thiết kế và triển khai dịch vụ iptv trên kiến trúc mạng ims

thiết kế và triển khai dịch vụ iptv trên kiến trúc mạng ims

Họ và tên sinh viên: ……….………….…… Số hiệu sinh viên: ………

Khoá:……….Khoa: Điện tử - Viễn thông Ngành: ………

1 Đầu đề đồ án: ……… ………

……… ………

2 Các số liệu và dữ liệu ban đầu: ……… ……… …… ………

……….

… ……… ……….

3 Nội dung các phần thuyết minh và tính toán: ……… ….

………

…… ….

………

……… ….………

4 Các bản vẽ, đồ thị ( ghi rõ các loại và kích thước bản vẽ ): ……… ….

………

……….……….

5 Họ tên giảng viên hướng dẫn: ……… ………

6 Ngày giao nhiệm vụ đồ án: ……….………

7 Ngày hoàn thành đồ án: ……… ………

Ngày tháng năm

Sinh viên đã hoàn thành và nộp đồ án tốt nghiệp ngày tháng năm

Họ và tên sinh viên: Số hiệu sinh viên:

Ngành: Khoá:

Giảng viên hướng dẫn:

Cán bộ phản biện:

1 Nội dung thiết kế tốt nghiệp:

2 Nhận xét của cán bộ phản biện:

Ngày tháng năm

Cán bộ phản biện

LỜI NÓI ĐẦU

Trong những năm qua xu hướng hội tụ mạng Internet, mạng di động và mạng PSTN đang là xu hướng được quan tâm hàng đầu trong lĩnh vực thông tin liên lạc Nhiều kiến trúc mới đã ra đời trong quá trình phát triển hợp nhất các mạng với mục đích tạo ra một mạng toàn IP duy nhất Phân hệ IP Multimedia Subsystem (IMS) là một trong những kiến trúc đã ra đời trong xu thế phát triển đó Với IMS người dùng

có thể liên lạc khắp mọi nơi nhờ tính di động của mạng di động và đồng thời có thể

sử dụng những dịch vụ hấp dẫn từ mạng Internet IMS đã thực sự trở thành chìa khóa để hợp nhất mạng di động và mạng Internet IMS đồng thời cũng trở thành một phân hệ trong mô hình mạng thế hệ mới (NGN) của tất cả các hang sản xuất các thiết bị viễn thông và các tổ chức chuẩn hóa trên thế giới

IMS được chuẩn hóa bởi 3GPP và 3GPP2 dựa trên giao thức báo hiệu SIP và các giao thức mở khác do IETF chuẩn hóa nên rất dễ dàng tích hợp với các dịch vụ mới IMS đồng 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 tại phòng lab 618 thư viện điện tử của bộ môn kỹ thuật thông tin để tìm hiểu về kiến trúc IMS và triển khai các dịch vụ mới trên IMS,

được sự gợi ý của tiến sĩ Nguyễn Tài Hưng em đã lựa chọn đề tài “Thiết kế và

triển khai dịch vụ IPTV trên kiến trúc mạng IMS”.

Em xin chân thành cám ơn TS Nguyễn Tài Hưng và TS Nguyễn Hữu Thanh đã giúp đỡ tận tình cho em trong thời gian làm đồ án vừa qua

Em xin chân thành cám ơn

Hà Nội, ngày 20 tháng 05 năm 2010

Sinh viên Giang Kỳ Nam

TÓM TẮT ĐỒ ÁN

Trong những năm gần đây, dịch vụ IPTV đang là chủ đề nóng thu hút sự quan tâm của nhiều nhà cung cấp dịch vụ mạng viễn thong di động trên thế giới Bên cạnh đó kiến trúc mạng IMS nổi lên như 1 xu hướng trong kiến trúc mạng thế

hệ tiếp theo Như vậy triển khai dịch vụ IPTV trên nền IMS sẽ mang lại cho người dùng những trải nghiệm dịch vụ như thế nào và tính thực tế của nó ra sao?

Trong đề tài này, tôi chỉ ra giải pháp thiết kế triển khai dịch vụ trên nền tảng IMS, so sánh nó với những kiến trúc truyền thống để thấy được ưu điểm của nó về tốc độ và chi phí cho phát triển dịch vụ trong mạng viễn thông nói chung Theo đó tôi đưa ra mô hình của dịch vụ IPTV trên kiến trúc IMS, sử dụng các siao thức SIP, Diameter, công nghệ Sip Servlet để triển khai nó và chứng minh tính mềm dẻo và

đa tính năng, dễ dàng mở rộng của IMS

ABSTRACTION

Today, IPTV is presently a hot topic that is attracting the attention of many telecom network operators Beside, IMS emerges to be the trend in developing the architecture of the next generation network So what will IMS based IPTV bring to the end users in terms of service experience and how does it become reality?

In this project, I present a solution in designing and developing services in IMS architecture, put it in comparison to traditional architecture to realize its advantages regarding speed and cost of service development in telecom network in general After that, I bring out IMS based IPTV architecture that implements SIP, Diameter protocol, Sip servlet technology and develop it to demonstrate the flexibility, multi function and scalability of IMS

