Luan Vannghien Cuu Cau Truc Ims Trong Mang Thong Tin Di Dong CsXEwk1Fec 20121222084332 64820

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ

-----O0O-----

LÊ NAM THẮNG

NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC IMS TRONG MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ

Hà nội, tháng 12 - 2009

Trang-2-

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ -----O0O-----

LÊ NAM THẮNG

NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC IMS TRONG MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG

Ngành: Công nghệ Điện tử-Viễn thông Chuyên ngành : Kỹ thuật Điện tử Mã số : 60 52 70

LUẬN VĂN THẠC SĨ

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS -Tiến sĩ Nguyễn Viết Kính

Hà nội, tháng 12 – 2009

LỜI CAM ĐOAN

Trang-3- Tôi xin cam đoan luận văn này là kết quả do bản thân tự sưu tầm, nghiên cứu từ các tài

liệu có được và tài liệu trên mạng Internet, dưới sự hướng dẫn của thày giáo PGS-TS

Nguyễn Viết Kính. Nếu có gì sai sót, tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm.

Hà Nội, tháng 12 năm 2009

Người viết cam đoan

LÊ NAM THẮNG

LỜI CẢM ƠN

Trang-4-

Trước tiên, tôi muốn nói lời cảm ơn sâu sắc đến PGS-TS Nguyễn Viết Kính - người

thầy đã tận tình hướng dẫn, gợi mở cho tôi hướng kiến thức để hoàn thành luận

văn thạc sĩ này. Cảm ơn những lời nhận xét quý giá và những tình cảm ấm áp mà

thầy đã dành cho tôi.

Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới các thầy cô giáo , Lãnh dạo và chuyên viên

Khoa Điện tử viễn thông, Phòng Sau Đại học - Trường Đại học Công nghệ - Đại

học Quốc gia Hà Nội đã giúp đỡ tôi trong quá trình học tập và thực hiện luận văn.

Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, bè bạn và những người đã có nhiều động

viên, khuyến khích tôi trong quá trình học tập.

Cuối cùng tôi muốn gửi lời cảm ơn tới tất cả những người đã hỗ trợ, giúp đỡ tôi

trong quá trình hoàn thành luận văn thạc sĩ này.

Hà Nội, tháng 12 năm 2009

LÊ NAM THẮNG

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN .......................................................................................................2

Trang-5-

LỜI CẢM ƠN.............................................................................................................3

MỤC LỤC ..................................................................................................................4

BẢNG THUẬT NGỮ VÀ TỪ VIẾT TẮT ...............................................................7

DANH MỤC CÁC BẢNG........................................................................................14

DANH MỤC CÁC HÌNH MINH HỌA...................................................................15

MỞ ĐẦU...................................................................................................................17

Chương 1. VỊ TRÍ,VAI TRÒ CỦA IMS TRONG HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG CHO NGN. ......................................................................18

Giới thiệu chung. ...........................................................................................................................18

1.1. NGUỒN GỐC KHÁI NIỆM IMS ....................................................................................19 1.1.1 Từ GSM tới 3GPP Release 7..........................................................................................................20 1.1.2. Cấu trúc cơ bản IMS được định nghĩa trong Release 5 của 3GPP ...................................................21 1.1.3 Các vấn đề liên quan đến mã hóa và dịch vụ hội thoại ......................................................................22

1.2 VỊ TRÍ- VAI TRÒ IMS TRONG THÔNG TIN DI ĐỘNG THẾ HỆ MỚI..........................23 1.2.1 Cấu trúc chức năng của mạng NGN di động....................................................................................23 1.2.2 Các chức năng cơ bản của IMS trong hệ thống NGN di động ..........................................................24

1.3 CẤU TRÚC IMS THEO TIÊU CHUẨN 3GPP....................................................................26 1.3.1 Kết nối IP ........................................................................................................................................26

1.3.1.1 Vấn đề chất lượng dịch vụ đối với các dịch vụ đa phương tiện IP............................................................ 27 1.3.1.2 Điều khiển chính sách IP bảo đảm sử dụng đúng các tài nguyên. ............................................................ 27 1.3.1.3 An toàn thông tin ................................................................................................................................... 27 1.3.1.4 Tính cước .............................................................................................................................................. 28 1.3.1.5 Hỗ trợ chuyển vùng ............................................................................................................................... 28 1.3.1.6 Phối hợp hoạt động với các mạng khác................................................................................................... 28 1.3.1.7 Mô hình điều khiển dịch vụ.................................................................................................................... 29 1.3.1.8 Cấu trúc phân lớp .................................................................................................................................. 29

1.3.2 Mô tả mối quan hệ các thực thể và các chức năng trong IMS...........................................................29 1.3.2.1 Các thực thể thực hiện chức năng điều khiển phiên cuộc gọi (CSCF) ....................................................... 30 1.3.2.2 Cơ sở dữ liệu .......................................................................................................................................... 30 Các chức năng dịch vụ ....................................................................................................................................... 31 1.3.2.3 Các chức năng hoạt động liên mạng ........................................................................................................ 32

1.3.3 Các điểm tham chiếu IMS................................................................................................................33 1.3.3.1 Điểm tham chiếu Gm (Điểm tham chiếu giữa một P- CSCF với UE) ...................................................... 34 1.3.3.2 Điểm tham chiếu Mw (giữa một CSCF với một CSCF khác) .................................................................. 34 1.3.3.3 Điểm tham chiếu điều khiển dịch vụ IMS (ISC) ..................................................................................... 34 1.3.3.4 Điểm tham chiếu Cx .............................................................................................................................. 35

Trang-6- 1.3.3.5 Điểm tham chiếu Dx.............................................................................................................................. 35 1.3.3.6 Điểm tham chiếu Sh............................................................................................................................... 35 1.3.3.7 Điểm tham chiếu Si ............................................................................................................................... 36 1.3.3.8 Điểm tham chiếu Dh ............................................................................................................................ 36 1.3.3.9 Điểm tham chiếu Mm ............................................................................................................................ 36 1.3.3.10 Điểm tham chiếu Mg ........................................................................................................................... 36 1.3.3.11 Điểm tham chiếu Mi ............................................................................................................................ 37 1.3.3.12 Điểm tham chiếu Mj ............................................................................................................................ 37 1.3.3.13 Điểm tham chiếu Mk ........................................................................................................................... 37 1.3.3.14 Điểm tham chiếu Mn ........................................................................................................................... 37 1.3.3.15 Điểm tham chiếu Ut............................................................................................................................. 37 1.3.3.16 Điểm tham chiếu Mr ............................................................................................................................ 38 1.3.3.17 Điểm tham chiếu Mp ........................................................................................................................... 38 1.3.3.18 Điểm tham chiếu Go............................................................................................................................ 38 1.3.3.10 Điểm tham chiếu Gq ............................................................................................................................ 38

Chương 2. MỘT SỐ CHỨC NĂNG IMS TRONG HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG...........................................................................................40

2.1 ĐĂNG KÝ, NHẬN THỰC VÀ TÍNH CƯỚC (AAA) TRONG IMS ....................................40 2.1.1 Đăng ký .........................................................................................................................................40 2.1.2. Nhận thực ......................................................................................................................................43

2.2 BẢO MẬT TRONG IMS....................................................................................................46 2.2.1 Bảo mật cho sự truy nhập...............................................................................................................46 2.2.2 Bảo mật mạng................................................................................................................................47 2.2.3 Một số khái niệm chi tiết liên quan đến bảo mật ..........................................................................48

2.3 QUẢN LÝ PHIÊN TRUYỀN DẪN TRONG IMS...........................................................49 2.4.1 Quản lý phiên truyền dẫn .................................................................................................................49 2.4.2 Các nhận dạng chủ gọi và bị gọi..................................................................................................51 2.4.3 Định tuyến..................................................................................................................................52 2.4.4 Nén thông tin..............................................................................................................................55 2.4.5 Dàn xếp phương tiện truyền thông ..............................................................................................56 2.4.6 Dự trữ tài nguyên – Resource Reservation ..................................................................................57 2.4.7 Điều khiển phương tiện truyền thông ..........................................................................................59 2.4.8 Sự trao đổi thông tin liên quan đến tính cước cho phiên...............................................................59 2.4.9 Ví dụ một số trường hợp Đối với tính cước offline ...........................................................................60 2.4.10 Giải phóng phiên ..........................................................................................................................61

Chương 3: CÁC DỊCH VỤ TRIỂN KHAI TRÊN NỀN IMS ................................63

3.1 CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ TRONG IMS........................................................................63 3.1.1 Giới thiệu .......................................................................................................................................63 3.1.2 Reservation của các đầu cuối ..........................................................................................................64 3.1.3 Sự trao quyền bởi Mạng..............................................................................................................65 3.1.4 QoS trong mạng..........................................................................................................................66

Trang-7- 3.2 DỊCH VỤ HIỂN THỊ ........................................................................................................66

3.2.1 Cấu trúc hệ thống liên quan đến dịch vụ hiển thị trong IMS.........................................................66 3.2.2 Sự đăng ký Watcher....................................................................................................................67 3.2.3 Sự công bố hiển thị .....................................................................................................................69

3.3 DỊCH VỤ NHẮN TIN.......................................................................................................70 3.3.1 Nhắn tin tức thời Pager-mode trong IMS.....................................................................................70 3.3.2 Nhắn tin tức thời Session-base trong IMS ...................................................................................71

3.4 Dịch vụ Push to talk..........................................................................................................77 3.4.1 URI-list Services (Danh sách dịch vụ URI) .................................................................................77 3.4.2 Multiple REFER.........................................................................................................................79

3.5 CẤU TRÚC MẠNG DỊCH VỤ TRONG POC IMS. ( POC: Push to talk over the Cellular service-Dịch vụ đàm thoại trên Cell) ..............................................................................................80

3.5.1 Khái Quát. ..................................................................................................................................80 3.5.2 Sự đăng ký PoC ..........................................................................................................................81 3.5.3 Các vai trò của PoC Server .........................................................................................................81 3.5.4 Các loại phiên PoC .....................................................................................................................83

3.6 DỊCH VỤ HỘI NGHỊ .......................................................................................................89 3.6.1 Cấu trúc......................................................................................................................................89 3.6.2 Trạng thái hội nghị .....................................................................................................................90 3.6.3 Ví dụ ..........................................................................................................................................90

3.7 DỊCH VỤ QUẢN LÝ NHÓM.......................................................................................93 3.7.1 Khái niệm Dịch vụ Quản lý nhóm...............................................................................................93 3.7.2 Resource List (Danh sách tài nguyên) .........................................................................................94 3.7.3 Quản lý tài liệu XML PoC ..........................................................................................................95

Chương 4: SẢN PHẨM, THIẾT BỊ VÀ GIẢI PHÁP IMS DI ĐỘNG CỦA MỘT SỐ HÃNG TRÊN THẾ GIỚI. .............................................................97

4.1 HÃNG HUAWEI..............................................................................................97 4.1.1 Giải pháp.........................................................................................................................................97 4.1.2 Thiết bị .......................................................................................................................................99 4.1.3 Dịch vụ.....................................................................................................................................101

4.2 HÃNG ERICSSON. ........................................................................................................105 4.2.1 Giải pháp ..................................................................................................................................105 4.2.2 Thiết bị .....................................................................................................................................107 4.2.3 Dịch vụ.....................................................................................................................................108

4.3 HÃNG ALCATEL – LUCENT ......................................................................................110 4.3.1 Giải pháp ..................................................................................................................................110 4.3.2 Thiết bị .....................................................................................................................................112 4.3.3 Dịch vụ.....................................................................................................................................114

Trang-8- 4.3.3.1 Dịch vụ hiển thị và quản lý danh sách liên lạc............................................................................... 114 4.3.3.2 Giới thiệu..................................................................................................................................... 114 4.3.3.3 Mô hình số liệu hiển thị (Presence Data Model) ............................................................................ 115 4.3.3.4 Dịch vụ Push to Talk/View/Share ................................................................................................. 115 4.3.3.5 Dịch vụ nhắn tin tức thời .............................................................................................................. 116

4.4 NHẬN XÉT, SO SÁNH VỀ GIẢI PHÁP CỦA CÁC HÃNG........................................117

4.5 PHÂN TÍCH HIỆN TRẠNG MẠNG DI ĐỘNG CỦA VNPT VÀ CÁC KHUYẾN NGHỊ. ...............................................................................................................117

TÀI LIỆU THAM KHẢO......................................................................................122

BẢNG THUẬT NGỮ VÀ TỪ VIẾT TẮT Từ viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt

3GPP 3rd Generation Partnership Project Dự án hợp tác về mạng viễn thông thế hệ thứ 3

A

Trang-9-

AAA Authentication, Authorization and Accounting

Nhận thực, trao quyền và thanh toán

AAL ATM Adaptation Layer Lớp thích ứng ATM ACA Accounting Answer Trả lời việc thanh toán ACL Access Control List Danh sách điều khiển truy nhập ACP Subsciption Authorization Policy Chính sách trao quyền thuê bao ACR Accounting Request Yêu cầu thanh toán ADSL Asymmetric Digital Subscriber Line Đường dây thuê bao số bất đối xứng

AKA Authentication and Key Agreement Sự nhận thực và thoả thuận khoá nhận thực

API Application Programming Interface Giao diện lập trình ứng dụng ARPU Average Revenue Per Unit / User Lợi nhuận trung bình trên một thuê bao AS Application Server Máy chủ ứng dụng ATM Asynchronous Transfer Mode Phương thức truyền dẫn bất đối xứng AUC Authentication Centre Trung tâm nhận thực AUTN Authentication token Thẻ nhận thực AV Authentication Vector Vector nhận thực AVP Audio Video Profile

B BCF Bearer Charging Function Chức năng tính cước Bearer

BGCF Breakout Gateway Control Function Chức năng điều khiển cổng vào ra Breakout

BICC Bearer Independent Call Control Điều khiển cuộc gọi độc lập với kênh mang

BTS Base Transceiver Station Trạm gốc C

CAMEL Customized Applications for Mobile network Enhanced Logic

Những lập luận để nâng cao tính di động ứng dụng cho khách hàng

CAP CAMEL Application Part Phần ứng dụng CAMEL CGF Charging Gateway Function Chức năng cổng tính cước COPS Common Open Policy Service Dịch vụ chính sách mở CCA Credit-Control-Answer Trả lời việc đối chứng tín dụng CCF Charging Collection Function Chức năng thu thập thông tin cước CCR Credit-Control-Request Yêu cầu đối chứng tín dụng CDMA Code Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo mã CDF Charging Data Function Chức năng dữ liệu tính cước

Charging Data Record Bản ghi dữ liệu tính cước CDR Call Data Record Bản ghi dữ liệu cuộc gọi CK Ciphering (Cipher) Key Khoá mật mã

CLF Connectivity session Location and repository Function

Vị trí phiên liên kết và kho chức năng

CPCP Conference Policy Control Protocol Giao thức điều khiển chính sách hội nghị CS Circuit Switch Chuyển mạch kênh CSC Call Session Controller Bộ điều khiển phiên cuộc gọi CSCF Call Session Control Function Chức năng điều khiển phiên gọi CRF Charging Rule Function Chức năng luật tính cước

D DES Data Encryption Standard Chuẩn mã hoá dữ liệu DHCP Dynamic Host Configuration Protocol Giao thức cấu hình máy chủ động DNS Domain Name System Hệ thống tên miền

Trang-10-

DSCP Differentiated Services Codepoints

Mã điểm các dịch vụ khác biệt

E ECF Event Charging Function Chức năng tính cước dựa trên sự kiện

EDGE Enhanced Data Rates for Global Evolution Mạng vô tuyến cải tiến về giao diện vô tuyến GSM nhằm tăng tốc độ truyền số liệu

ENUM Telephone Number Mapping Service Registration

Sự đăng kí dịch vụ dùng ánh xạ số điện thoại

ETSI European Telecommunications Standards Institute

Viện tiêu chuẩn viễn thông châu âu

ESP Encapsulating (Encapsulated) Security Payload

Tải bảo mật đóng gói

F FTP File Transfer Protocol Giao thức truyền tải file FMC Fixed Mobile Convergence Sự hội tụ di động và cố định

G

GAMA Motorola’s Global Application Management Architecture

Kiến trúc quản lý ứng dụng toàn cầu của Motorola

GCID GPRS Charging Identifier Nhận dạng tính cước GPRS

GERAN GSM/Edge Radio Access Network Mạng truy nhập vô tuyến GSM hoặc EDGE

GGSN Gateway GPRS Support Node Nút hỗ trợ Cổng vào ra GPRS GLMS Group List Management Server Máy chủ quản lý danh sách nhóm

Gm Điểm tham chiếu giữa một P- CSCF với UE

GPRS General Packet Radio Service Dịch vụ vô tuyến gói thông thường GSM Global System for Mobile Communications Hệ thống thông tin đi động toàn cầu GUI Graphic User Interface Giao diện đồ hoạ của người dùng

H HLR Home Location Register Thanh ghi định vị thường trú HSS Home Subscriber Server Máy chủ thuê bao thường trú HTTP Hypertext Transport Protocol Giao thức truyền tải siêu văn bản

I

I-CSCF Interrogating- Call Session Control Function

tham vấn điều khiển phiên gọi

ICID IMS Charging Identifier Nhận dạng tính cước IMS ICP Internet Cache Protocol Giao thức ICP

IETF Internet Engineering Task Force Nhóm làm việc liên quan đến các giao thức Internet

IEC Immediate Event Charging Tính cước dựa trên sự kiện trực tiếp IFS Intergrated Feature Server Máy chủ tích hợp các đặc tính IK Integrity Key Khoá Intergrity IKE Internet Key Exchange Trao đổi khoá Internet IM Instant Messaging Nhắn tin tức thời

IME Intergarated Multimedia Enviroment Môi trường đa phương tiện truyền thông tích hợp

IMS-MGW IP Multimedia Subsystem-Media Gateway Function

Chức năng cổng vào ra truyền thông – phân hệ đa phương tiện IP

IM-SSF IP Multimedia Service Switching Function Chức năng chuyển mạch phục vụ đa

Trang-11- phương tiện IP

IMS IP Multimedia Subsystem Phân hệ đa phương tiện dựa trên giao thức Internet

IMSI International Mobile Subscriber Identier Số nhận dạng thuê bao di động quốc tế INAP Intelligent Network Application Protocol Giao thức ứng dụng cho mạng thông minh IOI Inter-Operator Identifier Nhận dạng giữa nhà khai thác IP Internet Protocol Giao thức Internet IP-sec Internet Protocol security Bảo mật giao thức Internet

ISIM IP Multimedia Services Identity Module Modun nhận dạng các dịch vụ đa phương tiện IP

ISC IMS Service Control Giao diện điều khiển dịch vụ IMS

ISIM IP Multimedia Services Identity Module Modun nhận dạng các dịch vụ đa phương tiện IP

ISDN Integrated Services Digital Network Mạng số đa dịch vụ tích hợp ISUP ISDN User Part Phần người dùng ISDN ITU International Telecommunication Union Liên minh viễn thông quốc tế

M MAA Multimedia-Auth-Answer Trả lời cho nhận thực đa phương tiện MAP Mobile Application Part Phần ứng dụng cho di động MAR Multimedia-Auth-Request Yêu cầu nhận thực đa phương tiện

Mb Điểm tham chiếu đến các dịch vụ IPv6 MCC Mobile Country Code Mã di động quốc gia

Mg Điểm tham chiếu giữa một MGCF với một CSCF

MGW Media Gateway Cổng truyền thông

MGCF Media Gateway Control Function Chức năng điều khiển cổng vào ra truyền thông

MGCP Media Gateway Control Protocol Giao thức điều khiển cổng truyền thông MIME Multipurpose Internet Mail Extension Sự mở rộng Thử Internet cho đa mục đích

MNC Mobile Network (National) Code Mã mạng di động (Mã mạng di động trong nước)

MNO Mobile Network Operator Nhà khai thác mạng di động MML Man Manchine Language Ngôn ngữ giao diện người và máy MMS Multimedia Messaging Service Dịch vụ nhắn tin đa phương tiện

Mm Điểm tham chiếu giữa một CSCF với một mạng đa phương tiện IP

MOU Memorandum Of Understanding Biên bản ghi nhớ

Mr Điểm tham chiếu giữa một CSCF với một MRCF

MRFC Multimedia Resource Function Controller Bộ điều khiển chức năng tài nguyên đa phương tiện

MRFP Media Resource Function Processor Bộ xử lý chức năng tài nguyên truyền thông

MRS Media Resource Server Máy chủ tài nguyên truyền thông MSC Mobile Switching Centre Trung tâm chuyển mạch di động MSIN Mobile Subscriber Identification Number Số nhận dạng thuê bao di động

MSISDN Mobile Subscriber International ISDN Mạng số đa dịch vụ tích hợp quốc tế cho thuê bao di động

MSRP Message Session Relay Protocol Giao thức chuyển giao phiên tin nhắn MTP Message Transfer Part Phần truyền dẫn bản tin

Trang-12-

Mw Điểm tham chiếu giữa một CSCF với một CSCF khác

N NACF Network Access Configuration Function Chức năng cấu hình truy nhập mạng NAPTR Naming Authority PoinTeR Thẻ trao quyền đặt tên NASS Network Attachment Subsystem Phân hệ truy nhập mạng NAT Network Address Translator Bộ chuyển đổi địa chỉ mạng NGN Next Generation Network Mạng thế hệ sau

L LCS Location services Các dịch vụ dựa trên vị trí LIA Location-Info-Answer Trả lời – thông tin vị trí LIR Location-Info-Request Yêu cầu thông tin vị trí LNP Local Number Portability

O

OAM Operational Administration and Maintenance

Sự quản lý vận hành và bảo dưỡng

OCG Operator Charging Gateway Cổng điều hành tính cước OCS Online Charging System Hệ thống tính cước online OMA Open Mobile Alliance Liên minh di động mở OSA Open Services Architecture Kiến trúc các dịch vụ mở OSA SCS OSA Service Capability Server Máy chủ tiềm trữ phục vụ OSA

P PA Presence Agent Máy chủ hiển thị PBX Private Branch Exchange Tổng đài nhánh cá nhân PDA Personal Digital Assistant Thiết bị trợ giúp số cá nhân PDF Policy Decision Function Chức năng quyết định chính sách PDH Plesiochronous Digital Hierarchy Phân cấp số cận đồng bộ

Packet Data Protocol Giao thức dữ liệu gói PDP Policy Decision Point Điểm quyết định chính sách PEP Policy Enforcement Point Điểm ép chính sách PEF Policy Enforcement Function Chức năng ép chính sách PHB Per Hop Behavior PIB Policy Information Base Cơ sở thông tin chính sách P-CSCF Proxy-CSCF CSCF uỷ quyền PLMN Public Land Mobile Network Mạng di động mặt đất công cộng PNA Push-Notification-Answer Trả lời – đẩy vào thông báo PNR Push-Notification-Request Yêu cầu đẩy vào thông báo POC Push to talk over the Cellular service Dịch vụ đàm thoại trên Cell POTS Plain Old Telephone System Hệ thống điện thoại truyền thống PPA Push-Profile-Answer Trả lời – việc đẩy vào hồ sơ PPR Push-Profile-Request Yêu cầu đẩy vào hồ sơ PRACK Provisional Response ACKnowledgement Thừa nhận đáp ứng tạm thời PS Packet Switch Chuyển mạch gói PSI Public Service Identity Nhận dạng dịch vụ công cộng PSTN Public Switched Telephone Network Mạng điện thoại chuyển mạch công cộng PUA Presence User Agent Tác nhân người dùng hiển thị PUR Profile-Update-Request Yêu cầu cập nhật hồ sơ

Q QOS Quality of Service Chất lượng dịch vụ

R

Trang-13-

RACF Resource Access Control Facility Phương tiện điều khiển truy nhập tài nguyên

RAN Radio Access Network Mạng truy nhập vô tuyến RAND Random challenge Ngẫu nhiên không liên tiếp RBT Ring Back Tone Hồi âm chuông RES Response Đáp ứng

RLS Resource List Server Máy chủ lên danh sách tài nguyên (hiển thị)

RNC Radio Network Controller Điều khiển mạng vô tuyến RSVP Resource ReserVation setup Protocol Giao thức thiết lập phân bổ tài nguyên RTP Real-time Transport Protocol Giao thức truyền tải thời gian thực RTA Registration-Termination-Answer Trả lời cho sự kết thúc đăng ký RTR Registration-Termination-Request Yêu cầu kết thúc đăng ký

S SA Security Association Sự kết hợp bảo mật SAA Server-Assignment-Answer Trả lời sự phân bổ máy chủ SAR Server-Assignment-Request Yêu cầu phân bổ máy chủ SBLP Service-Based Local Policy Chính sách nội bộ dựa trên dịch vụ SCF Session Charging Function Chức năng tính cước phiên SCS Service Capability Server Máy chủ tính năng dịch vụ

SCIM Server Capability Interaction Manager Nhà quản lý sự tương tác tính năng của máy chủ

S-CSCF Serving-CSCF CSCF phục vụ SDH Synchronous Digital Hierarchy Phân cấp số đồng bộ SDP Session Description Protocol Giao thức mô tả phiên SEG Security Gateway Cổng vào ra bảo mật SGW Signalling Gateway Cổng vào ra báo hiệu SGSN Serving GPRS Support Node Nút hỗ trợ phục vụ GPRS SIM Subscriber Identity Module Modun nhận dạng thuê bao SIP Session Initiation Protocol Giao thức khởi tạo phiên SLF Subscription Locator Function Chức năng bộ định vị sự thuê bao SNA Subscribe-Notifications-Answer Trả lời (đáp lại) các thông báo về thuê bao SNR Subscribe-Notifications-Request Yêu cầu các thông báo về thuê bao SM Session Manager Quản lý phiên SMG Special Mobile Group Nhóm đặc trách về di động SME Small and Medium-sized Enterprise Doanh nghiệp vừa và nhỏ S/MIME Secure MIME MINE an toàn SMPP Short Message Peer-to-Peer Protocol Giao thức tin nhắn ngắn ngang hàng SMS Short Messaging Service Dịch vụ nhắn tin ngắn SRF Single Reservation Flow Luồng dành riêng đơn SRV RR Service record Bản ghi dịch vụ SS7 MTP SS7 Message Transfer Part Phần truyền dẫn bản tin trong SS7 SSP Subscriber Service Profile Hồ sơ phục vụ thuê bao

T

TD-CDMA Time Division/Code Division Multiple Access

Đa truy nhập phân chia theo thời gian / phân chia theo mã

TBCP Talk Burst Control Protocol Giao thức điều khiển burst thoại TSP Transit signal priority Giao thức chuyển vân ưu tiên THIG Topology Hiding Inter-network Gateway Cổng vào ra ẩn cấu hình giữa các mạng TISPAN Telecoms & Internet converged Services & Tổ chức hội tụ viễn thông và Internet về

Trang-14- Protocols for Advanced Networks dịch vụ và giao thức cho các mạng tiên

tiến TLS Transport Layer Security Bảo mật lớp truyền tải

TTCN Testing and Test Control Notation Thông báo điều khiển kiểm tra và thông báo việc kiểm tra

TUI Text User Interface Giao diện người dùng văn bản U

UAA User-Authorization-Answer Trả lời sự trao quyền người dùng UAR User-Authorization-Request Yêu cầu trao quyền người dùng UDA User-Data-Answer Trả lời về dữ liệu người dùng UDP User Datagram Protocol Giao thức UDP UDR User-Data-Request Yêu cầu dữ liệu người dùng UE User Equipment Thiết bị của người dùng UICC Universal Integrated Circuit Card Thẻ mạch tích hợp toàn cầu

UMTS Universal Mobile Telecommunications System

Hệ thống viễn thông di động phổ biến

URI Uniform Resource Identifier Nhận dạng tài nguyên đồng dạng

USDS Lucent Unified Subscriber Data Server Máy chủ dữ liệu thuê bao thống nhất của Lucent

USIM UMTS Subscriber Identity Module Modun nhận dạng thuê bao UMTS

Ut Điểm tham chiếu giữa UE và một server ứng dụng (AS)

V VCC Voice Call Continuity Sự liên tục của cuộc gọi thoại VHE Virtual Home Environment Môi trường thường trú ảo VoIP Voice over IP Thoại nhờ thức Internet

W WAP Wireless Application Protocol Giao thức ứng dụng vô tuyến WCDMA Wideband Code Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo mã băng rộng WIN Wireless Intelligent Network Mạng thông minh không dây WLAN Wireless Local Area Network Mạng nội vùng không dây UTRAN UMTS Terrestrial Radio Access Network Mạng truy nhập vô tuyến mặt đất UMTS

X XCAP XML Configuration Access Protocol Giao thức truy nhập cấu hình XML XDM XML Document Management Quản lý tài liệu XML XDMC XML Document Management Client Khách quản lý tài liệu XML XDMS XMLDocument Management Server Máy chủ quản lý tài liệu XML XML Extensible Markup Language Ngôn ngữ Đánh dấu Mở rộng XRES Expected response Đáp ứng kỳ vọng

DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Các lệnh Sh. ..................................................................................................36 Bảng 2.1. Bảng tham chiếu các bản tin tính cước offline ..........................................44

Trang-15- Bảng 2.2. Bảng tham chiếu các bản tin tính cước online...........................................46 Bảng 2.3. Tiêu chuẩn bộ lọc của S-CSCF của Tobias................................................54 Bảng 3.1. Các giao diện PoC.......................................................................................81

DANH MỤC CÁC HÌNH MINH HỌA Hình 1.1. IMS trong các mạng hội tụ. ........................................................................20 Hình 1.2. Vai trò của IMS trong các mạng chuyển mạch gói. ...................................21 Hình 1.3. Cấu trúc các phần tử chức năng cơ bản của IMS [3GPP Release 5].........22 Hình 1.4. Cấu trúc phân lớp của mạng NGN- Mobile................................................24 Hình 1.5. Các tùy chọn kết nối IMS khi thuê bao chuyển mạng (roamming)...........26 Hình 1.6. Chuyển vùng luân phiên IMS/CS................................................................28 Hình 1.7. Cấu trúc lớp và IMS ....................................................................................29 Hình 1.8. Cấu trúc HSS. ..............................................................................................31 Hình 1.9. Mối quan hệ giữa các loại máy chủ ứng dụng khác nhau. ........................32 Hình 1.10. Sự chuyển đổi báo hiệu trong SGW. .........................................................32 Hình 1.3.7 Cấu trúc IMS và các điểm tham chiếu......................................................33 Hình 1.11. HSS giải pháp sử dụng SLF......................................................................35 Hình 2.1. Quá trình đăng ký........................................................................................40 Hình 2.2. I-CSCF tìm S-CSCF ....................................................................................41 Hình 2.3. Sự đăng ký IMS ...........................................................................................41 Hình 2.4. Dò tìm P-CSCF bằng cơ chế GPRS............................................................42 Hình 2.5. Dò tìm P-CSCF bằng cơ chế thông thường – DHCP DNS. ........................42 Hình 2.6. Cấu trúc tính cước offline IMS ...................................................................43 Hình 2.7: Hệ thống tính cước online trong IMS. ........................................................45 Hình 2.8. Sự kết hợp bảo mật dùng trên UDP............................................................46 Hình 2.9. Sự kết hợp bảo mật dùng trên TCP ............................................................47 Hình 2.10. Lưu lượng qua hai cổng bảo mật ..............................................................47 Hình Hình 2.11. Các giao diện bảo mật mạng ............................................................47 Hình 2.12. Thiết lập kết nối TLS .................................................................................48 Hình 2.13. Sơ đồ dùng S/MINE mật mã thân bản tin ................................................49 Hình 2.14. Sơ đồ dùng S/MINE giải mã thân bản tin.................................................49 Hình 2.15. Phiên truyền dẫn.......................................................................................51 Hình 2.16. Mào đầu giao dịch SIP..............................................................................55 Hình 2.17. Quy luật SigComp......................................................................................56 Hình 2.18. SDP offer/answer trong IMS .....................................................................57 Hình 2.19. SDP offer/answer và các tiền điều kiện khi thiết lập phiên SIP..............58 Hình 2.20. Truyền tài thông tin trao quyền media .....................................................59 Hình 2.21. UE nằm ở mạng tạm trú thiết lập phiên. ..................................................60 Hình 2.22. UE nằm ở mạng thường trú thiết lập phiên..............................................61 Hình 3.1. P-CSCF thêm SRF vào yêu cầu INVITE ...................................................63

