HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG VIỆN KINH TẾ BƯU ĐIỆN BÀI TIỂU LUẬN MÔN HỌC Báo hiệu và điều khiển kết nối NHÓM MÔN HỌC 04 Đề tài Dịch vụ Điện thoại đa phương tiện trong IMS (Multimedia Telephony) Nhóm 15 Giảng viên Nguyễn Thanh Trà Sinh viên Nguyễn Thành Vinh B18DCVT443 Đoàn Đình Việt B18DCVT436 Nguyễn Tiến Dũng B18DCVT067 Trần Văn Hảo – B18DCVT132 Hà Nội, ngày 26 tháng 10 năm 2021 2 Phân công công việc Nguyễn Thành Vinh Tổng quan về IMS, giới thiệu chung và dịch vụ cơ bản Đoàn Đình Việ.
Trang 1HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG
VIỆN KINH TẾ BƯU ĐIỆN
BÀI TIỂU LUẬN MÔN HỌC: Báo hiệu và điều khiển kết nối NHÓM MÔN HỌC: 04
Đề tài: Dịch vụ Điện thoại đa phương tiện trong IMS
(Multimedia Telephony)
Nhóm 15 Giảng viên: Nguyễn Thanh Trà
Sinh viên: Nguyễn Thành Vinh - B18DCVT443 Đoàn Đình Việt - B18DCVT436
Nguyễn Tiến Dũng - B18DCVT067
Trần Văn Hảo – B18DCVT132
Trang 2
Phân công công việc:
-Nguyễn Thành Vinh: Tổng quan về IMS, giới thiệu chung và dịch vụ cơ bản
-Đoàn Đình Việt: Dịch vụ cơ bản và một số dịch vụ bổ sung phổ biến
-Nguyễn Tiến Dũng và Trần Văn Hảo: Một số dịch vụ bổ sung phổ biến và tổng kết tiểu luận
Trang 3Mục lục:
I Tổng quan về IMS……… 5
1 Định nghĩa……….5
2 Kiến trúc IMS………6
3 Một số dịch vụ của IMS………7
II Dịch vụ Điện thoại đa phương tiện (Multimedia Telephony)………10
2.1 Giới thiệu chung……… 10
2.2 Dịch vụ cơ bản……….10
2.2.1 Giao thức SIP đối với Dịch vụ Điện thoại đa phương tiện IMS…… 10
2.2.2 Cơ chế nhận dạng dịch vụ liên lạc (ICSI)……….11
2.2.3 Máy chủ ứng dụng điện thoại (TAS)……….12
2.3 Một số dịch vụ bổ sung phổ biến……… 12
2.3.1 Chặn liên lạc……… ……… 12
2.3.2 Chuyển hướng liên lạc……… ………13
2.3.3 Giữ kết nối……….14
2.3.4 Biểu thị tin nhắn chờ……… 14
2.3.5 Dịch vụ Hội nghị………15
III Kết luận
Trang 4PHỤ LỤC
- AAA (Authentication, Authorization and Accounting): Xác thực, Ủy quyền và Kế toán
- AS (Application Server): Máy chủ ứng dụng
-CD (Communication Deflection): Dịch vụ Độ lệch Giao tiếp
-CFB(Communication Forwarding Busy): Chuyển tiếp Giao tiếp Dịch vụ bận
-CFNL (Communication Forwarding on Not Logged-in): Dịch vụ Chuyển tiếp Giao tiếp Chưa đăng nhập
-CFNRc (Communication diversion on mobile subscriber not reachable): Dịch vụ chuyển hướng liên lạc trên thuê bao di động không kết nối
-CFNR (Communication Forwarding No Reply)Dịch vụ Chuyển tiếp Giao tiếp Không Trả lời
- CFU (Communication Forwarding Unconditional): Dịch vụ Chuyển tiếp Giao tiếp Không điều kiện
- CS (Circuit Switched): Chuyển mạch
- HSS (Home Subscriber Server): Máy chủ theo bao tại nhà
- GSM (Global System for Mobile Communications): Hệ thống Toàn cầu cho Truyền thông Di động
- IMS (IP Multimedia Subsystem): Hệ thống đa phương tiện IMS
- UMTS (Universal Mobile Telecommunications System): Hệ thống Viễn thông Di động
Đa năng
- UE (User Equipment): Thiết bị người dùng
