Upload
kim-quyen
View
110
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH
Đại Học Công Nghiệp Tp.HCM
Khoa Điện tử - Viễn thông
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
***
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
Tp.HCM, ngày…tháng…năm 2011
Ký tên
Trang 1
ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH
Đại Học Công Nghiệp Tp.HCM
Khoa Điện tử - Viễn thông
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
***
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
Tp.HCM, ngày…tháng…năm 2011
Ký tên
Trang 2
ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH
LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay khi công nghệ ngày càng phát triển, khiến nhu cầu sử dụng các thiết
bị số của con người cũng ngày càng đa dạng và phong phú hơn. Từ khi cuộc cách
mạng về công nghệ truyền dẫn hình ảnh, âm thanh thực bùng nổ nó đã không ngừng
phát triền và trở thành thành phần hết sức quan trọng, đóng vai trò thiết yếu trong mọi
linh vực của đời sống cũng như giúp nâng cao sự phát triển của nền kinh tế ,đẩy mạnh
sự giao lưu hợp tác giữ các doanh nghiệp trong và ngoài nước, loại bỏ những trở ngại
về vấn đề khoảng cách địa lý. Với xu thế phát triển của công nghệ là sự tích hợp, đa
năng, đa phương tiện, mọi lúc, mọi nơi dù ở bất cứ nơi đâu con người cũng đều dễ
dàng liên lạc, giao tiếp được với nhau mà không bị ảnh hưởng bởi bất kỳ yếu tố ngoại
cảnh nào. Cũng chính từ xu thế đó mà các nhà cung cấp dịch vụ mạng viễn thông ngày
nay cần phải tìm ra một công nghệ mới cho phép kết hợp mọi giao thức cũng như mọi
công nghệ mạng hiện tại qua một cơ sở hạ tầng chung gian hay chính là một công nghệ
mạng lõi hội tụ.
“Đứng trước xu thế đó, việc phát triển theo cấu trúc mạng thế hệ sau (NGN) với
các công nghệ phù hợp là bước đi tất yếu của viễn thông thế giới và mạng viễn thông
Việt nam. Trước đây, mạng NGN bắt đầu được xây dựng với mô hình chuyển mạch
mềm (Softswitch) và đã đạt được một số thành công nhất định. Nhưng từ khi 3GPP
giới thiệu IMS (Phân hệ đa phương tiện IP – IP Multimedia Subsystem) thì IMS đã
chứng tỏ được khả năng vượt bậc hơn so với Softswitch về nhiều mặt, và IMS dần trở
thành tiêu chuẩn chung để xây dựng mạng NGN ngày nay”. Chính vì vậy đề tài này sẽ
tập chung vào tìm hiểu công nghệ IMS – bước phát triển tiếp theo của mạng thế hệ sau
NGN trong một tương lai gần.
Nội dung đề tài bao gồm:
Chương 1: Tổng quan về IMS trên nền NGN. Chương này sẽ giới thiệu tổng
quan về mạng thế hệ sau NGN. Phân tích đặc điểm của chuyển mạch mềm (soft
Trang 3
ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH
switch) và phân hệ IMS từ đó lý giải nguyên nhân đi lên xây dựng IMS cho
bước phát triển tiếp theo của mạng NGN.
Chương 2: Kiến trúc phân hệ IMS. Chương này xẽ phân tích chi tiết về kiến
trúc của phân hệ IMS trong mạng NGN.
Chương 3: Các thủ tục trong phiên làm việc của IMS. Chương này phân tích về
các bản tin trong quá trình hoạt động của phân hệ IMS.
Chương 4: Các giao thức chính trong phân hệ IMS. Chương này sẽ tập chung
tìm hiểu về 2 giao thức chính được coi là thế mạnh và cơ bản nhất của IMS là
giao thức SIP và giao thức Diameter (AAA).
Chương 5: Triển khai hệ thống mạng NGN với phân hệ IMS. Trong chương
này sẽ phân tích về các giai đoạn trong quá trình tiến lên xây dựng mạng thế hệ
sau NGN sử dụng phân hệ IMS.
Chương 6: Hiện trạng hạ tầng mạng và tiến lên xây dựng NGN – IMS của
VNPT. Ở chương này sẽ tìm hiểu trên thưc tế về hiện trạng và quá trình tiến lên
xây dựng mạng NGN-IMS của tập đoàn bưu chính viên thông Việt Nam VNPT
trong những năm gần đây.
Chương 7: Mô phỏng Open IMSCore trên linux ubuntu 11.10. chương này thực
hiện mô phỏng, phân tích quá trình hoạt động và khai thác một số dịch vụ của
IMSCore có cấu trúc được chuẩn hóa giống với IMS Core thực tế sẽ triển khai.
Hiện nay ở Việt Nam IMS vẫn còn là một xu hướng phát triển đang trong thời
gian đầu tìm hiểu và triển khai. Vì vậy đề tài không thể tránh được những sai sót và
thiếu chính xác trong thông tin tìm hiểu được đưa vào. Rất mong nhận được sự góp ý
của quý thầy cô và bạn đọc về đề tài này.
Trang 4
ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH
MỤC LỤC
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ IMS TRÊN NỀN NGN............................................13
1.1 Giới thiệu về mạng hội tụ NGN (next genaration networking)..................................13
1.1.1 Sự hình thành mạng hội tụ NGN.....................................................................................13
1.1.2 Cấu trúc mạng hội tụ NGN.............................................................................................13
1.1.3 Đặc điểm của mạng NGN...............................................................................................15
1.2 Giới thiệu sơ lược về sự chuẩn hoá của IMS..............................................................15
1.3 Tại sao cần phát triển IMS trên nền NGN?................................................................16
1.4 Các đặc điểm và ưu, nhược điểm của IMS trên nền NGN.........................................20
1.4.1 Các đặc điềm của IMS....................................................................................................20
1.4.2 Các ưu điểm....................................................................................................................20
1.4.3 Các nhược điểm..............................................................................................................22
CHƯƠNG 2: KIẾN TRÚC PHÂN HỆ IMS.................................................................24
2.1 Lớp ứng dụng..............................................................................................................25
2.1.1 Máy chủ ứng dụng..........................................................................................................25
2.2 Lớp điều khiển và cơ sở dữ liệu.................................................................................25
2.2.1 HSS (home subscriber server).........................................................................................25
2.2.2 SLF (Subscriber location funtion)...................................................................................25
2.3 Open IMS Core...........................................................................................................26
2.3.1 Chức năng điều khiển cuộc gọi CSCF............................................................................26
2.4 Lớp tryền tải................................................................................................................31
2.4.1 Bộ chức năng đa phương tiện MRF................................................................................31
2.4.2 Các giao diện tương tác...................................................................................................32
2.4.3 UE(user equipment)........................................................................................................34
2.4.4 Khóa nhận dạng người dùng riêng..................................................................................35
2.4.5 Khóa nhận dạng người dùng chung................................................................................35
2.4.6 Giao tiếp với mạng PS....................................................................................................36
2.4.7 Giao tiếp với mạng GSM/GPRS.....................................................................................38
2.4.8 Giao tiếp với mạng IP.....................................................................................................39
CHƯƠNG 3: CÁC THỦ TỤC TRONG PHIÊN LÀM VIỆC CỦA IMS.....................41
3.1 Các thủ tục liên quan đến đăng ký..............................................................................41
Trang 5
ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH
3.1.1 Thủ tục đăng ký thông tin cho các users mới tham gia vào mạng..................................41
3.1.2 Thủ tục đăng ký lại thông tin cho các users....................................................................43
3.1.3 Thủ tục xoá thông tin đã đăng ký....................................................................................43
3.2 Các thủ tục khởi tạo phiên..........................................................................................47
3.2.1 Các thủ tục khởi tạo phiên làm việc giữa user trong các mạng IMS..............................47
3.2.2 Thủ tục khởi tạo phiên giữa các users thuộc mạng IMS và PSTN.................................50
CHƯƠNG 4: CÁC GIAO THỨC CHÍNH SỬ DỤNG TRONG PHÂN HỆ IMS........53
4.1 Giao thức khởi tạo phiên SIP......................................................................................53
4.1.1 Tổng quan về giao thức...................................................................................................53
4.1.2 Cấu trúc của SIP..............................................................................................................53
4.1.3 Các bản tin SIP................................................................................................................55
4.2 Giao thức cung cấp chức năng AAA-Diameter..........................................................56
4.2.1 Tổng quan về giao thức...................................................................................................56
4.2.2 Cấu trúc bản tin Diameter...............................................................................................57
4.2.3 Các bản tin Diameter trong phiên làm việ......................................................................59
CHƯƠNG 5: TRIỂN KHAI HỆ THỐNG MẠNG NGN VỚI PHÂN HỆ IMS...........60
5.1 Quá trình tiến lên xây dựng mạng NGN với phân hệ IMS.........................................60
5.1.1 Các giai đoạn tiến lên xây dựng IMS..............................................................................60
CHƯƠNG 6: HIỆN TRẠNG HẠ TẦNG MẠNG VÀ TIẾN LÊN XÂY DỰNG NGN - IMS CỦA VNPT...........................................................................................................65
6.1 Tổng quan...................................................................................................................65
6.2 Quá trình xây dựng mạng hội tụ của VNPT...............................................................66
CHƯƠNG 7: MÔ PHỎNG OPENIMSCORE TRÊN LINUX UBUNTU 11.10..........71
7.1 Xây dựng mô hình mạng............................................................................................71
7.1.1 Giới thiệu về open IMSCore...........................................................................................71
7.1.2 Triển khai Open IMSCore trên hệ điều hành linux ubuntu 11.10...................................73
7.1.3 Tạo DHCP server............................................................................................................78
7.1.4 Tạo thêm các user mới....................................................................................................81
7.2 Cài UCT IMS Client...................................................................................................85
7.3 Cấu hình UCT IMS Client và thực hiện cuộc gọi giữi 2 user trong IMS Network....86
KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI.......................................................91
Trang 6
ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ SƠ ĐỒ
Hinh 1.1: Cấu trúc phân lớp mạng NGN...................................................................................13Hình 1.2: So sánh kiến trúc Softswitch và IMS........................................................................17Bảng 1: Các phần tử của Softswitch có chức năng tương tự IMS............................................18Bảng 2: Sự khác nhau giữa Softswitch và IMS.........................................................................20Hình 2.1: Sơ đồ cấu trúc phân hệ IMS......................................................................................24Hình 2.2: SLF chỉ định HSS phù hợp........................................................................................26Hình 2.3: Đăng ký có yêu cầu bảo mật.....................................................................................28HÌnh 2.4: Mô tả vai trò định tuyến của S-CSCF.......................................................................31Hình 2.5: Chức năng điều khiển thông tin đa phương tiện MRF..............................................32Hình 2.6: Các giao diện trong IMS...........................................................................................32Bảng 3: Các giao diện của phân hệ IMS...................................................................................34Hình 2.7: Quá trình thiết lập cuộc gọi từ mạng IMS ra mạng CS CN và ngược lại.................38Hình 3.1: Quá trình đăng ký thông tin của new users...............................................................41Hình 3.2: Thủ tục xóa đăng ký khi hết thời gian đăng ký.........................................................44Hình 3.3: Thủ tục xóa đăng ký khởi tạo bởi HSS.....................................................................45Hình 3.4: Thủ tục xóa đăng ký thực hiện bởi S-CSCF.............................................................47Hình 3.5: Sơ đồ thủ tục khơi tạo phiên gữa các users của các mạng IMS................................49Hình 3.6: Sơ đồ quá trình khởi tạo phiên là việc giữa user trong mạn IMS và mạng PSTN....50Hình 4.1: Các thành phần của SIP.............................................................................................54Bảng 4: Các bản tin yêu cầu của SIP.........................................................................................55Bảng 5: Các bản tin phản hồi của SIP.......................................................................................55Hình 4.2: Giao thức Diameter trong phân hệ IMS....................................................................56Hình 4.3: Cấu trúc bản tin Diameter.........................................................................................57Hình 4.4: Cấu trúc Diameter Header.........................................................................................57Hình 4.5: Cấu trúc AVP trong ban tin Diameter.......................................................................58Hình 4.6: Sơ đồ hoạt động của các bản tin Diameter trong phiên làm việc..............................59Hình 5.1: Giai đoạn nâng cấp lên IMS......................................................................................61Hình 5.2: Thêm các server ứng dụng vào mạng hiện tại...........................................................62Hình 5.3: Thêm HSS và Handoff server vào giai đoạn hoàn thiện...........................................64Hình 6.1: Mô hình giải pháp SURPASS của SIEMENS..........................................................67Bảng 6: Các thành phần thiết bị trong mô hình.........................................................................68Hình 6.2: Mô hình hệ thống giai pháp tổng thể IMS của Alcatel-lucent..................................69Hình 7.1 Mô hình cấu trúc Open IMSCore...............................................................................71Hình 7.2: Giao diện các thành phần của OpenIMSCore khi khởi động....................................77Hình 7.3: Giao diện quản lý user của FHoSS............................................................................78Hình 7.4: Xác định interface đang sử dụng...............................................................................79
Trang 7
ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH
Hình 7.5: Start lại DHCP...........................................................................................................81Hình 7.6: Giao diện của UCT IMS client..................................................................................87Hình 7.7: Giao diện cấu hình Preferences: tab Profile và IMS.................................................87Hình 7.8: Giao diện cấu hình Preferences: tab Media và XDMS.............................................88Hình 7.9: Giao diện của UCT client khi user tuan đã được đăng ký.........................................89Hình 7.10: Giao diện UCT IMS Client khi user Hung nhận được cuộc gọi từ Tuan................89Hình 7.11: Giao diện gửi tin nhắn trong UCT IMS Client........................................................90
Trang 8
ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH
CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT
Từ viết tắt Tiếng Anh
ADSL Asymmetric Digital Subscriber Line
A-RACF Access Resource and admission Control Function
A-RACF Access Resource and admission Control Function
AVP Attribute Value Pairs
BGCF Breakout gateway control function
BICC Bearer Independent Call Control
BSC Base Station Controller
CCF Charging Collection Function
CGI Common Gateway Interface
COPS Common Open Policy Services
CPL Call Processing Language
CS Circuit Switching
DHCP Dynamic Host Configuration Protocol
DNS Domain Name System
EAP Extensible Authentication Protocol
ETSI European Telecommunication Standards Institute
FQDN Fully qualified domain name
FTTH Fiber To The Home
GGSN Gateway GPRS Support Node
GPRS General Packet Radio Service
GSM Global System for Mobile communications
HSS Home Subscriber Server
HTTP Hypertext Transfer Protocol
IANA Internet Assigned Numbers Authority
ICID IMS Charging ID
IETF Internet Engineering Task Force
IMSI International Mobile Subscriber Identifier
Trang 9
ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH
ISDN Integrated Services Digital Network
LPDP Local Policy Decision Point
MCC Mobile Country Code
MG Media gateway
MGC Media gateway controller
MGCF Media gateway control function
MGW Media gateway
MINE Multipurpose Internet Mail Extension
MMS Multimedia Message Service
MNC Mobile Network Code
MRFC Multimedia Resource Function Controller
MRFP Media Resource Function Processor
MSC Mobile Switching Centre
MSC Mobile Switching Center
MSIN Mobile Subscriber Identification Number
NASREQ Network Access Server Application
NASS Network Attachment Subsystem
NASS Network Attachment Subsystem
NMSI National Mobile Station Identity
OCF Online Charging Function
OMA Open Mobile Alliance
OSP Open Settlement Protocol
PBN Packet Based Network
PDF Policy Decision Function
PDP Packet Data Protocol
PEP Policy enforcement point
PoC Push-to-Talk over Cellular
PS Packet Switched
PSTN Public Switched Telephone Network
Trang 10
ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH
RACS Resource Admission Control Functionality
RACS Resource and Admission Control Functionality
RADIUS Remote Authentication Dial In User Service
R-SGW Roaming Signaling Gateway
RSVP Resource Reservation Protocol
RTP Realtime Transport Protocol
RTSP Real Time Streaming Protocol
RUAM Remote UAM
SAP Session Advertisement Protocol
SBC Session Border Controller
SBLP Service Based Local Policy
SCIP Simple Conference Invitation Protocol
SCTP Stream Control Transmission Protocol
SDP Session Description Protocol
SGSN Signaling GPRS support nút
SGW Signaling gateway
SIP Session Initial Protocol
SLF Subscription Locator Function
SNTP Simple Network Time Protocol
S-PDF Serving Policy Decision Function
S-PDF Serving Policy Decision Function
TACACS Terminal Access Controller Access Control System
TCP Transmission Control Protocol
TG Trungking Gateway
TISPAN Telecoms and Internet converged Services and Protocols for
Advanced Networking
TLS Transport layer Security
T-SGW Transport Singnalling Gateway
UA User Agent
Trang 11
ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH
UAC User Agent Client
UAM User Access Mode
UAS User Agent Server
UE User Equipment
UICC Universal Integrated Circuit Card
URL Universal Resource Locator
USIM Universal Subscriber Identity Module
VCC Voice Call Continuity
VoIP Voice over Internet Protocol
XML Extensible Markup Language
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ IMS TRÊN NỀN NGN
1.1 Giới thiệu về mạng hội tụ NGN (next genaration networking)
Trang 12
ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH
1.1.1 Sự hình thành mạng hội tụ NGN
Bắt nguồn từ sự phát triển của công nghệ thông tin, công nghệ chuyển mạch gói
và công nghệ truyền dẫn băng rộng, NGN ra đời là mạng có cơ sở hạ tầng thông tin
dựa trên công nghệ chuyển mạch gói, triển khai dịch vụ một cách đa dạng và nhanh
chóng, đáp ứng sự hội tụ giữa thoại và số liệu, cố định và di động.