Trang-16- Hình 3.2. P-CSCF thêm SRF vào phản hồi 183 ..........................................................64 Hình 3.3. Sự kích hoạt PDP Context ..........................................................................64 Hình 3.4. Kích hoạt PDP context thứ cấp ..................................................................65 Hình 3.5. Mạng trao quyền QoS.................................................................................65 Hình 3.6. Cấu trúc DiffServ thông qua các DSCP nhờ GGSN ................................66 Hình 3.7. Cấu trúc hệ thống hiển thị của IMS............................................................67 Hình 3.8. Đăng ký Watcher cho danh sách hiển thị ...................................................68 Hình 3.9. RLS đăng ký hiển thị. .................................................................................69 Hình 3.10. Đầu cuối IMS công bố thông tin hiển thị ..................................................69 Hình 3.11. Nhắn tin tức thời pager-mode trong IMS .................................................70 Hình 3.12. Ví dụ của một dịch vụ cung cấp các tin nhắn tức thời pager-mode. .......71 Hình 3.13. Các tin nhắn tức thời Session-base: phiên MSRP end-to-end ................72 Hình 3.14. Chat Server - hội nghi session-base multi-part.........................................73 Hình 3.15. Sự thiết lập phiên nhắn tin .............................Error! Bookmark not defined. Hình 3.20. Sự nhận thực ở MSRP relay......................................................................76 Hình 3.21. Sự thiết lập phiên end-to-end với MSRP relay.........................................77 Hình 3.22. URI-list Service và yêu cầu MESSAGE....................................................78 Hình 3.23. Các MESSAGE không dùng URI-list Service ..........................................78 Hình 3.24. REFER .......................................................................................................79 Hình 3.25. Phương thức REFER.................................................................................79 Hình 3.26. Cấu trúc PoC..............................................................................................80 Hình 3.27. Phiên PoC và Server PoC điều khiển trung tâm ......................................82 Hình 3.28. Server PoC điều khiển và Server tham gia PoC......................................83 Hình 3.29. Sự thiết lập phiên PoC one-to-one.............................................................84 Hình 3.30. Sự thiết lập phiên nhóm PoC ah-hoc........................................................85 Hình 3.31. Sự thiết lập phiên nhóm PoC Pre-arranged ............................................86 Hình 3.32. Sự thiết lập phiên nhóm PoC Chat...........................................................87 Hình 3.33. Thêm các user mới vào một phiên PoC ....................................................88 Hình 3.34. Chế độ trả lời thủ công ..............................................................................89 Hình 3.35. Chế độ trả lời tự động. ..............................................................................89 Hình 3.36. Cấu trúc IMS thực hiện dịch vụ hội nghị ................................................90 Hình 3.37. Tạo một hội nghị dùng URI conference factory ......................................91 Hình 3.38. Dùng yêu cầu REFER giới thiệu một user vào hội nghị...........................91 Hình 3.39. Sự đăng ký trạng thái hội nghị .................................................................92 Hình 3.40. Dùng CPCP tạo phiên hội nghị .................................................................92 Hình 3.41. Cập nhật thay đổi trạng thái, không dùng RLS .......................................95 Hình 3.42. Cập nhật thay đổi trạng thái, có dùng RLS. .............................................95 Hình 4.1. Lộ trình phát triển lên hệ thống IMS – Huawei .........................................97 Hình 4.2. Nâng cấp từ NGN softswitch lên IMS - Huawei .........................................98 Hình 4.3. Chi tiết các thành phần nâng cấp từ PSTN->NGN->IMS .........................98

Trang-17- Hình 4.4. Mô hình mạng IMS đầy đủ của Huawei ....................................................99 Hình 4.5. Nâng cấp từ softswitch lên AGCF.............................................................101 Hình 4.6. Nâng cấp từ softswitch lên MGCF ............................................................101 Hình 4.7. Mô hình dịch vụ VCC................................................................................102 Hình 4.8. Dich vụ Presence .......................................................................................103 Hình 4.9. Dịch vụ nhắn tin tích hợp ..........................................................................104 Hình 4.10. Sơ đồ tổng quan giải pháp IMS Ericsson................................................106 Hình 4.11. Vị trí HSS trong mạng .............................................................................107 Hình 4.12. Cấu hình phân lớp IMS weShare ............................................................108 Hình 4.14. Lộ trình IMS của Alcatel Lucent ............................................................111 Hình 4.15. Cấu hình mạng IMS – Alcatel-Lucent ....................................................112 Hình 4.16. Mô hình cung cấp dịch vụ PoC của Alcatel – Luccent ...........................116 Hình 4.17. Mô tả dịch vụ nhắn tin tức thời của Alcatel – Luccent ..........................116 Hình 4.18. Cấu hình tổng thể hệ thống mạng GPRS của Vinaphone ......................118

MỞ ĐẦU Với tư cách là một cấu trúc NGN chuẩn, IMS là mục tiêu được các nhà khai thác viễn thông lớn hướng tới, nhằm tạo ra một cơ sở hạ tầng mạng đa dạng và đủ mạnh để phát huy các loại hình dịch vụ đa phương tiện. Cấu trúc điều khiển dựa trên IMS tạo nền tảng cho việc triển khai hội tụ cố định và di động (FMC).

Trang-18- Khái niệm IMS được bắt đầu bằng việc chuẩn hóa cấu trúc mạng di động 3G trong phiên bản (Release 5) của 3GPP. Trong cấu trúc Release 5, phần mạng lõi xuất hiện thêm phân hệ IMS tạo ra một nền tảng dịch vụ với phần điều khiển dựa trên giao thức SIP. Nền tảng dịch vụ này cho phép cung cấp các phiên truyền đa phương tiện cho mạng di động. Việc chuẩn hóa cấu trúc IMS cho mạng cố định được bắt đầu với Release 1 của TISPAN. Trong cấu trúc TISPAN, với việc bổ xung thêm các phân hệ điều khiển NASS và RACS đảm bảo cho việc tích hợp với mạng cố định (PSTN và mạng băng rộng cố định) có khả năng thực hiện được. Chính vì vậy, khi nghiên cứu về cấu trúc IMS chúng ta có hai cách nhìn khác nhau: theo quan điểm của mạng di động và theo khía cạnh đối với mạng cố định. Trong khuôn khổ đề tài này, xin được đưa ra hướng nghiêu cứu cấu trúc IMS theo cách nhìn từ phía mạng di động. Bố cục đề tài được xây dựng với các nội dung cơ bản như sau:

CHƯƠNG 1 Vị trí, vai trò của IMS trong hệ thống thông tin di động cho NGN. CHƯƠNG 2 Một số chức năng của IMS trong hệ thống thông tin di động. CHƯƠNG 3 Các dịch vụ triển khai trên nền IMS di động. CHƯƠNG 4

Phân tích, đánh giá thiết bị, giải pháp IMS của một số nhà khai thác trên thế giới và ở việt Nam của VNPT. Một số khuyến nghị. Chương 1. VỊ TRÍ,VAI TRÒ CỦA IMS TRONG

HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG CHO NGN. Giới thiệu chung. Trong mạng thông tin di động, các hệ thống thế hệ 1 (1G) đã được giới thiệu triển khai từ giữa thập niên 80. Các mạng này đã hỗ trợ những dịch vụ cơ bản cho thuê bao, chủ yếu là các dịch vụ thoại và các dịch vụ có liên quan tới thoại. Các hệ thống thế hệ 2 (2G) từ những

Trang-19- năm 1990 đã hỗ trợ thuê bao một số dịch vụ truyền số liệu và nhiều dịch vụ bổ sung khác. Thế hệ 3G hiện nay đang cho phép truyền tốc độ số liệu nhanh hơn với nhiều dịch vụ đa phương tiện khác nhau. Trong mạng thế hệ mới (NGN) có nhiều ứng dụng tiện ích hơn như các thực thể ngang hàng, chúng giúp sự chia sẻ thông tin dễ dàng hơn nhờ: trình duyệt chia sẻ, chia sẻ kinh nghiệm game, chia sẻ phiên vô tuyến 2 đường (ví dụ như: Push to Talk over Cellular). Khái niệm kết nối cũng sẽ được định nghĩa lại. Sự quay số và đàm thoại sẽ chỉ được xem như một phần nhỏ trong các tính năng mà mạng hỗ trợ. Khả năng thiết lập một kết nối ngang hàng giữa các thiết bị mới có giao thức Internet (IP) mới là vấn đề mấu chốt. Mô hình mới của những phương tiện thông tin này sẽ tiến xa so với khả năng của dịch vụ điện thoại trước đây (POTS). Mạng điện thoại hiện nay hỗ trợ các tác vụ then chốt cho sự thiết lập 1 kết nối. Bằng việc quay số ngang hàng, mạng có thể thiết lập một kết nối giữa bất kỳ 2 đầu cuối nào qua mạng IP. Khả năng kết nối IP này chỉ được sử dụng trong các môi trường hỗ trợ dịch vụ đơn độc và phân tán trong mạng Internet; trong các hệ thống đóng này, cạnh tranh dựa trên nền tảng thuê bao. Ở các hệ thống này, thuê bao được giới hạn trong các dịch vụ chỉ được hỗ trợ bởi hệ thống. Vì vậy, một hệ thống IMS cho phép các ứng dụng ở các thiết bị hỗ trợ IP thiết lập các kết nối ngang hàng (peer-to-peer) và nội dung ngang hàng (peer-to-content) dễ dàng và an toàn. Vậy IMS được định nghĩa là cấu trúc điều khiển cuộc gọi độc lập với hệ thống truy nhập; cấu trúc điều khiển dịch vụ và kết nối dựa trên nền IP hỗ trợ cho thuê bao các dịch vụ đa phương tiện khác nhau thông qua việc sử dụng các giao thức Internet thông thường. [3] Sự tích hợp của dịch vụ thoại và số liệu làm tăng hiệu quả triển khai các ứng dụng mới như dịch vụ hiển thị, “chat” đa phương tiện, push to talk (ấn nút nói) trong thông tin điểm-điểm, điểm-đa điểm đơn công và videoconfrencing (hội nghị truyền hình). Để hiểu rõ vai trò, nhiệm vụ của IMS di động trong hệ NGN, sau đây chương I của luận văn sẽ đề cập tới một số nét chung nhất về:

- Lịch sử IMS.

- Vị trí-vai trò - nhiệm vụ của IMS trong thông tin di động hệ NGN

- Kiến trúc IMS theo tiêu chuẩn 3GPP.

1.1. NGUỒN GỐC KHÁI NIỆM IMS

Môi trường thông tin hội tụ di động và cố định. với giải pháp IMS hỗ trợ việc kiểm soát phiên truyền dẫn trên miền PS (chuyển mạch gói), đồng thời cũng mang tới cho PS các chức năng của miền chuyển mạch kênh (CS). IMS là công nghệ chủ chốt sử dụng cho sự hội tụ mạng (FMC) trên nền NGN được khái quát bởi (Hình 1.1)

Trang-20-

Hình 1.1. IMS trong các mạng hội tụ. [3]

1.1.1 Từ GSM tới 3GPP Release 7 (phiên bản 7)

Viện Nghiên cứu Tiêu chuẩn Viễn thông Châu Âu (ETSI) định nghĩa các tiêu chuẩn liên quan đến hệ thống thông tin di động GSM từ những năm 80 và 90. ETSI cũng đã định nghĩa cấu trúc mạng GPRS. Chuẩn GSM cuối cùng đã được ban hành vào năm 1998 và cùng năm đó 3GPP cũng được hình thành bởi các tổ chức tiêu chuẩn từ châu Âu, Nhật Bản, Hàn Quốc, Mỹ và Trung Quốc để chuẩn hóa cấu trúc hệ thống 3G dựa trên công nghệ truy nhập vô tuyến băng rộng WCDMA, công nghệ truy nhập vô tuyến đa truy nhập phân chia theo thời gian/ mã (TD-CDMA) và mạng lõi GSM, chỉ tiêu kỹ thuật đầu tiên được ban hành trong phiên bản Release 99 của 3GPP. Trong Release 99, công nghệ truy nhập vô tuyến WCDMA là cải tiến cơ bản nhất đối với hệ thống 3G được xây dựng dựa trên cơ sở GSM. Ngoài WCDMA, phân hệ truy nhập vô tuyến UMTS (UTRAN) sử dụng giao diện Iu với hai khác biệt cơ bản so với các giao diện A và Gb. Trước tiên là sự chuyển đổi mã thoại cho Iu được thực hiện trong mạng lõi, trong GSM thì công việc này được thực hiện ở Trạm gốc (BTS). Thứ hai, sự mã hoá bảo mật và quản lý tính di động mức cell trong giao diện Iu được thực hiện ở Bộ điều Khiển mạng Vô tuyến (RNC), trong GSM thì các chức năng này được thực hiện tại SGSN. Cách kiến tạo dịch vụ được thực hiện dựa trên Kiến trúc dịch vụ mở (OSA). Về mặt dịch vụ, mục tiêu là ngừng chuẩn hoá các dịch vụ mới và tập trung vào khả năng phục vụ của dịch vụ, như các công cụ (CAMEL, ứng dụng SIM và OSA).

Trang-21-

Hình 1.2. Vai trò của IMS trong các mạng chuyển mạch gói. [3]

IMS được giới thiệu trong Release 5 của 3GPP. IMS được giả định là một cấu trúc chuẩn hoá truy nhập không giới hạn trên nền IP. Cấu trúc IMS hỗ trợ việc thiết lập thông tin ngang hàng IP với tất cả các khách hàng phù hợp với chất lượng dịch vụ yêu cầu. Đồng thời với việc sử dụng tính năng quản lý phiên, cấu trúc IMS cũng hỗ trợ các chức năng cần thiết khác để đảm bảo hỗ trợ dịch vụ (như đăng ký, bảo mật, tính cước, kiểm soát kênh mang, chuyển vùng). Với những tính năng đó, IMS sẽ là phần tử trung tâm của mạng lõi IP (Hình 1.2). Việc tối ưu môi trường thông tin di động được thiết kế dựa trên sự nhận thực và phân quyền thuê bao theo số nhận dạng di động, dựa trên các quy luật tại giao diện của thuê bao với mạng để thực hiện nén bản tin SIP và các cơ chế kiểm soát chính sách và bảo mật. Ngoài ra, các khía cạnh quan trọng theo quan điểm của nhà khai thác được xác định khi phát triển kiến trúc như hệ thống tính cước, chính sách tính cước và điều khiển dịch vụ.

1.1.2. Cấu trúc cơ bản IMS được định nghĩa trong Release 5 của 3GPP

Cấu trúc IMS về cơ bản cho trên Hình 1.3:

UTRAN

Home

Serving PS domain

IMS

Home

Serving PS domain

IMS

S-CSCFI-CSCF

GGSNSGSN

HSS

P-CSCF

Other IP/IMS network

Trang-22- Hình 1.3. Cấu trúc các phần tử chức năng cơ bản của IMS [3GG]

Các thực thể chức năng cơ bản của IMS được thể hiện trên hình vẽ bao gồm:

Thực thể Chức năng điều kiển cuộc gọi ủy quyền - Proxy-Call State Control Function (P-CSCF): Đây là điểm truy nhập đầu tiên của IMS. Thực thể này nằm trong cùng một mạng với GGSN . Chức năng cơ bản của thực thể này là chọn I-CSCF phù hợp trong mạng thường trú của thuê bao. Ngoài ra, nó cũng thực hiện một số tính năng nội bộ (vd: đọc số nhận thuê bao, xác định chính sách QoS..).

CSCF tham vấn - Interrogating-CSCF (I-CSCF): Đây là phần tử chức năng cổng giao tiếp chính của IMS trong mạng thường trú. Phần tử này có chức năng chọn S-CSCF phù hợp để phục vụ cho thuê bao (chức năng này được thực hiện với sự trợ giúp của HSS).

SCSCF phục vụ - Serving-CSCF (S-CSCF): Phần từ này thực hiện việc xử lý phiên truyền dẫn: xử lý các yêu cầu SIP, thực hiện các công việc phù hợp (như: yêu cầu mạng thường trú và tạm trú thiết lập các kênh mang) và chuyển tiếp yêu cầu đó tới S-CSCF / mạng IP bên ngoài của thuê bao đầu bên kia (khi cần). Một S-CSCF có thể cung cấp một số dịch vụ nhất định.

Các thực thể và chức năng liên mạng không được thể hiện trên Hình 1.3. Các thực thể này được chuẩn hóa để thực hiện chức năng kết nối IMS với các mạng truyền thống (PSTN, GSM, GSM+GPRS, UMTS….) bao gồm các thực thể như: BGCF, IMS-MGW... Lưu ý: từ phiên bản Release 5 trở đi, chức năng HLR được gọi là "HSS" (Home Subscriber Server) để thể hiện rằng cơ sở dữ liệu này không chỉ chứa các số liệu liên quan đến vị trí mà còn chứa các số liệu đăng ký như: danh sách các dịch vụ có thể sử dụng của thuê bao và các tham số liên quan khác.

Trình tự làm việc của hệ thống mạng lõi có IMS: Đầu tiên, thiết lập kênh mang trong miền PS (ngữ cảnh PDP trong mạng GPRS) để sử dụng truyền tải báo hiệu IMS giữa UE và S-CSCF. Sau khi thỏa thuận, các kênh mang miền PS khác được thiết lập giữa UE và đầu cuối tham gia thông tin để truyền tải số liệu tạo ra bởi ứng dụng IMS.

1.1.3 Các vấn đề liên quan đến mã hóa và dịch vụ hội thoại

Trong IMS, có tính năng được thực hiện nhằm đảm bảo các dịch vụ hội thoại đa phương tiện có thể được cung cấp trong miền PS. Tính năng này định nghĩa các bộ chuyển mã cần thiết và các phần tử được sử dụng trong dịch vụ hội thoại đa phương tiện di động PS. Tiêu chuẩn TS 26.235 chứa một bộ các bộ mã hóa mặc định sử dụng cho các ứng dụng đa phương tiện hội thoại PS trong hệ thống IMS. Việc thông tin âm thanh và hình ảnh cũng được chuẩn hóa. Các ứng dụng đề suất là các ứng dụng yêu cầu trễ thấp và tính năng thời gian thực.

Trang-23- Tiêu chuẩn TS 26.236 chứa các giao thức yêu cầu trong 3GPP sử dụng đối với các dịch vụ đa phương tiện hội thoại PS dựa trên IMS. IMS là một phân hệ chứa các dịch vụ đa phương tiện hội thoại IP; cấu trúc của các dịch vụ này, các thủ tục xử lý tính năng phương tiện và thủ tục điều khiển cuộc gọi được định nghĩa trong tiêu chuẩn TS 24.229, và dựa trên giao thức SIP (được 3GPP chấp thuận sử dụng). Từng loại phương tiện được mã hóa độc lập và đóng gói trong các gói Giao thức thời gian thực- Real Time Protocol (RTP) phù hợp. Sau đó, những gói này sẽ được truyền từ đầu cuối đến đầu cuối trong các gói UDP trên kết nối IP thời gian thực đã được thỏa thuận và được thực hiện giữa các đầu cuối trong thời gian phiên truyền SIP (thủ tục này được định nghĩa trong tiêu chuẩn TS 24.229). Các UE hoạt động trong IMS cần được hỗ trợ mã hóa/ giải mã và thực hiện các chức năng đóng/mở gói. Các chức năng logic liên quan đến các luồng lưu lượng được xử lý tại lớp phiên SIP và việc đồng bộ giữa các phương tiện ở thiết bị thu đuợc thực hiện nhờ sử dụng các nhãn thời gian RTP.

1.2 VỊ TRÍ- VAI TRÒ IMS TRONG THÔNG TIN DI ĐỘNG THẾ HỆ MỚI.

1.2.1 Cấu trúc chức năng của mạng NGN di động

Cấu trúc mạng NGN-mobile được xây dựng dựa trên hai nguyên tắc cơ bản:

Hội tụ thoại và dữ liệu: sử dụng cùng một công nghệ, cùng một mạng cho cả hai dịch vụ thoại và dữ liệu.

Phân tách các lớp: tách chức năng chuyển mạch và chức năng xử lý cuộc gọi.

Trong phần này, chúng ta phân tích mô hình chức năng của mạng NGN-Mobile. Trong đó, các phần tử chức năng có thể là một phần tử vật lý, được tích hợp bên trong phần tử vật lý hoặc được phân bố trên một số phần tử vật lý. Về cơ bản mô hình chức năng của mạng NGN- Mobile có thể được cho trên Hình 1.4. Trong mô hình này, mạng NGN- Mobile được chia thành các phân lớp cơ bản: lớp truy nhập, lớp truyền tải, lớp điều khiển và lớp ứng dụng. Mỗi phân lớp có chứa một số phần tử chức năng cơ bản như: máy chủ cuộc gọi (Call Sever, MSC Server) hay còn gọi là Chuyển mạch mềm (SoftSwitch), Cổng truy nhập (Media Gateway), Cổng báo hiệu (Signalling Gateway) và Máy chủ dịch vụ (Feature Server).

Trang-24-

M ¹ng truyÒn t¶i IP /A T M

Cæng truy nhËp(Media Gateway)

M¸y chñ dÞch vô(Feature Server)

Call server

SignallingGateway

L íp ø n g d ô n g

L íp ® iÒu k h iÓn

L íp t r u yÒn t ¶i

L íp t r u y n h Ëp

Hình 1.4. Cấu trúc phân lớp của mạng NGN- Mobile. [1]

1.2.2 Các chức năng cơ bản của IMS trong hệ thống NGN di động [5]

Cấu trúc NGN di động đựa trên phiên bản 3GPP R4 với việc sử dụng phần tử điều khiển cuộc gọi Call server là Softswitch ở lớp điều khiển cuộc gọi được thể hiện trên Hình 1.4. Khi phiên bản IMS đầu tiên (ứng với 3GPP R5) được triển khai trong cấu trúc này. Về cơ bản các phần tử chức năng chính (CSCF) của IMS sẽ thực hiện việc xử lý cuộc gọi tại lớp điều khiển. Ngoài ra, trong IMS còn có một số phần tử chức năng khác hỗ trợ kết nối với các hệ thống mạng hiện có và các hệ thống IMS khác. Lớp chuyển tải vẫn tận dụng cấu trúc mạng cũ (như các phần tử SGSN/GGSN). Bên cạnh đó, các máy chủ ứng dụng SIP (thuộc lớp ứng dụng) cũng là những thành phần không thể thiếu được trong cấu trúc hệ thống IMS. Như vậy, IMS sẽ đem đến những thay đổi trong cấu trúc mạng cũ chủ yếu tại lớp điều khiển và lớp ứng dụng. Các chức năng cơ bản của IMS tại lớp điều khiển và lớp ứng dụng trong cấu trúc IMS bao gồm:

Điều phối và quản lý phiên Multimedia: IMS sử dụng giao thức SIP để điều phối và quản lý phiên multimedia. IMS về bản chất là một mạng SIP di động được thiết kế để hỗ trợ chức năng này, trong đó IMS hỗ trợ định tuyến, định vị mạng, và các chức năng đánh địa chỉ. Khác với miền chuyển mạch kênh CS và miền chuyển mạch gói PS, miền IMS cho phép thiết lập bất kỳ loại phiên media nào (ví dụ, voice, video, text,...). Nó cũng cho phép bộ tạo dịch vụ kết hợp các dịch vụ từ miền CS và miền PS trong cùng một phiên, và cũng có thể hiệu chỉnh các phiên này một cách mềm dẻo và linh hoạt, ví dụ thêm tính năng video vào phiên thoại hiện có.

Trang-25-

Quản lý phiên truyền dẫn di động: Cấu trúc căn bản của IMS cho phép hỗ trợ các dịch vụ truyền thông IP di động thông qua khả năng IMS tìm các user khác trong mạng và sau đó thiết lập một phiên thông tin với user đó. Các phần tử quan trọng của IMS cho phép quản lý di động là CSCF (Call Session Control Function) và HSS (Home Subscriber Server). HSS giữ toàn bộ dữ liệu căn bản về thuê bao và cho phép các user (hoặc các server) tìm và liên lạc với các user đầu cuối khác. CSCF về cơ bản là một proxy, nó hỗ trợ việc thiết lập và quản lý các phiên và chuyển tiếp các bản tin giữa các mạng IMS.

Chất lượng dịch vụ: IMS cung cấp một giải pháp hiệu quả và được chuẩn hoá cho các nhà khai thác muốn triển khai dịch vụ di động IP thời gian thực không lãng phí tài nguyên truyền dẫn nhưng vẫn đảm bảo sự hài lòng của khách hàng về dịch vụ. Trong mạng IP thông thường, truyền tải IP luôn luôn cố gắng tối đa để đảm bảo băng thông dịch vụ yêu cầu, người ta thường gọi là “best-effort”, tuy nhiên, trong thực tế không có bất kỳ sự đảm bảo tuyệt đối nào. Chức năng đảm bảo QoS “thông minh” trong mạng IP di động được chuẩn hoá cho IMS được biết dưới tên gọi PDF (Policy Decision Function). PDF điều khiển và tương tác với mạng chuyển mạch gói IP (thông qua giao diện Go với GGSN).

Thực thi, điều khiển và tương tác dịch vụ: Trong các miền CS và PS, việc thực thi dịch vụ được điều khiển bởi các ứng dụng phức tạp, làm giảm tính trong suốt tổng thể của dịch vụ. IMS khắc phục vấn đề này bằng cách : Khi một người sử dụng đăng ký vào mạng IMS của nhà khai thác mạng di động (MNO), hồ sơ phục vụ thuê bao SSP (Subscriber Service Profile) của anh ta được CSCF tải về từ HSS. SSP chứa một số lượng rất lớn thông tin liên quan đến dịch vụ của mỗi người sử dụng đầu cuối và cho phép CSCF thực hiện:

- Xác định những dịch vụ cần được thực thi, dựa vào việc lọc tham số từ SSP.

- Quyết định thứ tự trong đó có nhiều dịch vụ được thực thi (nếu có)

- Quyết định địa chỉ của các một hoặc nhiều server ứng dụng sẽ thực thi dịch vụ của người sử dụng đầu cuối yêu cầu.

- Thông báo cho các server ứng dụng về thứ tự trong đó những dịch vụ nào sẽ được thực thi trong trường hợp có nhiều dịch vụ cần được thực hiện trong mỗi server ứng dụng. Cho phép các MNO sử dụng IMS như platform cơ sở hạ tầng tái sử dụng bằng cách cho phép chúng điều khiển và quản lý một cách hiệu quả các quá trình lọc, thực thi tương tác dịch vụ.

Kết nối với bên thứ ba: IMS cung cấp kiến trúc chuẩn cho phép triển khai dịch vụ IP tiên tiến. Nhiều loại dịch vụ IMS có thể được phát triển một cách độc lập và tại thời điểm sử dụng các tính năng chung của kiến trúc IMS. Khả năng này cho phép linh

Trang-26- hoạt việc tích hợp dịch vụ cũng như hoạt động liên mạng bao gồm cả chức năng roaming tự động.

1.3 CẤU TRÚC IMS THEO TIÊU CHUẨN 3GPP [12]

1.3.1 Kết nối IP

Yêu cầu cơ bản đối với một cấu trúc IMS là các thiết bị phải được hỗ trợ kết nối IP để truy nhập hệ thống. Các ứng dụng ngang hàng yêu cầu kết nối đầu cuối (end to end). Mà sự kết nối này có thể dễ dàng đạt được với IP phiên bản 6 (IPv6) trở lên. Vì thế, 3GPP quan tâm, nghiên cứu vấn đề IMS hỗ trợ IPv6 [3GPP TS 23.221]. Tuy nhiên, những hệ thống IMS triển khai trong thời gian đầu vẫn có thể sử dụng ở IPv4. 3GPP đã đưa ra các yêu cầu về phiên bản IP nào sẽ được sử dụng ở IMS trong báo cáo [3GPP TR 23.981]. Kết nối IP có thể đạt được từ mạng thường trú hoặc mạng tạm trú. Trên Hình 1.5 phần bên trái thể hiện trường hợp thiết bị thuê bao (UE) được cấp địa chỉ IP từ một mạng tạm trú. Trong mạng UMTS, phân hệ truy nhập vô tuyến (RAN), Nút hỗ trợ dịch vụ GPRS (SGSN) và Nút hỗ trợ cổng GPRS (GGSN) nằm trong mạng tạm trú khi một thuê bao chuyển vùng (roamming) đến mạng này. Phần bên phải thể hiện trường hợp UE được cấp địa chỉ IP từ mạng thường trú. Trong mạng UMTS, RAN và SGSN nằm trong mạng tạm trú. Như vậy, chúng ta cần lưu ý rằng thuê bao có thể chuyển vùng và thực hiện kết nối IP với mạng thường trú. Điều này sẽ cho phép thuê bao sử dụng các dịch vụ IMS ngay cả khi họ đang chuyển vùng ở nơi không có mạng IMS nhưng vẫn hỗ trợ kết nối IP. Về lý thuyết thì có thể triển khai một mạng IMS ở một vùng đơn lẻ và dùng việc chuyển vùng GPRS để kết nối khách hàng tới mạng thường trú..

Hình 1.5. Các tùy chọn kết nối IMS khi thuê bao chuyển mạng (roamming).[3]

Trang-27- 1.3.1.1 Vấn đề chất lượng dịch vụ đối với các dịch vụ đa phương tiện IP Mạng Internet công cộng thường có trễ lớn và trễ biến thiên, nhiều gói truyền tới không đúng thứ tự và một số gói bị mất hoặc bị loại bỏ. Những vấn đề này sẽ không xảy ra với IMS bởi các UE thỏa thuận các tính năng hoạt động và thông báo các yêu cầu chất lượng dịch vụ QoS của nó khi thiết lập phiên SIP hoặc trong thủ tục sửa đổi phiên. UE có thể thỏa thuận các thông số như:

Loại phương tiện thông tin, hướng của lưu lượng thông tin.

Tốc độ bit tương ứng, kích thước gói, tần suất truyền tải gói.

Cách dùng của tải RTP cho các loại phương tiện thông tin.

Thỏa thuận về băng tần.

1.3.1.2 Điều khiển chính sách IP bảo đảm sử dụng đúng các tài nguyên. Điều khiển chính sách IP là khả năng trao quyền và điều khiển cách dùng lưu lượng kênh mang trong IMS dựa trên các thông số báo hiệu tại phiên IMS. Điều này yêu cầu sự tương tác giữa mạng truy cập kết nối IP và IMS. Sự tương tác này có thể được chia thành 3 loại [3GPP TS 23.228]:

Phần tử chức năng điều khiển chính sách có khả năng thẩm tra các giá trị được thỏa thuận trong báo hiệu SIP. Những giá trị này được dùng khi kích hoạt các kênh mang lưu lượng truyền thông. Điều này cho phép nhà khai thác kiểm tra việc sử dụng hợp lệ các tài nguyên kênh mang (ví dụ địa chỉ nguồn và địa chỉ đích IP và băng tần của kênh mang phải giống như các tham số đó đã sử dụng khi thiết lập phiên SIP).

Phần tử chức năng điều khiển chính sách có thể được thực hiện khi lưu lượng truyền thông giữa các điểm kết cuối của một phiên SIP bắt đầu hoặc kết thúc. Điều này làm giúp ngăn chặn việc sử dụng kênh mang cho tới khi sự thiết lập phiên được hoàn thành, khi ấy cho phép lưu lượng thông tin bắt đầu hoặc kết thúc đồng bộ với sự bắt đầu và kết thúc tính cước cho phiên IMS đó.

