LUẬN VĂN:NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC IMS TRONG MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG

Chia sẻ: sunflower_1

của IMS trong hệ thống thông tin di động cho NGN.CHƯƠNG 2 Một số chức năng của IMS trong hệ thống thông tin di động.CHƯƠNG 3 Các dịch vụ triển khai trên nền IMS di động.CHƯƠNG 4Phân tích, đánh giá thiết bị, giải pháp IMS của một số nhà khai thác trên thế giới và ở việt Nam của VNPT. Một số khuyến nghị.

Bạn đang xem 20 trang mẫu tài liệu này, vui lòng download file gốc để xem toàn bộ.

Nội dung Text: LUẬN VĂN:NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC IMS TRONG MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ
-----O0O-----




LÊ NAM THẮNG




NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC IMS
TRONG MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG




LUẬN VĂN THẠC SĨ




Hà nội, tháng 12 - 2009
Trang-2-


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ
-----O0O-----




LÊ NAM THẮNG




NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC IMS
TRONG MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG

Ngành: Công nghệ Điện tử-Viễn thông
Chuyên ngành : Kỹ thuật Điện tử
Mã số : 60 52 70



LUẬN VĂN THẠC SĨ
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS -Tiến sĩ Nguyễn Viết Kính




Hà nội, tháng 12 – 2009

LỜI CAM ĐOAN
Trang-3-
Tôi xin cam đoan luận văn này là kết quả do bản thân tự sưu tầm, nghiên cứu từ các tài
liệu có được và tài liệu trên mạng Internet, dưới sự hướng dẫn của thày giáo PGS-TS
Nguyễn Viết Kính. Nếu có gì sai sót, tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm.

Hà Nội, tháng 12 năm 2009
Người viết cam đoan




LÊ NAM THẮNG




LỜI CẢM ƠN
Trang-4-
Trước tiên, tôi muốn nói lời cảm ơn sâu sắc đến PGS-TS Nguyễn Viết Kính - người
thầy đã tận tình hướng dẫn, gợi mở cho tôi hướng kiến thức để hoàn thành luận
văn thạc sĩ này. Cảm ơn những lời nhận xét quý giá và những tình cảm ấm áp mà
thầy đã dành cho tôi.
Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới các thầy cô giáo , Lãnh dạo và chuyên viên
Khoa Điện tử viễn thông, Phòng Sau Đại học - Trường Đại học Công nghệ - Đại
học Quốc gia Hà Nội đã giúp đỡ tôi trong quá trình học tập và thực hiện luận văn.
Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, bè bạn và những người đã có nhiều động
viên, khuyến khích tôi trong quá trình học tập.
Cuối cùng tôi muốn gửi lời cảm ơn tới tất cả những người đã hỗ trợ, giúp đỡ tôi
trong quá trình hoàn thành luận văn thạc sĩ này.
Hà Nội, tháng 12 năm 2009


LÊ NAM THẮNG




MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN ....................................................................................................... 2
Trang-5-
LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................. 3

MỤC LỤC .................................................................................................................. 4

BẢNG THUẬT NGỮ VÀ TỪ VIẾT TẮT ............................................................... 7

DANH MỤC CÁC BẢNG........................................................................................ 14

DANH MỤC CÁC HÌNH MINH HỌA................................................................... 15

MỞ ĐẦU ................................................................................................................... 17

Chương 1. VỊ TRÍ,VAI TRÒ CỦA IMS TRONG HỆ THỐNG
THÔNG TIN DI ĐỘNG CHO NGN. ...................................................................... 18

Giới thiệu chung. ........................................................................................................................... 18

1.1. NGUỒN GỐC KHÁI NIỆM IMS .................................................................................... 19
1.1.1 Từ GSM tới 3GPP Release 7 ................................ ................................ ................................ .......... 20
1.1.2. Cấu trúc cơ bản IMS được định nghĩa trong Release 5 của 3GPP ................................ ................... 21
1.1.3 Các vấn đề liên quan đến mã hóa và dịch vụ hội thoại ................................ ................................ ...... 22

1.2 VỊ TRÍ- VAI TRÒ IMS TRONG THÔNG TIN DI ĐỘNG THẾ HỆ MỚI.......................... 23
1.2.1 Cấu trúc chức năng của mạng NGN di động ................................ ................................ .................... 23
1.2.2 Các chức năng cơ bản của IMS trong hệ thống NGN di động ................................ .......................... 24

1.3 CẤU TRÚC IMS THEO TIÊU CHUẨN 3GPP .................................................................... 26
1.3.1 Kết nối IP ................................ ................................ ................................ ................................ ........ 26
1.3.1.1 Vấn đề chất lượng dịch vụ đối với các dịch vụ đa phương tiện IP................................ ............................ 27
1.3.1.2 Điều khiển chính sách IP bảo đảm sử dụng đúng các tài nguyên. ................................ ............................ 27
1.3.1.3 An toàn thông tin ................................ ................................ ................................ ................................ ... 27
1.3.1.4 Tính cước ................................ ................................ ................................ ................................ .............. 28
1.3.1.5 Hỗ trợ chuyển vùng ................................ ................................ ................................ ............................... 28
1.3.1.6 Phối hợp hoạt động với các mạng khác................................ ................................ ................................ ... 28
1.3.1.7 Mô hình điều khiển dịch vụ................................ ................................ ................................ .................... 29
1.3.1.8 Cấu trúc phân lớp ................................ ................................ ................................ ................................ .. 29
1.3.2 Mô tả mối quan hệ các thực thể và các chức năng trong IMS ................................ ........................... 29
1.3.2.1 Các thực thể thực hiện chức năng điều khiển phiên cuộc gọi (CSCF) ................................ ....................... 30
1.3.2.2 Cơ sở dữ liệu ................................ ................................ ................................ ................................ .......... 30
Các chức năng dịch vụ ................................ ................................ ................................ ................................ ....... 31
1.3.2.3 Các chức năng hoạt động liên mạng ................................ ................................ ................................ ........ 32
1.3.3 Các điểm tham chiếu IMS ................................ ................................ ................................ ................ 33
1.3.3.1 Điểm tham chiếu Gm (Điểm tham chiếu giữa một P- CSCF với UE) ................................ ...................... 34
1.3.3.2 Điểm tham chiếu Mw (giữa một CSCF với một CSCF khác) ................................ ................................ .. 34
1.3.3.3 Điểm tham chiếu điều khiển dịch vụ IMS (ISC) ................................ ................................ ..................... 34
1.3.3.4 Điểm tham chiếu Cx ................................ ................................ ................................ .............................. 35
Trang-6-
1.3.3.5 Điểm tham chiếu Dx ................................ ................................ ................................ .............................. 35
1.3.3.6 Điểm tham chiếu Sh................................. ................................ ................................ .............................. 35
1.3.3.7 Điểm tham chiếu Si ................................ ................................ ................................ ............................... 36
1.3.3.8 Điểm tham chiếu Dh ................................ ................................ ................................ ............................ 36
1.3.3.9 Điểm tham chiếu Mm ................................ ................................ ................................ ............................ 36
1.3.3.10 Điểm tham chiếu Mg ................................ ................................ ................................ ........................... 36
1.3.3.11 Điểm tham chiếu Mi ................................ ................................ ................................ ............................ 37
1.3.3.12 Điểm tham chiếu Mj ................................ ................................ ................................ ............................ 37
1.3.3.13 Điểm tham chiếu Mk ................................ ................................ ................................ ........................... 37
1.3.3.14 Điểm tham chiếu Mn ................................ ................................ ................................ ........................... 37
1.3.3.15 Điểm tham chiếu Ut ................................ ................................ ................................ ............................. 37
1.3.3.16 Điểm tham chiếu Mr ................................ ................................ ................................ ............................ 38
1.3.3.17 Điểm tham chiếu Mp ................................ ................................ ................................ ........................... 38
1.3.3.18 Điểm tham chiếu Go ................................ ................................ ................................ ............................ 38
1.3.3.10 Điểm tham chiếu Gq ................................ ................................ ................................ ............................ 38


Chương 2. MỘT SỐ CHỨC NĂNG IMS TRONG HỆ THỐNG
THÔNG TIN DI ĐỘNG........................................................................................... 40

2.1 ĐĂNG KÝ, NHẬN THỰC VÀ TÍNH CƯỚC (AAA) TRONG IMS .................................... 40
2.1.1 Đăng ký ................................ ................................ ................................ ................................ ......... 40
2.1.2. Nhận thực ................................ ................................ ................................ ................................ ...... 43

2.2 BẢO MẬT TRONG IMS.................................................................................................... 46
2.2.1 Bảo mật cho sự truy nhập ................................ ................................ ................................ ............... 46
2.2.2 Bảo mật mạng ................................ ................................ ................................ ................................ 47
2.2.3 Một số khái niệm chi tiết liên quan đến bảo mật ................................ ................................ .......... 48

2.3 QUẢN LÝ PHIÊN TRUYỀN DẪN TRONG IMS ........................................................... 49
2.4.1 Quản lý phiên truyền dẫn ................................ ................................ ................................ ................. 49
2.4.2 Các nhận dạng chủ gọi và bị gọi................................ ................................ ................................ .. 51
2.4.3 Định tuyến ................................ ................................ ................................ ................................ .. 52
2.4.4 Nén thông tin ................................ ................................ ................................ .............................. 55
2.4.5 Dàn xếp phương tiện truyền thông ................................ ................................ .............................. 56
2.4.6 Dự trữ tài nguyên – Resource Reservation ................................ ................................ .................. 57
2.4.7 Điều khiển phương tiện truyền thông ................................ ................................ .......................... 59
2.4.8 Sự trao đổi thông tin liên quan đến tính cước cho phiên................................ ............................... 59
2.4.9 Ví dụ một số trường hợp Đối với tính cước offline ................................ ................................ ........... 60
2.4.10 Giải phóng phiên ................................ ................................ ................................ .......................... 61


Chương 3: CÁC DỊCH VỤ TRIỂN KHAI TRÊN NỀN IMS ................................ 63

3.1 CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ TRONG IMS ........................................................................ 63
3.1.1 Giới thiệu ................................ ................................ ................................ ................................ ....... 63
3.1.2 Reservation của các đầu cuối ................................ ................................ ................................ .......... 64
3.1.3 Sự trao quyền bởi Mạng ................................ ................................ ................................ .............. 65
3.1.4 QoS trong mạng................................ ................................ ................................ .......................... 66
Trang-7-
3.2 DỊCH VỤ HIỂN THỊ ........................................................................................................ 66
3.2.1 Cấu trúc hệ thống liên quan đến dịch vụ hiển thị trong IMS................................ ......................... 66
3.2.2 Sự đăng ký Watcher ................................ ................................ ................................ .................... 67
3.2.3 Sự công bố hiển thị ................................ ................................ ................................ ..................... 69

3.3 DỊCH VỤ NHẮN TIN ....................................................................................................... 70
3.3.1 Nhắn tin tức thời Pager-mode trong IMS ................................ ................................ ..................... 70
3.3.2 Nhắn tin tức thời Session-base trong IMS ................................ ................................ ................... 71

3.4 Dịch vụ Push to talk .......................................................................................................... 77
3.4.1 URI-list Services (Danh sách dịch vụ URI) ................................ ................................ ................. 77
3.4.2 Multiple REFER ................................ ................................ ................................ ......................... 79

3.5 CẤU TRÚC MẠNG DỊCH VỤ TRONG POC IMS. ( POC: Push to talk over the Cellular
service-Dịch vụ đàm thoại trên Cell) .............................................................................................. 80
3.5.1 Khái Quát. ................................ ................................ ................................ ................................ .. 80
3.5.2 Sự đăng ký PoC ................................ ................................ ................................ .......................... 81
3.5.3 Các vai trò của PoC Server ................................ ................................ ................................ ......... 81
3.5.4 Các loại phiên PoC ................................ ................................ ................................ ..................... 83

3.6 DỊCH VỤ HỘI NGHỊ ....................................................................................................... 89
3.6.1 Cấu trúc ................................ ................................ ................................ ................................ ...... 89
3.6.2 Trạng thái hội nghị ................................ ................................ ................................ ..................... 90
3.6.3 Ví dụ ................................ ................................ ................................ ................................ .......... 90

3.7 DỊCH VỤ QUẢN LÝ NHÓM ....................................................................................... 93
3.7.1 Khái niệm Dịch vụ Quản lý nhóm ................................ ................................ ............................... 93
3.7.2 Resource List (Danh sách tài nguyên) ................................ ................................ ......................... 94
3.7.3 Quản lý tài liệu XML PoC ................................ ................................ ................................ .......... 95


Chương 4: SẢN PHẨM, THIẾT BỊ VÀ GIẢI PHÁP IMS DI ĐỘNG
CỦA MỘT SỐ HÃNG TRÊN THẾ GIỚI. ............................................................. 97

4.1 HÃNG HUAWEI .............................................................................................. 97
4.1.1 Giải pháp ................................ ................................ ................................ ................................ ......... 97
4.1.2 Thiết bị ................................ ................................ ................................ ................................ ....... 99
4.1.3 Dịch vụ ................................ ................................ ................................ ................................ ..... 101

4.2 HÃNG ERICSSON. ........................................................................................................ 105
4.2.1 Giải pháp ................................ ................................ ................................ ................................ .. 105
4.2.2 Thiết bị ................................ ................................ ................................ ................................ ..... 107
4.2.3 Dịch vụ ................................ ................................ ................................ ................................ ..... 108

4.3 HÃNG ALCATEL – LUCENT ...................................................................................... 110
4.3.1 Giải pháp ................................ ................................ ................................ ................................ .. 110
4.3.2 Thiết bị ................................ ................................ ................................ ................................ ..... 112
4.3.3 Dịch vụ ................................ ................................ ................................ ................................ ..... 114
Trang-8-
4.3.3.1 Dịch vụ hiển thị và quản lý danh sách liên lạc ................................ ................................ ............... 114
4.3.3.2 Giới thiệu ................................ ................................ ................................ ................................ ..... 114
4.3.3.3 Mô hình số liệu hiển thị (Presence Data Model) ................................ ................................ ............ 115
4.3.3.4 Dịch vụ Push to Talk/View/Share ................................ ................................ ................................ . 115
4.3.3.5 Dịch vụ nhắn tin tức thời ................................ ................................ ................................ .............. 116

4.4 NHẬN XÉT, SO SÁNH VỀ GIẢI PHÁP CỦA CÁC HÃNG ........................................ 117

4.5 PHÂN TÍCH HIỆN TRẠNG MẠNG DI ĐỘNG CỦA VNPT VÀ
CÁC KHUYẾN NGHỊ. ............................................................................................................... 117


