TRIỂN KHAI DỊCH VỤ IPTV DỰA TRÊN NỀN TẢNG IP MULTIMEDIA SUBSYSTEM (IMS) LUẬN VĂN ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG

Việc phát triển hệ thống này không chỉ đem lại những lợi ích về mặt kinh tế cho nhà cung cấp dịch vụ tế cho nhà cung cấp dịch vụ mà còn đem lại nhiều tiện ích cho người mà còn đem lại nh

1  CHƯƠNG I : MỞ ĐẦU   

1.1   Tầm quan trọng của đề tài  

Mục đích của mạng thế hệ thứ 3 là hợp nhất hai mô hình thông tin đangđược triển khai rộng rãi nhất hiện nay là mạng tế bào và mạng internet IMS lànhân tố chính trong kiến trúc mạng 3G làm cho nó có khả năng cung cấp truycập tới tất cả các dịch vụ mà internet có thể cung cấp cho mạng tế bào Người

sử dụng có thể truy cập vào một trang web yêu thích, đọc email, xem phimhoặc tham gia một buổi hội thảo qua truyền hình ở bất cứ đâu mà chỉ bằngmột cách đơn giản là sử dụng

một cách đơn giản là sử dụng một chiếc điện thoại hỗ trợ 3G.một chiếc điện thoại hỗ trợ 3G.  

Cùng với sự phát triển của mạng thế hệ thứ ba trong những năm gần đây

internet đã phát triển với một tốc độ chóng mặt Lý do chính cho việc pháttriển mạnh mẽ này là khả năng cung cấp các dịch vụ tiện ích mà hàng trămngười sử dụng ưa thích Một trong những ví dụ điển hình là world wide web

và email Nhưng bên cạnh đó còn rất nhiều dịch vụ khác như instant message, presence, VoIP, VoD, hội thảo truyền hình,…

Với mong muốn kết hợp các dịch vụ internet và các dịch vụ di độngtruyền thống để đáp ứng ngày một tốt  hơn nhu cầu của khách hàng, các nhà phát triển

 phát triển đã đã không nkhông ngừng gừng sáng tạo sáng tạo và đưa và đưa ra ra những kinhững kiến trúc ến trúc mạng mới, mạng mới, cáccác

công nghệ mới nhằm thực hiện mục đích này Sự ra đời của phân hệ IMStrong kiến trúc mạng 3G chính là bước phát triển quan trọng trong quá trình  

hợp nhất dịch vụ đó.  

Việc phát triển hệ thống này không chỉ đem lại những lợi ích về mặt kinh

tế cho nhà cung cấp dịch vụ

tế cho nhà cung cấp dịch vụ mà còn đem lại nhiều tiện ích cho người mà còn đem lại nhiều tiện ích cho người sử dụng:sử dụng:  

●   Về phía nhà cung cấp dịch vụ: cho phép đưa ra nhanh chóng các máychủ ứng dụng với các dịch vụ mới vào trong mạng của nhà khai thácmạng di động Thông qua giao diện ISC (IMS Service Controlinterface), máy chủ ứng dụng SIP (ví dụ máy chủ ứng dụng push-to-

talk), SIP Enabling Services Server (ví dụ máy chủ ứng dụng presence)hay gateway có thể được kết nối vào IMS, hỗ trợ nhiều loại truy nhậpkhác nhau…  

●

Về phía người sử dụng: cho phép người sử dụng có thể truy nhập dễdàng và an toàn vào mạng đa phương tiện,  chất lượng dịch vụ đượcnâng cao, có cơ hội sử dụng nhiều các dịch vụ tiện ích mới…  

Một điểm nữa khá quan trọng là khi khoa học và công nghệ ngày càng phát

 phát triển, triển, sự sự hội hội nhập nhập giữa giữa các các nước nước ngày ngày càng càng cao, cao, các các dịch dịch vụ vụ hoàn hoàn toàntoànsẵn có đối với người dùng thì  nhà cung cấp dịch vụ nào thỏa mãn được ngườidùng về sự đa dạng trong dịch vụ cung cấp, sự tiện dụng cũng như chi phí thấpnhất sẽ chiếm được lợi thế trong cạnh tranh thị trường và do đó sẽ kiếm đượcnhiều lợi nhuận Khả năng cung cấp các dịch vụ với những tính năng như thế

là hoàn toàn có thể đối với IMS.  

IPTV là một trong những dịch vụ mà IMS có thể cung cấp tới ngườidùng Ý tưởng của dịch vụ này cũng không ngoài mục đích đem lại sự tiện lợicho người dùng: Với IPTV, mọi người có thể xem nội dung yêu thích (như phim,

 phim, chương chương trình trình giải giải trí, trí, thời thời sự,…) sự,…) ở ở bất bất kỳ kỳ thời thời điểm điểm nào, nào, không không bị bị lệlệthuộc vào giờ phát sóng của Đài truyền hình, xem phim theo yêu cầu với chấtlượng cao Khi xem phim IPTV có tính năng như: tạm dừng, xem đi xem lạinhiều lần Trên tivi, khách hàng còn sử dụng được các dịch vụ: nhắn tin, gọiđiện thoại, games, mua hàng, giao dịch chứng khoán, giao dịch ngân hàng,giao lưu trực tuyến   

Trong đề tài này, em tập trung nghiên cứu “Trong đề tài này, em tập trung nghiên cứu “triển khai dịch vụ IPTVtriển khai dịch vụ IPTVdựa trên nền tảng IP Multimedia Subsystem (IMS)” Dịch vụ này mặc dùchỉ là một phần rất nhỏ trong các dịch vụ hấp dẫn mà IMS mang lại, tuy nhiên

nó cũng là một minh chứng rất điển hình cho tiện ích về phát triển dịch vụtương lai mà IMS có thể đem lại.  

1.2   Nội dung nghiên cứu  

Với mực đích nghiên cứu và phát triển ứng dụng theo kiến trúc IMS nêntrong đề tài này em sẽ tập trung tìm hiểu tổng quan về IMS, máy chủ ứngdụng và về dịch vụ IPTV:  

●   Tổng quan về IMSTổng quan về IMS: tìm hiểu về kiến trúc IMS, các thành phần, chức: tìm hiểu về kiến trúc IMS, các thành phần, chứcnăng của từng thành phần, kiến trúc triển khai và một số các khái niệmquan trọng sử dụng trong IMS.  