Phần tử chức năng điều khiển chính sách có thể nhận được những thông báo khi dịch vụ mạng truy cập kết nối IP bị thay đổi, bị treo hoặc giải phóng các kênh mang của một thuê bao trong một phiên truyền dẫn.

1.3.1.3 An toàn thông tin Bảo mật là yêu cầu cơ bản ở mọi hệ thống thông tin viễn thông không ngoại trừ IMS. IMS có cơ chế nhận thực và cơ chế cấp phép giữa UE và mạng IMS ngoài các thủ tục truy cập mạng (như mạng GPRS). Ngoài ra, tính nhất quán và tùy chọn bảo mật của các bản tin SIP được hỗ trợ giữa UE và mạng IMS và giữa các thực thể mạng IMS đối với bất kể mạng lõi nào (ví dụ: RAN và GPRS).

Trang-28- 1.3.1.4 Tính cước Cấu trúc IMS cho phép các chế độ tính cước khác nhau được sử dụng. Bao gồm khả năng tính cước với phần bên chủ gọi hoặc tính cước cho cả bên bị gọi và bên chủ gọi dựa trên các tài nguyên đã sử dụng ở lớp truyền tải. Trường hợp đầu, bên chủ gọi có thể được tính cước hoàn toàn trên mỗi phiên IMS; các tính năng này được hỗ trợ bởi việc sử dụng điểm tham chiếu điều khiển chính sách.

1.3.1.5 Hỗ trợ chuyển vùng Chế độ chuyển vùng IMS liên quan tới cấu hình mạng, khi ấy mạng tạm trú hỗ trợ kết nối IP (ví dụ RAN, SGSN, GGSN) và điểm vào IMS (ví dụ P-CSCF) còn mạng thường trú hỗ trợ các bộ chức năng còn lại của IMS. Lợi thế chính của chế độ chuyển vùng này so với chế độ chuyển vùng GPRS chính là sự tối ưu tài nguyên tại mặt phẳng thuê bao. Chuyển vùng giữa miền IMS và miền CS CN liên quan tới chuyển vùng nội miền giữa IMS và CS. Khi thuê bao không được đăng ký hay không thể phục vụ trong một miền thì phiên truyền dẫn có thể được định tuyến tới miền khác. Hình 1.6 chỉ ra các trường hợp chuyển vùng IMS/CS khác nhau.

Hình 1.6. Chuyển vùng luân phiên IMS/CS [3]

1.3.1.6 Phối hợp hoạt động với các mạng khác Để có thể trở thành cấu trúc và công nghệ mạng thông tin thành công, IMS cần có khả năng kết nối với nhiều thuê bao nhất. Do đó, IMS hỗ trợ các thuê bao PSTN, ISDN, thuê bao di động và thuê bao Internet. Ngoài ra, nó sẽ có khả năng hỗ trợ các phiên với ứng dụng Internet hiện đang được phát triển bên ngoài tổ chức 3GPP [3GPP TS 22.228].

Trang-29- 1.3.1.7 Mô hình điều khiển dịch vụ Điều khiển dịch vụ tạm trú trong các mạng di động 2G vẫn đang được sử dụng. Khi thuê bao đang roamming, thực thể trong mạng tạm trú sẽ hỗ trợ các dịch vụ và điều khiển lưu lượng cho thuê bao. Thực thể này ở 2G gọi là trung tâm chuyển mạch di động tạm trú. Ơ đây, điều khiển dịch vụ thường trú sẽ được lựa chọn, nghĩa là các thực thể truy cập tới cơ sở số liệu của thuê bao và tương tác trực tiếp với nền tảng dịch vụ (service platform). Các platform này luôn nằm tại mạng thường trú của thuê bao.

1.3.1.8 Cấu trúc phân lớp 3GPP quyết định dùng cách tiếp cận theo lớp để thiết kế cấu trúc IMS. Các dịch vụ kênh mang và truyền tải được tách biệt so với mạng báo hiệu IMS và các dịch vụ quản lý phiên. Các dịch vụ còn lại chạy trên nền mạng báo hiệu IMS. Hình 1.7 thể hiện mô hình cấu trúc phân lớp.

Hình 1.7. Cấu trúc lớp và IMS [3]

Cấu trúc phân lớp làm tăng tầm quan trọng của lớp ứng dụng do các dịch vụ được thiết kế để hoạt động độc lập với lớp truy nhập; khi đó IMS có chức năng là cầu nối giữa lớp ứng dụng và lớp truy nhập. Các chức năng liệt kê theo nhóm và chức năng hiển thị được sử dụng như nhau trong IMS khi thuê bao đang sử dụng điện thoại di động hoặc PC để thông tin.

1.3.2 Mô tả mối quan hệ các thực thể và các chức năng trong IMS

Mục này phân tích các thực thể IMS và các chức năng cơ bản. Các thực thể chức năng trong IMS có thể chia thành 6 loại cơ bản:

Nhóm quản lý phiên và định tuyến (các thực thể CSCF)

Trang-30-

Cơ sở dữ liệu (HSS, SLF)

Dịch vụ (máy chủ ứng dụng, MRFC, MRFP).

Các phần tử chức năng liên mạng (BGCF, MGCF, IMS-MGW, SGW)

Các bộ phận chức năng hỗ trợ (PDF, SEG, THIG)

Tính cước.

Các tiêu chuẩn IMS được xây dựng nhằm giúp cho chức năng của các thực thể mạng không cần được mô tả chi tiết. Thay vào đó, tiêu chuẩn mô tả các điểm tham chiếu giữa các thực thể và các chức năng hỗ trợ tại các điểm tham chiếu. Chẳng hạn: cách CSCF lấy số liệu từ các cơ sở dữ liệu.

1.3.2.1 Các thực thể thực hiện chức năng điều khiển phiên cuộc gọi (CSCF) Có ba loại chức năng điều khiển phiên khác nhau: CSCF uỷ quyền (Proxy-CSCF: P-CSCF); CSCF phục vụ (Serving-CSCF: S-CSCF) và CSCF tham vấn (Interrogating-CSCF: I-CSCF). Mỗi CSCF có nhiệm vụ riêng. Thường thì tất cả các CSCF tham gia trong suốt quá trình đăng ký thiết lập phiên và định hình cơ chế định tuyến SIP. Ngoài ra, tất cả các chức năng đều có khả năng gửi số liệu tính cước tới bộ chức năng tính cước offline. Các thực thể P-CSCF và S-CSCF có khả năng giải phóng phiên và kiểm tra nội dung của Giao thức mô tả phiên (SDP) hoặc kiểm tra các loại mã truyền thông trong giao thức này. Khi SDP đang sử dụng không phù hợp với chính sách của nhà khai thác, CSCF từ chối yêu cầu và gửi bản tin thông báo lỗi SIP tới UE.

1.3.2.2 Cơ sở dữ liệu Trong cấu trúc IMS, có 2 hệ thống cơ sở dữ liệu chính: Máy chủ thuê bao thường trú (HSS) và Chức năng định vị đăng ký (SLF). HSS lưu trữ số liệu chính cho tất cả thuê bao và số liệu liên quan tới dịch vụ của IMS. Số liệu chính được lưu trong HSS bao gồm các số nhận thuê bao, thông tin đăng ký, các tham số truy nhập và thông tin lựa chọn dịch vụ [3GPP TS 23.002]. IMS truy nhập các tham số được dùng để tạo lập phiên, các tham số đó bao gồm: nhận thực thuê bao, trao quyền dịch vụ khi chuyển vùng và tên của các S-CSCF đã được phân bổ. Các chức năng của HLR yêu cầu hỗ trợ cho các thực thể miền PS như: SGSN và GGSN. Những chức năng này cho phép, thuê bao có thể truy nhập các dịch vụ trong miền PS. HLR cũng chứa các chức năng hỗ trợ cho các thực thể miền CS như: các MSC hoặc MSC server. AUC lưu trữ khoá bảo mật cho mỗi thuê bao di động, khóa này được dùng để tạo số liệu bảo mật động cho mỗi thuê bao di động - số liệu dùng cho nhận thực mạng và nhận thực Số nhận dạng thuê bao di động quốc tế (IMSI).

Trang-31- SLF là phương tiện cho I-CSCF, S-CSCF và AS sử dụng để tìm địa chỉ của HSS chứa số liệu thuê bao tương ứng với số nhận dạng thuê bao khi nhà khai thác mạng triển khai hệ thống cơ sở dữ liệu gồm nhiều HSS (Hình 1.8).

Hình 1.8. Cấu trúc HSS.[3]

Các chức năng dịch vụ Theo thiết kế cấu trúc phân lớp IMS, các AS không hoàn toàn là các thực thể IMS, chúng là các chức năng lớp cao nhất ở trên IMS. Tuy nhiên, các AS được mô tả ở đây như thành phần của các chức năng IMS vì các AS là những thực thể hỗ trợ các dịch vụ đa phương tiện trong IMS. AS nằm ở mạng thường trú của thuê bao hoặc ở mạng AS độc lập. Các chức năng chính của AS bao gồm:

Khả năng xử lý và tác động tới phiên SIP thu được.

Khả năng tạo ra các yêu cầu SIP.

Khả năng gửi thông tin thanh toán tới bộ phận tính cước.

Khi nhà khai thác có khả năng đề nghị truy nhập tới các dịch vụ dựa trên môi trường dịch vụ (CSE), môi trường dịch vụ CAMEL và cấu trúc dịch vụ mở (OSA) [3GPP TS 23.228], các dịch vụ đó sẽ không bị giới hạn đối với các dịch vụ trên cơ sở SIP. Vì thế, AS là khái niệm dùng để chỉ các AS SIP, các Máy chủ tính năng dịch vụ OSA (SCS) và các Bộ chức năng chuyển mạch dịch vụ đa phương tiện CAMEL IP (IM-SSF). IM-SSF được giới thiệu trong cấu trúc IMS để hỗ trợ các dịch vụ cũ được phát triển trên CSE. Nó giúp các đặc tính mạng CAMEL (các điểm dò tìm trigger, Trạng thái kết thúc chuyển mạch dịch vụ CAMEL...) làm việc cùng với giao diện phần ứng dụng CAMEL. SIP AS là nhà hỗ trợ SIP cơ bản làm chủ một dải rộng các dịch vụ đa phương tiện. SIP AS có thể được dùng để hỗ trợ sự thể hiện, nhắn tin, PoC và các dịch vụ hội nghị.

Trang-32-

Hình 1.9. Mối quan hệ giữa các loại máy chủ ứng dụng khác nhau. [3]

Hình 1.9 thể hiện cấu trúc kết nối các chức năng khác nhau. Các máy chủ SIP AS, OSA AS và IM-SSF sử dụng chung một giao diện với S-CSCF. Một AS có thể được sử dụng để cung cấp chỉ một dịch vụ xác định; thuê bao có thể có nhiều dịch vụ hơn, do đó mỗi thuê bao có thể sử dụng nhiều AS.

1.3.2.3 Các chức năng hoạt động liên mạng IMS có 4 chức năng liên quan đến việc kết nối liên mạng, những chức năng này được sử dụng cho việc trao đổi báo hiệu giữa IMS và CS CN. Để thực hiện việc chuyển đổi, S-CSCF gửi một yêu cầu phiên SIP tới thực thể Chức năng điều khiển cổng thoát (breakout) (BGCF); S-CSCF chọn nơi thực hiện việc breakout trong miền CS. Kết quả của sự lựa chọn xử lý này có thể hoặc là breakout trong cùng một mạng mà có BGCF hoặc là breakout mạng khác. Nếu breakout được thực hiện trong cùng mạng thì BGCF lựa chọn phần tử Chức năng điều khiển cổng vào ra truyền thông (MGCF) để tiếp tục thực hiện phiên truyền dẫn. Nếu breakout xảy ra ở mạng khác thì BGCF chuyển tiếp phiên tới BGCF khác ở trong mạng đã chọn [3GPP TS 23.228].

Hình 1.10. Sự chuyển đổi báo hiệu trong SGW. [3]

1.3.2.4 Các thực thể GPRS Nút hỗ trợ phục vụ GPRS (SGSN) SGSN liên kết RAN với mạng lõi chuyển mạch gói. Nó chịu trách nhiệm thực hiện cả các chức năng điều khiển và các chức năng xử lý lưu lượng cho miền chuyển mạch gói - PS.

Trang-33- Phần điều khiển bao gồm hai chức năng chính: quản lý tính di động và quản lý phiên. Quản lý tính di động thực hiện quản lý vị trí và trạng thái của UE và thực hiện nhận thực đồng thời cả thuê bao và UE. SGSN cũng đảm bảo kết nối nhận được QoS phù hợp. Ngoài ra SGSN cũng là nút tạo thông tin tính cước. Nút hỗ trợ cổng vào ra GPRS (GGSN) GGSN hỗ trợ kết nối liên mạng với các mạng số liệu chuyển mạch gói khác. Chức năng cơ bản của GGSN là liên kết UE với các mạng số liệu mở rộng. Mạng số liệu mở rộng có thể là mạng IMS hoặc mạng Internet... Theo cách hiểu khác, GGSN định tuyến các gói IP chứa báo hiệu SIP từ UE đến P-CSCF.

1.3.3 Các điểm tham chiếu IMS

Với cấu trúc IMS được mô tả ở Hình 1.3.7, chúng ta có thể thấy các điểm tham chiếu trên nền SIP (ví dụ: vị trí giao thức SIP được sử dụng và các thủ tục chính liên quan).

Hình 1.3.7 Cấu trúc IMS với các điểm tham chiếu [3]

Khi xem xét các điểm tham chiếu trên Hình 1.3.7, cần lưu ý những vấn đề sau:

Sơ đồ trên không chỉ ra các bộ chức năng liên quan tới tính cước hay các điểm tham chiếu liên quan tới tính cước.

o Không chỉ ra các loại AS khác nhau.

o Không chỉ ra các kết nối mặt phẳng thuê bao giữa các mạng IMS khác nhau .

o Không chỉ ra SEG ở các điểm tham chiếu Mm, Mk, Mw.

Đường chấm gạch giữa các thực thể thể hiện sự liên kết trực tiếp.

Trang-34-

Giao diện điều khiển dịch vụ IMS (ISC) và các giao diện Cx, Dx, Mm, Mw kết cuối tại S-CSCF và I-CSCF.

1.3.3.1 Điểm tham chiếu Gm (Điểm tham chiếu giữa một P- CSCF với UE) Điểm tham chiếu Gm kết nối UE với IMS. Điểm tham chiếu này được sử dụng để truyền tải tất cả các bản tin báo hiệu SIP giữa UE và IMS. Các thủ tục ở điểm tham chiếu Gm có thể được chia thành ba loại chính là đăng ký, điều khiển phiên và các giao dịch:

thủ tục đăng ký; UE sử dụng điểm tham chiếu Gm để gửi yêu cầu đăng ký với chỉ định hỗ trợ cơ chế bảo mật cho P-CSCF, thông báo UE về sự kiện mạng khởi tạo việc đăng ký lại hoặc sự kiện mạng khởi tạo nhận thực lại.

Các thủ tục điều khiển phiên chứa các cơ chế điều khiển cho cả phiên khởi tạo từ máy di động và phiên kết cuối tại máy di động..

Các thủ tục giao dịch được dùng để gửi các yêu cầu đơn lẻ (vd: tin nhắn) và để nhận các trả lời cho các yêu cầu qua điểm tham chiếu Gm (giao diện Gm).

1.3.3.2 Điểm tham chiếu Mw (giữa một CSCF với một CSCF khác) Điểm tham chiếu Mw được sử dụng tại giao diện giữa các CSCF khác nhau. Các thủ tục ở điểm tham chiếu Mw được chia thành ba loại: đăng ký, điều khiển phiên và giao dịch:

Ở thủ tục đăng ký, P-CSCF sử dụng điểm tham chiếu Mw để gửi yêu cầu đăng ký từ UE tới I-CSCF. I-CSCF sau đó dùng điểm tham chiếu Mw để đưa yêu cầu tới S-CSCF. Cuối cùng, đáp ứng từ S-CSCF được truyền lại qua điểm tham chiếu Mw.

Các thủ tục điều khiển phiên chứa những cơ chế điều khiển cho cả phiên khởi tạo từ máy di động và phiên kết cuối tại máy di động. Đối với phiên khởi tạo từ máy di động, điểm tham chiếu Mw được dùng để gửi các yêu cầu ở P-CSCF tới S-CSCF và ở S-CSCF tới I-CSCF. Đối với phiên kết cuối tại máy di động, điểm tham chiếu Mw được dùng để gửi các yêu cầu từ I-CSCF tới S-CSCF và từ S-CSCF tới P-CSCF. Điểm tham chiếu này cũng được dùng cho giải phóng phiên ở mạng đã khởi tạo.

Các thủ tục giao dịch được sử dụng để đặt các yêu cầu đơn lẻ (dưới dạng bản tin) và để nhận các trả lời cho các yêu cầu đó qua điểm tham chiếu Mw. Thủ tục giao dịch không tạo ra các hội thoại như thủ tục điều khiển phiên.

1.3.3.3 Điểm tham chiếu điều khiển dịch vụ IMS (ISC) Trong cấu trúc IMS, ISC là điểm tham chiếu để gửi và nhận các thông điệp SIP giữa CSCF và AS. Các thủ tục ISC có thể được chia thành hai loại chính: định tuyến yêu cầu khởi tạo SIP tới AS và các yêu cầu SIP do AS khởi tạo:

Khi S-CSCF nhận được yêu cầu khởi tạo SIP, nó sẽ phân tích các yêu cầu đó. Tuỳ thuộc sự phân tích đó, S-CSCF có thể quyết định định tuyến yêu cầu từ S-CSCF.

Trang-35-

AS có thể khởi tạo một yêu cầu (tuỳ theo phản ứng của thuê bao).

1.3.3.4 Điểm tham chiếu Cx Số liệu thuê bao và số liệu dịch vụ được lưu trữ lâu dài ở HSS. Số liệu tập trung này được I-CSCF và S-CSCF sử dụng khi thuê bao đăng ký và thực hiện phiên. Vì thế, điểm tham chiếu Cx nằm giữa HSS và CSCF, giao thức sử dụng là Diameter. Các thủ tục có thể được chia thành ba loại chính: quản lý vị trí, xử lý số liệu, nhận thực thuê.

1.3.3.5 Điểm tham chiếu Dx Điểm tham chiếu Dx luôn được dùng kết hợp với điểm tham chiếu Cx. Giao thức sử dụng ở điểm tham chiếu này dựa trên Diameter. Chức năng của nó được bổ xung thêm ý nghĩa cơ chế định tuyến được hỗ trợ bởi tác nhân định tuyến lại Diameter. Để lấy một địa chỉ HSS, I-CSCF hoặc S-CSCF gửi tới SLF những yêu cầu Cx phục vụ cho HSS. Nhận được địa chỉ HSS từ SLF, I-CSCF hoặc S-CSCF sẽ gửi yêu cầu Cx tới HSS. Hình chỉ ra cách SLF sử dụng để tìm đúng HSS khi I-CSCF nhận được một yêu cầu INVITE và các HSS được triển khai.

Hình 1.11. HSS giải pháp sử dụng SLF. [3]

1.3.3.6 Điểm tham chiếu Sh. Điểm tham chiếu Sh dùng giao thức Diameter. Các thủ tục được chia thành hai loại chính: xử lý số liệu và khai báo/thuê dùng số liệu. Bảng 1.1 tổng kết các lệnh Sh đang được dùng. HSS duy trì danh sách các AS cho phép đạt được hay lưu trữ số liệu.

Trang-36-

Tên lệnh Mục đích Viết tắt

Nguồn Đích

User-Data-Request/Answer

Các lệnh UDR/UDA được dùng để phân phát số liệu thuê bao của mỗi thuê bao.

UDR UDA

AS HSS

HSS AS

Profile-Update-Request/Answer

Các lệnh PUR/PUA được dùng để cập nhật số liệu trong suốt – số liệu không được phép xử lý bởi trung gian tới HSS

PUR PUA

AS HSS

HSS AS

Subscribe-Notification-Request/Answer

Các lệnh SNR/SNA được dùng để tạo hoặc hủy một đăng ký.

SNR SNA

AS HSS

HSS AS

Push-Notification-Request/Answer

Các lệnh PNR/PNA dùng để gửi số liệu đã thay đổi đến AS.

PNR PNA

HSS AS

AS HSS

Bảng 1.1 Các lệnh Sh.

1.3.3.7 Điểm tham chiếu Si Khi AS là AS CAMEL (IM-SSF), nó dùng điểm tham chiếu Si để thông tin với HSS. Điểm tham chiếu Si được dùng để truyền tải thông tin thuê bao CAMEL bao gồm các trigger từ HSS tới IM-SSF. Giao thức được sử dụng là MAP (Phần ứng dụng dành cho di động). 1.3.3.8 Điểm tham chiếu Dh Khi các HSS có địa chỉ phân tán hay phức hợp được triển khai trong mạng, AS không thể biết HSS nào mà nó cần lên lạc. Tuy nhiên, AS cần phải liên lạc với SLF trước tiên. Để thực hiện mục đích này, phải cần đến điểm tham chiếu Dh (đã được giới thiệu trong Release 6). Điểm tham chiếu Dh luôn được dùng đồng thời với điểm tham chiếu Sh. Giao thức dùng ở điểm tham chiếu này dựa trên Diameter. Các chức năng của nó được triển khai bằng các biện pháp của các cơ chế định tuyến được hỗ trợ bởi tác nhân enhanced Diameter re-direct.

1.3.3.9 Điểm tham chiếu Mm Điểm tham chiếu Mm cho phép thông tin qua lại giữa các mạng IP đa phương tiện. Nó cho phép I-CSCF nhận yêu cầu phiên từ nhà hỗ trợ SIP khác hay đầu cuối khác. Tương tự, S-CSCF dùng điểm tham chiếu Mm để gửi các yêu cầu IMS UE gốc đến các mạng đa phương tiện khác. Giao thức sử dụng là SIP.

1.3.3.10 Điểm tham chiếu Mg Điểm tham chiếu Mg liên kết chức năng CS, các MGCF với IMS (hay chi tiết hơn, tới I-CSCF). Điểm tham chiếu này cho phép MGCF gửi báo hiệu phiên thu được từ miền CS đến I-CSCF. Giao thức sử dụng cho điểm tham chiếu Mg là SIP. MGCF có trách nhiệm chuyển đổi các báo hiệu ISUP thu được về giao thức SIP.

Trang-37- 1.3.3.11 Điểm tham chiếu Mi Khi S-CSCF phát hiện ra một phiên cần được định tuyến tới miền CS, nó dùng điểm tham chiếu Mi để gửi phiên tới BGCF. Giao thức dùng cho điểm tham chiếu Mi là SIP.

1.3.3.12 Điểm tham chiếu Mj Khi BGCF nhận được báo hiệu phiên qua điểm tham chiếu Mi, nó sẽ lựa chọn miền CS mà cần thực hiện breakout. Nếu breakout thực hiện ở cùng một mạng thì nó sẽ gửi phiên tới MGCF qua điểm tham chiếu Mj. Giao thức cho điểm tham chiếu Mj là SIP.

1.3.3.13 Điểm tham chiếu Mk Khi BGCF nhận được báo hiệu phiên qua điểm tham chiếu Mi, nó lựa chọn miền CS có sự xuất hiện breakout. Nếu breakout được thực hiện ở một mạng khác, nó sẽ gửi phiên tới BGCF trong mạng khác ấy qua điểm tham chiếu Mk. Giao thức sử dụng cho điểm tham chiếu Mk là SIP.

1.3.3.14 Điểm tham chiếu Mn Giao diện Mn là điểm tham chiếu điều khiển giữa MGCF và IMS-MGW. Giao diện Mn điều khiển mặt phẳng thuê bao giữa truy nhập IP với IMS-MGW (điểm tham chiếu Mb). Nó cũng điều khiển mặt phẳng thuê bao giữa truy nhập CS (giao diện Nb và giao diện TDM) và IMS-MGW. Giao diện Mn dựa trên H.248 và liên quan tới giao diện Mc theo danh nghĩa để điều khiển CS-MGW. Sự khác biệt giữa hai giao diện này đó là: giao diện Mn giới thiệu những thủ tục H.248 mới cho việc sử lý truy nhập kết đầu cuối IP và một số thủ tục cho việc sử dụng kết cuối CS. H.248 được dùng cơ bản để thực hiện các tác vụ sau:

Dự trữ và kết nối các kết cuối;

Kết nối hay giải phóng báo hiệu lại cho kết cuối;

Kết nối hoặc giải phóng âm tần và thông báo với kết cuối;

Gửi/nhận đa âm DTMF (ghép tần song âm).

1.3.3.15 Điểm tham chiếu Ut Điểm tham chiếu Ut là điểm tham chiếu giữa UE và AS. Nó cho phép thuê bao quản lý và cấu hình một cách an toàn các dịch vụ mạng của họ liên quan tới thông tin thuê tại AS. Thuê bao có thể sử dụng điểm tham chiếu Ut để tạo các số nhận dạng dịch vụ công cộng (PSI), như tạo danh sách các tài nguyên dịch vụ và quản lý các chính sách trao quyền dùng dịch vụ. Giao thức truyền siêu văn bản (HTTP) là giao thức số liệu được lựa chọn cho điểm tham chiếu Ut. Điểm tham chiếu này được chuẩn hoá ở Release 6. Cách dùng điểm tham chiếu Ut được mô tả chi tiết ở Release 8.

Trang-38- 1.3.3.16 Điểm tham chiếu Mr Khi S-CSCF cần kích hoạt các dịch vụ liên quan tới kênh mang, nó đặt báo hiệu SIP tới MRFC qua điểm tham chiếu Mr. Chức năng của điểm tham chiếu Mr chưa hoàn toàn được chuẩn hóa: nó chưa thể phân loại cách S-CSCF khai báo cho MRFC thực hiện một thông báo một cách rõ ràng. Giao thức được dùng ở điểm tham chiếu Mr là SIP.

1.3.3.17 Điểm tham chiếu Mp Khi MRFC cần điều khiển các luồng truyền thông (ví dụ, để tạo kết nối cho truyền thông hội nghị hoặc để dừng truyền thông trong MRFP) nó sử dụng điểm tham chiếu Mp. Tuy nhiên, các dịch vụ IMS có thể yêu cầu thêm các mở rộng. Điểm tham chiếu này chưa được chuẩn hoá trong Release 5 hay Release 6.

1.3.3.18 Điểm tham chiếu Go Các thủ tục Go có thể chia thành hai loại chính:

Trao quyền truyền thông: điểm thực hiện chính sách (PEP) (ví dụ GGSN) dùng điểm tham chiếu Go để xác nhận sự kích hoạt kênh mang đã yêu cầu có thể được PDF chấp nhận hay không, PDF đó hoạt động như một điểm quyết định chính sách (PDP). PEP cũng dùng điểm tham chiếu Go để thông báo cho PDP về sự thay đổi kênh mang cần thiết và sự giải phóng kênh mang.

Sự tương quan tính cước - qua điểm tham chiếu Go, IMS có thể đặt một số nhận dạng tính cước IMS (ICID) đến mạng GPRS (mặt phẳng thuê bao). Mạng GPRS có thể đặt số nhận dạng tính cước GPRS đến IMS. Điều này cho phép tích hợp tính cước GPRS và tính cước IMS tại cùng một hệ thống.

1.3.3.10 Điểm tham chiếu Gq Mỗi PDF độc lập tận dụng điểm tham chiếu Gq để truyền tải thông tin tạo lập chính sách giữa bộ chức năng ứng dụng và PDF. Trong IMS, P-CSCF giữ vai trò như chức năng ứng dụng. Điểm tham chiếu này được chuẩn hoá trong Release 6 và giao thức sử dụng là Diameter. P-CSCF gửi thông tin chính sách (về mọi bản tin SIP bao gồm tải SDP) tới PDF. Điều đó khẳng định PDF đặt thông tin phù hợp để thực hiện trao quyền truyền thông cho tất cả các phiên IMS tạo lập các kịch bản. P-CSCF hỗ trợ thông tin theo chính sách liên quan, đến PDF để những thông tin ấy được sử dụng ở SBLP [3GPP TS 23.207, 29.207, 29.209]. Ngoài ra, P-CSCF có thể yêu cầu PDF loại bỏ các tài nguyên đã trao quyền từ trước. PDF dùng điểm tham chiếu Gq để cấp phát thẻ trao quyền, số nhận dạng tính cước GPRS, địa chỉ IP của GGSN và hoàn thành các yêu cầu khác từ P-CSCF.

Trang-39- Với những kiến thức về điểm tham chiếu Gq được chuẩn hoá trong Release 6, chương 1 của Luận văn kết thúc tại đây. Chương 2 sẽ được trình bày với các nội dung chính về:

- Đăng ký, nhận thực, tính cước trong IMS.

- Bảo mật trong IMS.

- Quản lý phiên truyền dẫn trong IMS.

Trang-40-

Chương 2. MỘT SỐ CHỨC NĂNG IMS TRONG HỆ THỐNG

THÔNG TIN DI ĐỘNG

2.1 ĐĂNG KÝ, NHẬN THỰC VÀ TÍNH CƯỚC (AAA) TRONG IMS

2.1.1 Đăng ký

Khái quát sự đăng ký

Hình 2.1. Quá trình đăng ký. [9]

UE muốn sử dụng một dịch vụ trong IMS thì trước hết nó phải tìm được một P-CSCF (*) và đăng ký để đạt được kênh mang kết nối IP với P-CSCF đó. Trường hợp truy nhập GPRS, UE thực hiện thủ tục liên lạc với GPRS và thực hiện thủ tục PDP Context (Packet Data Protocol ** ) cho báo hiệu SIP. Sự đăng ký IMS gồm hai giai đoạn (phía trái hình 2.1 là giai đoạn đầu – chỉ cách mạng truy vấn UE, bên phải hình 2.1 chỉ ra giai đoạn 2 – cách UE phản hồi sự truy vấn đó và hoàn thành sự đăng ký). Đầu tiên, UE gửi một yêu cầu SIP REGISTER đến P-CSCF (đã tìm được ở thủ tục tìm kiếm P-CSCF). Yêu cầu này chứa một nhận dạng cần được đăng ký và một tên miền thường trú (hoặc địa chỉ của I-CSCF). Sau khi chọn được S-CSCF, I-CSCF chuyển tiếp yêu cầu REGISTER cho S-CSCF. S-CSCF sẽ nhận ra User đó chưa được trao quyền và vì thế S-CSCF gọi dữ liệu nhận thực về User đó từ HSS (Hình 2.1 và mục 1.3.3 - giao diện Cx, Dx) và chấp vấn User bằng bản tin phản hồi 401 Unauthorized (không cho phép) .

Trang-41-

Hình 2.2. I-CSCF tìm S-CSCF [9]

Tiếp theo, UE sẽ phản hồi bằng cách gửi yêu cầu REGISTER khác đến P-CSCF. P-CSCF sẽ tìm ra I-CSCF và I-CSCF sẽ tìm ra S-CSCF. Cuối cùng S-CSCF kiểm tra phản hồi (REGISTER đó) của UE, nếu nó đúng với các mô tả thuộc tính User tải về từ HSS thì S-CSCF sẽ chấp nhận đăng ký và phản hồi UE một bản tin 200 OK (đồng thời nó cũng thông báo với HSS về sự nhận thực và trao quyền này bằng bản tin SAR, xem mục 1.3.3.4- Tham chiếu Cx). Khi UE đăng ký thành công, nó có thể khởi tạo và nhận được các phiên. Trong thủ tục đăng ký, cả UE và P-CSCF sẽ nghiên cứu xem S-CSCF nào trong mạng sẽ phục vụ UE. Những phản hồi của UE sẽ giúp duy trì sự đăng ký.