Như vậy, có thể xem NGN là sự tích hợp mạng PSTN dựa trên kỹ thuật TDM
và mạng chuyển mạch gói dựa trên kỹ thuật IP/ATM. Nó có thể truyền tải tất cả các
dịch vụ vốn có của PSTN, đồng thời có thể cung cấp cho mạng IP lưu lượng dữ liệu
lớn, nhờ đó giảm tải cho mạng PSTN.
Cho tới nay, mặc dù các tổ chức viễn thông quốc tế và các nhà cung cấp thiết bị
viễn thông trên thế giới đều rất quan tâm và nghiên cứu về chiến lược phát triển NGN.
Song vẫn chưa có một định nghĩa cụ thể nào chính xác cho NGN.
1.1.2 Cấu trúc mạng hội tụ NGN
Mô hình cấu trúc mạng tổng quan từ mô hình cấu trúc của các nhà cung cấp
dịch vụ và thiết bị lớn đã đưa ra:
Hinh 1.1: Cấu trúc phân lớp mạng NGN
1.1.2.1 Lớp truyền dẫn và truy cập
Trang 13
ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH
Phần truyền dẫn: Áp dụng kỹ thuật ghép kênh phân chia theo mật độ bước sóng
DWDM ở lớp vật lý nhằm đảm bảo cung cấp chất lượng dịch vụ (QoS) theo yêu cầu
của ứng dụng.
Phần truy nhập: Hướng tới sử dụng công nghệ quang cho thông tin hữu tuyến và
CDMA cho thông tin vô tuyến. Thống nhất sử dụng công nghệ IP.
1.1.2.2 Lớp truyền thông
Thiết bị chính trong lớp truyền thông là các cổng (Gateway) làm nhiệm vụ kết
nối giữa các phần của mạng và giữa các mạng khác nhau.
1.1.2.3 Lớp điều khiển
Lớp điều khiển có nhiệm vụ điều khiển kết nối giữa các đầu cuối, với yêu cầu
tương thích với tất cả các loại giao thức và báo hiệu.
Lớp điều khiển có thể được tổ chức theo kiểu module, theo đó các bộ điều
khiển độc lập sẽ thực hiện các chức năng điều khiển khác nhau.
Thiết bị chính trong lớp điều khiển là Softswitch (chuyển mạch mềm) làm
nhiệm vụ báo hiệu và điều khiển cuộc gọi.
1.1.2.4 Lớp ứng dụng
Lớp ứng dụng và dịch vụ cung cấp các dịch vụ có băng thông khác nhau, ở
nhiều hình thức như: thoại, fax, internet, dịch vụ đa phương tiện, các trò chơi trực
tuyến yêu cầu thời gian thực, dịch vụ truyền số liệu, và các dịch vụ giá trị gia tăng,….
Lớp này liên kết với lớp điều khiển thông qua các giao diện được chuẩn hóa.
Chính vì vậy mà việc cập nhật, tạo mới và triển khai ứng dụng, dịch vụ mạng trở nên
vô cùng nhanh chóng và hiệu quả.
Lớp này có thể thực thi việc điều khiển những thành phần đặc biệt như Media
Server, một thiết bị được biết đến với tập các chức năng như: Conferencing, xử lý
Tone,….
Trang 14
ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH
1.1.2.5 Lớp quản lý
Lớp quản lý là một lớp tác động trực tiếp lên tất cả các lớp còn lại, làm nhiệm
vụ giám sát các hoạt động của mạng. Lớp quản lý phải đảm bảo hoạt động được trong
môi trường mở, với nhiều giao thức, dịch vụ và các nhà khai thác khác nhau.
1.1.3 Đặc điểm của mạng NGN
Mạng NGN có 4 đặc điểm chính:
- Nền tảng hệ thống mạng mở.
- Mạng NGN thúc đẩy sự phát triển các dịch vụ và các dịch vụ này là hoàn toàn
độc lập với hệ thống mạng.
- Mạng hội tụ NGN hoạt động dựa trên một giao thức chuyển mạch gói thống
nhất.
- Mạng có khả năng thích ứng và cung cấp dung lượng lớn cho nhu cầu sử dụng
1.2 Giới thiệu sơ lược về sự chuẩn hoá của IMS
IMS được định hình và phát triển bởi diễn đàn công nghiệp 3GPP, thành lập
năm 1999. Kiến trúc ban đầu của IMS được xây dựng bởi 3GPP và sau đó đã được
chuẩn hóa bởi 3GPP trong Release 5 công bố tháng 3 năm 2003. Trong phiên bản đầu
tiên này, mục đích của IMS là tạo thuận lợi cho việc phát triển và triển khai dịch vụ
mới trên mạng thông tin di động.Tiếp đến, tổ chức chuẩn hóa 3GPP2 đã xây dựng hệ
thống CDMA2000 Multimedia Domain (MMD) nhằm hỗ trợ các dịch vụ đa phương
tiện trong mạng CDMA2000 dựa trên nền 3GPP IMS.Trong Release 6 của 3GPP IMS,
cùng với khuynh hướng tích hợp giữa mạng tế bào và mạng WLAN, mạng truy nhập
WLAN đã được đưa vào như một mạng truy nhập bên cạnh mạng truy nhập tế bào.
IMS khởi đầu như một chuẩn cho mạng vô tuyến. Tuy nhiên, cộng đồng mạng
hữu tuyến, trong quá trình tìm kiếm một chuẩn thống nhất, sớm nhận thấy thế mạnh
của IMS cho truyền thông hữu tuyến. Khi đó ETSI đã mở rộng chuẩn IMS thành một
phần của kiến trúc mạng thế hệ tiếp theo NGN mà họ đang xây dựng. Tổ chức chuẩn
Trang 15
ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH
hóa TISPAN trực thuộc ETSI, với mục đích hội tụ mạng thông tin di động và Internet,
đã chuẩn hóa IMS như một hệ thống con của NGN. Kết hợp với TISPAN, trong
Release 7 của IMS, việc cung cấp dịch vụ IMS qua mạng cố định đã được bổ sung.
Năm 2005, phiên bản Release 1 của TISPAN về NGN được coi như một sự khởi đầu
cho hội tụ cố định-di động trong IMS. Gần đây, 3GPP và TISPAN đã có được một
thỏa thuận để cho ra phiên bản Release 8 của IMS với một kiến trúc IMS chung, có thể
hỗ trợ các kết nối cố định và các dịch vụ như IPTV.
Đa phần các giao thức sử dụng trong IMS được chuẩn hóa bởi IETF, điển hình
nhất là giao thức khởi tạo phiên SIP. Rất nhiều các phát triển và cải tiến của SIP ra đời
để hỗ trợ các chức năng theo yêu cầu của hệ thống IMS đã được đề nghị và chuẩn hóa
bởi IETF như SIP hỗ trợ tính cước, bảo mật v.v… Bên cạnh IETF và TISPAN, một tổ
chức chuẩn hóa khác mà 3GPP hợp tác chặt chẽ trong việc phát triển IMS là Liên minh
di động mở OMA nhằm phát triển các dịch vụ trên nền IMS. Một trong những dịch vụ
do OMA phát triển là Push-to-Talk over Cellular (PoC) hay OMA SIMPLE Instant
Messaging.
1.3 Tại sao cần phát triển IMS trên nền NGN?
Mạng viễn thông thế hệ mới – NGN (Next Generation Network) đã trở thành xu
hướng của nhiều nước trên thế giới do những tính chất tiên tiến của nó trong việc truy
nhập và cung cấp các dịch vụ đa phương tiện. Trước đây, mạng NGN bắt đầu được xây
dựng với mô hình chuyển mạch mềm (Softswitch) và đã thu được một số thành công
nhất định. Nhưng từ khi 3GPP giới thiệu IMS (Phân hệ đa phương tiện IP – IP
Multimedia Subsystem) thì IMS đã chứng tỏ được khả năng vượt bậc hơn so với
Softswitch về nhiều mặt, và IMS dần trở thành tiêu chuẩn chung để xây dựng mạng
NGN ngày nay.
IMS cho phép các nhà khai thác có được tối đa những lợi ích từ mạng lõi IP
hiện có của họ, khả năng mở rộng thêm nhiều loại hình dịch vụ mới cũng như hội tụ
giữa mạng cố định và di động. Hệ thống IMS cũng cho phép chuyển giao liền mạch
cuộc gọi khi di chuyển giữa các vùng mạng của các nhà cung cấp khác nhau như cố
Trang 16
ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH
định, di động, các mạng Wi-Fi hoặc WiMAX. Bên cạnh đó khả năng tính cước linh
động (on/off line) giúp các nhà khai thác có thể dễ dàng tạo ra các dịch vụ mới. Tất cả
những tính năng đó đang hấp dẫn các nhà khai thác và giúp cho việc chuyển lên IMS
đang trở thành xu thế chung của hầu hết các nhà khai thác viễn thông trên thế giới.
Xét về cấu trúc, Softswitch và IMS có nhiều điểm chung. Đó là sự tách biệt điều
khiển và truyển tải (Hình 4). Các chức năng như báo hiệu, gateway, điều khiển cuộc
gọi,… cũng tương tự nhau (Bảng 1).
Hình 1.2: So sánh kiến trúc Softswitch và IMS
Phần tử của Softswitch Phần tử IMS
Các Gateway Media
Gateway/MGCF
Features Server ứng dụng
Chức năng và cơ sở dữ liệu định BGCF
Trang 17
ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH
tuyến
Gateway báo hiệu SGW
Dữ liệu thuê bao HSS – phần tử mới
Điều khiển cuộc gọi I-CSCF và S-CSCF
SBC báo hiệu P-CSCF
Bảng 1: Các phần tử của Softswitch có chức năng tương tự IMS
Tuy nhiên, hai hệ thống này cũng có những điểm khác biệt. Tất cả
Softswitch đều kết hợp định tuyến cuộc gọi và điều khiển gateway còn IMS tách riêng
các chức năng này. Ngoài ra, cấu trúc IMS cũng có sự độc lập giữa điều khiển và cung
cấp dịch vụ. Với khả năng tính cước linh hoạt (online, offline) của IMS nhà cung cấp
dịch vụ dễ dàng đưa ra các hình thức thu phí khác nhau, phù hợp với từng loại hình
dịch vụ. Bảng 2 minh họa những sự khác biệt chủ yếu giữa Softswitch và IMS.
Softswitch IMS
Tính chuẩn hóa Không có tổ chức nào đưa
ra tiêu chuẩn cụ thể, phụ
thuộc vào giải pháp của các
hãng thiết bị.
3GPP chuẩn hóa (Release 5,
Release 6, Release 7, Release 8)
Mục đích Chuyển mạch bằng phần
mềm, thay thế tổng đài điện
tử số, tách chức năng điều
khiển và chuyển mạch, sử
dụng công nghệ chuyển
mạch gói.
Cung cấp các dịch vụ Internet mọi
lúc, mọi nơi cho khách hàng sử
dụng di động trên nền mạng
chuyển mạch gói.
Kiến trúc mạng - Kiến trúc mạng dựa trên
sự phân tán chức năng diều
khiển cuộc gọi và chức năng
chuyển mạch, mọi hoạt
- Kiến trúc phân tán theo mô hình
server, chức năng điều khiển
không tập trung tại một server
nên Call server (CSCF) chỉ là một
Trang 18
ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH
động điều khiển tập trung ở
Call server (MGC).
- Gồm có bốn mặt bằng
phần mềm: mặt bằng truyền
tải; mặt bằng điều khiển
cuộc gọi và báo hiệu; mặt
bằng dịch vụ và ứng dụng;
mặt bằng quản lý.
- Sử dụng các giao diện lập
trình mở - API
trong số các server điều khiển.
- Được chia thành 3 lớp: lớp dịch
vụ, lớp điều khiển, lớp truyền tải.
- Sử dụng các giao diện đã được
chuẩn hóa.
Giao thức điều
khiển và báo hiệu
SIP, H.323, MGCP,
MEGACO/H248,…
Chủ yếu sử dụng SIP.
Khả năng cung cấp
dịch vụ
Dễ dàng cung cấp các dịch
vụ PSTN truyền thống và
các dịch vụ mạng thông
minh (IN), không hỗ trợ
triển khai dịch vụ di động.
Là nền tảng để cung cấp các dịch
multimedia cho khách hàng di
động, không sử dụng mạng thông
minh (IN), khó triển khai dịch vụ
PSTN truyền thống. Có chế độ
tính cước online.
Khả năng tích hợp
với thiết bị của nhà
cung cấp khác
Có khả năng tương thích,
tuy hơi khó khăn.
Khá dễ dàng vì các thiết bị đều
phải tuân theo chuẩn.
Bảo mật Có khả năng bảo mật tốt đối
với các dịch vụ VoIP.
Có nhiều cơ chế bảo mật khác
nhau, đảm bảo an toàn thông tin
cá nhân của người dùng, độ an
toàn cao.
Lưu lượng Vẫn còn hạn chế Băng thông rộng, đáp ứng nhu cầu
người dùng tốt hơn
Chi phí Tiết kiệm Có thể quá trình nâng cấp lên hơi
tốn kém, nhưng sau đó sẽ không
Trang 19
ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH
tốn nhiều chi phí cho việc quản lý,
nâng cấp, bảo dưỡng thiết bị.
Bảng 2: Sự khác nhau giữa Softswitch và IMS
1.4 Các đặc điểm và ưu, nhược điểm của IMS trên nền NGN
1.4.1 Các đặc điềm của IMS
- Dựa trên nền IP
- Hỗ trợ đa phương tiện, đa phiên làm việc.
- Bảo đảm QoS, bảo mật.
- Hệ thống mở có thể tích hợp được nhiều mạng và xây dựng được nhiều dịch vụ
khác nhau (dịch vụ yêu cầu thời gian thực, gần thời gian thực và không thời
gian thực).
- Đa truy nhập.
- Sử dụng các giao thức thông dụng trên Internet.
1.4.2 Các ưu điểm
1.4.2.1 Đối với doanh nghiệp
- Giá trị OPEX/CAPEX:
IMS là con đường tiến tới việc ra đời một mạng sát nhập dựa trên nền IP. Điều
này sẽ làm giảm tính phức tạp của mạng và do vậy giảm được chi phí. IMS có khả
năng hỗ trợ các công nghệ truy nhập khác nhau (ví dụ như GPRS, UMTS, PS,WLAN,
xDSL). Các nhà cung cấp dịch vụ có thể cung cấp các dịch vụ qua các công nghệ truy
nhập khác nhau tới khách hàng. Để hỗ trợ và tổng hợp lợi ích củatất cả các công nghệ
truy nhập này, chỉ cần một hệ thống quản lý (HSS) và hệ thống để truy nhập và quản lý
dịch vụ (CSCF).
