IMS đồng thời cũng trở thành một phân hệ trong mỏ hình mạng thế hệ mới NGN của tắt cả các hãng sản xuất các thiết bị viên thông vả các tổ chức chuân hóa trên thế giới TMS được chuẩn hóa
Trang 1_ BỘ GIÁO DỤC YẢ ĐÀO TẠO `
TRUONG DAL HQC BACH KHOA HA NOI
DANG HUY HOANG
TRIEN KHAI DICH VU IPTV DUA TREN NEN
TANG IP MULTIMEDIA SUBSYSTEM (IMS)
LUAN VAN THAC SI KY THUAT
CHUYEN NGANH : KY THUAT DIEN TU VIEN THONG
HÀ NỘI - 2012
Trang 2
TRUONG DAI HOC BACH KHOA HA NOI
DANG HUY HOANG
TRIEN KHAI DICH VU IPTV DUA TREN NEN
TANG IP MULTIMEDIA SUBSYSTEM (IMS)
LUAN VAN THAC SIKY THUAT CHUYÊN NGÀNH KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG
Người hướng dẫn: PGS TS NGUYÊN HỮU THANH
HÀ NỘI - 2012
Trang 3Luận văn thạc sỹ kỹ thuật Triển khai dịch vụ IPTU dựa trên nên tảng IMS
DANH MỤC cAc CHU VIET TAT —.- — — iS
LOI NOI DAU - a - 10
1 CHƯƠNGI:MỞỎ ĐẦU TH} Em 1
11 Tấm quan trọng của đề tài 4 ‘i scare 1
12 NộidungnghiêncỨu : coooo.cocoiooocoao 13
2_ CHƯƠNGH CÁC NGUYÊN LÝ CHƯNG TRONG KIÊN TRÚC IMS 14
21.5 Điểu khiển dịchvụ thun iee 16 2.1.6 Pháttriểndichvu spies gã samen
2 Các giao thức khác ae bisdtsgatsososeau,Ể)
23 Kiến trúc tổng quátIMS ni 3ãanh046820003uui082083.00ãg8naaageaaaaaa TẾ)
232 Mạng lõi co, NHgSiaucsonssulÐÏ
233 Tang dich vu ổ : dã « XigigbzesuetD0
2.4 Đmh danhtrong IMS sonnei KausssgitssuausgfB)
243 Môi quan hệ giữa định danh công cộng và định danh riêng seee.34 2.4.4 Đinh danh dịch vụ công cộng 3 g8ugbanusauffE
Trang 1
Trang 425.1 SIM
252 USIM
253 ISIM
26 Tiêu chuẩn lọc
27 Triển khai kién tric IMS
3 CHƯƠNG II: ĐIỀU KHIỂN PHIÊN TRONG IMS
31 Chức năng của SIP
3.2.3 Phiên giao dịch(Transaction) SH hen
3.2.4 Hội thoại (dialog) a car
3.2.5 Truong diéu khién Record-Route, Route va Contact
4 CHUONG IV: MAY CHU UNG DUNG TRONG IMS
41 Tổng quan vẻ máy chủ ứng dụng
4.2 Chức năng của máy chủ ứng dụng trong mô hình TMS
4.3 Các chế độ hoạt động của máy chủ ứng dụng paral
4.3.1 AS hoạt động như SIP User Agent
43.2 AS hoạt động như back-to-back user agent
4.33 AS dong vai tro như Ja SIP Proxy Server -
43.4 AS dong vai trỏ như lả SIP Redirect Server
4.4 Giao diện AS với các thành phân khác trong mạng
4⁄41 Giao diện với IMS Core -ISC
4.42 Giao điện với HSS—Sh
54
56 58:
67
72 T2
oD
75
Trang 2
Trang 5Luận văn thạc sỹ kỹ thuật Triển khai dịch vụ IPTU dựa trên nên tảng IMS
4.5.4 Hành vi của máy chủ ứng dụng
45.5 Máy chủứng dụng tương tác với HSS
4.5.6 Máy chủứng dụng gửi yêu cầu về S-CSCF
5 CHƯƠNG V: XÂY DUNG DICH VU MAY CHU IPTV
51 GiớithiệudịchvụlPTV
5.2 Các thủ tục xử lý cuộc gọi trong IPTV
521 Đăngkỷ
5.2.1 Các chức năng chính vả các thủ tục xử aly trong dich vu IPTV
6 CHUONG VI: TRIEN KHAI DICH VU IPTV
61 Trién khai dich vu IPTV
62 Cài đất và str dung dich vu
62.1 Cau hinh may chi img dung IPTV
6.2.2 Cau hình Media Server =
6.2.3 Câu hinh HSS chuyên yêu cầu sử aang đến AS
105 108
Trang 6
LỜI CAM ĐOAN
Kính gửi: Viện đảo tạo sau đại học — Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
Tên tôi lả: Đăng Huy Hoang
Sinh ngày: 13 — 01 — 1985
Học viên cao học khóa: Cao học 2010B
Mã sô học viên: CB100364
Tôi xin cam đoan, toản bộ kiên thức và nội dung trong bài luận văn của tôi lả
các kiên thức tự nghiên cứu từ các tải liệu tham khảo trong vả ngoài nước, không có
sự sao chép hay vay mượn dưới bắt kỳ hình thức nảo đẻ hoàn thành bản luận văn tốt
nghiệp cao học chuyên ngành Kỹ thuật Điện tử viễn thông
Tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm vẻ nội dung của luận văn này trước Viện
dao tao sau đại học = Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
Hà Nội, tháng 09 năm 201 2
Đặng Huy Hoàng
Trang 4
Trang 7Luận văn thạc sĩ kỹ thuật
STT| Từ viết Tên đầy đủ
01 |3GPP Third Generation Partnership Project
02 |3GPP2 | Third Generation Partnership Project 2
03 |ACK Acknowledgment
04_| ADSL Asymmetric Digital Subscriber Line
05 |AS Application Server
06 |ATM Asynchoronous Transfer Mode
07 |B2BUA | Back-to-back User Agent
08 | BGCE Breakout Gateway Control Function
09_| BICC Bearer Independent Call Control
10 | COPS Common Open Policy Service
11 |CSCE Call Session Control Function
12_| DHCP Dynamic Host Configuration Protocol
13 |DNS Domain Name System
14_| ENUM Telephone Number Mapping
15 |GGS§N Gateway GPRS Support Node
16_| GPRS General Packet Radio Service
17_| GSM Global System for Mobile Communications
18 | HLR Home Location Register
19 | HSS Home Subscriber Server
20_| HTTP Hypertext Transfer Protocol
21 |I-CSCF Interrogating~-CSCF
22 | IETF Internet Engineering Task Force
23 | IFC Initial Filter Criteria
24 |IM-SSF IP Multimedia Service Switching Function
25 | IMS IP Multimedia Subsystem
26 _| IMSI International Mobile Subscriber Identifier
Trang 828 |IP-CAN _| IP Connectivity Access Network
29 | ISC IMS Service Control
30_| ISIM IP multimedia Services Identity Module
31 |ISUP ISDN User Part
32_ | ITU-T International Telecommunication Union-Telecommunications 33_ | MAP Mobile Application Part
34_| MEGACO | Media Gateway Control
35_| MGCF Media Gateway Control Function
36 |MGW Media Gateway
37_| MIME Multipurpose Internet Mail Extensions
38 | MRE Media Resource Function
39_| MRFC Media Resource Function Controllers
40 | MREP Media Resource Function Processors
41 |MSISDN | Mobile Subscriber ISDN Number
42 |NAI Network Access Identifier
43_| OSA-SCS | Open Service Access-Service Capability Server
44 |P-CSCF | Proxy-CSCF
45 |PA Presence Agent
46_| PDF Policy Decision Function
47_| PEP Policy Enforcement Point
48_| PIDF Presence Information Data Format
49 | PS Presence Agent
50_| PSI Public Service Identity
51_| PSTN Public Switched Telephone Network
52 |PUA Presence User Agent
53 |Qo§ Quality of Service
54 _| RTP Real-Time Transport Protocol
Trang 9Luận văn thạc
Triển khai dịch vụ IPTL dựa trên nên tảng IMS
58_| SDP Session Description Protocol
59_| SFC Subsequent Filter Criteria
60_| SGSN Serving GPRS Support Node
61_|sGw Signalling Gateway
62 |SIM Subscriber Indetity Module
63 |SIP Session Initiation Protocol
64 | SLF Subscriber Location Function
65_| SPT Service Point Trigger