Hình 2.3. Sự đăng ký IMS [9]

(*) Dò tìm điểm vào mạng IMS P-CSCF – tức là UE cần có được địa chỉ IP của P-CSCF. Theo 3GPP thì có hai cơ chế để đạt được địa chỉ IP này: thủ tục DHCP DNS (Dynamic Host Configuration Protocol's Domain Name System) và thủ tục GPRS. Thủ tục GPRS (hình 2.4), UE đặt cờ yêu cầu địa chỉ P-CSCF trong yêu cầu kích hoạt PDP Context (hoặc trong yêu cầu kích hoạt PDP Context thứ cấp) và UE sẽ nhận được địa chỉ IP của P-CSCF trong bản tin phản hồi (hoặc các địa chỉ IP nếu có nhiều P-CSCF nhận

Trang-42- được yêu cầu kích hoạt này) (3 GPP TS 24.008 để biết thêm cấu hình giao thức truyền thông tin yêu cầu này). Cơ chế mà GGSN lấy được địa chỉ IP của P-CSCF vẫn chưa được chuẩn hóa, nó không hoạt động đối với các GGSN tiền phiên bản 5.

Hình 2.4. Dò tìm P-CSCF bằng cơ chế GPRS. [3]

Thủ tục DHCP DNS (hình 2.5), UE gửi một truy vấn DHCP đến mạng truy nhập kết nối IP (ví dụ GPRS). Theo RFC3319 và RFC3315, UE có thể yêu cầu một danh sách các tên miền SIP Server của các P-CSCF hoặc yêu cầu một danh sách các địa chỉ IPv6 SIP Server của các P-CSCF. Khi các tên miền được gửi lại UE, thì UE cần thực hiện truy vấn DNS (NAPTR/SRV) để tìm ra một địa chỉ IP của P-CSCF.

Hình 2.5. Dò tìm P-CSCF bằng cơ chế thông thường – DHCP DNS. [3]

(**) PDP - có 4 thủ tục đối với PDP Context: Kích hoạt PDP Context sơ cấp (thủ tục tạo kết nối logic theo QoS từ UE tới GGSN), được khởi tạo bởi UE để kích hoạt trạng thái quản lý phiên, từ đó UE sẽ nhận được địa chỉ IP và các tài nguyên vô tuyến. Sau khi kích hoạt PDP Context cơ sở, UE có thể gửi các gói IP qua môi trường vô tuyến. Kích hoạt PDP Context thứ cấp cho phép thuê bao thiết lập PDP Context thứ cấp với cùng địa chỉ IP như đã đạt được từ kích hoạt PDP Context sơ cấp. Hai Context này có thể có các đặc tính QoS khác nhau tùy thuộc vào ứng dụng mà có các yêu cầu QoS phù hợp. Sửa đổi PDP Context là thủ tục mà UE, SGSN hoặc GGSN khởi tạo cho việc cập nhật PDP Context. Mạng truy nhập vô tuyến có thể yêu cầu thủ tục này ví dụ khi mất sóng với UE. Vô hiệu PDP Context là thủ tục dùng để xóa kết nối logic giữa UE và GGSN. Nó có thể được khởi tạo bởi UE, SGSN, HLR hoặc GGSN.

Trang-43- 2.1.2. Nhận thực

Hình 2.2 ở trên mô tả về quá trình đăng ký, trong đó bao hàm cả sự nhận thực user. Khi S-CSCF nhận được yêu cầu REGISTER đăng ký, nó tải về vector nhận thực AV (authentication vector) từ HSS (bằng cách gửi SAR đến HSS và nhận về SAA, đã đề cập ở mục 2.1.1). AV chứa RAND (chuỗi số ngẫu nhiên), XRES (kết quả so sánh với RES từ UE), AUTN (network authentication token), IK (integrity key) và CK (ciphering key). S-CSCF sẽ phản hồi bằng cách gửi 401 Unauthorized chứa RAND, AUTN, IK và CK trở lại phía UE. P-CSCF nhận được phản hồi này, nó sẽ xóa IK và CK rồi gửi phản hồi đến UE. IK được dùng cho việc kết hợp bảo mật giữa P-CSCF và UE (trình bầy trong vấn đề quản lý phiên). Sau khi nhận được 401 Unauthoried, UE thẩm tra AUTN dựa trên IK và SQN có trong ISIM. Sự thẩm tra AUTN thành công đồng nghĩa với việc mạng được nhận thực (đảm bảo dữ liệu nhận thực nhận được đúng từ mạng thường trú của UE). UE thực hiện tính toán RES (authentication challenge response) dựa trên CK và RAND, rồi gửi RES ở yêu cầu REGISTER thứ cấp lại cho S-CSCF. S-CSCF sẽ thực hiện so sánh XRES nhận được từ HSS với RES nhận được từ UE, nếu thành công thì UE được nhận thực và tiếp tục thực hiện các thủ tục khác (các tham số nhận thực sẽ được nằm trong các bản tin khác cho đến khi kết thúc dịch vụ). 2.1.3. Vấn đề tính cước: IMS hỗ trợ cả việc tính cước offline và online. Cấu trúc tính cước offline

Hình 2.6. Cấu trúc tính cước offline IMS [3]

Phần tử chức năng trung tâm của cấu trúc tính cước offline là CCF (Charging Collection Function). CCF nhận các thông tin tài khoản từ các thực thể IMS qua giao diện Rf (điểm tham chiếu Rf), xử lý các dữ liệu nhận được thành dạng bản ghi dữ liệu cước CDR (Charging Data Record). CDR sẽ được gửi đến hệ thống lập hóa đơn. CCF có các chức năng chính:

Trang-44-

Thu thập thông tin tài khoản từ các thực thể IMS và tạo thông tin tính cước theo định dạng CDR phù hợp.

Gửi CDR đến hệ thống tính cước lập hóa đơn.

Lưu trữ tạm thời CDR nếu hệ thống tính cước lập hóa đơn đang bận.

CCF có thể được triển khai tập trung hay phân tán hoặc là chức năng tích hợp trong các thực thể IMS. CGF – Charging Gateway Funtion cung cấp cơ chế truyền thông tin tính cước từ SGSN và GGSN đến các hệ thống tính cước đã được nhà khai thác mạng chọn. Hệ thống tính cước (Billing system) có nhiệm vụ tạo các hóa đơn để gửi tới thuê bao hàng tháng. Điểm tham chiếu Rf Thông tin tính cước được gửi từ các thực thể IMS đến CCF nhờ các yêu cầu Diameter Accounting (ACR) qua giao diện Rf. Tất cả các thực thể liên quan đến quản lý phiên (ví dụ I-CSCF) gửi các Session ACR (được gửi thông báo về trạng thái bắt đầu, chuyển tiếp, kết thúc phiên ở các CDR). Các thực thể liên quan đến việc điều khiển phiên (như MRFC) gửi các Event ACR (gửi thông báo chung). Bất cứ khi nào nhận được SIP 200 OK hoặc MRFC nhận được ISUP answer, thì ACR start được gửi đến CCF. Và bất cứ khi nào nhận được SIP BYE hoặc MGCF nhận được ISUP Release, thì ACR stop được gửi đến CCF.

Bảng 2.1. Bảng tham chiếu các bản tin tính cước offline Tên lệnh Mục đích Viết tắt Nguồn Đích

Yêu cầu tính cước

ACR được sử dụng để báo cáo/dừng thông tin tính cước tới CCF

ACR

S-CSCF, I-CSCF, P-CSCF, MRFC, MGFC, BGCF, AS

CCF

Trả lời tính cước

ACA được sử dụng để xác nhận ACR và báo cáo kết quả

ACA CCF

S-CSCF, I-CSCF, P-CSCF, MRFC, MGCF, BGCF, AS

Điểm tham chiếu Bi CCF dùng Bi để truyền các CDR đến hệ thống tính lập hóa đơn. Giao diện này dùng giao thức FTP trên nền TCP/IP [3GPP TS 32.225] do vậy có thể truyền các CDR khác nhau qua Bi. Các loại CDR: S-CSCF—CDR, I-CSCF—CDR, P-CSCF—CDR, BGCF—CDR, MGCF—CDR, MRFC—CDR, AS—CDR. Cấu trúc tính cước online S-CSCF, AS và MRFC là các thực thể thực hiện việc tính cước online. AS và MRFC dùng điểm tham chiếu Ro, S-CSCF dùng điểm tham chiếu ISC (IMS Server Control) để thông tin với hệ thống tính cước online OCS.

Trang-45-

Hình 2.7: Hệ thống tính cước online trong IMS. [3]

Event Charging Function (ECF) Khi UE yêu cầu gì từ AS hay MRFC, AS hay MRFC liên lạc với ECF qua giao diện Ro trước khi cấp phát dịch vụ cho UE (AS hoặc MRFC nhận được địa chỉ của ECF từ S-CSCF cấp tại mào đầu P-Charging-Function-Address). Ở IMS Release 5 thì AS hoặc MRFC liên lạc với ECF bằng ACR và ACA, còn Release 6 thì AS hoặc MRFC liên lạc với ECF bằng CCR (Credit Control Request) và CCA (Credit Control Answer) ECF hỗ trợ hai chế độ trao quyền khác nhau: tính cước sự kiện ngay lập tức và tính cước sự kiện dành riêng. Ở chế độ tính cước sự kiện ngay lập tức (IEC – Immediate Event Charging), ECF dùng Rating Function để tìm bảng giá phù hợp cho sự kiện. Sau khi tìm được bảng giá và tính giá, ECF sẽ trừ đi một lượng tiền trong tài khoản của User và cấp cho AS hoặc MRFC các ACRs tương ứng. Ở chế độ tính cước sự kiện với đơn vị rành riêng (ECUR – Event Charging with Unit Reservation), ECF dùng Rating Function để xác định giá của dịch vụ muốn dùng theo thông tin dịch vụ. Sau đó ECF dự trữ một lượng tiền trong tài khoản của User và trả lại UE lượng tài nguyên tương ứng ở AS hoặc MRFC. Session Charging Function (SCF) SCF thực hiện tính cước theo sự sử dụng tài nguyên phiên, dựa trên các yêu cầu đã nhận được từ S-CSCF qua điểm tham chiếu ISC. SCF có thể điều khiển sự thiết lập phiên bằng cách cho phép hoặc từ chối yêu cầu thiết lập phiến sau khi kiểm tra tài khoản của User. SCF có thể kết thúc phiên đang tồn tại khi tài khoản của User đã cạn. SCF hỗ trợ chế độ tính cước sự kiện với đơn vị dự trữ. Kênh mang Charging Function (CF) SGSN dùng điểm tham chiếu liên quan tới CAMEL AP (CAP) cho việc yêu cầu sự chấp thuận cho dùng kênh mang từ BCF. BCF điều khiển cách dùng kênh mang. Điểm tham chiếu Ro AS và MRFC dùng các bản tin ACR và ACA của giao thức DIAMETER cho việc gửi thông tin tài khoản online qua điểm tham chiếu Ro đến ECF. Khi AS hoặc MRFC áp dụng chế độ tính cước sự kiện trực tiếp, một ACR event được dùng để ghi thông tin tài khoản tới ECF; Ở

Trang-46- chế độ thư hai, ACR Start, Interim và Stop được dùng cho dữ liệu tài khoản liên quan tới các phiên SIP không thành công.

Tên Lệnh Mục đích Viết tắt Nguồn Đích

Accounting - Request ACR được sử dụng để thông báo hoặc ngừng thông tin tính cước tới CCF

ACR MRFC, AS ECF

Accounting - Answer ACA được sử dụng để xác nhận ACR và thông báo kết quả

ACA ECF MRFC, AS

Bảng 2.2. Bảng tham chiếu các bản tin tính cước online

2.2 BẢO MẬT TRONG IMS

Bảo mật trong IMS được chia thành hai loại: bảo mật cho truy nhập và bảo mật cho mạng. Bảo mật cho truy nhập gồm nhận thực user và nhận thực mạng, và sự bảo vệ cho lưu lượng giữa đầu cuối IMS và mạng. Bảo mật mạng giải quyết cho vấn đề bảo mật lưu lượng giữa các nút mạng (có thể giống nhau đối với các mạng khác nhau).

2.2.1 Bảo mật cho sự truy nhập

Một User truy nhập mạng IMS cần phải được nhận thực và trao quyền trước khi dùng một dịch vụ IMS nào. Khi User được trao quyền, chúng bảo vệ lưu lượng SIP giữa UE và P-CSCF nhờ cơ chế kết hợp bảo mật IPsec. Sự thiết lập kết hợp bảo mật: P-CSCF và đầu cuối thiết lập hai kết hợp bảo mật IPsec. Thực hiện hai sự kết hợp này cho phép các đầu cuối P-CSCF dùng UDP để nhận các phản hồi cho một yêu cầu (số hiệu port nằm trong mà đầu Via của yêu cầu) trên một port khác với port được dùng cho việc gửi yêu cầu (do có hai port nên cần hai sự kết hợp bảo mật). Hoặc theo cách khác, P-CSCF dùng cùng một kết nối TCP để gửi và nhận yêu cầu và phản hồi. Trong cả hai trường hợp, sự kết hợp bảo mật được thiết lập từ port client-protected của đầu cuối đến port server-protected của P-CSCF và ngược lại, sự kết hợp bảo mật này sẽ hỗ trợ bảo mật cho lưu lượng theo cả hai hướng.

Hình 2.8. Sự kết hợp bảo mật dùng trên UDP [3]

Trang-47-

Hình 2.9. Sự kết hợp bảo mật dùng trên TCP [3]

Sau khi yêu cầu sơ cấp lên tới S-CSCF để thực hiện việc nhận thực, S-CSCF sẽ gửi lại phản hồi 401 Unauthorized (chứa các tham số cần thiết cho sự kiểm tra nhận thực như IK, CK, AUTN và RAND) lại phía UE.

2.2.2 Bảo mật mạng

Bảo mật mạng được dùng cho việc bảo mật lưu lượng giữa các miền mạng khác nhau. Tất cả lưu lượng tới hoặc đi khỏi miền bảo mật đều phải qua cổng bảo mật SEG (Security Gateway). Lưu lượng từ một miền mạng đến một miền mạng khác phải qua hai SEG (hình 2.10).

Hình 2.10. Lưu lượng qua hai cổng bảo mật [3]

Lưu lượng giữa các SEG được bảo vệ bằng việc dùng IPsec ESP (Encapsulated Security Payload định nghĩa trong RFC 2406 ) hoạt động ở chế độ ngầm. Sự kết hợp bảo mật giữa các SEG được thiết lập và được duy trì nhờ dùng IKE (Internet Key Exchange định nghĩa trong RFC 2409 . Có hai loại giao diện giữa các SEG: giao diện Za giữa các SEG thực hiện truyền lưu lượng giữa các miền mạng khác nhau, và Zb giữa các SEG nội miền (hình 2.11).

Hình Hình 2.11. Các giao diện bảo mật mạng [3]

Trang-48- 2.2.3 Một số khái niệm chi tiết liên quan đến bảo mật

Khi Server nhận được một yêu cầu từ Client, nó sẽ mời Client cung cấp các khả năng của Client trong miền mạng (Client sẽ cung cấp tên và các chứng thực rằng Client cũng đã biết Share Secret - như password chẳng hạn). Chính vì thế cần mật mã các thông tin này khi truyền giữa Client và Server. Client dùng digest có thể chứng thực các thông tin bí mật đó mà không cần gửi qua mạng. TLS - bảo mật lớp truyền tải TLS (Transport Layer Security, định nghĩa trong RFC 2246 ) dựa trên SSL (Secure Socket Layer). SSL được thiết kế cho việc bảo vệ thông tin web và được triển khai trong hầu hết các trình duyệt Internet. TLS tổng quát hơn SSL, nó có thể được dùng để bảo vệ bất cứ loại kết nối nào. Vì thế TLS được dùng để bảo vệ lưu lượng SIP. TLS có hai lớp: lớp bắt tay (TLS handshake) và lớp bản ghi (TLS record). TLS handshake thực hiện nhận thực các thực thể ngang hàng, nó dùng các khóa công cộng và các chứng chỉ (Certifỉcate - hay khoá để hiểu TLS và S/MINE), thuật toán để tạo mã bảo mật truyền dữ liệu, hay còn gọi là khoá bảo mật. TLS record thực hiện mã hóa dữ liệu. Nó dùng thuật toán mã hóa đối xứng có khóa được tạo từ giá trị được lớp handshake cung cấp.

Hình 2.12. Thiết lập kết nối TLS [9]

S/MINE Khi UE muốn chuyển các thông tin mà proxy không thể truy nhập (ví dụ như nội dung của luồng audio hay video giữa hai user), thì SIP cần dùng giải pháp bảo mật end-to-end hay dùng S/MINE (Secure/Multipurpose Internet Mail Extension). Thường thì thân của bản tin sẽ được dùng với S/MINE, đôi khi nó cũng được dùng để mật mã hoặc mã hoá các mào đầu có mang thông tin nhậy cảm.

Trang-49-

Hình 2.13. Sơ đồ dùng S/MINE mật mã thân bản tin [6]

Hình 2.14. Sơ đồ dùng S/MINE giải mã thân bản tin [6]

Khi UE muốn bảo mật cho mào đầu (ví dụ ở đây là mào đầu From, To và Contact), nó sẽ copy và đặt các mào đầu này vào toàn bộ thân bản tin cần được dùng S/MINE để bảo mật (thực hiện điều này sẽ tránh được việc bị thay đổi thông tin của mào đầu). Mào đầu Content-Type: message/sigfrag sẽ chỉ ra bản tin có dùng S/MINE cho bảo mật mào đầu.

2.3 QUẢN LÝ PHIÊN TRUYỀN DẪN TRONG IMS

2.4.1 Quản lý phiên truyền dẫn

Một phiên truyền dẫn ở đây được hiểu theo nghĩa của một giao dịch hoàn thiện tức là cả một quá trình từ khi UE bắt đầu tham gia tạo một phiên dịch vụ IMS (sau khi đã được đăng ký, và trao quyền) đến khi kết thúc phiên dịch vụ đó. Vì vậy quản lý phiên truyền dẫn sẽ liên quan đến cả quá trình tạo lập, nắm giữ và giải phóng phiên, nó gồm một loạt các vấn đề từ việc nhận dạng chủ gọi – bị gọi, định tuyến, chọn lựa mã truyền thông, điều khiển phương tiện truyền thông, tính cước, và giải phóng phiên. Để nắm được thông suốt và cũng để gắn với thực tế, chúng ta sẽ trình bầy những điều này thông qua ví dụ về một phiên hoàn thiện được tạo lập giữa Tobias và Theresa (sau khi họ đã đăng ký và được trao quyền), qua một loạt các bước:

Trang-50-

UE của Tobias tạo yêu cầu INVITE chứa nhận dạng public user (đã đăng ký ở thủ tục đăng ký) của Theresa

Tất cả các bản tin SIP cần phải đi qua P-CSCF và S-CSCF của cả hai user

Tất cả các bản tin SIP được gửi qua IPsec ASs đã được thiết lập giữa UE và P-CSCF

Tất cả các gói SIP được nén lại khi truyền giữa UE và P-CSCF của nó

UE đồng ý dùng cùng một bộ mã hóa cho luồng truyền thông sẽ được truyền

Các mạng sẽ trao quyền truyền thông cho phiên, vì thế các user có thể dự chữ các tài nguyên liên quan

Cả hai UE thực hiện Resource Reservation (như đã giới thiệu ở vấn đề QoS).

Các thực thể mạng sẽ gửi thông tin tính cước đến hệ thống tính cước.

UE của Theresa sẽ nhận được tín hiệu chuông, Theresa sẽ chấp nhận phiên, và phiên được thiết lập thành công.

Sau khi kết thúc cuộc gọi, UE của bên đặt máy trước (kết thúc trước) sẽ gửi yêu cầu BYE tới UE kia, và phiên sẽ kết thúc. Hình 2.15 mô tả toàn bộ quá trình quản lý một phiên truyền dẫn.

Trang-51-

Hình 2.15. Phiên truyền dẫn [9]

2.4.2 Các nhận dạng chủ gọi và bị gọi

Sau khi đã được mạng nhận thực, đăng ký và trao quyền, UE sẽ có khả năng được tham gia dịch vụ. UE của Tobias sẽ gửi yêu cầu INVITE chứa nhận dạng public user của Tobias để đảm bảo cho mạng nhận dạng user và thực thi đúng các dịch vụ cho user. Nhận dạng này sẽ nằm ở mào đầu P-Asserted-Identity. Các nhận dạng public user của bị gọi cũng

Trang-52- được chỉ định để mạng thực thi đúng các dịch vụ cho bị gọi, sẽ nằm ở P-Asserted-Identity của phản hồi đầu tiên (trả lời yêu cầu INVITE). Sự nhận dạng user chủ gọi UE chủ gọi gửi yêu cầu chứa mào đầu P-Preffered-Identity, có chứa thông tin nhận dạng public user đã được đăng ký. Để ẩn đi nhận dạng (của Tobias) thì cần đặt Privacy có giá trị “id”. Thực hiện điều này sẽ làm P-CSCF của Theresa xóa bỏ P-Preffered-Identity của Tobias trước khi gửi đến UE của Theresa, vì thế Theresa chỉ nhìn thấy nhận dạng của Tobisa ở mào đầu From. P-CSCF phía chủ gọi sẽ nhận được yêu cầu INVITE, nó kiểm tra yêu cầu nhận được có qua IPsec SA hay không, nếu không thì P-CSCF sẽ từ chối yêu cầu. Sau đó P-CSCF sẽ chèn P-Assered-Identity ở INVITE thay cho P-Preffered-Identity. Nếu P-Preffered-Identity chứa URI có là nhận dạng public user đã được đăng ký (bằng cách kiểm tra thông tin trạng thái đăng ký của user) đã được dùng từ trước hay không. Nếu đúng, P-CSCF sẽ thay nội dung của P-Perffered-Identity vào làm nội dung của P-Assered-Identity. Sự nhận dạng của user bị gọi Để ý đến yêu cầu INVITE, thấy request URI: INVITE sip: [email protected] SIP/2 \.0. Dựa vào URI này, S-CSCF của Theresa sẽ kiểm tra sự tồn tại của nhận thực public user này có là nhận dạng hiện tại đã được đăng ký và trao quyền hay không. Nếu hiện tại Theresa không đăng ký bằng nhận dạng này, thì S-CSCF sẽ gửi lại phía chủ gọi bản tin 404 (Not Found) phản hồi cho yêu cầu INVITE và cuộc gọi sẽ bị hỏng. Lúc đó, tùy theo tiêu chuẩn lọc đối với user chưa đăng ký, bản tin INVITE sẽ được gửi forward đến hộp thư thoại của Theresa. S-CSCF của Theresa nhận được yêu cầu INVITE, nếu thỏa mãn các điều kiện trên, nó sẽ thay nhận dạng public user ở request URI cũ bởi địa chỉ liên lạc đã được đăng ký của Theresa, và để vẫn giữa được nhận dạng cũ, S-CSCF sẽ thêm vào mào đầu P-Called-Party-ID. Sau khi nhận được yêu cầu INVITE, UE của Theresa sẽ gửi lại mào đầu P-Preffered-Identity (chứa nhận dạng public user của Theresa) ở phản hồi đầu tiên cho yêu cầu INVITE. Sau đó tiến trình thực hiện tương tụ như đã đề cập đối với hướng từ Tobias, nhưng theo chiều ngược lại.

2.4.3 Định tuyến

Phân biệt giữa phiên, dialog, các giao dịch và nhánh (branch) Phiên, là thuật ngữ mô tả kết nối truyền thông giữa các user (ví dụ Tobias muốn gửi các luồng audio và video đến Theresa). Sự truyền thông này gọi là mức mang (bearer level): các gói RTP được gửi từ hai UE đến GGSN và GGSN sẽ thực hiện truyền các gói này một cách trực tiếp qua mạng. Phiên ở đây được thiết lập dựa trên SIP và báo hiệu SDP (giao thức mô tả phiên) được truyền trên mặt bằng điều khiển (control plane).

Trang-53- SIP dialog là báo hiệu giữa hai UE cần để thiết lập, điều chỉnh và giải phóng phiên đa phương tiện. Một dialog bắt đầu được thiết lập với yêu cầu INVITE và tồn tại đến hết kết thúc phiên bằng phản hồi 200 (OK) cho yêu cầu BYE. Mọi dialog đều được nhận dạng bằng giá trị chứa ở mào đầu Call-ID và các nhãn (tag) ở mào đầu To và From của các yêu cầu SIP. Một giao dịch SIP gồm một yêu cầu SIP và tất cả các phản hồi liên quan đến yêu cầu đó. Ví dụ để thiết lập phiên, UE của Tobias gửi một yêu cầu INVITE đến UE của Theresa và sẽ nhận được phản hồi 100 (Trying) từ P-CSCF, phản hồi 183 (Session in Progress) và 180 (Ringing) và 200 (OK) từ UE của Theresa. Như vậy có năm bản tin cho giao dịch đó, và cả năm bản tin đêu thuộc một dialog và có cùng số Csep. Sau khi đã thiết lập được IPsec SAs, UE của Tobias sẽ đặt địa chỉ port đã được bảo vệ (1357) ở mào đầu Contact, đặt địa chỉ port đã được bảo vệ của nó tại mào đầu Via để có thể nhận được tất cả các phản hồi qua port được bảo vệ đó. Địa chỉ của port được bảo vệ của P-CSCF (7531) được đặt ở mào đầu Route đầu tiên để P-CSCF có thể nhận được tất cả các yêu cầu của UE qua cổng bảo vệ kết hợp bảo mật đó. Các mào đầu To và From không được dùng cho mục đích định tuyến mà nó chỉ có mục đích nhận dạng. Khi nhận được yêu cầu, P-CSCF sẽ thực hiện: xóa mào đầu Route thứ nhất liên quan đến địa chỉ của P-CSCF, kiểm tra xem thông tin định tuyến chứa ở trong yêu cầu có theo đúng như thông tin định tuyến P-CSCF đã lưu trữ trong quá trình đăng ký hay không, đặt thêm địa chỉ của nó ở mào đầu Via trên cùng (sẽ giúp nhận được các gói phản hồi), thêm vào mào đầu Record-Route và đặt địa chỉ của nó vào đó (giúp tất cả các gói tin đều phải đi qua P-CSCF này), rồi gửi cho S-CSCF của Tobias. S-CSCF của Tobias nhận được yêu cầu đó, nó sẽ xóa mào đầu Route liên quan đến địa chỉ của chính S-CSCF đó và thực hiện các thủ tục (*). S-CSCF tiếp tục định tuyến yêu cầu INVITE sang I-CSCF của Theresa (S-CSCF của Tobias dựa vào DNS để tìm địa chỉ của I-CSCF). Nếu S-CSCF biết được khả năng định tuyến của I-CSCF thì nó sẽ thêm địa chỉ của I-CSCF vào mào đầu Route và thực hiện gửi theo SIP, tuy nhiên vì S-CSCF của Tobias và I-CSCF của Theresa ở đây nằm ở hai mạng khác nhau nên S-CSCF sẽ không thực hiện được điều đó. S-CSCF của Tobias sẽ đóng gói UDP chứa yêu cầu INVITE đến I-CSCF. I-CSCF mạng thường trú của Theresa cần tìm ra địa chỉ của S-CSCF sẽ phục vụ cho Theresa. Nếu Theresa chưa đăng ký, I-CSCF cần tìm ra địa chỉ của S-CSCF mặc định cho Theresa thuê bao dịch vụ như một user không đăng ký. Thông tin S-CSCF đã cấp cho user được lưu tại HSS, nếu có nhiều HSS thì I-CSCF cần truy vấn SLF để tìm ra HSS phù hợp chứa thông tin về S-CSCF cấp cho Theresa. Sau khi đã tìm ra địa chỉ S-CSCF, I-CSCF sẽ xóa địa chỉ của nó ở mào đầu Route và thêm vào yêu cầu INVITE địa chỉ đó ở mào đầu Route trên cùng, và thêm vào địa chỉ của I-CSCF vào mào đầu Via trên cùng. Vì nhiệm vụ của I-CSCF chủ yếu để tìm S-CSCF do vậy những gói tin sau đó không cần thiết phải qua I-CSCF mà sẽ tới thẳng S-CSCF, do đó I-CSCF sẽ không thêm địa chỉ của nó vào mào đầu Record-Route của yêu cầu INVITE này. S-CSCF của Theresa nhận được yêu cầu INVITE, nó sẽ xóa địa chỉ của nó tại mào đâu Route, thêm vào địa chỉ của nó ở mà đầu Via, và S-CSCF sẽ thực hiện thông tin với AS

Trang-54- của Theresa tương tự các thủ tục (**). Bằng việc này, S-CSCF sẽ thay request URI bằng địa chỉ liên lạc đã đăng ký có cổng server bảo vệ là 1006 (cũng chính là port của UE Theresa), cùng với địa chỉ của P-CSCF (của Theresa) có được từ mào đầu Path của yêu cầu REGISTER của Theresa. S-CSCF sẽ đặt địa chỉ của P-CSCF vào mào đầu Route. P-CSCF của Theresa nhận được yêu cầu INVITE nó sẽ xóa tất cả mào đầu Route và thêm địa chỉ của nó vào mào đầu Record-Route và Via, đồng thời thêm địa chỉ port bảo vệ (1511) vào yêu cầu INVITE rồi gửi đến UE của Theresa. Sau khi UE của Theresa nhận được yêu câu INVITE nó sẽ lưu lại giá trị của mào đầu Contact và danh sách mào đầu Record-Route để phục vụ cho việc định tuyến các bản tin tiếp sau. (*)Khi S-CSCF nhận được yêu cầu INVITE khởi tạo, nó sẽ so sánh thông tin các tiêu chuẩn lọc. Nếu yêu cầu dịch vụ phù hợp với tiêu chuẩn nào đó, S-CSCF sẽ gửi yêu cầu đến AS của tiêu chuẩn ấy (tiêu chuẩn lọc được S-CSCF tải về từ HSS trong quá trình đăng ký và nhận thực, mã của tiêu chuẩn lọc có dạng XML và việc thực hiện tải về sẽ thông qua điểm tham chiếu Cx).

Bảng 2.3. Tiêu chuẩn bộ lọc của S-CSCF của Tobias Element of filter criteria

Filter criterion #1 Filter criterion #2 Filter criterion #3

SPT: session case

Originating Originating Terminating

SPT: public user identity

Tel:+44-123-456-789

sip: [email protected] tel:+44-123-456-789

sip: [email protected]

SPT: SIP method

* INVITE SUBSCRIBE

Further SPT - - SIP header: event: pres

Application server

sip:as1.homel.fr;lr sip:as2.homel.fr;lr sip:as3.homel.fr;lr

(**) Như vậy so sánh ta thấy rằng yêu cầu INVITE sẽ hợp với tiêu chuẩn lọc số 2 vì: có chứa sip:[email protected], và yêu cầu là INVITE. Sau đó S-CSCF thông tin với AS Hình 2.16:

Trang-55-

Hình 2.16. Mào đầu giao dịch SIP [3]

2.4.4 Nén thông tin

Khi yêu cầu có tham số SigComp tức là nội dung của nó đã được nén (***). Ví dụ INVITE sip: [5555::5:6:7:8] : 1006;comp=SigComp SIP/2.0. Khi nhận được yêu cầu có nén này, P-CSCF sẽ thêm tham số com=sigcomp vào mào đầu Via của chính nó, để Theresa gửi tất cả các phản hồi cho yêu cầu (hoặc phản hồi) đã nén này. P-CSCF thêm tham số com=sigcomp vào mào đầu Record-Route để Theresa gửi tất cả các yêu cầu (với phản hồi cũng tương tự) cho dialog đã nén này qua P-CSCF đó.

(***) Các thuật toán nén thay thế các biểu thức dài được sử dụng thường xuyên trong các bản tin bởi các từ mã ngắn hơn. Bộ xử lý xây dựng một từ điển ánh xạ các biểu thức dài thành các từ mã ngắn và gửi từ điển này đến bộ giải nén, như được chỉ ra ở hình 2.17.

