UPDATE, etc.
GPRS Tunneling Protocol (GTP) Signalling Protocol untuk koneksi data tunneling antara node di
jaringan seluler. Ada 2 jenis; GTP-C & GTP-U , messages i.e:
Create Session Request/Response, Modify Session Request/Response, Delete Session
Request/Response, etc.
BICC protokol yang digunakan dalam jaringan transportasi berbasis IP untuk mengatur panggilan
suara, biasanya antara MGCF (Media Gateway Control Functions).
SESSION INITIATION PROTOCOL (SIP) Signalling Protocol untuk Aplikasi Suara, Video dan Pesan. SIP
is an application-layer control protocol that can establish, modify, and terminate multimedia
sessions. messages i.e: INVITE, ACK, BYE, PRACK, CANCEL, etc
Diameter Protocol digunakan untuk authentication, authorization, and accounting (AAA) dan
memberikan informasi billing. Protokol Diameter untuk memutuskan layanan mana yang dapat
diakses oleh pengguna, pada kualitas layanan (QoS) apa, dan berapa biayanya. Protokol Diameter,
termasuk elemen Policy and Charging Rules Function (PCRF), Home Subscriber Server (HSS).
messages i.e: 3GPP- ME-Identity-Check-Request (ECR)

8. PROTOCOL SIGNALING (SIP)
8
Diameter dan SIP (Session Initiation Protocol) adalah protokol
pensinyalan inti yang digunakan dalam jaringan 3G, Sistem
Multimedia IP (IMS), dan LTE/4G.
SIP (Session Initiation Protocol) adalah peer-to-peer signaling
protokol, digunakan untuk membangun dan mengontrol sesi
komunikasi IP real-time.
Diameter digunakan untuk authentication, authorization, and
accounting (AAA) dan memberikan informasi penagihan yang
akurat untuk sesi tersebut.
Protocol Diameter membentuk dasar untuk administrasi
layanan dalam industri telekomunikasi, seperti memutuskan
layanan mana yang dapat diakses oleh pengguna, pada kualitas
layanan (QoS) apa, dan berapa biayanya.
Protokol Diameter, termasuk elemen Policy and Charging Rules
Function (PCRF), Home Subscriber Server (HSS)

9. 9
Diameter dan SIP (Session Initiation Protocol) adalah protokol
pensinyalan inti yang digunakan dalam jaringan 3G, Sistem
Multimedia IP (IMS), dan LTE/4G.
SIP (Session Initiation Protocol) adalah peer-to-peer signaling
protokol, digunakan untuk membangun dan mengontrol sesi
komunikasi IP real-time.
Diameter digunakan untuk authentication, authorization, and
accounting (AAA) dan memberikan informasi penagihan yang
akurat untuk sesi tersebut.
Protokol Diameter membentuk dasar untuk administrasi
layanan dalam industri telekomunikasi, seperti memutuskan
layanan mana yang dapat diakses oleh pengguna, pada kualitas
layanan (QoS) apa, dan berapa biayanya.
Protokol Diameter, termasuk elemen Policy and Charging Rules
Function (PCRF), Home Subscriber Server (HSS)
PROTOCOL SIGNALING
(DIAMETER)

10. 10
SIP requests
INVITE yaitu proses mengundang user agent yang lain untuk bergabung dalam sesi komunikasi.
ACK yaitu konfirmasi bahwa user agent telah menerima pesan terakhir dari seangkaian pesan INVITE.
BYE yaitu proses terminasi sesi.
CANCEL yaitu proses membatalkan
REGISTER yaitu proses registrasi akun pada server
OPTION yaitu proses meminta informasi mengenai kemampuan server.
INFO Digunakan untuk membawa pesan informasi, seperti DTMF
PRACK = Provisional Acknowledgement
SUBSCRIBE = Subscribes for Notification from the notifier
NOTIFY = Notifies the subscriber of a new event
PUBLISH = Publishes an event to the Server
REFER = Asks the recipient to issue call transfer
MESSAGE = Transports Instant Messages
UPDATE = Modifies the state of a session
SIP responses
SIP Requests are answered with SIP responses, of which there are six classes:
•1xx = Informational responses, contoh: (180 Ringing) – (100 Trying) – (181 Call is Being Forwarded)
•2xx = Success responses , contoh: (200 OK) – (202 Accepted)
•3xx = Redirection responses
•4XX = Request failures, contoh: (408 Request Timeout) – (400 Bad Request) – (480-Temporary Unavailable)
•5xx = Server errors, contoh: (500 Server Internal Error) – (503 Service Unavailable) -
•6xx = Global failures,
SIP METHODS - REQUESTS AND RESPONSES
User Agent Client
(UAC)
User Agent Server
(UAS)

11. SIP RESPONSE CODES
11

12. 12
•The calling phone sends out an INVITE.
•The called phone sends an information response 100 – Trying
– back.
•When the called phone starts ringing a response 180 –
Ringing – is sent back.
•When the caller picks up the phone, the called phone sends a
response 200 – OK.
•The calling phone responds with ACK – acknowledgement.
•Now the actual conversation is transmitted as data via RTP.
•When the person calling hangs up, a BYE request is sent to
the calling phone.
•The calling phone responds with a 200 – OK.

