PHƯƠNG ÁN TÍCH HỢP MẠNG CỐ ĐỊNH-DI ĐỘNG CHO MẠNG VIỄN THÔNG CỦA VIỆT NAM GIAI ĐOẠN TỪ NAY ĐẾN 2010

Theo báo cáo của DSL Forum [1], trong sáu tháng đầu năm 2005, trên thế giới đã có thêm 24,5 triệu hộ gia đình và doanh nghiệp chuyển sang băng thông rộng. Cho tới 30/06/2005, đã có 176 triệu kết nối băng thông rộng. Ở châu Âu, có hơn 8 triệu thuê bao đăng ký sử dụng dịch vụ băng rộng. Với 47,5 triệu thuê bao, EU hiện đã vượt qua khu vực Bắc Mỹ để trở thành thị trường băng thông rộng lớn nhất thế giới. Mỹ vẫn là quốc gia có số lượng thuê bao băng rộng lớn nhất thế giới với hơn 38,2 triệu thuê bao. Tăng trưởng của thuê bao sử dụng DSL trong năm 2005 là 16% còn tăng trưởng của các công nghệ khác là 10%. Theo đánh giá của giới chuyên môn, thuê bao băng rộng sẽ đạt 200 triệu vào cuối 2005, với hơn 10 quốc gia đạt mật độ thuê bao băng rộng là 20%.

MỤC LỤC

Chương 1 15

XU THẾ PHÁT TRIỂN CỦA MẠNG VÀ DỊCH VỤ 15

VIỄN THÔNG 15

2.4.2 Bảo mật 52

2.4.3 Truyền tải 52

2.4.4 Ứng dụng Diameter NAS 52

2.4.5 Ứng dụng Diameter 53

2.4.6 Loại nút Diameter và vai trò của chúng 53

2.4.7 Ưu điểm của Diameter so với Radius 54

2.4.8 Các vấn đề đối với Diameter 57

5.2.5 Dịch vụ và ứng dụng 113

5.2.6 Tính cước và quản lý 121

6.2 PHƯƠNG ÁN TÍCH HỢP MẠNG CỐ ĐỊNH-DI ĐỘNG CHO MẠNG VIỄN THÔNG CỦA VIỆT NAM GIAI ĐOẠN TỪ NAY ĐẾN 2010 132

6.2.6 Phương án phát triển mạng di động 149

6.2.7 Cấu hình mạng hội tụ 152

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

Từ viết tắt Nghĩa tiếng Anh Nghĩa tiếng ViệtAAA

Authentication, Authorization, Accounting

Xác thực, cấp phép, thanh toán

AAL ATM Adaptation Layer Lớp thích nghi ATM

AES Advanced Encryption Standard Chuẩn mã hoá AES

AHAG Ad Hoc Authentication Group

Nhóm xây dựng chuẩn AHAG

AKA Authentication and Key Agreement

Xác thực và thoả thuận khoá

AMF Authentication Management Field Trường quản lý xác thựcANSI

American National Standards

APN Access Point Name Tên điểm truy nhập

ARIB

Association of Radio Industries and

ARP Address Resolution Protocol

Giao thức xác định địa chỉ ARP

ARPU Average Revenue Per User

Doanh thu trung bình trên mỗi thuê bao

AUTN Authentication Token Thẻ bài xác thực

AVP Attribute Value Pair Cặp thuộc tính giá trịBGCF Breakout Gateway Control Function

Chức năng điều khiển gateway ngõ ra

BSSAP Base Station System Application Part

CAMEL

Customized Applications for Mobile

CAP CAMEL Application Part CAP

Cellular Authentication and Voice Encryption

Xác thực và mã hoá thoại cho mạng tế bào

CDMA Code Division Multiple Access CDMA

CDR Call Detail Record

Bản ghi thông tin cuộc gọi

CFN Connection Frame Number

CHAP

Challenge Handshake Authentication

CKSN Cipher Key Sequence Number Số thứ tự CK

CM Connection Management Quản lý kết nối

CSCF Call State Control Function

Chức năng điều khiển trạng thái cuộc gọi

Call Session Control Function

Chức năng điều khiển phiên cuộc gọi

CSE CAMEL Service Environment

Môi trường dịch vụ CAMEL

CSM Communication Session Manager Quản lý phiên thông tinCS-MGW Circuit Switched Media Gateway

Gateway thoại với mạng chuyển mạch kênh

Diff-Serv Differentiated Service Dịch vụ DiffServ

DoS Denial of Service Tấn công từ chối dịch vụDRS Data Ready to Send

DSCP Differentiated Service Code Point Mã DiffServ

DSI Dynamic Subscriber Information Thông tin thuê bao độngDSNP Dynamic SLS Negotiation Protocol

Giao thức thoả thuận SLS động

DSS Digital Signature Standard

Chuẩn chữ ký điện tử DSS

ESA Enhanced Subscriber Authentication

Xác thực thuê bao nâng cao

ESN Electronic Serial Number

FQDN Fully Qualified Domain Name Tên miền đầy đủ

GEA GPRS Encryption Algorithm Thuật toán mã hoá GPRSGERAN GSM EDGE Radio Access Network

Mạng truy nhập vô tuyến EDGE

GFA Gateway Foreign Agent

GHDM General Handoff Direction Message

GLM Geographical Location Manager Quản lý vị trí địa lý

GMM GPRS Mobility Management Quản lý di động GPRSGRE Generic Routing Encapsulation

GSCF GPRS Service Control Function

Chức năng điều khiển dịch vụ GPRS

GTP GPRS Tunneling Protocol

Giao thức đường hầm GPRS

HAA Home-Agent-MIP-Answer

HAR Home-Agent-MIP-Request

HAWAII

Handoff-Aware Wireless Access Internet Infrastructure

HFN Hyper Frame Number

HMM Home Mobility Manager

Hệ thống quản lý di động tại mạng chủ

HSS Home Subscriber Server

CSDL thuê bao tại mạng chủ

IAB Internet Architecture Board Tổ chức IAB

IAPP Inter Access Point Protocol

ICMP Internet Control Message Protocol

Giao thức bản tin điều khiển Internet ICMP

I-CSCF

Interrogating Call State Control Function

ICV Integrity Check Value

Giá trị kiểm tra tính toàn vẹn

IESG Internet Engineering Steering Group Nhóm IESG

IKE Internet Key Exchange

Trao đổi khoá toàn vẹn số liệu

IMEI

International Mobile Station Equipment Identity Số IMEIIM-MGW IP Multimedia Media Gateway Gateway phương tiện IPIMSI

International Mobile Subscriber

ISM Industrial, Scientific, and Medical

KAC Key Administration Center Trung tâm quản trị khoá

KDC Key Distribution Center

Trung tâm phân phối khoá

KSI Key Set Identifier Định danh bộ khoá

L2TP Layer-2 Tunneling Protocol

Giao thức đường hầm lớp 2

LEC Local Exchange Carrier LEC

LNS L2TP Network Server Server mạng L2TP

MEK MAP Encryption Key Khoá mã hoá MAP

MGCF Media Gateway Control Function

Chức năng điều khiển gateway phương tiện

MRC Multimedia Resource Controller

Bộ điều khiển tài nguyên

đa phương tiệnMRF Multimedia Resource Function

Chức năng tài nguyên đa phương tiện

MRFP

Multimedia Resource Function Processor

Bộ xử lý chức năng tài nguyên đa phương tiệnMSIN

Mobile Subscriber Identification Number

Số định danh thuê bao di động

MSISDN Mobile Subscriber ISDN Number

Số ISDN của thuê bao di động

MWIF Mobile Wireless Internet Forum Diễn đàn MWIF

NANP North American Numbering Plan Kế hoạch đánh số bắc MỹNAT Network Address Translator