- Giá trị doanh thu:
Trang 20
ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH
IMS được thiết kế để hỗ trợ cuộc gọi ngang mức cũng như cuộc gọi chủ - tớ. Hệ
thống IMS chỉ cung cấp các chức năng cơ bản như quản lý dịch vụ và quản lý truy
nhập, quản lý và cung cấp kênh mang, hỗ trợ cuộc gọi nhiều bên. Trong trường hợp sử
dụng truyền thông ngang mức dịch vụ có thể được thực hiện ở thiết bị.
IMS hỗ trợ nhiều công nghệ truy nhập khác nhau.Với khả năng này, nhiều dịch
vụ mới và các mảng kinh doanh mới có thể được thực hiện, đem lại các dịch vụ thông
qua các phương thức truy nhập và mạng khác nhau (như mạng cố định - di động, di
động - mạng doanh nghiệp).
Giao diện tiêu chuẩn ISC (giao diện điều khiển dịch vụ trong mạng đa phương
tiện) cho phép đưa ra nhanh chóng các máy chủ ứng dụng với các dịch vụ mới vào
trong mạng của nhà cung cấp dịch vụ di động. Thông qua giao diện ISC, máy chủ ứng
dụng SIP (ví dụ: máy chủ cung cấp dịch vụ Nhấn và Nói), máy chủ SIP cho phép thực
hiện các ứng dụng (ví dụ: Máy chủ hội thảo) hay gateway có thể được kết nối vào
IMS. Với IMS và sự xuất hiện của các thiết bị đầu cuối đa phương tiện hỗ trợ SIP, việc
triển khai dịch vụ mới một cách nhanh chóng và linh hoạt là hoàn toàn có thể thực hiện
được. Có thể nói SIP đem lại lợi ích nhiều nhất cho các nhà cung cấp dịch vụ trong
việc phát triển mới và triển khai dịch vụ.
1.4.2.2 Đối với người dùng
- Sự thuận tiện và dễ sử dụng:
IMS cho phép người sử dụng có thể truy nhập dễ dàng và an toàn vào mạng đa
phương tiện thông qua phương thức đăng nhập một lần dựa trên ISIM. Mặc dù ban đầu
đây là phương thức được tiêu chuẩn hoá cho các dịch vụ chuyển mạch gói của UMTS,
các phương thức nhận thực và cho phép dựa trên SIM khác có thể được sử dụng.
IMS được thiết kế cho phép kết hợp một cách linh hoạt, bổ sung hoặc loại bỏ
các loại hình đa phương tiện khác nhau sau khi cuộc gọi được thiết lập.Việc kết hợp
Trang 21
ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH
linh hoạt và dễ dàng này sẽ mở ra triển vọng cho các dịch vụ mới, và tạo điều kiện cho
các dịch vụ này được người dùng dễ chấp nhận hơn.
- Hiệu quả khi sử dụng các dịch vụ :
IMS đang sử dụng cơ chế “always-on”, một cơ chế đã được đưa vào bởi công
nghệ GPRS, rút ngắn thời gian thiết lập cuộc gọi trong các dịch vụ như nhắn tin tức
thời, nhấn để nói. Một cơ chế khác cũng làm giảm thời gian thiết lập phiên là cơ chế
nén báo hiệu SIP. Ngoài ra cơ chế này còn giúp giảm thiểu tài nguyên vô tuyến cần
thiết.
Do IMS hỗ trợ nhiều công nghệ truy nhập (UMTS chuyển mạch gói, GPRS,
WLAN).Việc hỗ trợ vài công nghệ truy cập và mạng khác nhau (di động, cố định, DN)
thông qua cơ sở mạng kiểm soát chung, IMS sẽ tạo điều kiện đưa ra các dịch vụ mới,
tăng hiệu quả của người sử dụng đặc biệt trong lĩnh vực kinh doanh.
1.4.3 Các nhược điểm
Về mặt kỹ thuật, một trong những điểm yếu mà nhiều người nhắc đến nhiều
nhất là tính bảo mật của IMS. Trong các yếu tố về bảo mật có thể kể đến các vấn đề
liên quan đến quản lý nhận dạng người dùng bao gồm các lỗi như Call ID spoofing, ăn
cắp ID, tấn công DoS/DDoS, spam. Điểm yếu bảo mật nằm ở thiết bị SIP vì nó chưa
có một cơ chế chứng thực tốt như trong mạng thông tin di động tế bào (ví dụ bảo mật
qua SIM). Thêm vào đó là sự hội tụ giữa nhiều loại hình mạng cũng gây không ít khó
khăn trong việc quản lý bảo mật. Hiện tại, Release 8 của 3GPP đang xem xét một cách
nghiêm túc vấn đề bảo mật này.
Về mặt ứng dụng, IMS hướng đến hội tụ, hướng đến việc nhiều hệ thống, nhiều
mạng có thể tương vận với nhau. Tuy nhiên, việc các thiết bị có nguồn gốc từ nhiều
nhà sản xuất khác nhau có thể tương vận được với nhau không phải là một điều dễ
dàng. Bên cạnh đó, nhiều giao thức cũng chưa được chấp nhận và triển khai rộng rãi,
ví dụ như trường hợp của giao thức DIAMETER.
Về mặt dịch vụ, IMS chỉ tập trung đến quản lý dịch vụ, do đó thiếu các ứng
dụng “hấp dẫn” mang đặc thù riêng của IMS. Hệ thống IMS khá phức tạp và chi phí để
Trang 22
ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH
triển khai một hệ thống như thế là không nhỏ. Bên cạnh đó, hiện chưa có giải pháp cho
việc chuyển tiếp dần từ mạng hiện tại lên IMS .
Về chất lượng dịch vụ, mặc dù IMS nhắm đến việc đảm bảo chất lượng dịch vụ
nhưng việc đảm bảo chất lượng dịch vụ khi chuyển đổi từ loại hình mạng này sang loại
hình mạng khác (trong môi trường mạng hội tụ), hay từ mạng của nhà cung cấp mạng
này sang mạng của nhà cung cấp mạng khác vẫn còn là một vấn đế chưa được giải
quyết. Kiến trúc IMS thiếu một thực thể trung tâm để quản lý tài nguyên chung.
Trang 23
ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH
CHƯƠNG 2: KIẾN TRÚC PHÂN HỆ IMS
Chương này sẽ giới thiệu về cấu trúc, chức năng của những thực thể trong một
phân hệ IMS và mối quan hệ giữa chúng. Mỗi thực thể được trình bày trực quan theo
mô hình phân lớp NGN. Lớp ứng dụng gồm máy chủ ứng dụng. Lớp điều khiển gồm
các thành phần quản lý cuộc gọi, quản lý tài nguyên và đây cũng chính là cơ sở dữ liệu
về dịch vụ và người dùng của toàn hệ thống HSS. Lớp này đóng vai trò quan trọng
trong phân hệ IMS dùng để điều khiển, thiết lập phiên. Lớp truyền tải thể hiện mối
quan hệ giữa phân hệ IMS và các hệ thống hiện có như PSTN, UMTS, GSM, mạng IP.
Hình 2.1: Sơ đồ cấu trúc phân
hệ IMS
2.1 Lớp ứng dụng
Trang 24
ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH
2.1.1 Máy chủ ứng dụng
Máy chủ ứng dụng (AS) là nơi chứa đựng và vận hành các dịch vụ IMS. AS
tương tác với S-CSCF thông qua giao thức SIP để cung cấp dịch vụ đến người dùng.
Máy chủ VCC, đang được phát triển và chuẩn hóa bởi 3GPP, là một ví dụ về máy chủ
ứng dụng AS. AS có thể thuộc mạng thường trú hay thuộc một mạng thứ ba nào đó.
Nếu AS là một phần của mạng thường trú, nó có thể giao tiếp trực tiếp với HSS thông
qua giao thức DIAMETER để cập nhật thông tin về hồ sơ người dùng. AS có thể cung
cấp các dịch vụ như quản lý sự hiện diện của người dùng trên mạng, quản lý quá trình
hội nghị truyền hình, tính cước trực tuyến,…
2.2 Lớp điều khiển và cơ sở dữ liệu
2.2.1 HSS (home subscriber server)
Là một cải tiến từ bộ(Home Location Register) HLR và (Authentication
Centre)AuC trong mạng GSM.
Là cơ sở dữ liệu lưu trữ thông tin của tất cả thuê bao và những thông tin dịch vụ
liên quan đến thuê bao tương tự như HLR trong mạng mobile GSM.
Lưu giữthông tin nhận dạng người dùng gồm khóa nhận dạng riêng và khóa
nhận dạng chung. Khóa nhận dạng riêng được tạo ra bởi nhà cung cấp dịch vụ
và được dùng với mục đích đăng ký và chứng thực như một AuC. Khóa nhận
dạng người dùng chung được sử dụng để truyền thông giữa các người dùng.
2.2.2 SLF (Subscriber location funtion)
Trong trường hợp có nhiều HSS trong cùng một mạng, chức năng định vị SLF
sẽ được thiết lập nhằm xác định HSS nào đang chứa hồ sơ của người dùng tương ứng.
Trang 25
ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH
Hình 2.2: SLF chỉ định HSS phù hợp
Để tìm được địa chỉ của HSS, I-CSCF hoặc S-CSCF phải gởi đến SLF bản tin
yêu cầu LIR. Hình trên mô tả quá trình tìm ra địa chỉ HSS phù hợp khi I-CSCF nhận
được bản tin INVITE trong trường hợp mạng có ba HSS.
2.3 Open IMS Core
2.3.1 Chức năng điều khiển cuộc gọi CSCF
CSCF có 3 loại: Proxy-CSCF (P-CSCF), Serving-CSCF (S-CSCF) và
Interrogating-CSCF (I-CSCF). Mỗi CSCF có chức năng riêng. Chức năng chung của
CSCF là tham gia trong suốt quá trình đăng kí và thiết lập phiên giữa các thực thể IMS.
Hơn nữa, những thành phần này còn có chức năng gởi dữ liệu tính cước đến Server
tính cước. Có một vài chức năng chung giữa P-CSCF và S-CSCF trong hoạt động là cả
hai có thể đại diện cho user để kết thúc phiên và có thể kiểm tra nội dung của bản tin
trong giao thức SDP.
2.3.1.1 P-CSCF (Proxy-CSCF)
P-CSCF là điểm tiếp xúc đầu tiên giữa UE với mạng IMS, đóng vai trò như một
SIP proxy server. Tất cả những tín hiệu SIP được gởi giữa mạng IMS và UE đều đi qua
P-CSCF. Do đó, nhiệm vụ chính của P-CSCF là chuyển tiếp bản tin SIP dựa vào tên
Trang 26
ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH
domain. Ngoài ra, P-CSCF còn thực hiện: nén bản tin SIP, bảo mật, tích hợp PDF,
tham gia vào quá trình tính cước, và xác định phiên khẩn cấp.
Nén bản tin SIP
SIP là giao thức báo hiệu dựa trên text nên dung lượng bản tin lớn hơn rất nhiều
so với bản tin được mã hóa nhị phân. Vì thế, để tăng tốc độ thiết lập phiên, 3GPP đã
dưa ra cách thức nén bản tin SIP giữa UE với P-CSCF trong RFC3486. P-CSCF cần
phải nén bản tin nếu UE xác định rằng muốn nhận bản tin đã được nén.
Thông số thể hiện yêu cầu nén được định nghĩa như là một tham số SIP URI và
được đặt trong trường tên là “comp”. Hiện nay chỉ có một giá trị được định nghĩa cho
tham số này là “sigComp”. Khi một thực thể SIP gởi bản tin đến một thực thể khác mà
trong SIP URI chứa thông số “comp=SigComp” thì bản tin sẽ được nén.
Ví dụ: sip:abc@yahoo. com;comp=sigcomp
Bảo mật
P-CSCF có vai trò chính trong sự liên kết bảo mật và áp dụng sự bảo vệ đảm
bảo toàn vẹn và riêng tư cho tín hiệu SIP. Điều đó đạt được trong suốt quá trình đăng
kí SIP khi UE và P-CSCF thương lượng IPSec. Sau lần đăng kí đầu tiên, P-CSCF có
thể áp dụng việc bảo vệ toàn vẹn và riêng tư cho bản tin SIP.
Trong lần đăng ký đầu tiên, nếu chính sách mạng IMS đưa ra yêu cầu bảo mật
thì bản tin REGISTER không được bảo mật sẽ bị P-CSCF gởi bản tin 401Unauthorized
từ chối đăng kí. UE sẽ tiếp tục gởi bản tin REGISTER có chứa thông tin về bảo mật.
Khi đó, UE và P-CSCF sẽ thương lượng với nhau và chọn thuật toán mã hóa để dùng
mã hóa phiên, quá trình được hoàn tất khi UE nhận được đáp ứng 200 OK.
Trang 27
ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH
Hình 2.3: Đăng ký có yêu cầu bảo mật
Khi 2 bên trao đổi các bản tin với nhau, một thuật toán mã hóa sẽ được sử dụng
để mã hóa các bản tin mà chỉ 2 bên mới có thể giải mã được. Trong trường hợp này,
UE sẽ không sử dụng port mặc định 5060/5061 để trao đổi dữ liệu với P-CSCF nữa,
mà sử dụng một port mà 2 bên thương lượng.
Xác định phiên khẩn cấp
Đến thời điểm hiện tại, phiên khẩn cấp chưa được xác định đầy đủ trong IMS.
Phiên khẩn cấp được định nghĩa tùy thuộc vào chính sách của nhà cung cấp dịch vụ.
Một số phiên khẩn cấp được định nghĩa tại P-CSCF. Khi nhận được yêu cầu phiên
khẩn cấp thì P-CSCF có thể chỉ định một S-CSCF bất kỳ để xử lý phiên này. Điều này
rất cần thiết nhất là lúc UE chuyển vùng.
P-CSCF tích hợp PDF và tham gia vào quá trình tính cước
P-CSCF còn tích hợp chức năng quyết định chính sách PDF. PDF cấp giấy phép
sử dụng tài nguyên cho người dùng, quản lý và đảm bảo QoS cho các dịch vụ đa
phương tiện. P-CSCF đồng thời tạo ra các thông tin tính cước để gởi đến các khối tính
cước phù hợp.
Trang 28
ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH
2.3.1.2 I - CSCF (Interrogating-CSCF)
I-CSCF là điểm giao tiếp giữa các thuê bao IMS trong vùng phục vụ của cùng
một nhà cung cấp dịch vụ, hoặc với các thuê bao thuộc các nhà cung cấp dịch
vụ khác. Trong một mạng có thể có nhiều I-CSCF. I-CSCF được xem như một
SIP Proxy và đặt ở đường biên của mạng IMS, I-CSCF có bốn chức năng chính
là:
Liên lạc với HSS để biết thông tin của chặng tiếp theo khi nhận được yêu cầu từ
UE.
Xác định S-CSCF cho UE khi nhận thông tin về UE từ HSS, sự xác định S-
CSCF thực hiện khi UE đăng ký hoặc xóa đăng ký.
Định tuyến yêu cầu SIP nhận được từ mạng khác tới S-CSCF hoặc một server
ứng dụng.