13. 13
PROCEDURE IMS VOLTE DI PS COREL
Setup VoLTE
VoLTE ends

14. SUBSCRIBER INDICATE CONNECT WIFI (ANDROID)
14

15. 15
SUBSCRIBER INDICATE CONNECT WIFI (IPHONE)

16. 16
CS CORELATION MENU
*Di menu smartcare CS Corelation, biasanya tiap call akan keluar 2 hasil dengan protocol berbeda.
Untuk memudahkan membaca signalling pilih call yang dengan protocol yang sederhana tidak komplex

17. VOLTE MOS (MEAN OPINION SCORE) VALUE
17
GOOD
Quality
BAD
Quality

18. 18
VOLTE MOS (MEAN OPINION SCORE) VALUE
Sebagai contoh complaint mengenai VoLTE
yang mengeluhkan bad voice quality

19. 2 0 : 5 6 - 2 0 : 5 7
B a rd o X L ( A # ) N o n v o l te . C a l l ke O t h e r O p e ra t o r ( T S E L ) 0 8 1 3 1 * * * , t i d a k j a d i . D i c a n c e l
A # s e b e l u m d i a n g ka t o l e h B #
STUDY CASE-1

20. 2 0 : 5 6 - 2 0 : 5 7 B A R D O X L ( A # ) N O N V O LT E . N E L F O N K E T S E L 0 8 1 3 1 0 6 6 6 8 0 6 , T I D A K J A D I .
D I C A N C E L A # S E B E LU M D I A N G K AT B #
20
Trial 1
UE MME SGW MSC
The EXTENEDED SERVICE
REQUEST message is sent by the UE
to the network to initiate a CS
fallback
MSC MSC STP
(IAM) Initial Address Message,memberikan info Calling
number dan Called number. Screening Indicator, Address
Signal
Call Stages – Set Up Call
(IAM) Initial Address Message
(APM) Application Transport Mechanism
MODIFY BEARER REQUEST,
Melepas 4G to 2G

21. 21
Trial 1
(COT) Continuity message,
incoming bearer set-up procedure is
successfully completed
“no COT to be expected” if the incoming bearer is
established.
“COT to be expected” if the incoming bearer is not
established yet
UE MME SGW MSC MSC MSC STP
(IAM) Initial Address
Message,memberikan info Calling
number dan Called number
(ACM) Address Complete Message, Jika
(ACM) sudah terkirim, O-MGCF akan
mengirimkan pesan Call Progress
(CPG) untuk siap ringing
(CPG) Call Progress, sudah ringing ke B#
2 0 : 5 6 - 2 0 : 5 7 B A R D O X L ( A # ) N O N V O LT E . N E L F O N K E T S E L 0 8 1 3 1 0 6 6 6 8 0 6 , T I D A K J A D I .
D I C A N C E L A # S E B E LU M D I A N G K AT B #

22. 22
Trial 1
(CPG) Call Progress, sudah
alerting ringing ke B#
(REL) Release, Call berakhir
dengan normal call clearing (16),
released from A# side
(REL) Release diteruskan hingga B#
berhenti alerting
Proses release
termination
A# cancel call saat sudah ringing di B# (belum
diangkat)
UE MME SGW MSC MSC MSC STP
MME mengirim locup ke
MSC
The ME-Identity-Check-Request (ECR) message dikirim dari MME or SGSN ke EIR.
2 0 : 5 6 - 2 0 : 5 7 B A R D O X L ( A # ) N O N V O LT E . N E L F O N K E T S E L 0 8 1 3 1 0 6 6 6 8 0 6 , T I D A K J A D I .
D I C A N C E L A # S E B E LU M D I A N G K AT B #

23. 2 1 : 0 5 - 2 1 : 0 6
B a rd o X L ( A # ) c a l l H a n a f i X L ( B # ) , b e r h a s i l a c k n o w l e d g e . re l e a s e d f ro m A # s i d e
( o n l y B # v o l te )
STUDY CASE-2