●   Máy chủ ứng dụng (Application Server)Máy chủ ứng dụng (Application Server): giới thiệu về máy chủ ứng: giới thiệu về máy chủ ứngdụng trong kiến trúc IMS, chức năng và các chế độ hoạt động, giaodiện từ máy chủ ứng dụng SIP tới các thành phần khác trong mạng lõi

2  CHƯƠNG II : CÁC NGUYÊN LÝ CHƯƠNG II : CÁC NGUYÊN LÝ CHUNG CHUNG

2.1   Các yêu cầu đối với IMS  

IMS hướng đến:  

●   Kết hợp các xu thế mới nhất trong Kết hợp các xu thế mới nhất trong công nghệ.công nghệ.  

●   Tạo ra mô hình di động Internet.  

●   Tạo ra nền tảng phổ biến để phát triển các dịch vụ đa phương tiện khác

nhau.

●   Tạo ra cơ chế nâng cao lợi nhuận vì cách sử dụng của mạng chuyểnmạch gói di động.  

IMS có thể đưa ra một dải rộng các dịch vụ Mặc dù vậy, có một dịch

vụ đặc biệt quan trọng với người dùng: đó là thông tin liên lạc audio vàvideo Yêu cầu này nhấn mạnh đến sự cần thiết hỗ trợ dịch vụ chính được tạo

ra bởi IMS: các phiên multimedia qua mạng chuyển mạch gói Multimedia

có liên quan đến sự tồn tại đồng thời của một vài loại media, trong trườnghợp này là audio và video.  

Giao tiếp multimedia được chuẩn hóa trong tài liệu 3GPP trước đây,nhưng những giao tiếp multimedia này diễn ra trên mạng chuyển mạch kênhhơn là trên mạng chuyển mạch gói.  

Chất lượng dịch vụ (QoS –   Quality of Service) là yêu cầu chủ yếu trongIMS QoS cho một phiên liên quan được xác định bởi một số nhân tố, như băng

 băng thông thông cực cực đại đại có có thể thể cấp cấp cho cho người người dùng dùng dựa dựa trên trên thuê thuê bao bao của của ngườingườidùng hoặc trạng thái hiện tại của mạng IMS cho phép nhà khai thác mạng

điều khiển QoS mà người dùng đưa ra, do đó các nhà khai thác mạng có thể phân biệt các nhóm khách hàng khác nhau.  

Hỗ trợ cho tương tác với Internet là một yêu cầu rõ ràng với IMS,Internet đưa ra hàng triệu đích đến tiềm năng cho các phiên multimedia đượckhởi tạo trong IMS Khi tương tác với Internet, số lượng đích đến tiềm năngcho các phiên đa phương tiện được mở rộng một cách đột ngột.  

IMS cũng được yêu cầu có thể làm việc được với mạng chuyển mạchkênh, như mạng PSTN (Public Switched Telephone Network), hay các mạng

tế bào đang tồn tại Đầu cuối IMS có thể kết nối được đến cả mạng chuyệnmạch kênh và mạng chuyển mạch gói Vì thế, khi người dùng muốn gọi đếnđiện thoại trong mạng PSTN hay mạng tế bào, đầu cuối IMS sẽ chọn sử dụngvùng chuyển mạch kênh.  

Vì vậy, mặc dù tương tác với mạng chuyển mạch kênh không được yêucầu một cách nghiêm ngặt, thì hầu hết các đầu cuối IMS sẽ hỗ trợ vùng

cchuyển mạch kênh Yêu cầu hỗ trợ tương tác với mạng chuyển mạch kênh cóthể được coi như là một yêu cầu dài hạn Yêu cầu này sẽ được triển khai khi

ta xây dựng đầu cuối IMS chỉ hỗ trợ chuyển mạch gói.  

Chuyển vùng (roaming) là yêu cầu chung kể từ khi phát minh ra mạng

tế bào thứ hai Người dùng có thể chuyển vùng sang các mạng khác, ví dụnhư khi chuyển sang một quốc gia khác Hiển nhiên là IMS sẽ kế thừa yêucầu này, do đó nó có thể cho phép người dùng chuyển vùng sang các quốc

gia khác nhau.

●   Các chính sách cá nhân có thể áp dụng Các chính sách cá nhân có thể áp dụng cho một người dùng nhất đcho một người dùng nhất định.ịnh.  

Loại chính sách đầu tiên bao gồm một tập hợp các giới hạn được ápdụng cho tất cả người dùng trong mạng Ví dụ, nhà vận hành mạng có thểmuốn giới hạn việc sử dụng audio codec băng rộng, như G.711 (ITU-T

Recommendation G.711), trong mạng của họ Thay vì như thế, họ có thể đưa

ra các codec băng thông thấp hơn như AMR (Adaptive Multi Rate).  

Loại chính sách thứ hai bao gồm một tập các chính sách được đáp ứngcho mỗi người dùng Ví dụ, một người dùng có thể có vài thuê bao để sửdụng các dịch vụ IMS không bao gồm video Đầu cuối IMS sẽ hầu hết là cókhả năng hỗ trợ video, nhưng trong trường hợp nỗ lực khởi tạo một phiênmultimedia mà có cả video, thì nhà vận hành mạng sẽ ngăn không cho phiên

đó được khởi tạo.  

Yêu cầu về tạo ra dịch vụ có ảnh hưởng mạnh trong thiết kế kiến trúcIMS Yêu cầu này nói rõ các dịch vụ IMS không cần thiết phải được chuẩnhóa Yêu cầu này biểu diễn một dấu mốc trong thiết kế cellualar bởi vì trongquá khứ, mọi dịch vụ đơn đều được chuẩn hóa hoặc là có sự triển khai phùhợp Thậm chí các dịch vụ được chuẩn hóa thì không có gì đảm bảo rằng cácdịch vụ sẽ làm việc khi chu

dịch vụ sẽ làm việc khi chuyển sang một mạng khác.yển sang một mạng khác

IMS hướng đến làm giảm thời gian cần thiết khi đưa ra một dịch vụmới Trong quá khứ, việc chuẩn hóa dịch vụ và kiểm tra vận hành gây ra sựchậm trễ lớn, và IMS ra đời sẽ làm giảm việc

chậm trễ lớn, và IMS ra đời sẽ làm giảm việc chậm trễ đó.chậm trễ đó.  

nhiên, 3GPP cam kết phát triển giải pháp cho việc cải tiến GSM, tập trung

vào truy nhập GPRS (cả trong GSM và UMTS, Universal MobileTelecommunication System) cho phiên bản đầu tiên của IMS (ví dụ, Release5) Các phiên bản tiếp theo sẽ nghiên cứu các truy nhập khác, ví dụ như

WLAN.

