Tìm hiểu hệ thống NGNIMS trong NGN

Trong mạng thế hệ kết tiếp NGN các hệ thống hỗ trợ có khả năng thích nghi với các điều kiện trên mạng, hội tụ các công nghệ về mạng lõi, mạng truy nhập, dịch vụ và đầu cuối hiện có nhờ v

-X—W -

TÌM HIỂU HỆ THỐNG NGN/IMS TRONG NGN

NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ

MÃ SỐ:

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC

HOÀNG HUY VIỆT

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS HỒ ANH TÚY

MỤC LỤC

CÁC KÍ HIỆU VIẾT TẮT 3

DANH MỤC CÁC BẢNG, HÌNH VẼ BIỂU ĐỒ 7

MỞ ĐẦU 10

CHƯƠNG 1: KIẾN TRÚC NGN VÀ PHÂN HỆ IMS 14

1.1 Kiến trúc NGN 14

1.1.1 Mạng viễn thông hiện nay 14

1.1.2 Mạng viễn thông trên con đường tiến tới NGN 15

1.2 Phân hệ IMS trong kiến trúc NGN 20

1.2.1 Tổng quan IMS 20

1.2.2 Chức năng các phần tử trong IMS 22

1.2.3 Các giao diện trong IMS 29

CHƯƠNG 2: GIAO DIỆN GIỮA IMS VÀ CÁC PHẦN TỬ KHÁC TRONG NGN 32

2.1 Thủ tục đăng kí mức ứng dụng 32

2.1.1 Luồng thông tin đăng kí với người dùng chưa đăng kí 32

2.1.2 Luồng thông tin đăng kí lại cho người dùng đã đăng kí 35

2.2 Thủ tục xóa đăng kí mức ứng dụng 38

2.2.1 Xóa đăng kí khởi tạo di động 38

2.2.2 Xóa đăng kí khởi tạo mạng 41

2.3 Các thủ tục liên quan đến phiên đa phương tiện IP 47

2.3.1 Kĩ thuật thiết lập mạng 47

2.3.2 Phân phối thông tin và sự kiện 50

2.4 Tổng quan về các thủ tục luồng phiên 52

2.5 Thủ tục từ S-CSCF/ MGCF tới S-CSCF/ MGCF 55

2.5.1 (S-S#1) Các nhà khai thác mạng khác nhau thực hiện khởi tạo và kết thúc 56

2.5.2 (S-S#2) Một nhà khai thác mạng thực hiện khởi tạo và kết cuối 61

2.5.3 (S-S#3) Khởi tạo phiên với đầu cuối PSTN trong cùng mạng với S-CSCF 64

2.5.4 (S-S#4) Khởi tạo phiên với đầu cuối PSTN ở mạng khác với S-CSCF 67

2.6 Thủ tục khởi tạo 69

2.6.1 (MO#1) Khởi tạo di động, chuyển mạng 70

2.6.2 (MO#2) Khởi tạo di động, mạng nhà 74

2.6.3 (PSTN-O) Khởi tạo PSTN 77

2.7 Thủ tục kết cuối 79

2.7.1 (MT#1) Kết cuối di động, chuyển mạng 80

2.7.2 (MT#2) Kết cuối di động, mạng nhà 85

2.7.3 (MT#3) Kết cuối di động, chuyển mạng miền chuyển mạch kênh 88

2.7.4 (PSTN-T) Kết cuối PSTN 89

2.8 Thủ tục liên quan đến truy vấn thông tin định tuyến 91

2.8.1 Nhận dạng người dùng tới giải đáp HSS 92

2.8.2 Đăng kí trên SLF 93

2.9 Thủ tục giải phóng phiên 95

2.9.1 Đầu cuối di động khởi tạo giải phóng phiên 95

2.9.2 PSTN khởi tạo giải phóng phiên 98

2.9.3 Mạng khởi tạo giải phóng phiên 100

CHƯƠNG 3: MÔ PHỎNG HỆ THỐNG IMS TRÊN UBUNTU 108

3.1 Giới thiệu về mạng lõi OpenIMSCore 108

3.2 Xây dựng IMS trên Ubuntu 109

3.3 Mô phỏng cuộc gọi, và truyền dữ liệu trên hệ thống IMS 110

3.4 Các bản tin, thủ tục trong IMS 111

3.4.1 Thủ tục register 111

3.4.2 Cuộc gọi giữa thuê bao A (alice) và B (bob) 112

3.4.3 Thủ tục giải phóng phiên 113

3.5 Đánh giá hệ thống OpenIMSCore 114

3.6 Triển vọng của mạng thế hệ mới chuyển lên IMS 114

3.7 Kết luận 116

TÓM TẮT LUẬN VĂN 117

SUMMARY OF THESIS 118

TÀI LIỆU THAM KHẢO 119

CÁC KÍ HIỆU VIẾT TẮT

KÍ HIỆU:

tham chiếu

TỪ VIẾT TẮT:

Từ viết

tắt

BGCF Breakout gateway controll

funtion

Chức năng điều khiển cổng ngăn cản

CAMEL Customised application mobile

enhanced logic

Những lập luận để nâng cao tính

di động ứng dụng cho khách hàng

cuộc gọi

Protocol

Giao thức cấu hình host động

I-CSCF Interrogating – CSCF CSCF – truy vấn

ISDN Integrated Services Digital

Network

Mạng số dịch vụ tích hợp

MGCF Media Gateway Control

Function

Chức năng điều khiển cổng phương tiện

cộng

SCS Service Capability Server Server có khả năng phục vụ

vụ

UMTS

gateway

Cổng tương tác ẩn giao thức

telecommunication system

Hệ thống thông tin di động toàn cầu

DANH MỤC CÁC BẢNG, HÌNH VẼ BIỂU ĐỒ

Hình 2.8 Cung cấp các sự kiện dịch vụ liên quan đến các điểm

Hình 2.10 Thủ tục phục vụ tới phục vụ của các nhà khai thác

khác nhau (phần 2)

58

Hình 2.12 Thủ tục từ Serving tới Serving – cùng nhà khai thác 62

Hình 2.13 Thủ tục từ Serving tới PSTN – cùng nhà khai thác

Thủ tục kết cuối di động tại một thuê bao không đăng

kí dịch vụ IMS nhưng đăng kí dịch vụ chuyển mạch

kênh

88

Hình 2.29 P-CSCF thiết lập giải phóng phiên sau khi mất thông

tin vô tuyến

103

Hình 3.2 Bản tin đăng kí và đăng kí lại 111

Hình 3.4 Các bản tin trong cuộc gọi giữa thuê bao A và B 112

Hình 3.5 Tham số trong bản tin của cuộc gọi giữa thuê bao A

MỞ ĐẦU

Mong muốn của rất nhiều khách hàng là được triển khai các dịch vụ mới của mạng trong khoảng thời gian ngắn nhất Những nhà cung cấp dịch vụ viễn thông không có đủ thời gian để xây dựng cơ sở hạ tầng mạng mới và như vậy

sự kết hợp cơ sở hạ tầng mới và cũ là giải pháp đầu tiên được đưa ra Kết hợp

cơ sở hạ tầng để truyền tín hiệu trên nhiều phương tiện như cáp đồng, cáp quang, vô tuyến cho đến nay vẫn là giải pháp tốt

Những dịch vụ mới đang được sử dụng trong công nghệ hiện tại chủ yếu như: Mạng số đa dịch vụ tích hợp ISDN, chuyển mạch kênh, chuyển mạch gói, chuyển mạch bản tin, công nghệ ATM, chuyển mạch khung, Fast Ethernet, Token ring, các dịch vụ số liệu phân tán dựa trên cáp quang FDDI Ngoài ra các công nghệ mới cũng đang được sử dụng hiện nay như: dịch vụ

số liệu multi-megabit SMDS SONET/SDH, xDSL và B-ISDN, các công nghệ truy nhập vô tuyến như CDMA, TDMA, FDMA…