24. 2 1 : 0 5 - 2 1 : 0 6 B A R D O X L ( A # ) N E L F O N H A N A F I X L ( B # ) , B E R H A S I L A C K N O W L E D G E . R E L E A S E D
F R O M A # S I D E ( O N LY B # V O LT E )
24
Trial 2
The EXTENEDED SERVICE
REQUEST message is sent by the UE
to the network to initiate a CS
fallback
UE MME SGW MSC MSC MSC I-CSCF S-CSCF
MODIFY BEARER REQUEST,
Csfb
Call Stages – Set Up Call
(IAM) Initial Address Message
(SAM) Subsequent Address Message
(APM) Application Transport Mechanism

25. 25
Trial 2
(ANM) Answer message, dikirim saat B#
mengangkat telepon. A# dan B# talk
~chargingstarted~~
2 1 : 0 5 - 2 1 : 0 6 B A R D O X L ( A # ) N E L F O N H A N A F I X L ( B # ) , B E R H A S I L A C K N O W L E D G E . R E L E A S E D
F R O M A # S I D E ( O N LY B # V O LT E )
UE MME SGW MSC MSC MSC I-CSCF S-CSCF
(ACM) Address Complete Message,
call proceeding
(ACK) Acknowledge, B# pickup call
100 Trying, Respon ini
menunjukkan bahwa
permintaan telah diterima
oleh server
INVITE, mengindikasikan jika
user sedang diundang untuk
bergabung dengan sesi.

26. 26
Trial 2
(REL) Release, normal call
released from A# side
(RLC) Release Complete,
Acknowledgment of the
release
2 1 : 0 5 - 2 1 : 0 6 B A R D O X L ( A # ) N E L F O N H A N A F I X L ( B # ) , B E R H A S I L A C K N O W L E D G E . R E L E A S E D
F R O M A # S I D E ( O N LY B # V O LT E )
MME SGW MSC MSC MSC I-CSCF S-CSCF
UE
TAU Complete,
site serving A# setelah
call berakhir
BYE , 200 OK (BYE)
B# call ends. After
A# Released
previously

27. X L N u m b e r ( A # ) M O C ke P S T N - C a l l C e n te r ( B # )
STUDY CASE-3

28. A# VOLTE CALL KE PSTN CALL CENTER
28
MME SGW BSC MSC STP
eNodeB
Trial 3

29. 29
MME SGW BSC MSC STP
eNodeB
A# VOLTE CALL KE PSTN CALL CENTER
Dual-Tone Multi-Frequency Signalling,
dimana pada saat kita menekan
keypad/tombol pada telepon akan
mengeluarkan nada berbeda antara tombol
satu dengan yang lainnya dan tujuan
tertentu
(ANM) Answer message, dikirim saat B#
menerima panggilan. A# dan B#
acknowledge
~chargingstarted~~
(ACM) Address Complete Message,
call proceeding
(IAM) Initial Address Message,memberikan info
Calling number dan Called number. Screening
Indicator, Address Signal
Trial 3

30. 30
MME SGW BSC MSC STP
eNodeB
A# VOLTE CALL KE PSTN CALL CENTER
Dual-Tone Multi-Frequency Signalling,
dimana pada saat kita menekan
keypad/tombol pada telepon akan
mengeluarkan nada berbeda antara tombol
satu dengan yang lainnya dan tujuan
tertentu
Disconnect, first released
from A# side with normal call
(RLC) Release Complete,
Acknowledgment of the
release
Trial 3

31. REFERENCE
31
• https://docs.paloaltonetworks.com/service-providers/8-1/mobile-network-infrastructure-getting-started/gtp/gtp-monitor-traffic/gtp-message-type
• https://www.valid8.com/protocols/s1ap
• https://www.valid8.com/protocols/gtp
• https://www.arib.or.jp/english/html/overview/doc/STD-T63v9_40/5_Appendix/Rel6/29/29163-6c0.pdf
• https://telnyx.com/resources/sip-response-codes-need-know-2-minutes
• https://www.etsi.org/deliver/etsi_ts/102700_102799/10270902/03.01.01_60/ts_10270902v030101p.pdf
• https://www.etsi.org/deliver/etsi_ts/129100_129199/129118/13.02.00_60/ts_129118v130200p.pdf
• http://www.netlab.tkk.fi/u/kantola/Signaling/slidepdfs/3115L15-6e.ppt.pdf
• https://obkio.com/blog/measuring-voip-quality-with-mos-score-mean-opinion-score/#:~:text=Voice%20Quality%20MOS%20Score%20is,Method%20approximating%20a%20human%20ranking.
• https://cafetele.com/volte-architecture/
• https://carrier.huawei.com/en/products/core-network-v3/cs-ims/ims

32. TERIMAKASIH
1 2 . 0 8 . 2 0 2 2
ARRAZZAQ BARDO B
(VIP TEAM)