Trang-56-

Hình 2.17. Quy luật SigComp [5]

2.4.5 Dàn xếp phương tiện truyền thông[4 ]

Cơ chế SDP offer/answer cho phép hai UE thống nhất dùng tập các phương tiện truyền thông cho phiên và thống nhất dùng các mã hóa tương ứng được sử dụng cho mỗi loại phiên khác nhau. Quá trình dàn xếp truyền thông thực hiện qua mấy bước:

UE chủ gọi gửi SDP offer đầu tiên trong yêu cầu INVITE. SDP này chứa danh sách tất cả các loại phương tiện truyền thông (như audio, video, các ứng dụng nào đó như chat hoặc whiteboard) mà chủ gọi muốn dùng cho phiên này, SDP còn chứa danh sách các mã hóa khác nhau mà UE chủ gọi hỗ trợ cho việc mã hóa những phương tiện truyền thông khác nhau này.

UE bị gọi sẽ phản hồi bằng SDP answer đầu tiên, ở đó nó có thể từ chối một số loại phương tiện truyền thông vừa được đề xuất ở SDP offer. UE đó cũng có thể bỏ đi những mã mà nó không hỗ trợ.

Trang-57-

Sau khi nhận được SDP trả lời đầu tiên, UE chủ gọi cần quyết định sẽ dùng mã hóa nào. Nó sẽ gửi một đề xuất thứ hai đến UE bị gọi, sẽ chỉ ra mã nào sẽ được dùng cho loại truyền thông tương ứng sẽ dùng trong phiên.

UE bị gọi sẽ chấp nhận đề xuất thứ hai và gửi lại UE chủ gọi một xác nhận. (hình 2.18).

Hình 2.18. SDP offer/answer trong IMS [4]

SIP cho phép thiết lập phương tiện truyền thông sau khi offer/anser exchange đầu tiên (ở SDP answer có nhiều mã như ví dụ trên thì sự thiết lập phương tiện sẽ thực hiện ở exchange thứ hai tức là sự chuyển thứ hai). Sau Khi UE Theresa nhận được SDP offer thứ hai này, nó xác định được cả hai đã ứng thuận dùng các luồng truyền thông và mã phù hợp tưng ứng, và phản hồi UE Tobias một SDP answer có nội dung giống SDP offer thứ hai trên (tất nhiên mào đầu SDP answer thứ hai này sẽ giống SDP answer đầu tiên).

2.4.6 Dự trữ tài nguyên – Resource Reservation

Các phiên giữa Tobias và Theresa được đàm phán nhờ báo hiệu SDP trên SIP giữa hai UE. Các signalling PDP context được dùng để chuyển báo hiệu SIP, còn các media PDP context dùng để chuyển các luồng phương tiên truyền thông. Thủ tục thiết lập media PDP context được gọi là Resource Reservation. Thiết lập media PDP context là thủ tục chiếm một khoảng thời gian nào đó và nó có thể không thực hiện được nếu liên kết vô tuyến bị thiếu tài nguyên truyền dẫn (thiếu kênh truyền hoặc chất lượng kênh không đủ để truyền). Vì thế UE của Theresa sẽ không có hồi chuông khi chưa xác định được Resource Reservation bên chủ gọi đã hoàn thành tốt. Cơ chế thực hiện điều này theo:

Trang-58-

UE Tobias gửi yêu cầu SIP UPDATE đến UE bị gọi khi Resource Reservation đã thành công ở UE của Tobias;

UE Theresa sẽ không có chuông cho đến khi nó nhận được yêu cầu SIP UPDATE của UE Tobias.

Ta xét trường hợp khi UE không hỗ trợ cơ chế điều kiện (precondition) (giả sử UE của Theresa không hỗ trợ cơ chế này). Khi đó không cần biết đến tài nguyên mặc định (Resource Reservation) của UE Tobias có thành công hay không, UE của Theresa cũng có hồi chuông và cuộc gọi bắt đầu. Ở đây ta thấy được sự thành công cuộc gọi ở mức báo hiệu nhưng thông tin trên mặt bằng truyền thông media thì lại không đạt được, kết quả là cuộc gọi vẫn không thành công (nếu UE Tobias vẫn chưa thực hiện được Resource Reservation). Khi một yêu cầu từ UE có hỗ trợ cơ chế này, mào đầu của nó có tham số precondition: Require: see-agree, precondition. Nếu UE tại đó không hỗ trợ precodition thì nó sẽ phản hồi bằng 420 (Bad Extenstion) cho INVITE.

Hình 2.19. SDP offer/answer và các tiền điều kiện khi thiết lập phiên SIP [7]

Sau khi nhận được SDP answer trên trong phản hồi 183 ở trên, UE Tobias gửi yêu cầu PRACK, quá trình tiếp theo hoàn toàn giống như mục 2.4.5, nhưng có thêm vào các mào đầu liên quan đến qos precondition đối với mỗi luồng truyền thông tương ứng với mỗi dòng m. Như vậy khi cả hai phía đã thực hiện Resource Reservation (*) và cả hai đều xác định được sự thành công đó thì cuộc gọi bắt đầu thực hiện được với tín hiệu chuông. (*) Resource Reservation thành công - GPRS đã thiết lập được các media PDP context – Packet Data Protocol context sơ cấp và thứ cấp. Kích hoạt PDP context sơ cấp tức là thiết

Trang-59- lập kết nối logic giữa UE và GGSN theo QoS, sau khi thực hiện điều này thì UE có thể gửi các gói IP qua môi trường không dây. PDP context thứ cấp được kích hoạt sẽ cho phép UE gủi các gói IP tiếp theo nhưng với QoS khác.

2.4.7 Điều khiển phương tiện truyền thông

PDF

PDP

GGSN

(4) Media PDP Context establishment including token

(1) INVITE / 183

(2) P-CSCF requests / gets from PDF the media

authorization token

(5) GGSN queries PDF

(3) INVITE / 183 media authorization token

(6) GGSN cut through media

P-CSCF

Hình 2.20. Truyền tài thông tin trao quyền media [3]

2.4.8 Sự trao đổi thông tin liên quan đến tính cước cho phiên [12];[17]

Kể từ khi dữ liệu lưu lượng truyền thông được truyền qua PDP context, GGSN sẽ thực hiện đo đạc tính cước lượng dữ liệu truyền qua PDP context. Những bản tin tính cước được GGSN ghi dựa theo GPRS Charing ID (GCID) được tạo bởi mạng truy nhập. GGSM sẽ gửi các GCID qua điểm tham chiếu Go để tới P-CSCF. P-CSCF sẽ tính cước các luồng media đã được truyền trên các media PDP context đã thiết lập, P-CSCF sẽ tạo IMS Charing ID (ICID) dựa vào GCID (có thể hình dung rằng GCID tính cước lưu lượng còn ICID tính cước tổng dựa vào từng loại lưu lượng cho audio hay video thì cước sẽ khác nhau). Sau đó P-CSCF gửi ICID về CCF mạng thường trú của user (P-CSCF tải về địa chỉ của CCF từ S-CSCF nhờ mào đầu P-Charing-Address, S-CSCF có được địa chỉ của CCF từ HSS nhờ thông tin của gói Diameter SAA khi user thực hiện đăng ký). Chú ý đối với yêu cầu INVITE, khi S-CSCF nhận được nó, S-CSCF sẽ truy vấn chuẩn bộ lọc để tìm được AS phục vụ user và gửi yêu cầu INVITE đến AS đó như đã đề cập. Sở dĩ phải truy vấn AS vì AS chứa cơ sở dữ liệu phục vụ dịch vụ - tiếng chuông chẳng hạn. Nếu yêu cầu INVITE này được thiết lập khi Resource Reservation đã đạt được – vì yêu cầu này được thiết lập ở giao dịch thứ hai chẳng hạn – khi user muốn thêm một dịch vụ nữa vào phiên. Nếu vậy thì các thủ tục đối với thông tin cước đều được thực hiện như trên.

Trang-60-

2.4.9 Ví dụ một số trường hợp Đối với tính cước offline

Khi UE nằm ở mạng tạm trú:

Hình 2.21. UE nằm ở mạng tạm trú thiết lập phiên. [7]

Trang-61- Khi UE nằm ở mạng thường trú:

Hình 2.22. UE nằm ở mạng thường trú thiết lập phiên. [7]

2.4.10 Giải phóng phiên

Giả sử Theresa là người muốn kết thúc phiên, cô ấy thực hiện bấm nút kết thúc cuộc gọi, UE Theresa sẽ gửi yêu cầu BYE. L úc n ày, UE Tobias cũng sẽ bỏ PDP context của nó ngay khi nhận được yêu cầu BYE. Nó sẽ phản hồi bằng 200 (OK). Các S-CSCF và AS cũng xóa bỏ các thông tin liên quan đến phiên và dialog. Trường hợp P-CSCF thực hiện giải phóng phiên đã khởi tạo - khi nó nhận ra UE đã bị mất sóng và không thể kết nối với mạng được, khi đó P-CSCF cần gửi yêu cầu BYE đến phía UE ở xa (UE không bị mất sóng).

Trang-62- Trường hợp user dùng hình thức tính cước online – thuê bảo trả trước, đang thực hiện phiên dịch vụ thì tài khoản bị hết tiền thì S-CSCF sẽ thực hiện giải phóng phiên đã khởi tạo. Khi đó S-CSCF sẽ gửi yêu cầu BYE tới UE của user đó. Mục 2.4.10 với trình tự giải phóng phiên và các thông tin liên quan đến tính cước offline trong IMS đã kết thúc chương II của Luận văn. Chương III; là chương quan trọng mà Luận văn tập trung nghiên cứu với các dịch vụ trên nền IMS đã, đang và sẽ được các nhà khai thác mạng trên thế giới áp dụng. Lượng kiến thức được trình bày ở chương này được rút ra từ các nghiên cứu, triển khai các dịch vụ IMS trên nền NGN tại Việt Nam.

Trang-63-

Chương 3: CÁC DỊCH VỤ TRIỂN KHAI TRÊN NỀN IMS

3.1 CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ TRONG IMS

IMS hỗ trợ các chế độ QoS end-to-end (được mô tả ở 3 GPP TS 23.207-End-to-end QoS concept and architecture- [11]: Các đầu cuối có thể trực tiếp dùng các giao thức dành riêng cho tài nguyên lớp liên kết, RSVP (Resource ReSerVation Protocol), hoặc cấu trúc Diffserv.

3.1.1 Giới thiệu

Các đầu cuối cần ánh xạ các luồng truyền thông của một phiên vào các luồng dành cho tài nguyên (Resource Reservation). Một đầu cuối thiết lập một luồng audio và một luồng video có thể yêu cầu một luồng Reservation đơn (cho cả audio và video) hoặc yêu cầu hai luồng Reservation (một cho audio, một cho video). Việc yêu cầu đó có thể gồm việc tạo ra một context PDP thứ cấp hoặc việc gửi những gói PATH RSVP. P-CSCF hướng dẫn đầu cuối thực hiện Resource Reservation bằng cách dùng các SRF (Single Reservation Flow) của SDP Grouping Framwork. SDP Grouping Framework (RFC 3388) cho phép nhóm các luồng truyền thông và mô tả ngữ nghĩa của nhóm. Ví dụ, LS (Lip Synchronization) chỉ ra rằng play-out của các luồng truyền thông cần phải được đồng bộ. LS được dùng để nhóm một luồng audio và một luồng video (hình 3.1).

Hình 3.1. P-CSCF thêm SRF vào yêu cầu INVITE [3]

Trang-64-

Hình 3.2. P-CSCF thêm SRF vào phản hồi 183 [3]

3.1.2 Reservation của các đầu cuối

Các đầu cuối dùng thông tin SRF trong các mô tả phiên để xác định số luồng Resource Reservation (tài nguyên mặc định) cần được thiết lập. Khi mạng truy nhập là GPRS, mỗi luồng Resource Reservation là một PDP Context (ngữ cảnh PDP, hoặc dạng PDP). Một đầu cuối thiết lập một PDP để trao đổi báo hiệu SIP sau khi thực hiện liên kết GPRS (hình 3.3). Thông tin được mạng lưu về việc PDP này chứa địa chỉ IP của đầu cuối và các đặc tính QoS của PDP chứa loại lưu lượng. Có bốn loại lưu lượng: Best Effort, Interactive, Streaming, và Conversational. PDP dùng cho báo hiệu SIP luôn thuộc loại Conversation.

Hình 3.3. Sự kích hoạt PDP Context [15]

Các đầu cuối IMS thiết lập thêm các PDP Context để gủi và nhận phương tiện truyền thông (hình 3.4). Số PDP Context được thêm (các PDP Context thứ cấp) tùy thuộc vào các giới thiệu nhận được từ P-CSCF ở các dòng SRF a=group. Các PDP Context thứ cấp dùng

Trang-65- cùng địa chỉ IP như chức năng quyết định chính sách (PDP Context sơ cấp), nhưng chúng có thể sẽ chứa những đặc tính QoS khác nhau.

Hình 3.4. Kích hoạt PDP context thứ cấp [15]

3.1.3 Sự trao quyền bởi Mạng

Các đầu cuối có thẻ trao quyền nhận được từ PDF trong các gói tin Activate Secondary PDP Context Request – yêu cầu PDP Context thứ cấp kích hoạt. SGSN nhận được gói tin này và dùng MAP kiểm tra thông tin thuê bao của User trong HSS. Nếu đầu cuối yêu cầu nhiều băng thông hơn so với thuê bao của User cho phép (thuê bao mà nhà cung cấp cho phép người dùng sử dụng dịch vụ), SGSN sẽ gửi một yêu cầu tạo PDP Context đến GGSN. Gói tin này chứa thẻ trao quyền nhận được ở gói tin (1). GGSN nhận được thẻ này ở ở gói tin (2) của hình 3.5 và gửi nó đến PDF trong bản tin COPS REQ (3). PDF phản hồi bằng bản tin DEC (4) có chứa các đặc tính QoS và các nhận dạng những luồng gói dùng PDP Context.

Hình 3.5. Mạng trao quyền QoS [16]

GGSN dùng các bộ lọc gói để đảm bảo rằng chỉ các luồng gói đã trao quyền là được gửi. Các nhận dạng các luồng gói gồm năm mức chứa các địa chỉ nguồn đích, các cổng nguồn và đích. Ví dụ, một PDP Context có thể chỉ mang lưu lượng gửi đến địa chỉ IP của UE ở xa. Nếu GGSN không triển khai loại bộ lọc này thì user có thể dùng một PDP Context đã trao quyền bởi PDF cho một mục đích khác.

Trang-66- GGSN sau khi nhận được bản tin DEC (4), nó trả lại một bản tin RTP (5) đến PDF chỉ ra rằng nó sẽ tuân theo chính sách của PDF. Sau đó, nó sẽ nhận thực PDP Context đã yêu cầu (6).

3.1.4 QoS trong mạng [16]

GGSN nhận được lưu lượng từ một đầu cuối trên PDP Context, sẽ phân công nó một DSCP hợp lý và gửi DSCP đó vào mạng theo cấu trúc DiffServ (hình 3.6). DSCP tương ứng với một PDP Context riêng biệt được phân công dựa trên các luật cấu hình tĩnh trong GGSN. Khi RSVP được dùng, GGSN có thể dùng thông tin mang trong báo hiệu RSVP để quyết định DSCP nào sẽ được dùng.

Hình 3.6. Cấu trúc DiffServ thông qua các DSCP nhờ GGSN [3]

3.2 DỊCH VỤ HIỂN THỊ

Hiển thị là dịch vụ thể hiện hồ sơ động của một user tại các thực thể hiển thị, trình bày thông tin về chính user đó hoặc cả thông tin chia sẻ khác. Hiển thị có thể được xem như trạng thái của user A đối với các user khác hoặc trạng thái của các user khác đối với user A. Trạng thái có thể chứa các thông tin như thông tin cá nhân và thông tin về trạng thái thiết bị, khả năng của thiết bị đầu cuối, phương thức liên lạc tương thích đối với dịch vụ mà user A muốn dùng để thông tin với các user khác (voice, video, message, game…) Thông tin hiển thị mang tính cá nhân, luôn được liên kết riêng với từng user. Nó chỉ cho người đang khởi tạo cuộc gọi biết được trạng thái của các user khác, cho phép có một sự lựa chọn hình thức thông tin với các user đó, điều đó khiến cho việc điều khiển cuộc gọi được linh hoạt, thuận tiện và hiệu quả.

3.2.1 Cấu trúc hệ thống liên quan đến dịch vụ hiển thị trong IMS

Hình 3.7 mô tả sơ đồ cấu trúc hệ các thực thể liên quan đến vấn đề dịch vụ hiển thị trong IMS. Trong đó đầu cuối IMS thực hiện vai trò là thực thể giám sát và là thực thể thực hiện hiển thị (PUA – Presence User Agent). Presence Agent (PA) là server ứng dụng nằm ở mạng thường trú. Trong IMS, PA cũng đóng vai trò làm Presence Server. Resource List Server (RLS) cũng được triển khai trên Server ứng dụng (AS). AS cung cấp nhiều dịch vụ và nó có thể đảm nhận làm một thực thể giám sát Watcher các thông tin hiển thị.

Trang-67-

Hình 3.7. Cấu trúc hệ thống hiển thị của IMS [3]

Giao diện Pen đáng chú ý vì nó cho phép AS hoạt động như PUA thực hiện công bố thông tin hiển thị đến PA. PUA đạt được thông tin hiển thị từ HLR, MSC/VLR, SGSN, GGSN, hoặc S-CSCF. Giao diện Ut kết nối giữa đầu cuối IMS và bất kỳ Application Server nào, như PA hoặc RLS. Ut cho phép user lấy được cấu hình của danh sách hiển thị, hoặc trao quyền giám sát…Giao diện này dùng giao thức XCAP (XML Configuration Access Protocol). Presentity - Thực thể hiển thị, cung cấp thông tin hiển thị cho một dịch vụ hiển thị; Watcher – Các thực thể yêu cầu thông tin hiển thị Presence Agent – Có khả năng lưu trữ dữ liệu thuê bao và tạo các thông báo; Presence User Agent – Dùng thông tin hiển thị dành cho Presentity và công bố thông tin hiển thị; Presence Server - Quản lý thông tin hiển đã được các PUA tải lên và xử lý các yêu cầu thuê bao hiển thị, và cung cấp thông tin hiển thị đến server; Presentity Presence Proxy - Nhận dạng Presence Server;

3.2.2 Sự đăng ký Watcher

User Alice có thể đảm nhận làm một watcher. Khi Alice bắt đầu dùng ứng dụng hiển thị, cô sẽ đăng ký các thông tin hiển thị về các thực trạng hiện tại của cô. Mặc dù IMS cho phép Alice đăng ký các hiển thị mà cô dùng riêng, nhưng trong hầu hết các trường hợp, watcher luôn đăng ký toàn bộ danh sách hiển thị của họ từ RLS của mạng thường trú. Hình 3.8 là một quá trình đăng ký dịch vụ hiển thị. Ứng dụng Watcher trong UE của Alice sẽ gửi một yêu cầu SUBSCRIBE đến danh sách của cô (có địa chỉ: sip:alice-list<9home.net). Yêu cầu SUBSCRIBE (1) chứa trường mào đầu Event có giá trịdanh sách sự kiện (eventlist) để chỉ ra rằng đăng ký được địa chỉ đến một danh sách chứ không phải là địa chỉ đến một sự hiển thị riêng nào. S-CSCF nhận được yêu cầu (2), nó sẽ đánh giá với tiêu chuẩn bộ lọc khởi tạo. Một trong những tiêu chuẩn này chỉ ra rằng yêu cầu (3) nên được gửi

Trang-68- tiếp đến một Application Server thực hiện RLS. Sau khi RLS thẩm tra nhận dạng của thuê bao và trao quyền thuê bao thì RLS gửi phản hồi 200 (OK) (4). RLS cũng gửi một yêu cầu NOTIFY (7) (các phản hồi và yêu cầu này chưa chứa bất cứ thông tin hiển thị nào tại thời điểm hiện tại). RLS thuê dùng tất cả các hiển thị đã được lên danh sách trong resource list. Khi có đủ thông tin cần thiết, RLS sẽ tạo ra một yêu cầu NOTIFY khác (13) chứa một tài liệu hiển thị có toàn bộ thông tin hiển thị mà RLS đã nhận được từ PUA.

Hình 3.8. Đăng ký Watcher cho danh sách hiển thị [17]

Hình 3.9 chỉ ra RLS thuê dùng một sự hiển thị chứa trong resource list. RLS gửi một yêu cầu SUBSCRIBE (1) đến địa chỉ của sự hiển thị trong danh sách. Yêu cầu chứa một mào đầu Event có giá trị presence. Yêu cầu được gửi forward tới I-CSCF trong mạng có PA (qua S-CSCF trong mạng thường trú RLS). I-CSCF sẽ truy vấn HSS để tìm ra S-CSCF đã cấp cho sự hiển thị, rồi forward yêu cầu SUBSCRIBE (5) đến S-CSCF đó. S-CSCF đó sẽ đánh giá tiêu chuẩn lọc ban đầu để tìm ra PA, rồi S-CSCF cần forward yêu cầu này đến PA đó (6). Sau khi gửi phản hồi 200 (OK) (7), PA sẽ gửi yêu cầu NOTIFY (11) chứa thông tin hiển thị.

Trang-69-

Hình 3.9. RLS đăng ký hiển thị [15]

3.2.3 Sự công bố hiển thị [18]

Khi ứng dụng hiển thị IMS bắt đầu, nó sẽ công bố thông tin hiển thị của thực thể hiển thị hiện tại. Đầu cuối IMS gửi yêu cầu PUBLISH (1) chứa mào đầu Event có giá trị presence. S-CSCF nhận được yêu cầu (2) và đánh giá sự hiển thị với tiêu chuẩn lọc khởi tạo. Tiêu chuẩn lọc khởi tạo sẽ chỉ ra yêu cầu này nên được forward đến PA lưu trữ thông tin hiển thị của thực thể hiển thị. PA sẽ trao quyền publication và gửi một phản hồi 200 (OK) (4).

Hình 3.10. Đầu cuối IMS công bố thông tin hiển thị

Trang-70-

3.3 DỊCH VỤ NHẮN TIN

Có hai chế độ vận hành của dịch vụ nhắn tin tức thời (pager-mode và session-base) phụ thuộc vào đó là các tin nhắn tức thời đơn hay nó là một phần của phiên. Tin nhắn tức thời pager-mode được gửi dưới dạng các bản tin riêng biệt, không liên quan đến những bản tin trước và sau nó. Tin nhắn tức thời loại này tương tự với SMS (Short Message Service) trong mạng Cellular. Tin nhắn tức thời session-base được gửi trong một phiên đang tồn tại, được thiết lập cùng với một yêu cầu INVITE (chế độ này giống như dịch vụ chat mà ta đã biết đối với mạng Internet).

3.3.1 Nhắn tin tức thời Pager-mode trong IMS

Dịch vụ nhắn tin tức thời page-mode được giới thiệu lần đầu ở Release 5 của 3GPP. 3GPP TS 23.228 [11] đã chứa các yêu cầu cho các dịnh vụ ứng dụng và các S-CSCF có thể gửi thông tin dạng văn bản tới đầu cuối IMS. Các giới thiệu của 3GPP TS 23.218 [16] có hỗ trợ cho sự mỏ rộng phương thức MESSAGE. Các đầu cuối IMS được uỷ quyền để triển khai phương thức MESSAGE (RFC 3428 ) và để cho phép sự triển khai đó được là một đặc tính tuỳ chọn đối với các S-CSCF và các AS. Tất nhiên các tin nhắn tức thời pager-mode sẽ bị ràng buộc (ví dụ về kích thước bản tin). Mục đích chính của tin nhắn tức thời pager-mode là cho phép S-CSCF hoặc AS gửi các bản tin khẩn ngắn đến đầu cuối IMS. Khi phương thức MESSAGE được triển khai trên các đầu cuối IMS, các user có thể gửi được những tin nhắn tức thời pager-mode đến những user khác. Hình 3.11 sau là một ví dụ cho tin nhắn tức thời pager-mode.

Hình 3.11. Nhắn tin tức thời pager-mode trong IMS [18]

Hình 3.12 làm một ví dụ cho dịch vụ cung cấp bằng phương thức MESSAGE. Trong đó AS đảm nhận vai trò người điều khiển của hệ thống voicemail. AS sẽ chú ý để biết được

Trang-71- khi nào user đăng nhập thành công vào IMS, vì thế AS có thể báo cho user biết rằng mạng có các voicemail chờ được đem về. Dịch vụ được triển khai: user đăng ký với IMS như thường lệ, (1)-(20) trong hình 5.6; Khi sự đăng ký hoàn thành, S-CSCF sẽ đánh gia tiêu chuẩn lọc khởi tạo; Một trong các tiêu chuẩn lọc khởi tao sẽ chỉ cho S-CSCF nên thực hiện đăng ký bên thứ 3 (third-party registration)với một AS riêng; Sau đó S-CSCF gửi yêu cầu third-party REGISTER (21) đến AS đã được chỉ định. Mục đích của yêu cầu REGISTER third-party này không phải để đăng ký user với AS, mà là để chỉ cho AS rằng user vừa mới đăng kí đến S-CSCF; Nhận được yêu cầu REGISTER này (21), AS sẽ tạo ra một yêu cầu MESSAGE (23) chứa vài thông tin văn bản, cũng có thể là link đến một địa chỉ website nắm giữ bản sao của những tin nắm đang chờ được lấy về (ví dụ những tin nhắn offline) hay các thông tin thích hợp khác mà dịch vụ hộ trợ; Yêu cầu MESSAGE được gửi forward qua S-CSCF và P-CSCF như bất kỳ bản tin SIP nào khác.

Hình 3.12. Ví dụ của một dịch vụ cung cấp các tin nhắn tức thời pager-mode[18]

3.3.2 Nhắn tin tức thời Session-base trong IMS

Dịch vụ nhắn tin tức thời session-base được giới thiệu trọng Release 6 của 3GPP. Chỉ tiêu kỹ thuật của giao thức đã được chi tiết hoá mô tả trong 3GPP TS 24.247 [10] (Messaging service using the IP Multimedia Core network subsystem Stage 3-Internet). Nhắn tin tức thời session-base

Trang-72- Giao thức MSRP (Message Session Relay Protocol) được dùng để truyền tải các bản tin khẩn Session-base (*). Trong IMS, MSRP được triển khai trên các đầu cuối IMS. MRFP cũng có thể triển khai MSRP. Có hai sơ đồ khác nhau cho việc thiết lập một phiên của các tin nhắn tức thời. Sơ đồ đầu tiên chúng ta mô tả ở hình 3.13:

Hình 3.13. Các tin nhắn tức thời Session-base: phiên MSRP end-to-end [18]

Trong hình 3.14, một đầu cuối IMS thiết lập một phiên đến điểm cuối khác. Các bản tin SIP sẽ đi qua các nút IMS (các P-CSCF, các S-CSCF, hoặc có thể qua các AS,…). Sau đó MSRP được gửi end-to-end. Khác với sự thiết lập phiên cơ bản là ở đây không có các phản hồi 183, yêu cầu PRACK hoặc yêu cầu UPDATE vì REGISTER ở MSRP chỉ chứa một luồng truyền thông được công khai trong SDP.

Trang-73-

Hình 3.14. Chat Server - hội nghi session-base multi-part [13]

Trong sơ đồ thứ hai, MRFC và MRFP là những trung gian trong mạng, sẽ tạo điều kiện cho việc tạo các sự kiện tính cước theo kích thước của bản tin hoặc theo bất kỳ nội dung thêm nào trong các bản tin MSRP SEND. Lý do khác là MRF đang đảm nhận làm một đơn vị hội nghị nhiều bên cho các tin nhắn tức thời (ví dụ chat room). Hình 3.14 chỉ ra ví dụ của một hội nghị đa bên đó. Ở đây chúng ta cho rằng các user tham gia vào hội nghị đều thuộc cùng một mạng, mặc dù họ có thể được cấp các S-CSCF và P-CSCF khác nhau. Trong hình đó, đầu tiên user gửi một yêu cầu INVITE (1), yêu cầu đó sẽ đi qua P-CSCF và S-CSCF đã cấp cho user đó. S-CSCF sẽ gửi forward yêu cầu INVITE (5) đến MRFC. MRFC điều khiển MRFP nhờ giao thức H.248, sẽ tạo một sự kết thúc mới cho user. MRFC sẽ khởi tạo một kết nối TCP đến đầu cuối IMS và gửi một yêu cầu MSRP VISIT (8) đến đó. Đầu cuối IMS nhận được yêu cầu MSRP VISTIT sẽ phản hồi bằng một bản tin MSRP 200 (OK) (9). H.248 thực

Trang-74- hiện (10) để chỉ cho MRFC rằng kết nối MSRP mới đã được thiết lập, sau đó MRFC gửi phản hồi 200 (OK) (11) để hoàn thành việc thiết lập phiên. Sau đó, một user thứ hai tham gia vào hội nghị và thiết lập phiên khác với MRFC. Tại mọi thời điểm, bất kỳ user nào cũng có thể gửi tin nhắn tức thời truyền bằng yêu cầu MSRP SEND: ví dụ khi user thứ hai gửi một yêu cầu MSRP SEND (33), MRFP sẽ gửi bản copy của yêu cầu đó (35) đến mọi người tham dự hội nghị đó. (*) MSRP là giao thức trên nền văn bản, nó chạy trên giao thức truyền tải như TCP, SCTP và TLS trên TCP. MSRP không dùng trên UDP và bất cứ giao thức truyền tải nào khác. Một đặc tính khác của MSRP là nó có thể chạy trên mặt bằng media. Vì thế bản tin MSRP không truyền qua các SIP proxy. Đó là một lợi thế, vì khi ấy các SIP proxy sẽ không phải bận tâm đến các tin nhắn tức thời có kích thước lớn. MSRP hỗ trợ cho các tin nhắn tức thời truyền qua không, một hoặc hai MSRP relay (là nút đặc biệt truyền các bản tin MSRP giữa hai nút MSRP khác nhau, MSRP relay nằm ở mặt bằng media). Các MSRP relay thực hiện vai trò quan trọng khi một trong các điểm cuối nằm sau NAT (Network Address Translator). Chúng hữu ích cho các nhà quản lý mạng khi cấu hình tường lửa ngang hàng (firewall traversal). MSRP là giao thức trên nền text, gồm các bản tin yêu cầu và bản tin phản hồi. Tuy nhiên không phải mọi yêu cầu MSRP đều được trả lời bằng một đáp ứng MSRP như SIP. Có ba loại phương thức được định nghĩa trong MSRP:

SEND: gửi tin khẩn từ điểm cuối tới một điểm cuối. REPORT: điểm cuối hoặc relay cung cấp các thông báo phân phát tin nhắn. AUTH: dùng bởi các điểm cuối để nhận thực các relay.

Yêu cầu MSRP SEND mang thân được mã hoá theo luật MINE. Hình 3.15 (để cho đơn giản, các proxy đã bị ẩn đi) chỉ ra một phiên nhắn tin MSRP được thiết lập. Điểm cuối gốc tạo phiên nhắn tin Alice gửi một yêu cầu SIP INVITE (1) chứa SDP đề nghị loại phương tiện tin nhắn hỗ trợ MSRP. Sau khi nhận được yêu cầu, Bob sẽ gửi phản hồi 200 OK (2) (các địa chỉ MSRP URI được nằm ở dòng a=). Sau đó Alice sẽ trả lời bằng yêu cầu ACK (3)…quá trình tiếp tục như hình 3.15, nội dung các bản tin được trình bầy như các hình 3.16, 3.17, 3.18 và 3.19.