Các công nghệ t

rên đây đều có những giải pháp kĩ thuật và những hệ thống hỗ trợ trên chính hệ thống của mình Khi có nhiều công nghệ mạng sẽ dẫn đến tăng trưởng các phần tử mạng và do vậy sẽ làm tăng sự phức tạp trong đồng bộ và công tác quản lí, hơn nữa các nhà khai thác mạng khác nhau lại sử dụng các công nghệ và các chuẩn khác nhau do vậy dẫn đến việc tồn tại nhiều mạng riêng rẽ, đây là vấn đề thách thức thực tế với mạng viễn thông hiện nay

Trong mạng thế hệ kết tiếp (NGN) các hệ thống hỗ trợ có khả năng thích nghi với các điều kiện trên mạng, hội tụ các công nghệ về mạng lõi, mạng truy nhập, dịch vụ và đầu cuối hiện có nhờ vậy đáp ứng được nhu cầu của kách hàng đòi hỏi có nhiều loại hình truyền thông (thoại, dữ liệu, Internet, video, truy nhập không dây…) mà chỉ cần một nhà cung cấp dịch vụ Để thực hiện điều này các tổ chức chuẩn hóa viễn thông như ITU-T, IETF, 3GPP …

đã đưa ra các mô hình mạng hội tụ của minh, mỗi tổ chức tiếp cận vấn đề hội

tụ từ một khía cạnh riêng ITU-T tiếp cận vấn đề mạng hội tụ từ khía cạnh

mạng PSTN/ ISDN, IETF tiếp cận từ khía cạnh mạng Internet, trong khi đó 3GPP và ETSI tiếp cận vấn đề từ khía cạnh mạng di động thế hệ 3 (3G) Nhìn chung tiếp cận vấn đề hội tụ mạng từ khía cạnh nào đi nữa thì đều xây dựng mạng hội tụ từ các mạng và công nghệ hiện có Tuy nhiên vẫn chưa

có một chuẩn chung duy nhất nào để xây dựng mạng hội tụ

3GPP đưa ra mô hình khai quát về hội tụ mạng như sau:

Mạng không dây

Mạng di động

Mạng cố định

Hình 1 1: Xu hướng hội tụ mạng của 3GPP

Mạng di động trước đây với hệ thống PCS-IS95A và hệ thống IS95B chỉ cung cấp được dịch vụ thoại truyền thống với tốc độ thoại từ 14,4 Kbps đến

64 Kbps, hiện nay với hệ thống CDMA 2000-1x đã có nhiều khả năng mới với tốc độ thoại lên tới 144 Kbps và hệ thống 1X ED-VO cho tốc độ gói thoại lên tới 2,4 Mbps, tương lai với hệ thống di đống sẽ sử dụng hệ thống 1x ED-

DV và W-CDMA có khả năng cung cấp dịch vụ chất lượng cao

Mạng không dây trước đây hoạt động theo chuẩn IEEE802.11 băng tần 2,4 Ghz cung cấp dịch vụ tốc độ 1 Mbps, hiện nay hoạt động theo chuẩn IEE802.11b băng tần 2,4 Ghz cung cấp dịch vụ 11 Mbps, tương lai mạng không dây hoạt động theo chuẩn IEEE802.11a và IEEE802.11g trên băng tần

5 Ghz và 2,4 Ghz cung cấp dịch vụ tốc độ 54 Mbps

Mạng cố định trước đây hoạt động trên các hệ thống PSTN và ISDN nhưng hiện nay hoạt động trên các công nghệ ADSL và VDSL cung cấp dữ liệu tốc độ từ 1 đến 8 Mbps hoặc 50 Mbps, trong tương lai mạng cố định hoạt động trên hệ thống FTTH cung cấp dịch vụ với tốc độ hàng trăm Mbps

Tất cả các mạng trên thông qua IMS của 3GPP sẽ được hội tụ lại thành một mạng chung thống nhất băng rộng với công nghệ truyền tải lõi IP

Bên cạnh hội tụ mạng 3GPP cũng đưa ra mô hình hội tụ dịch vụ như sau:

TV di động

VOD Video streaming Dịch vụ theo vị trí

Dịch vụ định vị Điều khiển từ xa Dịch vụ biểu cảm Hội nghị truyền hình

TV di động

VOD Video streaming Dịch vụ theo vị trí

Dịch vụ định vị Điều khiển từ xa Dịch vụ biểu cảm Hội nghị truyền hình

Hình 1 2: Xu hướng phát triển dịch vụ mạng của 3GPP

Như vậy trong môi trường mạng hội tụ dịch vụ nhà cung cấp không những cung cấp tất cả các dịch vụ viễn thông trước đây mà còn được được bổ sung thêm dịch vụ đa phương tiện băng rộng, nhanh và thông minh

Các mạng đơn lẻ như di động, mạng thoại truyền thống, mạng truyền dữ liệu, mạng Internet… chỉ cung cấp được dịch vụ đơn lẻ, nhưng sang môi trường mạng hội tụ dịch vụ được cung cấp dưới hình thức đa phương tiện nhanh và thông minh

Từ những phân tích trong phần trên về tình hình và xu hướng phát triển mạng và dịch vụ viễn thông và trước tình hình mạng viễn thông Việt Nam hiện nay ta thấy như sau:

Về mạng

1 Hoạt động riêng rẽ: Thị trường dịch vụ viễn thông được cung cấp bởi hai nhà cung cấp dịch vụ là di đông và cố định Do vậy tồn tại hai mạng độc lập đang hoạt động

2 Sự bất tiện: Muốn sử dụng dịch vụ thì thuê bao phải kết nôi đến cả hai nhà cung cấp đó và họ phải thanh toán cả hai hóa đơn

3 Các đầu cuối riêng rẽ: Dịch vụ cố đinh và dịch vụ di động được cung cấp thông qua các đầu cuối riêng biệt nhau

Về dịch vụ

1 Vẫn là các dịch vụ truyền thống, riêng lẻ

2 Tốc độ truyền thấp

3 Kém thông minh

4 Không cung cấp được dịch vụ đa phương tiện

Tôi xin chân thành cảm ơn GS.TS: Hồ Anh Túy, người đã tận tình

hướng dẫn, chỉ bảo và góp ý giúp tôi trong quá trình hoàn thành luận văn Đồng thời, tôi cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành tới các bạn bè, đồng nghiệp, đã nhiệt tình giúp đỡ, góp ý trong suốt quá trình tìm hiểu và hoàn thiện luận văn

Hà Nội, 10-2009 Hoàng Huy Việt

CHƯƠNG 1: KIẾN TRÚC NGN VÀ PHÂN HỆ IMS

1.1 Kiến trúc NGN

1.1.1 Mạng viễn thông hiện nay

Như phần trên đã trình bày, mạng viễn thông hiện nay được triển khai theo các ứng dụng thực tiễn đơn lẻ Ví dụ như trong mạng chuyển mạch điện thoại công cộng PSTN, một cuộc nối được thiết lập giữa hai thuê bao thông qua quá trình trao đổi khe thời gian cố định trong suốt quá trình cuộc gọi Kiểu mạng này phù hợp cho điện thọai vì chúng có tốc độ bit không đổi và thông tin có tính thời gian thực cao Với các ứng dụng truyền dữ liệu thì việc sử dụng riêng một kênh thông tin để truyền là rất lãng phí về tài nguyên và không phù hợp với yêu cầu sử dụng

