Mặt khác, xu hướng phát triển mạng NGN hiện nay theohướng All IP với việc sử dụng phân hệ IMS IP MultimediaSubsystem – Phân hệ đa phương tiện IP cho phép nhiều mạng truynhập khác, bao gồ
Trang 1-
PHẠM THỊ THANH THỦY
NGHIÊN CỨU IMS NGN VÀ ĐỀ XUẤT PHƯƠNG
ÁN TRIỂN KHAI CHO NHÓM DỊCH VỤ GIÀU NỘI DUNG (RICH COMMUNICATION SUITE) TRÊN
Trang 2Luận văn được hoàn thành tại:
HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG
Người hướng dẫn khoa học: TS Hoàng Văn Võ
Phản biện 1: ……….……… ………Phản biện 2: ……….….……….………
Luận văn sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận văn thạc sĩ tại Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông
Vào lúc: …… giờ ……. ngày ……. tháng …… năm ………
Có thể tìm hiểu luận văn tại:
- Thư viện của Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông
Trang 3thông tin thì sự bùng nổ về các dịch vụ tiện ích trên mạng viễn thông
và Internet là tất yếu, đặc biệt đối với thị trường đầy tiềm năng nhưViệt Nam
Để đáp ứng nhu cầu đó, các nhà khoa học, các tổ chức viễnthông quốc tế, các hãng cung cấp thiết bị, các nhà khai thác,… đã vàđang nghiên cứu phát triển và áp dụng các giải pháp công nghệ mớibăng rộng/tốc độ cao và đa phương tiện để phát triển mạng viễnthông Trong đó, IP là công nghệ mang tính hội tụ cao, giúp cho nhàkhai thác dịch vụ viễn thông cung cấp đa dạng dịch vụ trên một hạtầng mạng duy nhất
Mặt khác, xu hướng phát triển mạng NGN hiện nay theohướng All IP với việc sử dụng phân hệ IMS (IP MultimediaSubsystem – Phân hệ đa phương tiện IP) cho phép nhiều mạng truynhập khác, bao gồm cả mạng di động lẫn mạng cố định, kết nối vớinhau thông qua lớp dịch vụ chung để cung cấp các gói dịch vụ hội tụ
Hiện nay, các nhà khai thác và nhà cung cấp dịch vụ Viễnthông đã và đang triển khai NGN IMS có khả năng triển khai những
hệ thống dịch vụ tập trung, hệ thống và phong phú cho người dùng,tuy nhiên các dịch vụ trên mạng NGN IMS còn rất hạn chế cả vềmặt số lượng và chất lượng Do đó, việc nghiên cứu đề xuất cácnhóm dịch vụ mới cho VNPT, đồng thời đề xuất phương án triển
Trang 4khai các nhóm dịch vụ mới đó trên nền mạng NGN IMS cho VNPT
là một vấn đề cấp thiết
Trước thực trạng như vậy, học viên đề xuất đề tài : “Nghiêncứu IMS NGN và đề xuất phương án triển khai cho nhóm dịch vụgiàu nội dung (Rich Communication Suite) trên nền NGN IMS củaVNPT” làm luận văn tốt nghiệp Thạc Sỹ của mình
Luận văn bao gồm các nội dung như sau:
Chương 1 – Tổng quan: Cung cấp cái nhìn tổng quát về xuhướng phát triển mạng và các dịch vụ viễn thông nói chung
Chương 2 - Công nghệ mạng và dịch vụ IMS NGN: Trìnhbầy về công nghệ IP, công nghệ IMS và xu hướng hội tụ mạng IMSNGN Mô tả về nhóm các dịch vụ cơ bản, các dịch vụ gia tăng vànghiên cứu về nhóm dịch vụ giàu nội dung trên mạng IMS NGN
Chương 3 – Phương án triển khai nhóm dịch vụ giàu nộidung trên mạng NGN IMS của VNPT: Chương này phân tích nhómdịch vụ RCS, mô tả hiện trạng mạng và dịch vụ NGN IMS củaVNPT hiện nay Bên cạnh đó phân tích nhu cầu và đánh giá khảnăng triển khai nhóm dịch vụ giàu nội dung trên mạng NGN IMScủa VNPT từ đó xây dựng phương án triển khai nhóm dịch vụ mớiđó