Cung cấp chức năng ẩn cấu hình mạng (THIG): nhà khai thác có thể sử dụng
chức năng cổng liên mạng ẩn cấu hình trong I-CSCF hoặc kĩ thuật khác để ẩn
cấu hình, khả năng và cấu trúc của mạng khỏi các mạng ngoài. Nếu nhà khai
thác muốn ẩn cấu hình thì nhà khai thác phải đặt chức năng ẩn cấu hình mạng
trên đường định tuyến khi nhận hoặc gởi yêu cầu hay đáp ứng từ một mạng IMS
khác. THIG thực hiện việc mã hóa và giải mã tất cả các header liên quan đến
thông tin về cấu trúc của nhà cung cấp dịch vụ IMS. Khi một mạng thực hiện
việc ẩn cấu hình mạng thì việc liên lạc với mạng khác phải thông qua I-CSCF
(nếu mạng IMS không thực hiện việc ẩn cấu hình mạng thì khi có sự liên lạc với
mạng khác, yêu cầu kết nối từ mạng sẽ được đưa thẳng tới S-CSCF mà không
thông qua I-CSCF)
2.3.1.3 S-CSCF (serving-CSCF)
S-CSCF là thành phần quan trọng của IMS vì nó chịu trách nhiệm thực hiện quá
trình đăng ký, quyết định định tuyến, duy trì tình trạng phiên và lưu trữ hồ sơ thông tin
Trang 29
ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH
về dịch vụ cho người dùng. S-CSCF thực hiện dịch vụ điều khiển phiên cho UE. S-
CSCF thực hiện các chức năng như sau:
Đăng kí
S-CSCF có thể xử lí như một SIP Registrar server, S-CSCF tiếp nhận yêu cầu
đăng kí và thiết lập thông tin khả dụng của UE khi truy vấn HSS. Khi UE thực hiện
đăng ký thì yêu cầu của nó được định tuyến tới S-CSCF, lúc đó S-CSCF dựa trên
thông tin chứng thực từ HSS để đưa ra những yêu cầu để kiểm tra I-CSCF. Sau khi
nhận đươc đáp ứng và kiểm tra lại, S-CSCF chấp nhận sự đăng ký và bắt đầu phục vụ
cho phiên đăng ký này. Sau thủ tục này thông tin UE được khởi tạo và nhận các dịch
vụ IMS.
Phân phối các dịch vụ cho UE và tham gia vào quá trình tính phí
Hồ sơ về dịch vụ của UE được HSS đưa xuống S-CSCF khi UE đăng ký vào
mạng IMS. S-CSCF sử dụng thông tin này để phân phối dịch vụ phù hợp cho UE khi
có yêu cầu. Hơn nữa, S-CSCF cần phải áp dụng các loại chính sách truyền dẫn trong
hồ sơ dịch vụ của UE, ví dụ như UE này chỉ sử dụng thoại và mà không sử dụng video,
…
Định tuyến
S-CSCF có thể xử lí như một Proxy Server, nó tiếp nhận các yêu cầu và đáp
ứng ngay lập tức nếu bên tiếp nhận yêu cầu ở cùng mạng nhà khai thác với bên gởi yêu
cầu hoặc gửi chúng đi nếu bên tiếp nhận yêu cầu kết nối thuộc hệ thống mạng khác.
Khi S-CSCF nhận yêu cầu của UE khởi tạo thông qua P-CSCF thì nó phải quyết
định những AS phù hợp cho UE. Sau khi tương tác với AS thì S-CSCF tiếp tục xử lý
phiên kết nối của UE trong mạng IMS hoặc tới mạng khác. Hơn nữa, nếu UE sử dụng
MSISDN làm địa chỉ cho cuộc gọi thì S-CSCF sẽ chuyển đổi số MSISDN thành địa
chỉ SIP rồi sau đó mới chuyển tiếp các yêu cầu của UE.
S-CSCF có thể xử lí như một UA
Trang 30
ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH
Nó có thể khởi tạo yêu cầu hoặc kết thúc phiên mà không phụ thuộc vào phiên
giao dịch SIP. Bên cạnh đó, nó còn cung cấp các thông tin liên quan cho các điểm đầu
cuối (như thông báo tính phí, kiểu chuông, …)
HÌnh 2.4: Mô tả vai trò định tuyến của S-CSCF
2.4 Lớp tryền tải
2.4.1 Bộ chức năng đa phương tiện MRF
MRF được phân thành bộ điều khiển chức năng tài nguyên đa phương tiện
MRFC và bộ xử lí chức năng tài nguyên đa phương tiện MRFP. MRFC là khối
trực tiếp giao tiếp với AS qua giao thức SIP và với S-CSCF qua giao thức
MEGACO/H.248. MRFP nhận thông tin điều khiển từ MRFC và giao tiếp với
các thành phần của mạng truyền dẫn. MRF có vai trò quan trọng trong hội nghị
đa điểm để phân bố tài nguyên hợp lý.
MRFC nhận báo hiệu điều khiển cuộc gọi qua giao thức SIP. MRFC cần thiết
cho việc hỗ trợ những dịch vụ, như hội nghị, những thông báo tới người dùng
hoặc chuyển mã kênh mang. MRFC chuyển báo hiệu SIP nhận được từ S-CSCF
qua điểm tham chiếu Mr và sử dụng những chỉ dẫn MEGACO/H.248 để điều
khiển MRFP. MRFC có thể gửi thông tin thanh toán tới CCF và OCS.
Trang 31
ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH
MRFP cung cấp những tài nguyên mặt phẳng người dùng được yêu cầu và chỉ
dẫn bởi MRFC. MRFP thực hiện những chức năng liên quan đến media như
phát và trộn media, thích ứng nội dung dịch vụ, chuyển đổi định dạng nội dung,
…
Hình 2.5: Chức năng điều khiển thông tin đa phương tiện MRF
2.4.2 Các giao diện tương tác
Hình 2.6: Các giao diện trong IMS
Trang 32
ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH
Trang 33
ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH
Bảng 3: Các giao diện của phân hệ IMS
2.4.3 UE(user equipment)
Là thiết bị đầu cuối thực hiện các yêu cầu dịch vụ. Người dùng sử dụng các
thiết bị này để giao tiếp với mạng và thực hiện các dịch vụ. Ở trạng thái bình thường,
UE chứa thông tin về: địa chỉ của P-CSCF, tên miền mạng nhà (Home Network), thuật
toán mã hóa, bảo mật, khóa nhận dạng thuê bao. Chúng ta sẽ tìm hiểu về khóa nhận
dạng người dùng bao gồm: khóa nhận dạng người dùng chung và khóa nhận dạng
người dùng riêng.
Trang 34
ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH
2.4.4 Khóa nhận dạng người dùng riêng
Mỗi người dùng trong phân hệ IMS đều có một khóa nhận dạng người dùng
riêng. Khóa này được cung cấp bởi nhà cung cấp dịch vụ (khóa này giống như IMSI
trong mạng GSM), được sử dụng trong thủ tục đăng ký, chứng thực, quản lý thuê bao
và tính cước. Khóa nhận dạng người dùng riêng có những đặc tính sau:
- Không được sử dụng để định tuyến các bản tin SIP.
- Khóa nhận dạng người dùng riêng chứa các thông tin phục vụ cho việc đăng ký
người dùng vào IMS Home Network (bao gồm cả đăng ký lại và xóa đăng ký).
- Khóa nhận dạng người dùng riêng được chứa trong ISIM và HSS.
- Là mã nhận dạng toàn cầu duy nhất và cố định ứng với UE. Do đó, khóa này
dùng để xác định UE, không phải xác định thuê bao.
2.4.5 Khóa nhận dạng người dùng chung
Mỗi người dùng trong phân hệ IMS có thể có một hoặc nhiều khóa nhận dạng
người dùng chung. Khóa này được người dùng sử dụng khi truyền thông với các người
dùng khác. Khóa này được công khai và có thể trao đổi với người dùng khác thông qua
danh bạ, trang web hoặc business card. Trong giai đoạn đầu triển khai IMS, vẫn còn
tồn tại những mạng khác nhau như PSTN/ISDN, GSM, Internet,…. Do đó, người dùng
IMS phải truyền thông được với người dùng ở các mạng này. Để đáp ứng nhu cầu này,
mỗi người dùng IMS sẽ có thêm một số thêu bao, ví dụ: +840975975975 để liên lạc
với miền CS và có địa chỉ URL để giao tiếp với người dùng Internet, ví dụ: abc@cdf.
zyz.
Khóa nhận dạng người dùng chung có các đặc điểm sau:
- Khóa này có thể được tạo nên từ số điện thoại hoặc tên miền trên internet, do
nhà cung cấp dịch vụ qui định. Khóa này có thể được sử dụng như SIP URL,
được định nghĩa trong IETF RFC 3261 và IETF RFC 2396.
- Một ISIM lưu trữ ít nhất một khóa nhận dạng người dùng chung.
- Khóa này không được sử dụng trong quá trình chứng thực thuê bao.
Trang 35
ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH
- Khóa nhận dạng người dùng chung phải được đăng ký trước khi khởi tạo phiên
IMS và những phiên không liên quan thủ tục như bản tin: MESSAGE,
SUBSCRIBE, NOTIFY, ….
Có thể đăng ký nhiều khóa nhận dạng người dùng chung trong cùng một yêu
cầu đăng ký từ UE. Để đăng ký khóa nhận dạng người dùng chung của một người
dùng, ta phải mất một khoảng thời gian. Do đó, nếu người dùng có 4 khóa nhận dạng
người dùng chung thì phải mất khoảng thời gian nhiều hơn 4 lần. Để khắc phục điều
này, tổ chức 3GPP đã phát triển phương pháp đăng ký nhiều khóa nhận dạng người
dùng chung trong cùng một yêu cầu đăng ký gọi là đăng ký ẩn. Để thực hiện đăng ký
ẩn, UE gởi bản tin SUBSCRIBE yêu cầu đăng ký ẩn đến S-CSCF. Khi S-CSCF nhận
được bản tin này, nó sẽ đáp ứng lại bằng bản tin NOTIFY chấp nhận đăng ký ẩn.
2.4.6 Giao tiếp với mạng PS
2.4.6.1 BGCF
Chức năng điều khiển cổng chuyển mạng (BGCF) có nhiệm vụ lựa chọn mạng
PSTN hoặc mạng chuyển mạch kênh (CSN) mà lưu lượng trong IMS sẽ được định
tuyến sang. Nếu BGCF xác định được rằng lưu lượng chuyển mạng đó sẽ tới mạng
PSTN hay CSN nằm trong cùng mạng với BGCF thì nó sẽ lựa chọn một MGCF để đáp
ứng cho liên mạng với PSTN hay CSN. Nếu lưu lượng cần truyền tới một mạng không
nằm cùng mạng với BGCF thì BGCF sẽ gửi báo hiệu phiên này tới BGCF đang quản
lý mạng đích đó.
BGCF thực hiện các chức năng như sau:
- Lựa chọn mạng đang tương tác với PSTN hay CS CN. Nếu như sự tương tác ở
trong một mạng khác thì BGCF sẽ gửi báo hiệu SIP tới BGCF của mạng đó.
Nếu như sự tương tác nằm trong một mạng khác và nhà khai thác yêu cầu ẩn
cấu hình mạng đó thì BGCF gửi báo hiệu SIP thông qua một I-CSCF (THIG) về
phía BGCF của mạng đó.
Trang 36
ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH
- Lựa chọn MGCF trong mạng đang tương tác với PSTN hoặc CS CN và gửi báo
hiệu SIP tới MGCF đó. Điều này không thể sử dụng khi tương tác nằm trong
một mạng khác.
2.4.6.2 MGCF
MGCF là thành phần gateway của PSTN hay CS và mạng IMS. Nút này có
nhiệm vụ quản lý các cổng đa phương tiện, tương tác với S-CSCF để quản lý các cuộc
gọi trên kênh đa phương tiện. Nó thực hiện chuyển đổi giao thức và ánh xạ SIP thành
ISUP hoặc BICC. Ngoài ra, MGCF còn điều khiển nguồn tài nguyên trong MGW.
Giao thức sử dụng giữa MGCF và MGW là H.248.
2.4.6.3 IMS-MGW
IMS-MGW cung cấp mặt phẳng liên kết cho người dùng IMS và CS CN. Nó
xác định kênh truyền từ CS CN và dòng truyền dẫn từ mạng, thực hiện việc chuyển đổi
giữa những đầu cuối và thực hiện giải mã và xử lý tín hiệu cho mặt phẳng người dùng
khi cần thiết. Hơn nữa, IMS-MGW còn có chức năng cung cấp âm chuông và những
thông báo cho người dùng CS.
Tương tự, tất cả các cuộc gọi từ CS vào mạng IMS đều được đưa đến MGCF,
nó thực hiện việc chuyển đổi giao thức cần thiết và gởi những yêu cầu SIP đến I-CSCF
dung cho việc thiết lập phiên. Trong cùng thời điểm đó MGCF kết nối với IMS-MGW
để dành sẵn nguồn tài nguyên cần thiết ở mặt phẳng người dùng.
Trang 37
ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH
Hình 2.7: Quá trình thiết lập cuộc gọi từ mạng IMS ra mạng CS CN và ngược lại
2.4.7 Giao tiếp với mạng GSM/GPRS
2.4.7.1 SGSN
SGSN là thành phần liên kết giữa mạng IMS và mạng chuyển mạch gói hiện có.
Nó có thể hoạt động, điều khiển và xử lý lưu lượng cho miền PS. Phần điều khiển có
hai chức năng chính: quản lý di động và quản lý phiên. Quản lý di động sẽ quản lý vị
trí và trạng thái của UE, chứng thực cả người dùng lẫn UE. Quản lý phiên cho phép và
điều khiển kết nối. Khối này cũng được sử dụng trong mạng 3G. Chức năng xử lý lưu
lượng là một phần của chức năng điều khiển phiên. SGSN hoạt động như một Gateway
cho những luồng lưu lượng của người dùng truy cập vào mạng.
2.4.7.2 GGSN
Khối chức năng này cung cấp khả năng tương tác với những mạng PS khác
nhau như mạng IMS hoặc Internet. Nó chuyển đổi những gói GPRS đến từ SGSN
thành định dạng PDP tương ứng và gửi chúng ra ngoài trên mạng ở ngoài tương ứng.
Trang 38
ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH
Trong hướng ngược lại, địa chỉ PDP của gói dữ liệu đến được chuyển đổi thành địa
chỉ IMS của người dùng đích. GGSN chứa địa chỉ SGSN hiện tại và hồ sơ thông tin
của những người dùng đăng ký vào thanh ghi định vị của nó. GGSN có khả năng tập
trung thông tin tính cước cho các mục đích thanh toán.
Nói chung, có mối quan hệ nhiều - nhiều giữa SGSN và GGSN: Một GGSN
giao tiếp với một mạng ngoài cần một vài SGSN; một SGSN có thể định tuyến nhiều
gói tới nhiều GGSN khác nhau.
2.4.8 Giao tiếp với mạng IP
2.4.8.1 NASS
NASS là thành phần chỉ sử dụng cho các mạng truy nhập hữu tuyến, với nhiệm
vụ cung cấp kết nối đến người dùng trong mạng truy nhập. NASS có các chức năng
chính sau:
Cung cấp một cách linh hoạt địa chỉ IP cũng như các thông số cấu hình khác
cho UE (sử dụng DHCP).
Xác nhận, chứng thực người dùng trước và trong suốt quá trình cấp phát IP.
Cấp phép cho mạng truy nhập dựa trên hồ sơ người dùng mạng
Quản lý vị trí người dùng
Hỗ trợ quá trình di động và roaming của người dùng.
2.4.8.2 RACS
Chức năng điều khiển tài nguyên và chấp nhận kết nối RACS bao gồm 2 chức
năng chính là: chức năng quyết định chính sách dịch vụ (S-PDF) và chức năng điều
khiển chấp nhận kết nối và tài nguyên truy nhập (A-RACF).
Chức năng quyết định chính sách dịch vụ S-PDF: dưới yêu cầu của các ứng
dụng, sẽ tạo ra các quyết định về chính sách bằng việc sử dụng các luật chính sách và
chuyển những quyết định này tới A-RACF. S-DPF cung cấp một cách nhìn trừu tượng
về các chức năng truyền tải với nội dung hay các dịch vụ ứng dụng. Bằng cách sử dụng
S-DPF, việc xử lý tài nguyên sẽ trở nên độc lập với việc xử lý dịch vụ.