MỤC LỤC

1 CHƯƠNG I : MỞ ĐẦU 15

1.1 Tầm quan trọng của đề tài 15

1.2 Nội dung nghiên cứu 16

2 CHƯƠNG II : VỀ KIẾN TRÚC IMS 17

2.1 Kiến trúc tổng quát IMS 17

2.1.1 Mạng truy nhập 18

2.1.2 Mạng lõi 19

2.1.3 Tầng dịch vụ 29

2.2 Định danh trong IMS 30

2.2.1 Định danh người dùng công cộng 30

2.2.2 Định danh người dùng riêng 32

2.2.3 Mối quan hệ giữa định danh công cộng và định danh riêng 32

2.2.4 Định danh dịch vụ công cộng 34

2.3 SIM, USIM và ISIM trong 3GPP 35

2.3.1 SIM 36

2.3.2 USIM 36

2.3.3 ISIM 36

2.4 Tiêu chuẩn lọc 37

2.5 Triển khai kiến trúc IMS 43

3 CHƯƠNG III : CÁC GIAO THỨC QUAN TRỌNG 46

3.1 Giao thức SDP 46

3.1.1 Mô tả phiên 46

3.1.2 Mô hình Offer/Answer 48

3.1.3 SIP và SIPS URIs 49

3.1.4 Định vị người dùng 50

3.2 Giao thức Diameter 51

3.2.1 Gói tin Diameter 52

3.2.2 Phiên giao dịch 53

3.2.3 Triển khai giao thức trong đề tài 55

3.3 Giao thức SIP 59

3.3.1 SIP liên hệ với HTTP như thế nào 60

3.3.2 Bản tin SIP 62

3.3.3 Phiên giao dịch (Transaction) 63

3.3.4 Hội thoại (dialog) 65

3.3.5 Trường điều khiển Record-Route, Route và Contact 67

4 CHƯƠNG IV : MÁY CHỦ ỨNG DỤNG 69

4.1 Tổng quan về máy chủ ứng dụng 69

4.2 Chức năng của máy chủ ứng dụng trong mô hình IMS 69

4.3 Các chế độ hoạt động của máy chủ ứng dụng 71

4.3.1 AS hoạt động như SIP User Agent 71

4.3.2 AS hoạt động như back-to-back user agent 72

4.3.3 AS đóng vai trò như là SIP Proxy Server 73

4.3.4 AS đóng vai trò như là SIP Redirect Server 74

4.4 Giao diện AS với các thành phần khác trong mạng 75

4.4.1 Giao diện với IMS Core – ISC 75

4.4.2 Giao diện với HSS – Sh 76

4.5 Quá trình cung cấp dịch vụ 81

4.5.1 Giới thiệu 81

4.5.2 Sự hình thành tiêu chuẩn lọc khởi tạo 81

4.5.3 Lựa chọn máy chủ ứng dụng 84

4.5.4 Hành vi của máy chủ ứng dụng 86

4.5.5 Máy chủ ứng dụng tương tác với HSS 86

4.5.6 Máy chủ ứng dụng gửi yêu cầu về S-CSCF 87

5 CHƯƠNG V : DỊCH VỤ IPTV TRÊN NỀN IMS 88

5.1 Giới thiệu dịch vụ IPTV trên nền IMS 88

5.2 Các luồng xử lý cuộc gọi trong IPTV nền IMS 90

5.2.1 Đăng ký vào mạng IMS 90

5.2.2 Call flows của các chức năng chính trong dịch vụ IPTV 93

5.2.3 Các tình huống khi đăng nhập và sử dụng dịch vụ IPTv 101

6 CHƯƠNG VI : THIẾT KẾ DỊCH VỤ IPTV 103

6.1 Tổng quan về công nghệ SIP Servlet 103

6.1.1 Mô hình SIP Servlet 103

6.1.2 Các khái niệm chính của SIP Servlet API 104

6.2 Thiết kế dịch vụ 112

6.2.1 Yêu cầu 112

6.2.2 Kiến trúc hệ thống 112

6.2.3 Thiết kế các lớp cho dịch vụ 115

6.2.4 Kịch bản thực thi ứng dụng 126

6.3 Cài đặt và sử dụng dịch vụ 126

6.3.1 Yêu cầu hệ thống 126

6.3.2 Hướng dẫn cài đặt 126

6.3.3 Kết quả thu được 126

1 Poster paper gửi tại hội nghị TridentCom – Berlin 128

2 Cài đặt Open IMS Core lên Ubuntu 136

3 Cài đặt máy chủ ứng dụng sailfin 138

4 Cài đặt dịch vụ IPTV lên máy chủ Sailfin 139

Provisioning FHoSS 139

Povisioning content database 139

Povisioning User Repository 139

Cấu hình máy chủ IPTV 139

Tạo JDBC Resources cho MySQL(để kết nối tới máy chủ MySql) 140

JDBC Connection Pool 140

5 Chạy thử với HUT - Communicator 147

Ngữ cảnh: 147

Thiết lập dịch vụ Iptv và Parental control: 147

Hoạt động 152

DANH SÁCH HÌNH VẼ

Hình 2-1 : Kiến trúc IMS 18

Hình 2-2 : Giao tiếp giữa PSTN/CS gateway và mạng CS 25

Hình 2-3 : P-CSCF đặt tại mạng khách 28

Hình 2-4 : P-CSCF đặt tại mạng chủ 28

Hình 2-5 : Quan hệ giữa định danh người dùng riêng và định danh người dùng công cộng theo 3GPP R5 33

Hình 2-6 : Quan hệ giữa định danh người dùng riêng và định danh người dùng công cộng theo 3GPP R6 34

Hình 2-7 : Cấu trúc của User Profile 39

Hình 2-8 : Cấu trúc tiêu chuẩn lọc khởi tạo 40

Hình 2-9 : Sơ đồ các khối chức năng trong kiến trúc IMS 43

Hình 3-10 : Một ví dụ về mô tả phiên SDP 47

Hình 3-11 : Các kiểu trong SDP 48

Hình 3-12 : Mô tả phiên SDP của Bob 49

Hình 3-13 : Alice đăng ký vị trí người dùng với tên miền domain.com registrar 51

HÌnh 3-14: Cấu trúc gói tin Diameter 52

HÌnh 3-15: Cấu trúc AVP trong gói tin Diameter 53

HÌnh 3-16: Diameter transaction 54

HÌnh 3-17: IFC của người dùng tải về từ HSS 57

HÌnh 3-18: Repository data của 1 người dùng IPTV 58

Hình 3-19 : Các bước thiết lập một cuộc gọi 60

Hình 3-20 : Cấu trúc bản tin SIP 63

Hình 3-21 : Transaction 65

Hình 3-22 : Luồng cuộc gọi trong một hội thoại SIP 66

Hình 3-23 : Cách sử dụng Record-Route, Route và Contact 68

Hình 4-24 : Hướng tiếp cận dịch vụ trong kiến trúc IMS 70

Hình 4-25 : AS hoạt động như một SIP UA 72

Hình 4-26 : Kiến trúc logic của SIP B2BUA 73

Hình 4-27 : AS ứng dụng đóng vai trò SIP B2BUA 73

Hình 4-28 : AS đóng vai trò SIP Proxy AS 74

Hình 4-29 : AS đóng vai trò SIP Redirect Server 74

Hình 4-30 : Sh data uml diagram 79

Hình 4-31 : Thành phần của Service Point Trigger 82

Hình 4-32 : Ví dụ về User Profile 84

HÌnh 5-33:Quá trình đăng ký của user vào mạng IMS (tiếp) 90

HÌnh 5-34: Quá trình đăng ký của user vào mạng IMS (tiếp) 91

HÌnh 5-35: Quá trình đăng ký của user vào mạng IMS (tiếp) 92

HÌnh 5-36: Người dùng thông thường 94

HÌnh 5-38: Dịch vụ truyền hình cơ bản 96

HÌnh 5-39: Dịch vụ VoD tiêu chuẩn 99

HÌnh 5-40: Dịch vụ VoD nâng cao 100

Hình 6-41 : Vòng đời của Servlet 106

Hình 6-42 : Minh họa cấu trúc phân cấp của đối tượng SipServletRequest và SipServletResponse 110

