Nghiên cứu kiến trúc, ứng dụng ims và giải pháp triển khai ims tại vnpt

IMS là một kiến trúc được thiết kế nhằm mục đích chuyển tiếp các dịch vụ đa phương tiện qua các mạng di động và IP, sử dụng cùng một loại giao thức chuẩn cho cả các dịch vụ di động cũng

Trang 1

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

Thái Nguyên - 2013

Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!!

Trang 2

MỞ ĐẦU

Việt Nam là một trong những nước có tốc độ phát triển rất nhanh về viễn thông do có các chính sách cởi mở của nhà nước trong lĩnh vực này, việc này kéo theo sự phát triển nhanh chóng của cơ sở hạ tầng mạng Các nhà khai thác mạng ở Việt Nam liên tiếp ra đời và tham gia vào thị trường với các trang bị hiện đại đã tạo

ra môi trường cạnh tranh sôi động và điều này mang lại nhiều lợi ích cho người dùng

Sự phát triển với tốc độ chóng mặt của các dịch vụ đa phương tiện với yêu cầu về băng thông và chất lượng dịch vụ cao đã mở ra một kỷ nguyên mới trong lĩnh vực công nghệ viễn thông Cùng với đó, sự phát triển nhanh chóng của các mạng di động và cố định, các mạng truyền dẫn qua vệ tinh đã làm nảy sinh các ý tưởng về khả năng hội tụ các mạng này Đó là khởi nguồn để phân hệ đa truyền thông IP IMS ra đời và phát triển

IMS là một kiến trúc được thiết kế nhằm mục đích chuyển tiếp các dịch vụ

đa phương tiện qua các mạng di động và IP, sử dụng cùng một loại giao thức chuẩn cho cả các dịch vụ di động cũng như IP cố định IMS ban đầu được 3GPP (tổ chức chuẩn hoá các công nghệ mạng thông tin di động tế bào) định nghĩa và phiên bản đầu tiên được thiết kế riêng cho mạng di động để triển khai các ứng dụng IP trên mạng di động 3G Tuy nhiên, ngày nay các phiên bản kế tiếp của IMS đã được định nghĩa độc lập với phần truy nhập và không còn giới hạn trong phạm vi mạng di động IMS là sự lựa chọn tối ưu cho việc cung cấp dịch vụ hội tụ và đa phương tiện, cũng như cho phép cung cấp các dịch vụ IP trên cả mạng di động và cố định với QoS được đảm bảo Tại Việt Nam, VNPT là doanh nghiệp đã và đang cung cấp các dịch vụ mạng NGN cũng nhận thấy nhu cầu phát triển công nghệ hội tụ mạng cố định và di động trong một hạ tầng mạng thống nhất là cần thiết

Xu hướng hội tụ cũng đã hình thành và bắt đầu được thực hiện trên thực tế,

sự chuyển hóa mô hình kinh doanh trên mạng Viễn thông đã và đang diễn ra Nhiều nhà khai thác lớn ở Việt Nam đã có một lượng lớn khách hàng truyền thống và sở

Trang 3

hữu các mạng truy nhập khác nhau, để cạnh tranh họ mong muốn cung cấp nhiều dịch vụ mới cho khác hàng Môi trường truyền thông đa dịch vụ là mong muốn của các nhà cung cấp dịch vụ nhằm cung cấp cho khách hàng các dịch vụ phong phú và tiên tiến nhất Hiện nay, sự hội tụ giữa chuyển mạch kênh và chuyển mạch gói cũng như sự hội tụ cố định với di động là tiền đề thúc đẩy cho sự phát triển nhanh chóng của các công nghệ/giải pháp có tính tích hợp cao và điển hình ở đây là giải pháp điều khiển IMS có khả năng hỗ trợ điều khiển chung cho mọi loại hình dịch vụ cũng như liên kết nhà cung cấp nội dung tạo nên sự đa dạng phong phú trong các dịch vụ gia tăng trên nền mạng viễn thông mới Các nhà khai thác viễn thông lớn ở Việt Nam như VNPT, Vietel đang từng bước triển khai các công nghệ này vào mạng của mình

Vậy, đối với Tập đoàn Bưu chính viễn thông Việt Nam việc lựa chọn lộ trình như thế nào, sử dụng giải pháp của hãng nào đang thực sự quan tâm Với mục đích tìm hiểu, nghiên cứu về phân hệ đa phương tiện IP trong mạng NGN và giải pháp

kỹ thuật của các hãng viễn thông trên thế giới, qua đó đánh giá và đề xuất phương

án kỹ thuật triển khai phân hệ đa phương tiện IP cho mạng viễn thông của VNPT Tác giả đã thực hiện bản luận văn có tựa đề “Nghiên cứu kiến trúc, ứng dụng IMS

và giải pháp triển khai IMS tại VNPT”

Trang 4

CHƯƠNG 1 NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC IMS 1.1 TỔNG QUAN

Đối với các mạng cố định, mạng PSTN và ISDN chủ yếu cung cấp dịch vụ thoại và dịch vụ truyền hình Những năm gần đây, việc bùng nổ các thuê bao và nhu cầu sử dụng Internet Người dùng có thể sử dụng đường truyền Internet ngày càng cao, ví dụ dùng ADSL Kết nối Internet cho phép người dùng sử dụng các dịch vụ trao đổi theo thời gian thực: chat, trò chơi trực tiếp, VoIP

Hiện nay, xu hướng hội tụ giữa mạng di động và cố định, cộng với sự bùng

nổ về đầu cuối di động Các thiết bị này tích hợp sẵn nhiều tài nguyên cho các ứng dụng Các đầu cuối có các ứng dụng luôn kết nối mạng Đó là một sự phát triển cơ bản của khả năng cung cấp ứng dụng Các ứng dụng không còn tồn tại riêng biệt ở các thực thể chỉ có giao diện trao đổi thông tin với người dùng mà còn có những trao đổi thông tin ngang hàng (peer-to-peer) với các thực thể khác, ví dụ: chia sẻ duyệt web Do đó, khái niệm ứng dụng cần được định nghĩa lại Ứng dụng trên thiết

bị không chỉ còn là việc cung cấp giao diện quay phím và thực hiện cuộc gọi cho người dùng Khả năng kết nối được định nghĩa lại là khả năng thiết lập kết nối ngang hàng dựa trên các thiết bị hỗ trợ giao thức IP Đây là yếu tố cơ bản cho việc hợp nhất giữa đầu cuối di động và đầu cuối cố định nói riêng, sự hợp nhất di động

Trang 5

và cố định nói chung

Để các ứng dụng trên nền giao thức IP trao đổi với nhau, chúng ta cần có một cơ chế thích hợp Mạng thoại hiện nay cung cấp cơ chế này là rất hạn chế Muốn thiết lập phiên kết nối ngang hàng, mạng thiết lập một kết nối ad-hoc giữa hai đầu cuối thông qua mạng IP Hạn chế kết nối IP này chỉ đáp ứng với những môi trường một nhà cung cấp dịch vụ trên Internet, một hệ thống đóng; trao đổi giữa các nhà cung cấp dịch vụ là hạn chế

Do đó, chúng ta cần một hệ thống mang tính toàn cầu, hệ thống IMS IMS cho phép các ứng dụng chạy trên các đầu cuối hỗ trợ giao thức IP có thể dễ dàng thiết lập kết nối ngang hàng điểm - điểm, hoặc kết nối điểm - nhà cung cấp nội dung (peer-to-content)

Khái niệm IMS được định nghĩa như sau:

“IMS là kiến trúc toàn cầu, độc lập với truy nhập; điều khiển dịch vụ và kết nối dựa trên giao thức IP Kiến trúc này cho phép cung cấp nhiều loại dịch

vụ đa phương tiện tới người dùng thông qua các giao thức thông dụng trên Internet ”

Khả năng kết hợp giữa tính di động và mạng IP quyết định tới sự thành công của dịch vụ trong tương lai Hình 1.1 thể hiện khả năng điều khiển dịch vụ, các kết nối IP của kiến trúc IMS, không phụ thuộc vào mạng truy nhập IMS là công nghệ chính để hiện thực hóa sự thống nhất của các mạng truy nhập