66 | S§7 Sinaling System No 7
67_| TCP ‘Transmission Control Protocol
68 | THỊG ‘Topology Hiding Inter-network Gateway
7o_| UAC User Agent Client
71_|UAS User Agent Server
72 | UDA User Data Answer
73_| UDP User Datagram Protocol
74_| UDR User Data Request
75_| UE User Equipment
76_| UICC Universal Integrated Circuit Card
77_| UMTS Universal Mobile Telecommunication System
78 | URI Uniform Resource Identifier
79 _| URL Uniform Resource Locator
§0 | USIM Universal Subscriber Identity Module
81_| VoIP Voice over IP
82 |VoD Video on Demand
83_ | WAP Wireless Application Protocol
84_| WLAN Wireless Local Access Network
85_| WLSS WebLogic SIP Server
86 | XML Extensible Markup Language
Trang 7
Trang 10Hình 2-2 : Giao tiếp gitta PSTN/CS gateway va mang CS 27
Hình 2-3 : P-CSCF dat tai mang khach 000 ccccccssssseressessentneneene 29
Hình 2-9 : Sơ đỏ các khối chức năng trong kien tric IMS 45
Hình 3-1 : Một ví dụ về mô tả phiên SDP 47
Hình 3-2 : Các kiểu trong SDP 22222220222122115121122 xe 48
Hình 3-4 : Alice đăng ký vị trí người dùng với tên miễn domain.com registrar 51
+10 37 1 UADERBUSNf'orsgga—SGHGHGSNHGNGUNGRWHSIENGWN 56
Hinh 3-8 : Ludng cuéc gọi trong một hội thoai SIP 357
Hình 3-9 : Cách sử đụng Record-Route, Route và Contact 59
Hình 4-1 : Hưởng tiếp cận dịch vụ trong kiên tric IMS 61
Hinh 4-2 : AS hoạt động như một SIP UA 63
Hình 4-4 : AS ứng dụng đóng vai trò SIP B2BUA 64
Hinh 4-5 ; AS dong vai tro SIP Proxy AS 65 Hình 4-6 : AS đóng vai tro SIP Redirect Server 65 Hình 4-7 : Sh data uml diagram ni 70
Hình 4-8 : Thanh phan ctia Service Point Trigger 73
Hinh 4-9 : Vi du vé User Profile n a 75
Hình 5-4 : Call flow khởi tạo dịch vụ IPTV 87
Hinh 5-5 : Ban tin INVITE dich vu IPTV 88
Hinh 5-6 : Call flow ngimg dich vu IPTV 89
Hinh 5-7 : Ban tin BYE dich vu IPTV waeeun 90
Hình 5-8 : Call flow không có kênh phục vụ trong IPTV .9] Hình 6-1 : Mô hình tổng quát IPTV trên nên IMS 92
Hình 6-2 : Giao điện web của DSS .96
Trang 8
Trang 11Luận văn thạc sỹ kỹ thuật Triển khai dịch vụ IPTU dựa trên nên tảng IMS
Hình 6-5 : Tao Trigger Point trong IMS ¬ " —
Hình 6-6 : Tạo iFC trong IMS " 99
Hình 6-7 : Tạo Service Profile trong IMS ais Wfto0ftybad zane LOO Hinh 6-8 : Tao Shared-IFC-Set trong IMS ` 100' Hình 6-9 : Câu hình cho UCT IMS Client _ sea 101
Hinh 6-10 : Alice dang ky thanh céng - " 102 Hình 6-11 : Nguời đúng xem dịch vụ IETV thành công | s 108
Trang 9
Trang 12
LỜI NÓI ĐÀU
Trong những năm qua xu hướng hội tụ mạng Internet, mạng di động và mạng
PSTN đang là xu hướng được quan tâm hảng đầu trong lĩnh vực thông tin liên lạc
Nhiều kiến trủc mới đã ra đời trong quá trình phát triển hợp nhất các mạng với mục
dich tao ra mét mang toan IP duy nhat Phan hé IP Multimedia Subsystem (IMS) la
một trong những kiến trúc đã ra đời trong xu thế phát triển đỏ Với IMS người dùng,
cỏ thê liên lạc khắp mọi nơi nhé tinh di động của mạng di động và đồng thời có thẻ
sử dụng những địch vụ hấp dẫn từ mạng Internet IMS đã thực sự trở thành chỉa
khóa đề hợp nhất mạng di động va mạng Intemet IMS đồng thời cũng trở thành
một phân hệ trong mỏ hình mạng thế hệ mới (NGN) của tắt cả các hãng sản xuất các thiết bị viên thông vả các tổ chức chuân hóa trên thế giới
TMS được chuẩn hóa bởi 3GPP vả 3GPP2 dựa trên giao thức bảo hiệu SIP vả
các giao thức mở khác do IETF chuẩn hóa nên rất dễ đảng tích hợp với các dịch vụ
mới IMS đông thời cũng hỗ trợ nhiều loại hình truy cập khác nhau do đó nó hứa hẹn sẽ mang lại một số lượng lớn khách hàng sử dụng các dịch vụ xây dựng trên đó
Trong thời gian thực tập học tập tại trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, để tìm
hiểu về kiến trúc IMS và triển khai các dịch vụ mới trên IMS, được sự gợi ý của
PGS TS Nguyễn Hữu Thanh em đã lựa chọn để tải “Triển khai dịch vụ IPTV dựa
trén nén tang IP Multimedia Subsystem (IMS)”
Em xin chân thành cảm ơn PGS TS Nguyễn Hữu Thanh đã giúp đỡ tận tỉnh cho em trong thời gian làm đồ án vừa qua Tôi cũng xin chân thành cám ơn gia đình
và bạn bè đã động viên và chia sẽ những kinh nghiệm quy bau
Em xin chân thảnh cảm ơn
Hà Nội, ngày tháng 09 năm 2012
Sinh viên
——————ễ
Trang 10
Trang 13thuật Triển khai dịch vụ IPTV dựa trên nên tảng IMS
CHƯƠNG I: MỞ ĐÀU
1.1 Tầm quan trọng của đề tài
Mục đích của mạng thẻ hệ thứ 3 là hợp nhất hai mô hình thông tin đang,
được triển khai rộng rãi nhất hiện nay là mạng tế bảo và mang internet IMS 1a
nhân tô chính trong kiến trúc mạng 3G lam cho nó cỏ khả năng cung cấp truy cập tới tắt cả các dịch vụ mả internet có thể cung cap cho mạng tế bảo Người
sử dụng có thể truy cập vào một trang web yêu thích, đọc email, xem phim hoặc tham gia một buổi hội thảo qua truyền hình ở bất cứ đâu mà chỉ bằng
một cách đơn giản là sử dụng một chiếc điện thoại hỗ trợ 3G
Cùng với sự phát triển của mạng thẻ hệ thứ ba trong những năm gân đây internet đã phát triển với một tốc độ chỏng mặt Lý do chính cho việc phát triển mạnh mẽ nảy là khả năng cung cấp các dịch vụ tiện ich ma hang trăm
người sử dụng ưa thích Một trong những vi dụ điển hình là world wide web
và email Nhưng bên cạnh đó còn rất nhiều địch vụ khác như imstant message,
presence, VoIP, VoD, hội thảo truyền hỉnh,
Với mong muốn kết hợp các dịch vụ internet vả các dịch vụ di động truyền thống để đáp ứng ngày một tốt hơn nhu câu của khách hảng, cae nha
phát triển đã không ngừng sáng tạo và đưa ra những kiên trúc mạng mới, các
công nghệ mới nhằm thực biên mục đích nảy Sự ra đời của phân hệ IMS
trong kiến trúc mạng 3G chỉnh lả bước phát triển quan trọng trong quả trinh
hợp nhất dịch vụ đỏ
Việc phát triển hệ thông này không chỉ đem lại những lợi ích về mặt kinh
tế cho nhả cung cấp dịch vụ mả cỏn đem lại nhiều tiên ích cho người sử dụng
e Vẻ phía nhà cung cap dịch vụ: cho phép đưa ra nhanh chóng các máy
chủ ứng dụng với các dịch vụ mới vào trong mạng của nhả khai thác mạng di động Thông qua giao dién ISC (IMS Service Control interface), may chit img dung SIP (vi du may cha tmg dụng push-to-
——————
Trang 11
Trang 14
hay gateway có thê được kết nổi vào IMS, hỗ trợ nhiêu loại truy nhập