Trang 5CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN
Mục tiêu của chương này nhằm giới thiệu xu hướng pháttriển mạng và dịch vụ viễn thông từ đó đưa ra những bất cập đangtồn tại trong mạng viễn thông đối với nhu cầu sử dụng dịch vụ viễnthông đang bùng phát hiện nay
1.1 Xu hướng phát triển mạng viễn thông
Mạng viễn thông thế hệ mới – NGN đã trở thành xu hướngcủa nhiều nước trên thế giới do những lợi ích của nó cả về kinh tế và
kỹ thuật trong việc cung cấp các dịch vụ đa phương tiện NGN bắtđầu được xây dựng với mô hình chuyển mạch mềm (Softswitch) và
đã thu được một số thành công nhất định Nhưng từ khi 3GPP giớithiệu IMS thì IMS đã chứng tỏ được khả năng vượt trội hơn so với
mô hình sử dụng Softswitch về nhiều mặt, và IMS dần trở thành tiêuchuẩn chung để xây dựng mạng NGN ngày nay Cùng trên xu hướngphát triển đó các mạng viễn thông tại Việt Nam đang từng bước đượcxây dựng theo định hướng tiến tới mạng hội tụ NGN
1.2 Xu hướng phát triển dịch vụ viễn thông
Xu hướng dịch vụ viễn thông ngày nay là phát triển các dịch
vụ mới phù hợp với xu hướng hội tụ công nghệ và dịch vụ
1.2.1 Dịch vụ băng rộng
Theo xu hướng phát triển trên thế giới, nhu cầu về các dịch
vụ băng thông rộng như truyền hình theo yêu cầu (Video onDemand), truyền hình HD sẽ còn tăng cao trong tương lai, trong đóthông tin di động là động lực thúc đẩy sự phát triển của xã hội Do
Trang 6đó, các dịch vụ băng rộng hay tốc độ cao và chất lượng cao ngàycàng phát triển Còn các dịch vụ băng hẹp hay tốc độ có xu thếchững lại và giảm dần.
1.2.2 Dịch vụ gia tăng
Có thể thấy, chưa bao giờ dịch vụ giá trị gia tăng lại phongphú và đa dạng như hiện nay Các nhà mạng đều đua nhau tung racác dịch vụ mới nhằm cung cấp các tiện ích mới cho người sử dụngđồng thời tìm kiếm thêm doanh thu từ các dịch vụ trên Chính vì vậy,việc cạnh tranh cung cấp dịch vụ giá trị gia tăng là một trong những
xu hướng tất yếu của các nhà mạng hiện nay và trong thời gian tới
1.2.3 Các dịch vụ hội tụ
Việc đưa ra các dịch vụ hội tụ sẽ đem lại rất nhiều lợi íchcho khách hàng và nhà cung cấp như: Có thể cung cấp nhiều tiệnnghi cho người dùng bằng nhiều cách khác nhau; Giảm chi phí quản
lý, giảm chi phí thiết bị đầu cuối và giảm chi phí dịch vụ hàngtháng…Với các tiện ích của việc hội tụ mang lại thì hội tụ dịch vụtrở thành một hướng đi tất yếu của ngành viễn thông trong tương lai.1.3 Kết chương 1
Nội dung chương này đã đề cập được xu hướng phát triểnmạng và các dịch vụ viễn thông hiện nay từ đó có thể dự báo được
xu hướng phát triển mạng và dịch vụ viễn thông trong tương lai
Trang 7CHƯƠNG 2 CÔNG NGHỆ MẠNG VÀ DỊCH VỤ IMS NGN
Tìm hiểu và phân tích phân hệ IMS trong phần mạng lõi củaNGN để thấy được vai trò hội tụ mạng và tích hợp dịch vụ của phân
hệ này Nội dung chương 2 đề cập đến công nghệ và dịch vụ mạngIMS/NGN
2.1.1.2 Sự phát triển của công nghệ IP
IPv4