Trang 6

Hình 0.1 Kiến trúc IMS hỗ trợ sự hội tụ di động và cố định

1.1.2 TIẾN TRÌNH CHUẨN HOÁ IMS

IMS được Dự án hợp tác về viễn thông thế hệ thứ 3 (3GPP – 3rd Generation Partnership Project) giới thiệu đầu tiên trong phiên bản thứ 5 (Release 5) vào tháng 3/2002 với các tính năng xử lý cuộc gọi cơ bản IMS được mô tả là một cấu trúc chuẩn hóa truy nhập không giới hạn trên nền IP, có khả năng thích ứng với các mạng thoại, số liệu và di động Cùng với 3GPP, trong năm 2002 3GPP2 cũng đưa ra chuẩn hóa IMS của riêng mình Về cơ bản 3GPP IMS và 3GPP2 là giống nhau tuy nhiên giữa chúng cũng có một vài khác biệt như là giải pháp tính cước hay hỗ trợ các phiên bản IP

Đầu năm 2004, 3GPP tiếp tục chuẩn hóa IMS với Release 6 Phiên bản này tập trung sửa chữa các thiếu sót ở Release 5 (tính cước, quản lý chất lượng dịch vụ)

và bổ sung một số đặc tính mới (hỗ trợ truy nhập từ các mạng khác nhau) Release 6 được hoàn thành vào tháng 3/2005 Những kết quả chuẩn hóa IMS trong Release 6 của 3GPP được ETSI TISPAN sử dụng để thực hiện chuẩn hóa phiên bản NGN R1

Trang 7

Đây được coi như một sự khởi đầu cho hội tụ cố định - di động trong IMS

Release 7 được 3GPP chuẩn hóa theo 3 pha và được hoàn thiện vào khoảng tháng 3 – 9/2007 hỗ trợ cho truy nhập với mạng băng rộng cố định Tháng 6/2007, ETSI TISPAN kết hợp với 3GPP để tiếp tục chuẩn hóa xây dựng cấu trúc mạng IMS chung nhằm hỗ trợ các kết nối cố định và các dịch vụ mới như IPTV Cấu trúc này được chuẩn hóa bắt đầu từ phiên bản Release 8 Hiện nay phiên bản này vẫn đang được tiếp tục hoàn thiện

Đầu năm 2008 phiên bản Release 9 bắt đầu được chuẩn hóa với một số tính năng như: Giải pháp cho dịch vụ thoại và video trong miền chuyển mạch kênh, tính năng hỗ trợ di động WiMAX - LTE, WiMAX – UMTS

Ngoài 02 tổ chức chuẩn hóa trên, Liên minh Di động mở OMA (Open Mobile Alliance) cũng đóng vai trò quan trọng trong tiến trình phát triển các dịch vụ IMS Tuy nhiên, trong khi 3GPP và 3GPP2 tiếp tục phát triển và chuẩn hóa kiến trúc lõi IMS, xây dựng các dịch vụ cơ bản IMS như là thoại, video và dịch vụ hội nghị, thì OMA tập trung phát triển sáng tạo, thiết kế nhiều ứng dụng và dịch vụ khác nhau trên đỉnh của kiến trúc IMS

1.1.3 LỢI ÍCH CỦA IMS

IMS, tạm dịch là hệ thống con đa phương tiện IP, không đơn thuần là một nền tảng dịch vụ (service plaftorm) mà là một kiến trúc mạng dùng để thao tác, quản lý và điểu khiển các dịch vụ đa phương tiện đến người dùng cố định và di động IMS định nghĩa một lớp quản lý dịch vụ chung cho tất cả các loại hình dịch

vụ đa phương tiện, độc lập với loại hình mạng truy nhập mà người dùng đang kết nối IMS xây dựng trên nền mạng lõi IP và cho phép nhiều mạng truy nhập khác, bao gồm cả mạng di động lẫn mạng cố định, kết nối với nhau thông qua lớp dịch vụ chung để cung cấp các gói dịch vụ hội tụ

Một trong những mục đích đầu tiên của IMS là giúp cho việc quản lý mạng trở nên dễ dàng hơn bằng cách tách biệt chức năng điều khiển và chức năng vận tải thông tin Một cách cụ thể, IMS là một mạng phủ (overlay), phân phối dịch vụ trên nền hạ tầng chuyển nối gói IMS cho phép chuyển dần từ mạng chuyển nối mạch

Trang 8

sang chuyển nối gói trên nền IP, tạo thuận lợi cho việc quản lý mạng thông tin di động Việc kết nối giữa mạng cố định và di động đã góp phần vào tiến trình hội tụ mạng viễn thông trong tương lai IMS cho phép người dùng có thể sử dụng một hay nhiều loại thiết bị khác nhau, di chuyển từ mạng này sang mạng khác mà vẫn có thể dùng cùng một dịch vụ

Kiến trúc IMS cung cấp nhiều giá trị gia tăng cho nhà cung cấp mạng, người phát triển ứng dụng, người cung cấp dịch vụ cũng như người sử dụng các thiết bị đầu cuối Kiến trúc IMS giúp các dịch vụ mới được triển khai một cách nhanh chóng với chi phí thấp IMS cung cấp khả năng tính cước phức tạp hơn nhiều so với

hệ thống tài khoản trả trước hay trả sau IMS hứa hẹn mang đến nhiều dịch vụ đa phương tiện, giàu bản sắc theo yêu cầu và sở thích của từng khách hàng, do đó tăng

sự trải nghiệm của khách hàng (customer experience)

Với IMS, nhà cung cấp mạng sẽ không chỉ làm công tác vận tải thông tin một cách đơn thuần mà trở thành tâm điểm trong việc phấn phối dung lượng thông tin trong mạng, đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo chất lượng dịch vụ cũng như kịp thời thay đổi để đáp ứng các tình huống khác nhau của khách hàng

Như vậy IMS tạo thuận lợi cho các nhà cung cấp dịch vụ trong việc xây dựng và triển khai các ứng dụng mới, giúp nhà cung cấp mạng giảm chi phí triển khai, vận hành và quản lý, đồng thời tăng lợi nhuận nhờ các dịch vụ mới Và cuối cùng IMS mang lại những dịch vụ mới hướng đến sự tiện nghi cho khách hàng

IMS là một chuẩn dựa trên mạng viễn thông toàn IP mà nó sử dụng cả mạng

có dây và không dây hiện tại với sự đa dạng các dịch vụ đa phương tiện bao gồm: audio, video, văn bản và dữ liệu Các dịch vụ dựa trên IMS có thể được phân chia thành ba loại sau:

• Dịch vụ Non real time như dịch vụ tin nhắn đa phương tiện và phân phối nội dung đa phương tiện

• Dịch vụ Near real time ví dụ như Push to talk qua mạng thông tin di động

tế bào và dịch vụ chơi Game

• Dịch vụ Real time như thoại, audio/video, hội nghị dựa trên nền chuyển

Trang 9

mạch gói

1.1.4 ĐỘNG LỰC TRIỂN KHAI NGN-IMS

Đứng từ viễn cảnh công nghệ, NGN dựa trên một kiến trúc mới Với mạng chuyển mạch gói cho phép tách biệt tầng truyền tải và tầng điều khiển Mạng truyền tải dựa trên công nghệ IP, với khả năng hỗ trợ cho tất cả các loại dịch vụ, sử dụng công nghệ MPLS để đảm bảo chất lượng dịch vụ

Mạng truy nhập của NGN là mạng truy nhập băng rộng hỗ trợ truy nhập dịch

vụ thoại, dữ liệu và nhiều dịch vụ khác Truy nhập băng rộng có thể sử dụng thông qua hệ thống truy nhập cố định như DSL, cáp quang hay truy nhập vô tuyến băng thông rộng

Tại tầng dịch vụ, kiến trúc mạng NGN cho phép thuê bao truy nhập tới bất kì dịch vụ nào thông qua mạng thuê bao hay nhà cung cấp dịch vụ Hơn nữa, NGN giới thiệu phương thức truy nhập dịch vụ thông qua bất kì mạng truy nhập hay thiết

bị nhờ sự chuyển vùng của mạng di động hiện tại

Các doanh nghiệp kinh doanh dịch vụ viễn thông nên tập trung đầu tư xây dựng kiến trúc mạng NGN nhằm :

a) Đầu tư vào NGN để tiết kiệm chi phí

Đối với kiến trúc mạng truyền thống như PSTN/ISDN đòi hỏi hạ tầng mạng riêng từ truy nhập đến điều khiển, một hệ thống quản lý/tính cước độc lập Như vậy trong hạ tầng mạng bao gồm rất nhiều chủng loại thiết bị, dẫn đến chi phí vận hành bảo dưỡng, hệ thống hoạt động không hiệu quả Nếu xây dựng hạ tầng mạng NGN – IP hóa hoàn toàn có thể giảm được số chủng loại thiết bị- tiết kiệm chi phí vận hành bảo dưỡng, hơn nữa các thiết bị mới nhiều tính năng hơn Như vậy chi phí cho toàn bộ hệ thống giảm

b) Đầu tư để tăng doanh thu thông qua việc cung cấp các dịch vụ mới

Kiến trúc NGN-IMS cho phép triển khai một loạt các dịch vụ mới có thể thay thế doanh thu từ dịch vụ thoại Dịch vụ thoại sẽ truyền qua hệ thống VoIP, kết hợp với hình ảnh, hội thảo truyền hình với chất lượng cao đáp ứng nhu cầu khách hàng