khác nhau
«Về phía người sử dụng: cho phép người sử dụng có thẻ truy nhập dé
dang va an toàn vào mạng đa phương tiện, chất lượng dịch vụ được
nâng cao, có cơ hội sử dụng nhiều các dịch vụ tiên ích mới Một điểm nữa khá quan trọng lả khi khoa học và công nghệ ngày cảng
phát triển, sự hội nhập giữa các nước ngảy cảng cao, các dịch vụ hoàn toàn
sẵn cỏ đối với người dùng thì nhả cung cấp dịch vụ nảo thöa mãn được người
dùng vẻ sự đa dạng trong dịch vụ cung cấp, sự tiên dụng cũng như chủ phi thấp
nhất sẽ chiếm được lợi the trong cạnh tranh thị trường vả do đó sẽ kiểm được nhiều lợi nhuận Khả năng cung cấp các dịch vụ với những tỉnh năng như thé
là hoàn toản có thể đổi với IMS
IPTV 1a mot trong nhimg dich vu ma IMS cé the cung cấp tới người
dùng Ý tưởng của dịch vụ này cũng không ngoai mục đích đem lại sự tiện lợi
cho người dùng: Với IPTV, mọi người có thể xem nội dung yêu thích (như
phim, chương trình giải trí, thời sự, ) ở bất kỳ thời điểm nao, không bị lê thuộc vào giờ phát sỏng của Đài truyền hình, xem phim theo yêu câu với chat
lượng cao Khi xem phim IPTV có tỉnh năng như: tạm dừng, xem đi xem lại
nhiễu lần Trên tivi, khách hàng cỏn sử dụng được các dịch vụ: nhắn tin, gọi
điện thoại, games, mua hảng, giao dịch chứng khoản, giao dịch ngân hàng,
giao lưu trực tuyến
Trong đề tài này, em tập trung nghiên cửu “triển khai dịch vụ IPTV
dua trén nén tang IP Multimedia Subsystem (IMS)” Dich vụ nay mac dit
chỉ là một phần rất nhỏ trong các dịch vu hap dan ma IMS mang lai, tuy nhién
nỏ cũng là một minh chứng rất điền hình cho tiện ích vẻ phát triển dich vụ
tương lai mã IMS có thể đem lại
Trang 12
Trang 15Triển khai dịch vụ IPTV dựa trên nên tảng IMS
1.2 Nội dung nghiên cứu
Với mực đích nghiên cửu và phát triển ứng dung theo kien tric IMS nén trong đẻ tài này em sẽ tập trung tim hiểu tổng quan ve IMS, may chu img
dung va ve dich vu IPTV:
«Tổng quan về IMS: tìm hiểu vẻ kiến trúc TMS, các thánh phần, chức
năng của từng thành phần, kiến trúc triển khai và một số các khải niêm
quan trong sit dung trong IMS
« Máy cha ing dung (Application Server): giới thiệu vẻ máy chủ ứng
dung trong kien trúc IMS, chức năng va các chẻ độ hoạt động, giao
diện từ máy chủ ứng dung SIP toi cae thanh phân khác trong mạng lõi
IMS
© Nguyên lý thực hiện dịch vụ IPTV: mô tả chức năng dich vụ, thủ tục
thực hiện địch vụ, điều khiển lỗi, thủ tục kiểm tra trạng thái người
Trang 16
CHƯƠNG II : CAC NGUYEN LY CHUNG
TRONG KIEN TRUC IMS
2.1 Các yêu cầu đối với IMS
IMS huéng đền:
© Ket hop các xu thể mới nhất trong công nghệ
®©- Tạo ra mô hình di động Internet
¢ Tao ra nén tang pho bien de phat trién cae dich vu da phương tiện khác
nhau
¢ Tao ra co chế nâng cao lợi nhuận vi cách sử dụng của mạng chuyên
mạch gói di động
2.1.1 Phiên đa phương tiện IP
IM§ có thê đưa ra một dải rộng các dịch vụ Mặc dù vậy, cỏ một dịch
vụ đặc biệt quan trọng với người dùng: đỏ là thông tin liên lạc audio và
video, Yêu câu này nhân mạnh đến sự cân thiết hỗ trợ dịch vụ chỉnh được tạo
ra bởi IMS: các phiên multimedia qua mạng chuyên mạch gỏi Multimedia
cỏ liên quan đến sự tồn tại đồng thời của một vải loại media, trong trường
hợp này là audio và video,
Giao tiếp multimedia được chuẩn hỏa trong tải liệu 3GPP trước đây,
nhưng những giao tiếp multimedia nay diễn ra trên mạng chuyên mạch kênh hơn là trên mạng chuyền mạch gói
2.1.2 Chất lượng dịch vụ QoS
Chất lượng dịch vụ (QoS — Quality of Serviee) là yêu câu chủ yêu trong
IMS QoS cho mét phién lién quan được xác định bởi một số nhân tố, như
băng thông cực đại có thẻ cấp cho người dùng dựa trên thuê bao của người
Trang 14
Trang 17
Triển khai dịch vụ IPTU dựa trên nên tảng IMS
dùng hoặc trạng thái hiện tại của mạng [MS cho phép nhà khai thác mạng
điều khiển QoS mả người dùng đưa ra, do đó các nhà khai thác mạng có thẻ phân biệt các nhóm khách hảng khác nhau
2.1.3 Internetworking
Hỗ trợ cho tương tác với Internet là một yêu cầu rõ ràng với IMS, Internet đưa ra hàng triệu đích đến tiêm năng cho các phiên multimedia được khởi tạo trong TMS Khi tương tác với Internet, số lượng đích đến tiem nang
cho các phiên đa phương tiên được mở rộng một cach đột ngột
IMS cũng được yêu câu có thẻ làm việc được với mạng chuyên mạch
kênh, như mang PSTN (Public Switched Telephone Network), hay các mạng
tế bào đang tên tại Đầu cuối TMS cỏ thẻ kết nối được đến cả mạng chuyện
mạch kênh và mạng chuyển mạch gỏi Vì thể, khi người dùng muốn gọi đến
điện thoại trong mạng PSTN hay mạng tế bảo, đâu cuối TMS sẽ chọn sử dụng vùng chuyên mạch kênh
Vi vậy, mặc dủ tương tác với mạng chuyên mạch kênh không được yêu cầu một cách nghiêm ngặt, thì hầu hết các đầu cudi IMS sé hé tro vùng
chuyển mạch kênh Yêu cầu hỗ trợ tương tác với mạng chuyên mạch kênh cỏ
thể được coi như là một yêu cầu dải hạn Yêu cau nảy sẽ được triên khai khi
ta xây dựng đầu cuối IMS chi hỗ trợ chuyên mạch gói
2.1.4 Chuyển vùng (Roaming)
Chuyển ving (roaming) la yéu cau chung ke tir khi phat minh ra mang
tế bảo thứ hai Người đủng có thể chuyên vùng sang các mang khác, vi dụ
như khi chuyển sang một quốc gia khác Hiển nhiên lả IMS sẽ kế thừa yêu
cau này, do đó nó có thê cho phép người dùng chuyên vùng sang các quốc
gia khác nhau
Trang 15
Trang 18
2.1.5 Điều khiển dịch vụ
Các nhà khai thác mạng muốn áp dụng những chính sách trong việc
phân phát dịch vụ đến người dùng Chúng ta có thẻ chia những chỉnh sách đó
lâm hai loại
© Các chính sách chung có thể áp dụng được cho tất cả người dùng
trong mạng
© _ Các chính sách cá nhân có thẻ áp dụng cho một người dùng nhất định
Loại chính sảch đầu tiên bao gồm một tập hợp các giới hạn được áp
dung cho tất cả người dủng trong mang Vi du, nha van hành mạng cỏ thể
muốn giới hạn việc sử dụng audio codec băng rộng, như G.711 (ITU-T
Recommendation G.711), trong mang ctia ho Thay vì như thể, họ có thê đưa
ra cac codec bang théng thap hon nhu AMR (Adaptive Multi Rate)
Loại chỉnh sách thứ hai bao gồm một tập các chỉnh sách được đáp ứng, cho mỗi người dùng, Ví dụ, một người dùng có thẻ có vải thuê bao đề sử