TÀI LIỆU THAM KHẢO...................................................................................... 122




BẢNG THUẬT NGỮ VÀ TỪ VIẾT TẮT
Từ viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt
Dự án hợp tác về mạng viễn thông thế hệ
3GPP 3rd Generation Partnership Project
thứ 3
A
Trang-9-
Authentication, Authorization and Nhận thực, trao quyền và thanh toán
AAA
Accounting
AAL ATM Adaptation Layer Lớp thích ứng ATM
ACA Accounting Answer Trả lời việc thanh toán
ACL Access Control List Danh sách điều khiển truy nhập
ACP Subsciption Authorization Policy Chính sách trao quyền thuê bao
ACR Accounting Request Yêu cầu thanh toán
ADSL Asymmetric Digital Subscriber Line Đường dây thuê bao số bất đối xứng
Sự nhận thực và thoả thuận khoá nhận
AKA Authentication and Key Agreement
thực
API Application Programming Interface Giao diện lập trình ứng dụng
ARPU Average Revenue Per Unit / User Lợi nhuận trung bình trên một thuê bao
AS Application Server Máy chủ ứng dụng
ATM Asynchronous Transfer Mode Phương thức truyền dẫn bất đối xứng
AUC Authentication Centre Trung tâm nhận thực
AUTN Authentication token Thẻ nhận thực
AV Authenticat ion Vector Vector nhận thực
AVP Audio Video Profile
B
BCF Bearer Charging Function Chức năng t ính cước Bearer
Chức năng điều khiển cổng vào ra
BGCF Breakout Gateway Control Function
Breakout
Điều khiển cuộc gọi độc lập với kênh
BICC Bearer Independent Call Control
mang
BTS Base Transceiver Station Trạm gốc
C
Customized Applications for Mobile Những lập luận để nâng cao tính di động
CAMEL
network Enhanced Logic ứng dụng cho khách hàng
CAP CAMEL Application Part Phần ứng dụng CAMEL
CGF Charging Gateway Function Chức năng cổng tính cước
COPS Common Open Policy Service Dịch vụ chính sách mở
CCA Credit-Control-Answer Trả lời việc đối chứng tín dụng
CCF Charging Collection Function Chức năng thu thập thông tin cước
CCR Credit-Control-Request Yêu cầu đối chứng t ín dụng
CDMA Code Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo mã
CDF Charging Data Function Chức năng dữ liệu t ính cước
Charging Data Record Bản ghi dữ liệu tính cước
CDR
Call Data Record Bản ghi dữ liệu cuộc gọi
CK Ciphering (Cipher) Key Khoá mật mã
Connectivity session Location and repositor Vị trí phiên liên kết và kho chức năng
CLF
y Function
CPCP Conference Policy Control Protocol Giao thức điều khiển chính sách hội nghị
CS Circuit Switch Chuyển mạch kênh
CSC Call Sessio n Controller Bộ điều khiển phiên cuộc gọi
CSCF Call Session Control Function Chức năng điều khiển phiên gọi
CRF Charging Rule Function Chức năng luật tính cước
D
DES Data Encryption Standard Chuẩn mã hoá dữ liệu
DHCP Dynamic Host Configuration Protocol Giao thức cấu hình máy chủ động
DNS Domain Name System Hệ thống tên miền
Trang-10-
Differentiated Services Mã điểm các dịch vụ khác biệt
DSCP
Codepoints
E
ECF Event Charging Function Chức năng t ính cước dựa trên sự kiện
Mạng vô tuyến cải tiến về giao diện vô
tuyến GSM nhằm tăng tốc độ truyền số
EDGE Enhanced Data Rates for Global Evolution
liệu
Telephone Number Mapping Service Sự đăng kí dịch vụ dùng ánh xạ số điện
ENUM
Registration thoại
European Telecommunications Standards Viện tiêu chuẩn viễn thông châu âu
ETSI
Institute
Encapsulating (Encapsulated) Security Tải bảo mật đóng gói
ESP
Payload
F
FTP File Transfer Protocol Giao thức truyền tải file
FMC Fixed Mobile Convergence Sự hội tụ di động và cố định
G
Motorola’s Global Application Kiến trúc quản lý ứng dụng toàn cầu của
GAMA
Management Architecture Motorola
GCID GPRS Charging Identifier Nhận dạng tính cước GPRS
Mạng truy nhập vô tuyến GSM hoặc
GERAN GSM/Edge Radio Access Network
EDGE
GGSN Gateway GPRS Support Node Nút hỗ trợ Cổng vào ra GPRS
GLMS Group List Management Server Máy chủ quản lý danh sách nhóm
Điểm tham chiếu giữa một P- CSCF với
Gm
UE
GPRS General Packet Radio Service Dịch vụ vô tuyến gói thông thường
GSM Global System for Mobile Communications Hệ thống thông tin đi động toàn cầu
GUI Graphic User Interface Giao diện đồ hoạ của người dùng
H
HLR Home Location Register Thanh ghi định vị thường trú
HSS Home Subscriber Server Máy chủ thuê bao thường trú
HTTP Hypertext Transport Protocol Giao thức truyền tải siêu văn bản
I
Interrogating- Call Session Control tham vấn điều khiển phiên gọi
I-CSCF
Function
ICID IMS Charging Identifier Nhận dạng tính cước IMS
ICP Internet Cache Protocol Giao thức ICP
Nhóm làm việc liên quan đến các giao
IETF Internet Engineering Task Force
thức Internet
IEC Immediate Event Charging Tính cước dựa trên sự kiện trực tiếp
IFS Intergrated Feature Server Máy chủ t ích hợp các đặc tính
IK Integrity Key Khoá Intergrity
IKE Internet Key Exchange Trao đổi khoá Internet
IM Instant Messaging Nhắn tin tức thời
Môi trường đa phương tiện truyền thông
IME Intergarated Multimedia Enviroment
tích hợp
IP Multimedia Subsystem-Media Gateway Chức năng cổng vào ra truyền thông –
IMS-MGW
Function phân hệ đa phương tiện IP
IM-SSF IP Multimedia Service Switching Function Chức năng chuyển mạch phục vụ đa
Trang-11-
phương tiện IP
Phân hệ đa phương tiện dựa trên giao thức
IMS IP Multimedia Subsystem
Internet
IMSI International Mobile Subscriber Identier Số nhận dạng thuê bao di động quốc tế
INAP Intelligent Network Application Protocol Giao thức ứng dụng cho mạng thông minh
IOI Inter-Operator Identifier Nhận dạng giữa nhà khai thác
IP Internet Protocol Giao thức Internet
IP-sec Internet Protocol security Bảo mật giao thức Internet
Modun nhận dạng các dịch vụ đa phương
ISIM IP Multimedia Services Identity Module
tiện IP
ISC IMS Service Control Giao diện điều khiển dịch vụ IMS
Modun nhận dạng các dịch vụ đa phương
ISIM IP Multimedia Services Identity Module
tiện IP
ISDN Integrated Services Digital Network Mạng số đa dịch vụ t ích hợp
ISUP ISDN User Part Phần người dùng ISDN
ITU International Telecommunication Union Liên minh viễn thông quốc tế
M
MAA Multimedia-Auth-Answer Trả lời cho nhận thực đa phương tiện
MAP Mobile Application Part Phần ứng dụng cho di động
MAR Multimedia-Auth-Request Yêu cầu nhận thực đa phương tiện
Điểm tham chiếu đến các dịch vụ IPv6
Mb
MCC Mobile Country Code Mã di động quốc gia
Điểm tham chiếu giữa một MGCF với một
Mg
CSCF
MGW Media Gateway Cổng truyền thông
Chức năng điều khiển cổng vào ra truyền
MGCF Media Gateway Control Function
thông
MGCP Media Gateway Control Protocol Giao thức điều khiển cổng truyền thông
MIME Multipurpose Internet Mail Extension Sự mở rộng Thử Internet cho đa mục đích
Mã mạng di động (Mã mạng di động trong
MNC Mobile Network (National) Code
nước)
MNO Mobile Network Operator Nhà khai thác mạng di động
MML Man Manchine Language Ngôn ngữ giao diện người và máy
MMS Multimedia Messaging Service Dịch vụ nhắn t in đa phương tiện
Điểm tham chiếu giữa một CSCF với một
Mm
mạng đa phương tiện IP
MOU Memorandum Of Understanding Biên bản ghi nhớ
Điểm tham chiếu giữa một CSCF với một
Mr
MRCF
Bộ điều khiển chức năng tài nguyên đa
MRFC Multimedia Resource Function Controller
phương tiện
Bộ xử lý chức năng tài nguyên truyền
MRFP Media Resource Function Processor
thông
MRS Media Resource Server Máy chủ tài nguyên truyền thông
MSC Mobile Switching Centre Trung tâm chuyển mạch di động
MSIN Mobile Subscriber Identification Number Số nhận dạng thuê bao di động
Mạng số đa dịch vụ t ích hợp quốc tế cho
MSISDN Mobile Subscriber International ISDN
thuê bao di động
MSRP Message Session Relay Protocol Giao thức chuyển giao phiên tin nhắn
MTP Message Transfer Part Phần truyền dẫn bản tin
Trang-12-
Điểm tham chiếu giữa một CSCF với một
Mw
CSCF khác
N
NACF Network Access Configuration Function Chức năng cấu hình truy nhập mạng
NAPTR Naming Authority PoinTeR Thẻ trao quyền đặt tên
NASS Network Attachment Subsystem Phân hệ truy nhập mạng
NAT Network Address Translator Bộ chuyển đổi địa chỉ mạng
NGN Next Generation Network Mạng thế hệ sau
L
LCS Location services Các dịch vụ dựa trên vị trí
LIA Location-Info-Answer Trả lời – thông tin vị trí
LIR Location-Info-Request Yêu cầu thông tin vị trí
LNP Local Number Portability
O
Operational Administration and Sự quản lý vận hành và bảo dưỡng
OAM
Maintenance
OCG Operator Charging Gateway Cổng điều hành tính cước
OCS Online Charging System Hệ thống tính cước online
OMA Open Mobile Alliance Liên minh di động mở
OSA Open Services Architecture Kiến trúc các dịch vụ mở
OSA SCS OSA Service Capability Server Máy chủ t iềm trữ phục vụ OSA
P
PA Presence Agent Máy chủ hiển thị
PBX Private Branch Exchange Tổng đài nhánh cá nhân
PDA Personal Digital Assistant Thiết bị trợ giúp số cá nhân
PDF Policy Decision Function Chức năng quyết định chính sách
PDH Plesiochronous Digital Hierarchy Phân cấp số cận đồng bộ
Packet Data Protocol Giao thức dữ liệu gói
PDP
Policy Decision Point Điểm quyết định chính sách
PEP Policy Enforcement Point Điểm ép chính sách
PEF Policy Enforcement Function Chức năng ép chính sách
PHB Per Hop Behavior
PIB Policy Information Base Cơ sở thông tin chính sách
P-CSCF Proxy-CSCF CSCF uỷ quyền
PLMN Public Land Mobile Network Mạng di động mặt đất công cộng
PNA Push-Notification-Answer Trả lời – đẩy vào thông báo
PNR Push-Notification-Request Yêu cầu đẩy vào thông báo
POC Push to talk over the Cellular service Dịch vụ đàm thoại trên Cell
POTS Plain Old Telephone System Hệ thống điện thoại truyền thống
PPA Push-Profile-Answer Trả lời – việc đẩy vào hồ sơ
PPR Push-Profile-Request Yêu cầu đẩy vào hồ sơ
PRACK Provisional Response ACKnowledgement Thừa nhận đáp ứng tạm thời
PS Packet Switch Chuyển mạch gói
PSI Public Service Identity Nhận dạng dịch vụ công cộng
PSTN Public Switched Telephone Network Mạng điện thoại chuyển mạch công cộng
PUA Presence User Agent Tác nhân người dùng hiển thị
PUR Profile-Update-Request Yêu cầu cập nhật hồ sơ
Q
QOS Quality of Service Chất lượng dịch vụ
R
Trang-13-
Phương tiện điều khiển truy nhập tài
RACF Resource Access Control Facility
nguyên
RAN Radio Access Network Mạng truy nhập vô tuyến
RAND Random challenge Ngẫu nhiên không liên tiếp
RBT Ring Back Tone Hồi âm chuông
RES Response Đáp ứng
Máy chủ lên danh sách tài nguyên (hiển
RLS Resource List Server
thị)
RNC Radio Network Controller Điều khiển mạng vô tuyến
RSVP Resource ReserVation setup Protocol Giao thức thiết lập phân bổ tài nguyên
RTP Real-time Transport Protocol Giao thức truyền tải thời gian thực
RTA Registration-Termination-Answer Trả lời cho sự kết thúc đăng ký
RTR Registration-Termination-Request Yêu cầu kết thúc đăng ký
S
SA Security Association Sự kết hợp bảo mật
SAA Server-Assignment-Answer Trả lời sự phân bổ máy chủ
SAR Server-Assignment-Request Yêu cầu phân bổ máy chủ
SBLP Service-Based Local Policy Chính sách nội bộ dựa trên dịch vụ
SCF Session Charging Function Chức năng t ính cước phiên
SCS Service Capability Server Máy chủ t ính năng dịch vụ
Nhà quản lý sự tương tác tính năng của
SCIM Server Capability Interaction Manager
máy chủ
S-CSCF Serving-CSCF CSCF phục vụ
SDH Synchronous Digital Hierarchy Phân cấp số đồng bộ
SDP Session Description Protocol Giao thức mô tả phiên
SEG Security Gateway Cổng vào ra bảo mật
SGW Signalling Gateway Cổng vào ra báo hiệu
SGSN Serving GPRS Support Node Nút hỗ trợ phục vụ GPRS
SIM Subscriber Identity Module Modun nhận dạng thuê bao
SIP Session Initiation Protocol Giao thức khởi tạo phiên
SLF Subscription Locator Function Chức năng bộ định vị sự thuê bao
SNA Subscribe-Notifications-Answer Trả lời (đáp lại) các thông báo về thuê bao
SNR Subscribe-Notifications-Request Yêu cầu các thông báo về thuê bao
SM Session Manager Quản lý phiên
SMG Special Mobile Group Nhóm đặc trách về di động
SME Small and Medium-sized Enterprise Doanh nghiệp vừa và nhỏ
S/MIME Secure MIME MINE an toàn
SMPP Short Message Peer-to-Peer Protocol Giao thức tin nhắn ngắn ngang hàng
SMS Short Messaging Service Dịch vụ nhắn t in ngắn
SRF Single Reservation Flow Luồng dành riêng đơn
SRV RR Service record Bản ghi dịch vụ
SS7 MTP SS7 Message Transfer Part Phần truyền dẫn bản tin trong SS7
SSP Subscriber Service Profile Hồ sơ phục vụ thuê bao
T
Time Division/Code Division Multiple Đa truy nhập phân chia theo thời gian /
TD-CDMA
Access phân chia theo mã
TBCP Talk Burst Control Protocol Giao thức điều khiển burst thoại
Giao thức chuyển vân ưu tiên
Transit signal priority
TSP
THIG Topology Hiding Inter-network Gateway Cổng vào ra ẩn cấu hình giữa các mạng
TISPAN Telecoms & Internet converged Services & Tổ chức hội tụ viễn thông và Internet về
Trang-14-
Protocols for Advanced Networks dịch vụ và giao thức cho các mạng tiên
tiến
TLS Transport Layer Security Bảo mật lớp truyền tải
Thông báo điều khiển kiểm tra và thông
TTCN Testing and Test Control Notation
báo việc kiểm tra
TUI Text User Interface Giao diện người dùng văn bản
U
UAA User-Authorization-Answer Trả lời sự trao quyền người dùng
UAR User-Authorization-Request Yêu cầu trao quyền người dùng
UDA User-Data-Answer Trả lời về dữ liệu người dùng
UDP User Datagram Protocol Giao thức UDP
UDR User-Data-Request Yêu cầu dữ liệu người dùng
UE User Equipment Thiết bị của người dùng
UICC Universal Integrated Circuit Card Thẻ mạch tích hợp toàn cầu
Universal Mobile Telecommunications Hệ thống viễn thông di động phổ biến
UMTS
System
URI Uniform Resource Identifier Nhận dạng tài nguyên đồng dạng
Máy chủ dữ liệu thuê bao thống nhất của
USDS Lucent Unified Subscriber Data Server
Lucent
USIM UMTS Subscriber Identity Module Modun nhận dạng thuê bao UMTS
Điểm tham chiếu giữa UE và một server
Ut
ứng dụng (AS)
V
VCC Voice Call Continuity Sự liên tục của cuộc gọi thoại
VHE Virtual Home Environment Môi trường thường trú ảo
VoIP Voice over IP Thoại nhờ thức Internet
W
WAP Wireless Application Protocol Giao thức ứng dụng vô tuyến
WCDMA Wideband Code Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo mã băng rộng
WIN Wireless Intelligent Network Mạng thông minh không dây
WLAN Wireless Local Area Network Mạng nội vùng không dây
UTRAN UMTS Terrestrial Radio Access Network Mạng truy nhập vô tuyến mặt đất UMTS
X
XCAP XML Configuration Access Protocol Giao thức truy nhập cấu hình XML
XDM XML Document Management Quản lý tài liệu XML
XDMC XML Document Management Client Khách quản lý tài liệu XML
XDMS XMLDocument Management Server Máy chủ quản lý tài liệu XML
XML Extensible Markup Language Ngôn ngữ Đánh dấu Mở rộng
XRES Expected response Đáp ứng kỳ vọng




DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1 Các lệnh Sh. .................................................................................................. 36
Bảng 2.1. Bảng tham chiếu các bản tin tính cước offline .......................................... 44
Trang-15-
Bảng 2.2. Bảng tham chiếu các bản tin tính cước online ........................................... 46
Bảng 2.3. Tiêu chuẩn bộ lọc của S-CSCF của Tobias ................................................ 54
Bảng 3.1. Các giao diện PoC ....................................................................................... 81

DANH MỤC CÁC HÌNH MINH HỌA
Hình 1.1. IMS trong các mạng hội tụ. ........................................................................ 20
Hình 1.2. Vai trò của IMS trong các mạng chuyển mạch gói. ................................... 21
Hình 1.3. Cấu trúc các phần tử chức năng cơ bản của IMS [3GPP Release 5] ......... 22
Hình 1.4. Cấu trúc phân lớp của mạng NGN- Mobile................................................ 24
Hình 1.5. Các tùy chọn kết nối IMS khi thuê bao chuyển mạng (roamming). .......... 26
Hình 1.6. Chuyển vùng luân phiên IMS/CS................................................................ 28
Hình 1.7. Cấu trúc lớp và IMS .................................................................................... 29
Hình 1.8. Cấu trúc HSS. .............................................................................................. 31
Hình 1.9. Mối quan hệ giữa các loại máy chủ ứng dụng khác nhau. ........................ 32
Hình 1.10. Sự chuyển đổi báo hiệu trong SGW. ......................................................... 32
Hình 1.3.7 Cấu trúc IMS và các điểm tham chiếu ...................................................... 33
Hình 1.11. HSS giải pháp sử dụng SLF...................................................................... 35
Hình 2.1. Quá trình đăng ký. ....................................................................................... 40
Hình 2.2. I-CSCF tìm S-CSCF .................................................................................... 41
Hình 2.3. Sự đăng ký IMS ........................................................................................... 41
Hình 2.4. Dò tìm P-CSCF bằng cơ chế GPRS............................................................ 42
Hình 2.5. Dò tìm P-CSCF bằng cơ chế thông thường – DHCP DNS. ........................ 42
Hình 2.6. Cấu trúc tính cước offline IMS ................................................................... 43
Hình 2.7: Hệ thống tính cước online trong IMS. ........................................................ 45
Hình 2.8. Sự kết hợp bảo mật dùng trên UDP ............................................................ 46
Hình 2.9. Sự kết hợp bảo mật dùng trên TCP ............................................................ 47
Hình 2.10. Lưu lượng qua hai cổng bảo mật .............................................................. 47
Hình Hình 2.11. Các giao diện bảo mật mạng ............................................................ 47
Hình 2.12. Thiết lập kết nối TLS ................................................................................. 48
Hình 2.13. Sơ đồ dùng S/MINE mật mã thân bản tin ................................................ 49
Hình 2.14. Sơ đồ dùng S/MINE giải mã thân bản tin ................................................. 49
Hình 2.15. Phiên truyền dẫn ....................................................................................... 51
Hình 2.16. Mào đầu giao dịch SIP .............................................................................. 55
Hình 2.17. Quy luật SigComp ...................................................................................... 56
Hình 2.18. SDP offer/answer trong IMS ..................................................................... 57
Hình 2.19. SDP offer/answer và các tiền điều kiện khi thiết lập phiên SIP .............. 58
Hình 2.20. Truyền tài thông tin trao quyền media ..................................................... 59
Hình 2.21. UE nằm ở mạng tạm trú thiết lập phiên. .................................................. 60
Hình 2.22. UE nằm ở mạng thường trú thiết lập phiên.............................................. 61
Hình 3.1. P-CSCF thêm SRF vào yêu cầu INVITE ................................................... 63
Trang-16-
Hình 3.2. P-CSCF thêm SRF vào phản hồi 183 .......................................................... 64
Hình 3.3. Sự kích hoạt PDP Context .......................................................................... 64
Hình 3.4. Kích hoạt PDP context thứ cấp .................................................................. 65
Hình 3.5. Mạng trao quyền QoS ................................................................................. 65
Hình 3.6. Cấu trúc DiffServ thông qua các DSCP nhờ GGSN ................................ 66
Hình 3.7. Cấu trúc hệ thống hiển thị của IMS. ........................................................... 67
Hình 3.8. Đăng ký Watcher cho danh sách hiển thị ................................................... 68
Hình 3.9. RLS đăng ký hiển thị. ................................................................................. 69
Hình 3.10. Đầu cuối IMS công bố thông tin hiển thị .................................................. 69
Hình 3.11. Nhắn tin tức thời pager-mode trong IMS ................................................. 70
Hình 3.12. Ví dụ của một dịch vụ cung cấp các tin nhắn tức thời pager-mode. ....... 71
Hình 3.13. Các tin nhắn tức thời Session-base: phiên MSRP end-to-end ................ 72
Hình 3.14. Chat Server - hội nghi session-base multi-part......................................... 73
Hình 3.15. Sự thiết lập phiên nhắn tin .............................Error! Bookmark not defined.
Hình 3.20. Sự nhận thực ở MSRP relay ...................................................................... 76
Hình 3.21. Sự thiết lập phiên end-to-end với MSRP relay ......................................... 77
Hình 3.22. URI-list Service và yêu cầu MESSAGE .................................................... 78
Hình 3.23. Các MESSAGE không dùng URI-list Service .......................................... 78
Hình 3.24. REFER ....................................................................................................... 79
Hình 3.25. Phương thức REFER ................................................................................. 79
Hình 3.26. Cấu trúc PoC .............................................................................................. 80
Hình 3.27. Phiên PoC và Server PoC điều khiển trung tâm ...................................... 82
Hình 3.28. Server PoC điều khiển và Server tham gia PoC ...................................... 83
Hình 3.29. Sự thiết lập phiên PoC one-to-one ............................................................. 84
Hình 3.30. Sự thiết lập phiên nhóm PoC ah-hoc........................................................ 85
Hình 3.31. Sự thiết lập phiên nhóm PoC Pre-arranged ............................................ 86
Hình 3.32. Sự thiết lập phiên nhóm PoC Chat........................................................... 87
Hình 3.33. Thêm các user mới vào một phiên PoC .................................................... 88
Hình 3.34. Chế độ trả lời thủ công .............................................................................. 89
Hình 3.35. Chế độ trả lời tự động. .............................................................................. 89
Hình 3.36. Cấu trúc IMS thực hiện dịch vụ hội nghị ................................................ 90
Hình 3.37. Tạo một hội nghị dùng URI conference factory ...................................... 91
Hình 3.38. Dùng yêu cầu REFER giới thiệu một user vào hội nghị........................... 91
Hình 3.39. Sự đăng ký trạng thái hội nghị ................................................................. 92
Hình 3.40. Dùng CPCP tạo phiên hội nghị ................................................................. 92
Hình 3.41. Cập nhật thay đổi trạng thái, không dùng RLS ....................................... 95
Hình 3.42. Cập nhật thay đổi trạng thái, có dùng RLS. ............................................. 95
Hình 4.1. Lộ trình phát triển lên hệ thống IMS – Huawei ......................................... 97
Hình 4.2. Nâng cấp từ NGN softswitch lên IMS - Huawei ......................................... 98
Hình 4.3. Chi tiết các thành phần nâng cấp từ PSTN->NGN->IMS ......................... 98
Trang-17-
Hình 4.4. Mô hình mạng IMS đầy đủ của Huawei .................................................... 99
Hình 4.5. Nâng cấp từ softswitch lên AGCF ............................................................. 101
Hình 4.6. Nâng cấp từ softswitch lên MGCF ............................................................ 101
Hình 4.7. Mô hình dịch vụ VCC ................................................................................ 102
Hình 4.8. Dich vụ Presence ....................................................................................... 103
Hình 4.9. Dịch vụ nhắn tin tích hợp .......................................................................... 104
Hình 4.10. Sơ đồ tổng quan giải pháp IMS Ericsson ................................................ 106
Hình 4.11. Vị trí HSS trong mạng ............................................................................. 107
Hình 4.12. Cấu hình phân lớp IMS weShare ............................................................ 108
Hình 4.14. Lộ trình IMS của Alcatel Lucent ............................................................ 111
Hình 4.15. Cấu hình mạng IMS – Alcatel-Lucent .................................................... 112
Hình 4.16. Mô hình cung cấp dịch vụ PoC của Alcatel – Luccent ........................... 116
Hình 4.17. Mô tả dịch vụ nhắn tin tức thời của Alcatel – Luccent .......................... 116
Hình 4.18. Cấu hình tổng thể hệ thống mạng GPRS của Vinaphone ...................... 118