Trang 39
ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH
Chức năng điều khiển chấp nhận kết nối và tài nguyên truy nhập A-RACF: nhận
các yêu cầu về tài nguyên QoS từ S-PDF. A-RACF sẽ sử dụng thông tin QoS nhận
được từ S-PDF để quyết định chấp nhận hay không chấp nhận kết nối. A-RACF cũng
thực hiện chức năng đặt trước tài nguyên và điều khiển các thực thể NAT hoặc
Firewall.
Trang 40
ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH
CHƯƠNG 3: CÁC THỦ TỤC TRONG PHIÊN LÀM
VIỆC CỦA IMS
Chương này sẽ phân tích về quá trình thiết lập các phiên trong suốt các hoạt
động của mạng bao gồm: các thủ tục liên quan đến quá trình đăng ký thông tin thuê
baovà thủ tục khởi tạo phiên làm việc.
3.1 Các thủ tục liên quan đến đăng ký
3.1.1 Thủ tục đăng ký thông tin cho các users mới tham gia vào mạng
Hình 3.1: Quá trình đăng ký thông tin của new users
Phân tích các bước thực hiện:
Trang 41
ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH
Bước 1: UE gửi bản tin REGISTER tới Proxy chứa thông tin đăng kí như: khóa
nhận dạng người dùng chung, khóa nhận dạng người dùng riêng, tên miền
Home Network, địa chỉ IP của người dùng.
Bước 2: Khi nhận thông tin đăng ký, P-CSCF thực hiện kiểm tra tên miền
Home Network để tìm thực thể mạng nhà và Proxy sẽ gửi luồng thông tin đăng
ký tới I-CSCF gồm: địa chỉ hoặc tên của P-CSCF, khóa nhận dạng người dùng
chung, khóa nhận dạng người dùng riêng, nhận dạng mạng của P-CSCF, địa chỉ
IP của UE.
Bước 3: I-CSCF sẽ gửi bản tin Cx-Query hoặc Cx-Select-Pull qua điểm tham
chiếu Cx để truy vấn HSS về: khóa nhận dạng người dùng chung, khóa nhận
dạng người dùng riêng, nhận dạng mạng của P-CSCF.
Bước 4: HSS sẽ gửi Cx-Query Resp hoặc Cx-Select-Pull Resp cho I-CSCF
Bước 5: I-CSCF gửi thông tin đăng ký lên S-CSCF kèm thêm thông tin đáp ứng
từ HSS
Bước 6: S-CSCF gửi Cx-Put hoặc Cx-Pull gồm: khóa nhận dạng người dùng
chung, khóa nhận dạng người dùng riêng, tên S-CSCF đến HSS.
Bước 7: HSS lưu trữ tên S-CSCF cho UE và gửi Cx-Put Resp hoặc Cx-Pull
Resp chứa thông tin của UE đến S-CSCF
Bước 8: Dựa trên bộ lọc tiêu chuẩn, S-CSCF sẽ gởi thông tin đăng kí tới mặt
phẳng điều khiển dịch vụ và thực hiện bất cứ thủ tục điều khiển dịch vụ thích
hợp nào.
Bước 9: S-CSCF gửi bản tin chấp nhận 200 OK cho I-CSCF, nó chứa thông tin
để UE tiếp xúc với mạng nhà
Bước 10: I-CSCF gửi bản tin chấp nhận 200 OK cho P-CSCF, bản tin này chứa
thông tin đê UE tiếp xúc với mạng nhà.
Bước 11: P-CSCF gửi bản tin chấp nhận 200 OK cho UE
3.1.2 Thủ tục đăng ký lại thông tin cho các users
Trang 42
ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH
Thủ tục đăng ký lại thông tin nhằm mục đích xác nhận thông tin trạng thái của
các users trong mạng. hoạt động này được lặp đi lặp lại một cách định kỳ với các bản
tin gửi đi tương tự như quá trình đăng ký nhưng với S-CSCF đã được xác định nên I-
CSCF sẽ không cần gửi lại các bản tin Cx-SELECT PULL nữa.
3.1.3 Thủ tục xoá thông tin đã đăng ký
Quá trình xoá thông tin đã đăng ký được thực hiện gồm hai phần: xoá thông tin
đăng ký bởi users và xoá thông tin đăng ký từ nhà cung cấp dịch vụ.
3.1.3.1 Xoá thông tin đăng ký từ các users
Quá trình xoá thông tin đăng ký từ user thực hiện tương tự như quá trình đăng
ký với thời gian đăng ký bị xoá về “0”.
Quá trình này thực hiện khí user đã hết hạn đăng ký vào hệ thống.
3.1.3.2 Xoá thông tin đăng ký từ nhà cung cấp dịch vụ
Thủ tục xóa đăng ký bởi nhà cung cấp dịch vụ thực hiện khi:
Hết thời hạn đăng ký
Bảo dưỡng mạng: không tương thích dữ liệu ở nút lỗi, mất SIM, kết thúc phiên
không tốt như: pin UE yếu, thuê bao di chuyển quá nhanh, …
Ngăn chặn đăng ký hai lần hoặc lưu trữ thông tin trái ngược nhau. Trường hợp
này sẽ xảy ra lúc trao đổi các tham số chuyển vùng giữa hai nhà vận hành.
Quản lí thuê bao: Hợp đồng đã hết hạn, phát hiện sự gian lận, thay đổi dịch vụ
mà S-CSCF đã chỉ định không có khả năng đáp ứng
Thủ tục xóa đăng ký do bảo dưỡng mạng có thể thực hiện bởi HSS hoặc S-
CSCF.
Xóa đăng ký khi hết thời gian
Trang 43
ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH
Hình 3.2: Thủ tục xóa đăng ký khi hết thời gian đăng ký
Khi UE đăng ký thành công, có một bộ Timer được bật lên. Khi Timer này hết
hạn, mà UE không thực hiện thủ tục xóa đăng ký thì thủ tục xóa đăng ký được tiến
hành bởi nhà cung cấp dịch vụ. Các bước thực hiện như sau:
Bước 1: P-CSCF cập nhật cơ sở dữ liệu bên trong của nó để xóa khóa nhận
dạng thuê bao chung đã được đăng ký
Bước 2: Dựa vào bộ lọc tiêu chuẩn, S-CSCF sẽ gửi thông tin xóa đăng kí tới
mặt phẳng điều khiển dịch vụ và mặt phẳng này xóa các thông tin liên quan đến
thuê bao này.
Bước 3: Tùy thuộc vào nhà khai thác, S-CSCF có thể gửi là bản tin Cx-put
( gồm có khóa nhận dạng thuê bao chung, nhận dạng thuê bao riêng, xóa tên S-
CSCF) hoặc Cx-Put (gồm nhận dạng thuê bao chung, nhận dạng thuê bao riêng,
giữ tên S-CSCF) với thuê bao không đăng kí dài lâu ở S-CSCF. Sau đó HSS sẽ
xóa hoặc giữ lại tên của S-CSCF cho thuê bao đó tùy theo yêu cầu. Trong cả hai
truờng hợp đó, trạng thái nhận dạng thuê bao được lưu trữ như chưa được đăng
kí ở HSS. Nếu như tên của S-CSCF được giữ lại thì HSS sẽ cho phép xóa sự
phục vụ của S-CSCF bất cứ lúc nào.
Bước 4: HSS sẽ gửi Cx-Put Resp tới S-CSCF để báo nhận sự gửi Cx-Put.
Xóa đăng ký bởi HSS
Trang 44
S-CSCFP-CSCF HSS
3. Cx-Put
4. Cx-Put-Resp
UE
1. TimerExpires
1. TimerExpires
2. Service Control
ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH
Các bước thực hiện:
Bước 1: HSS khởi tạo xóa đăng kí, gửi một bản tin Cx-Deregister chứa lí do để
xóa đăng kí.
Bước 2: S-CSCF sẽ gửi thông tin xóa đăng kí tới mặt phẳng điều khiển dịch vụ.
Bước 3: Chuyển tiếp bản tin De-register chứa lý do xóa đăng ký đến P-CSCF
và P-CSCF cập nhật cơ sở dữ liệu bên trong nó để xóa UE.
Bước 4: P-CSCF sẽ thông báo cho UE lý do xóa đăng ký trừ khi không kết nối
được với UE
Bước 5: P-CSCF gửi đáp ứng tới S-CSCF và cập nhật cơ sở dữ liệu bên trong
của nó để xóa đăng kí của UE.
P-CSCF HSS S-CSCF
7 . Cx- Deregister Resp.
1. Cx- Deregister
3 . Deregister
5 . OK 200
UE
4 . UE Inform
6 . OK 200
2. Service Control
Hình 3.3: Thủ tục xóa đăng ký khởi tạo bởi HSS
Bước 6: Khi có thể, UE gửi một đáp ứng tới P-CSCF để báo nhận xóa đăng kí.
Một UE không có khả năng giao tiếp hoặc nằm ngoài P-CSCF sẽ không thể trả
lời cho yêu cầu xóa đăng kí. P-CSCF sẽ thực hiện xóa đăng ký trong bất kì
trường hợp
Bước 7: S-CSCF đáp trả các thực thể đã khởi tạo xử lí.
Trang 45
ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH
Xóa đăng ký khởi tạo bởi S-CSCF
Các bước thực hiện như sau:
Bước 1: S-CSCF nhận thông tin xóa đăng kí từ mặt phẳng điều khiển dịch vụ
và thực hiện bất kì các thủ tục điều khiển dịch vụ hợp lí nào. Thông tin này có
thể bao gồm cả lí do xóa đăng ký.
Bước 2: S-CSCF gởi bản tin xóa đăng ký (Deregister) về phía P-CSCF và cập
nhật cơ sở dữ liệu bên trong của nó để xóa đăng kí UE. Lí do xóa đăng ký cũng
được truyền đi nếu có thể.
Bước 3: P-CSCF sẽ thông báo cho UE lý do xóa đăng ký trừ khi không kết nối
được với UE
Bước 4: P-CSCF gửi đáp ứng tới S-CSCF và cập nhật cơ sở dữ liệu bên trong
của nó để xóa đăng ký của UE.
Bước 5: Khi có thể, UE gửi một đáp ứng tới P-CSCF để báo nhận xóa đăng kí.
Một UE không có khả năng giao tiếp hoặc nằm ngoài P-CSCF sẽ không thể trả
lời cho yêu cầu xóa đăng kí. P-CSCF sẽ thực hiện xóa đăng kí trong bất kì
trường hợp
Bước 6: Tùy thuộc vào nhà khai thác, S-CSCF có thể gửi là bản tin Cx-put
(gồm khóa nhận dạng thuê bao chung, nhận dạng thuê bao riêng, xóa tên S-
CSCF) hoặc Cx-Put (chứa khóa nhận dạng thuê bao chung, nhận dạng thuê bao
riêng, giữ tên S-CSCF) với thuê bao không đăng kí dài lâu ở S-CSCF. Sau đó
HSS sẽ xóa hoặc giữ lại tên của S-CSCF cho thuê bao đó tùy theo yêu cầu.
Trong cả hai truờng hợp đó, trạng thái nhận dạng thuê bao được lưu trữ như
chưa được đăng kí ở HSS. Nếu như tên của S-CSCF được giữ lại thì HSS sẽ cho
phép xóa sự phục vụ của S-CSCF bất cứ lúc nào.
Bước 7: HSS sẽ gửi Cx-Put Resp tới S-CSCF để báo nhận sự gửi Cx-Put.
Trang 46
ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH
P-CSCF HSSS-CSCF
6. Cx-Put
7. Cx-Put resp
2. Deregister
4. OK 200
UE
3. UE Inform
5. OK 200
1. Service Control
Hình 3.4: Thủ tục xóa đăng ký thực hiện bởi S-CSCF
3.2 Các thủ tục khởi tạo phiên
3.2.1 Các thủ tục khởi tạo phiên làm việc giữa user trong các mạng IMS
Khi các users của các mạng IMS khởi tạo phiên làm việc với nhau thì quá trình
được thực hiện như sơ đồ bên dưới:
Trang 47
ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH
Hình 3.5: Sơ đồ thủ tục khơi tạo phiên gữa các users của các mạng IMS
Trang 48
ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH
Quá trình được thực hiện như sau:
Bước 1: Sau khi biết được địa chỉ của P-CSCF#1, UE#1 gởi bản tin INVITE
đến P-CSCF
Bước 2: P-CSCF#1 kiểm tra các thông số truyền thông. Nếu các thông số
không phù hợp với chính sách mạng IMS đưa ra, P-CSCF#1 sẽ loại bỏ việc
khởi tạo phiên.
Bước 3: P-CSCF#1 chuyển tiếp bản tin INVITE đến S-CSCF#1 mà UE#1 đã
biết khi đăng ký.
Bước 4: S-CSCF#1 có thể truy cập AS để kiểm tra và đáp ứng yêu cầu về dịch
vụ cho UE
Bước 5: S-CSCF chuyển tiếp bản tin đến I-CSCF#2
Bước 6: I-CSCF#2 truy vấn HSS để tìm địa chỉ của S-CSCF#2 ứng với UE#2
Bước 7: I-CSCF#2 chuyển tiếp bản tin INVITE đến S-CSCF#2
Bước 8: S-CSCF có thể truy cập AS để kiểm tra và đáp ứng các dịch vụ mà bản
tin INVITE yêu cầu
Bước 9: S-CSCF chuyển bản tin INVITE đến P-CSCF#2 theo địa chỉ đã thiết
lập khi UE#2 đăng ký
Bước 10: P-CSCF#2 sẽ kiểm tra các thông số trong bản tin INVITE. Nếu những
thông số không phù hợp với chính sách đặt ra thì sẽ từ chối thiết lập phiên
Bước 11: P-CSCF#2 chuyển bản tin INVITE đến UE#2
Bước 12-17: Tín hiệu chuông được chuyển từ UE#2 đến UE#1
Bước 18: Thiết lập các thông số dự trữ tài nguyên
Bước 19: UE#2 chấp nhận thiết lập phiên bằng cách gởi bản tin 200 OK đến P-
CSCF#2
Bước 20: Tùy thuộc vào chính sách của nhà khai thác dịch vụ mà P-CSCF#2 sẽ
cho phép tài nguyên cần thiết
Bước 21-24: Bản tin 200 OK được chuyển về UE#1
Bước 25: Tùy thuộc vào chính sách của nhà khai thác dịch vụ mà P-CSCF#1 sẽ
cho phép tài nguyên cần thiết
Trang 49
ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH
Bước 26: Bản tin 200 OK được gởi từ P-CSCF đến UE#1
Bước 27-31: Bản tin ACK được gởi từ UE#1 đến UE#2 để xác nhận thiết lập
phiên
Bước 32: Cuộc gọi được thiết lập, luồng thông tin đa phương tiện truyền giữa
UE#1 và UE#2
3.2.2 Thủ tục khởi tạo phiên giữa các users thuộc mạng IMS và PSTN
Quá trình thiết lập một phiên làm việc giữa user trong mạng IMS và mạng
PSTN được thực hiện như trong sơ đồ bệ dưới :
Hình 3.6: Sơ đồ quá trình khởi tạo phiên là việc giữa user trong mạn IMS và mạng PSTN
Quá trình thực hiện như sau:
Trang 50
S-CSCF BGCF
1. Invite (Initial SDP Offer)
3. Invite (Initial SDP Offer)
8. Response Conf (Opt SDP)
11. Conf Ack (Opt SDP)
9. Response Conf (Opt SDP)
12. Conf Ack (Opt SDP)
15. Reservation Conf16. Reservation Conf
17. Reservation Conf18. Reservation Conf
14. Reservation Conf
Originating Home NetworkOriginatingNetwork
TerminatingNetwork
4. Invite (Initial SDP Offer)
5. Offer Response6. Offer Response
7. Offer Response
10. Response Conf (Opt SDP)
13. Conf Ack (Opt SDP)
19. Reservation Conf
28. ACK
26. ACK27. ACK
23. 200 OK24. 200 OK
25. 200 OK
20. Ringing21. Ringing
22. Ringing
2. Service Control
ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH
Bước 1: UE gởi bản tin INVITE đến P-CSCF để khởi tạo phiên, sau đó P-CSCF
dựa vào tên S-CSCF đã được gán cho UE trong bản tin mà sẽ chuyển tiếp bản
tin đến S-CSCF tương ứng.