- SIP (Session Initiation Protocol): Giao thức khởi tạo phiên
- S-CSCF (Serving-CSCF): Dịch vụ Chức năng kiểm soát phiên cuộc gọi
- VoIP (Voice over IP): Thoại qua mạng IP
- XMl (Extensible Markup Language): Ngôn ngữ đánh dấu mở rộng
DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1.1 Kiến trúc phân lớp của IMS………4
Hình 1.2 Kiến trúc IMS theo 3GPP……… 4
Hình 1.3 Kiến trúc dịch vụ Hiện diện………5
Hình 1.4 Kiến trúc dịch vụ Quản lí nhóm……… 6
Hình 1.5 Kiến trúc dịch vụ PoC……….7
Trang 5Đề tài : Dịch vụ Điện thoại đa phương tiện trong IMS
(Multimedia Telephony)
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ IMS
1 Định nghĩa:
1.1 Định nghĩa:
- IP Mutilmedia System (IMS) là một kiến trúc gồm nhiều chức năng được gắn kết với nhau thông qua các giao tiếp đã được chuẩn hóa, là một phần của kiến trúc mạng thế
hệ kế tiếp (NGN) và được cấu thành và phát triển bởi tổ chức 3GPP
- IMS có các tác dụng như:
+ Cung cấp các dịch vụ đa phương tiện qua vùng chuyển mạch gói IP cơ bản IMS được coi như kiến trúc cho việc hội tụ mạng thoại,dữ liệu và di động
+ Tạo sự thuận tiện cho việc phát triển và phân phối các dịch vụ đa phương tiện đến người dùng, bất kể kết nối thông qua mạng truy nhập nào
+ Hỗ trợ nhiều phương thức truy nhập như GSM, UMTS, CDMA2000, truy nhập hữu tuyến băng rộng như cáp xDSL, cáp quang, cáp truyền hình, cũng như truy nhập vô tuyến băng rộng WLAN, WiMAX
1.2 Các giao thức được dung trong IMS:
- IMS sử dụng các giao thức như:
+ SIP: Giao thức khởi tạo phiên đóng vai trò quan trọng cho một cấu trúc mạng truyền thông do liên quan trực tiếp tới hiệu năng hệ thông mạng Giao thức SIP thiết lập
và quản lý các phiên đa phương tiện truyền trong IMS
+ Giao thức nhận thực, cấp quyền và tính cước AAA: Ngoài các giao thức điều khiển phiên kể trên thì giao thức AAA cũng có vai trò quan trọng không kém Trong IMS, giao thức AAA được sử dụng là Diameter Diameter (RFC 3588) là giao thức phát triển từ RADIUS (RFC2865) (là một giao thức được sử dụng rộng rãi trên Internet để thực hiện AAA
+ Diameter: Cung cấp các cơ chế nhận thực, xác thực và truy nhập cơ sở dữ liệu thuê bao) IMS có khả năng bảo mật tốt với nhiều cơ chế bảo vệ khác nhau để ngăn chặn
sự tấn công từ bên ngoài và kiểm soát người dùng truy nhập từ các mạng khác
+ COPS: Giao thức dịch vụ chính sách mở dùng cho việc đảm bảo chất lượng dịch vụ (QoS)
Trang 6
2 Kiến trúc IMS:
- Với việc nghiên cứu và phát triển IMS, các yêu cầu cơ bản về cấu trúc của một hệ thống IMS đã được đặt ra gồm:
+ Hỗ trợ các phiên truyền thông đa phương tiện;
+ Kết nối IP cho các thiết bị di động trên cả vùng mạng nhà và mạng khách; + Đảm bảo chất lượng thông tin cho các phiên đa phương tiện;
+ Đảm bảo an toàn thông tin trong các môi trường kết nối;
+ Hỗ trợ các chính sách sử dụng đúng tài nguyên yêu cầu;
+ Hỗ trợ chính sách tính cước;
+ Thực hiện chuyển vùng linh hoạt, phối hợp kết nối với các mạng khác;