MỞ ĐẦU
Với tư cách là một cấu trúc NGN chuẩn, IMS là mục tiêu được các nhà khai thác viễn
thông lớn hướng tới, nhằm tạo ra một cơ sở hạ tầng mạng đa dạng và đủ mạnh để phát huy
các loại hình dịch vụ đa phương tiện. Cấu trúc điều khiển dựa trên IMS tạo nền tảng cho việc
triển khai hội tụ cố định và di động (FMC).
Trang-18-
Khái niệm IMS được bắt đầu bằng việc chuẩn hóa cấu trúc mạng di động 3G trong
phiên bản (Release 5) của 3GPP. Trong cấu trúc Release 5, phần mạng lõi xuất hiện thêm
phân hệ IMS tạo ra một nền tảng dịch vụ với phần điều khiển dựa trên giao thức SIP. Nền
tảng dịch vụ này cho phép cung cấp các phiên truyền đa phương tiện cho mạng di động. Việc
chuẩn hóa cấu trúc IMS cho mạng cố định được bắt đầu với Release 1 của TISPAN. Trong
cấu trúc TISPAN, với việc bổ xung thêm các phân hệ điều khiển NASS và RACS đảm bảo
cho việc tích hợp với mạng cố định (PSTN và mạng băng rộng cố định) có khả năng thực
hiện được. Chính vì vậy, khi nghiên cứu về cấu trúc IMS chúng ta có hai cách nhìn khác
nhau: theo quan điểm của mạng di động và theo khía cạnh đối với mạng cố định. Trong
khuôn khổ đề tài này, xin được đưa ra hướng nghiêu cứu cấu trúc IMS theo cách nhìn từ phía
mạng di động.
Bố cục đề tài được xây dựng với các nội dung cơ bản như sau:
CHƯƠNG 1
Vị trí, vai trò của IMS trong hệ thống thông tin di động cho NGN.
CHƯƠNG 2
Một số chức năng của IMS trong hệ thống thông tin di động.
CHƯƠNG 3
Các dịch vụ triển khai trên nền IMS di động.
CHƯƠNG 4
Phân tích, đánh giá thiết bị, giải pháp IMS của một số nhà khai thác trên thế giới và ở
việt Nam của VNPT. Một số khuyến nghị.




Chương 1. VỊ TRÍ,VAI TRÒ CỦA IMS TRONG
HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG CHO NGN.
Giới thiệu chung.
Trong mạng thông tin di động, các hệ thống thế hệ 1 (1G) đã được giới thiệu triển khai
từ giữa thập niên 80. Các mạng này đã hỗ trợ những dịch vụ cơ bản cho thuê bao, chủ yếu là
các dịch vụ thoại và các dịch vụ có liên quan tới thoại. Các hệ thống thế hệ 2 (2G) từ những
Trang-19-
năm 1990 đã hỗ trợ thuê bao một số dịch vụ truyền số liệu và nhiều dịch vụ bổ sung khác.
Thế hệ 3G hiện nay đang cho phép truyền tốc độ số liệu nhanh hơn với nhiều dịch vụ đa
phương tiện khác nhau.
Trong mạng thế hệ mới (NGN) có nhiều ứng dụng tiện ích hơn như các thực thể ngang
hàng, chúng giúp sự chia sẻ thông tin dễ dàng hơn nhờ: trình duyệt chia sẻ, chia sẻ kinh
nghiệm game, chia sẻ phiên vô tuyến 2 đường (ví dụ như: Push to Talk over Cellular). Khái
niệm kết nối cũng sẽ được định nghĩa lại. Sự quay số và đàm thoại sẽ chỉ được xem như một
phần nhỏ trong các tính năng mà mạng hỗ trợ. Khả năng thiết lập một kết nối ngang hàng
giữa các thiết bị mới có giao thức Internet (IP) mới là vấn đề mấu chốt. Mô hình mới của
những phương tiện thông tin này sẽ tiến xa so với khả năng của dịch vụ điện thoại tr ước đây
(POTS).
Mạng điện thoại hiện nay hỗ trợ các tác vụ then chốt cho sự thiết lập 1 kết nối. Bằng
việc quay số ngang hàng, mạng có thể thiết lập một kết nối giữa bất kỳ 2 đầu cuối nào qua
mạng IP. Khả năng kết nối IP này chỉ được sử dụng trong các môi trường hỗ trợ dịch vụ đơn
độc và phân tán trong mạng Internet; trong các hệ thống đóng này, cạnh tranh dựa trên nền
tảng thuê bao. Ở các hệ thống này, thuê bao được giới hạn trong các dịch vụ chỉ được hỗ trợ
bởi hệ thống. Vì vậy, một hệ thống IMS cho phép các ứng dụng ở các thiết bị hỗ trợ IP thiết
lập các kết nối ngang hàng (peer-to-peer) và nội dung ngang hàng (peer-to-content) dễ dàng
và an toàn.
Vậy IMS được định nghĩa là cấu trúc điều khiển cuộc gọi độc lập với hệ thống truy
nhập; cấu trúc điều khiển dịch vụ và kết nối dựa trên nền IP hỗ trợ cho thuê bao các dịch
vụ đa phương tiện khác nhau thông qua việc sử dụng các giao thức Internet thông
thường. [3]
Sự tích hợp của dịch vụ thoại và số liệu làm tăng hiệu quả triển khai các ứng dụng mới
như dịch vụ hiển thị, “chat” đa phương tiện, push to talk (ấn nút nói) trong thông tin điểm-
điểm, điểm-đa điểm đơn công và videoconfrencing (hội nghị truyền hình).
Để hiểu rõ vai trò, nhiệm vụ của IMS di động trong hệ NGN, sau đây chương I của
luận văn sẽ đề cập tới một số nét chung nhất về:
- Lịch sử IMS.
- Vị trí-vai trò - nhiệm vụ của IMS trong thông tin di động hệ NGN
- Kiến trúc IMS theo tiêu chuẩn 3GPP.



1.1. NGUỒN GỐC KHÁI NIỆM IMS
Môi trường thông tin hội tụ di động và cố định. với giải pháp IMS hỗ trợ việc kiểm
soát phiên truyền dẫn trên miền PS (chuyển mạch gói), đồng thời cũng mang tới cho PS các
chức năng của miền chuyển mạch kênh (CS). IMS là công nghệ chủ chốt sử dụng cho sự hội
tụ mạng (FMC) trên nền NGN được khái quát bởi (Hình 1.1)
Trang-20-




Hình 1.1. IMS trong các mạng hội tụ. [3]

1.1.1 Từ GSM tới 3GPP Release 7 (phiên bản 7)

Viện Nghiên cứu Tiêu chuẩn Viễn thông Châu Âu (ETSI) định nghĩa các tiêu chuẩn
liên quan đến hệ thống thông tin di động GSM từ những năm 80 và 90. ETSI cũng đã định
nghĩa cấu trúc mạng GPRS. Chuẩn GSM cuối cùng đã được ban hành vào năm 1998 và cùng
năm đó 3GPP cũng được hình thành bởi các tổ chức tiêu chuẩn từ châu Âu, Nhật Bản, Hàn
Quốc, Mỹ và Trung Quốc để chuẩn hóa cấu trúc hệ thống 3G dựa trên công nghệ truy nhập
vô tuyến băng rộng WCDMA, công nghệ truy nhập vô tuyến đa truy nhập phân chia theo thời
gian/ mã (TD-CDMA) và mạng lõi GSM, chỉ tiêu kỹ thuật đầu tiên được ban hành trong
phiên bản Release 99 của 3GPP.
Trong Release 99, công nghệ truy nhập vô tuyến WCDMA là cải tiến cơ bản nhất đối
với hệ thống 3G được xây dựng dựa trên cơ sở GSM. Ngoài WCDMA, phân hệ truy nhập vô
tuyến UMTS (UTRAN) sử dụng giao diện Iu với hai khác biệt cơ bản so với các giao diện A
và Gb. Trước tiên là sự chuyển đổi mã thoại cho Iu được thực hiện trong mạng lõi, trong
GSM thì công việc này được thực hiện ở Trạm gốc (BTS). Thứ hai, sự mã hoá bảo mật và
quản lý tính di động mức cell trong giao diện Iu được thực hiện ở Bộ điều Khiển mạng Vô
tuyến (RNC), trong GSM thì các chức năng này được thực hiện tại SGSN.
Cách kiến tạo dịch vụ được thực hiện dựa trên Kiến trúc dịch vụ mở (OSA). Về mặt
dịch vụ, mục tiêu là ngừng chuẩn hoá các dịch vụ mới và tập trung vào khả năng phục vụ của
dịch vụ, như các công cụ (CAMEL, ứng dụng SIM và OSA).
Trang-21-




Hình 1.2. Vai trò của IMS trong các mạng chuyển mạch gói. [3]
IMS được giới thiệu trong Release 5 của 3GPP. IMS được giả định là một cấu trúc
chuẩn hoá truy nhập không giới hạn trên nền IP. Cấu trúc IMS hỗ trợ việc thiết lập thông tin
ngang hàng IP với tất cả các khách hàng phù hợp với chất lượng dịch vụ yêu cầu. Đồng thời
với việc sử dụng tính năng quản lý phiên, cấu trúc IMS cũng hỗ trợ các chức năng cần thiết
khác để đảm bảo hỗ trợ dịch vụ (như đăng ký, bảo mật, tính cước, kiểm soát kênh mang,
chuyển vùng). Với những tính năng đó, IMS sẽ là phần tử trung tâm của mạng lõi IP (Hình
1.2).
Việc tối ưu môi trường thông tin di động được thiết kế dựa trên sự nhận thực và phân
quyền thuê bao theo số nhận dạng di động, dựa trên các quy luật tại giao diện của thuê bao
với mạng để thực hiện nén bản tin SIP và các cơ chế kiểm soát chính sách và bảo mật. Ngoài
ra, các khía cạnh quan trọng theo quan điểm của nhà khai thác được xác định khi phát triển
kiến trúc như hệ thống tính cước, chính sách tính cước và điều khiển dịch vụ.

1.1.2. Cấu trúc cơ bản IMS được định nghĩa trong Release 5 của 3GPP

Cấu trúc IMS về cơ bản cho trên Hình 1.3:
Home
HSS
I-CSCF
S-CSCF
Other IP/IMS
network


IMS


SGSN GGSN P-CSCF
UTRAN




Serving PS domain
Trang-22-
Hình 1.3. Cấu trúc các phần tử chức năng cơ bản của IMS [3GG]
Các thực thể chức năng cơ bản của IMS được thể hiện trên hình vẽ bao gồm:
 Thực thể Chức năng điều kiển cuộc gọi ủy quyền - Proxy-Call State Control Function
(P-CSCF): Đây là điểm truy nhập đầu tiên của IMS. Thực thể này nằm trong cùng
một mạng với GGSN . Chức năng cơ bản của thực thể này là chọn I-CSCF phù hợp
trong mạng thường trú của thuê bao. Ngoài ra, nó cũng thực hiện một số tính năng nội
bộ (vd: đọc số nhận thuê bao, xác định chính sách QoS..).
 CSCF tham vấn - Interrogating-CSCF (I-CSCF): Đây là phần tử chức năng cổng giao
tiếp chính của IMS trong mạng thường trú. Phần tử này có chức năng chọn S-CSCF
phù hợp để phục vụ cho thuê bao (chức năng này được thực hiện với sự trợ giúp của
HSS).
 SCSCF phục vụ - Serving-CSCF (S-CSCF): Phần từ này thực hiện việc xử lý phiên
truyền dẫn: xử lý các yêu cầu SIP, thực hiện các công việc phù hợp (như: yêu cầu
mạng thường trú và tạm trú thiết lập các kênh mang) và chuyển tiếp yêu cầu đó tới S-
CSCF / mạng IP bên ngoài của thuê bao đầu bên kia (khi cần). Một S-CSCF có thể
cung cấp một số dịch vụ nhất định.
 Các thực thể và chức năng liên mạng không được thể hiện trên Hình 1.3. Các thực thể
này được chuẩn hóa để thực hiện chức năng kết nối IMS với các mạng truyền thống
(PSTN, GSM, GSM+GPRS, UMTS….) bao gồm các thực thể như: BGCF, IMS-
MGW... Lưu ý: từ phiên bản Release 5 trở đi, chức năng HLR được gọi là "HSS"
(Home Subscriber Server) để thể hiện rằng cơ sở dữ liệu này không chỉ chứa các số
liệu liên quan đến vị trí mà còn chứa các số liệu đăng ký như: danh sách các dịch vụ
có thể sử dụng của thuê bao và các tham số liên quan khác.
Trình tự làm việc của hệ thống mạng lõi có IMS: Đầu tiên, thiết lập kênh mang trong
miền PS (ngữ cảnh PDP trong mạng GPRS) để sử dụng truyền tải báo hiệu IMS giữa UE và
S-CSCF. Sau khi thỏa thuận, các kênh mang miền PS khác được thiết lập giữa UE và đầu
cuối tham gia thông tin để truyền tải số liệu tạo ra bởi ứng dụng IMS.

1.1.3 Các vấn đề liên quan đến mã hóa và dịch vụ hội thoại

Trong IMS, có tính năng được thực hiện nhằm đảm bảo các dịch vụ hội thoại đa
phương tiện có thể được cung cấp trong miền PS. Tính năng này định nghĩa các bộ chuyển
mã cần thiết và các phần tử được sử dụng trong dịch vụ hội thoại đa phương tiện di động PS.
Tiêu chuẩn TS 26.235 chứa một bộ các bộ mã hóa mặc định sử dụng cho các ứng
dụng đa phương tiện hội thoại PS trong hệ thống IMS. Việc thông tin âm thanh và hình ảnh
cũng được chuẩn hóa. Các ứng dụng đề suất là các ứng dụng yêu cầu trễ thấp và tính năng
thời gian thực.
Trang-23-
Tiêu chuẩn TS 26.236 chứa các giao thức yêu cầu trong 3GPP sử dụng đối với các
dịch vụ đa phương tiện hội thoại PS dựa trên IMS. IMS là một phân hệ chứa các dịch vụ đa
phương tiện hội thoại IP; cấu trúc của các dịch vụ này, các thủ tục xử lý tính năng phương
tiện và thủ tục điều khiển cuộc gọi được định nghĩa trong tiêu chuẩn TS 24.229, và dựa trên
giao thức SIP (được 3GPP chấp thuận sử dụng).
Từng loại phương tiện được mã hóa độc lập và đóng gói trong các gói Giao thức thời
gian thực- Real Time Protocol (RTP) phù hợp. Sau đó, những gói này sẽ được truyền từ đầu
cuối đến đầu cuối trong các gói UDP trên kết nối IP thời gian thực đã được thỏa thuận và
được thực hiện giữa các đầu cuối trong thời gian phiên truyền SIP (thủ tục này được định
nghĩa trong tiêu chuẩn TS 24.229).
Các UE hoạt động trong IMS cần được hỗ trợ mã hóa/ giải mã và thực hiện các chức
năng đóng/mở gói. Các chức năng logic liên quan đến các luồng lưu lượng được xử lý tại lớp
phiên SIP và việc đồng bộ giữa các phương tiện ở thiết bị thu đuợc thực hiện nhờ sử dụng
các nhãn thời gian RTP.