2.2   Tổng quan về các giao thức sử dụng trong IMS  

Các giao thức điều khiển cuộc gọi đóng vai trò quan trọng trong bất kỳ

một hệ thống điện thoại nào Trong mạng chuyển mạch kênh, các giao thứcđiều khiển cuộc gọi nói chung là TUP (Telephony User Part), ISUP (ISDN

User Part) và BICC (Bearer Independent Call Control) Các giao thức đượcxem xét để sử dụng làm giao thức điều khiển phiên cho IMS hiển nhiên làdựa trên IP Các giao thức có thể được sử dụng là:  

Bearer Independent Call Control (BICC) Bearer Independent Call Control (BICC)  : BICC là một cải tiến củaISUP Không như ISUP, BICC tách biệt  mặt phẳng báo hiệu ra khỏi mặt phảng media,

 phảng media, do đó do đó báo hiệ báo hiệ có thể có thể truyền qua truyền qua một tập một tập các nút các nút riêng biệt riêng biệt chứchứkhông đi qua mặt phẳng media Thêm nữa, BICC hỗ trợ và có thể chạy trên

các công nghệ khác nhau như IP, SS7 (Sinaling System No 7) hay ATM

(Asynchoronous Transfer Mode).

H.323 : tương tự như BICC, H.323 là giao thức do ITU T phát triển

H.323 định nghĩa một giao thức mới để thiết lập phiên multimedia Khôngnhư BICC, H.323 được thiết kế từ những ngày đầu tiên nhằm hỗ trợ côngnghệ IP Trong H.323, báo hiệu và media không cần truyền qua cùng một tập

thức thành công nhất trên Internet SIP không giống như BICC và H.323, Internet SIP không giống như BICC và H.323, SIPSIP

là giao thức dựa trên text Điều đó có nghĩa là nó dễ dàng để mở rộng, sửa lỗi

và sử dụng để xây dựng

và sử dụng để xây dựng các dịch vụ.các dịch vụ.  

SIP được chọn làm giao thức điều khiển phiên trong IMS Thực tế SIPlàm cho việc tạo ra các dịch vụ mới trở nên dễ dàng và vì SIP dựa trên HTTPnên các nhà phát triển dịch vụ SIP có thể sử dụng tất cả các cơ chế được pháttriển cho HTTP như CGI (Common Gateway Interface) và Java Servlet.

 Ngoài  Ngoài giao giao thức thức điều điều khiển khiển phiên phiên thì thì còn còn có có một một số số giao giao thức thức kháckhácđóng vai trò quan trọng trong IMS Diameter (là giao thức được định nghĩatrong RFC 3588) được chọn làm giao thức AAA (Authentication,

Authorization, and Accounting) trong IMS.

Diameter là một cải tiến của RADIUS (được định nghĩa trong RFC2865), đó là một giao thức được sử dụng rộng rãi trong Internet để thực hiệnAAA Ví dụ, khi người dùng quay số đến nhà cung cấp dịch vụ Internet thìserver truy nhập mạng sử dụng RADIUS để chứng thực (authenticate) và cấpquyền (authorize) cho người dùng truy cập mạng Diameter bao gồm mộtgiao thức cơ bản được bổ sung với ứng dụng Diameter Các ứng dụngDiameter là sự lựa chọn hoặc mở rộng Diameter để phù hợp với một ứngdụng cụ thể trong một môi trường IMS sử dụng Diameter trong một số giaodiện, mặc dù không phải tất cả các giao diện sử dụng cùng một ứng dụngDiameter Ví dụ, IMS định nghĩa ứng dụng Diameter để tương tác với SIPtrong quá trình phiên được thiết lập và một ứng dụng khác để thực hiện điềukhiển tài khoản.  

Cùng với SIP và Diameter là các giao thức khác được sử dụng trongIMS Giao thức COPS (Common Open Policy Service) được sử dụng đểtruyền các chính sách giữa các PDP (Policy Decision Points) và PEP (Policy

Enforcement Points) H.248 và các gói của nó được sử dụng bởi các nút tínhiệu điều khiển trong mặt phẳng media H.248 được phát triển bởi ITU-T và

IETF cũng được đề cập đến như là giao thức MEGACO (Media Gateway

Control) RTP (Real-time Transport Protocol) và RTCP (RTP Control

Protocol) được sử dụng để truyền dữ liệu thời gian thực như video và audio.  

2.3   Kiến trúc tổng quát IMS  

Trước khi tìm hiểu kiến trúc tổng quát IMS, chúng ta nên nhớ rằng 3GPPkhông chuẩn hóa theo nút mà theo chức năng Điều đó có nghĩa là kiến trúcIMS là một tập hợp các chức năng được kết nối với nhau bởi các giao diện đãđược 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  Nhìn chung chung thì thì hầu hầu hết hết những những dịch dịch vụ vụ cung cung cấp cấp đều đều tuân tuân theo theo kiến kiến trúctrúcIMS 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 chứcnăng được phân phối qua nhiều hơn một nút là hoàn toàn có thể.  

Hình 2-1 : Tổng quan kiến trúc IMS  

Trong hình 2-1 minh họa một cái nhìn tổng quan về kiến trúc IMS nhưchuẩn 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 thểliệt kê hầu hết những nút giao diện có liên quan Trong IMS được phân chiathành 3 phần: mạng truy nhập, mạng lõi

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

Ở phía bên trái hình 2 1, chúng ta có thể nhìn thấy các đầu cuối IMS diđộng thường được nhắc đến như là các thiết bị người dùng (UE) Đầu cuối

IMS được nối vào mạng chuyển mạch gói như là GPRS thông qua đườngtruyền 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 loạithiết bị và các cách truy nhập khác Thiết bị hỗ trợ cá nhân PDAs và máytính 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.  

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 như là CSCF (Call Session Control

Function).

●   Một hay vài MRF mỗi cái được chia nMột hay vài MRF mỗi cái được chia nhỏ thành MRFC và MRFP.hỏ thành MRFC và MRFP.  

●   Một hay vài BGCF (Breakout Gateway Control Functions).  

●   Một hoặc vài PSTN gateways, được chia nhỏ hơn thành SGW và

MGCF.

2.3.2.1  Cơ sở dữ liệu HSS và SLF  

HSS (Home Subscriber Server) là trung tâm lưu trữ dữ liệu các thôngtin liên quan đến người dùng Về kỹ thuật thì HSS là sự phát triển của HLR(Home Location Register), HLR là một nút trong mạng GSM HSS baogồm các thông tin thuê bao liên quan đến người dùng được yêu cầu để điềukhiển các phiên đa phương tiện Những dữ liệu này bao gồm, thông tin vịtrí, 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 dùngđăng ký thuê bao), và S-CSCF cấp phát tới người dùng.  

Một mạng có thể chứa một hoặc một vài HSS, trong trường hợp sốlượng thuê bao quá nhiều so với sự quản lý của một HSS Trong tất cảtrường hợp, tất cả các dữ liệu liên quan đến một người dùng cụ thể đượcchứa trong một   HSS Các mạng với một HSS sẽ không cần SLF(Subscriber Location Function) Mặt khác, mạng với nhiều hơn một HSSyêu cầu có SLF.  