HÌnh 6-43: Mô hình tổng quát dịch vụ IMS based IPTV 113

HÌnh 6-44: sơ đồ lớp cho gói user profile 116

HÌnh 6-45: Sơ đồ lớp gói servlets 117

HÌnh 6-46: Các lớp trong gói tools 118

HÌnh 6-47: Sơ đồ lớp gói diameter 119

HÌnh 6-48: Lưu đồ thuật toán khởi tạo dịch vụ 122

HÌnh 6-49: Lưu đồ thuật toán đăng nhập vào dịch vụ 123

HÌnh 6-50: Lưu đồ thuật toán xử lý yêu cầu kênh 125

DANH SÁCH BẢNG BIỂU Bảng 3-1: Diameter commands 52

Bảng 3-2: Diameter AVPs 53

DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT

STT Từ viết

tắt

Tên đầy đủ

02 3GPP2 Third Generation Partnership Project 2

19 HSS Home Subscriber Server

http://www.acronymfinder.com/Global-

26 IMSI International Mobile Subscriber Identifier

43 OSA-SCS Open Service Access–Service Capability Server

54 RTP Real-Time Transport Protocol

82 VoD Video on Demand

1 CHƯƠNG I : MỞ ĐẦU

1.1 Tầm quan trọng của đề tài

IMS là 1 công nghệ trong đó hội tụ và triển khai thoại và dữ liệu trên 1 platform duy nhất, và là 1 kiến trúc mở sử dụng giao thức Internet Với IMS, rất nhiều dịch vụ đa phương tiện có thể được cung cấp bởi chỉ 1 nhà mạng hay với chỉ 1 thiết bị mọi lúc mọi nơi Trong quá khứ, truyền thông không dây và

có dây và hệ thống cáp được triển khai tách biệt, nhưng giờ đây, những hệ thống như thế có thể hội tụ lại thành 1 mạng truy cập thông qua nền tảng IMS

và qua 1 nền tảng duy nhất đó, các nhà cung cấp dịch vụ có thể giảm chi phí quản lý và tăng hiệu suất hoạt động của mình

Thêm vào đó, với vai trò là 1 kiến trúc tiêu chuẩn, IMS làm tăng tính tương thích giữa các nhà cung cấp thiết bị cũng như dịch vụ, do đó làm tăng tốc độ phát triển ứng dụng 1 cách đáng kể Có nghĩa là càng ngày càng có nhiều dịch

vụ thân thiện, tiện lợi hướng tới người dùng hơn dẫn đến làm tăng sự thoải mái của khách hàng

IPTV là một trong những dịch vụ mà IMS có thể cung cấp tới người dùng Ý tưởng của dịch vụ này cũng không ngoài mục đích đem lại sự tiện lợi cho người dùng:

“Hàng ngày đi làm về Nam hay xem TV trên xe bus Chương trinh ưa thích của anh ý là kênh thông tinh quốc gia VTV1 Sau khi quay số đến 1 địa chỉ dạng email ( vtv1@iptv.ims.hut.vn ), kênh truyền hình này lập tức được trả về

và hiển thị trên màn hình điện thoại, dễ dàng và đơn giản như là thực hiện 1 cuộc gọi tới bạn bè Tất cả những kênh ưa thích đều được lưu giữ trên máy chủ của nhà cung cấp và được chia sẻ với chiếc Setopbox ở nhà anh ý.”

“Nam rất háo hức về bộ phim Iron man2 1 ngày anh nhận được tin nhắn từ dịch vụ IPTv mà anh đã đăng ký là Iron man2 đã có trên kho phim theo yêu cầu Tối hôm đó Nam quay số tới service@iptv.ims.hut.vn bằng chiếc STB ở nhà, sau đó chọn bộ phim ưa thích của mình trong danh sách kênh trả về của nhà mạng.”

“Nam rất hài lòng với chất lượng cũng như giá của bộ phim và trên màn hình

ti vi anh mở danh sách bạn bè ra và gửi 1 tin nhắn ngắn tới người bạn của mình là Hùng( Hung@mobi.ims.vn )”

…

Tất nhiên ngữ cảnh trên chưa thực tế ở thời điểm hiện tại, tuy nhiên trong 1 tương lai rất gần, câu chuyện này sẽ trở nên phổ biến Những giao tiếp tương tác dịch vụ như thê sẽ trở nên rất dễ dàng khi được hỗ trợ bởi kiến trúc IMS

1.2 Nội dung nghiên cứu

Với mực đích nghiên cứu là phát triển ứng dụng theo kiến trúc IMS nên trong

đề tài này em sẽ tập trung tìm hiểu tổng quan về IMS, máy chủ ứng dụng và

về dịch vụ IPTV:

• Tổng quan về IMS: tìm hiểu về kiến trúc IMS, các thành phần, chức

năng của từng thành phần, kiến trúc triển khai và một số các khái niệm quan trọng sử dụng trong IMS

• Các giao thức liên quan: giới thiệu về 1 số giao thức quan trọng chủ

yếu dùng trong mạng IMS, phục vụ cho đề tài

• Giới thiệu dịch vụ IPTV: tổng quát về dịch vụ IPTV, các call flow

quan trọng trong dịch vụ, các tình huống trong sử dụng dịch vụ

• Thiết kế dịch vụ IPTV: thiết kế dịch vụ từ các yêu cầu thực tế, sơ đồ

lớp

• Triển khai dịch vụ: các bước sử dụng dịch vụ đối với người dùng

cuối

Trong chương này sẽ nói về kiến trúc IMS, chi tiết các thành phần của nó và 1

số khái niệm cơ bản liên quan đến mạng IMS và kết nối giữa nó và các kiến trúc mạng khác

2.1 Kiến trúc tổng quát IMS

Trước khi tìm hiểu kiến trúc tổng quát IMS, chúng ta nên nhớ rằng 3GPP không chuẩn hóa theo nút mà theo chức năng Điều đó có nghĩa là kiến trúc IMS là một tập hợp các chức năng được kết nối với nhau bởi các giao diện đã được chuẩn hóa Các nhà triển khai có thể kết hợp hai chức năng vào một nút Tương tự, các nhà triển khai có thể tách một chức năng thành hai hay nhiều nút

Nhìn chung thì hầu hết những dịch vụ cung cấp đều tuân theo kiến trúc IMS một cách chặt chẽ 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 hoàn toàn có thể