dụng cae dich vu IMS không bao gồm video Đảu cuối IMS sẽ hâu hết là có
khả năng hỗ trợ video, nhưng trong trường hợp nỗ lực khởi tạo một phiên
multimedia mả cỏ cả video, thi nha vận hành mạng sẽ ngăn không cho phiên
đó được khởi tạo
2.1.6 Phát triển dịch vụ
'Yêu cầu vẻ tạo ra dịch vụ có ảnh hưởng mạnh trong thiết kế kiến trúc
IMS Yêu cầu nảy nói rõ các dịch vụ IMS không cân thiết phải được chuân hóa Yêu cầu nảy biểu diễn một đấu mốc trong thiết kế cellualar bởi vì trong quá khử, mọi dịch vụ đơn đều được chuẩn hóa hoặc là cỏ sự triển khai phù hop Thâm chí các dịch vụ được chuẩn hóa thì không có gì đảm bảo rằng các
dịch vụ sẽ làm việc khi chuyển sang một mạng khác
Trang 16
Trang 19Triển khai dịch vụ IPTV dựa trên nên tảng IMS
2.1.7 Da truy nhap
Yêu cầu đa truy nhập ở đây nói đến các phương tiện truy nhập khác
hơn GPRS IMS là mạng all-TP và cũng như bat ky mét mang IP nao khác,
nó ở lớp thấp hơn và độc lập truy nhập Bất kỳ mạng truy nhập nảo vẻ
nguyên tắc cũng cỏ thẻ truy cập dén IMS Vi du, IMS cé thé duge truy nhập
stt dung WLAN (Wireless Local Area Network), ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line), HFC (Hybird Fiber Coax) hoặc là Cable Modem Tuy
nhiên, 3GPP cam kết phát triển giải pháp cho việc cải tiên GSM, tap trung
vào truy nhập GPRS (cả trong GSM va UMTS, Universal Mobile
Telecommunication System) cho phiên bản đầu tiên của IMS (ví dụ, Release Š) Các phiên bản tiếp theo sẽ nghiên cứu các truy nhập khác, vi dụ như
WLAN,
2.2 Tong quan về các giao thức sử dụng trong IMS
2.2.1 Giao thức điều khiển phiên
Các giao thức điều khiển cuộc gọi đỏng vai trỏ quan trọng trong bat kỳ
một hệ thông điện thoại nảo Trong mạng chuyên mạch kênh, các giao thức
điều khiển cuộc gọi nói chung lả TUP (Telephony User Part), ISUP (ISDN
User Part) va BICC (Bearer Independent Call Control) Các giao thức được
xem xét đề sử dụng làm giao thức điều khiên phiên cho IMS hiển nhiên là
dựa trên IP Các giao thức cỏ thẻ được sử dụng lả:
Bearer Independent Call Control (BICC) : BICC là một cải tiền của
ISUP Không như ISUP, BICC tách biệt mặt phẳng bảo hiệu ra khỏi mặt
phang media, do đỏ báo hiệ có thể truyền qua một tập các nút riêng biệt chử
không đi qua mặt phẳng media Thêm nữa, BICC hỗ trợ vả có thể chạy trên
Trang 17
Trang 20
(Asynchoronous Transfer Mode)
H.323 : tương tự như BICC, H323 là giao thức do ITU-T phát triển
H323 định nghĩa một giao thức mới để thiết lập phiên multimedia Không
như BICC, H.323 được thiết kế từ những ngày đầu tiên nhằm hỗ trợ công
nghệ IP Trong H.323, báo hiệu và media không cần truyền qua củng một tập
các host
SIP (Session Initiation Protocol) : được đặc tả bởi IETF như là một
giao thức đẻ thiết lap va quan ly cac phién multimedia qua mang IP SIP tuan
theo mô hình client-server nỏi tiếng, mô hình được sử dụng bởi nhiều giao
thức được phát triển bởi IETE Các nhà thiết kẻ SIP đã mượn nguyên lý thiết
kế từ SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) va dac biét la HTTP (Hypertext
Transfer Protocol) SIP ke thira hâu hết các đặc điểm của nỏ từ hai giao thức
trên Đỏ là một điểm mạnh của SIP bởi vi HTTP và SMTP lả những giao
thức thành công nhất trên Internet SIP không giống như BICC vả H.323, SIP
là giao thức dựa trên text Điều đó cỏ nghĩa là nỏ dễ dàng để mở rộng, sửa lỗi
và sử dụng để xây dựng các dịch vụ
SIP được chọn làm giao thức điều khiển phiên trong IMS Thực tế SIP
lam cho việc tạo ra các dịch vụ mới trở nên đễ dàng va vi SIP dua trén HTTP
nên các nhà phát triển dịch vu SIP co the str dung tat c các cơ chế được phát
trién cho HTTP nhu CGI (Common Gateway Interface) va Java Servlet
2.2.2 Giao thức AAA
Ngoài giao thức điều khiển phiên thì còn có một số giao thức khác
dong vai tro quan trọng trong IMS Diameter (lả giao thức được định nghĩa
trong RFC 3588) duoc chọn làm giao thức AAA (Authentication,
Authorization, and Accounting) trong IMS
Trang 18
Trang 21
Triển khai dịch vụ IPTU dựa trên nên tảng IMS
Diameter là một cải tiền của RADIUS (được định nghĩa trong RFC
2865), đỏ là một giao thức được sử dụng rông rãi trong Internet để thực hiện
AAA Ví dụ, khi người dùng quay số đến nhà cung cập dịch vụ Internet thì
server truy nhập mạng sử dụng RADIUS đẻ chứng thực (authenticate) và cấp quyền (authorize) cho người dùng truy cập mạng Diameter bao gồm một
giao thức cơ bản được bỏ sung với ứng dụng Diameter Các ứng dụng
Diameter là sự lưa chọn hoặc mở rộng Diameter dé phi hop với một ứng
dung cu the trong một môi trường IMS sử dụng Diameter trong một số giao
điện, mặc đủ không phải tất cả các giao điện sử dụng củng một ứng dụng
Diameter Vi du, IMS dinh nghia tmg dụng Diameter đẻ tương tác với SIP
trong quả trình phiên được thiết lập vả một ứng dụng khác để thực hiện điều khiển tai khoản
2.2.3 Các giao thức khác
Củng với SIP và Diameter lả các giao thức khác được sử dụng trong IMS Giao thức COP§ (Common Open Policy Service) được sử dụng đẻ truyền các chính sách giữa các PDP (Policy Decision Points) va PEP (Policy Enforcement Points) H.248 và các gói của nó được sử dụng bởi các nút tín
hiệu điều khiên trong mặt phẳng media H.248 được phát triển bởi ITU-T và
IETF cũng được đề cập đến như lả giao thức MEGACO (Media Gateway
Control) RTP (Real-time Transport Protocol) và RTCP (RTP Control
Protocol) được sử dụng dé truyền dữ liệu thời gian thực như video va audio 2.3 Kiến trúc tong quat IMS
Trước khi tìm hiều kiên trúc tổng quát TMS, chúng ta nên nhớ rằng 3GPP không chuẩn hóa theo nút mà theo chức năng Dieu đỏ có nghĩa là kiến trúc
TMS là một tập hợp các chức năng được kết nổi với nhau bởi các giao diện đã
được chuẩn hóa Các nha trién khai có thê kết hợp hai chức năng vào một nút Tương tự, các nhà triển khai có thẻ tách một chức năng thành hai hay nhiều
nút
Trang 19
Trang 22
IMS một cách chặt chế và triển khai mỗi chức năng trong một nút riêng Tuy
nhiên, việc tìm kiếm các nút triển khai nhiều hơn một chức năng và các chức
năng được phân phối qua nhiều hơn một nút là hoản toàn có thể
Hình 2-1 : Tổng quan kiến trúc IMS
Trong hình 2-1 minh họa một cái nhìn tổng quan vẻ kiến trúc IMS như