SLF là một cơ sở dữ liệu đơn giản ánh xạ địa chỉ người dùng tới HSSquản lý tương ứng Một nút yêu cầu truy vấn SLF, với một địa chỉ ngườidùng là đầu vào, sẽ thu được ở đầu ra là HSS có chứa thông tin liên quanđến người dùng đó.  

Cả HSS và SLF đều thực thi giao thức Diameter với các đặc trưng

ứng dụng diameter cho IMS.  

2.3.2.2  Chức năng điều khiển cuộc gọi phiên  

Điều khiển cuộc gọi phiên  (CSCF) là một máy chủ SIP, là một nútcần 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) Proxy-CSCF (P-CSCF)  : là một máy chủ SIP, là điểm đầu tiên liênlạc giữa đầu cuối IMS và mạng IMS Nó có thể được đặt ở mạngkhách (trong toàn bộ mạng IMS) hoặc mạng chủ Một vài mạng cóthể sử dụng thiết bị kiểm soát biên phiên SBC (Session BorderController) để thực hiện chức năng này Để kết nối với hệ thốngIMS, người dùng trước tiên phải đăng ký với P CSCF trong mạng

mà nó đang kết nối Địa chỉ của P CSCF được truy cập thông quagiao thức DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) hoặc sẽđược cung cấp khi người dùng tiến hành thiết lập kết nối PDP(Packet Data Protocol) trong mạng thông tin di động tế bào Chứcnăng của P CSCF bao gồm:  

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

o

P-CSCF được gán cho đầu cuối IMS trong suốt quá trìnhđăng 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  mậtIPSec 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 trênnhững đường truyền tốc độ thấp (hay giảm độ trễ khi truyềntrên các kênh có băng thông hẹp).  

o P-CSCF có thể tích hợp chức năng quyết định chính sáchPDF (Policy Decision Function) nhằm quản lý và đảm bảoQoS cho các dịch vụ đa phương tiện.  

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

●   Interrogating-CSCF (I-CSCF) Interrogating-CSCF (I-CSCF)  : là một chức năng SIP khác đượcđặt ở biên của miền quản trị Địa chỉ IP của I CSCF được công bốtrong DNS (Domain Name System) của miền, vì thế các máy chủứng dụng ở xa có thể tìm thấy I CSCF và sử dụng I CSCF như mộtđiểm chuyển tiếp cho các gói tin SIP tới miền này Các chức năngcủa I CSCF bao gồm:  

o Định tuyến bản tin yêu cầu SIP nhận được từ một mạng khácđến S CSCF tương ứng Để làm được điều này, I CSCF sẽ

tr uy vấn HSS thông qua giao diện Diameter Cx để cập nhậtđịa chỉ S CSCF tương ứng của người dùng (giao diện Dxđược dùng để từ I CSCF tới SLF để định vị HSS cần thiết). Nếu

 Nếu như như chưa chưa có có SS CSCF nào được gán cho UE, I CSCF sẽtiến hành gán một I CSCF cho người dùng để nó xử lý yêucầu SIP.  

o  Ngược  Ngược lại, lại, II CSCF sẽ định tuyến bản tin yêu cầu SIP hoặc bản ti

 bản tin n trả lời trả lời SIP đến SIP đến một Smột S-CSCF/I-CSCF nằm trong mạngcủa một nhà cung cấp dịch vụ khá

nó duy trì mối liên hệ giữa vị trí của người dùng (nói cách khác làđịa 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 danhchung của người dùng –  Public User Identity)  Public User Identity).  

Cũng giống như I-CSCF, S-CSCF cũng thực thi một giao diệndiameter 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 truycập mạng từ HSS S CSCF sử dụng vector này để nhận thựcngười dùng.  

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

o Để khai báo với HSS về S CSCF được cấp cho người dùngtrong 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 xemliệu bản tin báo hiệu này nên đi qua một hay nhiều máy chủ ứngdụng trên đường đi tới đích cuối cùng của nó Các máy chủ ứngdụng 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

 bản tin SIP Nếu SIP Nếu người dùng người dùng quay số quay số điện thođiện thoại thay ại thay vì sử vì sử dụng SIPdụng 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 thểnào cả S CSCF tránh cho người dùng thực hiện các chức năngkhông được cho phép.  

Một mạng thường bao gồm một số các S CSCF cho mục đích mởrộng và dự phòng Mỗi S CSCF phục vụ một số lượng đầu cuối tùythuộc vào dung lượng của nó.  

S-CSCF luôn luôn được đặt tại CSCF luôn luôn được đặt tại mạng chủ.mạng chủ.  

2.3.2.3  Máy chủ xử lý media  

Máy chủ xử lý media (MRF) cung cấp tài nguyên media trong mạngchủ MRF (Media Resource Function) cung cấp cho mạng chủ khả năngđưa ra 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 làmột SIP User Agent và chứa các giao diện SIP với S SCSF MRFC điềukhiển tài nguyên trong MRFP thông qua giao diện H.248.  

MRFP triển khai tất cả các hàm liên quan đến media như là chơi vàtrộn media.  

MRF luôn đặt ở mạng chủ.  

2.3.2.4  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 sốđiện thoại BGCF (Breakout Gateway Control Function) chỉ dùng trong các phiên

 phiên được được khởi khởi tạo tạo bởi bởi đầu đầu cuối cuối IMS và IMS và hướng hướng tới tới một một người người dùng dùng trongtrongmạng chuyển mạch kênh như là PSTN hay PLMN Chức năng chính của

Hình 2-2 : Giao tiếp giữa PSTN/CS gatew2 : Giao tiếp giữa PSTN/CS gateway và mạng CSay và mạng CS   Hình 2-2 mô tả một BGCF và một PSTN gateway riêng biệt có giaotiếp mạng với PSTN PSTN gateway được phân tích thành các chức năng

sau:

●   SGW (Signalling Gateway) : Signalling gateway giao tiếp với mặt phẳng

 phẳng báo báo hiệu hiệu của của mạng mạng chuyển chuyển mạch mạch kênh kênh SGW SGW thực thực hiện hiện biếnbiến

đổi giao thức ở lớp thấp hơn Ví dụ: SGW có nhiệm vụ thay thế cácgiao thức MTP (ITU T khuyến nghị Q.701 [133]) ở mức thấp hơnvận 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 khiểncuộc gọi trong mạng chuyển mạch kênh) Hơn nữa, để biến đổi giaothức 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 phẳngmedia của mạng PSTN hoặc mạng CS Một mặt MGW có thể gửihoặc 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 trợcodec được sử dụng bởi mạng chuyển mạch kênh Một tình huống phổ biến thường

 phổ biến thường xảy là khi xảy là khi thiết bị đầu thiết bị đầu cuối IMS sử cuối IMS sử dụng bộ giải dụng bộ giải mãmãAMR trong khi đó thiết bị đầu cuối của mạng PSTN lại sử dụng bộgiải mã G.711 (ITU T khuyến nghị G.711 [131]).  