Trang 10

Chức năng đa truy nhập vốn có trong kiến trúc IMS Nếu điều này được mở rộng ra với sự điều khiển việc nhận biết truy nhập và logic dịch vụ cho các dịch vụ

đa phương tiện, thì IMS cung cấp một cách cho các nhà khai thác di động và cố định cuối cùng phân phối đúng nghĩa hội tụ cố định - di động Điều này sẽ cho phép các dịch vụ được phân phối có thể thích ứng với các đặc tính và khả năng của thiết

bị được lựa chọn hiện tại và phương thức truy nhập mạng của nó

Việc triển khai NGN-IMS mở rộng khả năng cung cấp dịch vụ cho nhiều khách hàng mà không bị giới hạn công nghệ truy nhập, địa lý

Khách hàng tại các thành phố lớn được cung cấp hệ thống truy nhập với băng thông lớn, đa dạng công nghệ truy nhập Thực hiện mục tiêu “truy nhập mọi nơi” và hội tụ di động – cố định

1.2 CÁC YÊU CẦU KỸ THUẬT TRONG HỆ THỐNG MẠNG

Có thể thấy rằng mục tiêu xây dựng mạng IMS nhằm: Tổ hợp các xu hướng công nghệ mới nhất; Hiện thực Internet di động; Tạo cơ sở hạ tầng chung để triển khai nhiều dịch vụ đa phương tiên; Tạo một cơ chế tăng lợi nhuận nhờ việc bổ sung dịch vụ trên mạng di động Để đạt được mục tiêu đó 3GPP đưa ra 6 yêu cầu cơ bản cho mạng lõi IMS như sau: Hỗ trợ thiết lập các phiên đa phương tiện IP; Hỗ trợ cơ chế thoả thuận chất lượng dịch vụ QoS; Hỗ trợ tính năng liên mạng với các mạng Internet và mạng chuyển mạch kênh; Hỗ trợ chuyển vùng (roaming); Hỗ trợ điều khiển dịch vụ phân phối đến khách hàng; Hỗ trợ nhanh chóng khởi tạo dịch vụ mà không yêu cầu phải hợp chuẩn

1.2.1 THIẾT LẬP CÁC PHIÊN ĐA PHƯƠNG TIỆN IP

IMS có thể phân phát nhiều dịch vụ trong đó có cả dịch vụ truyền thông audio và video Yêu cầu là cần thiết để IMS hỗ trợ cung cấp các phiên đa phương tiện trên các mạng chuyển mạch gói Các truyền thông đa phương tiện trước đây cũng đã được 3GPP chuẩn hóa trong các phiên bản trước, tuy nhiên nó có thiên hướng cho mạng chuyển mạch kênh chứ không phải dành cho mạng chuyển mạch gói

Trang 11

1.2.2 QUẢN LÝ ĐẢM BẢO CHẤT LƢỢNG DỊCH VỤ - QoS

Một yêu cầu đặc biệt quan trọng của IMS đó là phải có khả năng cho phép đầu cuối người dùng (UE) thỏa thuận một mức QoS xác định QoS của một phiên giao dịch được xác định bởi tập các hệ số, như là tốc độ bít, cỡ gói, kiểu dữ liệu, băng thông lớn nhất… mà hệ thống có thể phân bổ tới người dùng dựa trên thông tin khách hàng hay năng lực hiện tại của mạng Sau khi thỏa thuận các thông số tại mức ứng dụng nhất định, UE thực hiện chiếm dụng tài nguyên tương ứng trong môi trường mạng Khi kết nối end-to-end QoS được thiết lập, UE mã hóa và đóng gói các kiểu dữ liệu với giao thức tương ứng và gửi chúng tới mạng truyền tải và truy nhập thông qua giao thức lớp truyền tải dựa trên nền IP

IMS cũng cho phép các nhà khai thác điều khiển mức QoS đến người dùng chính vì lẽ đó các nhà khai thác có thể phân loại khách hàng của mình thành các nhóm khác nhau

1.2.3 HỖ TRỢ LIÊN MẠNG

Yêu cầu liên kết với Internet là bắt buộc trong xây dựng cấu trúc khung làm việc của IMS, với việc liên kết với Internet, số lượng tiềm năng nguồn và đích cho các phiên đa phương tiện sẽ tăng đột ngột

IMS cũng được yêu cầu liên kết tới các mạng chuyển mạch kênh như là PSTN hoặc các mạng di động tế bào Các đầu cuối IMS hỗ trợ audio/video sẽ được

ra mắt đầu tiên trên thị trường, các đầu cuối này có thể kết nối tới cả các mạng chuyển mạch kênh và mạng chuyển mạch gói Khi người dùng muốn thực hiện một cuộc gọi tới một thuê bao PSTN hoặc thuê bao di động, các đầu cuối IMS lựa chọn trong miền chuyển mạch kênh

Chính vì vậy, vấn đề liên mạng với một mạng chuyển mạch kênh không được yêu cầu nghiêm ngặt lắm mặc dù phần lớn các đầu cuối IMS cũng sẽ hỗ trợ miền chuyển mạch kênh Vấn đề liên kết với các mạng chuyển mạch kênh có thể xem như là một yêu cầu về lâu về dài Thông thường vấn đề liên mạng với mạng chuyển mạch kênh chỉ đòi hỏi khi mà các đầu cuối IMS chỉ thích ứng với mạng chuyển mạch gói

Trang 12

1.2.4 CHUYỂN VÙNG

Chuyển vùng là nhu cầu chung từ các mạng di động tế bào thế hệ 2 khi mà thuê bao phải chuyển vùng sang các mạng khác (ví dụ như khi thuê bao đi du lịch ra nước ngoài) Đây là yêu cầu thiết yếu và đương nhiên hệ thống IMS được thừa hưởng yêu cầu này, cho phép khách hàng chuyển vùng khi di chuyển đến các quốc gia khác tất nhiên điều này chỉ được thực hiện khi có sự thỏa thuận giữa các nhà khai thác tại mạng chủ và khách

1.2.5 ĐIỀU KHIỂN DỊCH VỤ

Thông thường các nhà khai thác muốn áp đặt các chính sách để phân phối dịch vụ tới khách hàng Về cơ bản có 2 loại chính sách như sau:

- Chính sách chung áp dụng cho tất cả khách hàng

- Chính sách riêng cho từng khác hàng đặc biệt

Chính sách đầu tiên bao gồm một tập những hạn chế mà áp dụng tới tất cả người dùng trong mạng Ví dụ nhà khai thác muốn hạn chế băng thông tín hiệu thoại thông qua sử dụng mã hóa thoại có băng thông thấp như AMR (Quy định trong chuẩn 3GPP TS 26.071) chứ không dùng chuẩn mã hóa thoại băng rộng G.711 (Chuẩn mã hóa của ITU-T 64 Kbps) trong mạng của họ

Chính sách thứ 2 bao gồm một tập các chính sách mà chỉ bó buộc trong từng người dùng nhất định Ví dụ như một khách hàng nào đó mà trong bảng đăng kí sử dụng dịch vụ IMS nhưng không sử dụng dịch vụ video Trong trường hợp họ cố gắng khởi tạo một phiên đa phương tiện mà có dịch vụ video thì nhà khai thác thực hiện ngăn cản quá trình thiết lập phiên đó mặc dù phần lớn các đầu cuối IMS đều hỗ trợ tính năng cung cấp dịch vụ video Chính sách này là tuân theo cơ sở bản đăng ký

sử dụng dịch vụ của người dùng với nhà cung cấp

1.2.6 TẠO DỊCH VỤ NHANH CHÓNG VÀ ĐA TRUY NHẬP

Yêu cầu này có tác động lớn trong việc thiết kế cấu trúc của hệ thống IMS,

nó chỉ ra rằng các dịch vụ IMS không cần thiết phải được chuẩn hóa Điều này đánh dấu một mốc quan trọng trong việc thiết kế mạng di động tổ ong bởi vì trước đây mỗi một dịch vụ đơn lẻ hoặc là cần chuẩn hóa hoặc có đăng ký độc quyền Ngay cả