Hình 2-1 : Kiến trúc IMS

Trong hình 2-1 minh họa một cái nhìn tổng quan về kiến trúc IMS như chuẩn hóa của 3GPP Trong hình chỉ ra hầu hết các giao diện báo hiệu trong hệ thống IMS, nó thường được đề cập đến bởi hai hay ba ký tự mã hóa Chúng ta không thể vẽ tất cả các giao diện được định nghĩa trong IMS mà chỉ có thể liệt

kê hầu hết những nút giao diện có liên quan Trong IMS được phân chia thành

3 phần: mạng truy nhập, mạng lõi và tầng dịch vụ

2.1.1 Mạng truy nhập

Ở phía bên trái hình 2-1, chúng ta có thể nhìn thấy các đầu cuối IMS di động thường được nhắc đến như là các thiết bị người dùng (User Endpoint) Đầu cuối IMS được nối vào mạng chuyển mạch gói như là GPRS thông qua đường truyền vô tuyến

Chú ý rằng, mặc dù hình trên chỉ chỉ ra một thiết bị đầu cuối IMS nối vào mạng sử dụng đường truyền vô tuyến 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 về các thiết bị có thể kết nối tới IMS Một ví dụ khác về phương pháp truy cập là WLAN và ADSL.

2.1.2 Mạng lõi

Phần còn 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 và SLF

• Một hay vài máy chủ ứng SIP gọi là CSCF (Call Session Control Function)

• Một hay vài MRF mỗi cái được chia nhỏ thành MRFC và MRFP

• Một hay vài BGCF (Breakout Gateway Control Functions)

MGCF

2.1.2.1 Cơ sở dữ liệu HSS và SLF

HSS (Home Subscriber Server) là trung tâm lưu trữ dữ liệu các thông tin liên quan đến người dùng Về kỹ thuật thì HSS giống như HLR (Home Location Register), HLR là một nút trong mạng GSM HSS bao gồm các thông tin thuê bao liên quan đến người dùng được yêu cầu để điều khiển các phiên đa phương tiện Những dữ liệu này bao gồm, thông tin vị trí, thông tin bảo mật (bao gồm các thông tin nhận thực và phân quyền), các thông tin về tiểu sử người dùng (bao gồm các dịch vụ mà người dùng đăng

ký thuê bao), và S-CSCF cấp phát tới người dùng

Một mạng có thể chứa một hoặc một vài HSS, trong trường hợp số lượng thuê bao quá nhiều so với sự quản lý của một HSS Trong tất cả trường hợp, tất cả các dữ liệu liên quan đến một người dùng cụ thể được chứa

Location Function) Mặt khác, mạng với nhiều hơn một HSS yêu cầu có SLF.

SLF là một cơ sở dữ liệu đơn giản ánh xạ địa chỉ người dùng tới HSS quản

lý tương ứng Một nút yêu cầu truy vấn SLF, với một địa chỉ người dùng là đầu vào, sẽ thu được ở đầu ra là HSS có chứa thông tin liên quan đến người dùng đó

Cả HSS và SLF đều thực thi giao thức Diameter với các đặc trưng ứng dụng diameter cho IMS

2.1.2.2 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 Các CSCF xử lý các bản tin báo hiệu SIP trong IMS Có ba loại CSCF phụ thuộc vào các chức năng mà chúng cung cấp:

• Proxy-CSCF (P-CSCF) : là một máy chủ SIP, là điểm đầu tiên liên

lạc giữa đầu cuối IMS và mạng IMS Nó có thể được đặt ở mạng khách (trong toàn bộ mạng IMS) hoặc mạng chủ Một vài mạng có thể sử dụng thiết bị kiểm soát biên giới phiên SBC (Session Border Controller) để thực hiện chức năng này Để kết nối với hệ thống IMS, người dùng trước tiên phải gửi đăng ký tới P-CSCF trong mạng mà nó đang kết nối Địa chỉ của P-CSCF được truy cập thông qua giao thức DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) hoặc

sẽ được cung cấp khi người dùng tiến hành thiết lập kết nối PDP (Packet Data Protocol) trong mạng thông tin di động tế bào Chức năng của P-CSCF bao gồm:

o P-CSCF có nhiệm vụ đảm bảo chuyển tải các yêu cầu từ UE đến máy chủ SIP (ở đây là S-CSCF) cũng như bản tin phản hồi từ máy chủ SIP về UE

o P-CSCF được gán cho đầu cuối IMS trong suốt quá trình đăng ký, và không thay đổi trong suốt quá trình đăng ký.

o P-CSCF nằm trên đường đi của tất cả các bản tin báo hiệu và

có thể được gán vào mỗi bản tin

o P-CSCF xác thực người dùng và thiết lập kết nối bảo mật IPSec với thiết bị đầu cuối IMS của người dùng P-CSCF còn

có vai trò ngăn cản các tấn công như spoofing, replay để đảm bảo sự bảo mật và an toàn cho người dùng

o P-CSCF có thể nén và giải nén các bản tin SIP dùng sigcomp,

để giảm thiểu khối lượng thông tin báo hiệu truyền trên những đường truyền tốc độ thấp (hay giảm độ trễ khi truyền trên các kênh có băng thông hẹp)

o 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

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

• Interrogating-CSCF (I-CSCF) : là một máy chủ SIP khác được

đặt ở biên của miền quản trị Địa chỉ IP của I-CSCF được công bố trong DNS (Domain Name System) của miền, vì thế các máy chủ ứng dụng ở xa có thể tìm thấy I-CSCF và sử dụng I-CSCF như một điểm chuyển tiếp cho các gói tin SIP tới miền này Các chức năng của I-CSCF bao gồm:

o Định tuyến bản tin yêu cầu SIP nhận được từ một mạng khác đến S-CSCF tương ứng Để làm được điều này, I-CSCF sẽ truy vấn HSS thông qua giao diện Diameter Cx để cập nhật

được dùng để từ I-CSCF tới SLF để định vị HSS cần thiết) 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.

o Ngược lại, I-CSCF sẽ định tuyến bản tin yêu cầu SIP hoặc bản tin trả lời SIP đến một S-CSCF/I-CSCF nằm trong mạng của một nhà cung cấp dịch vụ khác

I-CSCF luôn luôn được đặt tại mạng chủ, trong một số trường hợp như THIG (Topology Hiding Inter-network Gateway), I-CSCF được đặt tại mạng khách là tốt nhất