Hình 3.15. Sự thiết lập phiên nhắn tin [18]

Trang-75-

INVITE sip:[email protected] SIP/2.0 Via: SIP/2.0/UDP wsl.example.com:5060;branch=z9hG4bk74gh5 Max-Forwards: 70 From: Alice <sip:[email protected]>;tag=hx34576s1 To: Bob <sip:[email protected] Call-ID: 2098adkj20 Cseq: 22 INVITE Contact: <sip:[email protected]> Content-Type: application/sdp Content-Length: 220 v=0 o=alice 2890844526 2890844526 IN IP4 wsl.example.com s=- c=IN IP4 wsl.example.com t=0 0 m=message 8231 msrp/tcp * a=accept-type:message/cpim text/plain text/html a=path:msrp://wsl.example.com:8231/9s9cpl:tcp

Hình 3.16 Yêu cầu INVITE (1)

SIP/2.0 200 OK Via: SIP/2.0/UDP wsl.example.com:5060;branch=z9Gbk74gh5 From: Alice <sip:[email protected]>;tag=hx34576sl To: Bob <sip:[email protected]>;tag=ba03s Call-ID: 63287762982201885110192.0.100.2 Cseq: 1 INVITE Contact: <sip:[email protected]> Content-Type: application/sdp Content-Length: 215 v=0 o=bob 2890844528 289084458 IN IP4 bob.example.org s=- c=IN IP4 bob.example.org t=0 0 m=message 7283 msrp/tcp * a=accept-type:message/cpim text/plain text/html a=path:msrp://bob.example.org:7283/d9s9a;tcp

Hình 3.17. Phản hồi 200 OK (2)

Trang-76- MSRP 230cmqj SEND To-Path: msrp://bob.example.org:7283/d9s9a;tcp From-Path: msrp://wsl.example.com:8231/9s9cpl;tcp Message-ID: 309203 Byte-Range: 1-20/20 Content-Type: text/plain This is Alice typing ---------230cmqj$

Hình 3.18. Yêu cầu MSRP SEND chứa tin nhắn (5)

MSRP 230cmqj 200 OK To-Path: msrq://wsl.example.com:8231/9s9cpl;tcp From-Path: msrp://bob.example.org:7283/d9s9a;tcp Message-ID: 309203 Byte-Range: 1-20/20 ----------230cmqj$

Hình 3.19. Phản hồi MSRP 200 (6)

MSRP relay - để truyền các gói MSRP giữa các điểm cuối thì cần thực thể này, nó nằm ở mặt bằng media. Trước khi dùng MSRP relay để truyền các gói MSRP thì user cần tạo kết nối TLS đến relay, nhận thực (bằng cách gửi AUTH MSRP), nếu nhận thực thành công, relay sẽ cung cấp cho điểm cuối một MSRP URI để user có thể dùng cho các phiên MSRP.

Hình 3.20. Sự nhận thực ở MSRP relay

Chú ý: AUTH thứ hai (4) chứa tên user và password cho khu vựct này (tên khu vực relay được chứa trong 401 (3)). Yêu cầu SIP INVITE (6) sẽ chứa cả MSRP URI của điểm cuối và của relay. Hình 3.21 sẽ mô tả sơ lược về quá trình nhắn tin, nhìn trên mặt bằng media đối với các MSRP relay.

Trang-77-

Hình 3.21. Sự thiết lập phiên end-to-end với MSRP relay [19]

3.4 Dịch vụ Push to talk

Push to talk (Dịch vụ thoại IP thời gian thực )hay còn gọi là dịch vụ cho phép thông tin thoại theo phương thức truyền đơn công điểm - điểm hoặc điểm - đa điểm. Các phiên Push to talk thông tin theo phương thức: một bên nói, bên kia hoặc các bên nghe. Dịch vụ Push to talk là dịch vụ dựa trên truyền multi-unicast (điểm A tới nhóm B, C; nhưng hướng ngược lại thì là unicast). Bên gửi sẽ gửi một lưu lượng dữ liệu gói đến máy chủ ứng dụng dành cho dịch vụ này, máy chủ sẽ thực hiện nhân bản dữ liệu rồi gửi đến các máy khách (bên nghe trong nhóm).

3.4.1 URI-list Services (Danh sách dịch vụ URI)

User có thể gửi một tin nhắn đến một vài người bạn để báo cho họ về việc gặp mặt ở rạp phim. Như vậy tất cả các bản tin sẽ có cùng nội dung (ví dụ: “let’s meet at seven”). URI-list service được thiết kế cho mục đích gửi một nội dung đến nhiều địa chỉ. Các server cung cấp URI-list service sẽ thực hiện phiên tương tự nhau đối với các thành viên (được nhận dạng bởi các URI đó) của danh sách đã được UE cung cấp. User sẽ gửi đến server một yêu cầu MESSAGE với hai nội dung thân: nội dung thứ nhất chính là nội dung của tin nhắn tức thời đó (“Let’s meet at seven”), nội dung thứ hai là danh sách các URI dưới dạng mã XML. Khi nhận được yêu cầu MESSAGE, server sẽ gửi yêu cầu MESSAGE đến các URI có trong danh sách, như hình 3.22.

Trang-78-

Hình 3.22. URI-list Service và yêu cầu MESSAGE

Hình 3.23. chỉ ra cách bản tin cần chuyển nếu Alice (user trong ví dụ này) không dùng URI-list server. Khi ấy mạng truy nhập của Alice sẽ có 6 bản tin thay vì hai bản tin như hình 5.22.

Hình 3.23. Các MESSAGE không dùng URI-list Service

Ngoài yêu cầuMESSAGE, URI-list service còn được dùng trong yêu cầu INVITE và SUBSCRIBE. INVITE URI-list service có thể được dùng để thiết lập một hội nghị nhiều người tham dự, SUBSCRIPBE URI-list service có thể được dùng để đăng ký thông tin hiển thị cho một vài user.

Trang-79-

3.4.2 Multiple REFER

URI-list service dùng để thiết lập các phiên PoC nhiều người tham gia và để gửi các tin nhắn đến nhiều người tham gia PoC. Multiple-REFER được dùng để mời các user vào một phiên PoC.

Hình 3.24. REFER

Ngoài ra phương thức REFER được dùng để yêu cầu một user liên kết với một tài nguyên. REFER thường được dùng để chuyển tiếp cuộc gọi. Ví dụ Bob đang gọi cho Alice bằng máy di động SIP vì anh đang đi trên phố, khi đến văn phòng Bob muốn chuyển sang liên lạc bằng máy cố định SIP, Bob sẽ gửi yêu cầu REFER đến UE Alice. Bob cũng có thể dùng cùng cơ chế REFER đó để chuyển cuộc gọi của anh với Alice đến một người khác (ông chủ của Bob chẳng hạn), trong trường hợp đó, Bob cần chắc chắn rằng Alice có thể liên lạc được với ông ta. Vì thế để đảm bảo điều này Alice cần gửi lại Bob một phản hồi NOTIFY (hình 3.25). Bob cũng có thể dùng REFER để yêu cầu UE của Alice liên lạc với một non-SIP URI. Trong trường hợp đó nếu Bob muốn Alice xem web cá nhân mới của anh ta, anh sẽ gửi một yêu cầu REFER đến UE Alice yêu cầu nó liên lạc đến HTTP URI của trang web cá nhân đó.

Hình 3.25. Phương thức REFER

Trang-80-

3.5 CẤU TRÚC MẠNG DỊCH VỤ TRONG POC IMS. ( POC: Push to talk over the Cellular service-Dịch vụ đàm thoại trên Cell)

3.5.1 Khái Quát.

Hình 3.26. Cấu trúc PoC

UE chứa hai yếu tố logic: PoC Client và XDMC (XML Document Management Client). PoC Client dùng SIP để thông tin với mạng lõi SIP/IP qua giao diện POC-1, và RTP và TBCP (Talk Burst Control Protocol) để thông tin với PoC Server qua giao diện POC-3. TBCP là giao thức điều khiển thấp nhất dựa trên RTCP (Real Time Transport Protocol ) được dùng để báo hiệu cho user nào được cho phép nói khi đó. XDMC dùng SIP để thông tin với lõi SIP/IP qua giao diện XDM-1 và XCAP để thông tin với Aggregation Proxy qua giao diện XDM-3. Giao diện XDM-3 được dùng để thực hiện sự quản lý tài liệu (ví dụ, thiết đặt một danh sách URI) và giao diện XDM-2 được dùng để đăng ký cho những thay đổi trong các tài liệu được lưu trữ trong mạng. Aggregation Proxy (khối Proxy) hoạt động như một điểm đơn cho XDMC liên lạc với mạng. Khối Proxy thực hiện nhận thực user và định tuyến các bản tin XCAP từ XDMC (nhận được qua giao diện XDM-3) đến Server thích hợp (PoC XDMS hoặc XDMS chia sẻ). Khối Proxy dùng XCAP để thông tin với PoC XDMS qua giao diện POC-7 và với XDMS chia sẻ qua giao diện XDM-4. PoC XDMS quản lý các tài liệu đặc trưng cho PoC (ví dụ như các thành viên của một nhóm PoC). Theo cách khác, XDMS chia sẻ sẽ quản lý các tài liệu cần thiết cho PoC và có thể được chia sẻ với các service khác (như các tài liệu liên quan đến sự hiển thị). PoC XDMS dùng XCAP để thông tin với Khối Proxy qua giao diện POC-7 và với PoC server qua giao diện POC-8. PoC XDMS dùng SIP để thông tin với lõi SIP/IP qua giao diện POC-6.

Trang-81- XDMS chia sẻ dùng XCAP để thông tin vối Khối Proxy qua giao diện XDM-4 và PoC Server qua giao diện POC-5. XDMS chia sẻ dùng SIP để thông tin với lõi SIP/IP qua giao diện XDM-2. Khi các tài liệu được quản lý bởi XDMS chia sẻ thì nó có thể được chia sẻ với các dịch vụ khác, và XDMS chia sẻ sẽ thêm các giao diện đối với các dịch vụ đó. Ví dụ, giao diện giữa XDMS chia sẻ và Presence Server. PoC Server dùng SIP để thông tin với lõi SIP/IP qua giao diện POC-2. Nó dùng RTP và TBCP để thông tin với PoC Client qua giao diện POC-3 và với các mạng PoC qua giao diện POC-4. Thêm nữa, PoC Server dùng XCAP để thông tin với PoC XDMS qua giao diện POC-8 và với XDMS chia sẻ qua giao diện POC-5. Bảng 3.1 sẽ chỉ ra các giao thức dìng trong các giao diện khác nhau đó và giao diện tương ứng trong IMS khi lõi SIP/IP là mạng lõi của IMS.

Bảng 3.1. Các giao diện PoC Interface Protocol Corresponding IMS interface POC-1 SIP Gm POC-2 SIP ISC POC-3 RTP/TBCP Mb POC-4 RTP/TBCP Mb POC-5 XCAP Not Applicable POC-6 SIP ISC POC-7 XCAP Not Applicable POC-8 XCAP Not Applicable XDM-1 SIP ISC XDM-2 SIP ISC XDM-3 XCAP Ut XDM-4 XCAP Not Applicble

3.5.2 Sự đăng ký PoC

Để dùng dịch vụ PoC, đầu cuối cần đăng ký dịch vụ PoC. Khi đầu cuối thực hiện đăng ký IMS, nó thêm vào nhãn +g.poc.groupad cho mào đầu Contact trong yêu cầu REGISTER. Khi nhận được nhãn này, S-CSCF thực hiện đăng ký third-party đối với PoC server của miền đó (ví dụ PoC Server của mạng thường trú). Nhãn +g.poc.talkburst chỉ ra rằng đầu cuối có thể sử dụng các phiên PoC. Nhãn +g.groupad chỉ ra rằng đầu cuối có thể dùng sự quảng cáo nhóm.

3.5.3 Các vai trò của PoC Server

PoC Server trong một phiên có thể thực hiện hai vai trò: Điều khiển chức năng PoC hoặc tham gia vào chức năng PoC. PoC Server trong phiên PoC sẽ thực hiện một hoặc cả hai vai trò. Tuy nhiên, chỉ một PoC Server trong một phiên sẽ thực hiện chức năng điều khiển

Trang-82- PoC Function. Các server PoC còn lại sẽ thực hiện chức năng tham gia POC (Participating PoC). PoC Server thực hiện chức năng điều khiển PoC thường gọi là máy chủ điều khiển (Controlling PoC Server). Tương tự, PoC Server thực hiện chức năng Participating PoC thường được gọi là Participation PoC Server. Hình 3.27 đã đơn giản hoá chỉ ra phiên PoC với một server điều khiển PoC và bốn server tham gia PoC. Mỗi PoC server trong một miền khác nhau.

Hình 3.27. Phiên PoC và Server PoC điều khiển trung tâm

Controlling PoC Server cung cấp việc vận hành phiên PoC trung tâm, bao gồm trộn các phương tiện (media mixing), điều khiển tập trung ngang hàng (centralized floor), và chính sách cho sự tham gia trong các phiên nhóm. Participating PoC server chuyển báo hiệu SIP giữa Client và Controlling PoC Server, đồng thời chuyển các bản tin điều khiển floor và điều khiển phương tiện truyền thông giữa lưu lượng truyền thông và lưu lượng điều khiển floor một cách trực tiếp với controlling PoC Server. Hình 3.28 chỉ ra một phiên PoC khác mà controlling PoC Server cũng thực hiện chức năng participating Poc Server.

Trang-83-

Hình 3.28. Server PoC điều khiển và Server tham gia PoC

3.5.4 Các loại phiên PoC

PoC định nghĩa các loại phiên hay các chế độ thông tin sau: One-to-one: một phiên PoC giữa hai user; Ad-hoc PoC Group: user chọn tập các user trong kiểu mạng (ad-hoc fashion) (có được nhờ sách địa chỉ của đầu cuối) và mời tất cả họ tham gia vào phiên PoC nhiều người. Pre-arranged PoC Group: giống như ad-hoc PoC group, nhóm POC được sắp xếp trước (pre-arranged PoC group) cũng chứa một phiên PoC đa bên. Tuy nhiên, các user tham gia vào phiên được lựa chọn trước khi thiết lập, không như ad-hoc thực hiện. Vì thế pre-arranged PoC group chứa tập các user đã được định nghĩa trước. Chat PoC Group: cũng là các phiên PoC đa bên. Tuy nhiên, khi một user tham gia vào nhóm chat, thì không có lời mời nào được gửi đến các user khác. Ngược lại, khi user tham gia vào nhóm PoC pre-arranged, tất cả các user thuộc nhóm sẽ được mời tham gia phiên PoC này. Những loại phiên PoC này được phân loại thành hai dạng phiên PoC: một tới một (one-to-one) và một tới nhiều người (one-to-many). Các phiên PoC one-to-many bao gồm ad-hoc, pre-arranged, và các nhóm PoC chat. Một số nhóm PoC pre-arranged có thể dùng chính sách trộn truyền thông đặc biệt, ở đó một user có thể nói với toàn bộ nhóm và lắng nghe các trả lời từ mỗi user riêng. Tuy nhiên, các user còn lại không thể nói hoặc nghe các user khác (ngoài user kia). Khi ấy phiên PoC sẽ là phiên one-to-many-to-one. Ví dụ, một người điều hành taxi cần cho các lái xe biết về các khách hàng đang đợi taxi, nhưng các lái xe đó chỉ trả lời cho người điều hành đó, không có lái xe nào khác nghe được các trả lời đó ngoài nhà khai thác và lái xe đó.

Trang-84- PoC định nghĩa hai loại thiết lập phiên: dùng báo hiệu on-demand và dùng phiên pre-established (phiên đã thiết lập trước đó). Các phiên PoC one-to-one Trong các phiên one-to-one, controlling PoC server là server PoC của phía user mời. PoC Server này vừa thực hiện làm participating PoC Server của user chủ gọi, vừa là controlling PoC Server cho phiên. Hình 3.29 chỉ ra việc thiết lập phiên PoC one-to-one. Đầu cuối PoC tạo một yêu cầu INVITE (1) địa chỉ đến bị gọi và có mô tả phiên SDP trong thân của nó. INVITE (1) cũng mang mào đầu Accept-Contact với nhãn +g.poc.talkburst trong nó. Nhận được INVITE, S-CSCF của chủ gọi đánh giá tiêu chuẩn lọc khởi tạo cho user. Tuỳ theo tiêu chuẩn lọc, yêu cầu INVITE với nhãn đó sẽ được định tuyến đến PoC Server trong miền. Khi PoC Server nhận được INVITE (3), nó sẽ gửi forward đến miền thường trú của bị gọi. S-CSCF của bị gọi nhận được INVITE (5) và đánh giá tiêu chuẩn lọc khởi tạo cho user đầu cuối. Tuỳ theo tiêu chuẩn lọc, yêu cầu INVITE với nhãn đó sẽ được định tuyến đến PoC server của miền bị gọi. Khi PoC Server đó nhận được INVITE (7), nó tạo ra một INVITE mới (9) sẽ được định tuyến bởi lõi SIP/IP đến user đầu cuối (bị gọi).

Hình 3.29. Sự thiết lập phiên PoC one-to-one

Nhóm PoC Ad-hoc

Trang-85- Trong phiên PoC nhóm ah-hoc, controlling PoC server là PoC server của chủ gọi. PoC Server này vừa là participating PoC server của chủ gọi, vừa là controlling PoC server của phiên. Hình 3.30 chỉ ra sự thiết lập phiên PoC ad-hoc. Các luồng bản tin tương tự như với PoC one-to-one. Điểm khác biệt quan trọng là INVITE (1) được tạo bởi đầu cuối chủ gọi được địa chỉ đến PoC server thường trú của nó và INVITE chứa hai nội dung trong thân (hai thân): một mô tả phiên SDP và một danh sách URI. Danh sách URI chứa địa chỉ tất cả các bị gọi. Nhận được INVITE (1), controlling PoC server tạo một yêu cầu INVITE đến mỗi địa chỉ URI trong danh sách URI. Những INVITE này chứa một nội dung trong thân là mô tả phiên SDP. Các participating PoC server định tuyến những yêu cầu INVITE này đến các đầu cuối của kết cuối.

Hình 3.30. Sự thiết lập phiên nhóm PoC ah-hoc

Nhóm PoC pre-arranged. Trong các phiên nhóm PoC pre-arranged, controlling PoC server là server PoC tổ chức pre-arranged PoC group. Hình 3.31 chỉ ra sự thiết lập phiên pre-arranged PoC group. Server PoC participating của chủ gọi không là server controlling PoC vì pre-arranged PoC group được thuê bởi miền khác. INVITE (1) được tạo bởi đầu cuối chủ gọi không mang danh sách URI vì các thành viên của pre-arranged PoC group đã được thiết đặt ở trong mạng từ trước. Request-URI của INVITE (1) nhận dạng pre-arranged PoC group tại controlling PoC server. Server PoC của chủ gọi thực hiện như một participating PoC server, vì thế nó chuyển yêu cầu INVITE (3) đến controlling PoC server. Khi nhận được INVITE (3), controlling PoC server sẽ mời các thành viên của pre-arranged PoC group. Nhóm PoC Chat.

Trang-86- Hình 3.32 chỉ ra sự thiết lập phiên PoC chat. Participating PoC server của chủ gọi không đảm nhận là controlling PoC server vì chat PoC group được thuê bởi miền mạng khác. INVITE (1) được tạo ra bởi đầu cuối chủ gọi sẽ không mang danh sách URI vì tham gia vào một chat room không cần trigger (khởi hoạt) bất cứ lời mời nào đến các user khác. Request-URI của INVITE (1) nhận dạng chat PoC group tại controlling PoC server. PoC server của chủ gọi hoạt động như một participating PoC server nên nó chuyển INVITE (3) đến controlling PoC server. Khi nhận được INVITE (3), controlling PoC server trả lại đáp ứng 200 (OK) (5) chấp nhận user tham gia phiên chat PoC group.

Hình 3.31. Sự thiết lập phiên nhóm PoC Pre-arranged

Trang-87-

Hình 3.32. Sự thiết lập phiên nhóm PoC Chat

Thêm user vào một phiên PoC. Một user mới có thể được thêm vào phiên PoC theo hai cách: user mới sẽ gửi một yêu cầu INVITE đến URI của phiên hoặc controlling PoC server gửi một INVITE đến user mới. Những người tham gia phiên PoC có thể giúp controlling PoC server gửi yêu cầu INVITE đó đến user mới bằng cách gửi yêu cầu REFER đến controlling PoC server. Hình 3.33 chỉ ra cách một controlling PoC server nhận được multiple REFER và mời hai user mới tham gia vào phiên. Các loại phiên khác nhau sẽ có các chính sách trao quyền khác nhau đối với những user nào có thể được thêm vào phiên PoC. Trong các phiên one-to-one và phiên ad-hoc, các user mới có thể được thêm vào phiên khi chúng được mời bởi một người đã tham gia phiên. Một user bất kỳ cũng có thể tham gia phiên bằng cách gửi yêu cầu INVITE đến URI của phiên PoC đó và nhận được sự chấp thuận. Những user muốn rời khỏi phiên, sau đó lại có thể nhập vào phiên đó thì cần được sự chấp thuận của controlling PoC server sau khi đã gửi yêu cầu INVITE.

Trang-88-

Hình 3.33. Thêm các user mới vào một phiên PoC

Sự quảng bá nhóm. Thực tế, để tham gia vào phiên PoC pre-arranged hay chat thì user cần biết URI của nhóm PoC đó. User có thể đạt được URI nhận dạng các phiên nhóm PoC theo nhiều cách, như bằng email, cuộc thoại, hay từ một tờ báo…Ngoài ra, PoC quảng bá nhóm, cho phép user có thể lựa chọn thay đổi phiên nhờ chọn URI khác. Quảng bá nhóm là một yêu cầu MESSAGE mang thân XML chứa URI của phiên nhóm PoC và các thông tin về phiên (như chủ đề phiên chẳng hạn). Yêu cầu MESSAGE còn mang nhãn a+g.poc.group trong mào đầu Accept-Contact. Các chế độ trả lời. PoC định nghĩa hai chế độ trả lời: tự động hoặc thủ công. Chế độ trả lời thủ công là chế độ dùng trong các máy điện thoại truyền thống. Khi đầu cuối nhận được một lời mời tham gia phiên PoC, đầu cuối sẽ thông báo cho user (thường bằng hồi chuông). Khi đó, user sẽ quyết định có chấp nhận hay từ chối lời mời đó. Hình 3.34 là ví dụ cho chế độ trả lời thủ công.

Trang-89-

Hình 3.34. Chế độ trả lời thủ công

Ở chế độ trả lời tự động, user thiết đặt cho đầu cuối chấp nhận các phiên PoC một cách tự động. Khi đầu cuối nhận được lời mời tham gia phiên PoC, nó sẽ chấp nhận và bật phương tiện truyền thông liên quan đến phiên đó (ví dụ như một bản nhạc để báo cho user chẳng hạn). Hình 3.35 là ví dụ cho chế độ trả lời tự động.

Hình 3.35. Chế độ trả lời tự động.

3.6 DỊCH VỤ HỘI NGHỊ

Dịch vụ hội nghị là dịch vụ hội thoại giữa nhiều cá nhân tham gia. Có nhiều loại hội nghị khác nhau. Hội nghị không chỉ giới hạn có dạng thoại tham gia mà còn cho cả video và văn bản; nhờ thế người tham gia hội nghị ngoài việc thông tin thoại, còn có thể nhìn thấy nhau và gửi văn bản trực tiếp cho nhau.

3.6.1 Cấu trúc

Cấu trúc hệ thống IMS thực hiện dịch vụ hội nghị luôn có một điểm trung tâm báo hiệu, thực hiện kết nối tất cả những thành viên tham gia hội nghị lại với nhau. Điểm trung tâm này cung cấp một loạt các dịch vụ hội nghị bao gồm trộn phương tiện (Media Mixing), chuyển đổi mã (transcoding) và các thông báo danh sách người tham gia. Có nhiều cách để tạo một hội nghi: dùng SIP tạo các hội nghi ad hoc; các hội nghị đã được lập danh mục (dùng CPCP – Conference Policy Control Protocol, là giao thức client-server được các user dùng để vận dụng các luật áp dụng trong hội nghị); Hình 3.36 là cấu trúc hệ thống dịch vụ hội nghị. Nó nhận dạng các giao diện giữa các thực thể và các giao thức sử dụng giữa chúng. UA trong hình đại diện cho người tham gia hội

Trang-90- nghị, là thực thể tạo một hội nghi ad hoc hoặc tham gia hội nghị dùng CPCP đã tạo bằng cách gửi yêu cầu SIP INVITE.

Hình 3.36. Cấu trúc IMS thực hiện dịch vụ hội nghị

3.6.2 Trạng thái hội nghị

Trình bày sự kiện trạng thái hội nghị (conference state) được dùng để biết các thay đổi của các thành viên tham gia hội nghị: nhờ các thông báo user có thể biết ai đã tham gia hay rời khỏi hội nghị. Gói sự kiện (Event package) này cũng cho phép các thành viên biết được trạng thái các thành viên của user trong hội nghị. Các user có thể đăng ký trạng thái hội nghị bằng cách gửi một yêu cầu SUBSCRIBE đến URI conference đại diện cho máy chủ hội nghị (conference server). Conference Server sẽ đảm nhận làm bộ thông báo về các event package này. Tên của event package này là “conference”. Thẻ này xuất hiện trong mào đầu Event của yêu cầu SUBSCRIBE. Thân của mỗi thông báo sẽ mang thông tin trạng thái hội nghị. Hai phần thông tin về trạng thái user là: trạng thái hiện tại của user (activity-status) và phương thức mà người tham gia vào hoặc ra khỏi hội nghị (history-status). Activity-status mang một trong các trạng thái sau: dialled-in, dialled-out, departed, booted hoặc failed.

3.6.3 Ví dụ

Khi tạo hội nghi bằng URI conference factory, người tham gia hội nghị sẽ tạo yêu cầu INVITE có URI chứa URI conference factory. Conference server tạo một tiêu điểm (focus) cho hội nghị đã tạo, phân công cho nó một URI conference và trả về mào đầu Contact chứa URI này ở phản hồi 200 OK. URI chứa một tham số “isfocus” chỉ ra URI là của focus này. Khi nhận được phản hồi 200 OK cho yêu cầu INVITE, người tham dự hội nghị sẽ lưu lại nội dung của mào đầu Contact chứa URI conference. URI này có thể được dùng để chỉ cho user đến hội nghị (hình 3.37).

Trang-91-

Hình 3.37. Tạo một hội nghị dùng URI conference factory [3]

Khi tạo một yêu cầu REFER (đã dự định cho một user) để mời user đó tham gia hội nghị, mào đầu Refer-To của yêu cầu REFER được đặt địa chỉ đến URI conference, có tham số “isfocus”. (hình 3.38).

Hình 3.38. Dùng yêu cầu REFER giới thiệu một user vào hội nghị [3]

Trang-92-

Hình 3.39. Sự đăng ký trạng thái hội nghị [3]

Hình 3.40 là ví dụ về việc user dùng giao giao diện Ut, gửi bản tin CPCP tới conference server để thiết đặt hội nghị. Trong đó user C thuộc diện đã được vào dang sách (Dial-in list), user B thì ngược lại (Dial-out list), user A đảm nhận làm điều phối (Moderator). Lúc 7:00 GMT 28/11/2003 server conference tạo một focus. Focus đọc danh sách dial-out và tìm thấy user B trong đó. Focus sẽ gửi cho user B một lời mời tham gia vào hội nghị. User A sẽ đăng ký conference-state event package và thông báo rằng user B đã tham gia hội nghị. Một thời gian sau, user A thấy user C tham gia vào hội nghị. Lúc 15:00 GMT, focus gửi bản tin kết thúc hội nghị.

Hình 3.40. Dùng CPCP tạo phiên hội nghị [3]

Trang-93-

3.7 DỊCH VỤ QUẢN LÝ NHÓM

Với sự bùng nổ nhu cầu dịch vụ, một User có thể dùng nhiều thiết bị đầu cuối khác nhau như PDA, Mobile phone, PC,.. để tiện truy cập thì các dữ liệu dịch vụ cần được xây dựng một lần cho toàn bộ thiết bị đầu cuối của một User. Một vấn đề đặt ra khi user dùng web, các user không muốn thực hiện quá nhiều hiệu chỉnh phức tạp cho trình duyệt, mặt khác web không cho phép dữ liệu dịch vụ tích hợp cùng với các ứng dụng dịch vụ chạy trên một mobile phone hay bất cứ thiết bị nào. Xét một ví dụ, khi một user muốn tạo một dịch vụ dạnh sách hiển thị người thân (buddy list) trên máy PC và mobile phone. Khi không áp dụng quản lý nhóm, user sẽ phải tạo buddy list hai lần: một trên PC và một trên mobile. User sẽ không thể dùng dịch vụ web messenger tại quán café internet vì buddy list của họ được lưu trữ tại PC và mobile. Nếu dữ liệu buddy list được lưu trữ trên mạng thì vấn đề này sẽ được giải quyết. User chỉ cần xây dựng buddy list một lần trên bất kỳ thiết bị nào, sau đó dữ liệu buddy list sẽ được tải lên và lưu trữ trong mạng dưới dạng một danh sách. Khi user thay đổi danh sách đo, các thiết bị khác của họ cũng sẽ được thông báo để thay đổi buddy list. Một ví dụ nữa đối với dịch vụ quản lý nhóm là sự tạo ra danh sách điều khiển truy nhập ACL (Access Control List). Alice có thể tạo một ACL cho phép Bob và John gọi cô ấy hoặc khởi tạo phiên PoC với Alice ngoại trừ Sarah. Mạng sẽ tự động từ chối bất kỳ thông tin nào từ Sarah đến Alice.

3.7.1 Khái niệm Dịch vụ Quản lý nhóm

Quản lý nhóm là dịch vụ cho phép các user lưu trữ dữ liệu dịch vụ trên mạng nhà cung cấp dịch vụ. Dữ liệu này có thể được user tạo ra, thay đổi hoặc xoá đi. Dữ liệu ở đây là bất cứ dữ liệu nào cần cho user hoàn thành dịch vụ. Ví dụ như buddy list và các danh sách trao quyền hiện tại. Các dịch vụ như hiển thị, PoC, nhắn tin, … cần hỗ trợ quản lý nhóm để truy nhập tới nó. Một số ví dụ:

Conference Access List: danh sách các thành viên tham gia hội nghị ở dịch vụ PoC, hay chính là nhóm PoC.

Resource List: danh sách của user sẽ nhận thông báo, danh sách này có thể được dùng để đăng ký trạng thái của mỗi tài nguyên trong đó, ví dụ như danh sách thực thể hiển thị.

Subscription Authorization Policy: ví dụ như ACP ở trên. OMA (Open Mobile Alliance) dùng thuật ngữ quản lý nhóm đồng nghĩa với quản lý tài

liệu XML (XDM – XML Document Management). Giao thức truy nhập cấu hình XML - XCAP (XML Configuration Access Protocol) được dùng cho việc truyền tải, truy nhập, đọc và vận dụng các tài liệu XML chứa dữ liệu dịch vụ quản lý nhóm.