Kể từ khi chính thức được đưa vào sử dụng đến nay, IPv4 đãchứng minh được khả năng dễ triển khai, dễ phối hợp và hoạt động,tạo ra sự phát triển bùng nổ của các mạng máy tính Tuy nhiên với sựphát triển công nghệ hiện nay, hầu như tất cả các thiết bị điện tửtrong tương lai sẽ tích hợp dịch vụ IP, hơn nữa sự tăng vọt ồ ạt cácứng dụng và công nghệ cũng như các thiết bị di động khác đã làmcho không gian địa chỉ IPv4 ngày càng chật hẹp và bộc lộ nhiều điểmyếu của Ipv4
Trang 8Hạn chế của địa chỉ IPv4 và sự ra đời của IPv6
Vấn đề lớn nhất của IPv4 mà thế giới phải đối mặt hiện naychính là sự cạn kiệt của không gian địa chỉ này Để giải quyết vấn đềcạn kiệt địa chỉ IPv4, một giải pháp công nghệ mới mang tên IPv6 rađời IPv6 ra đời không những giải quyết được vấn đề cạn kiệt địa chỉ
mà còn khắc phục được những hạn chế của IPv4 và cung cấp thêmnhững thuộc tính vượt trội như: Không gian địa chỉ lớn; Tiêu đề đơngiản; Khả năng di động và bảo mật Các thuộc tính này cho thấyIPv6 dần dần trở thành công nghệ chủ đạo cho tất cả các mạngtruyền thông trong tương lai
2.1.2 IMS
2.1.2.1 Tổng quan
Phân hệ đa phương tiên IP là một kiến trúc mạng lõi dựa trênnền IP được xây dựng với mục đích phân phối các dịch vụ đaphương tiện, hội tụ di động – cố định và kết nối với nhiều loại mạngtruy nhập khác nhau (mạng di động 2G/3G, WiFi, WiMAX, mạng cốđịnh,…)
IMS hỗ trợ nhiều phương thức truy nhập như GSM, UMTS,CDMA IMS tạo điều kiện cho các hệ thống mạng khác nhau có thểtương vận với nhau IMS hứa hẹn mang lại nhiều lợi ích cho cảngười dùng lẫn nhà cung cấp dịch vụ
2.1.2.2 Kiến trúc tổng thể IMS
Trang 9Kiến trúc IMS theo 3GPP có cấu trúc như hình sau:
Hình: Kiến trúc IMS theo 3GPP [5]
2.1.2.3 Chuẩn hóa IMS
Tháng 3/2002, IMS được Dự án hợp tác về viễn thông thế hệthứ 3 (3GPP – 3rd Generation Partnership Project) giới thiệu đầu tiêntrong phiên bản thứ 5 (Release 5) với các tính năng xử lý cuộc gọi cơbản Cũng trong năm 2002, 3GPP2 cũng tự đưa ra chuẩn hóa IMScủa riêng mình
Năm 2004, để hoàn thiện một thiếu sót trong Release 5 vềtính cước, quản lý chất lượng, 3GPP đưa ra Release 6 Sau đó ETSITISPAN đã sử dụng Release này để xây dựng cấu trúc ứng dụng chomạng cố định và gọi là NGN Release 1
Trang 10Giữa năm 2007, Release 7 được hoàn thiện và cho ra mắt vớiviệc thêm vào tính năng hỗ trợ truy nhập cho mạng băng rộng cốđịnh Ngay sau đó ETSII TISPAN đã tích hợp vào đó thêm các dịch
vụ mới và hoàn thiện việc kết nối với mạng cố định
Năm 2008, Release 8, Release 9 lần lượt ra mắt và đượcchuẩn hóa với nhiều tính năng hỗ trợ thoại, WiMAX và LTE
Đến nay thì IMS đã được chuẩn hóa về mặt chức năng, songchức năng đó do thành phần nào đảm nhiệm thì chưa được phâncông cụ thể Do đó dựa trên cấu trúc chức năng đã được chuẩn hóa,các nhà cung cấp thiết bị (Vendor) có thể đưa ra những giải pháp vớicác thành phần chức năng khác nhau
2.1.2.4 Các lợi ích khi triển khai IMS
- Dễ dàng mở các dịch vụ mới
- Hội tụ di động – cố định
- Chuyển vùng
- Tính cước
2.1.3 Xu hướng hội tụ mạng IMS NGN
Xu hướng hội tụ 3 yếu tố: Hội tụ dịch vụ, hội tụ về mạnglưới và hội tụ về mặt thiết bị
2.2 Dịch vụ trên mạng IMS NGN
2.2.1 Các dịch vụ cơ bản
Trang 11Nhóm các dịch vụ cơ bản được triển khai trên mạng IMSNGN bao gồm các dịch vụ thoại cơ bản Các dịch vụ này có khảnăng hỗ trợ: Các loại đầu cuối và các cuộc gọi.