• Serving-CSCF (S-CSCF) : là một nút trung tâm của hệ thống báo

hiệu IMS S-CSCF vận hành giống như một máy chủ SIP nhưng nó cũng bao hàm cả chức năng quản lý phiên dịch vụ Thêm vào việc thực hiện chức năng là một máy chủ SIP thì nó cũng đóng vai trò như một trung tâm đăng ký SIP (SIP registrar) Điều này có nghĩa là

nó duy trì mối liên hệ giữa vị trí của người dùng (nói cách khác là địa chỉ IP của thiết bị đầu cuối mà người dùng đăng nhập) với địa chỉ SIP của người dùng đó (cũng được biết đến như là định danh chung của người dùng – Public User Identity)

Cũng giống như I-CSCF, S-CSCF cũng thực thi một giao diện diameter với HSS Lý do chính của việc sử dụng giao diện với HSS là:

o Để tải các vector nhận thực của người dùng đang cố gắng truy cập mạng từ HSS S-CSCF sử dụng vector này để nhận thực người dùng

o Để tải hồ sơ người dùng từ HSS Hồ sơ người dùng bao gồm các triggers có thể làm cho bản tin SIP được định tuyến qua một hoặc vài máy chủ ứng dụng.

o Để khai báo với HSS về S-CSCF được cấp cho người dùng trong suốt quá trình đăng ký

Tất cả các bản tin báo hiệu SIP mà đầu cuối IMS gửi và nhận đều đi 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 cuối cùng của nó Các máy chủ ứng dụng này 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 bản tin SIP Nếu người dùng quay số điện thoại thay vì sử dụng SIP URI (Uniform Resource Identifier) thì S-CSCF cung cấp một dịch

vụ chuyển đổi, thường dựa trên chuẩn DNS E.164 Number Translation (DNS/ENUM) (được mô tả trong RFC-2916 [100]).S-CSCF cũng tác động vào chính sách mạng của nhà cung cấp Ví

dụ, một người dùng có thể không có quyền thiết lập một phiên cụ thể nào cả 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 đích mở rộng và dự phòng Mỗi S-CSCF phục vụ một số lượng đầu cuối tùy thuộc vào dung lượng của nó

S-CSCF luôn luôn được đặt tại mạng chủ

2.1.2.3 Máy chủ xử lý media

Máy chủ xử lý media (MRF) cung cấp tài nguyên media trong mạng chủ

các thông báo trong luồng media (ví dụ trong cầu hội thảo tập trung), chuyển đổi giữa các loại mã hóa, thu nhận số liệu thống kê và thực hiện bất

cứ loại phân tích media nào

MRF còn được chia thành một nút nhỏ hơn trong miền báo hiệu gọi là MRFC (Media Resource Function Controller) và một nút trong miền media

là MRFP (Media Resource Function Processor) MRFC hoạt động như là một SIP User Agent và chứa các giao diện SIP với S-SCSF MRFC điều khiển tài nguyên trong MRFP thông qua giao diện H.248

MRFP triển khai tất cả các hàm liên quan đến media như là chơi và trộn media

MRF luôn đặt ở mạng chủ

2.1.2.4 Chức năng điều khiển cổng chuyển mạng

Chức năng điều khiển cổng chuyển mạng (BGCF) thực hiện chủ yếu là chức năng của máy chủ SIP bao gồm chức năng định tuyến dựa trên số điện thoại BGCF (Breakout Gateway Control Function) chỉ dùng trong các phiên được khởi tạo bởi đầu cuối IMS và hướng tới một người dùng trong mạng chuyển mạch kênh như là PSTN hay PLMN Chức năng chính của BGCF là:

• Lựa chọn mạng thích hợp nơi mà tương tác với miền chuyển mạch kênh xảy ra

• Hoặc lựa chọn cổng PSTN/CS phù hợp, nếu tương tác xảy ra trong cùng một mạng mà BGCF được đặt

2.1.2.5 PSTN/CS Gateway

PSTN gateway cung cấp một giao diện hướng tới một mạng chuyển mạch kênh, cho phép các thiết bị đầu cuối IMS gọi và nhận cuộc gọi tới PSTN và

từ PSTN

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 tiếp với mặt phẳng báo hiệu của mạng chuyển mạch kênh SGW thực hiện biến đổi giao thức ở lớp thấp hơn Ví dụ: SGW có nhiệm vụ thay thế các giao thức MTP (ITU-T khuyến nghị Q.701 [133]) ở mức thấp hơn vận chuyển cùng với SCTP (Stream Control Transmission Protocol, được định nghĩa tại RFC 2960 [230]) trên địa chỉ IP Vì thế, SGW chuyển đổi ISUP (ITU-T khuyến nghị Q.761 [139]) hoặc BICC

[ITU-T khuyến nghị tại Q.1901 [140]) trên MTP thành ISUP hoặc BICC trên SCTP/IP.

• MGCF (Media Gateway Control Function) : MGCF là nút trung tâm của PSTN/CS gateway MGCF triển khai một cơ chế thực hiện chuyển đổi giao thức và ánh xạ SIP sang hoặc là ISUP trên IP hoặc

là BICC trên IP (cả BICC và ISUP đều là các giao thức điều khiển cuộc gọi trong mạng chuyển mạch kênh) Hơn nữa, để biến đổi giao thức điều khiển cuộc gọi thì MGCF điều khiển nguồn tài nguyên trong MGW (Media Gateway) Giao thức được sử dụng giữa MGCF

và MGW là H.248 (ITU-T khuyến nghị H.248 [143])

• MGW (Media Gateway) : Media Gateway giao tiếp với mặt phẳng media của mạng PSTN hoặc mạng CS Một mặt MGW có thể gửi hoặc nhận media của IMS thông qua giao thức RTP (RFC 3550 [225]) Mặt khác, MGW sử dụng một hoặc nhiều khe thời gian PCM (Pulse Code Modulation) để kết nối tới mạng CS Thêm vào đó, MGW thực hiện chuyển đổi mã khi đầu cuối IMS không hỗ trợ codec được sử dụng bởi mạng chuyển mạch kênh Một tình huống phổ biến thường xảy là khi thiết bị đầu cuối IMS sử dụng bộ giải mã AMR trong khi đó thiết bị đầu cuối của mạng PSTN lại sử dụng bộ giải mã G.711 (ITU-T khuyến nghị G.711 [131])

2.1.2.6 Mạng chủ và mạng khách

IMS mượn một vài khái niệm từ GSM và GPRS như mạng chủ và mạng khách Trong mô hình tế bào, khi chúng ta sử dụng điện thoại di động trong khu vực nơi chúng ta cư trú, khi đó là chúng ta đang sử dụng cơ sở hạ tầng

do các nhà điều hành mạng cung cấp Cở sở hạ tầng này hình thành mạng chủ (home network) Mặt khác, khi chúng ta chuyển 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 gọi là mạng khách (visited network).