Trang 13

khi dịch vụ đã được chuẩn hóa thì không có gì có thể đảm bảo rằng dịch vụ vẫn tiếp tục duy trì khi mà người dùng chuyển vùng sang mạng khác Một ví dụ điển hình mọi người thường thấy trong mạng GSM là các cuộc gọi có thể bị chuyển tới hộp thư thoại khi mà người dùng di chuyển tới một quốc gia khác

Mục đích của IMS giảm thời gian để đưa ra một dịch vụ mới Trước đây việc chuẩn hóa dịch vụ và thực hiện kiểm tra năng lực dịch vụ là nguyên nhân gây trễ đáng kể Với IMS để giảm thời gian này, người ta chuẩn hóa các năng lực dịch

vụ thay cho việc chuẩn hóa dịch vụ như trước đây

IMS cũng chỉ là một mạng IP và nó giống với bất kỳ mạng IP nào khác Nó làm việc ở lớp thấp và có truy nhập độc lập Bất kỳ mạng truy nhập nào cũng có thể kết nối tới IMS Ví dụ như là kết nối từ mạng truy nhập vô tuyến nội hạt WLAN, từ ADSL, HFC hoặc truy nhập từ modem

- Lớp điều khiển bao gồm nhiều hệ thống con trong đó có hệ thống IMS lõi

- Lớp truyền tải bao gồm thiết bị người dùng UE (User Equipment), các mạng truy nhập kết nối vào mạng lõi IP Hai thực thể chức năng NASS và RACS định nghĩa bởi TISPAN có thể được xem như thuộc lớp vận tải hay thuộc lớp điều khiển ở trên

Tại thời điểm hiện tại, kiến trúc cuối cùng của IMS chưa được thống nhất Tuy nhiên về cơ bản nó sẽ vẫn dựa trên các thành phần như miêu tả trong hình 1.2 Một điểm đáng lưu ý là kiến trúc IMS là một kiến trúc chức năng, tức là các thực thể được định nghĩa dựa theo các chức năng của chúng Điều này có nghĩa là chúng

có thể được thiết kế trong cùng một thiết bị phần cứng

Trang 14

4 Nhóm các chức năng tương tác mạng (BGCF, MGCF, IMS-MGW, SGW)

5 Nhóm các chức năng hỗ trợ (PDF , SEG, TIHG)

6 Nhóm tính cước

1.3.1 CHỨC NĂNG ĐIỀU KHIỂN PHIÊN CUỘC GỌI CSCF

Phần quan trọng nhất của IMS nằm trong các chức năng này, nó làm nhiệm vụ điều khiển phiên cuộc gọi (thiết lập, duy trì và kết thúc phiên) Các chức năng này

có thể phân tán hoặc tập trung trong mạng

Có ba thực thể được định nghĩa và chịu trách nhiệm cho điều khiển phiên cuộc gọi như hình 1.3:

- P-CSCF chức năng điều khiển phiên cuộc gọi uỷ quyền

- I-CSCF chức năng điều khiển phiên cuộc gọi tương tác

- S-CSCF chức năng điều khiển phiên cuộc gọi phục vụ

Trang 15

Sự khác nhau giữa các thực thể này nằm trong các thủ tục để đạt mục đích mà chúng thực hiện Mỗi thực thể hoạt động giống như một stateful proxy (mặc dù chúng có thể là stateless); vì vậy thực thể duy trì chi tiết về tất cả các phiên trong tiến trình cũng như trạng thái đăng ký của thiết bị thuê bao

Sự phân chia ba chức năng này thành các thực thể riêng biệt cũng tạo ra cảm giác cho mục đích an toàn Có các chức năng bảo an đặc biệt được định nghĩa cho mỗi CSCF mà phù hợp cho kiến trúc phân tán

Hình 1.3 Lõi IMS và các CSCF

Sau đây ta xem xét cụ thể 3 chức năng trên

1.3.1.1 Chức năng điều khiển phiên cuộc gọi ủy quyền

P-CSCF là điểm kết nối, giao tiếp đầu tiên của các thuê bao trong hệ thống IMS Có nghĩa là tất cả lưu lượng báo hiệu SIP từ UE sẽ được gửi tới P-CSCF Ngược lại, tất cả các kết cuối báo hiệu SIP từ mạng được gửi từ P-CSCF tới UE Bốn chức năng cơ bản của P-CSCF bao gồm: nén SIP, kết hợp bảo mật IP (IPSec), tương tác với chức năng quyết định chính sách (PDF) và xác định phiên khẩn cấp Giao thức SIP là giao thức báo hiệu chứa lượng lớn các tham số mào đầu, bao gồm cả các thông tin mở rộng và thông tin liên quan tới bảo mật Kích thước các bản tin của SIP thường lớn hơn so với các phương thức mã hoá nhị phân Để làm rút ngắn thời gian thiết lập phiên, 3GPP uỷ thác việc hỗ trợ nén SIP được thực hiện giữa UE và P-CSCF P-CSCF cần nén các bản tin nếu UE thông báo rằng nó muốn nhận các bản tin báo hiện nén

P-CSCF chịu trách nhiệm cho duy trì Kết nối bảo mật (SA) và sử dụng sự bảo vệ tính nhất quán và bảo mật cho báo hiệu SIP Công việc này được thực hiện trong suốt quá trình đăng ký SIP khi UE và P-CSCF thực hiện thỏa thuận bảo mật IPSec Sau kết thúc sự đăng ký khởi tạo, P-CSCF có thể áp dụng sự bảo vệ toàn vẹn một cách tin cậy cho báo hiệu SIP

P-CSCF có nhiệm vụ chuyển tiếp phiên và thông tin truyền thông liên quan

Trang 16

tới PDF khi nhà khai thác muốn áp dụng chính sách cục bộ cho dịch vụ cơ bản (SBLP) Dựa vào thông tin đã nhận được, PDF xác định thông tin QoS IP đã trao quyền sẽ được gửi đến GGSN khi GGSN cần thực hiện chính sách SBLP trước khi kích hoạt ngữ cảnh PDP thứ hai Ngoài ra, dựa vào PDF, IMS có thể chuyển thông tin liên quan tới tính cước IMS cho mạng GPRS; tương tự, IMS thông qua PDF có thể nhận được thông tin liên quan tới tính cước GPRS từ mạng GPRS Điều này cho phép ghép các bản ghi số liệu cước từ mạng IMS và mạng GPRS trong hệ thống lập hoá đơn

Các phiên khẩn cấp IMS chưa chuẩn hóa (các công việc này sẽ được tiến hành trong Release 7) Do vậy, mạng IMS sẽ phát hiện các yêu cầu phiên khẩn cấp và hướng dẫn UE của UMTS dùng mạng CS để thực hiện các phiên khẩn cấp đó Việc phát hiện các phiên gọi khẩn cấp là nhiệm vụ của P-CSCF Chức năng này sẽ vẫn được sử dụng ngay cả khi các phiên IMS khẩn cấp được hỗ trợ như trong các trường hợp chuyển vùng Chức năng chuẩn hóa trong Release 7 cho phép P-CSCF có thể lựa chọn một CSCF khẩn để sử dụng phiên khẩn cấp Sự lựa chọn này là cần thiết vì trong các trường hợp IMS chuyển vùng, S-CSCF đã được phân công trong mạng thường trú và CSCF thường trú không thể gửi một yêu cầu chính xác tới trung tâm khẩn cấp

Để kết nối với hệ thống IMS, người dùng trước tiên phải đăng ký với P-CSCF trong mạng mà nó đang kết nối Địa chỉ của P-CSCF được truy cập thông qua giao thức DHCP hoặc sẽ được cung cấp khi người dùng tiến hành thiết lập kết nối PDP (Packet Data Protocol) trong mạng thông tin di động Chức năng của P-CSCF bao gồm:

- P-CSCF nằm trên đường truyền của tất cả các thông điệp báo hiệu trong hệ thống IMS Nó có khả năng kiểm tra bất kỳ thông điệp nào P-CSCF có nhiệm vụ đảm bảo truyền tải các yêu cầu từ UE đến máy chủ SIP (ở đây là S-CSCF) cũng như những thông điệp phản hồi từ máy chủ SIP về UE

- P-CSCF xác thực người dùng và thiết lập kết nối bảo mật IPSec với thiết bị IMS của người dùng Nó còn có vai trò ngăn cản các tấn công như spoofing

Trang 17

(bắt chước), replay (lặp lại) để đảm bảo sự bảo mật và an toàn cho người dùng

- P-CSCF cũng có thể nén và giải nén các thông điệp SIP để giảm thiểu khối lượng thông tin báo hiệu truyền trên những đường truyền tốc độ thấp