1.2 VỊ TRÍ- VAI TRÒ IMS TRONG THÔNG TIN DI ĐỘNG THẾ HỆ MỚI.

1.2.1 Cấu trúc chức năng của mạng NGN di động

Cấu trúc mạng NGN-mobile được xây dựng dựa trên hai nguyên tắc cơ bản:
 Hội tụ thoại và dữ liệu: sử dụng cùng một công nghệ, cùng một mạng cho cả hai dịch
vụ thoại và dữ liệu.
 Phân tách các lớp: tách chức năng chuyển mạch và chức năng xử lý cuộc gọi.
Trong phần này, chúng ta phân tích mô hình chức năng của mạng NGN-Mobile.
Trong đó, các phần tử chức năng có thể là một phần tử vật lý, được tích hợp bên trong phần
tử vật lý hoặc được phân bố trên một số phần tử vật lý.
Về cơ bản mô hình chức năng của mạng NGN- Mobile có thể được cho trên Hình 1.4.
Trong mô hình này, mạng NGN- Mobile được chia thành các phân lớp cơ bản: lớp truy nhập,
lớp truyền tải, lớp điều khiển và lớp ứng dụng. Mỗi phân lớp có chứa một số phần tử chức
năng cơ bản như: máy chủ cuộc gọi (Call Sever, MSC Server) hay còn gọi là Chuyển mạch
mềm (SoftSwitch), Cổng truy nhập (Media Gateway), Cổng báo hiệu (Signalling Gateway)
và Máy chủ dịch vụ (Feature Server).
Trang-24-

L íp ø n g d ô n g
M¸y chñ dÞch vô
( Feature Ser ver)



L íp ® iÒu k h iÓn

C all server




L íp t r u yÒn t ¶i
M ¹n g truy Òn t¶i IP /A T M



C æng tr uy nhËp
L íp t r u y n h Ëp ( Media Gateway) Signalling
Gateway
Hình 1.4. Cấu trúc phân lớp của mạng NGN- Mobile. [1]

1.2.2 Các chức năng cơ bản của IMS trong hệ thống NGN di động [5]

Cấu trúc NGN di động đựa trên phiên bản 3GPP R4 với việc sử dụng phần tử điều
khiển cuộc gọi Call server là Softswitch ở lớp điều khiển cuộc gọi được thể hiện trên Hình
1.4. Khi phiên bản IMS đầu tiên (ứng với 3GPP R5) được triển khai trong cấu trúc này. Về
cơ bản các phần tử chức năng chính (CSCF) của IMS sẽ thực hiện việc xử lý cuộc gọi tại lớp
điều khiển. Ngoài ra, trong IMS còn có một số phần tử chức năng khác hỗ trợ kết nối với các
hệ thống mạng hiện có và các hệ thống IMS khác. Lớp chuyển tải vẫn tận dụng cấu trúc
mạng cũ (như các phần tử SGSN/GGSN). Bên cạnh đó, các máy chủ ứng dụng SIP (thuộc
lớp ứng dụng) cũng là những thành phần không thể thiếu được trong cấu trúc hệ thống IMS.
Như vậy, IMS sẽ đem đến những thay đổi trong cấu trúc mạng cũ chủ yếu tại lớp điều khiển
và lớp ứng dụng.
Các chức năng cơ bản của IMS tại lớp điều khiển và lớp ứng dụng trong cấu trúc IMS
bao gồm:
 Điều phối và quản lý phiên Multimedia: IMS sử dụng giao thức SIP để điều phối
và quản lý phiên multimedia. IMS về bản chất là một mạng SIP di động được thiết kế
để hỗ trợ chức năng này, trong đó IMS hỗ trợ định tuyến, định vị mạng, và các chức
năng đánh địa chỉ. Khác với miền chuyển mạch kênh CS và miền chuyển mạch gói
PS, miền IMS cho phép thiết lập bất kỳ loại phiên media nào (ví dụ, voice, video,
text,...). Nó cũng cho phép bộ tạo dịch vụ kết hợp các dịch vụ từ miền CS và miền PS
trong cùng một phiên, và cũng có thể hiệu chỉnh các phiên này một cách mềm dẻo và
linh hoạt, ví dụ thêm tính năng video vào phiên thoại hiện có.
Trang-25-
 Quản lý phiên truyền dẫn di động: Cấu trúc căn bản của IMS cho phép hỗ trợ các
dịch vụ truyền thông IP di động thông qua khả năng IMS tìm các user khác trong
mạng và sau đó thiết lập một phiên thông tin với user đó. Các phần tử quan trọng của
IMS cho phép quản lý di động là CSCF (Call Session Control Function) và HSS
(Home Subscriber Server). HSS giữ toàn bộ dữ liệu căn bản về thuê bao và cho phép
các user (hoặc các server) tìm và liên lạc với các user đầu cuối khác. CSCF về cơ bản
là một proxy, nó hỗ trợ việc thiết lập và quản lý các phiên và chuyển tiếp các bản tin
giữa các mạng IMS.
 Chất lượng dịch vụ: IMS cung cấp một giải pháp hiệu quả và được chuẩn hoá cho
các nhà khai thác muốn triển khai dịch vụ di động IP thời gian thực không lãng phí tài
nguyên truyền dẫn nhưng vẫn đảm bảo sự hài lòng của khách hàng về dịch vụ. Trong
mạng IP thông thường, truyền tải IP luôn luôn cố gắng tối đa để đảm bảo băng thông
dịch vụ yêu cầu, người ta thường gọi là “best-effort”, tuy nhiên, trong thực tế không
có bất kỳ sự đảm bảo tuyệt đối nào. Chức năng đảm bảo QoS “thông minh” trong
mạng IP di động được chuẩn hoá cho IMS được biết dưới tên gọi PDF (Policy
Decision Function). PDF điều khiển và tương tác với mạng chuyển mạch gói IP
(thông qua giao diện Go với GGSN).
 Thực thi, điều khiển và tương tác dịch vụ: Trong các miền CS và PS, việc thực thi
dịch vụ được điều khiển bởi các ứng dụng phức tạp, làm giảm tính trong suốt tổng thể
của dịch vụ. IMS khắc phục vấn đề này bằng cách : Khi một người sử dụng đăng ký
vào mạng IMS của nhà khai thác mạng di động (MNO), hồ sơ phục vụ thuê bao SSP
(Subscriber Service Profile) của anh ta được CSCF tải về từ HSS. SSP chứa một số
lượng rất lớn thông tin liên quan đến dịch vụ của mỗi người sử dụng đầu cuối và cho
phép CSCF thực hiện:
- Xác định những dịch vụ cần được thực thi, dựa vào việc lọc tham số từ SSP.
- Quyết định thứ tự trong đó có nhiều dịch vụ được thực thi (nếu có)
- Quyết định địa chỉ của các một hoặc nhiều server ứng dụng sẽ thực thi dịch vụ
của người sử dụng đầu cuối yêu cầu.
- Thông báo cho các server ứng dụng về thứ tự trong đó những dịch vụ nào sẽ
được thực thi trong trường hợp có nhiều dịch vụ cần được thực hiện trong mỗi
server ứng dụng. Cho phép các MNO sử dụng IMS như platform cơ sở hạ tầng
tái sử dụng bằng cách cho phép chúng điều khiển và quản lý một cách hiệu
quả các quá trình lọc, thực thi tương tác dịch vụ.
 Kết nối với bên thứ ba: IMS cung cấp kiến trúc chuẩn cho phép triển khai dịch vụ IP
tiên tiến. Nhiều loại dịch vụ IMS có thể được phát triển một cách độc lập và tại thời
điểm sử dụng các tính năng chung của kiến trúc IMS. Khả năng này cho phép linh
Trang-26-
hoạt việc tích hợp dịch vụ cũng như hoạt động liên mạng bao gồm cả chức năng
roaming tự động.

1.3 CẤU TRÚC IMS THEO TIÊU CHUẨN 3GPP [12]

1.3.1 Kết nối IP

Yêu cầu cơ bản đối với một cấu trúc IMS là các thiết bị phải được hỗ trợ kết nối IP để
truy nhập hệ thống. Các ứng dụng ngang hàng yêu cầu kết nối đầu cuối (end to end). Mà sự
kết nối này có thể dễ dàng đạt được với IP phiên bản 6 (IPv6) trở lên. Vì thế, 3GPP quan tâm,
nghiên cứu vấn đề IMS hỗ trợ IPv6 [3GPP TS 23.221]. Tuy nhiên, những hệ thống IMS triển
khai trong thời gian đầu vẫn có thể sử dụng ở IPv4. 3GPP đã đưa ra các yêu cầu về phiên bản
IP nào sẽ được sử dụng ở IMS trong báo cáo [3GPP TR 23.981].
Kết nối IP có thể đạt được từ mạng thường trú hoặc mạng tạm trú. Trên Hình 1.5 phần
bên trái thể hiện trường hợp thiết bị thuê bao (UE) được cấp địa chỉ IP từ một mạng tạm trú.
Trong mạng UMTS, phân hệ truy nhập vô tuyến (RAN), Nút hỗ trợ dịch vụ GPRS (SGSN)
và Nút hỗ trợ cổng GPRS (GGSN) nằm trong mạng tạm trú khi một thuê bao chuyển vùng
(roamming) đến mạng này. Phần bên phải thể hiện trường hợp UE được cấp địa chỉ IP từ
mạng thường trú. Trong mạng UMTS, RAN và SGSN nằm trong mạng tạm trú.
Như vậy, chúng ta cần lưu ý rằng thuê bao có thể chuyển vùng và thực hiện kết nối IP với
mạng thường trú. Điều này sẽ cho phép thuê bao sử dụng các dịch vụ IMS ngay cả khi họ
đang chuyển vùng ở nơi không có mạng IMS nhưng vẫn hỗ trợ kết nối IP. Về lý thuyết thì có
thể triển khai một mạng IMS ở một vùng đơn lẻ và dùng việc chuyển vùng GPRS để kết nối
khách hàng tới mạng thường trú..




Hình 1.5. Các tùy chọn kết nối IMS khi thuê bao chuyển mạng (roamming).[3]
Trang-27-
1.3.1.1 Vấn đề chất lượng dịch vụ đối với các dịch vụ đa phương tiện IP
Mạng Internet công cộng thường có trễ lớn và trễ biến thiên, nhiều gói truyền tới
không đúng thứ tự và một số gói bị mất hoặc bị loại bỏ. Những vấn đề này sẽ không xảy ra
với IMS bởi các UE thỏa thuận các tính năng hoạt động và thông báo các yêu cầu chất lượng
dịch vụ QoS của nó khi thiết lập phiên SIP hoặc trong thủ tục sửa đổi phiên. UE có thể thỏa
thuận các thông số như:
 Loại phương tiện thông tin, hướng của lưu lượng thông tin.
 Tốc độ bit tương ứng, kích thước gói, tần suất truyền tải gói.
 Cách dùng của tải RTP cho các loại phương tiện thông tin.
 Thỏa thuận về băng tần.

1.3.1.2 Điều khiển chính sách IP bảo đảm sử dụng đúng các tài nguyên.
Điều khiển chính sách IP là khả năng trao quyền và điều khiển cách dùng lưu lượng
kênh mang trong IMS dựa trên các thông số báo hiệu tại phiên IMS. Điều này yêu cầu sự
tương tác giữa mạng truy cập kết nối IP và IMS. Sự tương tác này có thể được chia thành 3
loại [3GPP TS 23.228]:
 Phần tử chức năng điều khiển chính sách có khả năng thẩm tra các giá trị được thỏa
thuận trong báo hiệu SIP. Những giá trị này được dùng khi kích hoạt các kênh mang
lưu lượng truyền thông. Điều này cho phép nhà khai thác kiểm tra việc sử dụng hợp lệ
các tài nguyên kênh mang (ví dụ địa chỉ nguồn và địa chỉ đích IP và băng tần của
kênh mang phải giống như các tham số đó đã sử dụng khi thiết lập phiên SIP).
 Phần tử chức năng điều khiển chính sách có thể được thực hiện khi lưu lượng truyền
thông giữa các điểm kết cuối của một phiên SIP bắt đầu hoặc kết thúc. Điều này làm
giúp ngăn chặn việc sử dụng kênh mang cho tới khi sự thiết lập phiên được hoàn
thành, khi ấy cho phép lưu lượng thông tin bắt đầu hoặc kết thúc đồng bộ với sự bắt
đầu và kết thúc tính cước cho phiên IMS đó.
 Phần tử chức năng điều khiển chính sách có thể nhận được những thông báo khi dịch
vụ mạng truy cập kết nối IP bị thay đổi, bị treo hoặc giải phóng các kênh mang của
một thuê bao trong một phiên truyền dẫn.

1.3.1.3 An toàn thông tin
Bảo mật là yêu cầu cơ bản ở mọi hệ thống thông tin viễn thông không ngoại trừ IMS.
IMS có cơ chế nhận thực và cơ chế cấp phép giữa UE và mạng IMS ngoài các thủ tục truy
cập mạng (như mạng GPRS). Ngoài ra, tính nhất quán và tùy chọn bảo mật của các bản tin
SIP được hỗ trợ giữa UE và mạng IMS và giữa các thực thể mạng IMS đối với bất kể mạng
lõi nào (ví dụ: RAN và GPRS).
Trang-28-
1.3.1.4 Tính cước
Cấu trúc IMS cho phép các chế độ tính c ước khác nhau được sử dụng. Bao gồm khả
năng tính cước với phần bên chủ gọi hoặc tính cước cho cả bên bị gọi và bên chủ gọi dựa trên
các tài nguyên đã sử dụng ở lớp truyền tải. Trường hợp đầu, bên chủ gọi có thể được tính
cước hoàn toàn trên mỗi phiên IMS; các tính năng này được hỗ trợ bởi việc sử dụng điểm
tham chiếu điều khiển chính sách.

1.3.1.5 Hỗ trợ chuyển vùng
Chế độ chuyển vùng IMS liên quan tới cấu hình mạng, khi ấy mạng tạm trú hỗ trợ kết
nối IP (ví dụ RAN, SGSN, GGSN) và điểm vào IMS (ví dụ P-CSCF) còn mạng thường trú
hỗ trợ các bộ chức năng còn lại của IMS. Lợi thế chính của chế độ chuyển vùng này so với
chế độ chuyển vùng GPRS chính là sự tối ưu tài nguyên tại mặt phẳng thuê bao. Chuyển
vùng giữa miền IMS và miền CS CN liên quan tới chuyển vùng nội miền giữa IMS và CS.
Khi thuê bao không được đăng ký hay không thể phục vụ trong một miền thì phiên truyền
dẫn có thể được định tuyến tới miền khác. Hình 1.6 chỉ ra các trường hợp chuyển vùng
IMS/CS khác nhau.




Hình 1.6. Chuyển vùng luân phiên IMS/CS [3]

1.3.1.6 Phối hợp hoạt động với các mạng khác
Để có thể trở thành cấu trúc và công nghệ mạng thông tin thành công, IMS cần có khả
năng kết nối với nhiều thuê bao nhất. Do đó, IMS hỗ trợ các thuê bao PSTN, ISDN, thuê bao
di động và thuê bao Internet. Ngoài ra, nó sẽ có khả năng hỗ trợ các phiên với ứng dụng
Internet hiện đang được phát triển bên ngoài tổ chức 3GPP [3GPP TS 22.228].
Trang-29-
1.3.1.7 Mô hình điều khiển dịch vụ
Điều khiển dịch vụ tạm trú trong các mạng di động 2G vẫn đang được sử dụng. Khi
thuê bao đang roamming, thực thể trong mạng tạm trú sẽ hỗ trợ các dịch vụ và điều khiển lưu
lượng cho thuê bao. Thực thể này ở 2G gọi là trung tâm chuyển mạch di động tạm trú. Ơ đây,
điều khiển dịch vụ thường trú sẽ được lựa chọn, nghĩa là các thực thể truy cập tới cơ sở số
liệu của thuê bao và tương tác trực tiếp với nền tảng dịch vụ (service platform). Các platform
này luôn nằm tại mạng thường trú của thuê bao.

1.3.1.8 Cấu trúc phân lớp
3GPP quyết định dùng cách tiếp cận theo lớp để thiết kế cấu trúc IMS. Các dịch vụ
kênh mang và truyền tải được tách biệt so với mạng báo hiệu IMS và các dịch vụ quản lý
phiên. Các dịch vụ còn lại chạy trên nền mạng báo hiệu IMS. Hình 1.7 thể hiện mô hình cấu
trúc phân lớp.




Hình 1.7. Cấu trúc lớp và IMS [3]
Cấu trúc phân lớp làm tăng tầm quan trọng của lớp ứng dụng do các dịch vụ được thiết
kế để hoạt động độc lập với lớp truy nhập; khi đó IMS có chức năng là cầu nối giữa lớp ứng
dụng và lớp truy nhập. Các chức năng liệt kê theo nhóm và chức năng hiển thị được sử dụng
như nhau trong IMS khi thuê bao đang sử dụng điện thoại di động hoặc PC để thông tin.

1.3.2 Mô tả mối quan hệ các thực thể và các chức năng trong IMS

Mục này phân tích các thực thể IMS và các chức năng cơ bản. Các thực thể chức năng
trong IMS có thể chia thành 6 loại cơ bản:
 Nhóm quản lý phiên và định tuyến (các thực thể CSCF)
Trang-30-
 Cơ sở dữ liệu (HSS, SLF)
 Dịch vụ (máy chủ ứng dụng, MRFC, MRFP).
 Các phần tử chức năng liên mạng (BGCF, MGCF, IMS-MGW, SGW)
 Các bộ phận chức năng hỗ trợ (PDF, SEG, THIG)
 Tính cước.
Các tiêu chuẩn IMS được xây dựng nhằm giúp cho chức năng của các thực thể mạng
không cần được mô tả chi tiết. Thay vào đó, tiêu chuẩn mô tả các điểm tham chiếu giữa các
thực thể và các chức năng hỗ trợ tại các điểm tham chiếu. Chẳng hạn: cách CSCF lấy số liệu
từ các cơ sở dữ liệu.

1.3.2.1 Các thực thể thực hiện chức năng điều khiển phiên cuộc gọi (CSCF)
Có ba loại chức năng điều khiển phiên khác nhau: CSCF uỷ quyền (Proxy-CSCF: P-
CSCF); CSCF phục vụ (Serving-CSCF: S-CSCF) và CSCF tham vấn (Interrogating-CSCF: I-
CSCF). Mỗi CSCF có nhiệm vụ riêng. Thường thì tất cả các CSCF tham gia trong suốt quá
trình đăng ký thiết lập phiên và định hình cơ chế định tuyến SIP. Ngoài ra, tất cả các chức
năng đều có khả năng gửi số liệu tính cước tới bộ chức năng tính cước offline. Các thực thể
P-CSCF và S-CSCF có khả năng giải phóng phiên và kiểm tra nội dung của Giao thức mô tả
phiên (SDP) hoặc kiểm tra các loại mã truyền thông trong giao thức này. Khi SDP đang sử
dụng không phù hợp với chính sách của nhà khai thác, CSCF từ chối yêu cầu và gửi bản tin
thông báo lỗi SIP tới UE.

1.3.2.2 Cơ sở dữ liệu
Trong cấu trúc IMS, có 2 hệ thống cơ sở dữ liệu chính: Máy chủ thuê bao thường trú
(HSS) và Chức năng định vị đăng ký (SLF).
HSS lưu trữ số liệu chính cho tất cả thuê bao và số liệu liên quan tới dịch vụ của IMS.
Số liệu chính được lưu trong HSS bao gồm các số nhận thuê bao, thông tin đăng ký, các tham
số truy nhập và thông tin lựa chọn dịch vụ [3GPP TS 23.002]. IMS truy nhập các tham số
được dùng để tạo lập phiên, các tham số đó bao gồm: nhận thực thuê bao, trao quyền dịch vụ
khi chuyển vùng và tên của các S-CSCF đã được phân bổ.
Các chức năng của HLR yêu cầu hỗ trợ cho các thực thể miền PS như: SGSN và
GGSN. Những chức năng này cho phép, thuê bao có thể truy nhập các dịch vụ trong miền
PS. HLR cũng chứa các chức năng hỗ trợ cho các thực thể miền CS như: các MSC hoặc
MSC server.
AUC lưu trữ khoá bảo mật cho mỗi thuê bao di động, khóa này được dùng để tạo số
liệu bảo mật động cho mỗi thuê bao di động - số liệu dùng cho nhận thực mạng và nhận thực
Số nhận dạng thuê bao di động quốc tế (IMSI).
Trang-31-
SLF là phương tiện cho I-CSCF, S-CSCF và AS sử dụng để tìm địa chỉ của HSS chứa
số liệu thuê bao tương ứng với số nhận dạng thuê bao khi nhà khai thác mạng triển khai hệ
thống cơ sở dữ liệu gồm nhiều HSS (Hình 1.8).