2.3.2.6  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 diđộng 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 hìnhthành mạng chủ (home network) Mặt khác, khi chúng ta chuyển ra ngoàikhu vực che phủ của mạng chủ, chúng ta sử dụng cơ sở hạ tầng được cungcấp 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 mạngchủ phải có một thỏa thuận với nhau Các thỏa thuận này có thể là giá

cuowics cuộc gọi, chất lượng dịch vụ hoặc là phương thức quy đổi bảngtính 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 IMScho 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 tìnhhuống chuyển vùng, GPRS cho phép vị trí của GGSN hoặc ở trong mạngchủ 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 đơngiản hơn.  

Hình 2-3, cho chúng ta thấy cấu hình P-CSCF (và GGSN) đặt tạimạng khách Cấu hình này thể hiện tầm nhìn lâu dài về IMS vì nó yêu cầuIMS 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 IMSđồng thời Do đó cũng không thể mong chờ tất cả các mạng thành phần sẽcập nhật các GGSN theo cùng một chuẩn tại cùng một thời điểm và cùng bắt

 bắt đầu đầu cung cung cấp cấp dịch dịch vụ vụ IMS IMS Vì Vì vậy vậy chúng chúng ta ta chỉ chỉ có có thể thể mong mong chờ chờ việcviệcsớm có sự triển khai IMS mà P CSCF ở trong mạng chủ như hình 2 4 dướiđây.  

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 tạimạng 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 đầutriển khai IMS.  

Phần này bao gồm các máy chủ ứng dụng có nhiệm vụ cung cấp cácdịch vụ tới người dùng cuối Các máy chủ ứng dụng là các thực thể SIP thựchiện 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 mạngthứ ba bên ngoài Nếu nằm trong mạng chủ, nó có thể truy vấn HSS qua giaodiện diameter Sh  (cho máy chủ ứng dụng), hay giao diện MAP (MobileApplication Part) cho loại máy chủ IM-SSF (IP Multimedia Service Switching Function).

 Như đã nói ở  Như đã nói ở trên, ưu điểm lớn trên, ưu điểm lớn nhất của IMS là khả nhất của IMS là khả năng phát triển năng phát triển cáccácdịch vụ mới một cách dễ dàng Kiến trúc IMS được  thiết kế để cho phép cácnhà điều hành cung cấp dải rộng các dịch vụ dựa trên chuyển mạch gói vàthời gian thực IMS cũng cho phép lưu lại các thông tin của dịch vụ để có thểtính cước dựa theo thời gian cũng như dựa trên dịch vụ và băng thông Từđặc điểm thiết kế của mình, IMS kế thừa tất cả các dịch vụ ưu việt nhất củamạng viễn thông và mạng internet đặc biệt là các dịch vụ đa phương tiện baogồm các dịch vụ gọi thông thường và các dịch vụ nâng cao như:  

●    Nhấn tin đa phương tiện  

●   Hội thảo đa phương tiện  

2.4   Định danh trong IMS  

Trong bất kỳ một mạng nào cũng đều phải dịnh danh được người dùngmột 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 trongmạng PSTN.  

Vấn đề trung tâm của bất kỳ một mạng nào là khả năng của nhà cung cấpđịnh 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 điệnthoại (là một tập hợp các chữ số theo thứ tự định danh thuê bao điện thoại) Sốđiện thoại xác định chủ thuê bao có thể được biểu diễn dưới nhiều dạng khácnhau: 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

 phụ thuộc vào đích đến của đích đến của cuộc gọi (ví cuộc gọi (ví dụ như dụ như cùng một khu cùng một khu vực, khác vùnvực, khác vùngghay quốc gia khác).  

Thêm vào đó, khi một dịch vụ được cung cấp, đôi khi nó cũng yêu cầuđịnh danh dịch vụ Trong mạng PSTN, dịch vụ được định danh bởi những sốđặc biệt, thường có phần tiếp đầu đặc biệt, ví dụ như 800 IMS cũng cung cấp

cơ chế để định danh dịch vụ.  

Trong IMS cungc có một cách tiền định để xác định người dùng Mộtngười 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 địnhdanh này cho mỗi thuê bao IMS Một danh người dùng công cộng có thể làmột SIP URI (như định nghĩa tron

một SIP URI (như định nghĩa trong RFC 3261 [215]) hay một TEL URI (nhưg RFC 3261 [215]) hay một TEL URI (nhưđịnh 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 danhngười dùng công cộng được sử dụng để định tuyến các bản tin báo hiệu SIP

 Nếu  Nếu chúng chúng ta ta so so sánh sánh giữa giữa IMS IMS và và GSM, GSM, một một dịnh dịnh danh danh người người dùng dùng côngcôngcộng đối với IMS cũng giống như một định danh MSISDN (MobileSubscriber ISDN Number) trong mạng GSM.  

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

là

là sip:first.last@operato  sip:first.last@operator.com r.com, mặc dù nhà cung cấp IMS có thể chuyển đổidạng thức này và thỏa mãn theo nhu cầu của họ Thêm vào đó, cũng có khảnăng bao hàm số điện thoại trong SIP URI sử dụng định dạng sau:  

 sip:+1-212-555-0293@operator.com;user=

 sip:+1-212-555-0293@operator.com;user=phone phone

Định dạng này là cần thiết bởi SIP yêu cầu URI được đăng ký dưới làSIP URI Do đó, nó không thể đăng ký TEL URI trong SIP, mặc dù hoàntoàn có thể đăng ký một SIP URI có chứ

toàn có thể đăng ký một SIP URI có chứa một số điện thoại.a 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 điệnthoại quốc tế:  

tel:+1-212-555-0293

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

Chúng ta hình dung các nhà cung cấp dịch vụ sẽ cấp ít nhất một SIPURI và một TEL URI cho mỗi một người dùng Có rất nhiều lý do cho việccấp nhiều hơn một định danh người dùng công cộng cho một người dùng,như là khả năng phân biệt các định danh cá nhân mà bạn bè và người thân đã biết với định danh

 biết với định danh công cộng dùng công cộng dùng trong công việc kitrong công việc kinh doanh được biếtnh 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 ngườidùng công cộng được đăng ký Trong hoạt động thông thường của SIP, mỗiđịnh 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.  