Để sử dụng mạng khách thì các nhà điều hành mạng khách và mạng chủ phải có một thỏa thuận với nhau Các thỏa thuận này có thể là giá cước cuộc gọi, chất lượng dịch vụ hoặc là phương thức quy đổi bảng tính cước.Hầu hết các nút IMS được đặt tại mạng chủ nhưng có nút cũng được đặt trong mạng khách hoặc mạng chủ, nút đó là P-CSCF Kiến trúc IMS cho phép hai cấu hình khác nhau cho P-CSCF, tùy thuộc vào vị trí của P-CSCF

ở mạng khách hay mạng chủ

Thêm vào đó, khi IP-CAN (IP Connectivity Access Network) là GPRS thì

vị trí của P-CSCF phụ thuộc vào vị trí của GGSN Trong tình huống chuyển vùng, GPRS cho phép vị trí của GGSN hoặc ở trong mạng chủ hoặc ở trong mạng khách (bình thường SGSN luôn được đặt ở mạng khách)

Trong IMS cả GGSN và P-CSCF phải nằm trong cùng một mạng Điều này cho phép P-CSCF điều khiển GGSN qua giao diện Go Vì cả P-CSCF và GGSN đều nằm trong cùng một mạng nên giao diện Go luôn luôn là giao diện hoạt động bên trong và làm cho việc hoạt động của mạng đơn giản hơn

Hình 2-3, cho chúng ta thấy cấu hình P-CSCF (và GGSN) đặt tại mạng khách Cấu hình này thể hiện tầm nhìn lâu dài về IMS vì nó yêu cầu IMS

hỗ trợ thực hiện từ mạng khách

Hình 2-3 : P-CSCF đặt tại mạng khách

Không thể mong đợi tất cả các mạng trên thế giới đều triển khai IMS đồng thời Do đó cũng không thể mong chờ tất cả các mạng thành phần sẽ cập nhật các GGSN theo cùng một chuẩn tại cùng một thời điểm và cùng bắt đầu cung cấp dịch vụ IMS Vì vậy chúng ta chỉ có thể mong chờ việc sớm

có sự triển khai IMS mà P-CSCF ở trong mạng chủ như hình 2-4 dưới đây

Hình 2-4 : P-CSCF đặt tại mạng chủ

Hình 2-4 chỉ ra cấu hình hiện tại khi cả P-CSCF và GGSN đều đặt tại mạng chủ Cấu hình này không yêu 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 tuyến và SGSN Vì thế, cấu hình

này được triển khai từ những ngày đầu của IMS Như một hệ quả, người ta mong muốn rằng nó sẽ là cấu hình phổ biến trong những năm đầu triển khai IMS.

2.1.3 Tầng dịch vụ

Phần 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 dụng SIP Phụ thuộc vào các dịch vụ thực tế mà máy chủ ứng dụng có thể hoạt động ở các chế độ: SIP proxy, chế

độ SIP UA (User Agent) hay chế độ SIP B2BUA (Back-to-Back User Agent) Máy chủ ứng dụng có thể nằm trong mạng chủ hoặc trong một mạng thứ ba bên ngoài Nếu nằm trong mạng chủ, nó có thể truy vấn HSS qua giao diện diameter Sh (cho máy chủ ứng dụng), hay giao diện MAP (Mobile Application Part) cho loại máy chủ IM-SSF (IP Multimedia Service Switching Function)

Như đã nói ở trên, ưu điểm lớn nhất của IMS là khả năng phát triển các dịch

vụ mới một cách dễ dàng Kiến trúc IMS được thiết kế để cho phép các nhà điều hành cung cấp dải rộng các dịch vụ dựa trên chuyển mạch gói và thời gian thực IMS cũng cho phép lưu lại các thông tin của dịch vụ để có thể tính cước dựa theo thời gian cũng như dựa trên dịch vụ và băng thông Từ đặc điểm thiết kế của mình, IMS kế thừa tất cả các dịch vụ ưu việt nhất của mạng viễn thông và mạng internet đặc biệt là các dịch vụ đa phương tiện bao gồm các dịch vụ gọi thông thường và các dịch vụ nâng cao như:

• Nhấn tin đa phương tiện

• Hội thảo đa phương tiện

• IPTV

• Dịch vụ instant message

Tầng dịch vụ được thiết kế tách rời với mạng lõi và mạng truy nhập đã được chuẩn hóa

2.2 Định danh trong IMS

Trong bất kỳ một mạng nào cũng đều phải dịnh danh được người dùng một cách duy nhất Đây là thuộc tính cho phép một điện thoại nhất định đổ chuông

mà không phải là một điện thoại khác khi chúng ta quay số trong mạng PSTN.Vấn đề trung tâm của bất kỳ một mạng nào là khả năng của nhà cung cấp định danh người dùng để cho cuộc gọi có thể đến được đúng người dùng Trong mạng điện thoại công cộng, người dùng được định danh bởi số điện thoại (là một tập hợp các chữ số theo thứ tự định danh thuê bao điện thoại) Số điện thoại xác định chủ thuê bao có thể được biểu diễn dưới nhiều dạng khác nhau: dạng số nội hạt, số ngoại hạt hay số dạng quốc tế Thực chất chúng chỉ là các cách biểu diễn khác nhau của cùng một thuê bao Độ dài của chuỗi số phụ thuộc vào đích đến của cuộc gọi (ví dụ như cùng một khu vực, khác vùng hay quốc gia khác)

Thêm vào đó, khi một dịch vụ 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 phần tiếp đầu đặc biệt, ví dụ như 800 IMS cũng cung cấp cơ chế để định danh dịch vụ

2.2.1 Định danh người dùng công cộng

Trong IMS cungc có một cách tiền 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 có trách nhiệm cấp phát các định danh này cho mỗi thuê bao IMS Một danh người dùng công cộng có thể là một SIP URI (như định nghĩa trong RFC 3261 [215]) hay một TEL URI (như

định nghĩa trong RFC 3966 [220]) Định danh người dùng công cộng được

sử dụng như thông tin liên lạc trong thẻ thương mại Trong IMS, định danh người dùng công cộng được sử dụng để định tuyến các bản tin báo hiệu SIP Nếu chúng ta so sánh giữa IMS và GSM, một dịnh danh người dùng công cộng đối với IMS cũng giống như một định danh MSISDN (Mobile Subscriber ISDN Number) trong mạng GSM

Khi định danh người dùng công cộng chứa SIP URI, nó thường có dạng là

sip:first.last@operator.com, mặc dù nhà cung cấp IMS có thể chuyển đổi

dạng thức này và thỏa mãn theo nhu cầu 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