Với các mạng di động hiện nay (PLMN) mặc dù có tốc độ phát triển rất nhanh tuy nhiên dịch vụ mà nhà khai thác mạng di động cung cấp cho khách hàng vẫn chỉ là dịch vụ thoại truyền thống kết hợp với dịch vụ bản tin ngắn (SMS) Vẫn không đáp ứng được nhu cầu truyền thông đa phương tiện của khách hàng hơn nữa giá cả đối với thuê bao di động còn cao và với các thuê bao có nhu cầu sử dụng cả dịch vụ di động và dịch vụ cố định thì họ vẫn phải thanh toán hai hóa đơn cho hai nhà cung cấp dịch vụ đó

Tương tự như vậy mạng chuyển mạch gói là rất hữu hiệu cho việc chuyển thông tin số liệu nhưng lại không phù hợp cho truyền thoại vì độ trễ truyền thông tin là không kiểm sóat được

Một giải pháp để giải quyết vấn đề này là tạo ra một mạng tích hợp có thể cung cấp nhiều loại hình dịch vụ có yêu cầu băng thông, thời gian thực và chất lượng dịch vụ khác nhau

Bước đầu tiên trong hướng đi này là phát triển ISDN băng hẹp cung cấp báo hiệu kênh chung giữa các người sử dụng cho tất cả các dịch vụ thoại và

số liệu Trong khi đó vẫn duy trì sự riêng biệt giữa chuyển mạch kênh và chuyển mạch gói tại trạm trung gian Người dùng được cung cấp các truy nhập số tốc độ 2B+D cho cả thoại và số liệu cùng với 16 Bbps cho báo hiệu

và các dịch vụ chuyển mạch gói Tuy nhiên hướng phát triển này dần dần bộc

lộ yếu điểm khi nhu cầu dịch vụ băng thông rộng ngày càng phát triển Tốc độ truy nhập 2B+D là quá thấp so với nhu cầu dịch vụ băng rộng hiện nay

ISDN ngày càng thể hiện nhược điểm không thể đáp ứng được nhu cầu truyền thông, trong khi đó công nghệ truyền dẫn và công nghệ điện tử VLSI (Very large scale intergration) ngày càng phát triển và xuất hiện công nghệ mới có khả năng truyền tải cao được đánh giá là có nhiều hứa hẹn để truyền dẫn cả thoại và dữ liệu đó là ATM đã đưa ra một hướng mới để phát triển ISDN băng hẹp thành ISDN băng rộng (B-ISDN) B-ISDN cung cấp các dịch

vụ chuyển mạch kênh, chuyển mạch gói theo kiểu đơn phương tiện, đa phương tiện, theo kiểu hướng kết nối hay phi kết nối và theo cấu hình đơn hướng hoặc đa hướng

Tuy nhiên khi triển khai B-ISDN với công nghệ nền tảng là ATM thì vấn

đề giá thành xây dựng mạng lại quá lớn vì B-ISDN không tận dụng tối đa nền tảng mạng hiện có do vậy không đáp ứng kịp thời cho nhu cầu sử dụng dịch

vụ của khách hàng

1.1.2 Mạng viễn thông trên con đường tiến tới NGN

Từ tình hình mạng viễn thông hiện nay và sự bùng nổ về nhu cầu dịch vụ băng rộng, việc xây dựng một mạng cung cấp đa loại hình dịch vụ tốc độ cao băng thông lớn là vấn đề tất yếu của các nhà khai thác mạng

ISDN, B-ISDN đều có nhược điểm khi được triển khai để cung cấp dịch

vụ tốc độ cao băng thông lớn cho khách hàng Vậy thì câu hỏi đặt ra là mô hình mạng nào có thể khắc phục được nhược điểm của hai mạng trên trong khi vẫn có thể cung cấp dịch vụ đa phương tiện cho khách hàng

Để trả lời câu hỏi đó các tổ chức chuẩn hóa viễn thông đã nghiên cứu và đưa ra mô hình mạng hội tụ có khả năng cung cấp dịch vụ đa phương tiện cho khách hàng trong khi đó giá thành và thời gian xây dựng mạng là rẻ nhất và nhanh nhất – đó chính là mạng NGN

NGN được ITU-T định nghĩa như sau:

“Mạng thế hệ kế tiếp (NGN) là mạng dựa trên nền gói có thể cung cấp các

dịch vụ truyền thông và có thể tận dụng được các dải băng tần rộng, các công nghệ truyền tải với QoS cho phép và ở đó các chức năng liên quan đến dịch

vụ sẽ độc lập với các công nghệ truyền tải ở lớp dưới NGN cho phép người dùng truy nhập không hạn chế tới các nhà cung cấp dịch vụ viễn thông khác nhau NGN hỗ trợ tính lưu động nói chung để có thể cung cấp dịch vụ thích hợp và rộng khắp tới các người dùng

Như vậy NGN được mô tả theo các đặc điểm cơ bản như sau:

ƒ Truyền tải trên nền gói

ƒ Tách biệt các chức năng điều khiển với các khả năng mang, cuộc gọi/

phiên và ứng dụng/ dịch vụ

ƒ Tách riêng việc cung cấp dịch vụ khỏi mạng và cung cấp các giao diện

mở

ƒ Hỗ trợ tất cả các dịch vụ, các ứng dụng và các kỹ thuật dựa trên khối

xây dựng dịch vụ (bao gồm dịch vụ thời gian thực, phân loại dịch vụ, dịch vụ phi thời gian thực và dịch vụ đa phương tiện)

ƒ Các khả năng băng rộng với QoS đầu cuối tới đầu cuối và truyền tải

trong suốt

ƒ Tương tác với các mạng trước đây thông qua các giao diện mở

ƒ Tính lưu động nói chung

ƒ Truy nhập không hạn chế cho người dùng tới các nhà cung cấp dịch vụ

ƒ Phục tùng tất cả các thủ tục theo quy tắc như truyền thông khẩn cấp và

mà không phụ thuộc nhiều vào các nhà cung cấp thiết bị và dịch vụ mạng

Xu hướng phát triển công nghệ viễn thông cho NGN có ba lĩnh vực cần chú ý tập chung:

ƒ Công nghệ truyền dẫn: Từ quang cho đến quang hóa hoàn toàn

ƒ Công nghệ chuyển mạch: Tích hợp vi mạch, kĩ thuật số, IP Kết hợp chuyển mạch kênh với chuyển mạch gói, đa dịch vụ, đa tốc độ, chuyển mạch quang

ƒ Công nghệ truy nhập: Kết hợp truyền thông và tin học: có các kiểu truy nhập như quang, cáp đồng (ADSL, HDSL), vô tuyến

Xu hướng phát triển dịch vụ cho NGN cần đạt được những điều sau:

ƒ Băng rộng

ƒ Đa phương tiện truyền thông

ƒ Truyền hình chất lượng cao HDTV

ƒ Dịch vụ phải được tích hợp

Động lực chính cho sự phát triển hay “di cư” sang mạng NGN chính là vấn đề giá cả Vì xây dựng mạng NGN không những tận dụng tối ưu cơ sở hạ

tầng mạng hiện có mà còn tập hợp được những ưu điểm chính, loại bỏ những khuyết điểm cố hữu của các công nghệ mạng hiện nay

Một động lực quan trọng khác đó là sự phân biệt dịch vụ Trọng tâm ban đầu của nhiều mạng NGN là hỗ trợ các dịch vụ truyền thống thoại hoặc dữ liệu Song ngày nay có nhiều nhà cung cấp dịch vụ thực hiện chiến lược của mình trên các mặt bằng dịch vụ hội tụ

Như vậy trên quan điểm của nhà khai thác dịch vụ thì lí do chính để xây dựng mạng NGN là:

ƒ Giảm thời gian tung ra thị trường cho các công nghệ và dịch vụ mới

ƒ Thuận tiện cho các nhà cung cấp thiết bị, các nhà cung cấp mạng mang, hay cho các nhà phát triển phần mềm

ƒ Giảm độ phức tạp trong vận hành bằng việc cung cấp các hệ thống phân chia theo khối đã được chuẩn hóa

ƒ Hỗ trợ phương thức phân chia một mạng chung thành các mạng ảo riêng rẽ về mặt lôgic

ITU-T cũng đưa ra khuyến cáo khi tiến hành xây dựng NGN từ mạng hiện có cho các nhà xây dựng mạng theo mô hình sau:

Hình 1 3: Các khả năng tiến đến NGN

Nhìn từ mô hình thì các mạng hiện có như PSTN, IN, mạng số liệu, mạng Internet, mạng cáp, mạng vô tuyến đều có thể phát triển lên NGN theo hai con đường là có thể phát triển từng bước thông qua mạng lai ghép, mạng VoIP rồi tiến tới NGN hoặc tiến thẳng lên NGN

Tùy theo điều kiện cụ thể của từng vùng mạng mà xây dựng NGN với giá thành thấp nhất và nhanh nhất

Mô hình NGN do ETSI đưa ra như sau:

Hình 1 4: Kiến trúc mạng NGN

Từ kiến trúc NGN tổng quan của ETSI có các đặc điểm sau:

ƒ NGN kế thừa các mạng hiện có như PSTN, ISDN, Internet, PLMN

vv

ƒ Xây dựng thêm các phân hệ mới các giao thức mới với mục đích là để

bổ sung thêm các loại hình dịch vụ, cung cấp dịch vụ đa phương tiện

và hội tụ mạng (phân hệ IMS)

ƒ Mạng truyền tải được IP hóa, công nghệ mạng truyền tải được sử dụng là IP

ƒ Các mạng riêng rẽ trước đây được kết hợp thành một mạng chung duy nhất Nhờ điều này mà nhà cung cấp dịch vụ mới có thể cung cấp dịch vụ đa phương tiện kết hợp cả tất cả các loại hình truyền thông thời gian thực như thoại, video, audio, ảnh động với loại hình truyền thông dữ liệu

1.2 Phân hệ IMS trong kiến trúc NGN

1.2.1 Tổng quan IMS

Hệ thống con đa phương tiện IP (IMS) là phần mạng được xây dựng bổ sung cho các mạng hiện tại nhằm thực hiện nhiệm vụ hội tụ mạng và cung cấp dịch vụ đa phương tiện cho khách hàng đầu cuối

IMS là một phần của kiến trúc mạng thế hệ kế tiếp được cấu thành và phát triển bởi tổ chức 3GPP và 3GPP2 để hỗ trợ truyền thông đa phương tiện hội

tụ giữa thoại, video, audio với dữ liệu và hội tụ truy nhập giữa 2G, 3G và 4G với mạng không dây

IMS được thiết kế dựa trên SIP cho phép truyền bất kì phương tiện truyền thông nào như thoại, video hay dữ liệu qua bất kì mạng nào

Phân hệ mạng lõi đa phương tiện IP bao gồm tất cả các thành phần mạng lõi (CN) để cung cấp các dịch vụ đa phương tiện IP Các thành phần này bao gồm tất cả các thành phần liên quan đến mạng báo hiệu và mạng mang như đã xác định ở 3GPP TS 23 002: "Network Architecture" Dịch vụ đa phương tiện IP được dựa trên khả năng điều khiển phiên, các mạng mang đa phương tiện, các tiện ích của miền chuyển mạch gói (PS) do IETF xác định

Để các đầu cuối đường dây có thể truy nhập độc lập với vận hành và bảo dưỡng qua mạng Internet, phân hệ đa phương tiện IP đã cố gắng tương thích với các chuẩn IETF (chuẩn Internet) Trong một số trường hợp là lấy chuẩn giao thức của IETF do đó các giao diện này tương thích hợp lý với các chuẩn Internet ví dụ như giao thức SIP

Phân hệ mạng lõi đa phương tiện IP cho phép các nhà vận hành mạng di động mặt đất PLMN sẵn sàng phục vụ các dịch vụ đa phương tiện cho khách hàng của họ bằng cách xây dựng lên các ứng dụng, các dịch vụ với các giao

thức Internet Ở đây không có mục đích là để chuẩn hóa các dịch vụ trong phạn vi của phân hệ IM CN, mà mục đích chính là để các dịch vụ sẽ được phát triển do các nhà khai thác mạng PLMN và hiệp hội các nhà cung cấp thứ

ba khác bao gồm cả không gian Internet đang sử dụng và phân hệ IM CN Phân hệ IM CN có thể cho phép hội tụ để truy nhập thoại, hình ảnh, video, bản tin, dữ liệu và web dựa trên các công nghệ cho người dùng đầu cuối không dây, và có thể phối hợp sự phát triển về Internet với sự phát triển của truyền thông di động

Giải pháp cuối cùng để có thể hỗ trợ các ứng dụng đa phương tiện IP gồm

có các đầu cuối, mạng truy nhập vô tuyến GERAN hoặc UTRAN, mạng lõi GPRS tiên tiến, và các thành phần chức năng đặc biệt của phân hệ IM CN được mô tả trong đồ án này

Sự khác biệt của IMS với kiến trúc mạng truyền thống là lớp ứng dụng và chuyển mạch rất gần với mạng truy nhâp, với kiến trúc này nó có thể áp dụng cho bất kì mạng truy nhập nào như 3G, Wifi, DSL, cable …

Các nhà cung cấp dịch vụ viễn thông đang chuyển dịch vụ thoại truyền thống sang VoIP để tối ưu cho giá thành đầu tư và giá thành dịch vụ Tuy nhiên nếu chỉ chuyển sang mỗi mạng VoIP thì vẫn không đủ để giải quyết hết những lo âu về giá thành đầu tư, giá cước thu nhập và còn phải tăng nhiều chi phí mới Khi dịch vụ thoại chuyển sang mạng IP, nó sẽ trở thành một phần của bộ các dịch vụ truyền thông hướng kết nối đa phương tiện thời gian thực chạy trên mạng IP và cùng chia sẽ một sự sắp xếp client-server chung như dịch vụ tin khẩn, cuộc gọi khẩn, hội nghị mạng và các dịch vụ VoIP, 3G … Thêm vào đó để VoIP có thể hỗ trợ lớp các dịch vụ mới như dich vụ đa phương tiện, dịch vụ tích hợp thì cần có một nền tảng chuyển tiếp dịch vụ mới Nền tảng ở đây được chọn chính là IMS (IP Multimedia Subsystem) do 3GPP định nghĩa và phát triển Giải pháp của họ là thoại thế hệ kế tiếp với hệ thống dữ liệu, phần mềm và các dịch vụ chuyên nghiệp, để đáp ứng mạng cần hoạt động cả mạng đường dây và mạng không dây

Tuy nhiên để các thành phần này hội tụ với các lớp dịch vụ mới và đảm bảo QoS thì mạng phải có một kiến trúc dịch vụ phù hợp và có khả năng để

hỗ trợ cho:

ƒ Tách lớp đầu cuối và truyền tải khỏi lớp điều khiển phiên

ƒ Quản lí phiên qua các dịch vụ thời gian thực

ƒ Tương thích với dịch vụ mạng thông minh tiên tiến

ƒ Tương tác trong suốt với các mạng TDM trước đây

ƒ Hội tụ dịch vụ mạng không dây và dịch mạng đường dây

ƒ Pha trộn thoại với các dịch vụ thời gian thực

ƒ Thống nhất kĩ thuật để chia sẻ thông tin thuộc tính người dùng qua dịch

vụ

ƒ Thống nhất kĩ thuật để nhận thực và quảng bá người dùng đầu cuối

ƒ Mở ra giao diện chuẩn và giao diện lập trình ứng dụng

3GPP, ETSI và diễn đàn Parlay định nghĩa kiến trúc dịch vụ IMS để hỗ trợ các yêu cầu đã nói đến trước đây qua phiên bản sau:

TÓM LẠI: IMS trong NGN thực hiện 3 chức năng chính:

¾ Hội tụ mạng di động và mạng cố định

¾ Hội tụ dịch vụ Cung cấp dịch vụ truyền thông đa phương tiện trên nền gói IP

¾ Hội tụ đầu cuối

1.2.2 Chức năng các phần tử trong IMS

CSCF có thể có một số vai trò khác nhau khi được sử dụng trong phân hệ

đa phương tiện IP Nó có thể hoạt động như một Proxy-CSCF (P-CSCF), như một Serving-CSCF (S-CSCF), và có thể như một Interrogating-CSCF (I-CSCF) Hình sau thể hiện kiến trúc CSCF với các giao diện của nó

Chức năng điều khiển hợp đồng (PCF) là một thực thể logic của P-CSCF P-CSCF thực hiện các chức năng sau:

ƒ Chuyển tiếp yêu cầu đăng kí SIP nhận được từ UE tới một I-CSCF đã xác định sử dụng tên miền mạng nhà khi được UE cung cấp

ƒ Chuyển tiếp một bản tin SIP nhận được từ UE tới một Server SIP (e.g S-CSCF) với tên của P-CSCF đã nhận được từ thủ tục đăng kí

ƒ Gửi đáp ứng hoặc yêu cầu tới UE

Phát hiện hoặc điều khiển các yêu cầu thiết lập phiên khẩn cấp như các thủ tục điều khiển lỗi

ƒ Phát ra các CDRs

ƒ Bảo dưỡng hệ thống bảo mật giữa nó và UE

ƒ Thực hiện nén hoặc giải nén các bản tin SIP

ƒ Trao quyền quản lí mạng mang và quản lí QoS

1.2.2.2 I-CSCF (Interrogating-CSCF )

I-CSCF là điểm giao tiếp trong phạm vi mạng của nhà khai thác cho tất cả các kết nối tới thuê bao của nhà khai thác mạng, hoặc một thuê bao chuyển mạng hiện tại nằm trong phạm vi vùng phục vụ của nhà khai thác mạng Trong một mạng có thể có nhiều I-CSCF

I-CSCF thực hiện các chức năng sau:

ƒ Đăng kí

9 Phân bổ một S-CSCF cho một người dùng thực hiện đăng kí SIP

ƒ Các luồng liên quan đến phiên và không liên quan đến phiên

9 Định tuyến yêu cầu SIP nhận được từ mạng khác tới S-CSCF

sẽ gửi yêu cầu hoặc đáp ứng SIP tới I-CSCF(THIG) khác được phép vận hành và bảo dưỡng độc lập cấu hình

1.2.2.3 S-CSCF (Serving-CSCF)

S-CSCF thực hiện dịch vụ điều khiển phiên cho UE Nó bảo dưỡng trạng thái một phiên khi cần thiết để nhà khai thác mạng hỗ trợ các dịch vụ Trong phạm vi mạng của nhà khai thác các S-CSCF khác nhau có thể có các chức năng khác nhau S-CSCF thực hiện các chức năng như sau:

ƒ Đăng kí

9 Có thể xử lí như một REGISTRAR, nó tiếp nhận yêu cầu đăng kí

và thiết lập thông tin khả dụng cho nó qua server vị trí (e.g HSS)

ƒ Lưu lượng liên quan đến phiên và không liên quan đến phiên

9 Điều khiển phiên cho các đầu cuối đã đăng kí Nó sẽ từ chối truyền thông IMS từ/ tới nhận dạng người dùng chung đã bị ngăn chặn khỏi IMS sau khi đã hoàn thành các thủ tục đăng kí

9 Nó có thể xử lí như một Proxy Server, nó tiếp nhận các yêu cầu

và phục vụ tại chỗ hoặc gửi chúng đi

9 Nó có thể xử lí như một UA Nó có thể kết thúc mà không phụ thuộc vào phiên giao dịch SIP

9 Tương tác với mặt bằng dịch vụ để hỗ trợ các loại dịch vụ

9 Cung cấp cho các điểm đầu cuối bằng việc cung cấp các thông tin

9 Thay mặt cho một điểm đầu cuối khởi tạo (e.g thuê bao khởi tạo hoặc UE)

o Nhận địa chỉ của I-CSCF từ cơ sở dữ liệu để nhà khai thác mạng phục vụ thuê bao đích từ tên người dùng đích (e.g Số điện thoại được quay hoặc URL SIP), khi thuê bao đích là khách từ một nhà khai thác mạng khác gửi yêu cầu hoặc đáp ứng SIP tới I-CSCF đó

o Khi tên của thuê bao đích (số điện thoại được quay hoặc URL SIP) và thuê bao khởi tạo là khách của cùng một nhà khai thác mạng gửi yêu cầu hoặc đáp ứng SIP tới một I-CSCF trong phạm vi mạng của nhà khai thác

o Phụ thuộc vào chính sách của nhà khai thác mà yêu cầu hoặc đáp ứng SIP gửi tới server SIP khác đặt trong phạm vi một miền ISP bên ngoài phân hệ IM CN

o Gửi yêu cầu hoặc đáp ứng SIP tới BGCF để định tuyến cuộc gọi tới miền PSTN hoặc miền chuyển mạch kênh

9 Thay mặt điểm đầu cuối đích (thuê bao kết cuối hoặc UE)

o Gửi đáp ứng hoặc yêu cầu SIP tới một P-CSCF cho thủ tục MT tới một thuê bao nhà trong phạm vi mạng nhà, hoặc cho một thuê bao chuyển mạng trong phạm vi mạng khách mà ở đó mạng nhà không có một I-CSCF trong tuyến

o Gửi đáp ứng hoặc yêu cầu SIP tới một I-CSCF trong thủ tục

MT cho thuê bao chuyển mạng trong phạm vi một mạng khách

mà ở đó mạng nhà không có I-CSCF trong tuyến này

o Gửi đáp ứng hoặc yêu cầu SIP tới một BGCF để định tuyến cuộc gọi tới PSTN hoặc miền chuyển mạch kênh

ƒ Sử dụng tài nguyên và thanh toán

9 Phát ra các CDRs

1.2.2.4 BGCF (Breakout Gateway Control Function)

Chức năng điều khiển cổng chuyển mạng (BGCF) lựa chọn mạng PSTN hoặc mạng chuyển mạch kênh (CSN) mà lưu lượng sẽ được định tuyến sang Nếu BGCF xác định được rằng lưu lượng chuyển mạng đó sẽ tới mạng PSTN hay CSN nằm trong cùng mạng với BGCF thì nó sẽ lựa chọn một MGCF để đáp ứng cho liên mạng với PSTN hay CSN Nếu lưu lượng chuyển sang mạng không nằm cùng với BGCF thì BGCF sẽ gửi báo hiệu phiên này tới BGCF đang quản lí mạng đích đó

BGCF thực hiện các chức năng như sau:

ƒ Nhận yêu cầu từ S-CSCF để lựa chọn một điểm chuyển lưu lượng phù hợp sang PSTN hay CSN