Bộ chuyển đổi địa chỉ mạng

NMSI National Mobile Subscriber Identity

Định danh thuê bao di động quốc gia

NPDB Number Portability Database

CSDL số điện thoại khả chuyển

NSAPI

Network-Layer Service Access Point Identifier

Điểm truy nhập dịch vụ mạng

OSPF Open Shortest Path Protocol

Giao thức định tuyến OSPF

OTASP Over-The-Air Service Provisioning

P-CSCF Proxy Call State Control Function Proxy CSCF

PDCP Packet Data Convergence Protocol Gioa thức PDCP

PDE Position Determining Entity

PHS Personal Handyphone System Hệ thống vô tuyến PHSPKC Public Key Certificate

Chứng nhận khoá công cộng

PLCM Private Long Code Mask

P-MIP Paging in Mobile IP Gửi tin trong IP di độngPMM Packet Mobility Management Quản lý di động

P-TMSI Packet TMSI

PZID Packet Zone ID

RAB Radio Access Bearer

Kênh mang truy nhập vô tuyến

RADIUS

Remote Authentication Dial In User Service

Giao thức xác thực RADIUS

RAI Routing Area Identifier

Định danh vùng định tuyến

RANAP Radio Access Network Application

PartRAU Routing Area Update

ROHC Robust Header Compression Nén mào đầu

RSA Rivest, Shamir, Adleman Thuật toán RSA

SAD Security Association Database CSDL liên kết an ninhSBLP Service Based Local Policy

Chính sách nội bộ dựa trên dịch vụ

S-CSCF Serving Call State Control Function SCSC phục vụ

SDO Standards Development Organization

Tổ chức xây dựng tiêu chuẩn

SMEKEY Signaling Message Encryption Key

Khoá mã hoá bản tin báo hiệu

SPI Security Parameter Index Chỉ số tham số an ninhSRNS Serving Radio Network Subsystem

TACS

Total Access Communications Services

TCA Traffic Conditioning Agreement

Thoả thuận kiểm soát lưu lượng

TRIP Telephony Routing over IP Protocol

Định tuyến thoại qua giao thức IP

UHDM Universal Handoff Direction Message

Bản tin hướng chuyển vùng

URA UTRAN Registration Area Vùng đăng ký UTRANUSIM UMTS Subscriber Identity Module

Universal Subscriber Identity Module

VAS Value-Added Service Dịch vụ giá trị gia tăng

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

Hình 1-1 - Lộ trình triển khai dịch vụ trên mạng Viễn thông Việt nam

Hình 2-1 - Kiến trúc mạng hội tụ

Hình 2-2 - Kiến trúc mạng NGN (nguồn ETSI 2005)

Hình 2-3 - Lộ trình chuẩn hoá của 3GPP (nguồn ETSI-TISPAN 2005)

Hình 2-4 - Lộ trình xây dựng tiêu chuẩn NGN của ETSI – TISPAN

Hình 2-6 - Sử dụng SIP-T cho báo hiệu liên MGC

Hình 2-7 - Tương tác các profile của SIP

Hình 3-1 - Kiến trúc IMS của 3GPP (nguồn 3GPP, ETSI-TISPAN)

Hình 3-2 - Core IMS trong phiên bản NGN release 1

Hình 3-3 - Kiến trúc IMS của 3GPP2

Hình 4-1 - Kiến trúc QoS cho UMTS

Hình 4-2 - Kiến trúc phần điều khiển truy nhập và sử dụng tài nguyên RACS

Hình 4-3 - Kiến trúc QoS toàn trình của 3GPP2

Hình 4-4 - Quản lý QoS trong mặt phẳng người sử dụng và mặt phẳng điều khiển

Hình 4-5 - An ninh mạng NGN

Hình 4-6 - Chức năng của gateway an ninh

Hình 4-7 - Kiến trúc an ninh của 3GPP

Hình 4-8 - Kiến trúc an ninh IMS của 3GPP2

Hình 5-1- Giải pháp FMC dựa trên SIP

Hình 5- 3 - Mối quan hệ trong mô hình cung cấp dịch vụ mới NGN

Hình 6-1 - Cấu hình kết nối NGN (VNPT, 2006)

Hình 6-2 - Các bước chuyển đổi trong kịch bản thứ nhất

Hình 6-3 - Các bước triển khai trong kịch bản thứ 2

Hình 6-4 - Các bước triển khai trong kịch bản thứ 3

Hình 6-6 - Chuyển đổi phần mạng lõi chuyển mạch kênh sang chuyển mạch IP

Hình 6-7- Bổ sung chức năng điều khiển phiên vào lớp điều khiển mạng

Hình 6-8 - Mạng tuân thủ IMS

Hình 6-9 - Cấu hình mạng hội tụ với mỗi công ty vận hành một vùng IMS riêng biệt

Hình 6-10 - Cấu hình mạng hội tụ với hai vùng IMS

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1-1 - Mật độ thuê bao băng rộng (%) phân chia theo công nghệ truy

nhập tại một số nước trên thế giới

Bảng 1-2 - Thứ tự các quốc gia theo mật độ thuê bao băng rộng

Bảng 2-1 - Các bản tin Yêu cầu của SIP

Bảng 2-2 - Các loại bản tin đáp ứng của SIP

Bảng 5-1 - Các trường hợp hoạt động liên vận giữa các mạng trong quá trình chuyển đổi lên mạng hội tụ

Bảng 5-2 - Bảng phân loại dịch vụ NGN

Bảng 6 -1 - Tổng dung lượng Internet quốc tế của Việt Nam

Bảng 6-2 - Tình hình phát triển thuê bao Internet của các ISP(VNNIC-11/2005)

Bảng 6-3 - Tỷ trọng dịch vụ VoIP quốc tế giữa các nhà khai thác hiện tại tại Việt Nam

LỜI NÓI ĐẦU

Hiện nay, mạng viễn thông Việt Nam phân chia khá rõ rệt thành hai mảng tách biệt: viễn thông cho thuê bao di động và cho thuê bao cố định Để cung cấp dịch vụ cho hai nhóm thuê bao này các nhà cung cấp dịch vụ sử dụng kiến trúc mạng khác nhau, phần tử thiết bị mạng khác nhau, cũng như mô hình kinh doanh và thậm chí cơ cấu tổ chức khác nhau

Sự phân chia tách biệt này là chấp nhận được chừng nào hai thị truờng di động và cố định đều phát triển mạnh Tuy nhiên thời gian gần đây, dưới áp lực cạnh tranh gia tăng, doanh thu bình quân trên thuê bao (ARPU) giảm mạnh, các nhà cung cấp dịch vụ đang phải đối đầu với bài toán cắt giảm chi phí, đồng thời với việc tạo ra dịch vụ mới, riêng biệt và hấp dẫn người dùng