Mỗi thuê bao IMS được cấp một định danh người dùng riêng Khônggiống như định danh người dùng công cộng, định danh người dùng riêngkhông phải là một SIP URI hay TEL URI, mà thay vào đó chúng thường cóđịnh dạng của định danh người dùng truy nhập NAI (Network AccessIdentifier, theo quy ước của RFC 2486 [451]) Định dạng của NAI là:

username@operator.com username@operator.com

Không như định danh người dùng công cộng, định danh người dùngriêng không được sử dụng để định tuyến bản tin yêu cầu SIP, thay vào đóchúng được dành riêng cho việc định danh thuê bao và cho mục đích nhậnthực 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 thểđược lưu trong một thẻ thông minh cũng giống như IMSI được lưu trong

SIM (Subscriber Identity Module).

 Nhà cung  Nhà cung cấp dịcấp dịch ch vụ vụ cấp cấp một hoặc một hoặc nhiều nhiều định định danh ngdanh người ười dùng dùng côngcôngcộng cho mỗi một người dùng Trong trường hợp GSM/UMTS (UniversalMobile Telecommunication System), thẻ thông minh lưu định danh ngườidùng 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 danhngười dùng riêng và một tập hợp các định danh người dùng công cộng đượcgán 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

 bao, định danh người dùng người dùng riêng và một riêng và một số định số định danh người dùdanh người dùng công ng công cộngcộngđược 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 IMSđược cấp không chỉ một mà là một số định danh người dùng riêng Trongtrường hợp UMTS, chỉ một định danh người dùng riêng được lưu trữ trongthẻ 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 côngcộng này được sử dụng kết hợp với nhiều hơn một dịnh danh người dùngriêng Đó là trường hợp của định danh người dùng công cộng số 2 trong hình

2-6, bởi vì nó được gán cho cả định danh người dùng riêng số 1 và số 2 Điềunày 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 dùngriêng khác nhau (ví dụ như các thẻ thông minh khác nhau được gắn vào cácđầu cuối khác nhau).  

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

người dùng công cộng theo 3GPP R6  

2.4.4.1  Định nghĩa PSI  

Khái niệm của định danh dịch vụ công cộng (PSI –   Public Service

Identities) được giới thiệu trong 3GPP Release 6 Không giống như địnhdanh người dùng công cộng, một PSI là một định danh được cấp phát chodịch vụ trên máy chủ ứng dụng (AS –   Application Server) Ví dụ, một máychủ ứng dụng phục vụ một chatroom được định danh bởi PSI Giống nhưđịnh 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 quanđến định danh người dùng riêng Sở dĩ như vậy là do định danh người dùngriêng chỉ sử dụng dành cho mục đích nhận thực PSI không được áp dụngcho người dùng.  

2.4.4.2  Phân loại PSI  

PSI được chứa trong HSS dưới dạng hoặc là PSI đặc trưng hoặc làWildcarded 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 hợpcác PSI Wildcarded PSI cho phép người dùng tối ưu hoạt động và duy trìcác nút Một Wildcarded PSI có chứa hơn hai dấu chấm than sẽ được xemnhư một cặp dấu ngăn cách.  

Khi được chứa trong HSS, Wildcarded PSI sẽ bao gồm các ký tự ngăncách để xác định phần mở rộng của PSI.  

Ví dụ: PSI sau có thể chứa trong HSS

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 đổithành “sip:chatlist!.*!@example.com” Khi chứa trong HSS:  

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

2.5   SIM, USIM và ISIM trong 3GPP

UICC (Universal Integrated Circuit Card) là trung tâm trong thiết kếthiết bị đầu cuối 3GPP UICC là một thẻ thông minh có thể tháo lắp và mangtheo người một cách rất đơn giản, UICC lưu trữ một số dữ liệu như thông tinđăng ký thuê bao, mã nhận thực, sổ địa chỉ và các tin nhắn Nếu không cóUICC 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 họsang thiết bị mới bằng cách lắp thẻ thông minh sang thiết bị đó UICC là mộtkhái 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 chứacác ứng dụng khác như danh bạ điện thoại.  

SIM lưu trữ một tập hợp các tham số như thông tin đăng ký ngườidùng, mã nhận thực và các tin nhắn SIM là thành phần cơ bản nhất trong cácthiết bị đầu cuối để người dùng có thể hòa mạng Mặc dù khái niệm UICC vàSIM là có thể thay đổi cho nhau, UICC được xem như một thẻ vật lý, trongkhi 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.  

USIM là một ứng dụng khác nằm trong UICC USIM cung cấp một tậphợp các tham số bao gồm thông tin đăng ký thuê bao, thông tin nhận thực, phương

 phương pháp pháp thanh thanh toán toán và và lưu lưu trữ trữ tin tin nhắn nhắn USIM USIM được được sử sử dụng dụng để để truytruynhập mạng UMTS.  

Các thiết bị đầu cuối trong mạng chuyển mạch gói và chuyển mạchkênh 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.  

Một ứng dụng thứ ba có thể hiện diện trong UICC là ISIM ISIM có vaitrò đặc biệt quan trọng trong IMS, bởi vì ISIM có chứa một tập hợp cácthông 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 tạicùng SIM, USIM hoặc tất cả các ứng dụng

cùng SIM, USIM hoặc tất cả các ứng dụng trong cùng UICC.trong cùng UICC.  

2.6   Tiêu chuẩn lọc  

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

Theo tiêu chuẩn 3GPP TS 23.218 [20] có hai tiêu chuẩn lọc là: tiêuchuẩn 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 làđược 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 vớiquy tắc định tuyến bản tin

quy tắc định tuyến bản tin SIP cho các proxy.SIP cho các proxy.  

Tiêu chuẩn lọc khởi tạo  IFC có nhiệm vụ đánh giá các yêu cầu khởi tạoSIP và tạo ra các yêu cầu

SIP và tạo ra các yêu cầu đơn Ví dụ, Sđơn Ví dụ, S CSCF đánh giá tiêu chuẩn lọc khởi tạokhi 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,

 NOTIFY, UPDATE, UPDATE, hoặc hoặc BYE BYE do do chúng chúng luôn luôn luôn luôn được được gửi gửi như như một một phầnphầncủa một hội thoại SIP đang tồn tại.  