ƒ Lựa chọn mạng đang tương tác với PSTN hay CSN Nếu như sự tương tác ở trong một mạng khác thì BGCF sẽ gửi báo hiệu SIP tới BGCF của mạng đó Nếu như sự tương tác nằm trong một mạng khác và nhà khai thác yêu cầu ẩn cấu hình mạng đó thì BGCF gửi báo hiệu SIP thông qua một I-CSCF(THIG) về phía BGCF của mạng đó

ƒ Lựa chọn MGCF trong mạng đang tương tác với PSTN hoặc CSN và gửi báo hiệu SIP tới MGCF đó Điều này không thể sử dụng khi tương tác nằm trong một mạng khác

ƒ Đưa ra các CDRs

BGCF có thể sử dụng thông tin nhận được từ các giao thức khác hoặc sử dụng thông tin quản lí khi lựa chọn mạng sẽ tương tác

1.2.2.5 HSS (Home subscriber Server)

Đây là cơ sở dữ liệu chung cho tất cả các người dùng, nó chứa cả HLR trong thể thức mạng GPRS Nó chịu trách nhiệm lưu trữ danh sách các đặc điểm và thuộc tính dịch vụ của người dùng đầu cuối Danh sách này được sử dụng để kiểm tra vị trí và các biện pháp truy nhập thuê bao Nó cung cấp thông tin thuộc tính người dùng một cách trực tiếp hoặc thông qua các server Thuộc tính thuê bao lưu trữ gồm: nhận dạng người dùng, dịch vụ đã thuê bao, thông tin trao quyền HSS chứa các chức năng đa phương tiện IP để truyền tải thông tin tới các thực thể thích hợp trong mạng lõi để thiết lập cuộc gọi/ phiên, an ninh, trao quyền vv Nó cũng truy nhập vào các server nhận thực như AUC, AAA

1.2.2.6 MGCF (Media Gateway Control Function)

Thành phần này là điểm kết cuối cho PSTN/ PLMN cho một mạng xác định MGCF thực hiện các chức năng sau:

ƒ Điều khiển trạng thái cuộc gọi gắn liền với điều khiển kết nối cho các kênh phương tiện trong một MGW

ƒ Truyền thông với CSCF

ƒ MGCF lựa chọn CSCF phụ thuộc vào số định tuyến cho các cuộc gọi lối vào từ các mạng kế thừa

ƒ Thực hiện chuyển đổi giao thức giữa mạng kế thừa (ví dụ ISUP, R1/ R2 vv) và các giao thức điều khiển cuộc gọi mạng R00

ƒ Giải sử MGCF nhận được thông tin ngoài băng thì nó có thể chuyển tiếp thông tin này tới CSCF/ MGW

1.2.2.7 MRF (Multimedia resource function)

Kiến trúc liên quan đến chức năng tài nguyên đa phương tiện (MRF) được thể hiện trong hình như sau:

Hình 1 6: Kiến trúc MRF

MRF được phân tách thành bộ điều khiển chức năng tài nguyên đa phương tiện MRFC và bộ xử lí chức năng tài nguyên đa phương tiện MRFP như hình

vẽ trên thể hiện

Nhiệm vụ của của MRFC như sau:

ƒ Điều khiển tài nguyên phương tiện trong MRFP

ƒ Dịch thông tin đến từ AS và S-CSCF (Ví dụ nhận dạng phiên) để điều khiển MRFP một cách phù hợp

Nhiệm vụ của MRFP như sau:

ƒ Điều khiển phần mang giữa MRFP và GGSN

ƒ Cung cấp tài nguyên để MRFC điều khiển

ƒ Trộn các luồng phương tiện lối vào

ƒ Tài nguyên luồng phương tiện

ƒ Xử lí luồng phương tiện

1.2.2.8 IMS-MGW (IP multimedia sbsystem-Media gateway function)

Một IMS-MGW có thể kết thúc các kênh mang từ mạng chuyển mạch kênh và các luồng phương tiện từ mạng chuyển mạch gói (ví dụ dòng RTP

trong mạng IP) IMS-MGW có thể hỗ trợ chuyển đổi phương tiện điều khiển mang và xử lí tải trọng (ví dụ mã hóa, triệt vọng, cầu hội nghị) Nó có thể:

ƒ Tương tác với MRCF để điều khiển tài nguyên

ƒ Tự nó điều khiển tài nguyên như triệt tiếng vọng…

ƒ Có thể cần phải mã hóa

IMS-MGW sẽ được cung cấp tài nguyên cần thiết để hỗ trợ các phương tiện truyền tải UMTS/ GSM Hơn nữa IMS-MGW còn phải bổ sung thêm nhiều bộ mã hóa và các giao thức khung và hỗ trợ các chức năng đặc tả di động

1.2.2.9 SGW (Signalling gateway function)

Chức năng cổng báo hiệu được sử dụng để kết nối các mạng báo hiệu khác nhau ví dụ mạng báo hiệu SCTP/ IP và mạng báo hiệu SS7 Chức năng cổng báo hiệu có thể triển khai như một thực thể đứng một mình hoặc bên trong môj thực thể khác Các luồng phiên trong đặc tả này không thể hiện SGW nhưng khi làm việc với PSTN hay miền chuyển mạch kênh thì cần có một SGW để chuyển đổi truyền tải báo hiệu SGW được triển khai như hai node logic sau:

Cổng báo hiệu chuyển mạng (R-SGW)

Vai trò của R-SGW liên quan đến chuyển mạng từ/ tới miền chuyển mạch kênh 2G/ R99 và miền GPRS tới/ từ miền dịch vụ thoại MUTS R00 và miền GPRS UMTS Để chuyển mạng đúng cách R-SGW thực hiện chuyển đổi báo hiệu tại lớp transport

Cổng báo hiệu truyền tải T-SGW (Transport Singnalling Gateway)

Thành phần này trong mạng R4/5 là các điểm kết cuối PSTN/ PLMN trong một mạng xác định Nó ánh xạ báo hiệu cuộc gọi từ/ tới PSTN/ PLMN lên mạng mang IP và gửi nó từ/ tới MGCF

1.2.3 Các giao diện trong IMS

Để các loại dịch vụ đa phương tiện được chuyển qua miền chuyển mạch gói (PS) trong phạm vi kiến trúc IMS thì một giao thức điều khiển phiên đơn

cần phải được sử dụng giữa thiết bị người dùng (UE) và CSCF qua giao diện

ƒ Giữa MGCF và CSCF là giao diện Mg

ƒ Giữa các CSCF là giao diện Mw

ƒ Giữa một CSCF và mạng IP bên ngoài là Mm

ƒ Giữa CSCF và BGCF là giao diện Mi

ƒ Giữa BGCF và MGCF là giao diện Mj

ƒ Giữa BGCF và BGCF là giao diện Mk

ƒ Giữa một CSCF và một MRCF là giao diện Mr

Giao thức điều khiển phiên được sử dụng trên các giao diện Mg, Mw, Mm,

Mi, Mj, Mk, sẽ dựa trên SIP

Báo hiệu SIP tương tác giữa các phần tử mạng lõi của IMS và có thể khác

so với báo hiệu SIP giữa UE và CSCF

SIP được 3GPP lựa chọn làm giao thức báo hiệu trong phần lõi IMS còn trên các giao diện giữa phần lõi IMS và các phần tử ngoài không được chuẩn hóa, 3GPP chỉ khuyến cáo sử dụng các giao thức H.248 và DIAMETER

Để cấu hình mạng độc lập thì mạng phải có khả năng ẩn cấu hình khỏi các nhà khai thác mạng khác Để mạng có thể hạn chế các luồng thông tin sau không được chuyển ra ngoài khỏi mạng của nhà khai thác: Số lượng chính xác các S-CSCF, các khả năng của các S-CSCF hoặc các khả năng của mạng