Để tăng nguồn thu cho nhà cung cấp mạng cố định cũng như bổ sung dịch vụ

có sẵn trên mạng cố định cho các thuê bao di động, hội tụ mạng cố định – di động là một định hướng rất quan trọng

Trong kỷ nguyên của thông tin và truyền thông, mong muốn sử dụng dịch

vụ mọi lúc, mọi nơi trong môi trường mạng hội tụ cố định - di động có hỗ trợ toàn diện cho di chuyển của người dùng đang trở thành một xu hướng nổi trội Mạng hội tụ, trong đó hợp nhất công nghệ tế bào lớn như mạng tế bào (cellular) hay WiMAX với công nghệ tế bào nhỏ như Wi-Fi, Bluetooth, băng tần siêu rộng (UWB- Ultra Wireband) Sử dụng một cơ sở hạ tầng truyền tải chung dựa trên công nghệ IP sẽ tiết kiệm chi phí vận hành cũng như linh hoạt với lưu lượng tổng thể Theo hướng hội tụ cố định - di động, ngày càng nhiều ứng dụng và dịch vụ mới được ra đời nhằm đáp ứng nhu cầu đa dạng của người sử dụng dịch vụ

Đồ án này xin được trình bày về “khả năng áp dụng giải pháp hội tụ

mạng cố định - di động vào Việt Nam”, nội dung chính của đồ án được trình

bày như sau:

 Chương 1– Xu thế phát triển của mạng và dịch vụ viễn thông

 Chương 2 – Xu hướng hội tụ cố định – di động

 Chương 3 – Kiến trúc mạng lõi IMS

 Chương 4 – Chất lượng dịch vụ QoS và an ninh mạng

 Chương 5 – Các giải pháp sử dụng tiềm năng mạng cố định và mạng di động

 Chương 6 – Lựa chọn phương án tích hợp mạng cố định – di động

cho mạng viễn thông Việt Nam

 Chương 7 - Kết luận chung và khuyến nghị

Tôi xin chân thành cảm ơn PGS-TS PHAN HỮU HUÂN đã tận tình giúp đỡ,

định

hướng nội dung và tài liệu tham khảo cho đến khi hoàn thành đồ án này

Hà Nội, Ngày 31 tháng 3 năm 2008 Sinh viên

Trần Thị Đồng

Mỹ vẫn là quốc gia có số lượng thuê bao băng rộng lớn nhất thế giới với hơn 38,2 triệu thuê bao Tăng trưởng của thuê bao sử dụng DSL trong năm

2005 là 16% còn tăng trưởng của các công nghệ khác là 10%

Theo đánh giá của giới chuyên môn, thuê bao băng rộng sẽ đạt 200 triệu vào cuối 2005, với hơn 10 quốc gia đạt mật độ thuê bao băng rộng là 20%

1.1.1 Mạng cố định

Trong số các công nghệ truy nhập băng rộng hiện nay, DSL là công nghệ truy nhập chủ đạo, đóng vai trò quan trọng trong việc thúc đẩy nhu cầu sử dụng dịch vụ băng rộng Với lợi thế là tận dụng được cơ sở hạ tầng mạng cáp đồng và công nghệ DSL đã được chuẩn hoá và các thiết bị đã được kiểm chứng về độ tương thích, các quốc gia trên thế giới đều có thể đẩy nhanh sự phát triển truy nhập băng rộng một cách hiệu quả cả về kỹ thuật cũng như kinh tế

Trong nửa đầu năm 2005, công nghệ DSL chiếm gần ¾ số lượng kết nối băng thông rộng mới Hiện có tới 115 triệu thuê bao sử dụng DSL cho truy nhập băng rộng trên toàn thế giới, trong đó 17,7 triệu thuê bao mới trong 6

tháng đầu năm 2005 – hơn hai lần rưỡi số lượng thuê bao băng rộng sử dụng các công nghệ khác Ở châu Âu, có tới 81% sử dụng DSL trong số hơn 8 triệu thuê bao đăng ký sử dụng dịch vụ băng rộng Tăng trưởng của thuê bao

sử dụng DSL tại Mỹ trong năm 2005 là 16% còn tăng trưởng của các công nghệ khác chỉ là 10%

Trung Quốc là quốc gia có tốc độ phát triển truy nhập băng rộng rất nhanh và là quốc gia đầu tiên trên thế giới đạt được 20 triệu thuê bao sử dụng DSL Trong số các quốc gia đã sử dụng công nghệ DSL từ khá lâu, Úc là quốc gia có tốc độ tăng trưởng cao nhất ở mức 40%, sau đó là UK ở mức 37% và Brazil ở mức 27%

Bảng 1-1 cho thấy mức độ phổ biến của hai công nghệ truy nhập băng rộng phổ biến nhất hiện nay là DSL và cáp so với các công nghệ truy nhập băng rộng khác tại các nước sử dụng dịch vụ băng rộng nhiều nhất trên thế giới Mật độ sử dụng dịch vụ băng rộng tại một số nước phát triển trong năm

2005 cũng được chỉ ra trên Bảng 1-2

Bảng 1-3 - Mật độ thuê bao băng rộng (%) phân chia theo công nghệ truy nhập tại một số nước trên thế giới (nguồn Organization for Economic Cooperation and Development, December 2004)

Bảng 1-4 – Thứ tự các quốc gia theo mật độ thuê bao băng rộng (nguồn Point

tin thể thao và video ca nhạc trên thiết bị di động cầm tay của mình Cùng với việc triển khai mạng cellular 3G/UMTS, sự thoả mãn của khách hàng sẽ ngày càng được đáp ứng hơn Thiết bị cầm tay ngày một rẻ hơn trong khi tính năng cũng như thời gian sử dụng ngày càng tốt hơn Trong khi đó, các nhà khai thác di động cũng đưa ra các dịch vụ phù hợp với yêu cầu của người dùng

Sự kết hợp chặt chẽ giữa thiết bị cầm tay, mạng và dịch vụ đã thực sự đáp ứng mong đợi của người sử dụng Góp phần làm tăng nhu cầu sử dụng của khách hàng, tạo ra các nguồn thu mới từ các dịch vụ phi thoại và duy trì mối quan hệ giữa các nhà khai thác mạng di động và khách hàng

Cùng với sự xuất hiện ngày một nhiều của các điểm hotspot WLAN, người sử dụng không có nhu cầu di chuyển nhiều có thêm một sự lựa chọn nữa cho việc kết nối mạng Các công nghệ kiểu này gồm WiMax/Flash OFDM và UWB/BWA và sẽ còn nhiều công nghệ khác nữa

Kết nối băng rộng cố định từ nhà hay nơi làm việc tiếp tục làm nhu cầu của khách hàng ngày một cao Kết nối di động đến dịch vụ đa phương tiện hay kho thông tin của doanh nghiệp với tốc độ tương tự như tốc độ modem

cũ sẽ không còn được chấp nhận nữa Khách hàng đã bắt đầu quen với kết nối tốc độ Mbps với chi phí thấp nên họ sẽ không thể chấp nhập việc phải trả chi phí cao cho kết nối di động có tốc độ và chất lượng dịch vụ tương đương cho dù lợi ích của di động có lớn bao nhiêu đi chăng nữa