- P-CSCF có thể tích hợp chức năng quyết định chính sách PDF (Policy Decision Function) nhằm quản lý và đảm bảo QoS cho các dịch vụ đa phương tiện

- P-CSCF cũng tham gia vào quá trình tính cước dịch vụ

1.3.1.2 Chức năng điều khiển phiên cuộc gọi tương tác mạng

Interrogating-CSCF (I-CSCF) trong hệ thống mạng của một nhà cung cấp dịch

vụ là điểm liên lạc cho tất cả các kết nối hướng đến một UE nằm trong mạng đó Địa chỉ IP của I-CSCF được công bố trong máy chủ DNS của hệ thống Chức năng của I-CSCF bao gồm:

- Định tuyến thông điệp yêu cầu SIP nhận được từ một mạng khác đến CSCF tương ứng Để làm được điều này, I-CSCF sẽ liên lạc với HSS (thông qua DIAMETER) để cập nhật địa chỉ S-CSCF tương ứng của người dùng Nếu như chưa có S-CSCF nào được gán cho UE, I-CSCF sẽ tiến hành gán một S-CSCF cho người dùng để nó xử lý yêu cầu SIP

S Ngược lại, IS CSCF sẽ định tuyến thông điệp yêu cầu SIP hoặc thông điệp trả lời SIP đến một S-CSCF/I-CSCF nằm trong mạng của một nhà cung cấp dịch vụ khác, hoặc tới một AS trong mạng

- Cung cấp chức năng TIHG để ẩn đi cấu hình mạng

1.3.1.3 Chức năng điều khiển phiên cuộc gọi phục vụ

Serving-CSCF (CSCF) là một nút trung tâm của hệ thống báo hiệu IMS CSCF vận hành giống như một máy chủ SIP nhưng nó bao hàm cả chức năng quản

S-lý phiên dịch vụ Các chức năng chính của S-CSCF bao gồm:

- Tiến hành các đăng ký SIP nhằm thiết lập mối liên hệ giữa địa chỉ người dùng (địa chỉ IP của thiết bị) với địa chỉ SIP S-CSCF đóng vai trò như một máy chủ Registor (đăng ký) trong hệ thống SIP

Trang 18

- S-CSCF tham gia trong tất cả các quá trình báo hiệu từ hệ thống IMS về người dùng Nó có thể kiểm tra bất kỳ thông điệp nào nếu muốn

- S-CSCF giữ vai trò quyết định chọn lựa AS nào sẽ cung cấp dịch vụ cho người dùng Nó giữ vai trò định tuyến dịch vụ thông qua việc sử dụng giải pháp DNS/ENUM (Electronic Numbering)

S-CSCF thực hiện các chính sách của nhà cung cấp dịch vụ S-CSCF tương tác với máy chủ AS để yêu cầu các hỗ trợ dịch vụ cho khách hàng S-CSCF liên lạc với HSS để lấy thông tin, cập nhật thông tin về hồ sơ người dùng và tham gia vào quá trình tính cước dịch vụ (gửi thông tin liên quan tới tính cước tới hệ thông tính cước online cho mục đích tính cước)

1.3.2 CƠ SỞ DỮ LIỆU

Có hai cơ sở dữ liệu trong IMS đó là: HSS và SLF (server thuê bao thường trú

và chức năng định vị thuê bao) HSS là số liệu chính lưu trữ toàn bộ thuê bao, số liệu liên quan tới dịch vụ của IMS Dữ liệu chính được lưu trữ trong HSS gồm nhận dạng người dùng, thông tin đăng ký, tham số truy nhập và thông tin service-triggering Nhận dạng người dùng gồm có hai kiểu: nhận dạng người dùng bí mật là nhận dạng được gán bởi nhà cung cấp mạng và dùng vào mục đích như đăng ký và trao quyền; nhận dạng người dùng công khai là nhận dạng mà người dùng khác sử dụng để liên lạc với người dùng mong muốn

Các tham số truy nhập IMS được dùng để cài đặt các phiên chúng gồm có: nhận thực người dùng, quyền chuyển vùng và tên của S-CSCF được chỉ định

Thông tin service-triggering cho phép thực thi dịch vụ SIP

HSS cũng cung cấp các yêu cầu đặc trưng người dùng (user-specific) thay thế cho các khả năng của S-CSCF Thông tin này được dùng bởi I-CSCF để lựa chọn S-CSCF phù hợp cho người dùng Ngoài ra HSS còn chứa chức năng HLR/AUC để cung cấp cho PS/CS domain Cấu trúc của HSS như trong hình 1.4 Truyền thông giữa các chức năng HSS khác nhau không được chuẩn hoá

HLR cho phép các thuê bao truy cập tới các dịch vụ miền PS và CS hỗ trợ chuyển vùng đối với GSM/UMTS AUC lưu khoá bí mật cho mỗi thuê bao di động

Trang 19

được dùng để tạo ra số liệu bí mật động cho mỗi thuê bao di động Nó được sử dụng cho nhận thực qua lại giữa mạng và IMSI Nó còn dùng cho bảo vệ tính toàn vẹn và

mã hóa thông tin trên đường vô tuyến giữa UE và mạng Có thể có nhiều hơn một HSS trong mạng tuỳ thuộc số lượng thuê bao di động và khả năng thiết bị và tổ chức mạng Có nhiều điểm tham khảo giữa HSS và các thực thể mạng khác

HLR/AUC Functionality for CS

HLR/AUC Functionality for PS

IP multimedia functionality

HSS

Hình 1.4 Cấu trúc của HSS

SLF được dùng như một cơ chế chuyển đổi cho phép I-CSCF, S-CSCF và AS tìm địa chỉ của HSS lưu trữ số liệu thuê bao để lấy nhận dạng thuê bao khi có nhiều HSS được triển khai bởi nhà cung cấp mạng

1.3.3 CÁC CHỨC NĂNG DỊCH VỤ

1.3.3.1 Chức năng của AS

- Khả năng xử lý và tác động một phiên SIP đi vào nhận được từ IMS

- Có khả năng tạo các yêu cầu SIP

- Gửi thông tin tính cước tới chức năng tính cước

Kiến trúc dịch vụ như chỉ ra trong hình 1.5, các nhà cung cấp có khả năng đưa ra truy nhập tới các dịch vụ dựa trên các ứng dụng được khách hàng hoá cho logic được tăng cường mạng di động (camel) môi trường dịch vụ CSE và kiến trúc dịch

vụ mở OSA cho các thuê bao IMS Vì vậy AS là thuật ngữ được dùng chung để chỉ

AS SIP, server có khả năng phục vụ OSA và chức năng chuyển mạch dịch vụ đa phương tiện IP camel (IM-SSF)

Trang 20

Hình 1.5 Mối quan hệ giữa các kiểu AS khác nhau

Các dịch vụ được cung cấp trên một AS được nhận ra bởi các nhận dạng dịch

vụ (service identifiers) tương đương như đánh địa chỉ cho dịch vụ Phù hợp với các chỉ mục trong HSS nơi mà người dùng đã đăng ký Điều này làm cho S-CSCF định tuyến chính xác tới AS yêu cầu

1.3.3.2 Các chức năng tài nguyên phương tiện- MRF

MRFC và MRFP kết hợp với nhau để cung cấp các dịch vụ bear như: thoại hội nghị, tạo tone, văn bản chuyển thành thoại, phát hiện tone, nhận dạng thoại tự động ASR, fax, điều khiển kết nối và thông báo MRFC làm nhiệm vụ xử lý truyền thông SIP tới và từ S-CSCF và điều khiển MRFP MRFP đáp trả lại bằng cung cấp tài nguyên lớp người dùng (user plane) mà được yêu cầu và chỉ đạo bởi MRFC MRFP thực hiện các chức năng sau:

- Trộn các luồng thông tin đến (đối với truyền thông đa thực thể)

- Nguồn luồng phương tiện (cho các thông báo đa phương tiện)

- Luồng đa phương tiện đang xử lý (ví dụ chuyển đổi mã tiếng, các phân tích

đa phương tiện)

Trang 21

Hình 1.6 Vị trí của MGCF trong IMS

Chức năng này được đưa ra là do nó cung cấp chức năng truy nhập vào miền IP/SIP mặc dù nó thực sự không được xem như là bộ phận của IMS vị trí của nó như hình 1.6 MGCF cung cấp kết nối vào mạng PSTN, cung cấp chức năng cổng giữa báo hiệu số 7 và IP/SIP Khi cuộc gọi bắt nguồn từ mạng báo hiệu số 7 và kết thúc trong mạng SIP thì bản tin báo hiệu số 7 ISUP được chuyển tới MGCF để ánh

xạ bản tin này sang yêu cầu SIP trước khi nó được chuyển tới P-CSCF Vì P-CSCF không có chức năng SS7, nó chỉ là thiết bị SIP Do vậy cần có thiết bị chuyển đổi giữa hai mạng và thêm vào chức năng điều khiển bear