Hình 1.8. Cấu trúc HSS.[3]

Các chức năng dịch vụ
Theo thiết kế cấu trúc phân lớp IMS, các AS không hoàn toàn là các thực thể IMS,
chúng là các chức năng lớp cao nhất ở trên IMS. Tuy nhiên, các AS được mô tả ở đây như
thành phần của các chức năng IMS vì các AS là những thực thể hỗ trợ các dịch vụ đa phương
tiện trong IMS. AS nằm ở mạng thường trú của thuê bao hoặc ở mạng AS độc lập. Các chức
năng chính của AS bao gồm:
 Khả năng xử lý và tác động tới phiên SIP thu được.
 Khả năng tạo ra các yêu cầu SIP.
 Khả năng gửi thông tin thanh toán tới bộ phận tính cước.
Khi nhà khai thác có khả năng đề nghị truy nhập tới các dịch vụ dựa trên môi trường
dịch vụ (CSE), môi trường dịch vụ CAMEL và cấu trúc dịch vụ mở (OSA) [3GPP TS
23.228], các dịch vụ đó sẽ không bị giới hạn đối với các dịch vụ trên cơ sở SIP. Vì thế, AS là
khái niệm dùng để chỉ các AS SIP, các Máy chủ tính năng dịch vụ OSA (SCS) và các Bộ
chức năng chuyển mạch dịch vụ đa phương tiện CAMEL IP (IM-SSF).
IM-SSF được giới thiệu trong cấu trúc IMS để hỗ trợ các dịch vụ cũ được phát triển
trên CSE. Nó giúp các đặc tính mạng CAMEL (các điểm dò tìm trigger, Trạng thái kết thúc
chuyển mạch dịch vụ CAMEL...) làm việc cùng với giao diện phần ứng dụng CAMEL.
SIP AS là nhà hỗ trợ SIP cơ bản làm chủ một dải rộng các dịch vụ đa phương tiện. SIP
AS có thể được dùng để hỗ trợ sự thể hiện, nhắn tin, PoC và các dịch vụ hội nghị.
Trang-32-




Hình 1.9. Mối quan hệ giữa các loại máy chủ ứng dụng khác nhau. [3]
Hình 1.9 thể hiện cấu trúc kết nối các chức năng khác nhau. Các máy chủ SIP AS,
OSA AS và IM-SSF sử dụng chung một giao diện với S-CSCF. Một AS có thể được sử dụng
để cung cấp chỉ một dịch vụ xác định; thuê bao có thể có nhiều dịch vụ hơn, do đó mỗi thuê
bao có thể sử dụng nhiều AS.

1.3.2.3 Các chức năng hoạt động liên mạng
IMS có 4 chức năng liên quan đến việc kết nối liên mạng, những chức năng này được
sử dụng cho việc trao đổi báo hiệu giữa IMS và CS CN.
Để thực hiện việc chuyển đổi, S-CSCF gửi một yêu cầu phiên SIP tới thực thể Chức
năng điều khiển cổng thoát (breakout) (BGCF); S-CSCF chọn nơi thực hiện việc breakout
trong miền CS. Kết quả của sự lựa chọn xử lý này có thể hoặc là breakout trong cùng một
mạng mà có BGCF hoặc là breakout mạng khác. Nếu breakout được thực hiện trong cùng
mạng thì BGCF lựa chọn phần tử Chức năng điều khiển cổng vào ra truyền thông (MGCF)
để tiếp tục thực hiện phiên truyền dẫn. Nếu breakout xảy ra ở mạng khác thì BGCF chuyển
tiếp phiên tới BGCF khác ở trong mạng đã chọn [3GPP TS 23.228].




Hình 1.10. Sự chuyển đổi báo hiệu trong SGW. [3]
1.3.2.4 Các thực thể GPRS
Nút hỗ trợ phục vụ GPRS (SGSN)
SGSN liên kết RAN với mạng lõi chuyển mạch gói. Nó chịu trách nhiệm thực hiện cả
các chức năng điều khiển và các chức năng xử lý lưu lượng cho miền chuyển mạch gói - PS.
Trang-33-
Phần điều khiển bao gồm hai chức năng chính: quản lý tính di động và quản lý phiên. Quản
lý tính di động thực hiện quản lý vị trí và trạng thái của UE và thực hiện nhận thực đồng thời
cả thuê bao và UE. SGSN cũng đảm bảo kết nối nhận được QoS phù hợp. Ngoài ra SGSN
cũng là nút tạo thông tin tính cước.
Nút hỗ trợ cổng vào ra GPRS (GGSN)
GGSN hỗ trợ kết nối liên mạng với các mạng số liệu chuyển mạch gói khác. Chức
năng cơ bản của GGSN là liên kết UE với các mạng số liệu mở rộng. Mạng số liệu mở rộng
có thể là mạng IMS hoặc mạng Internet... Theo cách hiểu khác, GGSN định tuyến các gói IP
chứa báo hiệu SIP từ UE đến P-CSCF.

1.3.3 Các điểm tham chiếu IMS

Với cấu trúc IMS được mô tả ở Hình 1.3.7, chúng ta có thể thấy các điểm tham chiếu
trên nền SIP (ví dụ: vị trí giao thức SIP được sử dụng và các thủ tục chính liên quan).




Hình 1.3.7 Cấu trúc IMS với các điểm tham chiếu [3]
Khi xem xét các điểm tham chiếu trên Hình 1.3.7, cần lưu ý những vấn đề sau:

 Sơ đồ trên không chỉ ra các bộ chức năng liên quan tới tính cước hay các điểm tham
chiếu liên quan tới tính cước.
Không chỉ ra các loại AS khác nhau.
o
Không chỉ ra các kết nối mặt phẳng thuê bao giữa các mạng IMS khác nhau .
o
Không chỉ ra SEG ở các điểm tham chiếu Mm, Mk, Mw.
o
 Đường chấm gạch giữa các thực thể thể hiện sự liên kết trực tiếp.
Trang-34-
 Giao diện điều khiển dịch vụ IMS (ISC) và các giao diện Cx, Dx, Mm, Mw kết cuối
tại S-CSCF và I-CSCF.

1.3.3.1 Điểm tham chiếu Gm (Điểm tham chiếu giữa một P- CSCF với UE)
Điểm tham chiếu Gm kết nối UE với IMS. Điểm tham chiếu này được sử dụng để
truyền tải tất cả các bản tin báo hiệu SIP giữa UE và IMS. Các thủ tục ở điểm tham chiếu Gm
có thể được chia thành ba loại chính là đăng ký, điều khiển phiên và các giao dịch:
 thủ tục đăng ký; UE sử dụng điểm tham chiếu Gm để gửi yêu cầu đăng ký với chỉ
định hỗ trợ cơ chế bảo mật cho P-CSCF, thông báo UE về sự kiện mạng khởi tạo việc
đăng ký lại hoặc sự kiện mạng khởi tạo nhận thực lại.
 Các thủ tục điều khiển phiên chứa các cơ chế điều khiển cho cả phiên khởi tạo từ máy
di động và phiên kết cuối tại máy di động..
 Các thủ tục giao dịch được dùng để gửi các yêu cầu đơn lẻ (vd: tin nhắn) và để nhận
các trả lời cho các yêu cầu qua điểm tham chiếu Gm (giao diện Gm).

1.3.3.2 Điểm tham chiếu Mw (giữa một CSCF với một CSCF khác)
Điểm tham chiếu Mw được sử dụng tại giao diện giữa các CSCF khác nhau. Các thủ
tục ở điểm tham chiếu Mw được chia thành ba loại: đăng ký, điều khiển phiên và giao dịch:
 Ở thủ tục đăng ký, P-CSCF sử dụng điểm tham chiếu Mw để gửi yêu cầu đăng ký từ
UE tới I-CSCF. I-CSCF sau đó dùng điểm tham chiếu Mw để đưa yêu cầu tới S-
CSCF. Cuối cùng, đáp ứng từ S-CSCF được truyền lại qua điểm tham chiếu Mw.
 Các thủ tục điều khiển phiên chứa những cơ chế điều khiển cho cả phiên khởi tạo từ
máy di động và phiên kết cuối tại máy di động. Đối với phiên khởi tạo từ máy di
động, điểm tham chiếu Mw được dùng để gửi các yêu cầu ở P-CSCF tới S-CSCF và ở
S-CSCF tới I-CSCF. Đối với phiên kết cuối tại máy di động, điểm tham chiếu Mw
được dùng để gửi các yêu cầu từ I-CSCF tới S-CSCF và từ S-CSCF tới P-CSCF.
Điểm tham chiếu này cũng được dùng cho giải phóng phiên ở mạng đã khởi tạo.
 Các thủ tục giao dịch được sử dụng để đặt các yêu cầu đơn lẻ (dưới dạng bản tin) và
để nhận các trả lời cho các yêu cầu đó qua điểm tham chiếu Mw. Thủ tục giao dịch
không tạo ra các hội thoại như thủ tục điều khiển phiên.

1.3.3.3 Điểm tham chiếu điều khiển dịch vụ IMS (ISC)
Trong cấu trúc IMS, ISC là điểm tham chiếu để gửi và nhận các thông điệp SIP giữa
CSCF và AS. Các thủ tục ISC có thể được chia thành hai loại chính: định tuyến yêu cầu khởi
tạo SIP tới AS và các yêu cầu SIP do AS khởi tạo:
 Khi S-CSCF nhận được yêu cầu khởi tạo SIP, nó sẽ phân tích các yêu cầu đó. Tuỳ
thuộc sự phân tích đó, S-CSCF có thể quyết định định tuyến yêu cầu từ S-CSCF.
Trang-35-
 AS có thể khởi tạo một yêu cầu (tuỳ theo phản ứng của thuê bao).

1.3.3.4 Điểm tham chiếu Cx
Số liệu thuê bao và số liệu dịch vụ được lưu trữ lâu dài ở HSS. Số liệu tập trung này
được I-CSCF và S-CSCF sử dụng khi thuê bao đăng ký và thực hiện phiên. Vì thế, điểm
tham chiếu Cx nằm giữa HSS và CSCF, giao thức sử dụng là Diameter. Các thủ tục có thể
được chia thành ba loại chính: quản lý vị trí, xử lý số liệu, nhận thực thuê.

1.3.3.5 Điểm tham chiếu Dx
Điểm tham chiếu Dx luôn được dùng kết hợp với điểm tham chiếu Cx. Giao thức sử
dụng ở điểm tham chiếu này dựa trên Diameter. Chức năng của nó được bổ xung thêm ý
nghĩa cơ chế định tuyến được hỗ trợ bởi tác nhân định tuyến lại Diameter.
Để lấy một địa chỉ HSS, I-CSCF hoặc S-CSCF gửi tới SLF những yêu cầu Cx phục vụ
cho HSS. Nhận được địa chỉ HSS từ SLF, I-CSCF hoặc S-CSCF sẽ gửi yêu cầu Cx tới HSS.
Hình chỉ ra cách SLF sử dụng để tìm đúng HSS khi I-CSCF nhận được một yêu cầu INVITE
và các HSS được triển khai.




Hình 1.11. HSS giải pháp sử dụng SLF. [3]

1.3.3.6 Điểm tham chiếu Sh.
Điểm tham chiếu Sh dùng giao thức Diameter. Các thủ tục được chia thành hai loại
chính: xử lý số liệu và khai báo/thuê dùng số liệu. Bảng 1.1 tổng kết các lệnh Sh đang được
dùng. HSS duy trì danh sách các AS cho phép đạt được hay lưu trữ số liệu.
Trang-36-
Viết
Tên lệnh Mục đích Nguồn Đích
t ắt
User-Data- Các lệnh UDR/UDA được dùng để phân UDR AS HSS
Request/Answer phát số liệu thuê bao của mỗi thuê bao. UDA HSS AS
Profile-Update- Các lệnh PUR/PUA được dùng để cập nhật PUR AS HSS
Request/Answer số liệu trong suốt – số liệu không được PUA HSS AS
phép xử lý bởi trung gian tới HSS
Subscribe- Các lệnh SNR/SNA được dùng để tạo hoặc SNR AS HSS
Notification- hủy một đăng ký. SNA HSS AS
Request/Answer
Push- Các lệnh PNR/PNA dùng để gửi số liệu đã PNR HSS AS
Notification- thay đổi đến AS. PNA AS HSS
Request/Answer
Bảng 1.1 Các lệnh Sh.

1.3.3.7 Điểm tham chiếu Si
Khi AS là AS CAMEL (IM-SSF), nó dùng điểm tham chiếu Si để thông tin với HSS.
Điểm tham chiếu Si được dùng để truyền tải thông tin thuê bao CAMEL bao gồm các trigger
từ HSS tới IM-SSF. Giao thức được sử dụng là MAP (Phần ứng dụng dành cho di động).
1.3.3.8 Điểm tham chiếu Dh
Khi các HSS có địa chỉ phân tán hay phức hợp được triển khai trong mạng, AS không
thể biết HSS nào mà nó cần lên lạc. Tuy nhiên, AS cần phải liên lạc với SLF trước tiên. Để
thực hiện mục đích này, phải cần đến điểm tham chiếu Dh (đã được giới thiệu trong Release
6). Điểm tham chiếu Dh luôn được dùng đồng thời với điểm tham chiếu Sh. Giao thức dùng
ở điểm tham chiếu này dựa trên Diameter. Các chức năng của nó được triển khai bằng các
biện pháp của các cơ chế định tuyến được hỗ trợ bởi tác nhân enhanced Diameter re-direct.

1.3.3.9 Điểm tham chiếu Mm
Điểm tham chiếu Mm cho phép thông tin qua lại giữa các mạng IP đa phương tiện. Nó
cho phép I-CSCF nhận yêu cầu phiên từ nhà hỗ trợ SIP khác hay đầu cuối khác. Tương tự, S-
CSCF dùng điểm tham chiếu Mm để gửi các yêu cầu IMS UE gốc đến các mạng đa phương
tiện khác. Giao thức sử dụng là SIP.

1.3.3.10 Điểm tham chiếu Mg
Điểm tham chiếu Mg liên kết chức năng CS, các MGCF với IMS (hay chi tiết hơn, tới
I-CSCF). Điểm tham chiếu này cho phép MGCF gửi báo hiệu phiên thu được từ miền CS đến
I-CSCF. Giao thức sử dụng cho điểm tham chiếu Mg là SIP. MGCF có trách nhiệm chuyển
đổi các báo hiệu ISUP thu được về giao thức SIP.
Trang-37-
1.3.3.11 Điểm tham chiếu Mi
Khi S-CSCF phát hiện ra một phiên cần được định tuyến tới miền CS, nó dùng điểm
tham chiếu Mi để gửi phiên tới BGCF. Giao thức dùng cho điểm tham chiếu Mi là SIP.

1.3.3.12 Điểm tham chiếu Mj
Khi BGCF nhận được báo hiệu phiên qua điểm tham chiếu Mi, nó sẽ lựa chọn miền
CS mà cần thực hiện breakout. Nếu breakout thực hiện ở cùng một mạng thì nó sẽ gửi phiên
tới MGCF qua điểm tham chiếu Mj. Giao thức cho điểm tham chiếu Mj là SIP.

1.3.3.13 Điểm tham chiếu Mk
Khi BGCF nhận được báo hiệu phiên qua điểm tham chiếu Mi, nó lựa chọn miền CS
có sự xuất hiện breakout. Nếu breakout được thực hiện ở một mạng khác, nó sẽ gửi phiên tới
BGCF trong mạng khác ấy qua điểm tham chiếu Mk. Giao thức sử dụng cho điểm tham chiếu
Mk là SIP.

1.3.3.14 Điểm tham chiếu Mn
Giao diện Mn là điểm tham chiếu điều khiển giữa MGCF và IMS-MGW. Giao diện
Mn điều khiển mặt phẳng thuê bao giữa truy nhập IP với IMS-MGW (điểm tham chiếu Mb).
Nó cũng điều khiển mặt phẳng thuê bao giữa truy nhập CS (giao diện Nb và giao diện TDM)
và IMS-MGW. Giao diện Mn dựa trên H.248 và liên quan tới giao diện Mc theo danh nghĩa
để điều khiển CS-MGW. Sự khác biệt giữa hai giao diện này đó là: giao diện Mn giới thiệu
những thủ tục H.248 mới cho việc sử lý truy nhập kết đầu cuối IP và một số thủ tục cho việc
sử dụng kết cuối CS. H.248 được dùng cơ bản để thực hiện các tác vụ sau:
 Dự trữ và kết nối các kết cuối;
 Kết nối hay giải phóng báo hiệu lại cho kết cuối;
 Kết nối hoặc giải phóng âm tần và thông báo với kết cuối;
 Gửi/nhận đa âm DTMF (ghép tần song âm).

1.3.3.15 Điểm tham chiếu Ut
Điểm tham chiếu Ut là điểm tham chiếu giữa UE và AS. Nó cho phép thuê bao quản
lý và cấu hình một cách an toàn các dịch vụ mạng của họ liên quan tới thông tin thuê tại AS.
Thuê bao có thể sử dụng điểm tham chiếu Ut để tạo các số nhận dạng dịch vụ công cộng
(PSI), như tạo danh sách các tài nguyên dịch vụ và quản lý các chính sách trao quyền dùng
dịch vụ.
Giao thức truyền siêu văn bản (HTTP) là giao thức số liệu được lựa chọn cho điểm
tham chiếu Ut. Điểm tham chiếu này được chuẩn hoá ở Release 6. Cách dùng điểm tham
chiếu Ut được mô tả chi tiết ở Release 8.
Trang-38-
1.3.3.16 Điểm tham chiếu Mr
Khi S-CSCF cần kích hoạt các dịch vụ liên quan tới kênh mang, nó đặt báo hiệu SIP
tới MRFC qua điểm tham chiếu Mr. Chức năng của điểm tham chiếu Mr chưa hoàn toàn
được chuẩn hóa: nó chưa thể phân loại cách S-CSCF khai báo cho MRFC thực hiện một
thông báo một cách rõ ràng. Giao thức được dùng ở điểm tham chiếu Mr là SIP.

1.3.3.17 Điểm tham chiếu Mp
Khi MRFC cần điều khiển các luồng truyền thông (ví dụ, để tạo kết nối cho truyền
thông hội nghị hoặc để dừng truyền thông trong MRFP) nó sử dụng điểm tham chiếu Mp.
Tuy nhiên, các dịch vụ IMS có thể yêu cầu thêm các mở rộng. Điểm tham chiếu này chưa
được chuẩn hoá trong Release 5 hay Release 6.

1.3.3.18 Điểm tham chiếu Go
Các thủ tục Go có thể chia thành hai loại chính:
 Trao quyền truyền thông: điểm thực hiện chính sách (PEP) (ví dụ GGSN) dùng điểm
tham chiếu Go để xác nhận sự kích hoạt kênh mang đã yêu cầu có thể được PDF chấp
nhận hay không, PDF đó hoạt động như một điểm quyết định chính sách (PDP). PEP
cũng dùng điểm tham chiếu Go để thông báo cho PDP về sự thay đổi kênh mang cần
thiết và sự giải phóng kênh mang.
 Sự tương quan tính cước - qua điểm tham chiếu Go, IMS có thể đặt một số nhận dạng
tính cước IMS (ICID) đến mạng GPRS (mặt phẳng thuê bao). Mạng GPRS có thể đặt
số nhận dạng tính cước GPRS đến IMS. Điều này cho phép tích hợp tính cước GPRS
và tính cước IMS tại cùng một hệ thống.