+ Ứng dụng cơ chế điều khiển dịch vụ linh hoạt;
+ Phân lớp cấu trúc và đa dạng hình thức truy nhập
- Kiến trúc IMS theo 3GPP được chia làm 3 lớp như sau:
+ Lớp ứng dụng và dịch vụ: Bao gồm máy chủ ứng dụng AS(Application Server)
và các máy chủ thuê bao thường trú HSS
+ Lớp điều khiển: Gồm mạng lõi IMS
+ Lớp truyền tải: Bao gồm thiết bị người dùng (User Equipment-UE), các giao tiếp kết nối vào mạng lõi IP
Hình 1.1 Kiến trúc phân lớp của IMS
Trang 73 Một số dịch vụ của IMS
3.1 Dịch vụ Hiện diện (Presence):
- Dịch vụ Hiện diện gồm 2 vai trò:
+ Thông báo cho người dùng về trạng thái hiện tại của người dùng khác
+ Thông báo cho người dùng khác về trạng thái hiện tại của người dùng
- Dịch vụ này sử dụng giao thức SIP Giao thức cho phép truyền bản tin (được tạo dưới dạng XML) qua mạng mà không có sự thay đổi khi dịch vụ được triển khai
Hình 1.2 Kiến trúc IMS theo 3GPP
Hình 1.3 Kiến trúc dịch vụ Hiện diện
Trang 83.2 Dịch vụ Quản lí nhóm (Group Management):
- Quản lý nhóm (Thao tác dữ liệu) là một dịch vụ cho phép người dùng lưu trữ dữ liệu dành riêng cho dịch vụ trong mạng của nhà cung cấp dịch vụ Những dữ liệu này người dùng có thể tạo, sửa và xóa theo ý muốn Dữ liệu có thể là bất cứ thứ gì mà người dùng cần để hoàn thành một dịch vụ
3.3 Dịch vụ PoC (Push to talk over Cellular):
to talk) dành cho liên lạc di động Nó cung cấp dịch vụ liên lạc thoại trực tiếp một
- một và một - nhiều trong mạng di động Nó dựa trên công nghệ VoIP bán song công qua mạng di động cho phép dịch vụ PTT sử dụng tài nguyên truy cập di động
- Dịch vụ PoC cho phép điện thoại di động được sử dụng để nói chuyện với nhau Một người dùng trong nhóm có thể giao tiếp bằng cách chỉ cần nhấn một nút
và nhả nút khi họ nói xong
- Khi người dung A bắt đầu nói, máy chủ PoC phân bổ tài nguyên và thông báo cho những người dùng khác trong phiên PoC rằng người dùng A đang nói Máy chủ PoC sau đó phân phối các gói thông tin cho tất cả người dùng trong phiên
- Một ví dụ phổ biến là bộ đàm
Hình 1.4 Kiến trúc dịch vụ Quản lí nhóm
Trang 9
3.4 Dịch vụ Nhắn tin (Messenging):
- Trong IMS có 2 cách thức nhắn tin: Nhắn tin tức thời và Nhắn tin dựa theo phiên + Nhắn tin tức thời: là mô hình nhắn tin tức thời được áp dụng trong khuôn khổ IMS Nó sử dụng giao thức SIP để gửi tin nhắn trong thời gian thực
+ Nhắn tin dựa theo phiên: Người dùng tham gia vào một phiên trong đó thành phần phương tiện chính thường bao gồm các tin nhắn văn bản ngắn Phiên thông báo bắt đầu khi những người tham gia bắt đầu phiên và dừng lại khi những người tham gia kết thúc phiên
3.5 Dịch vụ Hội nghị (Conferencing):
- Hội nghị không chỉ giới hạn ở âm thanh; sự phổ biến của hội nghị qua video và văn bản, hay còn được gọi là trò chuyện, đã phát triển nhanh chóng trong vài năm qua Sự phổ biến này là do khả năng truyền tệp của hội nghị, cho phép chia sẻ whiteboard và tất nhiên cung cấp mô phỏng các cuộc họp trực tiếp bằng cách trao đổi video, tất cả đều trong thời gian thực