1.3.4.2 Cổng báo hiệu – SGW

SGW (signalling gateway) giao tiếp với mặt báo hiệu của mạng CS thực hiện

sự chuyển đổi giao thức tầng thấp hơn Vì vậy SGW chuyển đổi ISUP hay BICC trên MTP sang ISUP hay BICC trên SCTP/IP như hình 1.7

Trang 22

M3UA SCTP

mã khi đầu cuối IMS không hỗ trợ mã hoá được dùng bởi mạng CS ví dụ đầu cuối IMS dùng mã AMR còn đầu cuối PSTN dùng mã G.711

1.3.4.4 Chức năng điều khiển cổng ranh giới – BGCF

Hoạt động giống MGCF nhưng nó được dùng để kết nối tới nhà cung cấp dịch

Hình 1.8 Vị trí của BGCF trong mạng IMS

Nó cung cấp chức năng cổng giữa hai mạng của hai nhà cung cấp, vì tính bảo mật nên nó chỉ được kết nối tới BGCF của nhà cung cấp mạng khác BGCF kết nối trực tiếp với S-CSCF trong chính miền mạng của nó để nhận bản tin định tuyến trực

Trang 23

tiếp từ S-CSCF dựa vào TEL URI

1.3.5 CÁC CHỨC NĂNG HỖ TRỢ

1.3.5.1 Chức năng quyết định chính sách – PDF

Chịu trách nhiệm đưa ra các quyết định dựa trên thông tin liên quan tới phương tiện và phiên có được từ P-CSCF Nó hoạt động giống như điểm quyết định chính sách cho điều khiển SBLP Chức năng của điểm quyết định chính sách cho SBLP gồm các nhiệm vụ sau:

- Lưu thông tin liên quan tới phương tiện và phiên (địa chỉ IP, số port, độ rộng băng thông…)

- Tạo ra thẻ bài trao quyền để nhận dạng PDF và phiên

- Cung cấp quyết định trao quyền dựa trên thông tin liên quan tới phương tiện

và phiên được lưu trữ khi nhận được yêu cầu trao quyền tài nguyên mang từ GGSN

- Cập nhật quyết định trao quyền tại thời điểm sửa đổi phiên mà thay đổi thông tin liên quan tới phương tiện và phiên

- Khả năng cho phép sử dụng tài nguyên đã được trao quyền

- Khả năng ngăn cản sử dụng tài nguyên đã được trao quyền

- Thông báo cho P-CSCF khi tài nguyên bị mất hoặc sửa đổi

- Cho qua nhận dạng tính cước IMS tới GGSN và chuyển nhận dạng tính

cước GPRS tới P-CSCF

1.3.5.2 Gateway bảo vệ - SEG

Bảo vệ lưu lượng mặt điều khiển giữa các miền bảo mật, lưu lượng sẽ chuyển qua một gateway bảo vệ trước khi đi vào hay ra khỏi miền bảo mật Miền bảo mật được xem như một mạng mà được quản lý bởi một nhà quản trị mạng duy nhất SEG được đặt ở ranh giới giữa hai miền bảo mật và nó ép buộc chính sách bảo mật giữa hai mạng Nhà khai thác mạng có thể có nhiều SEG để dự phòng hoặc làm tăng năng lực mạng

1.3.5.3 Chức năng THIG

Được sử dụng để ẩn đi cấu hình, khả năng và topology của mạng từ mạng bên

Trang 24

ngoài Nếu một nhà khai thác mạng muốn sử dụng chức năng ẩn này thì phải sử dụng chức năng THIG trên đường định tuyến gói tin phúc đáp và yêu cầu nhận được từ/tới mạng IMS khác THIG thực hiện mã hóa và giải mã toàn bộ tiêu đề liên

quan tới đồ hình của mạng Thường chức năng này được đặt trong I-CSCF

Kết luận chương: Trên đây chúng ta đã có cái nhìn khái quát về kiến trúc IMS: Quá trình hình thành phát triển, các yêu cầu kỹ thuật trong hệ thống mạng và các thành phần chức năng trong kiến trúc IMS Ở chương tiếp theo chúng ta sẽ tìm hiểu

về các dịch vụ gia tăng trên IMS và ứng dụng IMS xây dựng mạng viễn thông hội

tụ

Trang 25

CHƯƠNG 2 CÁC DỊCH VỤ GIA TĂNG TRÊN NỀN IMS VÀ ỨNG

DỤNG IMS XÂY DỰNG MẠNG HỘI TỤ 2.1 CÁC DỊCH VỤ GIA TĂNG TRÊN IMS

2.1.1 DỊCH VỤ HIỂN THỊ

Dịch vụ hiển thị nâng cao chất lượng nhắn tin, được sử dụng trong rất nhiều ứng dụng và dịch vụ khác Dịch vụ hiển thị sẽ là trái tim của tất cả liên lạc và là cách thức hỗ trợ chức năng mới cho điện thoại Dịch vụ hiển thị cũng là cơ hội kinh doanh có lợi nhuận cho cả nhà vận hành mạng và nhà cung cấp dịch vụ

Dịch vụ hiển thị có hai điều cần thiết: liên quan tới việc tạo tình trạng có giá trị với người khác và những tình trạng của người khác có giá trị với mình Thông tin hiển thị có thể là:

 Thông tin cá nhân và kết cuối

 Ưu tiên liên lạc

 Khả năng kết cuối

 Hoạt động hiện tại

 Vị trí

 Các dịch vụ có giá trị hiện tại

Có thể thấy rằng dịch vụ hiển thị sẽ giúp liên lạc di động dễ dàng hơn, không chỉ tin nhắn, có thể là điều khiển chính cho dịch vụ Nhắn tin là tương tác chính, hầu hết dịch vụ liên lạc thời gian thực trong Internet và dịch vụ hiển thị là phần bổ xung lớn từ đó bạn biết được nếu có một người bạn online trước khi bạn bắt đầu phiên chát với cô ấy Tuy nhiên, trong môi trường di động, có thể thấy rằng thông tin dịch vụ hiển thị sẽ không chỉ hỗ trợ nhắn tin, nó cũng có thể được sử dụng như

là bộ phận xác định khả năng vào bất cứ phiên nào, gồm các cuộc gọi thoại, video

và game: tất cả liên lạc di động sẽ dựa vào thông tin hiển thị

Dịch vụ hiển thị có đặc tính động cho người sử dụng, người khác có thể nhận thấy được và được sử dụng để hiển thị chính mình, chia sẻ thông tin và các dịch vụ điều khiển Dịch vụ hiển thị có thể được nhìn thấy như là người khác có thể thấy tình trạng của người sử dụng và người sử dụng có thể nhìn thấy tình trạng của người

Trang 26

khác Tình trạng này có thể chứa thông tin: tình trạng cá nhân và thiết bị, vị trí và hoàn cảnh, khả năng kết cuối; phương pháp liên lạc được yêu thích hơn như các dịch vụ của người sử dụng sẵn sàng liên lạc với người khác bao gồm thoại, video, nhắn tin cũng như game

Thông tin hiển thị là của cá nhân: luôn liên quan tới một cá nhân Nó chỉ ra rằng mỗi người bắt đầu liên lạc với người khác và sẵn sàng liên lạc hay không Mặt khác, thông tin hiển thị có thể được sử dụng để liên lạc với người khác khi một người có thể và sẵn sàng liên lạc với một ai đó và bằng cách nào đó Điều này cho phép người sử dụng điều khiển liên lạc của họ hiệu quả hơn

Việc chia sẻ thông tin hiển thị nâng cao lợi ích bảo mật và cá nhân Sử dụng SIP cho dịch vụ hiển thị, người sử dụng có thể điều khiển thông tin hiển thị của mình và có quyết định cuối cùng về phương cách sử dụng bao gồm những người có thể và những người không thể xem những phần chính, nếu không phải tất cả, về thông tin hiển thị

2.1.2 DỊCH VỤ NHẮN TIN

Ngày nay có nhiều loại dịch vụ nhắn tin khác nhau ở cả môi trường vô tuyến

và hữu tuyến Một số dịch vụ hỗ trợ cho cả hai, còn lại chỉ hỗ trợ cho một môi trường Ví dụ SMS được thiết kế cho môi trường vô tuyến, mặc dù bây giờ có thể tìm thấy nó trong cả mạng cố định, trong khi đó dịch vụ nhắn tin tức thì được thiết

kế để sử dụng cho những dịch vụ thời gian thực và những dịch vụ khác được thiết

kế như là dịch vụ “hộp thư”, nơi mà bản tin được lưu giữ cho việc tập hợp và phân phối một ngày sau đó