Trang-94- Ví dụ Alice tạo một buddy list rồi thêm Bob và Sarah vào danh sách bạn thân. Một

yêu cầu XCAP được tạo ra, chứa danh sách resource (ở đây là buddy, danh sách bạn thân) sẽ được gửi lên RLS và lưu trữ tại đó. Yêu cầu XCAP có dạng:

PUT http://xcap.example.com/services/resoure-lists/users/sip:[email protected]/friends.xml HTTP/1.1 Content-Type:application/resource-lists+xml Host: xcap.example.com <?xml version=”1.0” encoding=”UTF-8”?> <resource-lists xmls=”uri:ietf:params:xml:ns:resource-lists”> <list name=”friends”> <entry uri=”sip:[email protected]”> <display-name>Bob</display-name> </entry> </list> </resource-lists>

3.7.2 Resource List (Danh sách tài nguyên)

SIP có cơ chế thông báo cho phép user gửi yêu cầu thông báo các thay đổi của một trạng thái resource (ở đây chính là trạng thái các thuê bao khác trong nhóm). Khi không dùng RLS (resource list server), một user thông báo cho các user còn lại trong nhóm. Như vậy thì user đó phải gửi nhiều yêu cầu SUBSCRIBE đến các user khác và nhận các NOTIFY từ các user đó, băng thông và điều khiển luồng tránh tắc nghẽn thì có hạn chế do vậy hiệu quả không cao (hình 3.41). Khi dùng RLS, user sẽ gửi SUBSCIBE và NOTIFY đến RLS. Khi đó SUBSCRIBE chứa mào đầu Supported với tham số nhãn tuỳ chọn có giá trị “eventlist” (hình 3.38). RLS sẽ tạo ra các yêu cầu NOTIFY chứa thông tin trạng thái của danh sách, NOTIFY này chứa mào đầu Require với tham số nhãn có giá trị “eventlist”. RLS sẽ đóng vai trò xử lý các yêu cầu và phản hồi, vì thế user thực hiện cập nhật thay đổi sẽ tiết kiệm được băng thông và khả năng xử lý.

Trang-95-

Hình 3.41. Cập nhật thay đổi trạng thái, không dùng RLS [3]

Hình 3.42. Cập nhật thay đổi trạng thái, có dùng RLS [3]

3.7.3 Quản lý tài liệu XML PoC

Nhóm PoC Nhóm PoC là danh sách các thành viên tham gia phiên PoC. Ứng dụng nhóm PoC chứa các thông tin:

URI nhận dạng nhóm PoC;

Tên hiển thị cho nhóm;

Một hay nhiều danh sách các thành viên trong nhóm (các URI);

Một dấu hiệu chỉ ra các thành viên trong nhóm sẽ được PoC Server mời vào phiên PoC hay không;

Số thành viên tối đa trong phiên PoC;

Chính sách trao quyền đối với nhóm.

Trang-96- Cấu trúc của chính sách trao quyền phải hợp với chính sách chung. Các điều kiện cho một chính sách trao quyền bao gồm nhận dạng thành viên tham gia, nhận dạng của thành viên từ danh sách mở rộng, các nhận dạng khác chưa theo luật nào và điều kiện kiểm tra user có là thành viên của danh sách hay không. Nếu điều kiện trên trả lại “true” sẽ cho phép user đăng ký (thuê sử dụng) trạng thái phiên PoC, cho phép user mời các thành viên khác tham gia phiên một cách linh động, cho phép user được ẩn danh. Ví dụ, Alice muốn tạo một phiên PoC với Bob, Sarah và John (nhóm bạn của cô) (giống việc tạo conference chat). Số thành viên tối đa tham gia vào phiên không được vượt quá 4. Điều đó cho phép Alice thêm nhiều bạn vào danh sách nhưng giới hạn thành viên tham gia hiện tại chỉ là 4 (do Alice đặt, giống như room chat chỉ có tối đa 50 người cùng tham gia cùng một lúc nhưng có thể có rất nhiều người tham gia, khác room chat ở chỗ admin là Alice chứ không phải là room chat server). Chính sách truy nhập user PoC Cấu trúc của chính sách truy nhập phải thích nghi với chính sách chung. Các điều kiện mà một chính sách trao quyền bao gồm là nhận dạng các thành viên tham gia từ đó user có thể chấp nhận hay từ chối phiên PoC, nhận dạng của một thành viên trong danh sách mở rộng và các nhận dạng hiện không trong luật nào. Chỉ có một hoạt động định nghĩa cho một điều kiện đã được thoả mãn là sẽ xử trí thế nào đối với một lời mời. Một trong ba giá trị có thể xuất hiện: pass, reject, và accept. “Pass” chỉ dẫn PoC Server xử lý lời mời tham gia phiên PoC bằng cách dùng thủ tục trả lời thủ công (do người dùng phải thao tác chọn). “Accept” chỉ cho PoC Server chấp nhận lời mời theo chế độ trả lời của user đã đặt sẵn. “Reject” chỉ cho PoC Server từ chối lời mời. Với 6 nội dung trình bày:

1. Hiển thị.

2. Nhắn tin.

3. Push to Talk

4. POC

5. Dịch vụ Hội nghị.

6. Quản lý nhóm. Chương III đã khép lại với những dịch vụ chủ yếu mà các nhà khai thác IMS trên thế giới và trong nước đang hướng tới. Chương IV của Luận văn được trình bầy với các thông tin về thiết bị và các giải pháp IMS của các Hãng và các nhà khai thác; đồng thời nêu một số khuyến nghị về IMS đối với nhà Khai thác VNPT Việt Nam.

Trang-97-

Chương 4: SẢN PHẨM, THIẾT BỊ VÀ GIẢI PHÁP IMS DI ĐỘNG CỦA MỘT SỐ HÃNG TRÊN THẾ GIỚI.

4.1 HÃNG HUAWEI

4.1.1 Giải pháp

Chuyển đổi softswitch - IMS

4.1.1.1 Chuyển đổi mạng

Lộ trình phát triển IMS của Huawei được thực hiện tuần tự: TDM Softswitch IMS (xem Hình ).

Hình 4.1. Lộ trình phát triển lên hệ thống IMS – Huawei

Đối với hệ thống NGN trên nền IP sử dụng chuyển mạch mềm, để nâng cấp lên IMS, Huawei đề xuất nâng cấp các phần cứng cũng như phần mềm cần bổ xung vào hệ thống mạng. Phần cứng cần nâng cấp thêm các thành phần CSCF, HSS và Application Servers. Các thành phần trong mạng NGN đã có như NMS, MRS, RACF chỉ cần nâng cấp thêm phần mềm. Riêng thành phần softswitch có thể nâng cấp phần mềm theo 2 hướng thành AGCF hoặc MGCF tùy theo cấu hình kết nối hiện tại của softswitch. Cấu trúc và các thành phần nâng cấp lên IMS được thể hiện trong hình 4.2.

Trang-98-

Hình 4.2. Nâng cấp từ NGN softswitch lên IMS - Huawei

Hình 4.3. Chi tiết các thành phần nâng cấp từ PSTN->NGN->IMS

4.1.1.1 Chuyển đổi dịch vụ Lộ trình chuyển đổi dịch vụ của Huawei có những điểm cơ bản cần lưu ý như sau:

Theo Huawei, các dịch vụ trước đây VNPT cung cấp là những dịch vụ đơn giản và chủ yếu dựa trên thoại. Những dịch vụ như PPS, PPT, UPT trên nền INAP.

Khi VNPT nâng cấp mạng NGN, Softx3000 của Huawei hỗ trợ nhiều loại dịch vụ số liệu và rút ngắn thời gian triển khai dịch vụ. Các dịch vu PPS, PPT và UPT có thể tiếp tục thực hiện trên nền SIP. Ngoài ra, cấu trúc này đảm bảo cung cấp nhiều loại dịch vụ khác như: RBT, UC, WEB 800 …

Khi mạng VNPT ở giai đoạn phát triển IMS (chuyển đổi sang IMS ở pha 3), giải pháp IMS của Huawei cho phép cung cấp nhiều loại dịch vụ đa phương tiện và các dịch vụ hội tụ FMC. Huawei cung cấp: dịch vụ VCC, CSI, IP Centrex, Multimedia

Trang-99- Conference, Poc, Presence, Group, MRBT/MCID (chi tiết về các dịch vụ này sẽ được phân tích trong mục 4.1.3)...

Huawei đề xuất cung cấp các dịch vụ đa phương tiện và các dịch vụ hội tụ FMC ở các khu vực có nhu cầu cao như Hà Nội và Tp Hồ Chí Minh.

4.1.2 Thiết bị

Dưới đây là mô hình mạng IMS đầy đủ các thành phần do Huawei triển khai.

Hình 4.4. Mô hình mạng IMS đầy đủ của Huawei

a. CSC3300 CSC3300 (Call Session Control Function) cung cấp đầy đủ các chức năng liên quan đến nhận thực người dùng, quản lý phiên, quản lý roaming, là thành phần chính trong giải pháp của hệ thống mạng IMS và mạng kết hợp cố định, di động của Huawei. Nó hỗ trợ cho các mạng cố định và di động sử dụng chuẩn 3GPP, 3GPP2, ETSI và ITU-T. Ngoài các chức năng cơ bản P-CSCF, I-CSCF, S-CSCF của một CSCF nó còn có thêm các chức năng lựa chọn đường truyền từ IMS tới mạng chuyển mạch kênh (BGCF) và nhận diện chức năng thanh toán trực tiếp (OCG). CSC3000 cũng hỗ trợ rất nhiều chế độ nhận thực khác nhau như IMS AKA (3GPP), Early AKA (GSM/UMTS), Early IMS (PS subscribers), HTTP Digest, NBA (Fixed network terminals).

CSC3300 S-CSCF

AGC3000 AGCF

CSC3300 P-CSCF

CSC3300 I-CSCF

UTRAN

EVDO

WIMAX

LAN/FTTX

xDSL

CABLE

TDM Access

POTS Phone

IP Phone

WIFI

3G Phone

3G Phone

Dual mode Phone

CSC3300 BGCF

SE2300 A-BGF

AIM6000 NACF

RM9000 RACF

InfoX AAA UAAF & PDBF

AIM6000 CLF

RM9000 SPDF

RM9000 PCRF

HSS9820 HSS

MRS6600 MRFC & MRFP

iManager N2000 EMS

ENUM Server ENUM Server

ISMP Web

portal

OCS9810 OCS

ICF9815 CCF

GTAS9900 Telephony

AS

ETAS9960 IP Centrex

AS

CSI9620 CSI AS

SoftX3000 MGCF

SG7000 SGW

PSTN PLMN IP Network

SoftX3000 I-BCF

ENIP AS

Platform

IMAS series IP multimedia

AS

HOAS9600 VCC AS

UMG8900 IM-MGW

Trang-100- b. HSS9820

HSS9820 (Hom Subscriber Server) là máy chủ lưu trữ các thông tin người dùng, được tích hợp cả chức năng HSS và SLF của mạng IMS với số lượng thuê bao lưu trữ lên đến 10 triệu người. HSS9820 cũng có đầy đủ các chức năng nhận thực các người dùng khác nhau với các cơ chế nhận thực như CSC3300 ở trên. Ngoài ra do là nơi lưu giữ cơ sở dữ liệu nên HSS9820 cung cấp khả năng lưu trữ và đồng bộ dữ liệu thời gian thực với việc sử dụng song song 2 server: một active và một standby.

c. MRS6600 (MRC6600/MRP6600) MRS6600 gồm 2 thành phần MRC6600 (Media Resource Controller) và MRP6600 (Media Resources Processor). MRFC kết hợp với MRFP để nhận biết cơ chế phân biệt điều khiển tài nguyên phương tiện từ sóng mang như audio conference, video conference, voice mailbox, video mailbox, nhạc chuông đa âm, hình màu, Push-to-Talk. MRC6600 hỗ trợ audio conference lên đến 2048 thuê bao và video conference lên 128 thuê bao cùng tham gia, có dung lượng lên đến 18 triệu thuê bao liên lạc trong giờ bận.

d. AIM6300 AIM6300 là thành phần thuộc lớp truy cập liên mạng, có chức năng quản lý vị trí, cấu hình mạng truy cập và lưu trữ thông tin người dùng của mạng cố định, phân bố các tham số mạng và vị trí hiện tại của thiết bị người dùng. Nó bao gồm cả chức năng NACF và CLF trong NASS (Network Attachment Subsystem). Việc nâng cấp và mở rộng AIM6300 thực hiện dễ dàng dựa trên giải pháp dual-plane. Để nâng cấp, chỉ cần nâng cấp chế độ standby trước, sau đó chuyển đổi giữa chế độ standby và active để nâng cấp chế độ còn lại. Việc mở rộng có thể thực hiện bằng cách thêm khung, bảng, địa chỉ IP, nâng cấp đường dẫn và các dịch vụ gia tăng. Ngoài ra người dùng có thể lựa chọn một trong hai giao diện sử dụng là MML (Man-machine Language) và GUI (Graphic User Interface).

e. AGCF/MGCF AGC3000/MGC3000 là thành phần được nâng cấp từ softswitch theo hai hướng tùy theo cấu hình hiện tại của mạng NGN. Softswitch có thể đóng vai trò như một AGCF (Access Gateway Control Function) hoặc MGCF (Media Gateway Control Function). Việc nâng cấp này được thực hiện bằng nâng cấp phần mềm.

Trang-101-

Hình 4.5. Nâng cấp từ softswitch lên AGCF

Hình 4.6. Nâng cấp từ softswitch lên MGCF

4.1.3 Dịch vụ

a) VCC (Voice Call Continuity) Voice call continuity là ứng dụng quan trọng của hệ thống FMC sử dụng một số MSISDN

cho cả mạng di động và cố định. Chuyển giao có thể thực hiện theo cả 2 hướng từ mạng GSM sang Wifi và ngược lại với thời gian trễ chuyển giao nhỏ hơn 200ms. Với thời gian trễ rất nhỏ các dịch vụ như SMS hay Voice mail vẫn thực hiện được. Chuyển giao diễn ra nhanh người dùng sẽ không cảm thấy bị đứt quãng cũng như khác biệt ở chất lượng thoại. Giải pháp VCC của Huawei có thể tích hợp với các dịch vụ đa phương tiện khác như Presence/PoC/Group/Messaging, IP Centrex và IPTV.

Trang-102-

Hình 4.7. Mô hình dịch vụ VCC

Dịch vụ VCC được thử nghiệm ở TI, Singtel, Telmex… và đã có nhiều sản phẩm đầu cuối hỗ trợ GSM/Wifi. Dịch vụ VCC sẽ còn được phát triển hơn nữa, cho phép cuộc gọi chuyển giao liên mạng giữa WiMAX/WLAN/xDSL/2G/3G.

b) CSI Dịch vụ CSI là dịch vụ trên thiết bị cầm tay tương tự như dịch vụ nhắn tin ngắn phổ biến

Yahoo Messenger. Người dùng có thể chia sẻ đoạn video, picture khi thực hiện cuộc gọi. Âm thanh cuộc gọi thực này được truyền qua mạng chuyển mạch kênh còn các thông tin đa phương tiện được truyền nhờ mạng IMS cấu trúc chuyển mạch gói. Có 2 hình loại dịch vụ này là E2E CSI và E2G CSI.

E2E CSI được sử dụng chỉ để truyền hoặc hình ảnh video hoặc là dữ liệu giữa 2 đầu cuối mạng CSI trong khi E2G CSI phức tạp hơn cho phép thực hiện đồng thời chia sẻ hình ảnh video giữa các thiết bị đầu cuối CSI và cổng mạng IP. Nó có khả năng liên kết hoạt động cho thiết bị CSI và thiết bị như điện thoại VoIP.

c) IP Centrex Huawei cung cấp rất nhiều loại hình dịch vụ cho IP Centrix cung cấp liên kết nối thoại

giữa các chi nhánh của công ty với giá thành thấp. Các đặc điểm của hệ thống IP Centrex của Huawei

- Giải pháp IP Centrex thay thế cho tổng đài PBX. Ngoài các đặc điểm kế thừa của PBX truyền thống, giải pháp IP Centrex hoàn toàn điều khiển bởi nhà khai thác.

- Giải pháp này hỗ trợ cho nhiều loại thiết bị đầu cuối cố định và di động như POTS, PC, PDA, máy di động với khả năng hỗ trợ toàn di động.

- Giải pháp của Huawei bao gồm nhiều dịch vụ IT tổ hợp như email, notes, portal, DNS, address book… Nhiều dịch vụ tích hợp khác như click to call, click to conference, web conference…

Trang-103- - Giải pháp này có thể kết hợp với VCC thích hợp cho nhân viên thường xuyên phải di

chuyển của công ty hay các công việc làm xa công ty. - Các dịch vụ chủ yếu: Gọi vào, ra từ nhóm (Intra-group calling out, Out-group calling

out), Intra-group calling in, Out-group calling in, Originating call screening, Emergency call. d) Conference Huawei cung cấp giải pháp cuộc gọi hội nghị hỗ trợ cả thoại có hình ảnh cho phép trao

đổi thảo luận giữa các thành viên của công ty cũng như đối tác, thảo luận công việc cũng như các hoạt động tư vấn khác. Ngoài các tính năng thường có, giải pháp của Huawei cho phép lựa chọn các chế độ conference khác nhau tùy theo tính chất công việc.

e) Group, Presence, PoC Giải pháp quản lý nhóm được cung cấp khi sử dụng GM Server của Huawei. Máy chủ này

phù hợp tiêu chuẩn của chức năng quản lý nhóm OMA hỗ trợ cho cả PoC, Presence và Instant messaging. Hệ thống GM này có thể được cấu hình thông qua nhà khai thác bằng cách ứng dụng các công cụ đơn giản mà máy chủ có sẵn, thiết lập các thông số về cấu hình máy chủ, chính sách bảo mật, quản lý dữ liệu. Các người dùng có thể quản lý dữ liệu nhóm sử dụng chuẩn XCAP của Huawei, chuyển đổi nhóm bằng thông báo đến máy chủ và nhận thông báo từ máy chủ khi dữ liệu thay đổi.

Với chức năng này, người dùng có thể thực hiện thay đổi nhóm để thực hiện cuộc gọi PoC, đăng ký dịch vụ Presence cho phép hiển thị thông tin hiện tại của những người trong nhóm như trong các dịch vụ nhắn tin IM trên mạng.

Hình 4.8. Dich vụ Presence

f) Integrated Messaging Sử dung giải pháp IMS cho phép cung cấp các dịch vụ nhắn tin đa phương tiện tích hợp

cho tất cả các mạng với nhiều loại dịch vụ như SMS, MMS, IM, chat, email… Máy chủ tin nhắn InfoX cung cấp nền dịch vụ nhắn tin và nhiều hình loại dịch vụ tin nhắn

nên dịch vụ này dựa trên cấu trúc modul IMS sử dụng mạng IP. Cấu trúc máy chủ InfoX như hình dưới đây:

Trang-104-

Hình 4.9. Dịch vụ nhắn tin tích hợp

Máy chủ này có khả năng lưu trữ lượng lớn các tin nhắn SMS, IM, Email, Voicemail, Fax. Người dùng có thể truy cập vào máy chủ thông qua giao diện GUI và TUI. Truy cập giao diện GUI khi đầu cuối là PC, smart phone, PDA thông qua phần mềm cài sẵn hoặc web. Truy cập giao diện TUI tiến hành thông qua cuộc thoại. Khi đăng ký sử dụng dịch vụ này, người dùng nhận được số xác thực SIP. Sử dụng số này, người dùng có thể gửi, nhận tin nhắn text, voice, picture, video, data…

Ba dịch vụ cơ bản máy chủ InfoX cung cấp: - Instant Messaging - Session based messaging - Store and transfer messaging. g) Multimedia RBT (Ring back tone) Dịch vụ M-RBT là dịch vụ mở rộng của dịch vụ ring back tone truyền thống, nó cho phép

tích hợp nhiều loại phương tiện hơn là chỉ có nhạc chuông, ví dụ như các âm thanh có hiệu ứng, hình ảnh video như MTV, đoạn clip thể thao. Người gọi đến các thuê bao sử dụng dịch vụ này hoàn toàn có thể thưởng thức trong khi chờ người nghe nhấc máy. Thuê bao dịch vụ cũng có thể tự thiết lập lại chế độ chuông chờ của mình bằng nhiều cách như truy cập web, wap, hay tin nhắn tới tổng đài…

h) Các dịch vụ khác Ngoài các dịch nêu trên, Huawei cung cấp các dịch vụ khác như Gaming, Rich call,

Multimedia Caller ID và đang đẩy mạnh phát triển các ứng dụng cho dịch vụ IPTV, được xem là dịch vụ truyền hình của tương lai.

Trang-105-

4.2 HÃNG ERICSSON.

4.2.1 Giải pháp

Ericsson chủ trương phát triển mạng lõi chung cho cả nhà khai thác vô tuyến và hữu tuyến, cung cấp các dịch vụ đa phương tiện hội tụ thông qua các phương thức đa truy nhập đáp ứng các cấp độ dịch vụ. Hệ thống IMS của Ericsson bao gồm lõi, các thành phần hoạt động chung, hỗ trợ chức năng liên kết hoạt động cho phép nhà khai thác và nhà cung cấp dịch vụ giảm giá thành, sử dụng các hạ tầng mạng sẵn có với tính năng sử dụng dễ dàng, độ tin cậy và bảo mật cao. Giải pháp IMS của Ericsson dựa trên đặc tính cấu trúc của 3GPP (Rel 5), 3GPP2, giao thức SIP dựa trên IETF. Ngoài ra giải pháp này cũng có các đặc tính tham chiếu khác từ OMA và TISPAN. Giải pháp IMS của Ericsson là cấu trúc hoàn chỉnh End-to-End cho các nhà khai thác cố định và di động, cung cấp từ thiết bị đầu cuối đến xây dựng và phân bổ dịch vụ. Các thành phần mạng Ericsson cung cấp bao gồm CSCF, HSS tới AS. Giải pháp IMS của Ericsson được xây dựng trên nền Ericsson Mobile Platforms bao gồm cả cấu trúc IMS Client. Giải pháp này gồm các dịch vụ tiêu chuẩn hóa IMS Push to Talk, IMS weShare phục vụ cho người dùng di động và IMS Multimedia Telephony cho các người dùng cố định. Ngoài ra giải pháp của Ericsson cũng như hỗ trợ cho các nhà điều hành nâng cấp hạ tầng cũng như dịch vụ hiện có. Việc nâng cấp được tiến hành thông qua Ericsson Mobility World, tổ chức toàn cầu thực hiện các chương trình phát triển dịch vụ và IMS Studio là bộ công cụ phần mềm cho phép tạo ra môi trường dịch vụ cho hệ thống IMS phục vụ cho việc hỗ trợ, tư vấn, tích hợp mạng.

Trang-106-

Hình 4.10. Sơ đồ tổng quan giải pháp IMS Ericsson

Giải pháp IMS của Ericsson là giải pháp IMS hoàn chỉnh bao gồm:

Hệ thống IMS chung - IMS Common System (ICS) bao gồm các phần tử cho cả hệ thống vô tuyến và hữu tuyến và những phần tử được sử dụng để hỗ trợ nhiều giải pháp trong cùng một domain.

Các giải pháp IMS (IMS Bussiness/Customer Solutions) bao gồm các ứng dụng sử dụng tất cả hoặc một nhóm các phần tử Hệ thống IMS chung cùng với các client phần mềm tạo ra một môi trường IMS từ đầu cuối đến đầu cuối.

Các dịch vụ IMS của Ericsson.

Hình 4.10 thể hiện cấu trúc tổng quan giải pháp IMS của Ericsson, các thành phần chính bao gồm:

Hệ thống chung IMS - IMS Common System (ICS).

Các hệ thống hỗ trợ IMS - IMS Support Systems.

Các ứng dụng và kiến tạo dịch vụ IMS - IMS Enablers and Applications.

Giải pháp dịch vụ đề xuất cho VNPT bao gồm:

Giải pháp Ericsson IMS Multimedia Telephony, IMT

Ngoài ra còn có các giải pháp dịch vụ khác như:

IMS Push to Talk, PTT.

Trang-107-

IMS Messaging, IMSM.

Giải pháp IMS IPTV.

4.2.2 Thiết bị

CSCF 3.0 Giải pháp IMS của Ericsson hỗ trợ tính năng CSCF dưới dạng một ’IMS Cluster’ (các phần tử P- I- và S-CSCF cùng với BGCF (Breakout Gateway Control Function) được xây dựng trong cùng một platform). Cấu trúc này cũng cho phép chuyển đổi sang thành cấu trúc phân tán theo từng phần tử riêng biệt. IMS cho phép linh hoạt cấu hình các thực thể logic CSCF trong cùng một nút vật lý hoặc trong các nút vật lý độc lập. Các thực thể được thiết kế cho phép kiểm soát lưu lượng theo chế độ tích hợp hoặc chế độ độc lập tùy theo cấu hình mạng. CSCF được xây dựng theo kiến trúc máy chủ - TSP platform ( Transit signal priority-platform) (trong tương lai sẽ được nâng cấp thành một card BLADE TSP độc lập trong cấu trúc Integrated Site (IS)). TSP là cấu trúc chung của Ericsson cho các máy chủ mạng thế hệ mới và các nút điều khiểns. TSP là một kiến trúc dựa trên nền tảng máy chủ và hệ thống điều khiển được sử dụng cho các máy chủ viễn thông và các nút điều khiển đòi hỏi có dung lượng thay đổi và dễ sản xuất. HSS 4.0 HSS là nút mạng cơ sở dữ liệu được sử dụng cho một số công nghệ truy nhập của Ericsson như: GPRS, WCDMA, CDMA2000, WLAN và hữu tuyến. HSS đóng vai trò quan trọng trong hệ thống IMS chung của Ericsson; nó là cơ sở cho các giải pháp IMS Push To Talk, IMS WeShare và IMS Multimedia Telephony dựa trên SIP của Ericsson.

Hình 4.11. Vị trí HSS trong mạng

Nút mạng HSS là cơ sở dữ liệu chính đối với thuê bao IMS. Đây là điểm tham chiếu chính của thuê bao trong mạng thường trú có chức năng hỗ trợ thuê bao về vấn đề bảo mật,

Trang-108- nhận thực, quản lý di động, chuyển vùng, quản lý đăng ký và quản lý nhận thực đối với truy nhập IMS. HSS của Ericsson tuân thủ các tiêu chuẩn liên quan của 3GPP, 3GPP2, IETF, TISPAN và OMA. HSS hỗ trợ việc triển khai các tính năng IMS của thực thể mạng HSS được mô tả trong tiêu chuẩn 3GPP và chức năng AAA của IMS và thực thể cơ sở dữ liệu lôgíc được mô tả trong tiêu chuẩn 3GPP2. Ngoài ra, HSS hỗ trợ các chức năng liên quan đến việc hỗ trợ truy nhập WLAN và Mobile@home. HSS là điểm kết nối trung gian giữa mạng WLAN và mạng PLMN, nó hỗ trợ giải pháp 3GPP iWLAN và Mobile@home trong quá trình nhận thực, trao quyền và bảo vệ lưu lượng thuê bao, chuyển vùng và quản lý thuê bao WLAN.

4.2.3 Dịch vụ

Dịch vụ Ericsson IMS weShare Dịch vụ IMS weShare của Ericsson là dịch vụ cho phép người dùng có thể trao đổi dữ liệu như hình ảnh và video clip trong khi đang thực hiện cuộc gọi trên máy di động. Dịch vụ weShare hiện tại của Ericsson bao gồm: Image (chia sẻ hình ảnh chụp được), Motion (chi sẻ video trực tiếp), Media File (chia sẻ file dữ liệu lưu trong máy), Whiteboard (chia sẻ hình vẽ trên màn máy). weShare sử dụng chuyển mạch kênh đối với tín hiệu thoại và chuyển mạch gói với hình ảnh, video được định dạng trong 3GPP CSI và GSMA VideoShare. Để thực hiện weShare, Ericsson xây dựng riêng một platform cho Client (ICP) là thành phần đại diện cho toàn bộ các ứng dụng người dùng. Platform này tách riêng các người dùng khỏi lõi của IMS, cho phép các nhà phát triển dịch vụ khách hàng chỉ cần tác động vào giao diện người sử dụng và các phần tương tác với người dùng. Tất cả các ứng dụng người dùng IMS weShare và các ứng dụng khác đều nằm ở phân lớp trên cùng của cấu trúc phân lớp mạng nền ICP. ICP cung cấp các ứng dụng sẵn có cho người dùng IMS, đảm bảo việc liên kết hoạt động giữa các khách hàng và loại bỏ các bổ sung ứng dụng không cần thiết.

Hình 4.12. Cấu hình phân lớp IMS weShare

Dịch vụ Ericsson IMS Push to Talk

Trang-109- Push to Talk là dịch vụ cho phép người dùng có thể bằng một phím bấm kết nối trực tiếp thực hiện cuộc gọi tới một người hoặc một nhóm người. Nó cho phép truyền tài nội dung người nói đến nhiều người nghe ngay lập tức, do đó là một trong các giải pháp làm tăng được ARPU của nhà cung cấp. Giải pháp IMS Push to Talk của Ericsson có tên Ericsson Instant Talk tuân theo tiêu chuẩn dựa trên tiêu chuẩn Push to Talk over Cellular (PoC) hiện tại và đáp ứng khả năng liên kết hoạt động theo chuẩn Open Mobile Alliance (OMA). Ericsson Instant Talk là dịch vụ được xây dựng trên Instant Talk Application Server của hệ thống IMS, thực chất là một loại dịch vụ VoIP dựa trên giao thức SIP.

Hình 4.13. Cấu trúc mạng của hệ thống Ericsson Instant Talk

Trung tâm của hệ thống Instant Talk vẫn là hệ thống lõi IMS gồm các chức năng CSCF, HSS, MRF. Do sử dụng phương thức thoại bán song công (half-duplex) nên khối MRF có chức năng ngăn chặn việc có hai hoặc nhiều người cùng gửi gói dữ liệu lên cùng lúc, nó được gọi là chức năng điều khiển burst thoại. MRF áp dụng cơ chế yêu cầu/ đáp ứng để điều khiển chính xác. Người dùng chỉ có thể gửi gói tin khi yêu cầu được đáp ứng. Máy chủ ứng dụng Instant Talk là hệ thống cơ sở dữ liệu điều khiển dữ liệu thuê bao trong quá trình thiết lập cuộc gọi, đảm bảo người được gọi là một thuê bao, những ai nằm trong nhóm gọi, xem xét thuê bao được gọi có rỗi hay không… Máy chủ này cũng hỗ trợ việc quản lý danh sách nhóm (GLMS) cho phép người dùng tạo, thay đổi, phục hồi và xóa nhóm và danh sách liên hệ. Hệ thống Instant Talk của Ericsson hỗ trợ dịch vụ liên mạng cho các mạng GPRS/CDMA2000/WCDMA. Ngoài ra, Ericsson còn triển khai liên mạng với các nhà cung cấp giải pháp khác như Nokia – Siemens.

Trang-110- Dịch vụ IMS Multimedia Telephony Giải pháp IMS Multimedia Telephony của Ericsson dựa trên môi trường IP hoàn toàn với giao thức SIP, cung cấp các dịch vụ từ điện thoại IP đơn lẻ tới điện thoại đa phương tiện và giải pháp IP Centrex. Giải pháp IP Centrex có khả năng phục vụ các doanh nghiệp vừa và nhỏ (SME) và các công ty lớn có nhiều văn phòng chi nhánh khác nhau. Với dịch vụ này, các doanh nghiệp có thể thiết lập một mạng điện thoại riêng cùng với các dịch vụ, các ứng dụng mới, linh hoạt trên nền IP như giao tiếp hình ảnh, hội nghị truyền hình, đàm phán, tin nhắn trực tiếp, email… Với dịch vụ IP Centrex, các nhân sự có thể làm việc ngay tại nhà riêng hoặc ở bất kỳ nơi nào mà vẫn tương tự như đang ở cơ quan. Ngoài ra nó còn có đầy đủ các đặc điểm như một IP PBX nên tiết kiệm chi phí đầu tư cho PBX và quản trị hệ thống. Ở Việt Nam, VTN cũng đã triển khai cung cấp dịch vụ IP Centrex cho các doanh nghiệp có nhu cầu trên nền NGN.