Hình 1.5 Kiến trúc dịch vụ PoC
Trang 10CHƯƠNG II: Dịch vụ Điện thoại đa phương tiện
(Multimedia Telephony) 2.1 Giới thiệu chung:
- Dịch vụ điện thoại đa phương tiện trong IMS là tiêu chuẩn toàn cầu dựa trên IMS, cung cấp truyền thông đa phương tiện di động thời gian thực hội tụ, cố định và di động bằng cách sử dụng các khả năng đa phương tiện như thoại, video thời gian thực, văn bản , truyền tập tin và chia sẻ hình ảnh, âm thanh và video clip Với dịch vụ Điện thoại đa phương tiện, người dùng có khả năng thêm và thả phương tiện trong một phiên Bạn có thể bắt đầu bằng trò chuyện, thêm giọng nói (ví dụ: Mobile VoIP), thêm người gọi khác, thêm video, chia sẻ phương tiện và truyền tệp, và thêm bất kỳ thứ nào trong số này mà không bị mất hoặc phải kết thúc phiên
- Dịch vụ điện thoại đa phương tiện IMS là câu trả lời để xây dựng dịch vụ liên lạc tương tác có thể cung cấp một dịch vụ toàn cầu thực sự, theo tinh thần của điện thoại cũ tốt Điện thoại đa phương tiện IMS là một bộ dịch vụ đa phương tiện kết hợp Nó cho phép người dùng thiết lập thông tin liên lạc giữa họ và làm phong phú thêm thông tin đó bằng cách kích hoạt các dịch vụ bổ sung Thông thường, nó là một dịch vụ sử dụng lời nói và lời nói kết hợp với các thành phần phương tiện khác, nhưng dịch vụ không giới hạn ở việc luôn bao gồm lời nói, nó cũng phục vụ cho các phương tiện khác hoặc kết hợp các phương tiện (ví dụ: văn bản và video) Dịch vụ Điện thoại Đa phương tiện IMS bao gồm các khả năng đa phương tiện được tiêu chuẩn hóa sau đây:
• Video thời gian thực (đơn giản, song công), được đồng bộ hóa với giọng nói
• Giao tiếp bằng văn bản
• Chuyển tập tin
• Chia sẻ video clip, chia sẻ hình ảnh, chia sẻ clip âm thanh Các tệp đã chuyển có thể đượcphát / phát lại trên thiết bị đầu cuối nhận đối với các định dạng tệp được chỉ định
2.2 Dịch vụ cơ bản:
2.2.1 Giao thức SIP đối với Dịch vụ Điện thoại đa phương tiện IMS:
- Giao tiếp cơ bản giữa những người sử dụng điện thoại đa phương tiện IMS được điều khiển thông qua các thủ tục SIP để thiết lập, xử lý và kết thúc một phiên đa phương tiện
Do việc sử dụng SIP, Điện thoại đa phương tiện IMS có thể được sử dụng theo một số cách khác nhau:
• Giữa những người dùng đều hỗ trợ dịch vụ liên lạc điện thoại đa phương tiện IMS, cho phép họ trải nghiệm đầy đủ và phong phú của dịch vụ, bao gồm một tập hợp các phương tiện cố định và các dịch vụ bổ sung được tiêu chuẩn hóa;
• Giữa một hoặc nhiều người dùng sử dụng dịch vụ liên lạc điện thoại đa phương tiện IMS và những người dùng khác sử dụng thiết bị đầu cuối SIP cơ bản, hỗ trợ dịch vụ thoại qua IP (VoIP) kiểu SIP Trong trường hợp này, điện thoại đa phương tiện IMS cung cấp khả năng liên kết hướng tới các thiết bị đầu cuối VoIP kiểu SIP, do đó giao tiếp cơ bản và