Bước 2: S-CSCF thực hiện bất kì một logic điều khiển dịch vụ nào phù hợp để
thiết lập phiên
Bước 3: S-CSCF thực hiện phân tích địa chỉ đích để xác định được rằng thuê
bao đích thuộc PSTN và phải chuyển yêu cầu tới BGCF.
Bước 4: BGCF xác định MGCF ở cùng mạng, vì vậy cần phải lựa chọn một
MGCF phù hợp. Yêu cầu INVITE được chuyển tới MGCF. Thông tin kết cuối
PSTN được chuyển đi sau.
Bước 5-7: Các khả năng truyền thông của thuê bao đích được phản hồi theo
tuyến báo hiệu như trả lời SDP, như các thủ tục kết cuối PSTN.
Bước 8: Người khởi tạo quyết định đưa ra các phương tiện truyền thông và
chuyển tiếp thông tin này tới S-CSCF bằng các thủ tục khởi tạo.
Bước 9-10: S-CSCF chuyển tiếp SDP đã được đưa ra tới các điểm đầu cuối
phía kết cuối như các thủ tục kết cuối PSTN thông qua phiên đã thiết lập.
Bước 11-13: Các điểm đầu cuối phía kết cuối trả lời SDP đã đưa ra và bản tin
thông báo này được chuyển qua phiên đã thiết lập tới các điểm đầu cuối phía
khởi tạo.
Bước 14-16: Khi điểm đầu cuối phía khởi tạo hoàn thành thủ tục đặt trước tài
nguyên, nó sẽ gửi thông báo đặt trước tài nguyên thành công tới S-CSCF bằng
các thủ tục khởi tạo và được chuyển tới điểm đầu cuối phía kết cuối thông qua
tuyến phiên.
Bước 17-19: Điểm đầu cuối phía kết cuối bao nhận kết quả và thông báo này
được chuyển tới điểm đầu cuối phía khởi tạo thông qua tuyến phiên.
Bước 20-21: Điểm đầu cuối phía kết cuối phát ra bản tin báo hiệu chuông và
chuyển tiếp nó tới BGCF, sau đó BGCF chuyển tiếp bản tin tới S-CSCF.
Bước 22: S-CSCF chuyển tiếp bản tin báo hiệu chuông đó tới người khởi tạo
bằng các thủ tục khởi tạo.
Trang 51
ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH
Bước 23: Khi người dùng đích trả lời, các kết quả của thủ tục kết cuối được
chứa trong đáp ứng SIP 200 OK tới BGCF.
Bước 24-25: BGCF chuyển thông tin này tới S-CSCF và sau đó nó được
chuyển tiếp tới điểm đầu cuối phía khởi tạo.
Bước 26: Bản tin 200 OK được đáp trả lại điển đầu cuối khởi tạo bằng các thủ
tục khởi tạo từ điểm đầu cuối kết cuối.
Bước 27: Điểm đầu cuối phía khởi tạo gửi báo nhận cuối cùng tới S-CSCF bằng
các thủ tục khởi tạo.
Trang 52
Redirect Server
Location Server
Registrar Server
User AgentProxy Server Gateway
PSTN
SIP Components
Proxy Server
`
ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH
CHƯƠNG 4: CÁC GIAO THỨC CHÍNH SỬ DỤNG
TRONG PHÂN HỆ IMS
4.1 Giao thức khởi tạo phiên SIP
4.1.1 Tổng quan về giao thức
SIP là giao thức khởi tạo phiên, dùng để thiết lập, sửa đổi và kết thúc các cuộc
gọi điện thoại VoIP. SIP được phát triển bởi IETF và ban hành trong tài liệu RFC 3261
vào tháng 5 năm 2002.
SIP có thể sử dụng cho rất nhiều các dịch vụ khác nhau trong mạng IP như dịch
vụ tin nhắn, thoại, hội nghị thoại, hội nghị truyền hình, email, dạy học từ xa, quảng bá,
… 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 header của HTTP, xác định nội dung luồng thông tin theo header.
4.1.2 Cấu trúc của SIP
Trang 53
ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH
Hình 4.1: Các thành phần của SIP
User Agent: Là 1 ứng dụng để khởi tạo, nhận và kết thúc cuộc gọi.
o User Agent Clients (UAC) – Khởi tạo cuộc gọi.
o User Agent Server (UAS) – Nhận cuộc gọi.
o Cả UAC và UAS đều có thể kết thúc cuộc gọi.
Proxy Server: Là một chương trình hoạt động tưc thời vừa đóng vai trò như
server vừa đóng vai trò như client trung gian chuyển tiếp các yêu cầu cho các
client khác.
có các chức năng sau :
o Như môt tram kiểm soát quản lý moi luồng thông tin đi vào và đi ra của
mạng.
o Định tuyến và chuyển tiếp các goi tin trong mạng.
o Nén và giải nén bản tin.
o Chứng thực bản tin khi đi vào mạng.
Trong mạng IMS của chúng ta P-CSCF đóng vai trò như một proxy server
chuyển tiếp các yêu cầu tới các đơn vị khác.
Location Server: Cung cấp chức năng phân giải tên cho SIP Proxy hoặc
Redirect Server. Sever này có thuật toán để phân giải tên. Trong mạng IMS thì
S-CSCF chính là Location Server đảm nhận chức năng phục vụ cho các thuê
bao trong khu vực đó.
Redirect Server: Là server nhận các yêu cầu SIP, sắp xếp các địa chỉ và trả địa
chỉ về phía client qua liên kết với location và proxy server. Khác với Proxy
Server, Redirect server không tự khởi tạo ra các yêu cầu SIP của riêng nó. Đồng
thời nó cũng không chấp nhận hay huỷ cuộc gọi giống như User Agent Server.
Trong mạng IMS thành phần I-CSCF chính là Redirect Server.
Registrar Server: Là server chấp nhận các yêu cầu REGISTER, server này có
thể hỗ trợ thêm tính năng xác thực, đồng thời hoạt động với proxy hoặc redirect
Trang 54
ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH
server để đưa ra các dịch vụ khác. Trong nhiều hệ thống Registrar Server là một
phần con của Location Server. Và nó chính là thành HSS trong mạng IMS.
4.1.3 Các bản tin SIP
- Các bản tin yêu cầu:
Bản tin Ý nghĩa
INVITE Yêu cầu khởi tạo phiên
ACK Khẳng định rằng client đã nhận được bản tin
đáp ứng cho bản tin INVITE
BYE Yêu cầu kết thúc phiên
CANCEL Yêu cầu kết thúc phiên
Register Đầu cuối SIP đăng ký với Register server
OPTIONS Đầu cuối SIP đăng ký với Register server
INFO Sử dụng để tải các thông tin
Bảng 4: Các bản tin yêu cầu của SIP
- Các bản tin phản hồi:
Bản tin Ý nghĩa
1xx Các bản tin chung
2xx Thành công
3xx Chuyển địa chỉ
4xx Yêu cầu không được đáp ứng
5xx Sự cố Server
6xx Sự cố toàn mạng
Bảng 5: Các bản tin phản hồi của SIP
4.2 Giao thức cung cấp chức năng AAA-Diameter
4.2.1 Tổng quan về giao thức
Trang 55
ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH
Diameter là giao thức được chuẩn hoá bởi IETF năm 1996. Diameter được đưa
ra để thay thế cho giao thức RADIUS vì vậy nó giữ lại nhưng ưu điểm và khắc phục
những nhược điểm và giới hạn của giao thức này.
Diameter cung cấp ba chức năng chính đó là: chứng thực , uỷ quyền, và tính
cươc (AAA).
Giao thức Diameter chia ra 2 phần: Diameter Base Protocol và Diameter
Application. Diameter Base Protocol cần thiết cho việc phân phối các đơn vị dữ liệu,
khả năng thương lượng, kiểm soát lỗi và khả năng mở rộng. Diameter Application định
nghĩa những ứng dụng dữ liệu riêng. Tại thời điểm này, ngoài ứng dụng chuẩn trong
RFC3588, một số ứng dụng đã được định nghĩa như: Mobile IP, NASREQ, EAP,
Diameter điều khiển tính phí và ứng dụng Diameter trong giao thức SIP,… Diameter
là giao thức truyền thông hoạt động trên giao diện Sh giữa HSS, AS, S-CSCF
Hình 4.2: Giao thức Diameter trong phân hệ IMS
4.2.2 Cấu trúc bản tin Diameter
Trang 56
Diameter Header AVP AVP
ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH
Hình 4.3: Cấu trúc bản tin Diameter
4.2.2.1 Diameter Header
Hình 4.4: Cấu trúc Diameter Header
Version: Được thiết lập bằng 1 ứng với phiên bản hiện nay của giao thức
Diameter là 1.
Command Flags: Trường này dài 8 bit. Có dạng RPETrrrr, có ý nghĩa như sau:
R (request): Nếu bằng 1, đây là bản tin yêu cầu. Nếu bằng 0 là bản tin đáp ứng.
P (proxiable): Nếu bằng 1, bản tin có thể chuyển tiếp bởi Proxy, Relay hoặc
Redirect. Nếu bằng 0 thì bản tin sẽ được xử lý tại nút
E (error): Nếu bằng 1, bản tin đáp ứng chứa lỗi giao thức, và bản tin sẽ không
phù hợp với mô tả ABNF. Nếu bằng 0 trong bản tin yêu cầu và không lỗi.
T (potentially re-transmitted masage): Bit này bằng 1 khi liên kết bị đứt, bản
tin yêu cầu bị trùng hoặc không có trả lời từ Server
r: Dự trữ, luôn bằng 0
Command Code: Trường này dài 24 bit, được quản lý bởi IANA, giá trị từ 0-
24 dùng riêng cho RADIUS, 16777214 và16777215 dùng thí nghiệm, các số
còn lại dùng trong giao thứcDIAMETER.
Application-ID: Dài 32 bit, dùng để xác định tên ứng dụng do IANA quản lý.
Ứng dụng có thể là một ứng dụng dành cho việc chứng thực, một ứng dụng
quản lý tài khoản người dùng hoặc một ứng dụng cụ thể của một nhà sản xuất
Trang 57
ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH
nào đó. Nó là một dáy số từ 0x00000001 đến 0x00ffffff. Sau đây là một số
Application-ID:
o Bản tin Diameter chung 0
o NASREQ 1
o Mobile-IP 2
o Chức năng Accounting trong Diameter 3
o Relay 255
Application ID Trong header phải giống với nội dung chứa trong AVP.
Hop-by-Hop Identifier: Dài 32 bit, giúp phù hợp giữa bản tin yêu cầu và đáp
ứng trong 1 kết nối trong 1 thời gian
End-to-end Identifier: Xác định bản tin bị trùng
4.2.2.2 AVP ( Attribute-Value Pairs)
Hình 4.5: Cấu trúc AVP trong ban tin Diameter
Trong đó:
Bit ‘V’ chỉ định sự có mặt của trường Vendor-ID trong AVP header.
Bit ‘M’ chỉ định AVP này là bắt buộc phải có.
Bit ‘P’ chỉ ra AVP này có được mã hóa đảm bảo cho bảo mật thông tin giữa các
đầu
cuối hay không.
4.2.3 Các bản tin Diameter trong phiên làm việ
Trang 58
ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH
Hình 4.6: Sơ đồ hoạt động của các bản tin Diameter trong phiên làm việc
Giao tiếp giữa 2 đầu cuối diameter bắt đầu bằng bản tin capabilities-Exchange-
Request (CER) từ 1 peer này sang 1 peer khác, bản tin này được trả lời bằng 1 bản tin
diameter Capabilities-Exchange-Answer (CEA). Mục đích của 2 bản tin này là để 2
diameter peer biết được các thông số của nhau thuận tiện cho việc trao đổi thông tin 2
chiều.Sau khi nhận được CEA, 2 diameter peer đã có thể giao tiếp với nhau.Nếu không
có bản tin nào được chuyển qua lại giữa 2 peer thì chúng sẽ gửi các bản tin Device-
Watchdog-Request (DWR) và peer kia trả lời bằng 1 bản tin Device-Watchdog-
Answer (DWA) để 2 peer biết được sự tồn tại của nhau. 1 trong 2 peer có thể kết thúc
phiên giao tiếp bởi bản tin Disconnect-Peer-Request (DPR) và được trả lại bằng 1 bản
tin Disconnect-Peer-Answer (DPA). Sau thủ tục này 2 peers coi như chấm dứt giao
dịch và sẽ bắt đầu lại (nếu cần) bằng bản tin CER.
CHƯƠNG 5: TRIỂN KHAI HỆ THỐNG MẠNG NGN
VỚI PHÂN HỆ IMS
Trang 59
ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH
5.1 Quá trình tiến lên xây dựng mạng NGN với phân hệ IMS
Hầu hết các nhà khai thác mạng viễn thông đều đang trong quá trình nâng cấp
lên mạng thế hệ kế tiếp (NGN) để cung cấp các dịch vụ giá trị gia tăng tiên tiến tới
khách hàng. Một số nhà khai thác đã sẵn sàng triển khai chuyển mạch mềm (SW -
Softswitch) trong mạng của họ. Tuy nhiên với sự ra đời của phân hệ đa phương tiện
IP (IMS – IP Multimedia Subsystem) thì chắc rằng chuyển mạch mềm sẽ sớm bị thay
thế bởi một nền tảng IMS (IMS platform).
5.1.1 Các giai đoạn tiến lên xây dựng IMS
Hiện tại, cấu trúc của IMS đã được xác định song chưa định rõ chức năng của
từng thành phần trong các lớp. Do đó kiến trúc cuối cùng của IMS chưa được thống
nhất. Tuy nhiên về cơ bản nó sẽ vẫn dựa trên các thành phần như trong cấu trúc đã
được miêu tả ở phần trước (Hình 2.1).
Giai đoạn quá độ từ chuyển mạch mềm lên IMS có thể là giai đoạn tiêu tốn
phần lớn chi phí đầu tư của các nhà cung cấp dịch vụ cho NGN. Tuy nhiên ban đầu
kiến trúc nền tảng IMS có thể được triển khai song song với kiến trúc chuyển mạch
mềm để giới thiệu các ứng dụng đa phương tiện vào các dịch vụ của nhà cung cấp dịch
vụ.
5.1.1.1 Giai đoạn 1: Phân tách chuyển mạch mềm
Chuyển mạch mềm sẽ được phân tách vào 2 thành phần là: khối giao tiếp với
thuê bao và khối giao tiếp với mạng PSTN. Khối giao tiếp với thuê bao sẽ được nâng
cấp từ chức năng điều khiển cổng truy nhập AGCF (Access Gateway Control
Function) và khối giao tiếp PSTN được nâng cấp từ chức năng bộ điều khiển cổng
phương tiện MGCF (Media Gateway Controller Function) như hình 2. Việc chia vào 2
thành phần này giúp mạng có thể mở rộng dễ dàng và tăng hiệu năng của mạng. Các
AGCF có thể được thêm vào tùy theo yêu cầu để tăng số lượng thuê bao. Tương tự như
vậy, cũng có thể thêm vào các trung kế PSTN để tăng dung lượng. Các thành phần
Trang 60
ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH
mới của IMS như CSCF, BGCF cũng có thể được thêm vào ở giai đoạn này. BGCF là
giao diện kết nối giữa mạng IMS mới với các mạng PSTN.
Hình 5.1: Giai đoạn nâng cấp lên IMS
5.1.1.2 Giai đoạn 2: Thêm vào các server ứng dụng.
Duy trì khách hàng hiện có và thu hút thêm những khách hàng mới, các dịch vụ
dựa trên SIP có thể được giới thiệu và phân phối một cách nhanh chóng bằng cách
triển khai các Server ứng dụng mới AS (Application Server). IMS giới thiệu giao diện
ISC là một giao diện dựa trên giao thức SIP cho việc giao tiếp giữa các AS. Cấu trúc
này cho phép các AS của các nhà cung cấp thiết bị khác nhau có thể làm việc được với
nhau thông qua giao diện IMS ISC.