2.2.2 Các dịch vụ gia tăng
Trên nền tảng các dịch vụ thoại cơ bản, một số các dịch vụgia tăng trên thoại có khả năng được triển khai: Call Forwarding,Call Waiting, 3 – party conference, Voice mail…Ngoài ra, còn một
số các dịch vụ tiềm năng khác: Video call, Video Callference,RCS…
2.2.3 Nhóm dịch vụ giàu nội dung - RCS
Bộ dịch vụ RCS là một bộ dịch vụ từ đầu cuối đến đầu cuối,tập hợp các dịch vụ truyền thông đã có và có khả năng phát triểntrong tương lai
2.2.3.1 Mô tả chung về RCS
Nhóm dịch vụ RCS bao gồm một tập các dịch vụ được cungcấp cho người dùng trên nền tảng mạng IMS Dịch vụ RCS có thểđược sử dụng cả trên mạng di động và cố định, đặc biệt nó có thểtương thích giữa hai loại hình mạng này Dịch vụ RCS cho phép thiếtlập kết nối tin cậy giữa người dùng và các môi trường mạng
2.2.3.2 Kiến trúc dịch vụ RCS
Trang 12Chương 2 đã đề cập đến công nghệ mạng IMS NGN trong
đó có công nghệ IP và phân hệ IMS Bên cạnh đó cũng đưa ra đượccác dịch vụ trên mạng IMS NGN: Nhóm các dịch vụ cơ bản, dịch vụgia tăng và tập trung nghiên cứu về nhóm dịch vụ RCS
Trang 13CHƯƠNG 3 PHƯƠNG ÁN TRIỂN KHAI NHÓM DỊCH VỤ GIÀU NỘI DUNG TRÊN MẠNG NGN IMS CỦA VNPT
Với nền tảng mạng đã có, nội dung chương 3 đề cập đếnphương án triển khai nhóm dịch vụ RCS trên mạng NGN IMS củaVNPT
3.1 Phân tích nhóm dịch vụ RCS
3.1.1 Phân tích nhóm dịch vụ IM
3.1.1.1 Mô hình Logic
Hình: Mô hình logic dịch vụ IM
3.1.1.2 Mô hình logic chi tiết
3.1.1.3 Yêu cầu kỹ thuật bổ sung trên hạ tầng IMS
Hệ thống IMS bổ sung các yêu cầu kỹ thuật sau để có thểcung cấp dịch vụ IM:
- Phải hỗ trợ định tuyến báo hiệu SIP giữa IM client và IMserver thông qua cơ chế STP
Trang 14- Dịch vụ IM yêu cầu lõi điều khiển IMS ngoài các bản tin SIPthông thường phải hỗ trợ thêm xử lý bản tin: SIP MESSAGE: RFC 3428
- Dịch vụ IM yêu cầu hạ tầng IMS yêu cầu hỗ trợ việc gửinhận bản tin MSRP giữa thiết bị người dùng với nhau vàgiữa người dùng với IM Server
3.1.1.4 Yêu cầu kỹ thuật với các thực thể trong hệ thống máy chủ
dịch vụ
Để triển khai dịch vụ IM, cần phải có một hệ thống máy chủ
IM trong đó cần phải có một số thực thể chính: IM server; IMXDMS; Share XDMSs
3.1.1.5 Yêu cầu kỹ thuật với dữ liệu IM
Dịch vụ IM có 2 chế độ khác nhau là Page Mode và SessionMode Mỗi chế độ lại sử dụng các định dạng dữ liệu dịch vụ (ở đây
là dữ liệu tin nhắn) khác nhau
3.1.2 Phân tích nhóm dịch vụ Presence
3.1.2.1 Mô hình Logic
Trang 15Hình: Mô hình logic dịch vụ Presence
3.1.2.2 Mô hình logic chi tiết
3.1.2.3 Yêu cầu kỹ thuật bổ sung trên hạ tầng IMS
Hệ thống IMS bổ sung các yêu cầu kỹ thuật sau để có thểcung cấp dịch vụ Presence:
- Phải hỗ trợ định tuyến báo hiệu SIP giữa hệ thống và Servercủa dịch vụ Presence thông qua cơ chế SIP
- Dịch vụ IM yêu cầu lõi điều khiển IMS ngoài các bản tin SIPthông thường phải hỗ trợ thêm các bản tin là: SUBSCRIBE,NOTIFY, PUBLISH
- BGF hỗ trợ cấu hình
- Cần cung cấp thông tin tính cước
3.1.2.4 Yêu cầu kỹ thuật với các thực thể trong hệ thống máy chủ
dịch vụ
Trang 16Để triển khai dịch vụ Presence, cần phải có một hệ thốngmáy chủ IM trong đó cần phải có một số thực thể chính: PresenceServer (PS); Resour List Server (RLS); PS XML DocumentManagement Server (PS XDMS); RLS XDMS; Shared List XDMS.