Nhờ việc NTT DoCoMo triển khai mạng FOMA WCDMA đầu tiên trên thế giới vào năm 2001, Nhật bản hiện đang chiếm tới 50% thị phần 3G/UMTS toàn cầu [SOFRECOM, August 2005] với hơn 16,5 triệu thuê bao WCDMA của mạng DoCoMo của NTT và KK của Vodafone Cho tới nay,

số lượng thuê bao của DoCoMo tăng kỷ lục vào tháng 3 năm 2005 nhờ vào đợt tung ra các điện thoại FOMA có giá tương tự như các điện thoại 3G/PDC Trong khi đó thì châu Âu hiện chiếm 43,5% thị phần UMTS 4% thị phần còn lại thuộc về các khu vực khác trên thế giới bao gồm phần còn lại của

châu Á – Thái Bình Dương, Mỹ, châu Phi và khu vực Trung Đông Công nghệ 3G/UMTS sẽ có ảnh hưởng lâu dài đến thị trường cellular ở khu vực Trung Đông và châu Phi Ở những khu vực này, thuê bao di động hiện đang nhiều hơn thuê bao cố định Ngoài ra, việc ở đây có nhiều điểm tập trung dân

cư rất cao đồng nghĩa với việc chi phí triển khai mạng sẽ thấp Trong khi một

số nước thuộc nhóm MENA, như Bahrain và UAE đã cung cấp dịch vụ 3G/UMTS từ 2003/4, các nước khác, đặc biệt là các nước Bắc Phi chưa cấp phép khai thác Có ảnh hưởng mạnh mẽ đến thị trường di động toàn cầu, những nền kinh tế phát triển rất nhanh là Brazil, Nga, Ấn độ và Trung Quốc

sẽ là những nguồn thu rất lớn cho các nhà khai thác 3G/UMTS Việc xin giấy phép mạng 3G hiện đang được tiếp tục trong những khu vực này cho thấy 3G/UMTS là lựa chọn của các nhà khai thác dịch vụ GSM để tiến tới dịch vụ băng rộng

Các nhà khai thác hiện đang giới thiệu một loạt các dịch vụ 3G trên nền băng thông rộng của công nghệ truy nhập WCDMA Ngoài các dịch vụ đã quen thuộc với khách hàng di động - từ trò chơi trên nền Java và chuông điện thoại đến các dịch vụ thời sự, thể thao, thông tin - giải trí khác – 3G/UMTS còn mang đến các dịch vụ video có chất lượng tốt hơn hẳn so với GPRS hay EDGE Các dịch vụ video này bao gồm tin nhắn đa phương tiện video, điện thoại video, hội nghị truyền hình trên điện thoại di động, tải xuống các video clip, video streaming và TV trực tuyến Portal di động đã trở thành một động lực chính cho sự thành công của các dịch vụ 2G tại nhiều khu vực trên thế giới Điều này đặc biệt đúng tại các nước châu Á như Nhật Bản; ở đây, các nhà khai thác mạng như NTT DoCoMo đã giới thiệu các dịch vụ và nội dung riêng cho 3G, bao gồm giải trí có video, qua portal i-mode, trong khi vẫn duy trì khả năng tương thích với mạng 2G hiện có

Với sự thành công của mô hình portal trong việc thúc đẩy nhu cầu của khách hàng đối với 3G/UMTS, portal cũng sẽ có một vai trò quan trọng trong

chiến lược của các nhà vận hành mạng ở châu Âu Cho đến thời điểm này, Hutchinson cũng đã triển khai chiến lược này tại một số nước và tập trung vào việc cung cấp dịch vụ video cho thiết bị di động Vodafone cũng đã nhắm vào các khách hàng tiềm năng với portal Live! 2G và giới thiệu phiên bản 3G, tích hợp dịch vụ 3G vào hạ tầng portal sẵn có Trong khi đó, Orange lại tung ra cùng một lúc 3 dịch vụ chính là điện thoại Video, tin nhắn video,

TV di động Một số dấu hiệu cho thấy, chiến lược thu hút khách hàng bằng các dịch vụ đa phương tiện hấp dẫn và dễ sử dụng đã bắt đầu đem lại lợi nhuận cho nhà khai thác Vào tháng 1 năm 2005, SFR đã thông báo là trong năm 2004, số lượt tải xuống đã đạt mức 13 triệu lượt qua mạng Vodafone Live! và hi vọng số lượt tải xuống trong năm 2005 sẽ lên tới 17 triệu lượt Ở Anh, khách hàng của Hutchinson cũng xem hơn 10 triệu video ca nhạc của dịch vụ Video Jukebox từ tháng 7/2004 Doanh thu trên mỗi khách hàng của hãng này từ các dịch vụ phi thoại chiếm khoảng 23%

1.1.3 Dự báo dịch vụ viễn thông tại Việt Nam

Một nghiên cứu gần đây của Viện KHKT Bưu điện về dịch vụ NGN trong giai đoạn 2004-2010 đã dự báo lộ trình triển khai dịch vụ trên mạng viễn thông Việt Nam và đưa ra một số kết luận về các loại hình dịch vụ mũi nhọn như trình bày ở dưới đây

Hình 1-2 – Lộ trình triển khai dịch vụ trên mạng Viễn thông Việt namCác loại dịch vụ chính, mũi nhọn sau được triển khai trên mạng NGN của TCT cho đến 2010 như sau:

1) Dịch vụ thuộc thoại bao gồm:

• Dịch vụ thoại truyền thông chuyển một phần lưu lượng qua NGN, còn lại vẫn trên PSTN Thực hiện kết nối PSTN với NGN giai đoạn 1 để tăng cường các dịch vụ mạng thế hệ sau

• Dịch vụ Thoại mở rộng (VoIP, VoxDSL, WebDialing, )

• Các dịch vụ thoại trả tiền trước (VoIP prepaid, di dộng, Internet, v.v và dịch vụ cố định trả tiền trước trong giai đoạn tới)

• Các Dịch vụ cho doanh nghiệp như Call Center, IP PBX, IP Centrex, VPN,…

2) Các dịch vụ đa phương tiện (multimedia services): cùng với việc triển khai

các thuê bao băng rộng chúng ta có thể triển khai

• Truyền hình theo yêu cầu

4) Các dịch vụ gia tăng giá trị

• Tin nhắn hợp nhất : Gồm tin nhắn chứa ít nhất một trong những thành phần hình ảnh tĩnh/động, âm thanh, video,v.v loại tin này sẽ rất phổ biến khi nhắn từ mạng Internet vào di động hoặc từ di động sang di động có thể thấy một ví dụ dịch vụ voice-mail chung cho tất cả các thuê bao cố định, di động, v.v

• Mạng riêng ảo

o Mega-VNN và các ứng dụng trên VPN

o VPN thoại (voice VPNs)

o VPN dữ liệu (data VPNs)

• Các dịch cho thuê hạ tầng mạng wholesale

o Thuê đường truyền

1.2 PHÁT TRIỂN MẠNG

Môi trường mạng ngày nay gồm rất nhiều mạng hoạt động song song Mỗi mạng được thiết kế riêng cho một thị trường riêng Ví dụ như mạng PSTN được thiết kế cho dịch vụ thoại, X.25 cho dịch vụ truyền số liệu tốc độ thấp, Frame Relay/ATM cho các dịch vụ truyền số liệu tốc độ cao hơn Lưu lượng IP công cộng được truyền qua mạng Internet còn lưu lượng IP của doanh nghiệp được truyền trong mạng IP dành riêng