1.3.3.10 Điểm tham chiếu Gq
Mỗi PDF độc lập tận dụng điểm tham chiếu Gq để truyền tải thông tin tạo lập chính
sách giữa bộ chức năng ứng dụng và PDF. Trong IMS, P-CSCF giữ vai trò như chức năng
ứng dụng. Điểm tham chiếu này được chuẩn hoá trong Release 6 và giao thức sử dụng là
Diameter.
P-CSCF gửi thông tin chính sách (về mọi bản tin SIP bao gồm tải SDP) tới PDF. Điều
đó khẳng định PDF đặt thông tin phù hợp để thực hiện trao quyền truyền thông cho tất cả các
phiên IMS tạo lập các kịch bản. P-CSCF hỗ trợ thông tin theo chính sách liên quan, đến PDF
để những thông tin ấy được sử dụng ở SBLP [3GPP TS 23.207, 29.207, 29.209]. Ngoài ra, P-
CSCF có thể yêu cầu PDF loại bỏ các tài nguyên đã trao quyền từ trước. PDF dùng điểm
tham chiếu Gq để cấp phát thẻ trao quyền, số nhận dạng tính cước GPRS, địa chỉ IP của
GGSN và hoàn thành các yêu cầu khác từ P-CSCF.
Trang-39-


Với những kiến thức về điểm tham chiếu Gq được chuẩn hoá trong Release 6, chương
1 của Luận văn kết thúc tại đây. Chương 2 sẽ được trình bày với các nội dung chính về:
- Đăng ký, nhận thực, tính cước trong IMS.
- Bảo mật trong IMS.
- Quản lý phiên truyền dẫn trong IMS.
Trang-40-


Chương 2. MỘT SỐ CHỨC NĂNG IMS TRONG HỆ THỐNG
THÔNG TIN DI ĐỘNG

2.1 ĐĂNG KÝ, NHẬN THỰC VÀ TÍNH CƯỚC (AAA) TRONG IMS

2.1.1 Đăng ký

Khái quát sự đăng ký




Hình 2.1. Quá trình đăng ký. [9]
UE muốn sử dụng một dịch vụ trong IMS thì trước hết nó phải tìm được một P-CSCF
(*) và đăng ký để đạt được kênh mang kết nối IP với P-CSCF đó. Trường hợp truy nhập
GPRS, UE thực hiện thủ tục liên lạc với GPRS và thực hiện thủ tục PDP Context (Packet
Data Protocol ** ) cho báo hiệu SIP. Sự đăng ký IMS gồm hai giai đoạn (phía trái hình 2.1 là
giai đoạn đầu – chỉ cách mạng truy vấn UE, bên phải hình 2.1 chỉ ra giai đoạn 2 – cách UE
phản hồi sự truy vấn đó và hoàn thành sự đăng ký).
Đầu tiên, UE gửi một yêu cầu SIP REGISTER đến P-CSCF (đã tìm được ở thủ tục tìm
kiếm P-CSCF). Yêu cầu này chứa một nhận dạng cần được đăng ký và một tên miền thường
trú (hoặc địa chỉ của I-CSCF). Sau khi chọn được S-CSCF, I-CSCF chuyển tiếp yêu cầu
REGISTER cho S-CSCF. S-CSCF sẽ nhận ra User đó chưa được trao quyền và vì thế S-
CSCF gọi dữ liệu nhận thực về User đó từ HSS (Hình 2.1 và mục 1.3.3 - giao diện Cx, Dx)
và chấp vấn User bằng bản tin phản hồi 401 Unauthorized (không cho phép) .
Trang-41-




Hình 2.2. I-CSCF tìm S-CSCF [9]
Tiếp theo, UE sẽ phản hồi bằng cách gửi yêu cầu REGISTER khác đến P-CSCF. P-
CSCF sẽ tìm ra I-CSCF và I-CSCF sẽ tìm ra S-CSCF. Cuối cùng S-CSCF kiểm tra phản hồi
(REGISTER đó) của UE, nếu nó đúng với các mô tả thuộc tính User tải về từ HSS thì S-
CSCF sẽ chấp nhận đăng ký và phản hồi UE một bản tin 200 OK (đồng thời nó cũng thông
báo với HSS về sự nhận thực và trao quyền này bằng bản tin SAR, xem mục 1.3.3.4- Tham
chiếu Cx). Khi UE đăng ký thành công, nó có thể khởi tạo và nhận được các phiên. Trong thủ
tục đăng ký, cả UE và P-CSCF sẽ nghiên cứu xem S-CSCF nào trong mạng sẽ phục vụ UE.
Những phản hồi của UE sẽ giúp duy trì sự đăng ký.




Hình 2.3. Sự đăng ký IMS [9]
(*) Dò tìm điểm vào mạng IMS P-CSCF – tức là UE cần có được địa chỉ IP của P-CSCF.
Theo 3GPP thì có hai cơ chế để đạt được địa chỉ IP này: thủ tục DHCP DNS (Dynamic
Host Configuration Protocol's Domain Name System) và thủ tục GPRS.
Thủ tục GPRS (hình 2.4), UE đặt cờ yêu cầu địa chỉ P-CSCF trong yêu cầu kích hoạt
PDP Context (hoặc trong yêu cầu kích hoạt PDP Context thứ cấp) và UE sẽ nhận được địa
chỉ IP của P-CSCF trong bản tin phản hồi (hoặc các địa chỉ IP nếu có nhiều P-CSCF nhận
Trang-42-
được yêu cầu kích hoạt này) (3 GPP TS 24.008 để biết thêm cấu hình giao thức truyền thông
tin yêu cầu này). Cơ chế mà GGSN lấy được địa chỉ IP của P-CSCF vẫn chưa được chuẩn
hóa, nó không hoạt động đối với các GGSN tiền phiên bản 5.




Hình 2.4. Dò tìm P-CSCF bằng cơ chế GPRS. [3]
Thủ tục DHCP DNS (hình 2.5), UE gửi một truy vấn DHCP đến mạng truy nhập kết nối
IP (ví dụ GPRS). Theo RFC3319 và RFC3315, UE có thể yêu cầu một danh sách các tên
miền SIP Server của các P-CSCF hoặc yêu cầu một danh sách các địa chỉ IPv6 SIP Server
của các P-CSCF. Khi các tên miền được gửi lại UE, thì UE cần thực hiện truy vấn DNS
(NAPTR/SRV) để tìm ra một địa chỉ IP của P-CSCF.




Hình 2.5. Dò tìm P-CSCF bằng cơ chế thông thường – DHCP DNS. [3]
(**) PDP - có 4 thủ tục đối với PDP Context:
Kích hoạt PDP Context sơ cấp (thủ tục tạo kết nối logic theo QoS từ UE tới GGSN),
được khởi tạo bởi UE để kích hoạt trạng thái quản lý phiên, từ đó UE sẽ nhận được địa chỉ
IP và các tài nguyên vô tuyến. Sau khi kích hoạt PDP Context cơ sở, UE có thể gửi các gói
IP qua môi trường vô tuyến.
Kích hoạt PDP Context thứ cấp cho phép thuê bao thiết lập PDP Context thứ cấp với
cùng địa chỉ IP như đã đạt được từ kích hoạt PDP Context sơ cấp. Hai Context này có thể có
các đặc tính QoS khác nhau tùy thuộc vào ứng dụng mà có các yêu cầu QoS phù hợp.
Sửa đổi PDP Context là thủ tục mà UE, SGSN hoặc GGSN khởi tạo cho việc cập nhật
PDP Context. Mạng truy nhập vô tuyến có thể yêu cầu thủ tục này ví dụ khi mất sóng với UE.
Vô hiệu PDP Context là thủ tục dùng để xóa kết nối logic giữa UE và GGSN. Nó có
thể được khởi tạo bởi UE, SGSN, HLR hoặc GGSN.
Trang-43-
2.1.2. Nhận thực

Hình 2.2 ở trên mô tả về quá trình đăng ký, trong đó bao hàm cả sự nhận thực user.
Khi S-CSCF nhận được yêu cầu REGISTER đăng ký, nó tải về vector nhận thực AV
(authentication vector) từ HSS (bằng cách gửi SAR đến HSS và nhận về SAA, đã đề cập ở
mục 2.1.1). AV chứa RAND (chuỗi số ngẫu nhiên), XRES (kết quả so sánh với RES từ UE),
AUTN (network authentication token), IK (integrity key) và CK (ciphering key). S-CSCF sẽ
phản hồi bằng cách gửi 401 Unauthorized chứa RAND, AUTN, IK và CK trở lại phía UE.
P-CSCF nhận được phản hồi này, nó sẽ xóa IK và CK rồi gửi phản hồi đến UE. IK
được dùng cho việc kết hợp bảo mật giữa P-CSCF và UE (trình bầy trong vấn đề quản lý
phiên).
Sau khi nhận được 401 Unauthoried, UE thẩm tra AUTN dựa trên IK và SQN có trong
ISIM. Sự thẩm tra AUTN thành công đồng nghĩa với việc mạng được nhận thực (đảm bảo dữ
liệu nhận thực nhận được đúng từ mạng thường trú của UE). UE thực hiện tính toán RES
(authentication challenge response) dựa trên CK và RAND, rồi gửi RES ở yêu cầu
REGISTER thứ cấp lại cho S-CSCF. S-CSCF sẽ thực hiện so sánh XRES nhận được từ HSS
với RES nhận được từ UE, nếu thành công thì UE được nhận thực và tiếp tục thực hiện các
thủ tục khác (các tham số nhận thực sẽ được nằm trong các bản tin khác cho đến khi kết thúc
dịch vụ).
2.1.3. Vấn đề tính cước: IMS hỗ trợ cả việc tính cước offline và online.
Cấu trúc tính cước offline




Hình 2.6. Cấu trúc tính cước offline IMS [3]
Phần tử chức năng trung tâm của cấu trúc tính cước offline là CCF (Charging
Collection Function). CCF nhận các thông tin tài khoản từ các thực thể IMS qua giao diện Rf
(điểm tham chiếu Rf), xử lý các dữ liệu nhận được thành dạng bản ghi dữ liệu cước CDR
(Charging Data Record). CDR sẽ được gửi đến hệ thống lập hóa đơn.
CCF có các chức năng chính:
Trang-44-
 Thu thập thông tin tài khoản từ các thực thể IMS và tạo thông tin tính cước theo định
dạng CDR phù hợp.
 Gửi CDR đến hệ thống tính cước lập hóa đơn.
 Lưu trữ tạm thời CDR nếu hệ thống tính cước lập hóa đơn đang bận.
CCF có thể được triển khai tập trung hay phân tán hoặc là chức năng tích hợp trong các thực
thể IMS.
CGF – Charging Gateway Funtion cung cấp cơ chế truyền thông tin tính cước từ SGSN và
GGSN đến các hệ thống tính cước đã được nhà khai thác mạng chọn. Hệ thống tính cước
(Billing system) có nhiệm vụ tạo các hóa đơn để gửi tới thuê bao hàng tháng.
Điểm tham chiếu Rf
Thông tin tính cước được gửi từ các thực thể IMS đến CCF nhờ các yêu cầu Diameter
Accounting (ACR) qua giao diện Rf. Tất cả các thực thể liên quan đến quản lý phiên (ví dụ I-
CSCF) gửi các Session ACR (được gửi thông báo về trạng thái bắt đầu, chuyển tiếp, kết thúc
phiên ở các CDR). Các thực thể liên quan đến việc điều khiển phiên (như MRFC) gửi các
Event ACR (gửi thông báo chung).
Bất cứ khi nào nhận được SIP 200 OK hoặc MRFC nhận được ISUP answer, thì ACR start
được gửi đến CCF. Và bất cứ khi nào nhận được SIP BYE hoặc MGCF nhận được ISUP
Release, thì ACR stop được gửi đến CCF.
Bảng 2.1. Bảng tham chiếu các bản tin tính cước offline
Tên lệnh Mục đích Viết tắt Nguồn Đích
ACR được sử
S-CSCF, I-CSCF,
dụng để báo
P-CSCF, MRFC,
Yêu cầu tính
cáo/dừng thông ACR CCF
cước MGFC, BGCF,
tin tính cước tới
AS
CCF
ACA được sử S-CSCF, I-CSCF,
dụng để xác P-CSCF, MRFC,
Trả lời tính
ACA CCF
cước nhận ACR và MGCF, BGCF,
báo cáo kết quả AS
Điểm tham chiếu Bi
CCF dùng Bi để truyền các CDR đến hệ thống tính lập hóa đơn. Giao diện này dùng giao
thức FTP trên nền TCP/IP [3GPP TS 32.225] do vậy có thể truyền các CDR khác nhau qua
Bi. Các loại CDR: S-CSCF—CDR, I-CSCF—CDR, P-CSCF—CDR, BGCF—CDR,
MGCF—CDR, MRFC—CDR, AS—CDR.
Cấu trúc tính cước online
S-CSCF, AS và MRFC là các thực thể thực hiện việc tính cước online. AS và MRFC
dùng điểm tham chiếu Ro, S-CSCF dùng điểm tham chiếu ISC (IMS Server Control) để
thông tin với hệ thống tính cước online OCS.
Trang-45-




Hình 2.7: Hệ thống tính cước online trong IMS. [3]
Event Charging Function (ECF)
Khi UE yêu cầu gì từ AS hay MRFC, AS hay MRFC liên lạc với ECF qua giao diện
Ro trước khi cấp phát dịch vụ cho UE (AS hoặc MRFC nhận được địa chỉ của ECF từ S-
CSCF cấp tại mào đầu P-Charging-Function-Address). Ở IMS Release 5 thì AS hoặc MRFC
liên lạc với ECF bằng ACR và ACA, còn Release 6 thì AS hoặc MRFC liên lạc với ECF
bằng CCR (Credit Control Request) và CCA (Credit Control Answer) ECF hỗ trợ hai chế độ
trao quyền khác nhau: tính cước sự kiện ngay lập tức và tính cước sự kiện dành riêng.
Ở chế độ tính cước sự kiện ngay lập tức (IEC – Immediate Event Charging), ECF
dùng Rating Function để tìm bảng giá phù hợp cho sự kiện. Sau khi tìm được bảng giá và
tính giá, ECF sẽ trừ đi một lượng tiền trong tài khoản của User và cấp cho AS hoặc MRFC
các ACRs tương ứng.
Ở chế độ tính cước sự kiện với đơn vị rành riêng (ECUR – Event Charging with Unit
Reservation), ECF dùng Rating Function để xác định giá của dịch vụ muốn dùng theo thông
tin dịch vụ. Sau đó ECF dự trữ một lượng tiền trong tài khoản của User và trả lại UE lượng
tài nguyên tương ứng ở AS hoặc MRFC.
Session Charging Function (SCF)
SCF thực hiện tính cước theo sự sử dụng tài nguyên phiên, dựa trên các yêu cầu đã nhận
được từ S-CSCF qua điểm tham chiếu ISC. SCF có thể điều khiển sự thiết lập phiên bằng
cách cho phép hoặc từ chối yêu cầu thiết lập phiến sau khi kiểm tra tài khoản của User. SCF
có thể kết thúc phiên đang tồn tại khi tài khoản của User đã cạn. SCF hỗ trợ chế độ tính cước
sự kiện với đơn vị dự trữ.
Kênh mang Charging Function (CF)
SGSN dùng điểm tham chiếu liên quan tới CAMEL AP (CAP) cho việc yêu cầu sự chấp
thuận cho dùng kênh mang từ BCF. BCF điều khiển cách dùng kênh mang.
Điểm tham chiếu Ro
AS và MRFC dùng các bản tin ACR và ACA của giao thức DIAMETER cho việc gửi thông
tin tài khoản online qua điểm tham chiếu Ro đến ECF. Khi AS hoặc MRFC áp dụng chế độ
tính cước sự kiện trực tiếp, một ACR event được dùng để ghi thông tin tài khoản tới ECF; Ở
Trang-46-
chế độ thư hai, ACR Start, Interim và Stop được dùng cho dữ liệu tài khoản liên quan tới các
phiên SIP không thành công.


Tên Lệnh Mục đích Viết tắt Nguồn Đích
Accounting - Request ACR được sử dụng để ACR MRFC, AS ECF
thông báo hoặc ngừng
thông tin tính cước tới
CCF
Accounting - Answer ACA được sử dụng để ACA ECF MRFC, AS
xác nhận ACR và thông
báo kết quả
Bảng 2.2. Bảng tham chiếu các bản tin tính cước online

2.2 BẢO MẬT TRONG IMS
Bảo mật trong IMS được chia thành hai loại: bảo mật cho truy nhập và bảo mật cho
mạng. Bảo mật cho truy nhập gồm nhận thực user và nhận thực mạng, và sự bảo vệ cho lưu
lượng giữa đầu cuối IMS và mạng. Bảo mật mạng giải quyết cho vấn đề bảo mật lưu lượng
giữa các nút mạng (có thể giống nhau đối với các mạng khác nhau).

2.2.1 Bảo mật cho sự truy nhập

Một User truy nhập mạng IMS cần phải được nhận thực và trao quyền trước khi dùng
một dịch vụ IMS nào. Khi User được trao quyền, chúng bảo vệ lưu lượng SIP giữa UE và P-
CSCF nhờ cơ chế kết hợp bảo mật IPsec.
Sự thiết lập kết hợp bảo mật: P-CSCF và đầu cuối thiết lập hai kết hợp bảo mật
IPsec. Thực hiện hai sự kết hợp này cho phép các đầu cuối P-CSCF dùng UDP để nhận các
phản hồi cho một yêu cầu (số hiệu port nằm trong mà đầu Via của yêu cầu) trên một port
khác với port được dùng cho việc gửi yêu cầu (do có hai port nên cần hai sự kết hợp bảo
mật). Hoặc theo cách khác, P-CSCF dùng cùng một kết nối TCP để gửi và nhận yêu cầu và
phản hồi. Trong cả hai trường hợp, sự kết hợp bảo mật được thiết lập từ port client-protected
của đầu cuối đến port server-protected của P-CSCF và ngược lại, sự kết hợp bảo mật này sẽ
hỗ trợ bảo mật cho lưu lượng theo cả hai hướng.




Hình 2.8. Sự kết hợp bảo mật dùng trên UDP [3]
Trang-47-




Hình 2.9. Sự kết hợp bảo mật dùng trên TCP [3]
Sau khi yêu cầu sơ cấp lên tới S-CSCF để thực hiện việc nhận thực, S-CSCF sẽ gửi lại
phản hồi 401 Unauthorized (chứa các tham số cần thiết cho sự kiểm tra nhận thực nh ư IK,
CK, AUTN và RAND) lại phía UE.

2.2.2 Bảo mật mạng

Bảo mật mạng được dùng cho việc bảo mật lưu lượng giữa các miền mạng khác nhau.
Tất cả lưu lượng tới hoặc đi khỏi miền bảo mật đều phải qua cổng bảo mật SEG (Security
Gateway). Lưu lượng từ một miền mạng đến một miền mạng khác phải qua hai SEG (hình
2.10).




Hình 2.10. Lưu lượng qua hai cổng bảo mật [3]
Lưu lượng giữa các SEG được bảo vệ bằng việc dùng IPsec ESP (Encapsulated
Security Payload định nghĩa trong RFC 2406 ) hoạt động ở chế độ ngầm. Sự kết hợp bảo mật
giữa các SEG được thiết lập và được duy trì nhờ dùng IKE (Internet Key Exchange định
nghĩa trong RFC 2409 .
Có hai loại giao diện giữa các SEG: giao diện Za giữa các SEG thực hiện truyền l ưu
lượng giữa các miền mạng khác nhau, và Zb giữa các SEG nội miền (hình 2.11).