Để hạn chế truy nhập từ các mạng bên ngoài, giải pháp báo hiệu cũng sẽ cho phép nhà khai thác mạng hạn chế truy nhập từ các mạng bên ngoài (mức ứng dụng)

Với truy nhập HSS, nhà khai thác mạng cũng có thể điều khiển truy nhập tới HSS

CHƯƠNG 2: GIAO DIỆN GIỮA IMS VÀ CÁC PHẦN TỬ KHÁC

TRONG NGN

Các thủ tục trong phần này được sử dụng để cung cấp các dịch vụ cho phân hệ đa phương tiện IP Các thủ tục đó được diễn tả bằng lươc đồ văn bản các luồng thông tin Các thủ tục trong tài liệu này là phương tiện để cho phép phân hệ IMS hỗ trợ các ứng dụng đa phương tiện IP

2.1 Thủ tục đăng kí mức ứng dụng

Các phần sau đây nói đến các luồng thông tin của thủ tục đến đăng kí ở phân hệ đa phương tiện IP bằng cách sử dụng các luồng thông tin khác nhau

sẽ được liệt kê một cách tương ứng

2.1.1 Luồng thông tin đăng kí với người dùng chưa đăng kí

Đăng kí mức ứng dụng có thể được thực hiện sau khi đã đăng kí truy nhập,

và sau đó kết nối IP cho báo hiệu được tích cực từ mạng truy nhập Mục đích của luồng thông tin đăng kí là để các thuê bao có thể chuyển mạng Với các thuê bao di chuyển trong mạng nhà của nó, mạng nhà sẽ thực hiện vai trò của các thành phần mạng nhà và các thành phần của mạng khách

Hình 2.1 Đăng kí với người dùng chưa đăng kí

1 Sau khi UE nhận được kênh báo hiệu từ mạng truy nhập, nó có thể thực hiện đăng kí IMS Để làm điều đó UE gửi luồng thông tin đăng

kí tới Proxy (nhận dạng chung, nhận dạng riêng, tên miền mạng nhà, địa chỉ IP của UE)

2 Khi nhận thông tin đăng kí, P-CSCF thực hiện kiểm tra “tên miền mạng nhà” để tìm thực thể mạng nhà (e g I-CSCF) Proxy sẽ gửi luồng thông tin đăng kí tới I-CSCF (tên/ địa chỉ P-CSCF, nhận dạng chung, nhận dạng riêng, nhận dạng mạng P-CSCF, địa chỉ IP của UE) Một kĩ thuật phân tích tên–địa chỉ được sử dụng để quyết định mạng nhà từ tên miền mạng nhà Nhận dạng P-CSCF là một chuỗi các nhận dạng tại mạng nhà, mạng đó là mạng mà ở đó P-CSCF được lắp đặt (ví dụ nhận dạng mạng P-CSCF có thể là tên miền của mạng P-CSCF)

3 I-CSCF sẽ gửi thông tin lên giao diện Cx để truy vấn HSS (nhận dạng thuê bao chung, nhận dạng thuê bao riêng, nhận dạng mạng P-CSCF) HSS sẽ thực hiện kiểm tra người dùng đã được đăng kí hay chưa HSS sẽ chỉ thị người dùng đó có được phép đăng kí vào P-CSCF hay không tùy theo thuộc tính thuê bao của người dùng và những giới hạn của nhà khai thác mạng

4 Đáp ứng truy vấn Cx sẽ được gửi từ HSS tới I-CSCF có chứa tên của S-CSCF mà HSS biết Nếu như sự kiểm tra ở HSS không thành công, đáp ứng truy vấn Cx sẽ loại bỏ đăng kí

5 Nếu như I-CSCF không được cung cấp tên của S-SCF thì I-CSCF sẽ gửi một bản tin Cx-Select-pull (nhận dạng thuê bao chung, nhận dạng thuê bao riêng) tới HSS để yêu cầu các thông tin liên quan đến S-CSCF được yêu cầu để nó có thể lựa chọn S-CSCF

6 HSS sẽ gửi Cx-select-pull-resp tới I-CSCF

7 I-CSCF sử dụng tên của CSCF để có thể quyết định địa chỉ của CSCF nhờ kĩ thuật phân tích tên–địa chỉ I-CSCF cũng sẽ quyết định tên của một điểm giao tiếp mạng nhà phù hợp nhờ thông tin nhận được từ HSS Điểm giao tiếp mạng nhà có thể là chính S-CSCF hoặc một I-CSCF phù hợp trong trường hợp ẩn cấu hình mạng Nếu một I-CSCF được lựa chọn như một điểm giao tiếp mạng nhà để thực hiện

S-ẩn cấu hình mạng, nó sẽ khác với I-CSCF đóng vai trò tiếp nhận thông tin đăng kí, và nó sẽ cho phép nhận tên các S-CSCF từ thông tin giao tiếp nhà I-CSCF sẽ gửi luồng thông tin đăng kí (tên/ địa chỉ của P-CSCF, nhận dạng chung, nhận dạng riêng, nhận dạng mạng P-CSCF, địa chỉ IP của UE, I-CSCF(THIG) trong trường hợp mạng muốn ẩn cấu hình) tới S-CSCF đã được chọn đó Điểm giao tiếp mạng nhà sẽ được P-CSCF sử dụng để gửi báo hiệu thiết lập phiên tới mạng nhà

8 CSCF sẽ gửi Cx-put (nhận dạng chung, nhận dạng riêng, tên CSCF) tới HSS HSS sẽ lưu trữ tên S-CSCF cho thuê bao đó

S-9 HSS sẽ gửi Cx-put-resp tới I-CSCF để báo nhận bản tin Cx-put đã gửi

10 Khi nhận thông tin từ Cx-put- resp, S-CSCF sẽ gửi luồng thông tin Cx-pull (nhận dạng thuê bao chung, nhận dạng thuê bao riêng) tới HSS để cho phép tải về các thông tin có liên quan tới các thuộc tính thuê bao cho nó S-CSCF sẽ lưu trữ các tên/ địa chỉ của P-CSCF khi được cung cấp từ mạng khách Sự mô tả tên và địa chỉ này để mạng nhà có thể chuyển tiếp báo hiệu phiên kết thúc tiếp đó tới UE

11 HSS gửi trả lời bằng bản tin Cx-pull-resp tới S-CSCF Thông tin người dùng được chuyển từ HSS tới S-CSCF gồm một hay nhiều thông tin tên/ địa chỉ cần cho quá trình truy nhập các mặt bằng điều khiển dịch vụ khi người sử dụng đã được đăng kí tại S – CSCF S-CSCF sẽ lưu trữ thông tin cho người dùng đã được chỉ định Hơn nữa thông tin tên/ địa chỉ, thông tin bảo mật cũng có thể được gửi cho S-CSCF sử dụng

12 Dựa trên bộ lọc tiêu chuẩn, S-CSCF sẽ gửi thông tin đăng kí tới mặt bằng điều khiển dịch vụ và thực hiện bất cứ thủ tục điều khiển dịch

vụ thích hợp nào

13 S-CSCF sẽ đáp lại luồng thông tin 200 OK (thông tin giao tiếp mạng nhà) tới I-CSCF Nếu một I-CSCF được lựa chọn như một điểm giao tiếp mạng nhà để thực hiện ẩn cấu hình mạng, I-CSCF sẽ thực hiện

mã hóa địa chỉ S-CSCF vào trong thông tin giao tiếp mạng nhà

14 I-CSCF sẽ gửi thông báo 200 OK tới P-CSCF I-CSCF sẽ giải phóng tất cả thông tin đăng kí sau khi gửi luồng thông tin 200 OK