Hình 4.14 Cấu hình một hệ thống IMS Multimedia Telephony

4.3 HÃNG ALCATEL – LUCENT

4.3.1 Giải pháp

Giải pháp cho hệ thống mạng IMS của Alcatel – Lucent phục vụ cho việc nâng cấp hệ thống mạng theo chuẩn 3GPP lên IMS. Giải pháp của Alcatel – Lucent được thực hiện dựa trên một hệ thống hoàn thiện với các sản phẩm tương thích với IMS bao gồm các lớp ứng dụng, quản lý phiên và lớp kết nối. Các thiết bị đều dựa trên chuẩn giao diện mở và nền IT. Giải pháp điều khiển phiên dựa trên SIP được thực hiện thông qua bộ điều khiển phiên cuộc gọi kết hợp với máy chủ thuê bao chung (HSS) cho quản lý thuê bao. Giải pháp IMS End-to-End của Alcatel – Lucent cho phép các nhà cung cấp dịch vụ triển khai các dịch vụ và ứng dụng mới tới thị trường một cách nhanh chóng, hiệu quả, tổng thể với các dịch vụ VoIP, FMC, các dịch vụ đa phương tiện, trao đổi tức thời.

Trang-111- Alcatel – Lucent khuyến nghị việc nâng cấp lên IMS từ mạng di động theo chuẩn 3GPP theo 3 pha như sau:

Hình 4.14. Lộ trình IMS của Alcatel Lucent

* Pha 0: Thử nghiệm để rút ra những kinh nghiệm và thu nhận các thông tin phản hồi từ người dùng. Pha 0 sẽ cung cấp IMS các dịch vụ thông qua các mạng truy nhập qua GPRS hay WLAN.

* Pha 1: Giải pháp tương thích với 3GPP release 5 giới thiệu cho thương mại, chủ yếu cung cấp các dịch vụ phi và cần thời gian thực (nonrealtime và near-real-time) (ví dụ như PoC).

* Pha 2: Giải pháp tương thích với 3GPP release 6 cung cấp các dịch vụ thời gian thực (thoại, hội nghị truyền hình…).

Cấu trúc tổng thể giải pháp IMS của Alcatel – Luccent được thể hiện trên Hình 4.15. Hình vẽ thể hiện cách thức triển khai Core IMS trong mạng VNPT. A5020 MGC-10 MGC và A7510 MG được nâng cấp để hỗ trợ chức năng MGCF và MGF tương ứng, hỗ trợ kết nối giữa IMS Core mới và mạng PSTN truyền thống. Alcatel-Lucent 5020 MGC–10 điều khiển các Trunking Gateway sử dụng giao thức H.248 và hỗ trợ các kết nối hiện có với các máy chủ ứng dụng và cổng VoIP quốc tế. Cổng phương tiện Alcatel-Lucent 7510 xử lý thông tin phương tiện giữa mạng TDM và IP. Đây là bước chuyển đổi ban đầu đảm bảo cơ sở để phát triển mạng toàn IP. Ở bên trên các máy chủ ứng dụng được hỗ trợ bởi IMS Core, một vòng điều khiển SIP được cung cấp thêm vào nền tảng VNPT OSP hiện có cho phép hỗ trợ khả năng hoạt động liên mạng giữa thuê bao PSTN và thuê bao IMS.

Trang-112-

Hình 4.15. Cấu hình mạng IMS – Alcatel-Lucent

4.3.2 Thiết bị

Trong phần này, chúng ta phân tích các phần tử cơ bản trong cấu trúc IMS tổng thể của Alcatel – Luccent.

a. Alcatel – Lucent CSC-AGCF Alcatel – Lucent 5020 CSC Release 4 là thành phần trung tâm của hệ thống IMS tương thích với kiến trúc mạng đa phương tiện End-to-End của Alcatel 5020 Softswitch. Nó cung cấp các dịch vụ đường dây thoại, điện thoại truyền hình các dịch vụ đa phương tiện như các POTS thông thường. Phiên bản Alcatel 5020 CSC Release 4.2 ngoài việc tương thích cho IMS nó còn có thêm chức năng như một AGCF cho phép mở rộng các giải pháp cung cấp dịch vụ thương mại ở lớp trên của CSC. Alcatel-Lucent 5020 CSC-AGCF hỗ trợ mở rộng dịch vụ PSTN/ISDN hướng tới mạng IMS bao gồm đầu cuối POTS cùng với AGW chia sẻ cùng lớp ứng dụng và điều khiển giữa các người dùng cuối POTS và SIP. CSC-AGCF 5020 liên kết hoạt động với các AGW khác thông qua việc sử dụng giao thức Megaco/H.248 trong khi giao tiếp với các thành phần mạng lõi IMS và các lớp ứng dụng khác qua giao thức SIP. Các thành phần tương thích với IMS của Alcatel 5020 CSC-AGCF:

Trang-113-

S-CSCF (Serving-CSCF): thực hiện chức năng xác định quyền truy cập, điều khiển phiên cho phép các dịch vụ thoại và đa phương tiện từ/đến người sử dụng. Hỗ trợ các ứng dụng nâng cao trong IMS, tập trung dữ liệu người dùng thông qua giao diện HSS.

I-CSCF (Interrogating-CSCF): cho phép điều chỉnh mạng qua việc phân phối đều tải lưu lượng giữa các S-CSCF

BGCF (Breakout gateway control function): phân tích địa chỉ và cung cấp khả năng định tuyến tốt nhất đến mạng PSTN

IFS (Integrated Feature Server): tối ưu hóa phân bố thoại và các dịch vụ liên lạc gia tăng trên nền IMS. Việc được tích hợp cùng với S-CSCF đáp ứng hoàn toàn các tiêu chuẩn của 3GPP/TISPAN.

AGCF (Access Gateway Control Function): chức năng kiểm soát cổng truy nhập, phục vụ cho nhiều loại ứng dụng với các người dùng ở các mức dịch vụ khác nhau, điều khiển đơn nhất cho cả POTS (qua H248), thiết bị tích hợp và đầu cuối đa phương tiện (giao thức SIP).

b. Lucent Session Manager (SM) Quản lý phiên này là một thành phần trong hệ thống IMS của Lucent, cho các nhà khai thác cung cấp các loại hình dịch vụ cho cả điểm truy nhập dịch vụ hữu tuyến và vô tuyến. Nó hỗ trợ các chức năng như CSCF, service broker function (là chức năng hỗ trợ triển khai các dịch vụ “instant” như điện thoại IP, tin nhắn nhanh “instant message”, multi-party video conferencing), Policy decision function (PDF) và Breakout gateway control function (BGCF). Với đa chức năng này, SM tạo cho lớp ứng dụng mạng trở nên linh hoạt, giá thành hạ và dễ dàng bảo trì do tích hợp tại một khối. Các đặc điểm nổi bật:

Nhiều ứng dụng bao gồm Wifi/Cellular roaming, Push to Speak, Video on Hold và Push to Show.

Giao tiếp trở nên thân thiện với các thông tin kèm theo về hiện trường, vị trí và thông tin về các dịch vụ hiện có.

Đáp ứng yêu cầu dịch vụ tùy theo từng thị trường do có thể lập trình mở rộng trên phần tử trung gian của dịch vụ (service broker).

Dễ dàng áp đặt các chính sách quản lý để phân bổ nhiều mức QoS.

Có khả năng hỗ trợ lên đến 10 + M sessions/hr.trên giao diện vật lý 10/100/1000 Base-TX.

c. Alcatel-Lucent 1430 Unified Home Subscriber Service (HSS) The Alcatel-Lucent 1430 Unified HSS là giải pháp tập trung cơ sở dữ liệu hiệu quả hỗ trợ 3 chức năng chính của nền hệ thống bao gồm: HLR/AuC cho mạng chuyển mạch kênh và gói 2G/3G, IM-HSS và SLF cho mạng IMS, WAS (WLAN Access Server) hỗ trợ cho AAA và

Trang-114- UMA. Chức năng chủ yếu của HSS 1430 là quản lý cơ sở dữ liệu tập trung từ các người dùng của các công nghệ khác nhau từ thuê bao PSTN, Wi-Fi, WiMAX, and 3G. Trong các thành phần trên, thành phần IM-HSS là thành phần lưu giữ dữ liệu người dùng và các dịch vụ người dùng. Nó đóng vai trò quan trọng trong cung cấp, cấp phát dịch vụ, quản lý dữ liệu người dùng, roaming và kết nối liên mạng. Các chức năng chính: Nhận thực và xác thực trong IMS, duy trì trạng thái thông tin người dùng IMS, duy trì các dịch vụ dữ liệu, theo dõi chức năng S-CSCF, hỗ trợ truy cập CSCF và các dịch vụ ứng dụng AS.

d. Lucent Feature Server 5000 Là máy chủ cung cấp các loại hình dịch vụ khác nhau trong mạng IMS của Lucent cho các người dùng công nghệ khác nhau cho thoại thông thường và di động. Có khả năng cung cấp các dịch vụ next-gen như Converged Services (Sim Ring, Seq Ring, Dual-Mode, Mobile Extension, CDMA VoIP), Desktop Convergence (Click to Dial, Click to Conference, Call Logs, Outlook Integration), các dịch vụ gia tăng như Call Waiting, Caller ID, Automatic Callback, Multi-way Conference Calling, Call Forwarding, Distinctive Ringing, IP Centrex, Call Queuing, Attendant Services, Emergency Services, LNP, Call Trace, Carrier Selection. Sử dụng giao thức SIP tương thích với 3GPP, IETF, TISPAN, và MSF; có khả năng phục vụ lên tới 35 cuộc gọi/s trong giờ bận.

e. Alcatel-Lucent 5350 IMS Application Server Cung cấp các dịch vụ ứng dụng cho hệ thống mạng IMS. Có thể dễ dàng nâng cấp triển khai các dịch vụ mới do sử dụng hệ thống dịch vụ mở đa giao thức; xây dựng, thiết lập các dịch vụ qua công cụ Service Development Kit (SDK) hỗ trợ cả giao thức SIP và JAVA. Độ tin cậy và hiệu suất cao do sử dụng cơ chế intra-cluster. Cung cấp các ứng dụng như hiển thị danh sách người gọi, gọi lại, push to show, push to view, push to talk, VoIP, Vo2IP… Nó có thể là một phần nằm trên lớp lõi của hệ thống IMS hoặc có thể đứng tách rời như là máy chủ ứng dụng sử dụng SIP hoặc đa giao thức.

4.3.3 Dịch vụ

4.3.3.1 Dịch vụ hiển thị và quản lý danh sách liên lạc

4.3.3.2 Giới thiệu Máy chủ hiển thị A5350 thu thập thông tin hiển thị từ nhiều nguồn khác nhau và cung cấp thông tin hiển thị duy nhất đến các thiết bị đầu cuối. Thông tin hiển thị thu thập bởi thực thể hiển thị bao gồm:

Thông tin hiển thị liên quan đến ứng dụng (được thu thập từ Presence User Agent - PUA) liên quan trực tiếp đến ứng dụng (ví dụ như: dịch vụ nhắn tin tức thời)

Thông tin hiển thị liên quan đến mạng (được thu thập từ Presence Network Agent: PNA) thu thập từ nhiều phần tử mạng khác nhau mà có kết nối đến thiết bị đầu cuối thuê bao.

Trang-115- 4.3.3.3 Mô hình số liệu hiển thị (Presence Data Model) Mô hình số liệu hiển thị là cách thức mà các máy chủ hiển thị vận hành: cách thu thập thông tin hiển thị, cách xử lý thông tin ... Trong phiên bản này, máy chủ hiển thị của Alcatel - Lucent có mô hình số liệu hiển thị được cập nhật tuân thủ các tiêu chuẩn mới nhất liên quan đến việc quản lý trạng thái hiển thị. Mỗi khi thuê bao muốn xem thông tin hiển thị của thuê bao khác trong danh bạ thì họ phải đăng ký hiển thị một phần hoặc toàn bộ thông tin liên quan đến thuê bao đó; thuê bao chỉ có thể xem một phần thông tin hiển thị trong contact của họ tùy theo đăng ký của contact này với mạng. Trước khi việc đăng ký hiển thị được chấp nhận, máy chủ hiển thị kiểm tra số nhận dạng của thuê bao yêu cầu thông tin hiển thị (watcher) để xác nhận thuê bao đã đăng ký sử dụng dịch vụ này. Trong phiên bản này, máy chủ hiển thị hỗ trợ các phương thức SIP sau đây:

SIP SUBSCRIBE

SIP NOTIFY

SIP PUBLISH

SIP REGISTER (đối với REGISTRAR của các bên thứ ba được gửi đi bởi S-CSCF tới máy chủ hiển thị khi nhận được đăng ký của thuê bao)

4.3.3.4 Dịch vụ Push to Talk/View/Share Giải pháp dịch vụ PoC của Alcatel-Lucent hỗ trợ tương tác giữa thoại và video chất lượng cao trong các mạng 2.5-3G, trong môi trường mạng IMS và các môi trường mạng khác. Được xây dựng ở bên trên các phần tử kiến tạo dịch vụ “enabler” (như: phần tử hiển thị, phần tử quản lý danh sách, điều khiển truy nhập, nhận thực và tính cước), giải pháp PoC của Alcatel-Lucent tuân thủ các yêu cầu đối với hệ thống IMS. Các mối liên hệ một – một hoặc thông tin nhóm được quản lý về mặt phương tiện một cách độc lập nhờ vậy cho phép hình thành những thói quen thông tin mới. Giải pháp PoC của Alcatel Luccent được xây dựng dựa trên tiêu chuẩn OMA-1.0 hỗ trợ liên hoạt động với các client phần mềm tuân thủ tiêu chuẩn OMA khác. Như chúng ta đã biết, khả năng hỗ trợ của thiết bị đầu cuối là một yếu tố quan trọng đối với dịch vụ PoC. Alcatel Luccent đã phát triển phần mềm Client có thể cài đặt trên các thiết bị đầu cuối thuộc các nhóm khách hàng khác nhau. Ngoài ra, giải pháp PoC của Alcatel-Lucent đã cung cấp một số tính năng đã chuẩn hóa trong OMA-2.0 như chia sẻ video (được biết đến như là dịch vụ Push To Show) và chia sẻ tệp tin (Push To Share). Nhờ vậy làm phong phú thêm hình thức thông tin của con người bằng cách sử dụng các phương tiện truyền thông mới.

Trang-116-

Hình 4.16. Mô hình cung cấp dịch vụ PoC của Alcatel – Luccent

4.3.3.5 Dịch vụ nhắn tin tức thời Mục đích của dịch vụ Nhắn tin tức thời là hỗ trợ thuê bao khả năng trao đổi các tin nhắn văn bản trực tiếp. Để hỗ trợ dịch vụ nhắn tin tức thời cần sử dụng danh sách contact cho phép sử dụng thông tin hiển thị (một danh sách các bạn của thuê bao đồng ý chia sẻ thông tin hiển thị). Việc thông tin theo tin nhắn tức thời được thực hiện giữa hai người sử dụng “on-line” (cùng kết nối với máy chủ ứng dụng trong cùng thời gian).

Hình 4.17. Mô tả dịch vụ nhắn tin tức thời của Alcatel – Luccent

Mục đích sử dụng dịch vụ Nhắn tin tức thời trên nền IMS của Alcatel-Lucent là nhằm hỗ trợ các ứng dụng nhắn tin trên nền SIP theo tiêu chuẩn IMS được định nghĩa bởi IETF, 3GPP và OMA. Ứng dụng Nhắn tin tức thời trên IMS của Alcactel – Luccent dựa trên máy chủ hiển thị và bộ kiến tạo dịch vụ GLMS. Bộ kiến tạo dịch vụ này cho phép thực hiện quản lý danh sách contact và hiển thị sử dụng phần mềm IMS-client.

Trang-117- Trong giải pháp này, Alcatel-Lucent cũng cung cấp một client phần mềm cài trên máy di động và PC nhờ vậy cho phép hội tụ cố định di động về mặt dịch vụ (cụ thể là dịch vụ nhắn tin tức thời).

4.4 NHẬN XÉT, SO SÁNH VỀ GIẢI PHÁP CỦA CÁC HÃNG

Trong phần này, chúng ta đã phân tích giải pháp của 3 hãng cung cấp thiết bị: Huawei, Ericsson, Alcatel – Luccent. Những phân tích dựa trên các tài liệu thu thập được trong quá trình làm việc thông qua hội thảo giới thiệu sản phẩm và giải pháp của các hãng cho VNPT. Nhìn chung, các hãng đều có sản phẩm, thiết bị và giải pháp cụ thể. Các dịch vụ có thể cung cấp hỗ trợ nhưng chưa phân tích lộ trình triển khai các dịch vụ theo từng giai đoạn. Trong số các giải pháp của các hãng, giải pháp IMS của Alcatel – Luccent gắn với giải pháp NGN tổng thể dựa trên TISPAN với mục tiêu là tạo ra một hệ thống có khả năng hội tụ cố định và di động. Huawei khuyến nghị không nên triển khai ngay cấu trúc IMS mà bắt đầu cung cấp dịch vụ băng rộng với Softswitch. Các hãng này đều có giải pháp nâng cấp phần cứng và phần mềm của Softswitch khi cần chuyển đổi lên cấu trúc IMS. Về các sản phẩm, thiết bị IMS, đa số các hãng có các thiết bị tuân thủ tiêu chuẩn của 3GPP, TISPAN; chức năng của các phần tử lôgíc trong các tài liệu chuẩn thường được tích hợp trong một phần tử vật lý (vd: CSC3300 của Huawei, LSM của Alcatel- Luccent… thực hiện được cả chức năng S-CSCF, P-CSCF, I-CSCF và BGCF). Các hãng cũng chưa cung cấp các thông tin chi tiết liên quan đến khả năng làm việc liên mạng giữa các thiết bị của các nhà cung cấp khác nhau (vd: giữa CSCF và HSS của 2 nhà cung cấp thiết bị).

4.5 PHÂN TÍCH HIỆN TRẠNG MẠNG DI ĐỘNG CỦA VNPT VÀ CÁC KHUYẾN NGHỊ.

4.5.1 Phân tích hiện trạng mạng di động VNPT Trong khuôn khổ đề tài này, chủ yếu phân tích về khả năng đáp ứng của hệ thống mạng di động của VNP và VMS với các dịch vụ số liệu thông thường và các dịch vụ số liệu đa phương tiện trên nền IMS. Trên cơ sở những phân tích như vậy, xin đưa ra những nhận xét tổng quan về hiện trạng mạng lưới, từ đó có thể đưa ra những khuyến nghị về phát triển mạng dựa trên mạng nền lớp điều khiển dịch vụ IMS. Tháng 9 năm 2003, Vinaphone và Mobifone đã tiến hành thử nghiệm GPRS tại Hà Nội và thành phố Hồ Chí Minh. Sau gần một năm thử nghiệm, tháng 7 năm 2004, Vinaphone và Mobifone đã chính thức cung cấp dịch vụ GPRS, nhưng do hạn chế về tốc độ số liệu và nội dung cung cấp cho nên dịch vụ này không đem lại doanh thu đáng kể cho hai công ty di động. Đầu tháng 1 năm 2007, Vinaphone và Mobifone đã tiến hành giảm 80% cước truy nhập GPRS để thu hút khách hàng sử dụng dịch vụ. Đến thời điểm hiện nay, thoại vẫn là dịch vụ cơ bản nhất và tạo doanh thu chủ yếu cho Vinaphone và Mobifone. Cấu hình hệ thống GPRS của Vinaphone (xem Hình 4.14.18) bao gồm:

Trang-118-

Thiết bị phần mạng lõi GPRS do Siemens cung cấp gồm: 2 SGSN, 1 SGSN ở Hà Nội và 1 SGSN ở thành phố Hồ Chí Minh.

Phần vô tuyến: các thiết bị của nhiều hãng cung cấp khác nhau như: Motorola, Siemens, Alcatel và Ericsson.

E1 E1 E1 E1

Hình 4.18. Cấu hình tổng thể hệ thống mạng GPRS của Vinaphone

Tính đến tháng 4 năm 2007, Vinaphone đã phủ sóng GPRS tại 18 tỉnh thành trên cả nước. Đó là các tỉnh, thành phố: Hà Giang, Yên Bái, Lai Châu, Hà Nội, Hà Đông (Hà Tây), Hải Phòng, Quảng Ninh, Nghệ An, Quảng Bình, Quảng Trị, Huế, Đà Nẵng, Khánh Hoà, Tp.HCM, Cần Thơ, Bình Dương, Đồng Nai và Vũng Tàu. Cấu hình hệ thống GPRS của Mobifone cũng tương tự như Vinaphone nhưng thiết bị mạng lõi (SGSN và GGSN) là do Alcatel cung cấp. Các dịch vụ cung cấp bởi hệ thống GPRS trên cả hai mạng bao gồm: dịch vụ WAP trên GPRS, nhắn tin MMS, tải ảnh, nhạc chuông, email... Về mặt lý thuyết, công nghệ GPRS có thể đáp ứng được tốt các dịch vụ này. Tuy nhiên, do chất lượng phủ sóng tại các thành phố lớn của Vinaphone và Mobifone chưa thực sự tốt đặc biệt là phủ sóng indoor cho nên tốc độ truy nhập GPRS của hai mạng chưa thực sự đáp ứng được nhu cầu của khác hàng. Đó là lí do chính khiến số lượng thuê bao truy nhập GPRS còn hạn chế. Từ đầu năm 2007, Vinaphone và Mobifone đã tiến hành thử nghiệm EDGE ở Hà Nội và thành phố Hồ Chí Minh. Năm 2008, VNPT đã mở rộng phủ sóng EDGE trên toàn quốc. Đây là bước phát triển quan trọng nhằm tạo hạ tầng truy nhập di động để cung cấp các dịch vụ số liệu băng rộng. Cùng với việc triển khai xin cấp phép tần số 3G , việc thương mại hóa EDGE chắc chắn sẽ hứa hẹn bước phát triển mới cho hai mạng thông tin di động của VNPT.

Trang-119- Cuối quý I/2009, VNPT đã chính thức được cấp giấy phép 3G và VinaPhone sẽ triển khai dịch vụ 3G theo chuẩn WCDMA 2100MHz. Vùng ưu tiên phủ sóng sẽ là các khu thương mại, khu công nghiệp, hay các đô tập trung nhiều cơ quan của chính phủ, các doanh nghiệp thương mại, công nghiệp, du lịch- dịch vụ và đông dân cư. những dịch vụ 3G cơ bản mà VinaPhone, MobiFone sẽ cung cấp sau khi có giấy phép 3G: - Điện thoại truyền hình (Video Call) - Dịch vụ truyền tải đồng thời cả âm thanh và dữ liệu (Multi-call /Rich voice) - Dịch vụ tải phim ảnh (Video Downloading) - Dịch vụ video trực tuyến (Video Streaming) - Dịch vụ tải nhạc (Full track music downloading) - Dịch vụ thanh toán qua thiết bị di động - Dịch vụ WAP/Mobile Internet - Dịch vụ tin nhắn nhanh (Instant Messaging) (vd： Yahoo, MSN) - Dịch vụ HSDPA - Dịch vụ quảng cáo thương mại qua thiết bị di động - Dịch vụ định vị (location-based) - Truyền tải dữ liệu trên thiết bị di động, router không dây với đường truyền dữ liệu tốc

độ cao 3G (PC data communication) - Kết nối từ xa tới mạng Intranet của công ty. Cả hai mạng di động của VNPT đều triển khai công nghệ 3G trên nền 2G-GSM nên chắc chắn, chi phí đầu tư sẽ giảm thiểu đáng kể. 4.5.2 Khuyến nghị lộ trình phát triển IMS trên nền NGN của VNPT. Từ các phân tích và đánh giá ở trên, ta thấy:

a. Đối với các dịch vụ cần băng thông rộng với (QoS) cao thì GPRS chưa thể đáp ứng được. Như vậy, để đảm bảo cung cấp hiệu quả các dịch vụ băng rộng và tạo tiền đề cho việc triển khai nhanh chóng các loại hình dịch vụ số liệu mới thì hướng phát triển lên NGN trên nền lớp điều khiển dịch vụ IMS là hướng tất yếu.

b. Để đảm bảo hệ thống truy nhập di động có khả năng cung cấp các dịch vụ băng rộng NGN thì hai mạng di động của VNPT phải thực hiện lộ trình phát triển lên 3G theo nhánh WCDMA mà công nghệ EDGE có thể được lựa chọn làm bước phát triển trung gian.

c. Việc phát triển từ mạng GSM truyền thống sang EDGE (thế hệ mới của mạng GSM) chính là việc đưa ra phương thức điều chế và mã hoá mới cho phép mở rộng giao diện vô tuyến. EDGE sử dụng cả hai phương thức điều chế: GMSK và 8PSK, tạo điều kiện cho các nhà khai thác mạng GSM có thể chuyển sang cung cấp các dịch vụ số liệu di động và các dịch vụ đa phương tiện khác bằng việc tăng tốc độ, dung lượng lên gấp 3 lần với cùng phổ GSM hiện tại mà không có bất kì ảnh hưởng nào đối với việc quy hoạch tần số. EDGE cho phép

Trang-120- các nhà khai thác mạng cung cấp các ứng dụng tiện ích tương tự như trên mạng 3G trên nền tảng các trạm và thiết bị 2G hiện có.

d. Trong số các hãng cung cáp thiết bị và giải pháp IMS thì giải pháp của Ericsson bao gồm mạng lõi, các thành phần hoạt động chung, hỗ trợ chức năng liên kết hoạt động cho phép nhà khai thác và nhà cung cấp dịch vụ giảm giá thành, sử dụng các hạ tầng mạng sẵn có với tính năng sử dụng dễ dàng, độ tin cậy và bảo mật cao. Kế đó là giải pháp của Huawei cũng khả dĩ phù hợp với điều kiện mạng hiện tại của VNPT, bởi nó tận dụng được hạ tầng mạng mà VNPT đang có.

Trang-121-

KẾT LUẬN

Với tiêu chí “Nghiên cứu cấu trúc IMS trong mạng thông tin di động”, luận văn đã nêu lên cấu trúc cơ bản IMS của 3GPP trong mạng di động thế hệ mới, phân tích được vị trí vai trò, nhiệm vụ, chức năng các phần tử tham chiếu trong IMS. Trình bày được các thủ tục trên các giao diện IMS nhằm hỗ trợ các ứng dụng đa phương tiện trên nền IP/NGN. Đồng thời, luận văn còn giới thiệu, đánh giá và so sánh thiết bị, giải pháp IMS/Mobile/NGN của một số nhà cung cấp viễn thông trên thế giới. Nội dung luận văn chứa đựng các thông tin mới về công nghệ mạng lõi IMS/IP nhằm định hướng và xúc tiến giải pháp IMS/Mobile/ NGN; tạo năng lực cung cấp đa loại hình dịch vụ và dịch vụ đa phương tiện. Để thực hiện được ý tưởng đề ra, luận văn đã trình bày các nội dung như sau:

1. Giới thiệu về lịch sử và quá trình phát triển giải pháp IMS của 3GPP, thông qua đó định nghĩa vị trí của IMS trong cấu trúc phân lớp mạng NGN/Mobile; đồng thời giới thiệu về vai trò của các giao diện, các điểm tham chiếu cơ bản của IMS trong mạng NGN/Mobile. Tiến hành nghiên cứu cấu trúc IMS theo tiêu chuẩn 3GPP để từ đó thấy được xu hướng tích hợp dịch vụ và hội tụ mạng lõi trên nền IP là vấn đề mang tính then chốt và bức thiết.

2. Nghiên cứu các chức năng IMS trong hệ thống thông tin di động với các nội dung đăng ký, nhận thực, tính cước, các thủ tục tham chiếu, các vấn đề về bảo mật, quản lý truyền dẫn, định tuyến và quản lý phiên. Qua đó, luận văn chỉ ra được tính trong suốt của môi trường giao tiếp IMS/IP trong mạng di động thế hệ mới..

3. Nghiên cứu các dịch vụ triển khai trên nền IMS/Mobile/ NGN. Nội dung này giúp hiểu sâu phương thức hoạt động của các thực thể chức năng của từng phần tử trong IMS, qua đó biết được khả năng cung cấp các loại hình dịch vụ cho mạng.

4. Cuối cùng, luận văn trình bày các nội dung giới thiệu, đánh giá và so sánh thiết bị và giải pháp IMS của một số nhà cung cấp và khai thác viễn thông trên thế giới. Phân tích, đánh giá quá trình phát triển và mạng di động hiện trạng của VNPT. Từ đó đưa ra các khuyến nghị về một số giải pháp IMS/Mobile/NGN cho VNPT.

Tóm lại, IMS/Mobile/IP/NGN và vấn đề hội tụ cố định-di động (FMC) đang là đích đến của nhiều nhà khai thác viễn thông trên thế giới mà Việt Nam không là ngoại lệ. Với khuôn khổ luận văn có hạn và kiến thức bản thân còn nhiều hạn chế, rất mong nhận được sự đóng góp xây dựng của các thầy giáo cùng bạn bè và đồng nghiệp. Xin trân trọng cảm ơn !

Trang-122-

TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Tập Đoàn Bưu chính Viễn thông Việt Nam, nhiệm vụ “NGN di động”, 2006

[2] Tập Đoàn Bưu chính Viễn thông Việt Nam, Đề tài mã số 032-2005-TCT-RDS-VT 67 “Quy hoạch tổng thể mạng NGN-VNPT giai đoạn 2006-2010”, 2007.

[3] The IMS: IP Multimedia Concepts andServices, Second Edition –John Wiley & Sons, © 2006 Ltd. ISBN: 0-470-01906-9.

[4] ITU-T Recommendation Y.2021, “IMS for Next Generation Network”, 2006

[5] ITU-T Recommendation Y.2011, “General principles and general reference model for Next Generation Network ”, 2004

[7] ITU-T Recommendation Y.2001, “General overview of NGN”, 2004

[7] ITU-T Recommendation Q.FMC-IMS, “Fixed Mobile Convergence with a common IMS section control domain”, 2007

[8] ITU-T Recommendation Q.1762, “Fixed Mobile Convergence- General requirement”, 2004

[9] 3GPP TR 23.979, “3GPP enablers for Open Mobile Alliance Push to Talk Over Cellular services”, 2005

[10] 3GPP TS 24.147, “Conferencing using the IP Multimedia Core Network Subsystem – Stages 3”, 2005.

[11] 3GPP TS 24.247, “Conferencing using the IP Multimedia Core Network Subsystem – Stages 3”, 2005

[12] 3GPP TS 23.228, “IP Multimdia Subsystem – Stage 2”, 2005

[13] 3GPP TS 32.240, “Telecommunication management; Charging management; Charging architecture and principles.,3rd Generation Partnership Project (3GPP)”, 2005.

[14] 3GPP TS 33.102, “3G security; Security architecture”, 2003.

[15] 3GPP TS 33.120, “Security objectives and principles”, 2001.

[16] 3GPP TS 29.208, “End-to-end Quality of Service (QoS) signaling flows”.

Trang-123- [17] 3GPP TS 23.218, “IP Multimedia (IM) session handling; IM call model; Stage 2”, 2005

[18] 3GPP TS 33.102, “3G security; Security architecture”, 2003.

[19] Open Mobile Alliance, “Push to Talk Over Cellular Version 1.0 – Architecture”, 2005.

[20] Open Mobile Alliance, “Push to Talk Over Cellular Version 1.0 - Control Plane Specification”, 2005.

[21] Open Mobile Alliance, “Push to Talk Over Cellular Version 1.0 – Requirements”, 2005.

[22] Open Mobile Alliance, “Push to Talk Over Cellular Version 1.0 - User Plane Version, 2005.

[23] Open Mobile Alliance, “Push to Talk Over Cellular Version 1.0 - XDM Specification”, 2005.

[24] Andrey Gramc, Alei Subrie et al.IMSS;An economic and technological evolution. Ikratel.8/2009.

[25] Gilles.Bertraid the IPMultimedia Subsystem in the next generation Network GET/ENST Bretagmr.6/2007.

[26] May Barachi-Roch Glitho. Rachida Dssvuli. Charging for multi grad services in the IP- Multimedia Subsysytems. IEEE Computer s ociety 2008

Luan Vannghien Cuu Cau Truc Ims Trong Mang Thong Tin Di Dong CsXEwk1Fec 20121222084332 64820

Documents

Transcript of Luan Vannghien Cuu Cau Truc Ims Trong Mang Thong Tin Di Dong CsXEwk1Fec 20121222084332 64820