Các mạng riêng đem lại một cơ sở hạ tầng tốt và bảo mật, tuy nhiên, thực

tế chứng minh rằng môi trường mạng này hoàn toàn không mềm dẻo Để cung cấp dịch vụ viễn thông mới, mạng mới lại phải được xây dựng Ngoài

ra, mạng vô tuyến tế bào hiện tại cũng gặp nhiều trở ngại do sự hạn chế về khả năng mở rộng cũng như dung lượng của thiết bị chuyển mạch ATM và Frame Relay

Trong khi đó, mạng Internet đang phát triển một cách hết sức nhanh chóng Công ty chuyên nghiên cứu thị trường Infonetics Corp cho biết lưu lượng IP và IP/MPLS trong mạng tăng 119% trong năm 2002 và 118% trong năm 2003 Nhờ có cơ chế kỹ thuật lưu lượng của MPLS, công nghệ IP đã thực sự chiếm lĩnh thị trường viễn thông Các công nghệ MPLS mới cho phép mạng IP/MPLS có khả năng mở rộng rất cao và đủ mềm dẻo để tích hợp tất cả các dịch vụ vào cùng một cơ sở hạ tầng mạng duy nhất, hoàn toàn không phụ thuộc vào loại hình dịch vụ cung cấp

1.3 KẾT LUẬN

Hiện nay, trên thế giới đã có rất nhiều thuê bao chuyển sang sử dụng dịch

vụ băng rộng Hai công nghệ truy nhập băng rộng phổ biến nhất hiện nay là DSL và cáp, trong đó DSL là công nghệ truy nhập chủ đạo Với lợi thế là tận dụng được cơ sở hạ tầng mạng cáp đồng và công nghệ DSL đã được chuẩn

hoá và các thiết bị đã được kiểm chứng về độ tương thích, các quốc gia trên thế giới đều có thể đẩy nhanh sự phát triển truy nhập băng rộng một cách hiệu quả cả về kỹ thuật cũng như kinh tế.

Bên cạnh đó, khách hàng đã bắt đầu được sử dụng các ứng dụng đa phương tiện Cùng với sự xuất hiện của nhiều mạng viễn thông mới như mạng 3G/UMTS, hay mạng FOMA WCDMA… sự thoả mãn của khách hàng

sẽ ngày càng được đáp ứng hơn Và cũng qua chương này chúng ta thấy được

lộ trình triển khai dịch vụ trên mạng viễn thông Việt Nam

Môi trường mạng ngày nay gồm rất nhiều mạng hoạt động song song Mỗi mạng được thiết kế riêng cho một thị trường riêng Các mạng riêng đem lại một cơ sở hạ tầng tốt và bảo mật, tuy nhiên, thực tế chứng minh rằng môi trường mạng này hoàn toàn không mềm dẻo Nhờ có cơ chế kỹ thuật lưu lượng của MPLS, công nghệ IP đã thực sự chiếm lĩnh thị trường viễn thông Mạng IP/MPLS có khả năng mở rộng rất cao và đủ mềm dẻo để tích hợp tất

cả các dịch vụ vào cùng một cơ sở hạ tầng mạng duy nhất, hoàn toàn không phụ thuộc vào loại hình dịch vụ cung cấp

Chương 2

XU HƯỚNG HỘI TỤ CỐ ĐỊNH – DI ĐỘNG

2.1 GIỚI THIỆU CHUNG

Khái niệm hội tụ cố định – di động thường được sử dụng để nói đến việc tích hợp công nghệ hữu tuyến và công nghệ vô tuyến Tuy nhiên, khái niệm hội tụ không chỉ dừng lại ở đó mà còn mở rộng thành sự hội tụ giữa media,

số liệu và viễn thông và có thể được chia thành 3 nhóm khác nhau là hội tụ dịch vụ, hội tụ thiết bị và hội tụ mạng Hội tụ dịch vụ là khả năng chuyển tải dịch vụ đến thuê bao sử dụng bất kỳ một thiết bị cầm tay sử dụng bất kỳ công nghệ truy nhập nào Hội tụ thiết bị là việc một thiết bị có khả năng hỗ trợ nhiều công nghệ truy nhập khác nhau như CDMA2000, WCDMA, GSM, hữu tuyến băng rộng và WLAN Hội tụ mạng là việc hợp nhất mạng để cung cấp nhiều dịch vụ khác nhau với chất lượng cao mà không phụ thuộc vào công nghệ truy nhập, đem lại hiệu quả kinh tế cho nhà khai thác mạng

Hơn mười năm trước, các chuyên gia viễn thông đã bắt đầu bàn về hội tụ

cố định - di động Khi đó, ý tưởng đó rất hợp lý về lý thuyết nhưng công nghệ tại thời điểm đó chưa cho phép cung cấp dịch vụ tích hợp cho người sử dụng đầu cuối một cách dễ dàng Ngoài ra, khách hàng cũng chưa sẵn sàng sử dụng các dịch vụ tích hợp

Ngày nay, các nhà khai thác mạng bắt đầu xem xét lại vấn đề hội tụ và coi

đó là một cơ hội để giành khách hàng cũng như cung cấp giá trị gia tăng cho khách hàng Ví dụ về các dịch vụ và công nghệ tích hợp hiện có là:

• Dịch vụ khách hàng: thuê bao trọn gói cho dịch vụ cố định, di động và băng rộng, triple play, một số, một hộp thư thoại

• Thiết bị: đồng thời hỗ trợ WLAN/2G/3G, điện thoại di động sử dụng băng tần có phép và không phép, thiết bị di động có tính năng đa phương tiện và máy tính PC

• Mạng: kiến trúc nhiều lớp với IMS.

Do khái niệm hội tụ là một khái niệm tương đối mở, trong khuôn khổ của

đề tài này, chỉ đưa ra kiến trúc của mạng hội tụ mục tiêu như sau Mạng hội

tụ sẽ:

• Sử dụng một cơ sở hạ tầng truyền tải chung dựa trên công nghệ IP

• Có kiến trúc báo hiệu IP chung cho các dịch vụ đa phương tiện có yêu cầu báo hiệu (các dịch vụ truyền số liệu sẽ không cần báo hiệu IP)

• Môi trường kiến tạo dịch vụ mở, có giao diện chuẩn mở với phần báo hiệu IP, cho phép triển khai dịch vụ của nhà khai thác cũng như của bên thứ 3

• Cho phép truy nhập mạng bằng nhiều công nghệ truy nhập khác nhau (như xDSL, WLAN, 3G)

Hình 2-1 - Kiến trúc mạng hội tụViệc hội tụ dịch vụ hay hội tụ thiết bị đầu cuối nằm ngoài phạm vi của đề tài này Tuy nhiên, lợi ích của hội tụ dịch vụ hay thiết bị có ảnh hưởng không nhỏ đến thành công của dịch vụ mạng, do đó các hội tụ này cũng cần được xem xét

Trong việc chọn lựa dịch vụ, các nhà khai thác cần hiểu rõ cách sử dụng dịch vụ của khách hàng và những dịch vụ mà họ cần bây giờ và trong tương lai Có thể thấy rằng cách sử dụng dịch vụ của khách hàng ngày nay đã có những thay đổi rõ rệt.