Định dạng này là cần thiết bởi SIP yêu cầu URI được đăng ký dưới là SIP URI Do đó, nó không thể đăng ký TEL URI trong SIP, mặc dù hoàn toàn có thể đăng ký một SIP URI có chứa một số điện thoại

TEL URI là một dạng khác mà định danh người dùng công cộng có thể sử dụng được Dưới đây là một TEL URI được trình bày dưới dạng số điện thoại quốc tế:

tel:+1-212-555-0293

TEL URI là cần thiết để thực hiện một cuộc gọi từ đầu cuối IMS sang mạng điện thoại công cộng PSTN, bởi vì số điện thoại PSTN được biểu diễn dưới dạng số Mặt khác, TEL URI cũng cần thiết nếu một thuê bao PSTN muốn thực hiện một cuộc gọi đến một người dùng IMS, bởi vì người dùng PSTN chỉ có thể quay số

Chúng ta hình dung các nhà 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 dùng công cộng cho một người dùng, như là

với định danh công cộng dùng trong công việc kinh doanh được biết đến bởi các đồng nghiệp, hoặc là để kích hoạt một nhóm các dịch vụ.

IMS mang đến một khái niệm thú vị: một tập hợp định danh người dùng công cộng được đăng ký Trong hoạt động thông thường của SIP, mỗi định danh cần đăng ký yêu cầu một bản tin SIP REGISTER Trong IMS, ta có thể đăng ký một vài định danh người dùng công cộng trong một bản tin, điều này nhằm tiết kiệm thời gian và băng thông

2.2.2 Định danh người dùng riêng

Mỗi thuê bao IMS được cấp một định danh người dùng riêng Không giống như định danh người dùng công cộng, định danh người dùng 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 RFC 2486 [451]) Định dạng của NAI là:

username@operator.com.

Không như định danh người dùng công cộng, định danh người dùng riêng không được sử dụng để định tuyến bản tin yêu cầu SIP, thay vào đó chúng được dành riêng cho việc định danh thuê bao và cho mục đích nhận thực Một định danh người dùng riêng thực hiện chức năng trong IMS tương tự như IMSI (International Mobile Subscriber Identifier) trong mạng GSM Định danh người dùng riêng không cần người dùng biết đến, bởi vì nó có thể được lưu trong một thẻ thông minh cũng giống như IMSI được lưu trong SIM (Subscriber Identity Module)

2.2.3 Mối quan hệ giữa định danh công cộng và định danh riêng

Nhà cung cấp dịch vụ cấp một hoặc nhiều định danh người dùng công cộng cho mỗi một người dùng Trong trường hợp GSM/UMTS (Universal Mobile

Telecommunication System), thẻ thông minh lưu định danh người dùng riêng

và có ít nhất một định danh người dùng công cộng HSS là một cơ sở dữ liệu chung cho mọi dữ liệu liên quan đến thuê bao, chứa định danh người dùng riêng và một tập hợp các định danh người dùng công cộng được gán cho người dùng HSS và S-CSCF cũng có tương quan với định danh người dùng cộng và định danh người dùng riêng Mối quan hệ giữa một thuê bao, định danh người dùng riêng và một số định danh người dùng công cộng được thể hiện như trong hình 2-5 Đây là trường hợp của IMS như chuẩn hóa trong 3GPP Release 5

Hình 2-5 : Quan hệ giữa định danh người dùng riêng và định danh

người dùng công cộng theo 3GPP R5

3GPP Release 6 mở rộng mối quan hệ giữa định danh người dùng riêng và định danh người dùng chung như ở hình 2-6 dưới đây Một thuê bao IMS được cấp không chỉ một mà là một số định danh người dùng riêng Trong trường hợp UMTS, chỉ một định danh người dùng riêng được lưu trữ trong thẻ thông minh, nhưng người dùng có thể có nhiều thẻ thông minh khác nhau

mà họ có thể cho vào đầu 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

2-6, bởi vì nó được gán cho cả định danh người dùng riêng số 1 và số 2 Điều này cho phép định danh người dùng công cộng số 2 có thể sử dụng đồng thời

từ hai đầu cuối IMS, mỗi một thiết bị được gán một định danh người dùng riêng khác nhau (ví dụ như các thẻ thông minh khác nhau được gắn vào các đầu cuối khác nhau)

Hình 2-6 : Quan hệ giữa định danh người dùng riêng và định danh

người dùng công cộng theo 3GPP R62.2.4 Định danh dịch vụ công cộng

2.2.4.1 Định nghĩa PSI

Khái niệm của định danh dịch vụ công cộng (PSI – Public Service Identities) được giới thiệu trong 3GPP Release 6 Không giống như định danh người dùng công cộng, một PSI là một định danh được cấp phát cho dịch vụ trên máy chủ ứng dụng (AS – Application Server) Ví dụ, một máy chủ ứng dụng phục vụ một chatroom được định danh bởi PSI Giống như định danh người dùng công cộng, PSI có thể có dạng SIP URI hoặc TEL URI

Không giống định danh người dùng công cộng, PSI không liên quan đến định danh người dùng riêng Sở dĩ như vậy là do định danh người dùng riêng chỉ sử dụng dành cho mục đích nhận thực PSI không được áp dụng cho người dùng.

2.2.4.2 Phân loại PSI

PSI được chứa trong HSS dưới dạng hoặc là PSI đặc trưng hoặc là Wildcarded PSI Một PSI đặc trưng (Distinct PSI) có chứa PSI được sử dụng trong quá trình định tuyến Trong khi Wildcarded PSI là một tập hợp các PSI Wildcarded PSI cho phép người dùng tối ưu hoạt động và duy trì các nút Một Wildcarded PSI có chứa hơn hai dấu chấm than sẽ được xem như một cặp dấu ngăn cách

Khi được chứa trong HSS, Wildcarded PSI sẽ bao gồm các ký tự ngăn cách

để xác định phần mở rộng của PSI

Ví dụ: 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 thành “sip:chatlist!.*!@example.com” Khi chứa trong HSS:

sip:chatlist1@example.comsip:chatlist2@example.comsip:chatlist42@example.comsip:chatlistabc@example.comsip:chatlist!1@example.com

2.3 SIM, USIM và ISIM trong 3GPP

UICC (Universal Integrated Circuit Card) là trung tâm trong thiết kế thiết bị đầu cuối 3GPP UICC là một thẻ thông minh có thể tháo lắp và mang theo

ký thuê bao, mã nhận thực, sổ địa chỉ và các tin nhắn Nếu không có UICC thì thiết bị đầu cuối chỉ có thể gọi các số khẩn cấp.