3.1.2.5 Yêu cầu kỹ thuật với dữ liệu Presence
Dịch vụ Presence sử dụng thông tin thể hiện Data Format(PIDF) được định nghĩa trong [RFC3863] và các mở rộng đều dựatrên định dạng chuẩn mà dịch vụ đã cung cấp
3.1.3 Phân tích nhóm dịch vụ MMS
3.1.3.1 Mô hình Logic
Hình: Mô hình logic dịch vụ MMS
3.1.3.2 Mô hình logic chi tiết
3.1.3.3 Yêu cầu kỹ thuật bổ sung trên hạ tầng IMS
Hệ thống IMS bổ sung các yêu cầu kỹ thuật sau để có thểcung cấp dịch vụ MMS
Trang 17- Phải hỗ trợ định tuyến báo hiệu SIP giữa hệ thống Server củadịch vụ MMS thông qua cơ chế STP
- Dịch vụ IM yêu cầu lõi điều khiển IMS ngoài các bản tin SIPthông thường phải hỗ trợ thêm các bản tin là: SIPMESSAGE
- BGF hỗ trợ cấu hình; Cần cung cấp các thông tin tính cước
3.1.3.4 Yêu cầu kỹ thuật với các thực thể trong hệ thống máy chủ
dịch vụ
- MMS Server; MMS Proxy – Relay
Trong các hệ thống, MMS Server mà MMS Relay được kếthợp làm một và được gọi chung là MMS Relay/Server
3.1.3.5 Yêu cầu kỹ thuật với dữ liệu MMS
Có hai cách truyền dữ liệu MMS cho khách hàng là:
- Gắn dữ liệu MMS trong bản tin MESSAGE
- Gửi tham chiếu của dữ liệu đến MMS trong bản tinMESSAGE
3.1.4 Phân tích nhóm dịch vụ Sharing
3.1.4.1 Mô hình Logic
Trang 18Dịch vụ Video Sharing: Hệ thống IMS cần hỗ trợ
Hình: Mô hình logic dịch vụ Sharing
3.1.4.2 Mô hình logic chi tiết
3.1.4.3 Yêu cầu kỹ thuật bổ sung trên hạ tầng IMS
Dịch vụ Image Sharing: Hệ thống IMS cần hỗ trợ
trong Contact header
trong Contact header
Trang 193.1.4.5 Yêu cầu kỹ thuật với dữ liệu Sharing
Image share:
Chi tiết định dạng dữ liệu cho việc chia sẻ Image được địnhnghĩa tại: 3GPP TS 26.141 IMS Messaging and Presence: MediaFormats and codecs
Trang 203.1.5.2 Yêu cầu kỹ thuật bổ sung trên hạ tầng IMS
Việc truy vấn năng lực của thiết bị đầu cuối được thực hiệnkhi:
- Lần đầu đăng ký (cập nhật cho năng lực thiết bị, tài khoản)
- Khi thêm một giao tiếp mới và danh bạ
- Theo chu kỳ
- Truy vấn năng lực đối phương khi thực hiện dịch vụ
3.1.5.3 Yêu cầu kỹ thuật với hệ thống máy chủ dịch vụ
Tương tự dịch vụ Presence nhưng bổ sung khả năng xử lýbản tin OPTIONS của AS (AS cần xử lý thông tin trong bản tinOPTIONS để cập nhật khả năng thực hiện dịch vụ cho thuê bao.)
3.1.5.4 Yêu cầu kỹ thuật về việc tích hợp dịch vụ
Thông tin cập nhật khả năng thực hiện dịch vụ của thuê baocũng được lưu chung với trạng thái thể hiện của thuê bao và đượccập nhật cho các giao tiếp có trong danh bạ của thuê bao
3.1.6 Phân tích nhóm dịch vụ Enriched Call
3.1.6.1 Mô hình logic
Trang 21Hình: Mô hình logic dịch vụ Enriched Call
3.1.6.2 Yêu cầu kỹ thuật bổ sung trên hạ tầng IMS
Cho phép thực hiện việc chia sẻ khi thực hiện cuộc gọi vàkiểm tra khả năng thực hiện dịch vụ của thuê bao nếu khi thực hiệndịch vụ gặp lỗi
3.1.6.3 Yêu cầu kỹ thuật với hệ thống máy chủ dịch vụ
Cần có Presence Application Server cho việc cập nhật khảnăng thực hiện dịch vụ của thuê bao
3.1.6.4 Yêu cầu kỹ thuật về việc tích hợp dịch vụ
Tích hợp dịch vụ Image Sharing và Video Sharing trên mộtgiao diện dịch vụ đối với một giao tiếp Nên tích hợp chức năng dịch
vụ trên Phonebook cùng với chức năng Presence để cung cấp dịch vụđặc trưng cho người sử dụng, tạo nên tổ hợp dịch vụ thống nhất
3.1.7 Phân tích nhóm dịch vụ Enhanced Message
3.1.7.1 Mô hình logic