Thị trường viễn thông hiện tại đang có vô số dịch vụ và tiện ích khác nhau Nghiên cứu cho thấy các vấn đề có ảnh hưởng đến xu hướng sử dụng dịch vụ là:

• Toàn cầu hoá

• Giá trị cá nhân

• Nhu cầu liên kết các nhóm có chung sở thích, quan tâm

• Phong cách di động: khách hàng có nhu cầu truy nhập dịch vụ mọi nơi mọi lúc

Nhu cầu của khách hàng sẽ bị chi phối bới sự thay đổi trong cách sử dụng dịch vụ và đòi hỏi tối thiểu của khách hàng ngày nay Các vấn đề có liên quan đến nhu cầu hội tụ cần xem xét là:

• Sự thuận tiện về dễ dàng trong sử dụng

• Luôn luôn kết nối với chất lượng tốt nhất

• Độ tin cậy và bảo mật

Cạnh tranh trong lĩnh vực dịch vụ thoại ngày một khốc liệt cho cả di động

và cố định Rất khó có thể xác định một lộ trình phát triển duy nhất cho từng loại nhà khai thác do mỗi nhà khai thác sẽ phải cân nhắc nhiều thứ khác bên cạnh các hoạt động kinh doanh hiện thời trong khi xây dựng chiến lược phát triển của mình Tuy nhiên, rõ ràng là việc hội tụ có ảnh hưởng quan trọng tới mọi loại nhà khai thác và mọi hướng tiếp cận khác nhau

Các thách thức đối với môi trường kinh doanh hiện tại và trong tương lai cũng như quá trình tiến hoá mạng được chỉ ra dưới đây Như đã nói ở trên,

trong môi trường kinh doanh hiện nay, các nhà khai thác phải tìm cách mở rộng kinh doanh và giảm chi phí dài hạn Điều này có nghĩa là cần tìm cách tích hợp dịch vụ một cách hợp lý nhằm giảm việc nhảy mạng và chi phí liên quan Ngoài ra, còn có một số vấn đề liên quan đến chính sách có thể ảnh hưởng đến kế hoạch kinh doanh của nhà khai thác, ví dụ như việc cấm tích hợp một số loại hình dịch vụ để tránh việc cạnh tranh không lành mạnh

Nhà khai thác phải phản ứng nhanh nhạy với thị trường và thích nghi nhanh với môi trường kinh doanh cũng như có các chương trình marketing để tạo đà cho tăng trưởng và giảm chí phí Một môi trường dịch vụ cho phép triển khai các gói dịch vụ tích hợp một cách nhanh chóng là một điều không thể thiếu để đi đến thành công

Xu thế sử dụng công nghệ IP trong mọi lĩnh vực của viễn thông đã tương đối rõ ràng Một mạng IP chung cung cấp các tính năng chung và do đó giảm chi phí khai thác và vận hành Khả năng cắt giảm chi phí cho nhà khai thác cũng là một trong những động lực thúc đẩy việc hội tụ mạng Ngoài ra, khi cấu trúc nền tảng mạng đã được chuẩn hoá, các dịch vụ mới dành riêng cho một phân đoạn thị trường nào đó sẽ được phát triển và triển khai dễ dàng và hiệu quả hơn

2.2 TÌNH HÌNH CHUẨN HÓA VÀ THƯƠNG MẠI HÓA

Hiện có 3 tổ chức đang hoạt động rất tích cực trong việc xây dựng một kiến trúc mạng IP thích hợp cho việc hội tụ cố định – di động là 3GPP, 3GPP2 và ETSI-TISPAN Tổ chức 3GPP là liên minh được thành lập năm

1998 nhằm xây dựng một tiêu chuẩn quốc tế cho mạng không dây 3G Tiêu chuẩn của 3GPP bao gồm chuẩn GSM (GPRS và EDGE) và 3G Tổ chức 3GPP2 cũng là một hiệp hội quốc tế xây dựng chuẩn mạng không dây 3G, tập trung vào công nghệ CDMA TISPAN (The Telecoms & Internet converged Services & Protocols for Advanced Networks) là nhóm tiêu chuẩn của ETSI, tập trung vào phần hội tụ mạng cố định và Internet

Kiến trúc mạng IP cần thiết cho hội tụ cố định – di động đều dựa trên kiến trúc IMS của 3GPP Vị trí của IMS trong kiến trúc NGN của ETSI (tổng quan hơn kiến trúc mạng của 3GPP) được thể hiện trong hình 2-2 Về cơ bản, kiến trúc mạng NGN cũng gồm các lớp tương tự như kiến trúc mạng NGN của ITU-T hay MSF Trong kiến trúc này, phân hệ đa dịch vụ IP (IMS – IP Multimedia Subsystem) nằm giữa và liên kết các lớp truyền tải (mạng truy nhập thông qua phân hệ điều khiển tài nguyên và mạng lõi) và lớp dịch vụ, tương ứng với lớp Báo hiệu IP trong hình 2-1.

Hình 2-2 - Kiến trúc mạng NGN (nguồn ETSI 2005)

Được đề xuất bởi tổ chức 3GPP như một lớp điều khiển và tích hợp dịch

vụ đa phương tiện cho mạng di động dựa trên công nghệ GSM, IMS đã được các tổ chức khác như 3GPP2, ETSI, và cả ITU-T ứng dụng vào kiến trúc mạng thế hệ sau của mình Nói một cách ngắn ngọn thì IMS là một kiến trúc báo hiệu mở, cho phép hỗ trợ các loại dịch vụ IP trên nền mạng chuyển mạch gói cũng như chuyển mạch kênh với công nghệ truy nhập hữu tuyến cũng như vô tuyến

Kiến trúc IMS đem lại lợi ích cho người sử dụng dịch vụ và nhà khai thác vận hành mạng Người sử dụng dịch vụ có thể sử dụng các dịch vụ đa phương tiện mọi lúc mọi nơi:

• bắt đầu một cuộc gọi từ máy điện thoại trong nhà, sau đó chuyển tiếp cuộc gọi này sang điện thoại di động khi cần đến công sở, hay

• gửi tin nhắn đa phương tiện từ xe hơi đến TV ở nhà, hay

• xem phim trên TV trong nhà, xem tiếp trên PDA khi ra ngoài nhà, hay

• nói chuyện đồng thời với vài người bạn và xem chung chương trình bóng đá trên máy điện thoại di động, và

• tất cả các dịch vụ trên đều có thể truy nhập được từ một tài khoản, đăng nhập một lần duy nhất, từ nhiều thiết bị khác nhau qua một hay nhiều mạng truy nhập

Trong khi đó, các nhà khai thác vận hành mạng sẽ được hưởng lợi vì:

• giảm chi phí đầu tư CAPEX nhờ việc chia sẻ và sử dụng chung một cơ

Các tiêu chuẩn của 3GPP phát hành với dạng các Release Mỗi phiên bản gồm một bộ các tiêu chuẩn kỹ thuật và báo cáo kỹ thuật Một phiên bản được xem là “đóng băng” tại một ngày cụ thể nếu nội dung chỉ có thể được sửa chữa sau ngày đó Ban đầu, 3GPP có kế hoạch phát hành mỗi năm một phiên bản mới Do vậy, phiên bản đầu tiên là phiên bản R99, chủ yếu tập trung vào phần mạng RAN mới dựa trên công nghệ WCDMA Nó cũng tập trung vào vấn đề hoạt động liên mạng và tương thích ngược với GSM Do có quá nhiều sửa đổi nên phiên bản R00 được phát hành thành 2 phiên bản là R4 và R5 R4 được tung ra năm 2001 và chỉ có một số sửa đổi không lớn so với R99 với sự giới thiệu của công nghệ IP vào mạng lõi R5 có những sửa đổi lớn đối với phần mạng lõi IP Cụ thể hơn, R5 đề xuất pha 1 của IMS Ngoài ra, nó cũng định ra chức năng chuyển tải IP của UTRAN R6 tập trung vào pha 2 của IMS, hoạt động liên mạng giữa IMS của 3GPP và 3GPP2, hoạt động liên mạng giữa UMTS và WLAN, và quảng bá và multicast thông tin đa phương tiện.