Hình Hình 2.11. Các giao diện bảo mật mạng [3]
Trang-48-
2. 2. 3 Một số khái niệm chi tiết liên quan đến bảo mật

Khi Server nhận được một yêu cầu từ Client, nó sẽ mời Client cung cấp các khả năng
của Client trong miền mạng (Client sẽ cung cấp tên và các chứng thực rằng Client cũng đã
biết Share Secret - như password chẳng hạn). Chính vì thế cần mật mã các thông tin này khi
truyền giữa Client và Server. Client dùng digest có thể chứng thực các thông tin bí mật đó mà
không cần gửi qua mạng.
TLS - bảo mật lớp truyền tải
TLS (Transport Layer Security, định nghĩa trong RFC 2246 ) dựa trên SSL (Secure
Socket Layer). SSL được thiết kế cho việc bảo vệ thông tin web và được triển khai trong hầu
hết các trình duyệt Internet. TLS tổng quát hơn SSL, nó có thể được dùng để bảo vệ bất cứ
loại kết nối nào. Vì thế TLS được dùng để bảo vệ lưu lượng SIP.
TLS có hai lớp: lớp bắt tay (TLS handshake) và lớp bản ghi (TLS record). TLS
handshake thực hiện nhận thực các thực thể ngang hàng, nó dùng các khóa công cộng và các
chứng chỉ (Certifỉcate - hay khoá để hiểu TLS và S/MINE), thuật toán để tạo mã bảo mật
truyền dữ liệu, hay còn gọi là khoá bảo mật. TLS record thực hiện mã hóa dữ liệu. Nó dùng
thuật toán mã hóa đối xứng có khóa được tạo từ giá trị được lớp handshake cung cấp.




Hình 2.12. Thiết lập kết nối TLS [9]
S/MINE
Khi UE muốn chuyển các thông tin mà proxy không thể truy nhập (ví dụ như nội dung
của luồng audio hay video giữa hai user), thì SIP cần dùng giải pháp bảo mật end-to-end hay
dùng S/MINE (Secure/Multipurpose Internet Mail Extension). Thường thì thân của bản tin sẽ
được dùng với S/MINE, đôi khi nó cũng được dùng để mật mã hoặc mã hoá các mào đầu có
mang thông tin nhậy cảm.
Trang-49-




Hình 2.13. Sơ đồ dùng S/MINE mật mã thân bản tin [6]




Hình 2.14. Sơ đồ dùng S/MINE giải mã thân bản tin [6]
Khi UE muốn bảo mật cho mào đầu (ví dụ ở đây là mào đầu From, To và Contact), nó
sẽ copy và đặt các mào đầu này vào toàn bộ thân bản tin cần được dùng S/MINE để bảo mật
(thực hiện điều này sẽ tránh được việc bị thay đổi thông tin của mào đầu). Mào đầu Content-
Type: message/sigfrag sẽ chỉ ra bản tin có dùng S/MINE cho bảo mật mào đầu.

2. 3 QUẢN LÝ PHIÊN TRUYỀN DẪN TRONG IMS

2.4.1 Quản lý phiên truyền dẫn

Một phiên truyền dẫn ở đây được hiểu theo nghĩa của một giao dịch hoàn thiện tức là
cả một quá trình từ khi UE bắt đầu tham gia tạo một phiên dịch vụ IMS (sau khi đã được
đăng ký, và trao quyền) đến khi kết thúc phiên dịch vụ đó. Vì vậy quản lý phiên truyền dẫn
sẽ liên quan đến cả quá trình tạo lập, nắm giữ và giải phóng phiên, nó gồm một loạt các vấn
đề từ việc nhận dạng chủ gọi – bị gọi, định tuyến, chọn lựa mã truyền thông, điều khiển
phương tiện truyền thông, tính cước, và giải phóng phiên. Để nắm được thông suốt và cũng
để gắn với thực tế, chúng ta sẽ trình bầy những điều này thông qua ví dụ về một phiên hoàn
thiện được tạo lập giữa Tobias và Theresa (sau khi họ đã đăng ký và được trao quyền), qua
một loạt các bước:
Trang-50-
 UE của Tobias tạo yêu cầu INVITE chứa nhận dạng public user (đã đăng ký ở thủ tục
đăng ký) của Theresa
 Tất cả các bản tin SIP cần phải đi qua P-CSCF và S-CSCF của cả hai user
 Tất cả các bản tin SIP được gửi qua IPsec ASs đã được thiết lập giữa UE và P-CSCF
 Tất cả các gói SIP được nén lại khi truyền giữa UE và P-CSCF của nó
 UE đồng ý dùng cùng một bộ mã hóa cho luồng truyền thông sẽ được truyền
 Các mạng sẽ trao quyền truyền thông cho phiên, vì thế các user có thể dự chữ các tài
nguyên liên quan
 Cả hai UE thực hiện Resource Reservation (như đã giới thiệu ở vấn đề QoS).
 Các thực thể mạng sẽ gửi thông tin tính cước đến hệ thống tính cước.
 UE của Theresa sẽ nhận được tín hiệu chuông, Theresa sẽ chấp nhận phiên, và phiên
được thiết lập thành công.
Sau khi kết thúc cuộc gọi, UE của bên đặt máy trước (kết thúc trước) sẽ gửi yêu cầu
BYE tới UE kia, và phiên sẽ kết thúc. Hình 2.15 mô tả toàn bộ quá trình quản lý một phiên
truyền dẫn.
Trang-51-




Hình 2.15. Phiên truyền dẫn [9]


2.4.2 Các nhận dạng chủ gọi và bị gọi

Sau khi đã được mạng nhận thực, đăng ký và trao quyền, UE sẽ có khả năng được
tham gia dịch vụ. UE của Tobias sẽ gửi yêu cầu INVITE chứa nhận dạng public user của
Tobias để đảm bảo cho mạng nhận dạng user và thực thi đúng các dịch vụ cho user. Nhận
dạng này sẽ nằm ở mào đầu P-Asserted-Identity. Các nhận dạng public user của bị gọi cũng
Trang-52-
được chỉ định để mạng thực thi đúng các dịch vụ cho bị gọi, sẽ nằm ở P-Asserted-Identity
của phản hồi đầu tiên (trả lời yêu cầu INVITE).
Sự nhận dạng user chủ gọi
UE chủ gọi gửi yêu cầu chứa mào đầu P-Preffered-Identity, có chứa thông tin nhận
dạng public user đã được đăng ký. Để ẩn đi nhận dạng (của Tobias) thì cần đặt Privacy có giá
trị “id”. Thực hiện điều này sẽ làm P-CSCF của Theresa xóa bỏ P-Preffered-Identity của
Tobias trước khi gửi đến UE của Theresa, vì thế Theresa chỉ nhìn thấy nhận dạng của Tobisa
ở mào đầu From.
P-CSCF phía chủ gọi sẽ nhận được yêu cầu INVITE, nó kiểm tra yêu cầu nhận được
có qua IPsec SA hay không, nếu không thì P-CSCF sẽ từ chối yêu cầu. Sau đó P-CSCF sẽ
chèn P-Assered-Identity ở INVITE thay cho P-Preffered-Identity.
Nếu P-Preffered-Identity chứa URI có là nhận dạng public user đã được đăng ký
(bằng cách kiểm tra thông tin trạng thái đăng ký của user) đã được dùng từ trước hay không.
Nếu đúng, P-CSCF sẽ thay nội dung của P-Perffered-Identity vào làm nội dung của P-
Assered-Identity.
Sự nhận dạng của user bị gọi
Để ý đến yêu cầu INVITE, thấy request URI: INVITE sip: theresa@home2.hu SIP/2
\.0. Dựa vào URI này, S-CSCF của Theresa sẽ kiểm tra sự tồn tại của nhận thực public user
này có là nhận dạng hiện tại đã được đăng ký và trao quyền hay không. Nếu hiện tại Theresa
không đăng ký bằng nhận dạng này, thì S-CSCF sẽ gửi lại phía chủ gọi bản tin 404 (Not
Found) phản hồi cho yêu cầu INVITE và cuộc gọi sẽ bị hỏng. Lúc đó, tùy theo tiêu chuẩn lọc
đối với user chưa đăng ký, bản tin INVITE sẽ được gửi forward đến hộp thư thoại của
Theresa.
S-CSCF của Theresa nhận được yêu cầu INVITE, nếu thỏa mãn các điều kiện trên, nó
sẽ thay nhận dạng public user ở request URI cũ bởi địa chỉ liên lạc đã được đăng ký của
Theresa, và để vẫn giữa được nhận dạng cũ, S-CSCF sẽ thêm vào mào đầu P-Called-Party-
ID.
Sau khi nhận được yêu cầu INVITE, UE của Theresa sẽ gửi lại mào đầu P-Preffered-Identity
(chứa nhận dạng public user của Theresa) ở phản hồi đầu tiên cho yêu cầu INVITE.
Sau đó tiến trình thực hiện tương tụ như đã đề cập đối với hướng từ Tobias, nhưng
theo chiều ngược lại.

2.4.3 Định tuyến

Phân biệt giữa phiên, dialog, các giao dịch và nhánh (branch)
Phiên, là thuật ngữ mô tả kết nối truyền thông giữa các user (ví dụ Tobias muốn gửi
các luồng audio và video đến Theresa). Sự truyền thông này gọi là mức mang (bearer level):
các gói RTP được gửi từ hai UE đến GGSN và GGSN sẽ thực hiện truyền các gói này một
cách trực tiếp qua mạng. Phiên ở đây được thiết lập dựa trên SIP và báo hiệu SDP (giao thức
mô tả phiên) được truyền trên mặt bằng điều khiển (control plane).
Trang-53-
SIP dialog là báo hiệu giữa hai UE cần để thiết lập, điều chỉnh và giải phóng phiên đa
phương tiện. Một dialog bắt đầu được thiết lập với yêu cầu INVITE và tồn tại đến hết kết
thúc phiên bằng phản hồi 200 (OK) cho yêu cầu BYE. Mọi dialog đều được nhận dạng bằng
giá trị chứa ở mào đầu Call-ID và các nhãn (tag) ở mào đầu To và From của các yêu cầu SIP.
Một giao dịch SIP gồm một yêu cầu SIP và tất cả các phản hồi liên quan đến yêu cầu
đó. Ví dụ để thiết lập phiên, UE của Tobias gửi một yêu cầu INVITE đến UE của Theresa và
sẽ nhận được phản hồi 100 (Trying) từ P-CSCF, phản hồi 183 (Session in Progress) và 180
(Ringing) và 200 (OK) từ UE của Theresa. Như vậy có năm bản tin cho giao dịch đó, và cả
năm bản tin đêu thuộc một dialog và có cùng số Csep.
Sau khi đã thiết lập được IPsec SAs, UE của Tobias sẽ đặt địa chỉ port đã được bảo vệ
(1357) ở mào đầu Contact, đặt địa chỉ port đã được bảo vệ của nó tại mào đầu Via để có thể
nhận được tất cả các phản hồi qua port được bảo vệ đó. Địa chỉ của port được bảo vệ của P-
CSCF (7531) được đặt ở mào đầu Route đầu tiên để P-CSCF có thể nhận được tất cả các yêu
cầu của UE qua cổng bảo vệ kết hợp bảo mật đó. Các mào đầu To và From không được dùng
cho mục đích định tuyến mà nó chỉ có mục đích nhận dạng.
Khi nhận được yêu cầu, P-CSCF sẽ thực hiện: xóa mào đầu Route thứ nhất liên quan
đến địa chỉ của P-CSCF, kiểm tra xem thông tin định tuyến chứa ở trong yêu cầu có theo
đúng như thông tin định tuyến P-CSCF đã lưu trữ trong quá trình đăng ký hay không, đặt
thêm địa chỉ của nó ở mào đầu Via trên cùng (sẽ giúp nhận được các gói phản hồi), thêm vào
mào đầu Record-Route và đặt địa chỉ của nó vào đó (giúp tất cả các gói tin đều phải đi qua P-
CSCF này), rồi gửi cho S-CSCF của Tobias.
S-CSCF của Tobias nhận được yêu cầu đó, nó sẽ xóa mào đầu Route liên quan đến địa
chỉ của chính S-CSCF đó và thực hiện các thủ tục (*). S-CSCF tiếp tục định tuyến yêu cầu
INVITE sang I-CSCF của Theresa (S-CSCF của Tobias dựa vào DNS để tìm địa chỉ của I-
CSCF). Nếu S-CSCF biết được khả năng định tuyến của I-CSCF thì nó sẽ thêm địa chỉ của I-
CSCF vào mào đầu Route và thực hiện gửi theo SIP, tuy nhiên vì S-CSCF của Tobias và I-
CSCF của Theresa ở đây nằm ở hai mạng khác nhau nên S-CSCF sẽ không thực hiện được
điều đó. S-CSCF của Tobias sẽ đóng gói UDP chứa yêu cầu INVITE đến I-CSCF.
I-CSCF mạng thường trú của Theresa cần tìm ra địa chỉ của S-CSCF sẽ phục vụ cho
Theresa. Nếu Theresa chưa đăng ký, I-CSCF cần tìm ra địa chỉ của S-CSCF mặc định cho
Theresa thuê bao dịch vụ như một user không đăng ký. Thông tin S-CSCF đã cấp cho user
được lưu tại HSS, nếu có nhiều HSS thì I-CSCF cần truy vấn SLF để tìm ra HSS phù hợp
chứa thông tin về S-CSCF cấp cho Theresa. Sau khi đã tìm ra địa chỉ S-CSCF, I-CSCF sẽ xóa
địa chỉ của nó ở mào đầu Route và thêm vào yêu cầu INVITE địa chỉ đó ở mào đầu Route
trên cùng, và thêm vào địa chỉ của I-CSCF vào mào đầu Via trên cùng. Vì nhiệm vụ của I-
CSCF chủ yếu để tìm S-CSCF do vậy những gói tin sau đó không cần thiết phải qua I-CSCF
mà sẽ tới thẳng S-CSCF, do đó I-CSCF sẽ không thêm địa chỉ của nó vào mào đầu Record-
Route của yêu cầu INVITE này.
S-CSCF của Theresa nhận được yêu cầu INVITE, nó sẽ xóa địa chỉ của nó tại mào
đâu Route, thêm vào địa chỉ của nó ở mà đầu Via, và S-CSCF sẽ thực hiện thông tin với AS
Trang-54-
của Theresa tương tự các thủ tục (**). Bằng việc này, S-CSCF sẽ thay request URI bằng địa
chỉ liên lạc đã đăng ký có cổng server bảo vệ là 1006 (cũng chính là port của UE Theresa),
cùng với địa chỉ của P-CSCF (của Theresa) có được từ mào đầu Path của yêu cầu
REGISTER của Theresa. S-CSCF sẽ đặt địa chỉ của P-CSCF vào mào đầu Route.
P-CSCF của Theresa nhận được yêu cầu INVITE nó sẽ xóa tất cả mào đầu Route và
thêm địa chỉ của nó vào mào đầu Record-Route và Via, đồng thời thêm địa chỉ port bảo vệ
(1511) vào yêu cầu INVITE rồi gửi đến UE của Theresa.
Sau khi UE của Theresa nhận được yêu câu INVITE nó sẽ lưu lại giá trị của mào đầu
Contact và danh sách mào đầu Record-Route để phục vụ cho việc định tuyến các bản tin tiếp
sau.
(*)Khi S-CSCF nhận được yêu cầu INVITE khởi tạo, nó sẽ so sánh thông tin các tiêu
chuẩn lọc. Nếu yêu cầu dịch vụ phù hợp với tiêu chuẩn nào đó, S-CSCF sẽ gửi yêu cầu đến
AS của tiêu chuẩn ấy (tiêu chuẩn lọc được S-CSCF tải về từ HSS trong quá trình đăng ký và
nhận thực, mã của tiêu chuẩn lọc có dạng XML và việc thực hiện tải về sẽ thông qua điểm
tham chiếu Cx).

Bảng 2.3. Tiêu chuẩn bộ lọc của S-CSCF của Tobias
Element of filter Filter criterion #1 Filter criterion #2 Filter criterion #3
criteria
SPT: session Originating Originating Terminating
case
SPT: public user Tel:+44-123-456- sip: sip: tobias@homel.fr
identity 789 tobias@homel.fr
tel:+44-123-456-
789
SPT: SIP * INVITE SUBSCRIBE
method
Further SPT - - SIP header: event:
pres
Application sip:as1.homel.fr;lr sip:as2.homel.fr;lr sip:as3.homel.fr;lr
server

(**) Như vậy so sánh ta thấy rằng yêu cầu INVITE sẽ hợp với tiêu chuẩn lọc số 2 vì: có chứa
sip:tobias@hom1.fr, và yêu cầu là INVITE. Sau đó S-CSCF thông tin với AS Hình 2.16:
Trang-55-




Hình 2.16. Mào đầu giao dịch SIP [3]

2.4.4 Nén thông tin

Khi yêu cầu có tham số SigComp tức là nội dung của nó đã được nén (***). Ví dụ
INVITE sip: [5555::5:6:7:8] : 1006;comp=SigComp SIP/2.0. Khi nhận được yêu cầu có nén
này, P-CSCF sẽ thêm tham số com=sigcomp vào mào đầu Via của chính nó, để Theresa gửi
tất cả các phản hồi cho yêu cầu (hoặc phản hồi) đã nén này. P-CSCF thêm tham số
com=sigcomp vào mào đầu Record-Route để Theresa gửi tất cả các yêu cầu (với phản hồi
cũng tương tự) cho dialog đã nén này qua P-CSCF đó.
(***) Các thuật toán nén thay thế các biểu thức dài được sử dụng thường xuyên trong các
bản tin bởi các từ mã ngắn hơn. Bộ xử lý xây dựng một từ điển ánh xạ các biểu thức dài
thành các từ mã ngắn và gửi từ điển này đến bộ giải nén, như được chỉ ra ở hình 2.17.
Trang-56-




Hình 2.17. Quy luật SigComp [5]

Dàn xếp phương tiện truyền thông[4 ]
2. 4. 5

Cơ chế SDP offer/answer cho phép hai UE thống nhất dùng tập các phương tiện
truyền thông cho phiên và thống nhất dùng các mã hóa tương ứng được sử dụng cho mỗi loại
phiên khác nhau. Quá trình dàn xếp truyền thông thực hiện qua mấy bước:
 UE chủ gọi gửi SDP offer đầu tiên trong yêu cầu INVITE. SDP này chứa danh sách
tất cả các loại phương tiện truyền thông (như audio, video, các ứng dụng nào đó như
chat hoặc whiteboard) mà chủ gọi muốn dùng cho phiên này, SDP còn chứa danh
sách các mã hóa khác nhau mà UE chủ gọi hỗ trợ cho việc mã hóa những phương tiện
truyền thông khác nhau này.
 UE bị gọi sẽ phản hồi bằng SDP answer đầu tiên, ở đó nó có thể từ chối một số loại
phương tiện truyền thông vừa được đề xuất ở SDP offer. UE đó cũng có thể bỏ đi
những mã mà nó không hỗ trợ.
Trang-57-
 Sau khi nhận được SDP trả lời đầu tiên, UE chủ gọi cần quyết định sẽ dùng mã hóa
nào. Nó sẽ gửi một đề xuất thứ hai đến UE bị gọi, sẽ chỉ ra mã nào sẽ được dùng cho
loại truyền thông tương ứng sẽ dùng trong phiên.
 UE bị gọi sẽ chấp nhận đề xuất thứ hai và gửi lại UE chủ gọi một xác nhận. (hình
2.18).