chuẩn hóa của 3GPP Trong hình chi ra hau hết các giao diện bảo hiệu trong
hệ thống TMS, nó thường được đề cập đến bởi hai hay ba ký tư mã hóa Chúng,
ta không thê vẽ tất ca các giao điện được định nghĩa trong TMS mà chỉ có thẻ
liệt kê hằu hết những nút giao diện có liên quan Trong IMS được phan chia
thành 3 phân: mạng truy nhập, mạng lõi vả tầng dịch vụ
2.3.1 Mạng truy nhập
Ố phía bên trải hình 2-1, chúng ta có thẻ nhìn thấy các đầu cuối IMS di động thường được nhắc đến như là các thiết bị người ding (UE) Đầu cuối
Trang 20
Trang 23
Triển khai dịch vụ IPTU dựa trên nên tảng IMS
IMS được nỗi vào mạng chuyên mạch gói như là GPRS thông qua đường
truyền vô tuyên
Chủ ý rằng, mặc dủ hinh trên chỉ chỉ ra một thiết bị đầu cuối TMS nồi vào mạng sử dụng đường truyền vô tuyển nhưng IMS cũng hỗ trợ các loại
thiết bị và các cách truy nhập khác Thiết bị hỗ trợ cá nhân PDAs và máy
tính là các ví dụ vẻ các thiết bị có thể kết nồi tới IMS Một ví dụ khác vẻ phương pháp truy cập là WLAN vả ADSL
2.3.2 Mạng lõi
Phản cỏn lại của hình chỉ ra các nút bao gồm trong mạng lõi IMS Các
nút này là
® Một hay vài cơ sở dữ liệu người dùng, còn gọi là HSS va SLF
Mét hay vai may chi img SIP nhu la CSCF (Call Session Control
Function)
¢ Mot hay vai MRE mỗi cái được chia nhỏ thành MREC và MREP
® - Một hay vài BGCE (Breakout Gateway Control Funetion)
® Một hoặc vải PSTN gateways, được chia nhỏ hơn thành SGW và
MGCF
2.3.2.1 Cơ sở dữ liệu HSS và SLF
HSS (Home Subscriber Server) la trung tâm lưu trữ dữ liệu các thông
tín liên quan đền người dùng Vẻ kỹ thuật thì HSS lả sự phát triển của HLR
(Home Location Register), HLR la mét nut trong mang GSM HSS bao
gồm các thông tin thuê bao liên quan đến người dùng được yêu cầu đẻ điều
khiển các phiên đa phương tiên Những dữ liêu nảy bao gồm, thông tin vị trí, thông tin bảo mật (bao gồm các thông tin nhận thực va phan quyên),
các thông tin về tiêu sử người dùng (bao gồm các dịch vụ ma người dùng
đăng kỷ thuê bao), va S-CSCF cấp phát tới người dùng
Trang 21
Trang 24
lượng thuê bao quá nhiều so với sự quản ly của một HSS Trong tất cả
trường hợp, tất cả các dữ liệu liên quan đến một người dùng cụ thể được
chứa trong một HSS Các mạng với một HSS sẽ khỏng cin SLF (Subscriber Location Function) Mặt khác, mạng với nhiều hơn mét HSS yêu câu có SLE
SLF lả một cơ sở dữ liệu đơn giản ảnh xạ địa chỉ người dủng tới HSS
quan lý tương ứng, Một nút yêu cầu truy van SLF, với một địa chỉ người
dùng là đầu vào, sẽ thu được ở đầu ra là HSS cỏ chứa thông tin liên quan
đến người ding do
Cả HSS và SLF đều thực thi giao thức Diameter với các đặc trưng
ứng dụng diameter cho IMS
2.3.2.2 Chức năng điều khiển cuộc gọi phiên
Điều khiển cuộc gọi phiên (CSCF) là một máy chủ SIP, là một nút
cần thiết trong IMS Cac CSCF xit ly cae ban tin bao hiéu SIP trong IMS
Có ba loại CSCF phụ thuộc vào các chức năng ma chủng cung cấp
© Proxy-CSCF (P-CSCF) : li một máy chủ SIP, là điểm đầu tiên liên
lạc giữa đầu cuối IMS vả mạng IMS Nó có thể được đặt ở mạng
khách (trong toàn bộ mạng TMS) hoặc mạng chủ Một vải mạng có
thể sử dụng thiết bị kiểm soát biên phiên SBC (Session Border Controller) đẻ thực hiện chức năng này Để kết nói với hệ thông
IMS, ngudi dủng trước tiên phải đăng ký với P-CSCF trong mạng
ma no dang kết nói Địa chỉ của P-CSCF được truy cập thông qua
giao thức DHCP (Dynamie Host Conguration Protocol) hoặc sẽ
được cung cấp khi người dùng tiên hành thiết lập kết nổi PDP
(Packet Data Protocol) trong mang théng tin di động tế bao Chức năng của P-CSCF bao gồm
Trang 22
Trang 25thuật Triển khai dịch vụ IPTU dựa trên nên tảng IMS
o P-CSCF cé nhiém vu dam bao chuyên tải các yêu câu từ UE
đến máy chủ SIP (ở đây là S-CSCF) cũng như bản tin phản
hồi từ máy chủ SIP vẻ UE
© P-CSCF duge gan cho đầu cuối IMS trong suốt quá trinh
đăng ký, và không thay đổi trong suốt quá trình đăng ký
©_ P-CSCF nằm trên đường đi của tất cả các bản tin bảo hiệu và
có thể được gắn vảo môi ban tin
6 P-CSCF xác thưc người dủng và thiết lập kết nổi bảo mật
IPSec voi thiet bi dau cuối IMS của người dùng P-CSCEF còn
cỏ vai trò ngăn cản các tân công nhu spoofing, replay dé dam
bảo sự bảo mật và an toản cho người dùng
© P-CSCF cé thé nén va giai nén cac ban tin SIP ding sigcomp,
để giảm thiểu khỏi lượng thông tin bảo hiệu truyền trên
những đường truyền tốc độ tháp (hay giảm độ trễ khi truyền
trên các kênh có băng thông hẹp)
© P-CSCF cé thé tich hợp chức năng quyết định chính sách
PDF (Policy Decision Funetion) nhằm quản lý vả dam bao
QoS cho các dịch vụ đa phương tiên
9 P-CSCF cũng tham gia vào quá trình tỉnh cước dịch vụ
« Interrogating-CSCF (I-CSCEF) : là một chức năng SIP khác được
đất ở biên của miễn quản trị Địa chỉ IP của I-CSCF được công bố trong DNS (Domain Name System) của miền, vì thể các máy chủ
ứng dụng ở xa cé thé tim thay I-CSCF vả sử dụng I-CSCF như một
điểm chuyển tiếp cho các goi tin SIP toi miễn nay Các chức năng,
của I-CSCF bao gồm:
© Dinh tuyen ban tin yéu cau SIP nhận được từ một mạng khác đến S-CSCF tương ứng Để làm được điều này, I-CSCF sẽ
———————ễễễễ-ễ
Trang 23
Trang 26
địa chỉ S-CSCF tương ứng của người dùng (giao điện Dx
được dùng đề từ I-CSCF tới SLF để định vị HSS can thiết),
Nếu như chưa có S-CSCF nảo được gản cho UE, I-CSCF sé
tien hành gan một I-CSCF cho người dùng đề nó xử lý yêu
cau SIP
o Neuoc lai, I-CSCF sé dinh tuyén ban tin yêu cau SIP hoặc bản tin trả lời SIP đến một S-CSCF/1-CSCF nằm trong mạng
của một nhà cung cấp dịch vụ khác
1-CSCF luôn luôn được đặt tại mạng chủ, trong một số trường hợp
như THIG (Topology Hiding Inter-network Gateway), I-CSCF duge
đặt tại mạng khách là tốt nhất
Serving-CSCF (S-CSCF) : là một nút trung tâm của hệ thông bảo hiệu IMS S-CSCF van hảnh giống như một mảy chủ SIP nhưng nó
cũng bao hàm cả chức năng quản lý phiên dịch vụ Thêm vảo việc
thực hiện chức năng là một máy chủ SIP thi nó cũng đóng vai trò
như một trung tâm đăng ký SIP (SIP registrar) Điều nảy có nghĩa là
nó duy trì mỏi liên hệ giữa vị trí của người dùng (nói cách khác lả
địa chỉ IP của thiết bị đầu cuối mả người dùng đăng nhập) với dia