15 P-CSCF sẽ lưu trữ thông tin giao tiếp mạng nhà và sẽ gửi luồng thông tin 200 OK tới UE

2.1.2 Luồng thông tin đăng kí lại cho người dùng đã đăng kí

Đăng kí lại mức ứng dụng theo định kì được thiết lập bởi UE để làm tươi lại một sự đăng kí đã tồn tại hoặc để cập nhật những thay đổi về trạng thái đăng kí của UE Đăng kí lại được thực hiện theo cách sử lí như “luồng thông

tin đăng kí với người dùng chưa đăng kí” Khi được khởi tạo bởi UE dựa vào thời gian đăng kí đã được thiết lập trong lần đăng kí trước, UE sẽ giữ một bộ định thời ngắn hơn so với định thời đăng kí ở mạng

Hình 2 2 Đăng kí lại với người dùng đã được đăng kí

1 Đến khi hết hạn thời gian đăng kí, UE sẽ thực hiện đăng kí lại Để thực hiện đăng kí lại UE gửi một yêu cầu đăng kí mới UE gửi luồng thông tin đăng kí mới tới Proxy (nhận dạng thuê bao chung, nhận dạng thuê bao riêng, tên miền mạng nhà, địa chỉ IP của UE)

2 Khi chấp nhận luồng thông tin đăng kí, P-CSCF sẽ kiểm tra “tên miền nhà” để tìm ra thực thể chỏ tới mạng nhà đó (e g: I-CSCF) Proxy không sử dụng thực thể chỉ tới bộ lưu trữ sự đăng kí theo chu kì Proxy sẽ gửi luồng thông tin đăng kí tới I-CSCF (tên/ địa chỉ I-CSCF, nhận dạng người dùng chung, nhận dạng người dùng riêng, nhận dạng mạng P-CSCF, địa chỉ IP của UE) Kĩ thuật phân tích tên và địa chỉ được sử dụng để quyết định địa chỉ của mạng nhà từ tên miền mạng

nhà Nhận dạng mạng P-CSCF là một chuỗi để nhận dạng ở mạng nhà–là mạng, mà P-CSCF đặt tại đó (ví dụ nhận dạng mạng P-CSCF

có thể là tên miền của mạng P-CSCF)

3 I-CSCF sẽ gửi luồng thông tin Cx-Query tới HSS (gồm nhận dạng chung, nhận dạng riêng, và nhận dạng mạng P-CSCF)

4 HHS sẽ kiểm tra người dùng đó đã đăng kí hay chưa và sau đó chỉ thị rằng một S-CSCF đã được phân bổ Cx-Query resp được gửi từ HSS tới I-CSCF

5 I-CSCF sẽ sử dụng tên của CSCF để quyết định địa chỉ của CSCF thông qua kĩ thuật phân tích tên–địa chỉ I-CSCF cũng quyết định tên của điểm giao tiếp mạng nhà thích hợp nhờ nhận được những thông tin từ HSS Điểm giao tiếp mạng nhà có thể là chính S-CSCF hoặc là một I-CSCF phù hợp khi muốn ẩn cấu hình mạng Nếu như I-CSCF được lựa chọn như là một điểm giao tiếp mạng nhà khi muốn

S-ẩn cấu hình mạng, nó sẽ khác biệt với các I-CSCF trong việc nhận lưu lượng đăng kí I-CSCF sẽ gửi luồng thông tin đăng kí (địa chỉ/ tên của P-CSCF, nhận dạng thuê bao chung, nhận dạng thuê bao rieng nhận dạng mạng P-CSCF, địa chỉ IP của UE, I-SCF trong trường hợp muốn

ẩn cấu hình mạng) tới S-CSCF đã được lựa chọn Điểm giao tiếp mạng nhà sẽ được P-CSCF sử dụng để chuyển tiếp báo hiệu khởi tạo phiên tới mạng nhà

6 S-CSCF sẽ gửi Cx-put (nhận dạng thuê bao chung, nhận dạng thuê bao riêng, tên S-CSCF) tới HSS HSS sẽ lưu trữ tên S-CSCF cho thuê bao đó Chú ý: S-CSCF có thể biết rằng đó là sự đăng kí lại và không làm hết bản tin Cx-put request

7 HSS sẽ gửi Cx-put resp tới S-CSCF để báo nhận bản tin Cx-put

8 khi nhận được luồng thông tin đáp ứng Cx-put resp, S-CSCF sẽ gửi luồng thông tin Cx-Pull (nhận dạng thuê bao chung, nhận dạng thuê bao riêng) tới HSS để cho phép tải về các thông tin có liên quan với thuộc tính thuê bao tới S-CSCF S-CSCF sẽ lưu trữ tên và địa chỉ của P-CSCF khi được mạng khách cung cấp Những mô tả tên và địa chỉ

đó sẽ được mạng nhà chuyển tiếp đến sau khi đã quyết định phiên báo hiệu cho UE

9 HSS sẽ đáp trả luồng thông tin Cx-pull-resp (thông tin người dùng) tới S-CSCF S-CSCF sẽ lưu trữ thông tin của người dùng đã được chỉ thị

10 Dựa vào bộ lọc tiêu chuẩn, S-CSCF sẽ gửi thông tin đăng kí lại tới mặt bằng điều khiển dịch vụ và bất kì mặt bằng các thủ tục điều khiển dịch vụ thích hợp nào

11 S-CSCF sẽ gửi trả luồng thông tin 200 OK (thông tin giao tiếp mạng nhà) tới I-CSCF Nếu I-CSCF được chọn như là điểm giao tiếp mạng nhà để ẩn cấu hình mạng thì I-CSCF sẽ mã hóa địa chỉ của S-CSCF trong thông tin giao tiếp mạng nhà

12 I-CSCF sẽ gửi luồng thông tin 200 OK (thông tin giao tiếp mạng nhà) tới P-CSCF I-CSCF sẽ phát hành tất cả các thông tin đăng kí sau khi

đã gửi luồng thông tin 200 OK

13 P-CSCF sẽ lưu trữ thông tin giao tiếp mạng nhà và sẽ gửi luồng thông tin 200 OK tới UE

2.2 Thủ tục xóa đăng kí mức ứng dụng

2.2.1 Xóa đăng kí khởi tạo di động

Khi UE muốn xóa đăng kí trong IMS, UE sẽ thực hiện xóa đăng kí mức ứng dụng Xóa đăng kí được thực hiện do đăng kí đã hết giờ

Hình 2.3 Xóa đăng kí với người dùng đã được đăng kí

1 UE quyết định khởi tạo xóa đăng kí Để xóa đăng kí UE thực hiện

một yêu cầu REGISTER mới với giá trị thời hạn là không giây UE

gửi luồng thông tin REGISTER tới Proxy (nhận dạng người dùng

chung, nhận dạng người dùng riêng, tên miền mạng nhà, địa chỉ IP

của UE)

2 Khi nhận được luồng thông tin đăng kí, P-CSCF sẽ thực hiện kiểm tra

tên miền mạng nhà để tìm ra thực thể chỉ tới mạng nhà (ví dụ

I-CSCF) Proxy không sử dụng các thực thể chỉ tới bộ lưu trữ các đăng

kí định kì Proxy sẽ gửi luồng thông tin đăng kí tới I-CSCF (tên/địa

chỉ P-CSCF, nhận dạng người dùng chung/ riêng, nhận dạng mạng

Proxy, địa chỉ IP của UE) một kĩ thuật phân tích tên địa chỉ được sử

dụng để quyết định địa chỉ mạng nhà từ tên miền mạng nhà Nhận

dạng mạng P-CSCF là một chuỗi để nhận dạng mạng nhà (nhận ra

mạng mà P-CSCF đặt tại đó) ví dụ: nhận dạng mạng P-CSCF có thể

là tên miền của mạng P-CSCF