Trang 11• Giữa một hoặc nhiều người dùng sử dụng dịch vụ liên lạc điện thoại đa phương tiện IMS và những người dùng khác được kết nối qua thiết bị đầu cuối CS Trong trường hợp này, điện thoại đa phương tiện IMS cung cấp khả năng liên kết hoàn hảo giữa truyền thông CS và dịch vụ IMS, để cả dịch vụ cơ bản cũng như dịch vụ bổ sung đều hoạt động một cách lý tưởng
2.2.2 Cơ chế nhận dạng dịch vụ truyền thông (ICSI):
- Cơ chế nhận dạng dịch vụ truyền thông IMS (ICSI) cung cấp một khuôn khổ để nhận dạng các dịch vụ truyền thông IMS sử dụng các trình kích hoạt IMS Dịch vụ giao tiếp IMS được cung cấp thông qua việc sử dụng các bộ kích hoạt IMS Tại các thiết bị đầu cuối, việc sử dụng mã định danh dịch vụ truyền thông tương tự như việc sử dụng khái niệm cổng trong TCP / IP, ở chỗ nó cho phép các ứng dụng trong thiết bị đầu cuối và mạng sử dụng SIP cho mục đích truyền thông được xác định Trong thiết bị đầu cuối, điều này có nghĩa là gửi một bản tin SIP đến đúng ứng dụng và trong mạng, điều đó có nghĩa là lựa chọn đúng máy chủ ứng dụng qua ISC
- Một dịch vụ truyền thông IMS xác định các hạn chế mà các thủ tục SIP có thể thực hiện được trong một phiên SIP và cách các thủ tục SIP đó được sử dụng Dịch vụ truyền thông IMS chứa tập hợp không, một hoặc một số thành phần phương tiện và logic dịch
vụ quản lý tập hợp, được thể hiện trong các giao thức được sử dụng
LƯU Ý 1: Các máy chủ ứng dụng cần thiết để hỗ trợ dịch vụ truyền thông IMS bắt
buộc phải được đưa vào đường dẫn của giao dịch độc lập hoặc phiên SIP khi thiết lập đối thoại SIP và do đó không thể được liên kết sau yêu cầu SIP ban đầu , tức là khi một phiên SIP đã được thiết lập, không thể thay đổi dịch vụ truyền thông IMS cho phiên đó Một
UE có thể thiết lập một phiên SIP mới với một mã định danh dịch vụ truyền thông IMS khác nếu nó được yêu cầu thêm một phương tiện không được hỗ trợ bởi dịch vụ truyền thông IMS hiện có Mã định danh dịch vụ truyền thông xác định các dịch vụ truyền thông IMS
- Cơ chế nhận dạng dịch vụ truyền thông IMS phải đáp ứng các yêu cầu sau:
1 UE và Máy chủ ứng dụng (AS) có thể đặt mã định danh dịch vụ truyền thông IMS trong một yêu cầu SIP, ví dụ như trong yêu cầu ĐĂNG KÝ và MỜI
2 Dựa trên chính sách của nhà điều hành, S ‑ CSCF hoặc AS sẽ có thể xác thực mã định danh dịch vụ truyền thông IMS trong một yêu cầu SIP Điều này bao gồm việc kiểm tra tính đúng cú pháp của mã định danh dịch vụ và kiểm tra việc sử dụng mã định danh dịch
vụ truyền thông S ‑ CSCF và AS cũng có thể chỉ ra rằng giá trị của dịch vụ truyền thông IMS đã được xác thực Một số nhận dạng dịch vụ truyền thông IMS đã khẳng định sẽ có thể được dịch vụ chỉ ra trong các phản hồi của SIP đối với yêu cầu SIP cùng với thông tin
mà số nhận dạng dịch vụ truyền thông IMS được xác nhận
LƯU Ý 2: Nếu dịch vụ truyền thông IMS khẳng định được cung cấp trong phản hồi
SIP khác với dịch vụ truyền thông IMS được yêu cầu, UE có thể đưa ra quyết định cục bộ