chỉ SIP của người dùng đó (cũng được biết đến như lả định danh
chung của người dùng — Public User Identity)
Cũng giỏng như I-CSCF, §S-CSCF cũng thực thi một giao diện
diameter với HSS Lý do chính của việc sử dụng giao điện với HSS
Trang 27một hoặc vải máy chủ ứng dụng
© Dé Khai bao vai HSS ve S-CSCF duge cấp cho người dùng
trong suốt quá trình dang ky
Tắt cả các bản tin bảo hiệu SIP ma dau cuối IMS gửi và nhận đều di
quá S-CSCF, S-CSCF sẽ kiểm tra mỗi bản tin SIP và quyết định xem liệu bản tin báo hiệu này nên đi qua một hay nhiều máy chủ ứng
dụng trên đường đi tới đích cuỗi cùng của nó Các máy chủ img
dụng nảy sẽ cung cấp các khả năng về một dịch vụ tới người dùng
Một chức năng chính của S-CSCF là cung cấp dịch vụ định tuyến
ban tin SIP Nếu người dùng quay số điện thoại thay vì sử dụng SIP
URI (Uniform Resource Identifier) thi S-CSCF cung cap một dịch
vụ chuyển đổi, thường dựa trên chuan DNS E.164 Number
Translation (DNS/ENUM) (được mô tả trong RFC-2916 [100])
§-CSCF cũng tác động vào chỉnh sách mạng của nhà cung cấp Ví
dụ, một người dùng có thê không cỏ quyên thiết lập một phiên cụ thẻ
nao ca S-CSCF tránh cho người dùng thực hiện các chức năng không được cho phép
Một mạng thường bao gồm một số các S-CSCF cho mục địch mở,
rộng và dự phỏng Mỗi 8-CSCF phục vụ một số lượng đầu cuối tủy
thuộc vào dung lượng của nỏ
8-CSCF luôn luôn được đặt tại mạng chủ
2.3.2.3 Máy chủ xử lý media
Máy chủ xtr ly media (MRF) cung cấp tài nguyên media trong mang
chi MRF (Media Resource Function) cung cap cho mạng chủ khả năng
đưa ra các thông bao trong luéng media (vi du trong câu hội thảo tập trung),
Trang 25
Trang 28
cử loại phan tich media nao
MRF con được chia thành một nút nhỏ hơn trong miễn bảo hiệu gọi là
MRFC (Media Resource Function Controller) va mét nut trong mién media
là MRFP (Media Resource Function Processor), MRFC hoạt động như là mét SIP User Agent va chira các giao diện SIP với S-SCSF MRFC diéu
khiển tải nguyên trong MREP thong qua giao dién H.248
MRFP trién khai tat ca cac ham liên quan đến media nhu 1 choi và
trộn media
MRF luồn đặt ở mạng chủ
2.3.2.4 Chức năng điều khiển công chuyển mạng
Chức năng điều khiển công chuyên mạng (BGCF) thực hiện chủ yêu
là chức năng của máy chủ SIP bao gồm chức năng định tuyến dựa trên số
điện thoại BGCF (Breakout Gateway Control Funetion) chỉ dủng trong các
phiên được khởi tạo bởi đầu cuối IMS và hướng tới một người dùng trong
mạng chuyên mạch kênh như là PSTN hay PLMN Chức năng chỉnh của
PSTN gateway cung cấp một giao điện hướng tới một mạng chuyên
mạch kênh, cho phép các thiết bị đầu cuối IMS gọi và nhận cuộc gọi tới
PSTN va tir PSTN
Trang 26
Trang 29Luận văn thạc sỹ kỹ thuật Triển khai địch vụ IPTU dựa trên nền tảng IMS
Hình 2-2 : Giao tiếp giữa PSTN/CS gateway và mạng CS
Hình 2-2 mô tả một BGCF và một PSTN gateway riêng biệt có giao
tiếp mạng với PSTN PSTN gateway được phân tích thành các chức năng,
sau
© SGW (Signalling Gateway) : Signalling gateway giao tiép voi mat
phẳng bảo hiệu của mang chuyền mạch kênh SGW thực hiện biến
đổi giao thức ở lớp thấp hơn Ví dụ: SGW cỏ nhiệm vụ thay thẻ các
giao thức MTP (ITU-T khuyến nghị Q.701 [133]) ở mức thấp hơn vận chuyển củng với SCTP (Stream Control Transmission Protocol, được định nghĩa tại REFC 2960 [230]) trén dia chi IP Vi the, SGW
chuyển đổi ISUP (ITU-T khuyên nghị Q.761 [139]) hoặc BICC
[ITU-T khuyến nghị tại Q.1901 [140]) trên MTP thành ISUP hoặc BICC trên SCTP/TP
« MGCF (Media Gateway Control Function) : MGCF là nút trung tâm
của PSTN/CS gateway MGCF triển khai một cơ chế thực hiện
Trang 27
Trang 30
là BICC trên IP (cả BICC và ISUP đều là các giao thức điều khiển
cuộc gọi trong mạng chuyên mạch kênh) Hơn nữa, để biển đổi giao
thức điều khiển cuộc gọi thì MGCF điều khiển nguồn tải nguyên
trong MGW (Media Gateway) Giao thức được sử dụng giữa MGCF
va MGW la H.248 (ITU-T khuyén nghi H.248 [143])
* MGW (Media Gateway) : Media Gateway giao tiếp với mặt phẳng
media của mạng PSTN hoặc mang CS, Mét mat MGW cé the giti
ho&e nhan media ctia IMS théng qua giao thite RTP (RFC 3550
[225]) Mặt khác, MGW sir dung một hoặc nhiều khe thời gian PCM
(Pulse Code Modulation) dé kết nói tới mạng CS Thêm vào đỏ, MGW thực hiện chuyên đổi mã khi đâu cuổi IMS không hỗ trợ
codec duge sit dung béi mang chuyên mạch kênh Một tỉnh huồng
phô biển thường xảy là khi thiết bị đầu cuối IMS str dung bé giải mã AMR trong khi đỏ thiết bị đầu cuối của mạng PSTN lại sử dụng bộ
giai ma G.711 (ITU-T khuyên nghị G.711 [131])
2.3.2.6 Mạng chủ và mạng khách
IMS muon mét vai khai niém tir GSM va GPRS nhu mang chi va
mạng khách Trong mô hình tế bảo, khi chúng ta sử dụng điện thoại di đông trong khu vực nơi chúng ta cư trú, khi đó là chúng ta đang sử dụng cơ
sở hạ tầng do các nhả điều hành mạng cung cấp Cở sở hạ tâng nảy hình
thánh mạng chi (home network) Mặt khác, khi chủng ta chuyên ra ngoài
khu vực che phủ của mạng chủ, chúng ta sử dụng cơ sở hạ tầng được cung, cấp bởi một nhà điều hành mạng khác Cơ sở hạ tầng này được goi là mang
Trang 31Hầu hết các nút IMS được đặt tại mạng chủ nhưng có nút cũng được
đặt trong mạng khách hoặc mạng chủ, nút đỏ là P-CSCE Kién tric IMS
cho phép hai câu hình khác nhau cho P-CSCF, tủy thuộc vào vị trí của P-
Trong IMS cả GGSN va P-CSCF phải nằm trong cùng một mạng
Điều nảy cho phép P-CSCF điều khiển GGSN qua giao diện Go Vì cả P-
CSCF và GGS§N đều nằm trong cùng một mạng nên giao diện Go luôn luôn
là giao điện hoạt động bên trong và làm cho việc hoạt động của mạng đơn giản hơn
Hình 2-3, cho chúng ta thay cau hinh P-CSCF (va GGSN) dat tại
mạng khách Câu hình nảy thẻ hiện tam nhìn lâu đài về TMS vì nó yêu cầu
IMS hé tro thực hiện từ mạng khách
Trang 32
đồng thời Do đó cũng không thé mong chờ tất cả các mạng thành phần sẽ
cap nhật các GGSN theo củng một chuẩn tại củng một thời điểm vả củng,
bắt đầu cung cấp dich vu IMS Vì vậy chúng ta chỉ cỏ thẻ mong chờ việc sớm có sự triển khai IMS mà P-CSCE ở trong mạng chủ như hình 2-4 dưới
đây
Visited Network Home Network
Hình 2-4 : P-CSCE đặt tại mạng chủ