Lộ trình xây dựng tiêu chuẩn của tổ chức 3GPP được thể hiện trên hình

2-3 Có thể thấy rằng, Pha 1 của IMS được giới thiệu đầu tiên từ phiên bản R5 vào năm 2002 Pha 2 được phát hành trong bản R6 năm 2004

Hình 2-3 -Lộ trình chuẩn hoá của 3GPP (nguồn ETSI-TISPAN 2005)Bản R5 đề xuất cấu trúc IMS gồm các khối chức năng của IMS, giao diện của các khối chức năng này với nhau và với các thành phần khác của mạng 3G/UMTS của 3GPP Bản R6 xem xét bổ sung các tính năng khác như:

• gửi tin trong IMS

• quản lý nhóm IMS

• tính năng bổ sung cho SIP

• hoạt động liên mạng với mạng dùng SIP nhưng không theo kiến trúc IMS

• hoạt động liên mạng giữa IMS và mạng chuyển mạch kênh bên ngoài

• hoạt động liên mạng và tình huống chuyển đổi cho mạng IMS dùng Ipv4

• tăng cường khả năng hỗ trợ QoS

• công nghệ hỗ trợ cho dịch vụ PoC

• tính cước từng cuộc từ đầu cuối đến đầu cuối

• dịch vụ hiện diện

Các vấn đề kỹ thuật được giải quyết trong bản R7 bao gồm:

• truy nhập băng rộng cố định tới IMS

• chất lượng dịch vụ toàn tuyến: giới thiệu cơ chế quản lý và đảm bảo chất lượng toàn tuyến

• thực hiện các cuộc gọi khẩn cấp (cứu hoả, cứu thương, etc.) trong mạng chuyển mạch gói và IMS

• kết hợp cuộc gọi của mạng chuyển mạch kênh với phiên kết nối của IMS

• kiểm soát chính sách và tính cước

Kiến trúc mạng NGN Release 1 của TISPAN dựa trên kiến trúc IMS của 3GPP Rel 6 Tuy nhiên, TISPAN đã sử dụng một mô hình tổng quát hơn nhằm đáp ứng yêu cầu đa dạng của mạng và dịch vụ Kiến trúc của TISPAN dựa trên việc phối hợp hoạt động của các phân hệ chia sẻ một số thành phần chung Kiến trúc gồm nhiều phân hệ này cho phép việc bổ sung các phân hệ mới để phục vụ yêu cầu và dịch vụ mới Ngoài ra, tài nguyên mạng, các ứng dụng, và thiết bị đầu cuối (phần lớn được lấy từ 3GPP) được đảm bảo được

xử lý như nhau cho tất cả các phân hệ, và do vậy, đảm bảo khả năng di động của người sử dụng, thiết bị đầu cuối và dịch vụ ở mức cao nhất, trên mạng của các nhà khai thác khác nhau.

Lộ trình xây dựng tiêu chuẩn của ETSI TISPAN được thể hiện trên hình 2-4 Đến thời điểm (12/2005), ETSI TISPAN đã xuất bản Phiên bản 1 cho kiến trúc mạng NGN trong đó phân hệ IMS của nó sử dụng lại gần như hoàn toàn kiến trúc IMS của 3GPP

Hình 2-4 – Lộ trình xây dựng tiêu chuẩn NGN của ETSI – TISPAN (Nguồn ETSI TISPAN, 2005)

Trong phạm vi của Phiên bản 1, các tính năng dịch vụ được xem xét là:

• Các dịch vụ đàm thoại thời gian thực (thoại và video)

• Gửi tin nhắn (IM hoặc MMS), quản lý thông tin hiện diện

• Phỏng tạo các dịch vụ truyền thống nhằm hỗ trợ quá trình chuyển đổi

Các tổ chức tiêu chuẩn vẫn tiếp tục thực hiện các công việc cần thiết liên quan đến NGN nói chung và IMS nói riêng Cụ thể là, các thành viên của 3GPP tiếp tục phối hợp với IETF để đảm bảo rằng các giao thức nền tảng đáp ứng được các yêu cầu dịch vụ di động của 3GPP Nhóm 3GPP đã đưa ra kiến trúc IMS hoàn thiện và tiếp tục mở rộng nó Tổ chức OMA (Open Mobile Alliance) tiếp tục định nghĩa các dịch vụ trên nền dịch vụ của IMS ETSI

TISPAN đang xây dựng mạng NGN dựa trên kiến trúc IMS của 3GPP 3GPP

và ETSI TISPAN tổ chức các cuộc họp chung để chuyển kiến trúc IMS sang mạng cố định Ngoài ra, ETSI TISPAN và các tổ chức xây dựng tiêu chuẩn (trong đó có ATIS – Alliance for Telecommunications Industry Solutions) đang xem xét khả năng tính tương thích giữa kiến trúc NGN của châu Âu và

Mỹ ETSI TISPAN cũng cung cấp đầu vào quan trọng cho nhóm NGN của ITU-T

Tính đến tháng 5/2005, có khoảng 200 nhà khai thác mạng đã tiến hành thử nghiệm hoặc đang trong giai đoạn đầu triển khai IMS BT Group cho biết mạng viễn thông thế kỷ 21 của họ sẽ dựa trên IMS và SIP Telecom Italia Mobile SpA vừa tung ra dịch vụ chia sẻ video trên mạng 2,5 và 3G của mình

Ở Mỹ, BellSouth Corp hiện cũng đang triển khai cơ sở hạ tầng sử dụng giao thức SIP Ngoài ra, các nhà khai thác cũng đã thực hiện các thử nghiệm về khả năng tương thích của giao thức báo hiệu SIP GSMA thử nghiệm cơ sở

hạ tầng mạng theo cấu hình IMS của 3GPP, thiết bị cầm tay của Nokia với các ứng dụng như IM, chia sẻ video, trò chơi trực tuyến, sử dụng mạng truy nhập 2G và 3G

Thông qua các hoạt động chuẩn hoá cũng như sự quan tâm đặc biệt của các nhà cung cấp thiết bị và giải pháp mạng, có thể thấy rằng xu thế hội tụ cố định – di động là một xu thế tất yếu, có ý nghĩa sống còn với các nhà khai thác mạng viễn thông