Khái niệm tiêu chuẩn lọc kế tiếp là S CSCF sẽ đánh giá tiêu chuẩn lọc kếtiếp khi nó nhận được yêu cầu kế tiếp trong hộp thoại SIP Tuy nhiên, kết quảcủa việc đánh giá tiêu chuẩn lọc kế tiếp có thể dẫn đến việc S CSCF chuyểntiếp yêu cầu SIP kế tiếp đến một máy chủ ứng dụng, điều này trái ngược vớithủ 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 chủứng 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 dẫnđến 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 và

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

 profile User User Profile Profile chứa chứa định định danh danh riêng riêng thuê thuê bao bao mà mà user user profile profile đó đó thuộcthuộc

về và một hay nhiều service  service profile profile Mỗi một service profile chứa một haynhiều 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 thuthập định danh công cộng thuê bao liệt kê trong “Service profile” Cấu trúc dữliệu của tiêu chuẩn lọc được thể hi

liệu của tiêu chuẩn lọc được thể hiện ở hình 2ện ở hình 2-8.

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

Trường đầu tiên trong cấu trúc tiêu chuẩn lọc là Priority Trường Priorityxác định thứ tự của tiêu chuẩn lọc sẽ được đánh giá so với các tiêu chuẩn lọccòn lại trong cùng một “service profile” S SCSF trước tiên sẽ chọn tiêu chuẩnlọc có độ ưu tiên cao, ví dụ độ ưu tiên 1 là độ ưu tiên cao nhất Sau khi thực

thi nó, S-SCSF tiếp tục với tiêu chuẩn lọc tiếp theo có độ ưu tiên nhỏ hơn

Trường Priority của tiêu chuẩn lọc là số duy nhất đối với các tiêu chuẩn lọctrong cùng một “service profile” Trong một số trường hợp, số ưu tiên khôngcần thiết phải liền nhau.

Sau trường Priority, có thể không có hoặc có một Trigger Point (điểmkích hoạt) Một Trigger Point là một biểu thức cần được đánh giá để xác địnhxem yêu cầu SIP có được chuyển tiếp đến máy chủ ứng dụng hay không.  Mộtđiểm kích hoạt là tập hợp các bộ lọc riêng biệt được gọi là “Service Point Triggers” Ví dụ, một Trigger Point có thể như sau:  

(Method = INVITE) AND (Request-URI = sip:user@example.com)

Trong ví dụ này có hai Service Point Trigger là Method = INVITE và

Request-URI = sip:user@example.com.

Sevice Point Trigger cho phép ta truy nhập thông tin được lưu trữ chứatrong các trường khác nhau của yêu cầu SIP.  

●   Giá trị của Request-URI.

●   Phương thức của yêu cầu SIP (ví dụ: INVITE, OPTIONS,SUBSCRIBE,…).  

●   Sự có mặt hay vắng mặt của bất cứ trường điều khiển SIP (SIP header)

 Nếu  Nếu không không có có Trigger Trigger Point Point thì thì các các yêu yêu cầu cầu SIP SIP được được chuyển chuyển tiếp tiếp đếnđếnmáy chủ ứng dụng vô điều kiện.  

Sau Trigger Points chứa một hay nhiều Service Point Triggers, tiêu

chuẩn lọc khởi tạo chứa AS SIP URI Đây là địa chỉ của máy chủ ứng dụng sẽnhận yêu cầu SIP nếu các điều kiện được mô tả trong các Trigger Point đượcthỏa mãn Trường Default Han  Default Handling  dling    chỉ hành động sẽ xảy ra nếu S CSCF với

lý do nào đó không thể liên lạc được với máy chủ ứng dụng Các hành động

có thể tiếp tục xử lý

có thể tiếp tục xử lý yêu cầu SIP hoặc ngừng xử lýyêu cầu SIP hoặc ngừng xử lý

Trường Service Information  chứa dữ liệu trong suốt (ví dụ, trong suốtvới HSS và S CSCF) mà máy chủ ứng dụng có thể cần để xử lý yêu cầu Cách

sử dụng trường này được giới hạn với các yêu cầu SIP REGISTER hoặc bất

kỳ yêu cầu nào khác khi mà S CSCF hoạt động như là một SIP User AgentClient Nguyên nhân là do các dữ liệu được thêm vào phần thân của yêu cầuSIP Hành động này không được chấp nhận trong các SIP Proxy Vì vậy,trường hợp duy nhất sử dụng thông tin này là khi S CSCF, tùy theo tiêu chuẩnlọc khởi tạo, hoạt động như một “SIP User Agent Client” tạo ra yêu cầu SIPREGISTER ở bên thứ ba tới máy chủ ứng dụng Yêu cầu REGISTER đó cóthể chứa Service Information (trong trường hợp máy chủ ứng dụng cần nó),với mục đích là truyền IMSI tới IM SSF của thuê   bao, vì IMSI có  bao, vì IMSI có thể được sửthể được sửdụng bởi IM-SSF.

Cuối cùng, user profile được mã hóa sử dụng ngôn ngữ đánh dấu mởrộng XML (Extensible Markup Language) Mẫu XML định nghĩa tiêu chuẩnlọc khởi tạo được mô tả trong 3GPP TS 29.228 [21] Tiêu chuẩn lọc khởi tạođược truyền từ HSS đến S SCSF thông qua bản tin Diameter.  

2.7   Triển khai kiến trúc IMS  Kiến trúc IMS được triển khai trong đề tài:  

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

Bao gồm các khối chức năng:  

●   Máy chủ ứng dụng:  

o Cung cấp giao diện web cho người dùng thực hiện các dịch vụtrên nền IMS.  

o Giao tiếp với các module AD/DB để xác thực dịch vụ.  

o Phát triển các dịch vụ Click -to-dial, conferencing, presence,…dựa trên SIP Servlet.  

●   Media server:

o Thực hiện các chức năng xử lý dữ liệu đa phương tiện (MSF vàMRF tương ứng trong kiến trúc IMS).  

o IS-ME sẽ thực hiện những công việc sau:  

▪▪   Playing các file thông báo (audio/video).

▪▪   Hội thoại đa phương tiện.  

▪▪   Chuyển mã (transcoding) các loại dữ liệu đa pChuyển mã (transcoding) các loại dữ liệu đa phương tiện.hương tiện.  

▪▪   Tương tác thoại (IVR).  

▪▪   Tương lai sẽ thực hiện Text to Speak.  

▪▪   Thực hiện các dịch vụ điều khiển cThực hiện các dịch vụ điều khiển cuộc gọi (từ ISuộc gọi (từ IS-CC).

●   User client:

o Cung cấp một phương tiện liên lạc đa phương tiện bằng giaothức SIP trên nền IP.  

o Hỗ trợ kiểu dữ liệu đa phương tiện.  

o Chạy trên PC, tương lai là trên điện thoại di động và các thiết bịcầm tay (sử dụng hệ điều hành lin

cầm tay (sử dụng hệ điều hành linux hoặc symbian).ux hoặc symbian).  

o Cung cấp các dịch vụ chính: gọi điện, xem video (dạngstreaming),…  

o Instant messaging,…  

●   AD/DB:

o Thực hiện các tác vụ quản lý các thành phần của hệ thống vàquan trọng hơn là thực hiện các chức năng tính cước và xác thựcdịch vụ.  

o Thông tin về người dùng được chứa trong cơ sở dữ liệu mySQLgiúp xác thực dịch vụ và xác thực người dùng.  

o Giao tiếp với module AS cung cấp các thông tin xử lý dịch vụ.  