Hình 2-4 chỉ ra câu hình hiện tại khi cả P-CSCF và GGSN đều đặt tại
mang chi Cau hình này không yéu cầu sự hỗ trợ IMS từ mạng khách
Mạng khách không cần phải có GGSN tuân theo phiên bản 3GPP Release
5 Mạng khách chỉ cần cung cấp liên lạc vô tuyển va SGSN Vi thé, cau hình này được triển khai từ những ngảy đầu của IMS Như một hệ quả,
người ta mong muỏn rằng nó sẽ là câu hình pho biến trong những năm đâu trién khai IMS
2.3.3 Tang dich vu
Phân này bao gồm các máy chủ ứng dụng có nhiệm vụ cung cấp các dịch vụ tới người dùng cuối Các máy chủ ứng dụng là các thực thể SIP thực
hiện dịch vụ và giao tiếp với S-CSCF sử dựng SIP Phụ thuộc vào các dịch
vụ thực tế mà máy chủ ứng dụng có thể hoạt động ở các chế dé: SIP proxy,
——————ễ—
Trang 30
Trang 33thứ ba bên ngoài Nếu nằm trong mạng chủ, nó cỏ thẻ truy vấn HSS qua giao
diện diameter Sh (cho may chủ ứng dung), hay giao dién MAP (Mobile
Application Part) cho loai may cha IM-SSF (IP Multimedia Service
Switching Function)
Như đã nói ở trên, ưu điểm lớn nhất của IMS là khả năng phát triển các
dich vụ mới một cách đề dàng Kiến trúc IMS được thiết kế dé cho phép các
nha diéu hành cung cấp dài rộng các dịch vụ dựa trên chuyển mạch gỏi và
thời gian thực TMS cũng cho phép lưu lại các thông tin của dịch vụ để có thẻ
tỉnh cước dựa theo thời gian cũng như dựa trên dich vu va bang thong Tir
đặc điểm thiết kế của mình, IMS kế thừa tắt cả các dịch vụ ưu việt nhất của
mạng viễn thông và mạng internet đặc biệt là các dịch vụ đa phương tiên bao
gom các dịch vụ gọi thông thường và các dịch vụ nâng cao như
« Nhân tin đa phương tiện
«_ Hội thảo đa phương tiện
© Click to dial
® IPTV
© Dich vu kiém tra trang thai nguoi ding (Presence)
¢ Dich vu instant message
Tang dich vu duge thiet ké tach réi v6i mang lõi vả mạng truy nhập đã được chuân hóa
Trang 31
Trang 342.4 Dinh danh trong IMS
Trong bắt kỳ một mạng nảo cũng đều phải dinh danh được người dùng
một cách duy nhất Đây là thuộc tỉnh cho phép một điện thoại nhất định đỗ chuông mả không phải là một điện thoại khác khi chủng ta quay số trong
mạng PSTN
Vấn đề trung tâm của bat ky một mạng nảo lả khả năng của nhả cung cấp định danh người ding dé cho cuộc gọi có thể đến được đúng người dùng Trong mạng điện thoại công công, người dùng được định danh bởi số điện thoại (lả một tập hợp các chữ số theo thứ tự định danh thuê bao điện thoại) Số
điện thoại xác định chủ thuê bao có thẻ được biểu diễn dưới nhiều dạng khác
nhau: đạng só nội hạt, số ngoại hạt hay số dạng quốc tế Thực chất chúng chỉ
là các cách biểu diễn khác nhau của củng một thuê bao Độ đài của chuỗi số phụ thuộc vào đích đến của cuộc gọi (ví dụ như củng một khu vực, khác vùng, hay quốc gia khác),
Thêm vào đó, khi một dich vu được cung cấp, đôi khi nó cũng yêu cầu
định danh dịch vụ Trong mạng PSTN, dịch vụ được định danh bởi những số
đặc biệt, thường có phân tiếp đâu đặc biệt, ví dụ như 800 IMS cũng cung cập
cơ chế để định danh dịch vụ
2.4.1 Định danh người dùng công cộng
Trong IMS cunge cỏ một cách tiên định để xác định người dùng Một người dùng IMS cũng được cấp phát một hay nhiều định danh người dùng
công cộng Nhà cung cấp dịch vụ nội hạt cỏ trách nhiệm cấp phát các định danh nảy cho mỗi thuê bao IMS Một danh người dùng công cộng có thê là
một SIP URI (như định nghĩa trong RFC 3261 [215]) hay một TEL URI (như
định nghĩa trong REC 3966 [220]) Định danh người dùng công cộng được
sử dụng như thông tin liên lạc trong thẻ thương mại Trong MS, định danh
người dùng công công được sử dụng đẻ định tuyến các bản tin báo hiệu SIP
——————ễễễễ-
Trang 32
Trang 35
Luận văn thạc sỹ kỹ thuật Triển khai dịch vụ IPTU dựa trên nên tảng IMS
Nếu chúng ta so sánh giữa IMS và GSM, một định đanh người dùng công,
cộng đổi với IMS cũng giỏng như một định danh MSISDN (Mobile
Subscriber ISDN Number) trong mang GSM
Khi định danh người dùng công cộng chửa SIP URI, nó thường có dạng
la sip:first.last@operator.com, mac di nha cung cap IMS có thể chuyên đôi
dạng thức nảy vả thỏa mãn theo nhu cảu của họ Thêm vào đó, cũng có khả
năng bao hàm số điện thoại trong SIP URI sử dụng định dạng sau:
sip:+1-212-555-0293@operator.com;user=phone
Dinh dang nay 1a can thiét boi SIP yéu cau ƯRI được đăng ky dưới là
SIP URI Do đó, nỏ không thé ding ky TEL URI trong SIP, mac dù hoàn
toan co thé dang ky mét SIP URI co clita mét s6 dién thoai
TEL URI là một dạng khác mà định danh người dùng công cộng cỏ thẻ
sử dụng được Dưới đây là một TEL URI được trình bảy dưới dạng số điện
thoại quốc tế:
tel:+1-212-555-0293
TEL URI là cân thiết để thực hiện một cuộc gọi từ đầu cuỗi TMS sang mạng điện thoại công công PSTN, bởi vì số điện thoại PSTN được biểu diễn
dưới dạng số Mặt khác, TEL URI cũng cần thiết nêu một thué bao PSTN
muốn thực hiện một cuộc gọi đến một người dùng IMS, bởi vi người dùng
PSTN chỉ cỏ thể quay só
Chúng ta hình dung các nhả cung cấp dịch vụ sẽ cấp ít nhất một SIP URI và một TEL URI cho mỗi một người dùng Có rất nhiều lý do cho việc cấp nhiều hơn một định danh người đủng công công cho một người dùng,
như là khả năng phân biệt các định danh cả nhân mả bạn bẻ vả người thân đã
biết với định danh công công dùng trong công việc kinh doanh được biết đến
bởi các đồng nghiệp, hoặc là để kích hoạt một nhóm các dịch vụ
Trang 33
Trang 36
dùng công cộng được đăng ký Trong hoạt động thông thường của SIP, mỗi
định danh cần đăng ký yéu cau mét ban tin SIP REGISTER Trong IMS, ta
có thể đăng kỷ một vải định danh người dùng công cộng trong một bản tin,
điều này nhằm tiết kiệm thời gian và băng thông
2.4.2 Định danh người dùng riêng
Mỗi thuê bao TMS được cấp một định danh người dùng riêng Không
giống như định danh người dùng công cộng, định danh người ding riêng
không phải là một SIP URI hay TEL URI, mà thay vào đó chúng thường có
định dạng của định danh người dùng truy nhập NAI (Network Access
Identifier, theo quy ước của REC 2486 [451]) Định dạng của NAI la
username @operator.com
Không như dinh danh ngudi ding céng céng, dinh danh người dùng
riêng không được sử dụng để định tuyển ban tin yéu cau SIP, thay vao đỏ