Tóm lại, điều này đánh giá cao những yếu tố quan trọng như dịch vụ nơi bản tin được phân phối trong đó được hiểu như thời gian thực qua người sử dụng, hiện tại chỉ đề cập trong mạng hữu tuyến, nơi mà tất cả các dịch vụ được chuẩn hóa trong môi trường vô tuyến có thể phân chia như thời gian không thực

NGN cung cấp sự hội tụ giữa mạng cố định và di động (hữu tuyến và vô tuyến) và như vậy cần hỗ trợ cả dịch vụ nhắn tin thời gian thực và thời gian không thực

Trang 27

Do đó, rất quan trọng để xem xét sự kiện và ảnh hưởng quanh những loại dịch vụ này khi phát triển trong một mạng hội tụ vô tuyến và di động

Dịch vụ nhắn tin có thể chia thành hai lớp chính khác nhau dựa vào mong đợi của người gửi Người gửi mong đợi các bản tin được phân phối ngay lập tức hoặc không muốn xem bản tin đang được phân phối ngay lập tức hay trễ hơn Trong trường hợp trễ hơn (hoãn lại việc nhắn tin phân phối), người gửi coi rằng bản tin sẽ được phân phát tới người nhận bằng khả năng lưu giữ và truyền đi của mạng để cung cấp xác xuất phân phối tin cậy cao hơn hoặc để hỗ trợ tập hợp định nghĩa thời gian phân phối bởi người gửi

Trường hợp ngay lập tức có thể được phân chia hơn nữa thành hai lớp con khác nhau dựa vào khác hoạt động yêu cầu từ người sử dụng trước khi họ tham gia vào liên lạc Người sử dụng có thể gửi và nhận các bản tin không có hành động ưu tiên nào hoặc có thể yêu cầu tham gia vào phiên nhắn tin trước khi trao đổi bản tin xảy ra

Các loại nhắn tin được xem xét là:

+ Nhắn tin tức thì: người gửi mong rằng việc phân phối tin nhắn ngay lập

tức trong thời gian thực (gần như vậy)

Chú ý 1: Người gửi mong rằng người nhận đang có giá trị (có thể thông qua việc sử dụng dịch vụ hiện thị) trước khi gửi một loại tin nhắn nào, nếu người nhận không có giá trị, tin nhắn có thể bị loại bỏ hoặc bị trễ đi Một tin nhắn ngay lập tức

có thể bị trễ lại bởi mạng của người nhận dựa vào việc thiết lập lọc tin nhắn bởi người nhận hoặc nhà cung cấp dịch vụ IMS của người nhận

+ Nhắn tin phân phối trễ: người gửi mong rằng mạng có thể phân phối tin

nhắn sớm nhất có thể cho người nhận khi họ có giá trị

Chú ý 2: Hệ thống hoặc người gửi có thể yêu cầu tin nhắn được phân trong một thời gian đặc biệt, ví dụ như thời gian sớm nhất của việc phân phối trong thời gian hết hạn của tin nhắn đó khi tin nhắn bị loại bỏ

+ Nhắn tin theo phiên: Người gửi và người nhận mong đợi việc phân phối

tin nhắn trong thời gian gần thực Điển hình, người nhận của nhắn tin theo phiên

Trang 28

không tham gia vào nhóm hoặc không có giá trị sẽ không nhận được những tin nhắn này Người gửi có thể gửi tin nhắn tới tất cả các thành viên trong phiên nhắn tin không đánh địa chỉ của chúng riêng lẻ

2.1.2 DỊCH VỤ PUSH TO TALK

Push to talk hay còn gọi là đàm thoại là dịch vụ cho phép thông tin thoại theo phương thức truyền đơn công điểm tới điểm hoặc điểm tới nhiều điểm Các phiên Push to talk thông tin theo một đường: một bên nói và bên kia 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)

2.1.3 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,

họ còn có thể nhìn thấy nhau hoặc gửi văn bản cho nhau

Dịch vụ hội nghị không giới hạn cho audio, phổ biến cho video và text, được biết đến tốt hơn là chat, đã phát triển rất nhanh chóng qua những năm gần đây Sự phổ biến này là do khả năng của dịch vụ hội nghị để mô phỏng cuộc họp trực tiếp theo rất nhiều cách thực tế: ví dụ, bằng cách chia sẻ file, bảng trắng và truyền cảm xúc sử dụng video, tất cả trong thời gian thực

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 Media Mixing, transcoding và các thông báo danh sách người tham gia

Có nhiều cách để tạo một hội nghị: dùng SIP tạo các hội nghị 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)

Trang 29

Trình bầy sự kiện 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 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 thuê bao trạng thái hội nghị bằng cách gửi một yêu cầu SUBSCRIBE đến URI conference đại diện cho 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 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

(activity-2.1.4 DỊCH VỤ QUẢN LÝ NHÓM

Với sự cần thiết phát triển của người sử dụng để thực hiện vô số các kết cuối

ví dụ: điện thoại di động, PDA, PC và có những dịch vụ có giá trị trên những thiết

bị, nảy sinh tình trạng người sử dụng mong đợi có thể có dữ liệu dịch vụ trên tất cả các thiết bị, do đó tránh được việc cần thiết xây dựng dữ liệu nhiều hơn một lần

Một giải pháp cho vấn đề này là sử dụng các trang web Vấn đề với các trang web là người sử dụng có thể quản lý trình duyệt web trên màn hình nhỏ Một vấn đề khác là giải quyết sự cần thiết sử dụng web không cho phép dữ liệu có thể tích hợp với các ứng dụng tồn tại đang chạy trên điện thoại di động hoặc bất cứ thiết bị nào khác

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 xóa đi Dữ liệu ở đây là bất cứ dữ liệu nào cần cho user hoàn thành dịch vụ Ví dụ như buddu list (các danh sách hiển thị) và các danh sách trao quyền hiện tại

Để có một cái nhìn gần hơn những công bố bằng cách lấy ví dụ thực: một

Trang 30

người sử dụng muốn tạo ra một cái gọi là “danh sách bạn thân” trên PC của người

đó và điện thoại di động Không có giải pháp quản lý nhóm, người sử dụng này có thể tạo ra danh sách nhóm hai lần, một lần trên PC và một lần trên điện thoại di động Bây giờ, người sử dụng đi dạo trong quán Internet cafe và muốn sử dụng web messenger của mình Người đó đó không thể làm được điều đó vì danh sách bạn thân của cô ấy được lưu giữ cố định trên PC và điện thoại di động Người đó có giao diện web cho phép xây dựng danh sách bạn thân có thể được lưu giữ trong mạng, vấn đề của người đó đã được giải quyết Nhưng nếu danh sách bạn thân của người đó trên điện thoại di động sử dụng sách địa chỉ trong thiết bị ? Ý nghĩa khác nhau cần thiết cho các thiết bị lưu giữ dữ liệu trong mạng Ý nghĩa giống nhau có thể được sử dụng để xây dựng một danh sách bạn thân Vì vậy thay cho việc xây dựng nhiều danh sách bạn thân, người đó có thể xây dựng một danh sách bảng địa chỉ của điện thoại di động, ví dụ, một giao thức có thể được sử dụng để tại danh sách trên mạng Bây giờ khi người sử dụng tham gia vào từ bất kỳ thiết bị nào, giống như PC, thiết bị mà có thể kết nối với mạng tự dộng và nhận danh sách bạn thân được xây dựng bằng cách sử dụng điện thoại di động, không cần có tương tác người sử dụng nào

Một bước tiến khác với một công nghệ mà người sử dụng có thể tạo ra, kiểm định và xóa như một danh sách hay sự đồng bộ sẽ tự động thực hiện vì ý nghĩa cho việc tải lên và kiểm định như một danh sách bạn thân cũng có những chức năng được xây dựng để thông báo tới những thiết bị khác về sự thay đổi của danh sách bạn thân

Người sử dụng có dữ liệu dịch vụ xử lý của họ mà có thể được sử dụng lại bởi các dịch vụ khác Một ví dụ về danh sách bạn thân đã được đề cập Một người

sử dụng có thể sử dụng danh sách giống như vậy – ví dụ, danh sách bạn thân của Tâm, trong ứng dụng hiển thị Người đó cũng có thể sử dụng danh sách giống nhau