2.3 GIAO THỨC BÁO HIỆU

2.3.1 SIP

Theo định nghĩa của IETF, SIP là “giao thức báo hiệu lớp ứng dụng mô

tả việc khởi tạo, thay đổi và huỷ các phiên kết nối tương tác đa phương tiện giữa những người sử dụng” SIP có thể sử dụng cho rất nhiều các dịch vụ khác nhau trong mạng IP như dịch vụ thông điệp, thoại, hội nghị, email, dạy học từ xa, quảng bá, v.v…

SIP sử dụng khuôn dạng text, một khuôn dạng thường gặp trong mạng IP

Nó kế thừa các các nguyên lý và khái niệm của các giao thức Internet như HTTP và SMTP Nó được định nghĩa như một giao thức client-server, trong

đó các yêu cầu được phía client đưa ra và các đáp ứng được server trả lời SIP

sử dụng một số kiểu bản tin và các trường mào đầu của HTTP, xác định nội dung luồng thông tin theo mào đầu

Một bản tin SIP có 2 phần, phần mào đầu và phần thân Phần thân của SIP cho phép phục vụ nhiều ứng dụng mềm dẻo Phần thân lúc đầu chỉ sử dụng để truyền tải các thông số phiên SDP (chẳng hạn như mã hoá và kết cuối địa chỉ IP) Các mở rộng của SIP mở rộng mục đích sử dụng của phần thân, ví dụ như SIP-T sử dụng phần thân để đóng gói nội dụng bản tin ISUP, SIMPLE sử dụng phần thân để chuyển tải các tin nhắn tức thời Cả MSN và America Online đều sử dụng SIMPLE cho các sản phẩm nhắn tin tức thời

2.3.1.1 Đặc điểm của SIP

Bản thân SIP không định nghĩa toàn bộ các thủ tục cần thiết để xây dựng một hệ thống tích hợp, mà nó được thiết kế để cho phép kết hợp với một số chuẩn khác để tạo thành một kiến trúc hoàn chỉnh Thông thường SIP được dùng kết hợp với SDP (RFC 2327), sử dụng STP (RFC 1889) để truyền dữ liệu thời gian thực và điều khiển QoS, RTSP (RFC 2326) để truyền dữ liệu dạng stream Tuy nhiên hoạt động của SIP là độc lập với các giao thức đó.SIP không cung cấp một dịch vụ nào cụ thể Nó cung cấp các thủ tục căn bản để xây dựng các dịch vụ Đặc điểm dịch vụ được thoả thuận giữa các đầu cuối SIP khi thiết lập phiên kết nối Các dịch vụ đơn giản hay đặc thù có thể được lập trình tại phía người dùng, trong khi các dịch vụ mang tính cộng đồng có thể được thực hiện tại SIP appliation server của nhà cung cấp dịch vụ

SIP cung cấp một tập các tính năng bảo mật, bao gồm kỹ thuật chống tấn công dạng DoS, nhận thực client, các kỹ thuật đảm bảo toàn vẹn và an toàn thông tin.

SIP có thể hoạt động trên nền IPv4 hoặc IPv6, sử dụng giao thức lớp vận chuyển là UDP, TCP hoặc TLS

2.3.1.2 Tính năng của SIP

SIP được thiết kế với những tiêu chí như sau:

• Tích hợp với các giao thức đã có của IETF

• Đơn giản và có khả năng mở rộng

• Hỗ trợ tối đa khả năng di động của đầu cuối

• Dễ dàng tạo tính năng mới và dịch vụ mới

SIP có thể hoạt động với nhiều giao thức như:

• RSVP : giao thức lưu trữ tài nguyên mạng

• RTP : giao thức giao vận dữ liệu thời gian thực

• RTSP (Real Time Streaming Protocol) giao thức kiểm soát luồng dữ liệu

• SAP (Session Advertisement Protocol) giao thức quảng cáo trong phiên kết nối

• SDP (Session Description Protocol) giao thức mô tả phiên

• MIME (Multipurpose Internet Mail Extension) giao thức thư điện tử

• HTTP (Hypertext Transfer Protocol) giao thức truyền đa văn bản

• COPS (Common Open Policy Services)

• OSP (Open Settlement Protocol)

SIP có rất ít bản tin, nhưng SIP có thể sử dụng để thiết lập những phiên kết nối phức tạp như hội nghị Đơn giản, gọn nhẹ, dựa trên khuôn dạng text, SIP là giao thức ra đời sau khắc phục được nhược điểm của các giao thức trước đây.

Các thực thể proxy server, registrar server, redirect server, location server,

… là các thực thể logic, hay đơn giản chúng là các phần mềm có thể chạy trên các máy chủ khác nhau Do đó hệ thống SIP rất dễ dàng nâng cấp

Do có proxy server, registrar server và redirect server, hệ thống luôn nắm được vị trí chính xác của thuê bao Một người sử dụng có thể đăng nhập vào bất kỳ hệ thống đầu cuối nào (máy tính để bàn, máy tính sách tay, PDA, điện thoại SIP) tại bất kỳ địa điểm nào đều có khả năng hoạt động như nhau

Là giao thức khởi tạo phiên trong mạng chuyển mạch gói, SIP cho phép tạo ra những tính năng mới hay dịch vụ mới một cách nhanh chóng Call Processing Language (CPL) và Common Gateway Interface (CGI) là một số công cụ để thực hiện điều này SIP hỗ trợ các dịch vụ thoại như call waiting, call forwarding, call blocking, …

2.3.1.4 Các thực thể của SIP

SIP được chia ra làm hai thành phần SIP user agent và SIP network server SIP user agent thuộc về các hệ thống cuối của cuộc gọi còn SIP server

là các thiết bị mạng điều khiển các liên kết báo hiệu cho nhiều cuộc gọi

User agent có thể hoạt động trong hai vai trò user agent client (UAC) và user agent server (UAS) UAC khởi tạo cuộc gọi và UAS trả lời cuộc gọi Điều này cho phép thực hiện cuộc gọi ngang hàng thông qua mô hình client-server

Hình 2-5 – Các thực thể trong giao thức SIPSIP server được chia làm bốn loại: SIP stateful proxy server, SIP stateless proxy server, SIP re-direct server và Registrar như miêu tả trong hình 2-5:

• SIP Proxy tiếp nhận các yêu cầu, quyết định nơi gửi đến và chuyển chúng sang server kế tiếp (sử dụng nguyên tắc định tuyến next hop)

• Điểm khác nhau giữa stateful và stateless proxy server là stateful ghi nhớ tất cả các yêu cầu được thu nhận trong khi stateless thì lại không như vậy

• Re-direct server tiếp nhận yêu cầu nhưng không chuyển sang server kế bên mà gửi trả lời đến chủ gọi chỉ ra địa chỉ của bị gọi.

• Registrar là server tiếp nhận đăng ký từ các UA để cập nhật thông tin

về vị trí của chúng

2.3.1.5 Các bản tin SIP

Các bản tin của SIP được chia làm hai loại: yêu cầu và đáp ứng Các loại bản tin yêu cầu được phân biệt theo tên (Bảng 2-1) trong khi các bản tin đáp ứng được đánh số (Bảng 2-2)

Các bản tin SIP có định dạng text, tương tự như HTTP Cấu trúc bản tin tuân theo RFC 2822 (Internet Message Format)

Mào đầu của bản tin SIP cũng tương tự như HTTP SIP cũng hỗ trợ MIME