chủng được dảnh riêng cho việc định danh thuế bao vả cho mục đích nhận
thực Một định danh người dùng riêng thực hiện chức năng trong [MS tương
tu nhu IMSI (International Mobile Subscriber Identifier) trong mang GSM
Dinh danh nguéi ding riéng không cần người dùng biết đến, bởi vỉ nó có thẻ
được lưu trong một thẻ thông minh cũng giống như IMSI được lưu trong
SIM (Subscriber Identity Module)
2.4.3 Mối quan hệ giữa định danh công cộng và định danh riêng
Nhà cung cấp dịch vụ cấp một hoặc nhiều định danh người dủng công, cộng cho mỗi một người ding Trong trường hợp GSM/UMTS (Universal
Mobile Teleeommunication System), thẻ thông minh lưu định danh người
dùng riêng vả có ít nhất một định danh người dùng công cộng HSS là một
cơ sở đữ liệu chung cho mọi dữ liệu liên quan đèn thuê bao, chứa định danh
người dùng riéng va mot tập hợp các định danh người dùng công cộng được
Trang 34
Trang 37
Triển khai dịch vụ IPTU dựa trên nên tảng IMS
gán cho người dùng HSS và S-CSCF cũng cỏ tương quan với định đanh
người dùng cộng và định danh người dùng riêng Mỏi quan hệ giữa một thuê
bao, định danh người dùng riêng và một số định danh người dủng công công
được thẻ hiện như trong hình 2-5, Đây là trường hợp của IMS như chuẩn hóa
trong 3GPP Release 5
Public User Identity 4
Hình 2-5 : Quan hệ giữa định danh người dùng riêng và định danh
người dùng công cộng theo 3GPP R§
3GPP Release 6 mở rông môi quan hệ giữa định danh người dùng riêng
và định danh người dùng chung như ở hình 2-6 dưới đây Một thuê bao TMS
được cấp không chỉ một ma là một số định danh người dủng riêng Trong
trường hợp UMTS, chỉ một định danh người dùng riêng được lưu trữ trong
thẻ thông minh, nhưng người dùng có thẻ có nhiều thẻ thông minh khác nhau
ma ho cé thé cho vao dau cuối IMS Có thể các định danh người dùng công cộng này được sử dụng kết hợp với nhiều hơn một dịnh danh người dùng
riêng Đó là trường hợp của định danh người dùng công cộng số 2 trong hình
2-6, bởi vì nỏ được gán cho cả định danh người dùng riêng số 1 và số 2 Điều
nảy cho phép định danh người dùng công cộng số 2 cỏ thẻ sử dụng đồng thời
tir hai dau cudi IMS, méi một thiết bị được gán một định danh người dùng
riêng khác nhau (vi du như các thẻ thông minh khác nhau được gắn vào các
đầu cuối khác nhau)
Trang 35
Trang 38Public User identity 3
Public User Identity n
Hình 2-6 : Quan hệ giữa định danh người dùng riêng và định danh
người dùng công cộng theo 3GPP R6
2.4.4 Định danh dịch vụ công cộng
2.4.4.1 Định nghĩa PSI
Khái niệm của định danh dịch vụ công cộng (PSI — Public Service
Identities) được giới thiệu trong 3GPP Release 6 Không giỏng như định
danh người đùng công công, một PSI là một định danh được cấp phát cho
dich vụ trên máy chủ ứng dụng (AS — Application Server) Vi du, mét may
chủ ứng dụng phục vụ một chatroom được định danh bởi PSI Giống như
định danh người đủng công công, PSI có thể có dang SIP URI hoặc TEL
URI
Không giống định danh người dùng công công, PSI không liên quan
đến định danh người dùng riêng Sở đĩ như vậy là do định danh người dùng,
riêng chỉ sử dụng đành cho mục đích nhận thực PSI không được ap dung
cho người dùng
Trang 36
Trang 39
Luận văn thạc sỹ kỹ thuật Triển khai dịch vụ IPTU dựa trên nên tảng IMS
2.4.4.2 Phan loai PSI
PSI được chứa trong HSS dưới dạng hoặc là PSI đặc trưng hoặc là
Wildcarded PSI Một PSI đặc trưng (Distnet PSI) có chứa PSI được sử
dụng trong quá trình định tuyên Trong khi Wildcarded PSI là một tập hợp
cae PSI, Wildcarded PSI cho phép người dùng tối tru hoạt động và duy trì các nút Một Wildcarded PSI cỏ chứa hơn hai dâu châm than sẽ được xem
như một cặp dâu ngăn cách
Khi được chita trong HSS, Wildcarded PSI sé bao gồm các ký tự ngăn
cach đề xác định phần mở rộng của PSI
Ví du: PSI sau có thể chứa trong HSS
“sip:chatlist!."!@example.com”
Ví dụ các PSI sau giao tiếp trên giao diện bản tin với HSS sẽ được đổi
thanh “sip:chatlist!.*!@example.com” Khi chira trong HSS:
sip:chatlist]@example.com sip:chatlist2@example.com sip:chatlist42@example.com sip:chatlistabe@example.com sip:chatlist!1 @example,com
2.5 SIM, USIM va ISIM trong 3GPP
UICC (Universal Integrated Circuit Card) la trung tâm trong thiết kẻ
thiết bị đầu cuối 3GPP UICC là một thẻ thông minh có thẻ thảo lắp và mang
theo người một cách rất đơn giản, UTCC lưu trữ một số dữ liệu như thông tin
đăng ký thuê bao, mã nhận thực, số địa chỉ vả các tin nhắn Nêu không cỏ UICC thi thiết bị đầu cuối chỉ cỏ thẻ gọi các số khân cấp
Trang 37
Trang 40UICC cho phép người dùng di chuyên dễ dàng thông tin thuê bao của họ sang thiết bị mới bằng cách lắp thẻ thông mình sang thiết bị đó UICC là một
khái niệm chung định nghĩa các đặc tính của thẻ thông minh
UICC cỏ thể bao gồm một vải ứng dung logic nhu SIM (Subscriber
Identity Module), USIM (Universal Subscriber Identity Module) va ISIM (IP multimedia Services Identity Module) Thêm vào đó, UICC còn có thể chứa
các ứng dụng khác như danh bạ điện thoại
2.5.1 SIM
SIM lưu trữ một tập hợp các tham số như thông tin đăng kỷ người
dùng, mã nhận thực và các tin nhắn SIM lả thành phân cơ bản nhất trong các thiết bị đầu cuối để người dùng có thể hòa mạng Mặc dủ khái niệm UICC và
SIM là có thẻ thay đổi cho nhau, UICC được xem như một thẻ vật ly, trong
khi đó SIM được xem như một ứng dụng đơn lẻ nằm trong UICC SIM được
sử dụng rộng rãi trong các mạng đi động thể hệ thứ hai, như mạng GSM
2.52 USIM
ƯSIM là một ứng dụng khác nằm trong UICC USIM cung cấp một tập
hợp các tham số bao gỏm thông tin đăng ký thuê bao, thông tin nhận thực,
phương pháp thanh toán vả lưu trữ tin nhắn USIM được sử dụng để truy
nhap mang UMTS
Các thiết bị đầu cuối trong mạng chuyển mạch gói và chuyển mạch
kênh cân phải cỏ USIM đề hoạt động được trong mang di động thê hệ thứ ba
Rõ ràng, cả SIM và USIM cỏ thể củng tổn tại đồng thời trong UICC đẻ thiết
bị đầu cuối cỏ thể sử dụng déng thoi mang GSM va UMTS
2.53 ISIM
Một ứng dụng thử ba có thể hiện diện trong UICC lả ISIM ISIM có vai
trỏ đặc biệt quan trọng trong IMS, bởi vì ISIM có chứa một tập hợp các
——————ễ——
Trang 38