Trang 61
ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH
Hình 5.2: Thêm các server ứng dụng vào mạng hiện tại
5.1.1.3 Giai đoạn 3: Bắt đầu khai thác và liên kết với các thiết bị đầu cuối SIP
Ở giai đoạn này các nhà cung cấp dịch vụ có thể bắt đầu đi vào khai thác các
dịch vụ mạng và mở rộng các trạm thuê bao thương mại. Khi đó khách hàng sẽ yêu cầu
dịch vụ chất lượng cao và những tính năng mở rộng như hội thoại trực tuyến, tích hợp
giữa tin nhắn và email thoại. Các thiết bị đầu cuối SIP sẽ được liên kết với hệ thống
qua P-CSCF để cung cấp khả năng bảo mật và QoS.
Trang 62
ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH
5.1.1.4 Giai đoạn cuối cùng: hội tụ các mạng di động và mạng cố định
Tiến lên hội tụ mạng di động và cố định (FMC). Các nhà cung cấp dịch vụ có
thể xác định các phương thức kinh doanh của mình nhằm giới thiệu các dịch vụ “triple
play”. Những ứng dụng mới sẽ yêu cầu mạng tốc độ cao để phân phối tất cả các loại dữ
liệu từ thoại, data đến video trên cả 3 loại thiết bị đầu cuối là TV, máy tính để bàn và
các thiết bị di động.
Trong giai đoạn hoàn tất này sẽ bao gồm việc hỗ trợ các thiết bị di động hai chế
độ (Dual-mode Handset). Các thiết bị Dual-mode có thể truyền thông trên mạng tế bào
hoặc hoạt động như một điểm đầu cuối trên mạng IP. Server thuê bao thường trú HSS
(Home Subscriber Server) - thành phần còn thiếu cuối cùng của IMS được đưa vào ở
giai đoạn này. Nó có nhiệm vụ quản lý dữ liệu thuê bao giữa các mạng IP và mạng tế
bào. Handoff Server cũng được đưa vào trong giai đoạn này. Nó giúp tín hiệu không
bị ngắt quãng khi thuê bao di chuyển từ mạng tế bào sang một mạng truy cập khác.
Các phần còn lại của AGCF giữ chức năng trung tâm của mạng nhưng với việc thêm
vào của HSS và hai giao diện Cx, Sh đã đưa tới bước tiến xa hơn để hòan thiện
SCSCF. Tiếp tục duy trì những lợi ích của AGCF trong giai đoạn các nhà cung cấp
dịch vụ đã hoàn thiện quá trình đi lên IMS của mình.
Trang 63
ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH
Hình 5.3: Thêm HSS và Handoff server vào giai đoạn hoàn thiện
Trang 64
ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH
CHƯƠNG 6: HIỆN TRẠNG HẠ TẦNG MẠNG VÀ TIẾN
LÊN XÂY DỰNG NGN - IMS CỦA VNPT
6.1 Tổng quan
Việt Nam là một thị trường viễn thông có tốc độ phát triển mạnh tại châu Á với
số lượng khách hàng sử dụng các dịch vụ băng rộng tăng từng ngày. Với mong muốn
của tất cả các khách hàng là được triển khai các dịch vụ mới của mạng trong khoảng
thời gian ngắn nhất. Những nhà cung cấp dịch vụ viễn thông không có đủ thời gian để
xây dựng cơ sở hạ tầng mạng mới và như vậy sự kết hợp cơ sở hạ tầng mới và cũ là
giải pháp đầu tiên được đưa ra. Kết hợp cơ sở hạ tầng để truyền tín hiệu trên nhiều
phương tiện như cáp đồng, cáp quang, vô tuyến cho đến nay vẫn là giải pháp tốt.
Những dịch vụ mới đang được sử dụng trong công nghệ hiện tại chủ yếu như: Mạng
số đa dịch vụ tích hợp ISDN, chuyển mạch kênh, chuyển mạch gói, chuyển mạch
bản tin, công nghệ ATM, chuyển mạch khung, Fast Ethernet, Token ring, các dịch
vụ số liệu phân tán dựa trên cáp quang FDDI. Ngoài ra các công nghệ mới cũng đang
được sử dụng hiện nay như: dịch vụ số liệu multi-megabit SMDS. SONET/SDH,
xDSL và B-ISDN, các công nghệ truy nhập vô tuyến như CDMA, TDMA, FDMA…
Các công nghệ trên đều có những giải pháp kĩ thuật và những hệ thống hỗ trợ
trên chính hệ thống của mình. Khi có nhiều công nghệ mạng sẽ dẫn đến sự gia tăng các
phần tử mạng và do vậy sẽ làm tăng sự phức tạp trong đồng bộ và công tác quản lí,
hơn nữa các nhà khai thác mạng khác nhau lại sử dụng các công nghệ và các chuẩn
khác nhau do vậy dẫn đến việc tồn tại nhiều mạng riêng rẽ, đây là vấn đề thách thức
thực tế với mạng viễn thông hiện nay.
Vì vậy các nhà mạng hiện nay đã và đang tiến lên xây dựng một mô hình
mạng hội tụ kết hợp các công nghệ mạng hiện có để thu gọn kích thước mạng hạ tầng
tối đa mà vẫn đạt được hiệu quả khai thác và đáp ứng một cách tốt nhất các yêu ngày
càng đa dạng và phức tạp hơn của khách hàng.
6.2 Quá trình xây dựng mạng hội tụ của VNPT
Trang 65
ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH
Từ năm 2003 tập đoàn bưu chính viên thông Việt Nam VNPT đã bắt đầu triển
khai mạng viễn thông thế hệ kế tiếp NGN theo giải pháp SURPASS của hãng
SIEMENS và đã hoàn tất trên nền công nghệ chuyển mạch gói. Đây là mạng có hạ
tầng thông tin duy nhất dựa trên công nghệ chuyển mạch gói được VNPT lựa chọn để
thay thế cho mạng chuyển mạch kênh truyền thống. Với ưu thế cấu trúc phân lớp theo
chức năng và sử dụng rộng rãi các giao diện API để kiến tạo dịch vụ mà không phụ
thuộc nhiều vào các nhà cung cấp thiết bị và khai thác mạng, công nghệ NGN đã đáp
ứng được yêu cầu kinh doanh trong tình hình mới là dịch vụ đa dạng, giá thành thấp,
đầu tư hiệu quả và tạo được nguồn doanh thu mới. Đây là mạng sử dụng công nghệ
chuyển mạch gói với đặc tính linh hoạt, ứng dụng những tiến bộ của công nghệ thông
tin và công nghệ truyền dẫn quang băng thông rộng nên tích hợp được dịch vụ thoại và
dịch vụ truyền số liệu.Cấu trúc mạng Surpass được thể hiện ở hình dưới, giải pháp này
bao gồm 4 vấn đề:
-Mạng chuyển mạch thế hệ sau
-Mạng truy nhập thế hệ sau
-Mạng truyền tải thế hệ sau
-Mạng quản lý thế hệ sau
Trang 66
ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH
Hình 6.1: Mô hình giải pháp SURPASS của SIEMENS
Trang 67
ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH
Bảng 6: Các thành phần thiết bị trong mô hình
Trang 68
ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH
Ngày 8/9/2010 tập đoàn viên thông VNPT/VTN đã ký hợp đồng triển khai hệ
thống giải pháp tổng thể (IMS) đầu tiên tại Việt Nam với tập đoàn viễn thông Pháp
Alcatel-lucent. Dự án này sẽ giúp VNPT cung cấp các dịch vụ mạng thế hệ mới (NGN)
tại Việt Nam cũng như tăng cường liên lạc với khách hàng của mình. Theo Alcatel-
Lucent, đây là dự án IMS đầu tiên được triển khai tại Việt Nam. Giải pháp IMS của
Alcatel-Lucent sẽ giúp VNPT/VTN chuyển đổi các dịch vụ PSTN hiện có. Nó sẽ góp
phần vào việc tăng cường chất lượng hoạt động, tính bảo mật và năng suất của mạng,
cũng như tạo điều kiện cho các nguồn doanh thu mới và các dịch vụ di động tiên tiến
trong tương lai. Giải pháp này còn đảm bảo cho VNPT/VTN có thể phát triển một cách
hiệu quả mà không tốn kém các dịch vụ thoại cố định vừa có thể vững tin triển khai
các dịch vụ tiên tiến cho người tiêu dùng dựa trên nền tảng IP như truyền thông và
truyền hình tích hợp trên IP qua toàn bộ mạng băng thông rộng cố định và di động.
Hình 6.2: Mô hình hệ thống giai pháp tổng thể IMS của Alcatel-lucent
Alcatel-Lucent đã đưa ra giải pháp chuyển đổi cho toàn bộ hệ thống mạng theo
mô hình mạng NGN của TISPAN với các giao thức đã được chuẩn hóa như: SIP,
H323, SS7, Diameter,... Softswitch thực hiện chức năng của tổng đài class 5/4 và
MGCF trong kiến trúc IMS, có dung lượng tối đa là 2 triệu thuê bao và khả năng xử lý
Trang 69
ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH
4500 CAPS (Call Attempts per Second). Các chức năng điều khiển: S-CSCF, I-CSCF,
AGCF, BGCF, iFS được tích hợp trong cùng một thiết bị A5020 CSC. A5430 SRB
thực hiện chức năng NASS và RACS. P-CSCF được kết hợp với SBC hoặc chức năng
quyết định chính sách - PDF (Policy Decision Function). Các chức năng khác được
tách thành các thiết bị riêng: A1430 HSS, A8688 MRF, A5350 iAS (server ứng dụng
IMS),…
Với giải pháp này, nhà cung cấp dịch vụ có thể cung cấp các dịch vụ di động, cố
định hoặc Internet trên một hạ tầng mạng IP duy nhất như: dịch vụ tin nhắn tức thời,
push-to-X, hiển thị và quản lý danh bạ,…
Hiện nay mạng NGN của VNPT đã đi vào hoạt động, cung cấp dịch vụ tới
người dùng và vẫn đang tiếp tục được nâng cấp trên toàn mạng lưới, hiện đang trong
quá trình triển khai IMS và quang hóa đang được tích cực triển khai theo xu hướng
phát triển chung của thế giới (theo thông tin của VNPT.com).
Trang 70
ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH
CHƯƠNG 7: MÔ PHỎNG OPENIMSCORE TRÊN
LINUX UBUNTU 11.10
7.1 Xây dựng mô hình mạng
7.1.1 Giới thiệu về open IMSCore
Open IMSCore là một dự án mã nguồn mở của viện FOKUS Đức. OPEN
SOURCE IMS Core nhằm mục đích đáp ứng sự thiếu hụt của các phần mềm mã nguồn
mở cho IMS với những giải pháp linh động và có thể mở rộng được. Tính thích nghi và
khả năng của các giải pháp này đã được chứng minh trong các dự án nghiên cứu và
phát triển quốc gia và quốc tế. Mục đích của nó trong thời gian tiếp theo là tạo ra một
cộng đồng các nhà phát triển cho phần core của mạng NGN. Phần mềm mã nguồn mở
này cho phép sự phát triển của các dịch vụ IMS và thử nghiệm các khái niệm xung
quanh phần core IMS.
Hình 7.1 Mô hình cấu trúc Open IMSCore
Trang 71
ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH
Open IMS Core bao gồm hai thành phần chính là Call Session Control
Functions (CSCFs) và Home Subscriber Server (HSS). Các thành phần này đều là
những phần tử core trong kiến trúc NGN/IMS như đã được tiêu chuẩn hóa trong
3GPP, 3GPP2, ETSI TISPAN.
Khi triển khai (xây dựng IMS Test-bed) thì mỗi khối P,I,S, HSS có thể chạy
trên một máy hoặc nhiều máy trong cùng một mạng Lan trên hệ điều hành Linux mà
phổ biến nhất là Ubuntu, hay Fedora, Gentoo...Mã nguồn của OpenIMSCore này cho
phép download miễn phí.
Ngoài ra còn một số IMS Client có thể dùng với IMS Core:
UCT IMS Client: gồm các chức năng Instant Message, Audio Call, Video Call,
XCAP/XDMS support,...
IMS Communicator: gồm các chức năng AKA, MD5 authentication, Instant
Message (Sip/Simple), Audio Call, Video Call, ...
Counterpath X-lite: gồm các chức năng MD5 authentication only, Instant
Message (Sip/Simple), AudioCall, Video Call (H263 codec only), QoS for
voice and video,...
Trang 72
ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH
7.1.2 Triển khai Open IMSCore trên hệ điều hành linux ubuntu 11.10
Bước 1: Install the required packages
subversion
sun-java6-jdk
libcurl4-gnutls-dev
libcurl4-openssl-dev
mysql-server-5.0
libmysqlclient15-dev
libxml2
libxml2-dev
ant
flex
bison
build-essential
bind9
apache2
php5
libapache2-mod-php5
php5-mysql
lynx-cur
libapache2-mod-speedycgi
Trang 73
ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH
php5-dev
unzip
Bước 2: Download the OpenIMSCore
Tạo thư mục chứa các file cài đặt
# Sudo mkdir /opt/OpenIMSCore
# cd /opt/OpenIMSCore
# mkdir FHoSS
# mkdir ser_ims
Phân quyền sudo trên mục OpenIMSCore
# Sudo chown –R jacktran /opt/OpenIMSCore
Tải source code:
# svn checkout http://svn.berlios.de/svnroot/repos/openimscore/FHoSS/trunk
FHoSS
# svn checkout http://svn.berlios.de/svnroot/repos/openimscore/ser_ims/trunk
ser_ims
# cd ser_ims/
compile source code:
#sudo make install-libs all
#cd FHoSS
#sudo ant compile deploy
Bước 3: Configure your DHCP and DNS settings
Trang 74
ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH
Chỉnh sửa file /etc/dhcp/dhclient.conf
Bỏ dấu # trước dòng prepend domain_name_servers 127.0.01;
Copy file open-ims dns file vào thư mục bind của etc
# sudo cp opt/OpenIMSCore/ser_ims/cfg/open-ims.dnszone /etc/bind/ ( Từ thư
mục gốc )
Thêm dòng sau vào file /etc/bind/named.conf.local
zone “open-ims.test” {
type master;
file “/etc/bind/open-ims.dnszone”;
};
restart lại bind:
# Sudo /etc/init.d/bind9 restart
ping open-ims.test:
# Ping pcscf.open-ims.test
Bước 4: Setup the database
Tạo một account root pass 123
# mysqladmin -u root password 123
Tạo cơ sở dữ liệu:
# Sudo mysql -u root -p < /opt/OpenIMSCore/ser_ims/cfg/icscf.sql
# Sudo mysql -u root -p < /opt/OpenIMSCore/FHoSS/scripts/hss_db.sql
# Sudo mysql -u root -p < /opt/OpenIMSCore/FHoSS/scripts/userdata.sql
Trang 75
ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH
Chỉnh sửa file /etc/hosts :
127.0.0.1 open-ims.test mobicents.open-ims.test ue.open-ims.test presence.open-
ims.test icscf.open-ims.test scscf.open-ims.test pcscf.open-ims.test hss.open-ims.test
Copy tất cả file trong thư mục cfg của thư mục ser_ims vào thư
mục/opt/OpenIMSCore:
# cp /opt/OpenIMSCore/ser_ims/cfg/*.sh /opt/OpenIMSCore/
# cp /opt/OpenIMSCore/ser_ims/cfg/*.cfg /opt/OpenIMSCore/
# cp /opt/OpenIMSCore/ser_ims/cfg/*.xml /opt/OpenIMSCore/
Bước 5: Khởi động IMS:
# /opt/OpenIMSCore/pcscf.sh
#/opt/OpenIMSCore/icscf.sh
#/opt/OpenIMSCore/scscf.sh
#/opt/OpenIMSCore/FHoSS/deploy/ startup.sh
Mỗi file chạy trên một Terminal
(neu bi loi thi export lai JAVA_HOME bang lenh sau
Trang 76
ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH
export JAVA_HOME=/usr/lib/jvm/java-6-openjdk
Hình 7.2: Giao diện các thành phần của OpenIMSCore khi khởi động
Listen port: 192.168.12.108:4060// P-CSCF hàng 1 bên phải
Listen port: 192.168.12.108:5060// I-CSCF hàng 1 bên trái
Listen port: 192.168.12.108:6060// S-CSCF hàng 2 bên trái
Listen port: 192.168.12.108:8080// Webconsole hàng 2 bên phải
Listen port: 192.168.12.108:3868 // FHoSS
Listen port for Diameter Cx from ICSCF: 192.168.12.108:3869
Listen port for Diameter Cx from SCSCF: 192.168.12.108:3870
Listen port for Tomcat webserver: 192.168.12.108:8090
Trang 77
ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH
Hình 7.3: Giao diện quản lý user của FHoSS
Bước 6: Sửa lại địa chỉ IP thực trên IMS server:
Chỉnh lại địa chỉ IP trong các file sau:
- 1. /etc nano resolv.conf (chuyển ip 127.0.0.1 thành ip máy mình)
- 2. /etc hosts
- edit /etc/bind/open-ims.dnszone
restart bind: sudo /etc/init.d/bind9 restart
kiểm tra lại : dig open-ims.test <<< this only to check ur dns working bro.