UICC cho phép người dùng di chuyển dễ dàng thông tin thuê bao của họ sang thiết bị mới bằng cách lắp thẻ thông minh sang thiết bị đó UICC là một khái niệm chung định nghĩa các đặc tính của thẻ thông minh

UICC có thể bao gồm một vài ứng dụng logic như SIM (Subscriber Identity Module), USIM (Universal Subscriber Identity Module) và ISIM (IP multimedia Services Identity Module) Thêm vào đó, UICC còn có thể chứa các ứng dụng khác như danh bạ điện thoại

2.3.1 SIM

SIM lưu trữ một tập hợp các tham số như thông tin đăng ký người dùng, mã nhận thực và các tin nhắn SIM là thành phần cơ bản nhất trong các thiết bị đầu cuối để người dùng có thể hòa mạng Mặc dù khái niệm UICC và SIM là

có thể thay đổi cho nhau, UICC được xem như một thẻ vật lý, trong khi đó SIM được xem như một ứng dụng đơn lẻ nằm trong UICC SIM được sử dụng rộng rãi trong các mạng di động thế hệ thứ hai, như mạng GSM

2.3.2 USIM

USIM là một ứng dụng khác nằm trong UICC USIM cung cấp một tập hợp các tham số bao gồm thông tin đăng ký thuê bao, thông tin nhận thực, phương pháp thanh toán và lưu trữ tin nhắn USIM được sử dụng để truy nhập mạng UMTS

Các thiết bị đầu cuối trong mạng chuyển mạch gói và chuyển mạch kênh cần phải có USIM để hoạt động được trong mạng di động thế hệ thứ ba Rõ ràng,

cả SIM và USIM có thể cùng tồn tại đồng thời trong UICC để thiết bị đầu cuối có thể sử dụng đồng thời mạng GSM và UMTS

2.3.3 ISIM

Một ứng dụng thứ ba có thể hiện diện trong UICC là ISIM ISIM có vai trò đặc biệt quan trọng trong IMS, bởi vì ISIM có chứa một tập hợp các thông số được sử dụng làm chứng thực người dùng, nhận dạng người dùng, cấu hình thiết bị đầu cuối hoạt động trong mạng IMS ISIM có thể tồn tại cùng SIM, USIM hoặc tất cả các ứng dụng trong cùng UICC.

2.4 Tiêu chuẩn lọc

Tiêu chuẩn lọc là một trong những thành phần quan trọng nhất của thông tin người dùng được lưu trữ trên mạng vì chúng xác định loại dịch vụ nào sẽ cung cấp cho người sử dụng Tiêu chuẩn lọc bao gồm một tập hợp thông tin liên quan đến người dùng giúp cho S-CSCF quyết định khi nào gọi máy chủ ứng dụng cung cấp dịch vụ

Theo tiêu chuẩn 3GPP TS 23.218 [20] có hai tiêu chuẩn lọc là: tiêu chuẩn lọc khởi tạo (IFC – Initial Filter Criteria) và tiêu chuẩn lọc kế tiếp (SFC – Subsequent Filter Criteria) Tuy nhiên chỉ có tiêu chuẩn lọc khởi tạo IFC là được sử dụng Tiêu chuẩn lọc kế tiếp SFC vẫn còn nằm trên lý thuyết, do nếu

áp dụng tiêu chuẩn lọc kế tiếp SFC tại S-CSCF có thể sẽ gây ra xung đột với quy tắc định tuyến bản tin SIP cho các proxy

Tiêu chuẩn lọc khởi tạo IFC có nhiệm vụ đánh giá các yêu cầu khởi tạo SIP và tạo ra các yêu cầu đơn Ví dụ, S-CSCF đánh giá tiêu chuẩn lọc khởi tạo khi nhạn được yêu cầu SUBSCRIBE đầu tiên, INVITE, OPTIONS, hoặc bất cứ yêu cầu nào tạo ra cuộc hội thoại hoặc được gửi ngoài các hộp thoại S-CSCF không đánh giá tiêu chuẩn lọc khởi tạo khi nhận được yêu cầu PRACK, NOTIFY, UPDATE, hoặc BYE do chúng luôn luôn được gửi như một phần của một hội thoại SIP đang tồn tại

Khái niệm tiêu chuẩn lọc kế tiếp là S-CSCF sẽ đánh giá tiêu chuẩn lọc kế tiếp khi nó nhận được yêu cầu kế tiếp trong hộp thoại SIP Tuy nhiên, kết quả của

yêu cầu SIP kế tiếp đến một máy chủ ứng dụng, điều này trái ngược với thủ tục định tuyến cho yêu cầu kế tiếp ở trong một SIP proxy Hơn nữa, trong sự kiện một máy chủ ứng dụng nhận được yêu cầu kế tiếp này, khi đó máy chủ ứng dụng vẫn chưa nhận được yêu cầu khởi tạo SIP để tạo hộp thoại SIP Do

đó, máy chủ ứng dụng sẽ hủy yêu cầu và bỏ qua yêu cầu kế tiếp đó Từ đó dẫn đến việc không sử dụng tiêu chuẩn lọc kế tiếp

Tiêu chuẩn lọc duy nhất được triển khai là tiêu chuẩn lọc khởi tạo Do tiêu

chuẩn lọc kế tiếp không tồn tại nên thuật ngữ tiêu chuẩn lọc khởi tạo và tiêu chuẩn lọc là như nhau.

HSS lưu giữ tất cả dữ liệu liên quan tới người dùng trong một cấu trúc dữ liệu

tên là User Profile Hình 2-7 mô tả cấu trúc đơn giản cấp cao của user profile

User Profile chứa định danh riêng thuê bao mà user profile đó thuộc về và một

hay nhiều service profile Mỗi một service profile chứa một hay nhiều định

danh công cộng thuê bao mà service profile đó thuộc về và không có hoặc nhiều tiêu chuẩn lọc

Hình 2-7 : Cấu trúc của User Profile

Khi người dùng đăng ký với S-CSCF, S-CSCF liên lạc với HSS và tải user profile có chứa tiêu chuẩn lọc Vậy tiêu chuẩn lọc vẫn tồn tại trong S-SCSF tại thời điểm người dùng đăng ký

Tiêu chuẩn lọc xác định các dịch vụ mà nó có thể áp dụng được để thu thập định danh công cộng thuê bao liệt kê trong “Service profile” Cấu trúc dữ liệu của tiêu chuẩn lọc được thể hiện ở hình 2-8.

Hình 2-8 : Cấu trúc tiêu chuẩn lọc khởi tạo