3  CHƯƠNG III : ĐIỀU KHIỂN PHIÊN TRONG

đi và các bộ mã hóa –   giải mã dùng để mã hóa voice và hình ảnh cần gửi củangười tham gia Những mô tả về phiên có những định dạng riêng Định dạnghay dùng nhất là giao thức mô tả phiên SDP (Session Description Protocol),được định nghĩa trong RFC 2327 [115] SDP đơn giản là một định dạng văn bản

 bản miêu miêu tả tả các các phiên phiên multimedia multimedia Hình Hình 33 1 là một ví dụ minh họa mô tả phiên giữa Alice và Bob SDP chứa thôn

 phiên giữa Alice và Bob SDP chứa thông tin về địa chỉ IP, số cổg tin về địa chỉ IP, số cổng mà Aliceng mà Alicemuốn nhận audio (20000) và nhận video (20002), các bộ mã hóa giải mãaudio và video mà Alice hỗ trợ (0 tương ứng với luật mã hóa audio μ G.711

và 31 tương ứng với bộ mã hóa H.261) và thông tin về chủ đề của cuộc hộithoại.  

Hình 3-1 : Một ví dụ về mô tả phiên SDP  

 Như  Như ta ta đã đã thấy thấy ở ở hình hình trên, trên, một một mô mô tả tả SDP SDP bao bao gồm gồm hai hai phần phần thông thông tin tin vềvề phiên

 phiên và và thông thông tin tin về về media media Thông Thông tin tin về về phiên phiên trải trải toàn toàn bộ bộ phiên phiên và và xuấtxuất

hiện trước dòng “m=” Năm dòng đầu tiên tương ứng với thông tin về phiên.Chúng cung cấp những thông tin về nhận dạng người dùng (v= và o=), chủ

đề của phiên (s=), địa chỉ của Alice

đề của phiên (s=), địa chỉ của Alice (c=) và thời gian của phiên (t(c=) và thời gian của phiên (t=).=).  

Thông tin về media là luồng media cụ thể bao gồm dòng “m=” và một số lựachọn “a=” cung cấp thông tin về luồng media Trong ví dụ hình 3-1 có hai dòng media và vì vậy có hai dòng “m=” Dòng “a=” chỉ ra luồng media ởđây là hai chiều (các user gửi và nhận media).  

 Như  Như minh minh họa họa trên trên hình hình 33 1, định dạng của tất cả các dòng SDP bao gồmdạng “kiểu = giá trị”, “kiểu” là một chữ cái Hình 3 2 chỉ ra các “kiểu” trong

SDP Mặc dù SDP là một định dạng phổ biến miêu tả các phiên đa phươngtiện nhưng SIP không phụ thuộc vào SDP SIP là một dạng độc lập với việc

mô tả phiên tức là SIP có thể đưa ra một mô tả phiên dùng SDP hay là bất kỳmột dạng khác.  

Hình 3-2 : Các kiểu trong SDP  

3.1.2 Mô hình Offer/Answer

Trong ví dụ về SDP ở hình 3 1, Alice gửi một mô tả phiên đến Bob có chứađịa chỉ của Alice (bao gồm địa chỉ IP và số hiệu cổng) Tất nhiên như thế làchưa đủ để thiết lập một phiên giữa hai người Alice cũng cần phải biết địachỉ tương ứng của Bob SIP cung cấp phương thức trao đổi mô tả phiên giữahai người gọi là mô hình offer/answer (được mô tả trong RFC 3264 [212]).Một trong hai người dùng (offerer) tạo ra một mô tả phiên (offer) và gửi nótới một người dùng khác (answerer) tạo ra một mô tả phiên mới (answer) đểgửi tới offerer RFC 3264 [212] đưa ra những quy định về phương cách tạo

ra offer và anser Sau khi trao đổi offer/answer cả hai người sẽ có nhữngthông tin về phiên được thiết lập Họ sẽ biết định dạng cần sử dụng và địa chỉ

để truyền tải cho phiên đó Trao đổi offer/answer cũng có thể cung cấpnhững thông tin khác như mã và giải mã…  

Hình 3-3 minh họa việc Bob gửi lại cho Alice sau khi nhận được một offercủa Alice.  

Hình 3-3 : Mô tả phiên SDP của Bob  

Địa chỉ của Bob là 192.0.0.2, số cổng nơi Bob nhận audio là 30000, số cổngnơi Bob nhận video là 30002 và Bob cũng dùng bộ mã hóa –   giải mã giốngAlice (G.711 μ law và H.261) Sau khi trao đổi offer/answer cả hai có thểtrao đổi về audio và video cho nhau.  

3.1.3 SIP và SIPS URIs

SIP nhận dạng người dùng bằng SIP URI tương tự như địa chỉ của mộtemail, SIP URI bao gồm tên và một tên miền Thêm vào đó, SIP URI có thểchứa một số các thông số được p

chứa một số các thông số được phân cách bởi các dấu chấm phẩy.hân cách bởi các dấu chấm phẩy.  

Ví dụ về SIP URIs:  

 sip:hoang.danghuy@ims.hut.vn  sip:thien.nguyenduc@ims.fet.hut  sip:asims@hut.edu.vn;transport=tcp   

Thêm vào đó, người dùng có thể được nhận ra bằng SIP URI Các thực thểgiao tiếp với SIPS RIs dùng TLS (Transport Layer Security) để bảo mật các bản tin của người dùng.  

Ví dụ về SIPS URIs:  

 sips:son.dinhngoc@ims.fet.hut  sips:hoang.daoxuan@ims.hut.vn  

Mục đính chính của SIP là đưa ra một mô tả phiên tới người dùng ở vị tríhiện tại của họ, và chúng ta đã thấy định dạng của một mô tả phiên Bây giờchúng ta xem xét SIP nhận ra vị trí của người dùng như thế nào.  

SIP cung cấp tính linh động cá nhân tức là một người dùng sẽ có nhận dạngnhư nhau bất kể người đó đang ở đâu Ví dụ, Alice được nhận dạng bởi SIPURI tại

 sip:Alice.Smith@domain.com

 bất kể Alice đang ở đâu, đây là URI công cộng của Alice hay còn được gọi là

AoR (Address of Record).

Tuy nhiên, khi Alice đăng nhập tại nơi làm việc, địa chỉ SIP URI của cô ấy là