về việc có muốn tiếp tục phiên hay không UE sẽ bỏ qua bất kỳ dịch vụ truyền thông IMS nào mà nó không hỗ trợ Tương tác của người dùng là không cần thiết
3 Có thể, ví dụ như đối với UE, S ‑ CSCF và AS, xác định một dịch vụ IMS duy nhất bằng mã định danh dịch vụ truyền thông IMS
Trang 124 S ‑ CSCF có thể gọi dịch vụ thích hợp dựa trên mã định danh dịch vụ truyền thông IMS có trong yêu cầu SIP, ví dụ: định tuyến một yêu cầu SIP chứa mã định danh dịch vụ dựa trên tiêu chí bộ lọc ban đầu đến AS chính xác
5 UE có thể gọi ứng dụng thích hợp dựa trên mã định danh dịch vụ truyền thông IMS
có trong một yêu cầu SIP đã nhận
6 UE có thể chỉ ra các khả năng dịch vụ của mình đối với mạng, ví dụ trong quá trình đăng ký, sử dụng mã định danh dịch vụ truyền thông IMS
LƯU Ý 3: UE không cần chỉ ra tất cả các khả năng dịch vụ mà nó hỗ trợ cho mạng
7 Mạng có thể thông báo cho UE về các khả năng dịch vụ, được đại diện bởi ICSI, của mạng
8 Cấu trúc của mã định danh dịch vụ truyền thông IMS phải càng đơn giản càng tốt, tức
là mã định danh dịch vụ thông tin liên lạc IMS phải được giới hạn để xác định một dịch
vụ
9 Dựa trên chính sách của nhà điều hành S ‑ CSCF và AS
2.2.3 Máy chủ ứng dụng điện thoại (TAS)
Ngoài các thủ tục SIP cơ bản, điện thoại đa phương tiện IMS sử dụng cơ chế nhận dạng dịch vụ thông tin liên lạc IMS (ICSI), cơ chế này cung cấp cách xử lý dịch vụ hiệu quả hơn trong IMS Dựa trên ICSI, các tin nhắn SIP liên quan đến điện thoại đa phương tiện IMS:
• Được định tuyến ưu tiên tới các thiết bị đầu cuối của một người dùng được gọi, hỗ trợ dịch vụ điện thoại đa phương tiện:
• Được định tuyến tự động đến Máy chủ Ứng dụng Điện thoại (TAS) của nhà khai thác mạng gia đình của người dùng TAS cung cấp tất cả các điều khiển dựa trên mạng cho điện thoại đa phương tiện IMS và đặc biệt thực hiện các dịch vụ bổ sung được thực thi trong mạng, chẳng hạn như ví dụ: chuyển hướng liên lạc: tính phí dựa trên mô hình tính phí cụ thể mà nhà khai thác mạng có thể áp dụng cho điện thoại đa phương tiện IMS;
• Liên kết với nhau đối với mạng CS, theo đó tất cả các khả năng bổ sung của điện thoại đa phương tiện IMS được ánh xạ tốt nhất tới các khả năng CS liên quan
2.3 Một số dịch vụ bổ sung phổ biến:
2.3.1 Chặn liên lạc
Dịch vụ chặn liên lạc cho phép người dùng chặn một cách có chọn lọc Dịch vụ chặn có thể được chia thành ba lớp chính: Ngăn chặn thông tin đến (ICB), Chặn thông tin
đi (OCB) và ngăn chặn thông tin ẩn danh (ACR)
- ICB là một dịch vụ từ chối các thông tin liên lạc đến đáp ứng một số điều kiện được cung cấp hoặc định cấu hình thay mặt cho người dùng sau
-ACR là một trường hợp cụ thể của dịch vụ ICB, cho phép chặn các liên lạc đến từ một người khởi tạo ẩn danh thay mặt cho người dùng sau
- OCB là một dịch vụ từ chối các liên lạc gửi đi đáp ứng một số điều kiện được cung cấp hoặc định cấu hình thay mặt cho người dùng ban đầu