- Change files : ( Run file configurator.sh in /opt/OpenMSCore )
- cd opt/OpenIMSCore/ ( ./configurator.sh )
- icscf.cfg & icscf.xml
- pcscf.cfg & pcscf.xml
- scscf.cfg & scscf.xml
- DiameterPeerHSS.xml (FHoSS/deploy)
- hss.properties (FHoSS/deploy)
7.1.3 Tạo DHCP server
Bước 1: Chuẩn bị các thông tin
- ethernet device : eth0
Trang 78
ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH
- Ip range : 192.168.12.10 – 192.168.12.100
- Subnet address : 192.168.12.0
- Netmask : 255.255.255.0
- DNS server 192.168.12.108
- Domain : open-ims.test
- Default Gateway Address : 192.168.12.108
- Broadcast Address : 192.168.12.255
Bước 2: Cài đặt DHCP Server
sudo apt-get install dhcp3-server
Bước 3:Cấu hình file /etc/default/dhcp3-server
sudo vim /etc/default/dhcp3-server
Tìm dòng INTERFACES=”” và thay bằng INTERFACES=”eth0” // đó là
interface đang sử dụng.
Hình 7.4: Xác định interface đang sử dụng
Save lại và thoát.
Bước 4: Cấu hình file pool
- mở file /etc/dhcp3/dhcpd.conf
-tìm đến dòng 16. Có đoạn thông tin sau :
#option definitions common to all supported networks...
option domain-name "example.org";
option domain-name-servers ns1.example.org, ns2.example.org;
Trang 79
ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH
default-lease-time 600;
max-lease-time 7200;
Sửa thành :
# option definitions common to all supported networks...
# option domain-name "example.org";
# option domain-name-servers ns1.example.org, ns2.example.org;
# default-lease-time 600;
# max-lease-time 7200;
-Tiếp tục, tìm đến dòng 53. Có đoạn như sau :
# A slightly different configuration for an internal subnet.
#subnet 10.5.5.0 netmask 255.255.255.224 {
# range 10.5.5.26 10.5.5.30;
# option domain-name-servers ns1.internal.example.org;
# option domain-name "internal.example.org";
# option routers 10.5.5.1;
# option broadcast-address 10.5.5.31;
# default-lease-time 600;
# max-lease-time 7200;
#}
Đoạn này cần bỏ chú thích và sửa như sau :
# A slightly different configuration for an internal subnet.
subnet 192.168.12.0 netmask 255.255.255.0 {
range 192.168.12.10 192.168.12.100;
option domain-name-servers 192.168.12.108;
option domain-name "open-ims.test";
option routers 192.168.12.108;
option broadcast-address 192.168.12.255;
default-lease-time 600;
max-lease-time 7200;}
Trang 80
ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH
Bước 5: Khởi động lại dịch vụ DHCP Server:
sudo /etc/init.d/dhcp3-server restart
Hình 7.5: Start lại DHCP
7.1.4 Tạo thêm các user mới
Mở giao diện FHoSS và đăng nhập với user: hssAdmin- pass: hss
chọn User identities :
Tạo tên cho user mới rồi lưu lai:
Tạo thông tin cá nhân và thông tin chứng thực IMPI (Private identity) như trong hình
bên dưới rồi lưu lại:
Trang 81
ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH
Tiếp theo ở cửa sổ bên cạnh điền tên cho user mới rồi chon add/change:
Khi đó sẽ xuất hiện IMS subscriptions (IMSU) như hình sau:
Trang 82
ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH
Tạo IMPU (public user identity) phù hợp với IMPI rồi lưu lại:
Identity: (sip:[email protected])
Service profile: (default for example)
Tạo user cho mạng visited network (open-ims.test)
Trang 83
ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH
Khi đó sẽ xuất hiện IMPI identity như hình sau:
Nhập IMPU phù hợp với IMPI đã tạo và click nút Add:
Khi đó sẽ suất hiện kết quả như hình sau và đó là bước cuối khi đó thông tin của
user sẽ được đăng ký vào mạng Open IMS:
Trang 84
ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH
7.2 Cài UCT IMS Client
Bước 1: Install dependencies package:
1. libosip2-3deb-(you must download libosip2-3deb_3.1.0-1_i386.deb
setting up by hand)
2. libexosip2-dev
3. libgtk2.0-dev
4. libxml2-dev
5. libcurl4-openssl-dev
6. libgstreamer0.10-0
7. libgstreamer-plugins-base0.10-dev
8. gstreamer0.10-plugins-base
9. gstreamer0.10-plugins-good
10. gstreamer0.10-plugins-bad
11. gstreamer0.10-plugins-ugly
12. gstreamer0.10-ffmpeg
13. libavcodec-unstripped-51 (you must download libavcodec-
unstripped-51_0.svn20080206-12ubuntu3+unstripped5_i386.deb)
14. libvlc2 (you must download libvlc2_1.0.6-1~getdeb1_i386.deb)
15. libvlc-dev
16. vlc (sudo apt-get –f install)
ALLWAY #sudo apt-get –f install ( install missing package when it’s
necessary or get any error)
Install dependencies package for libavcodec-unstripped-51 following to:
1. libavutil49 made by hand
2. libavutil-unstripped- 49 (maybe rejected if it’s necessary)
3. libfaac0
4. libfaad0 (libfaad0_2.6.1-2ubuntu0.1_i386)
Trang 85
ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH
5. libx264-59 (libx264-59_0.svn20080408-0.0ubuntu1_i386.deb)
6. libxvidcore4 (libxvidcore4_1.1.2-0.1ubuntu3_i386)
7. libgsm1
8. libhal1
9. libc6
Install dependencies package for libvlc2 that must directly downloaded on pkgs.org
following to:
1. vlc-data (you must download package vlc-data_1.0.6-1~getdeb1_all.deb)
2. libvlccore2 (u must download package libvlccore2_1.0.6-
1~getdeb1_i386.deb)
Bước 2: Run UCT IMS Client:
It’s very simple to run this software following to:
#sudo dpkg –i uctimsclient1.0.13.deb
#./uctimsclient
UCT IMS Client - SIP port 5060 - Audio Port: 16033 - Video Port: 30232
7.3 Cấu hình UCT IMS Client và thực hiện cuộc gọi giữi 2 user trong IMS Network
Mặc định sau khi cài đặt thành công IMS, hệ thống đã tạo sẵn hai user có tên là
[email protected] và [email protected] . Vì vậy, ta có thể sử dụng ngay chính hai
user Bob và Alice để thực hiện dịch vụ như: đăng ký, xóa đăng ký, gọi, xem iptv
( channel 1, 2, 3),…
Trang 86
ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH
Hình 7.6: Giao diện của UCT IMS client
Nếu có người dùng mới, ở đây ta cấu hình một người dùng tên tuan, có khóa
nhận dạng người dùng chung là [email protected] , ta tiến hành như sau:
Vào Options/Preferences:
Trang 87
ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH
Hình 7.7: Giao diện cấu hình Preferences: tab Profile và IMS
Hình 7.8: Giao diện cấu hình Preferences: tab Media và XDMS
Trang 88
ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH
Tab Profile cho phép cấu hình: các dịch vụ, tinh năng của từng người dùng
Tab IMS: cấu hình các thông số chứng thực và tên miền
Tab Media: cấu hình địa chỉ IPTV Server và các thông số truyền thông đa phương tiện.
Tab XDMS: chỉ ra tập tin cấu hình Xcap Server
Kết quả đăng ký:
Hình 7.9: Giao diện của UCT client khi user tuan đã được đăng ký
Trang 89
ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH
Hình 7.10: Giao diện UCT IMS Client khi user Hung nhận được cuộc gọi từ Tuan
Hình 7.11: Giao diện gửi tin nhắn trong UCT IMS Client
Trang 90
ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH
KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI
Sau thời gian tìm hiểu và thực hiện đề tài em đã thu được những kiến thức và
những hiểu biết mới về công nghệ IMS và từ đó làm phong phú thêm cho vốn hiểu biết
của cá nhân mình, giúp em có thêm hành trang kiến thức về một công nghệ sẽ được
triển khai trong một tương lai không xa phía trước. Nhờ đó có được cái nhìn mới cho
công nghệ mạng viễn thông ngày nay và giúp định hướng cho công việc khi ra trường.
Sau đây là những nhận định của em về kết quả đã thực hiện được của đề tài:
- Đồ án đã tìm hiểu tổng quan về mạng thế hệ sau NGN, sự chuẩn hóa phân
hệ IMS và lý giải cho tầm quan trọng của việc chuyển đổi từ chuyển mạch
mềm (soft switch) sang IMS – bước phát triển trong giai đoạn kết tiếp của
mạng hội tụ NGN.
- Phân tích được cấu trúc phân hệ mạng IMS Core nhân tố chính của mạng
NGN thế hệ sau
- Phân tích các thủ tục và các bản tin trong quá trình làm việc của phân hệ
IMS.
- Giới thiệu về hai giao thức chính sử dụng trong phân hệ IMS là SIP và
Diameter. Hai giao thức được coi là thế mạnh, tạo nên sự khác biệt giữa IMS
so với các hệ thống khác.
- Đồ án đã tìm hiểu về các giai đoạn trong quá trình tiến lên xây dựng mạng
NGN sử dụng phân hệ IMS. Đó là một xu hướng phát triển cho mạng thế hệ
sau và là bước tiến mạng tính đột phá cho cơ sở mạng hạ tầng hội tụ trong
tương lai.
- Tìm hiểu tính thức tế của đề tài dựa trên hiện trạng và quá trình tiến lên xây
mạng NGN-IMS của tập đoàn bưu chính viễn thông quốc gia Việt Nam
VNPT. Tập đoàn được cho là nhà đi đầu trong công nghệ mạng hội tụ và
cung cấp các dịch vụ đa phương trong thời điểm hiện nay.
Trang 91
ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH
- Đồ án đã demo thành công IMS Core dựa trên phần mềm mã nguồn mở
Open IMS Core của viện nghiên cứu phát triển mạng viên thông thế hệ sau
FOKUS Đức. Từ đó tìm hiểu quá trình hoạt động và khai thác một số dịch
vụ cơ bản của hệ thống mạng.
Những khó khăn và hạn chế khi thực hiện đề tài:
- IMS là một đề tài còn khá mới nên việc nghiên cứu và tìm hiểu gặp nhiều
khó khăn về tài liệu cũng như hướng dẫn khi thực hiện.
- Do Open IMS Core là phần mềm mã nguồn mở phát triển trên hệ điều hành
Linux nên nó yêu cầu sự hiểu biết về cách thức sử dụng và cài đặt các ứng
dụng cho hệ thống. đây là một trong những trở ngại chính khi thực hiện đề
tài với người mới bắt đầu làm quen với hệ điều hành này.
Hướng phát triển đề tài:
- Nâng cấp hệ thống trên nền Ipv6. Đây là một hướng phát triên mạng tính
thực tế cao trong thời điểm hiện nay khi Ipv4 sẽ sớm được thay thế bằng địa
chỉ Ipv6 trên tất cả các hệ thống hạ tầng công nghệ thông tin và truyền thông
trong thời gian tới. tuy đã cố gắng thực hiện đề tài theo hướng này và đã
chuyển đổi được hoạt động của hệ thống trên nền Ipv6 nhưng hệ thống hoạt
động không ổn định và có nhiều lỗi phức tạp không giải thích được do khả
năng tìm hiểu của bản thân còn hạn chế và không đủ thời gian để fix những
lỗi đó nên đề tài đã phải dừng lại ở Ipv4.
- Xây dựng hệ thống tính phí. Đây cũng là một hướng phát triển tốt cho chủ
đề này.
- Bảo mật và an toàn thông tin trong mạng nội bộ. Tuy đem lại nhiều ưu điểm
và cung cấp nhiều ứng dụng đa phương tiện nhưng mạng NGN và phân hệ
IMS vẫn còn nhiều khuyết điểm mà điển hình là lỗ hổng về bảo mật, an toàn
thông tin mạng như đã phân tích. Vì vậy bảo mật, an toàn thông tin là yếu tố
vô cùng quan trọng và cần được giải quyết ở môi trường mạng này.
IMS trên nền mạng NGN là một xu hương phát triển tất yếu cho hạ tầng mạng
viễn thông thế hệ sau, giúp cho các nhà mạng có thể kết hợp các công nghệ mạng riêng
Trang 92
ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH
rẽ hiện nay và cung cấp các dịch vụ đa phương tiện chất lượng cao với chi phi đầu tư
thấp, đảm bảo về chất lượng dịch vụ QoS trên nền những cơ sở mạng hiện có. Chính từ
những đặc điểm hấp dẫn đó mà NGN-IMS là công nghệ được ngiên cứu, phát triển bởi
nhiều tổ chức viễn thông và các tập đoàn viễn thông lớn trên toàn thế giới.
Đề tài xin được kết thúc tại đây rất mong nhận được những ý kiến đóng góp tích
cực của mọi người.
Em xin trân thành cảm ơn!
Trang 93
ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Miikka Poikselkä, Georg Mayer,Hisham Khartabil and Aki Niemi “The IMS IP
multimedia concepts and service” Second Edition , no 2006
[2] Gilles Bertrarfd, “The IP Multimedia subsystem in Next Generation Networks,”
newspapers, 2007. [3] Fei Yao Li Zhang, “OpenIMS and Interoperability with
Asterisk/Sip Express VOIP Enterprise Solutions” No.2007
[4] Đồ án tốt nghiệp của sinh viên Nguyễn Đực Tịnh-ĐH Hồng Bàng: “Tìm hiểu và
mô phỏng hệ thống IMS trên nền NGN”. 2011
[5] Web: Open Source IMS: http://www.openimsscore.org/
[6]Web:UCTIMSClient:
http://uctimsclient.berlios.de/openimscore_on_ubuntu_howto.html
[7]Web: diễn đàn VNTelecom, chủ đề “IMS – IP Multimedia Subsystem”
http://vntelecom.org/diendan/showthread.php?t=438
[8]Web:diễnđànVNTelecom,chủđề“OpenIMSCore”:
http://vntelecom.org/diendan/showthread.php?t=731
[9]Web: diễn đàn Ubuntu Việt Nam: http://forum.ubuntu-vn.org/
[10]Web: http://www.tapchibcvt.gov/
[11]Web:http://code.google.com/p/multi-p2p/wiki/
InstallOpenIMSCoreandMobicentsAS
[12]Web: bách khoa toàn thư mở: http://en.wikipedia.org/wiki/Main_Page
[13] web: http://www.tapchibcvt.gov.vn/News/PrintView.aspx?ID=20890
[14] web: http://www.thongtincongnghe.com/article/15375
Trang 94