để tạo một cuộc gọi hội nghị, nơi mà danh sách bạn thân của người ấy chỉ ra danh sách các thành viên

Hoạt động khác sử dụng quản lý nhóm là việc tạo danh sách điều khiển truy

Trang 31

nhập ACL Đây là một danh sách người sử dụng mà người sử dụng tạo ra một kiểm tra phân quyền bởi các thực thể mạng trước khi hướng tới liên kết bị trễ Ví dụ, một người sử dụng, Tuấn, có thể tạo ra một ACL cho phép Dũng và Hương gọi cô ấy hoặc thiết lập phiên Push to talk over Cellular PoC cho cô ấy trong khi tách Hà khỏi

sự tham gia Mạng sẽ tự động loại bỏ bất kỳ hướng liên kết nào tạo bởi Hà hướng tới Tuấn

2.2 ỨNG DỤNG IMS XÂY DỰNG MẠNG HỘI TỤ

Mạng hội tụ cố định/di động cho phép thuê bao di động có thể chuyển vùng

ra ngoài vùng phục vụ của mạng di động mà vẫn có khả năng truy nhập các dịch vụ cung cấp trong mạng thường trú Sự phát triển của công nghệ mạng lõi theo hướng dựa trên mạng IP là giải pháp lâu dài để tích hợp các công nghệ mạng khác nhau và tích hợp các mạng cố định và di động Mạng hội tụ FMC tạo cơ hội cho phép mở rộng phạm vi và vùng phục vụ của các dịch vụ mà các mạng trước đó không thể thực hiện được

Access Network

Core Network (IP routers, GGSN/SGSN, CL4/5 Circuit Switches, MSC)

Converged Session Control (IMS Core)

Converged Service Delivery Platform and Services (Voice, messaging, Presence, Multimedia, VPN, corporate apps, etc.)

Converged = Same look and feel, same device, fixed or mobile

Convergence – Not Physically Possible Possible Convergence Boundary A Possible Convergence Boundary B Converged = IMS ISC Interface

Device Convergence

Network Convergence

Service Convergence

Trang 32

trong Hình 2.1

Theo khía cạnh điều khiển mạng với IMS là chức năng điều khiển phiên, có hai đường biên hội tụ Đường thứ nhất nằm giữa mạng lõi và IMS core (miền điều khiển phiên): Convergence Boundary B Đường thứ hai nằm giữa mạng truy nhập

và mạng lõi: Convergence Boundary A

Thuê bao và nhà cung cấp dịch vụ có cách tiếp cận về vấn đề hội tụ khác so với nhà khai thác mạng Người sử dụng đầu cuối quan tâm đến hội tụ dịch vụ và thiết bị, trong khi đó, nhà cung cấp dịch vụ lại tập trung vào vấn đề hội tụ mạng và hội tụ dịch vụ Mối quan tâm chung của cả thuê bao và nhà cung cấp dịch vụ là vấn

đề hội tụ dịch vụ (chẳng hạn như việc cung cấp các dịch vụ liên tục, không bị giới hạn) Vấn đề hội tụ dịch vụ là mục tiêu cốt yếu của FMC Trong phần này chúng ta

sẽ phân tích vấn đề hội tụ mạng và hội tụ dịch vụ

2.2.2 HỘI TỤ MẠNG

Khái niệm FMC liên quan đến vấn đề hội tụ mạng cố định và mạng di động

Do vậy, những nghiên cứu về FMC xoay quanh hai mạng: cố định và di động

Đối với mạng di động, các công nghệ mạng sau đây có thể được sử dụng để thực hiện việc hội tụ với mạng cố định:

1 Miền IMS: liên quan đến việc sử dụng miền IMS của 3GPP để cung cấp các dịch vụ dựa trên SIP

2 PLMN-CS: miền chuyển mạch kênh cung cấp dịch vụ thoại (không được điều khiển bởi IMS)

3 PLMN-PS: miền chuyển mạch gói cung cấp các dịch vụ chuyển mạch gói (không được điều khiển bởi IMS)

Mạng cố định có thể được phân thành 3 loại công nghệ truy nhập cố định sau đây, có thể thực hiện hội tụ với mạng di động:

1 Mạng vô tuyến: Thiết bị đầu cuối truy nhập với mạng cố định qua giao diện

vô tuyến (Vd: IEEE 802.1) Thuê bao có thể sử dụng cùng một loại đầu cuối

để truy nhập cả mạng di động và mạng vô tuyến cố định (sử dụng đầu cuối hai chế độ) Chức năng điều khiển đối với mạng này bao gồm:

Trang 33

a) IMS

b) UMA

2 Truy nhập cố định băng rộng: Thiết bị đầu cuối truy nhập mạng cố định qua kết nối hữu tuyến Thuê bao không thể sử dụng cùng một loại thiết bị để truy nhập cả mạng di động và mạng cố định Chức năng điều khiển của mạng này là: IMS

3 PSTN: Thiết bị đầu cuối là điện thoại cố định truyền thống Thuê bao không thể sử dụng cùng một đầu cuối để truy nhập tới cả mạng di động và mạng cố định Chức năng điều khiển của mạng cố định này là:

a) PES kết hợp với IMS

b) UMA-J: POTS được kết nối với miền PLMN-CS sử dụng cổng kết nối

c) Chuyển mạch PSTN

d) PES kết hợp với chuyển mạch mềm

2.2.3 TÍNH LIÊN TỤC CỦA DỊCH VỤ

Tính liên tục (hội tụ) dịch vụ có thể được phân thành các loại chính sau đây:

 MSC (Multimedia Service Continuity): tính liên tục đối với các dịch vụ đa phương tiện

 VSC (Voice Service Continuity): tính liên tục đối với dịch vụ thoại

 RSC (Registration Service Continuity): tính liên tục đối với các dịch vụ đăng ký

Các dịch vụ đa phương tiện bao gồm kết hợp một phần hoặc hoàn toàn của các dịch vụ số liệu, các dịch vụ thoại và dịch vụ video Tính liên tục dịch vụ đối với các dịch vụ đa phương tiên bao gồm: sự liên tục của các thành phần dịch vụ tương ứng và sự đồng bộ giữa chúng

Tính liên tục dịch vụ thoại là khả năng cung cấp dịch vụ thoại không bị gián đoạn tới thuê bao không tính đến ranh giới mạng

Tính liên tục dịch vụ đăng ký cung cấp các dịch vụ đăng ký qua các ranh giới thiết bị và ranh giới mạng khác nhau

Trang 34

2.2.4 CẤU TRÚC FMC DỰA TRÊN IMS

Cấu trúc FMC dựa trên IMS được cho trên Hình 2.2 Cấu trúc này được xây dựng với giả thiết rằng: một nền tảng dịch vụ IMS chung được thực hiện để cung cấp các dịch vụ cả mạng cố định và di động

fixed CS AN

PS/CS Conver- gence

IMS Convergence

PS core Convergence

Service transfer

Hình 2.2 Cấu trúc FMC dựa trên IMS

Nền tảng IMS hội tụ này có thể được sử dụng để chuyển các dịch vụ giữa các thiết bị đầu cuối kết nối với các mạng khác nhau dựa trên khả năng kết nối (reachability), sở thích của thuê bao hoặc yêu cầu rõ ràng của thuê bao Cấu trúc này cũng có thể được sử dụng để chuyển các dịch vụ từ một hệ thống truy nhập này sang một hệ thống truy nhập khác để hỗ trợ tính liên tục dịch vụ cho các thiết bị đầu cuối đa chế độ; những thiết bị có thể kết nối đến đồng thời các điểm truy nhập

vô tuyến cố định và mạng di động

Cách sử dụng thay thế cho chuyển giao mức dịch vụ là phương thức chuyển giao lớp truyền tải bằng cách sử dụng các giao thức quản lý di động phù hợp Loại chuyển giao này yêu cầu một lõi chuyển mạch gói chung trong đó thông tin nhận thực và thông tin QoS của phần truy nhập mạng có thể được chuyển giữa các phân

hệ truy nhập khác nhau Phần hội tụ lõi PS cho phép chuyển giao lớp truyền tải là cấu trúc được phân tích kỹ trong phần này

Tiêu đề	Nghiên cứu kiến trúc, ứng dụng ims và giải pháp triển khai ims tại vnpt
Tác giả	Nguyễn Đình Thu
Trường học	Đại học Thái Nguyên
Chuyên ngành	Kỹ thuật điện tử
Thể loại	Luận văn thạc sĩ kỹ thuật
Năm xuất bản	2013
Thành phố	Thái Nguyên

Định dạng
Số trang	69
Dung lượng	1,89 MB