Hình 2.18. SDP offer/answer trong IMS [4]
SIP cho phép thiết lập phương tiện truyền thông sau khi offer/anser exchange đầu tiên
(ở SDP answer có nhiều mã như ví dụ trên thì sự thiết lập phương tiện sẽ thực hiện ở
exchange thứ hai tức là sự chuyển thứ hai).
Sau Khi UE Theresa nhận được SDP offer thứ hai này, nó xác định được cả hai đã ứng
thuận dùng các luồng truyền thông và mã phù hợp tưng ứng, và phản hồi UE Tobias một
SDP answer có nội dung giống SDP offer thứ hai trên (tất nhiên mào đầu SDP answer thứ hai
này sẽ giống SDP answer đầu tiên).

2.4.6 Dự trữ tài nguyên – Resource Reservation

Các phiên giữa Tobias và Theresa được đàm phán nhờ báo hiệu SDP trên SIP giữa hai
UE. Các signalling PDP context được dùng để chuyển báo hiệu SIP, còn các media PDP
context dùng để chuyển các luồng phương tiên truyền thông. Thủ tục thiết lập media PDP
context được gọi là Resource Reservation.
Thiết lập media PDP context là thủ tục chiếm một khoảng thời gian nào đó và nó có
thể không thực hiện được nếu liên kết vô tuyến bị thiếu tài nguyên truyền dẫn (thiếu kênh
truyền hoặc chất lượng kênh không đủ để truyền). Vì thế UE của Theresa sẽ không có hồi
chuông khi chưa xác định được Resource Reservation bên chủ gọi đã hoàn thành tốt. Cơ chế
thực hiện điều này theo:
Trang-58-
 UE Tobias gửi yêu cầu SIP UPDATE đến UE bị gọi khi Resource Reservation đã
thành công ở UE của Tobias;
 UE Theresa sẽ không có chuông cho đến khi nó nhận được yêu cầu SIP UPDATE của
UE Tobias.
Ta xét trường hợp khi UE không hỗ trợ cơ chế điều kiện (precondition) (giả sử UE của
Theresa không hỗ trợ cơ chế này). Khi đó không cần biết đến tài nguyên mặc định (Resource
Reservation) của UE Tobias có thành công hay không, UE của Theresa cũng có hồi chuông
và cuộc gọi bắt đầu. Ở đây ta thấy được sự thành công cuộc gọi ở mức báo hiệu nhưng thông
tin trên mặt bằng truyền thông media thì lại không đạt được, kết quả là cuộc gọi vẫn không
thành công (nếu UE Tobias vẫn chưa thực hiện được Resource Reservation). Khi một yêu
cầu từ UE có hỗ trợ cơ chế này, mào đầu của nó có tham số precondition: Require: see-agree,
precondition. Nếu UE tại đó không hỗ trợ precodition thì nó sẽ phản hồi bằng 420 (Bad
Extenstion) cho INVITE.




Hình 2.19. SDP offer/answer và các tiền điều kiện khi thiết lập phiên SIP [7]
Sau khi nhận được SDP answer trên trong phản hồi 183 ở trên, UE Tobias gửi yêu cầu
PRACK, quá trình tiếp theo hoàn toàn giống như mục 2.4.5, nhưng có thêm vào các mào đầu
liên quan đến qos precondition đối với mỗi luồng truyền thông tương ứng với mỗi dòng m.
Như vậy khi cả hai phía đã thực hiện Resource Reservation (*) và cả hai đều xác định được
sự thành công đó thì cuộc gọi bắt đầu thực hiện được với tín hiệu chuông.
Resource Reservation thành công - GPRS đã thiết lập được các media PDP context –
(*)
Packet Data Protocol context sơ cấp và thứ cấp. Kích hoạt PDP context sơ cấp tức là thiết
Trang-59-
lập kết nối logic giữa UE và GGSN theo QoS, sau khi thực hiện điều này thì UE có thể gửi
các gói IP qua môi trường không dây. PDP context thứ cấp được kích hoạt sẽ cho phép UE
gủi các gói IP tiếp theo nhưng với QoS khác.

2.4.7 Điều khiển phương tiện truyền thông


P-CSCF


(1) INVITE / 183



(2) P-CSCF requests /
gets from PDF the media
(3) INVITE / 183 media
authorization token
authorization token
PDF

(5) GGSN queries PDF



PDP
(4) Media PDP Context
establishment including token

GGSN
(6) GGSN cut through media



Hình 2.20. Truyền tài thông tin trao quyền media [3]

2.4.8 Sự trao đổi thông tin liên quan đến tính cước cho phiên [12];[17]

Kể từ khi dữ liệu lưu lượng truyền thông được truyền qua PDP context, GGSN sẽ thực
hiện đo đạc tính cước lượng dữ liệu truyền qua PDP context. Những bản tin tính cước được
GGSN ghi dựa theo GPRS Charing ID (GCID) được tạo bởi mạng truy nhập. GGSM sẽ gửi
các GCID qua điểm tham chiếu Go để tới P-CSCF. P-CSCF sẽ tính cước các luồng media đã
được truyền trên các media PDP context đã thiết lập, P-CSCF sẽ tạo IMS Charing ID (ICID)
dựa vào GCID (có thể hình dung rằng GCID tính cước lưu lượng còn ICID tính cước tổng
dựa vào từng loại lưu lượng cho audio hay video thì cước sẽ khác nhau). Sau đó P-CSCF gửi
ICID về CCF mạng thường trú của user (P-CSCF tải về địa chỉ của CCF từ S-CSCF nhờ mào
đầu P-Charing-Address, S-CSCF có được địa chỉ của CCF từ HSS nhờ thông tin của gói
Diameter SAA khi user thực hiện đăng ký).
Chú ý đối với yêu cầu INVITE, khi S-CSCF nhận được nó, S-CSCF sẽ truy vấn
chuẩn bộ lọc để tìm được AS phục vụ user và gửi yêu cầu INVITE đến AS đó như đã đề cập.
Sở dĩ phải truy vấn AS vì AS chứa cơ sở dữ liệu phục vụ dịch vụ - tiếng chuông chẳng hạn.
Nếu yêu cầu INVITE này được thiết lập khi Resource Reservation đã đạt được – vì yêu cầu
này được thiết lập ở giao dịch thứ hai chẳng hạn – khi user muốn thêm một dịch vụ nữa vào
phiên. Nếu vậy thì các thủ tục đối với thông tin cước đều được thực hiện như trên.
Trang-60-



2.4.9 Ví dụ một số trường hợp Đối với tính cước offline

Khi UE nằm ở mạng tạm trú:




Hình 2.21. UE nằm ở mạng tạm trú thiết lập phiên. [7]
Trang-61-



Khi UE nằm ở mạng thường trú:




Hình 2.22. UE nằm ở mạng thường trú thiết lập phiên. [7]

2.4.10 Giải phóng phiên

Giả sử Theresa là người muốn kết thúc phiên, cô ấy thực hiện bấm nút kết thúc cuộc
gọi, UE Theresa sẽ gửi yêu cầu BYE. L úc n ày, UE Tobias cũng sẽ bỏ PDP context của nó
ngay khi nhận được yêu cầu BYE. Nó sẽ phản hồi bằng 200 (OK). Các S-CSCF và AS cũng
xóa bỏ các thông tin liên quan đến phiên và dialog.
Trường hợp P-CSCF thực hiện giải phóng phiên đã khởi tạo - khi nó nhận ra UE đã bị
mất sóng và không thể kết nối với mạng được, khi đó P-CSCF cần gửi yêu cầu BYE đến phía
UE ở xa (UE không bị mất sóng).
Trang-62-
Trường hợp user dùng hình thức tính cước online – thuê bảo trả trước, đang thực hiện
phiên dịch vụ thì tài khoản bị hết tiền thì S-CSCF sẽ thực hiện giải phóng phiên đã khởi tạo.
Khi đó S-CSCF sẽ gửi yêu cầu BYE tới UE của user đó.
Mục 2.4.10 với trình tự giải phóng phiên và các thông tin liên quan đến tính cước
offline trong IMS đã kết thúc chương II của Luận văn.
Chương III; là chương quan trọng mà Luận văn tập trung nghiên cứu với các dịch vụ
trên nền IMS đã, đang và sẽ được các nhà khai thác mạng trên thế giới áp dụng. Lượng kiến
thức được trình bày ở chương này được rút ra từ các nghiên cứu, triển khai các dịch vụ IMS
trên nền NGN tại Việt Nam.
Trang-63-
Chương 3: CÁC DỊCH VỤ TRIỂN KHAI TRÊN NỀN IMS

3. 1 CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ TRONG IMS
IMS hỗ trợ các chế độ QoS end-to-end (được mô tả ở 3 GPP TS 23.207-End-to-end
QoS concept and architecture- [11]: Các đầu cuối có thể trực tiếp dùng các giao thức dành
riêng cho tài nguyên lớp liên kết, RSVP (Resource ReSerVation Protocol), hoặc cấu trúc
Diffserv.

3.1.1 Giới thiệu

Các đầu cuối cần ánh xạ các luồng truyền thông của một phiên vào các luồng dành
cho tài nguyên (Resource Reservation). Một đầu cuối thiết lập một luồng audio và một luồng
video có thể yêu cầu một luồng Reservation đơn (cho cả audio và video) hoặc yêu cầu hai
luồng Reservation (một cho audio, một cho video). Việc yêu cầu đó có thể gồm việc tạo ra
một context PDP thứ cấp hoặc việc gửi những gói PATH RSVP.
P-CSCF hướng dẫn đầu cuối thực hiện Resource Reservation bằng cách dùng các SRF
(Single Reservation Flow) của SDP Grouping Framwork.
SDP Grouping Framework (RFC 3388) cho phép nhóm các luồng truyền thông và mô
tả ngữ nghĩa của nhóm. Ví dụ, LS (Lip Synchronization) chỉ ra rằng play-out của các luồng
truyền thông cần phải được đồng bộ. LS được dùng để nhóm một luồng audio và một luồng
video (hình 3.1).




Hình 3.1. P-CSCF thêm SRF vào yêu cầu INVITE [3]
Trang-64-




Hình 3.2. P-CSCF thêm SRF vào phản hồi 183 [3]

3.1.2 Reservation của các đầu cuối

Các đầu cuối dùng thông tin SRF trong các mô tả phiên để xác định số luồng Resource
Reservation (tài nguyên mặc định) cần được thiết lập. Khi mạng truy nhập là GPRS, mỗi
luồng Resource Reservation là một PDP Context (ngữ cảnh PDP, hoặc dạng PDP).
Một đầu cuối thiết lập một PDP để trao đổi báo hiệu SIP sau khi thực hiện liên kết
GPRS (hình 3.3). Thông tin được mạng lưu về việc PDP này chứa địa chỉ IP của đầu cuối và
các đặc tính QoS của PDP chứa loại lưu lượng. Có bốn loại lưu lượng: Best Effort,
Interactive, Streaming, và Conversational. PDP dùng cho báo hiệu SIP luôn thuộc loại
Conversation.




Hình 3.3. Sự kích hoạt PDP Context [15]
Các đầu cuối IMS thiết lập thêm các PDP Context để gủi và nhận phương tiện truyền
thông (hình 3.4). Số PDP Context được thêm (các PDP Context thứ cấp) tùy thuộc vào các
giới thiệu nhận được từ P-CSCF ở các dòng SRF a=group. Các PDP Context thứ cấp dùng
Trang-65-
cùng địa chỉ IP như chức năng quyết định chính sách (PDP Context sơ cấp), nhưng chúng có
thể sẽ chứa những đặc tính QoS khác nhau.




Hình 3.4. Kích hoạt PDP context thứ cấp [15]

3. 1. 3 Sự trao quyền bởi Mạng

Các đầu cuối có thẻ trao quyền nhận được từ PDF trong các gói tin Activate Secondary
PDP Context Request – yêu cầu PDP Context thứ cấp kích hoạt. SGSN nhận được gói tin này
và dùng MAP kiểm tra thông tin thuê bao của User trong HSS. Nếu đầu cuối yêu cầu nhiều
băng thông hơn so với thuê bao của User cho phép (thuê bao mà nhà cung cấp cho phép
người dùng sử dụng dịch vụ), SGSN sẽ gửi một yêu cầu tạo PDP Context đến GGSN. Gói tin
này chứa thẻ trao quyền nhận được ở gói tin (1). GGSN nhận được thẻ này ở ở gói tin (2) của
hình 3.5 và gửi nó đến PDF trong bản tin COPS REQ (3). PDF phản hồi bằng bản tin DEC
(4) có chứa các đặc tính QoS và các nhận dạng những luồng gói dùng PDP Context.




Hình 3.5. Mạng trao quyền QoS [16]
GGSN dùng các bộ lọc gói để đảm bảo rằng chỉ các luồng gói đã trao quyền là được
gửi. Các nhận dạng các luồng gói gồm năm mức chứa các địa chỉ nguồn đích, các cổng
nguồn và đích. Ví dụ, một PDP Context có thể chỉ mang lưu lượng gửi đến địa chỉ IP của UE
ở xa. Nếu GGSN không triển khai loại bộ lọc này thì user có thể dùng một PDP Context đã
trao quyền bởi PDF cho một mục đích khác.
Trang-66-
GGSN sau khi nhận được bản tin DEC (4), nó trả lại một bản tin RTP (5) đến PDF chỉ
ra rằng nó sẽ tuân theo chính sách của PDF. Sau đó, nó sẽ nhận thực PDP Context đã yêu cầu
(6).

QoS trong mạng [16]
3. 1. 4

GGSN nhận được lưu lượng từ một đầu cuối trên PDP Context, sẽ phân công nó
một DSCP hợp lý và gửi DSCP đó vào mạng theo cấu trúc DiffServ (hình 3.6). DSCP tương
ứng với một PDP Context riêng biệt được phân công dựa trên các luật cấu hình tĩnh trong
GGSN. Khi RSVP được dùng, GGSN có thể dùng thông tin mang trong báo hiệu RSVP để
quyết định DSCP nào sẽ được dùng.




Hình 3.6. Cấu trúc DiffServ thông qua các DSCP nhờ GGSN [3]

3. 2 DỊCH VỤ HIỂN THỊ
Hiển thị là dịch vụ thể hiện hồ sơ động của một user tại các thực thể hiển thị, trình bày
thông tin về chính user đó hoặc cả thông tin chia sẻ khác. Hiển thị có thể đ ược xem như trạng
thái của user A đối với các user khác hoặc trạng thái của các user khác đối với user A. Trạng
thái có thể chứa các thông tin như thông tin cá nhân và thông tin về trạng thái thiết bị, khả
năng của thiết bị đầu cuối, phương thức liên lạc tương thích đối với dịch vụ mà user A muốn
dùng để thông tin với các user khác (voice, video, message, game…)
Thông tin hiển thị mang tính cá nhân, luôn được liên kết riêng với từng user. Nó chỉ
cho người đang khởi tạo cuộc gọi biết được trạng thái của các user khác, cho phép có một sự
lựa chọn hình thức thông tin với các user đó, điều đó khiến cho việc điều khiển cuộc gọi
được linh hoạt, thuận tiện và hiệu quả.

3. 2. 1 Cấu trúc hệ thống liên quan đến dịch vụ hiển thị trong IMS

Hình 3.7 mô tả sơ đồ cấu trúc hệ các thực thể liên quan đến vấn đề dịch vụ hiển thị
trong IMS. Trong đó đầu cuối IMS thực hiện vai trò là thực thể giám sát và là thực thể thực
hiện hiển thị (PUA – Presence User Agent). Presence Agent (PA) là server ứng dụng nằm ở
mạng thường trú. Trong IMS, PA cũng đóng vai trò làm Presence Server. Resource List
Server (RLS) cũng được triển khai trên Server ứng dụng (AS). AS cung cấp nhiều dịch vụ và
nó có thể đảm nhận làm một thực thể giám sát Watcher các thông tin hiển thị.
Trang-67-




Hình 3.7. Cấu trúc hệ thống hiển thị của IMS [3]
Giao diện Pen đáng chú ý vì nó cho phép AS hoạt động như PUA thực hiện công bố
thông tin hiển thị đến PA. PUA đạt được thông tin hiển thị từ HLR, MSC/VLR, SGSN,
GGSN, hoặc S-CSCF.
Giao diện Ut kết nối giữa đầu cuối IMS và bất kỳ Application Server nào, như PA
hoặc RLS. Ut cho phép user lấy được cấu hình của danh sách hiển thị, hoặc trao quyền giám
sát…Giao diện này dùng giao thức XCAP (XML Configuration Access Protocol).
Presentity - Thực thể hiển thị, cung cấp thông tin hiển thị cho một dịch vụ hiển thị;
Watcher – Các thực thể yêu cầu thông tin hiển thị
Presence Agent – Có khả năng lưu trữ dữ liệu thuê bao và tạo các thông báo;
Presence User Agent – Dùng thông tin hiển thị dành cho Presentity và công bố thông tin hiển
thị;
Presence Server - Quản lý thông tin hiển đã được các PUA tải lên và xử lý các yêu cầu thuê
bao hiển thị, và cung cấp thông tin hiển thị đến server;
Presentity Presence Proxy - Nhận dạng Presence Server;

3. 2. 2 Sự đăng ký Watcher

User Alice có thể đảm nhận làm một watcher. Khi Alice bắt đầu dùng ứng dụng hiển
thị, cô sẽ đăng ký các thông tin hiển thị về các thực trạng hiện tại của cô.
Mặc dù IMS cho phép Alice đăng ký các hiển thị mà cô dùng riêng, nhưng trong hầu
hết các trường hợp, watcher luôn đăng ký toàn bộ danh sách hiển thị của họ từ RLS của mạng
thường trú.
Hình 3.8 là một quá trình đăng ký dịch vụ hiển thị. Ứng dụng Watcher trong UE của
Alice sẽ gửi một yêu cầu SUBSCRIBE đến danh sách của cô (có địa chỉ: sip:alice-
listIMS

4.1.1.1 Chuyển đổi dịch vụ
Lộ trình chuyển đổi dịch vụ của Huawei có những điểm cơ bản cần lưu ý như sau:
 Theo Huawei, các dịch vụ trước đây VNPT cung cấp là những dịch vụ đơn giản và
chủ yếu dựa trên thoại. Những dịch vụ như PPS, PPT, UPT trên nền INAP.
 Khi VNPT nâng cấp mạng NGN, Softx3000 của Huawei hỗ trợ nhiều loại dịch vụ số
liệu và rút ngắn thời gian triển khai dịch vụ. Các dịch vu PPS, PPT và UPT có thể tiếp
tục thực hiện trên nền SIP. Ngoài ra, cấu trúc này đảm bảo cung cấp nhiều loại dịch
vụ khác như: RBT, UC, WEB 800 …
 Khi mạng VNPT ở giai đoạn phát triển IMS (chuyển đổi sang IMS ở pha 3), giải pháp
IMS của Huawei cho phép cung cấp nhiều loại dịch vụ đa phương tiện và các dịch vụ
hội tụ FMC. Huawei cung cấp: dịch vụ VCC, CSI, IP Centrex, Multimedia
Trang-99-
Conference, Poc, Presence, Group, MRBT/MCID (chi tiết về các dịch vụ này sẽ được
phân tích trong mục 4.1.3)...
Huawei đề xuất cung cấp các dịch vụ đa phương tiện và các dịch vụ hội tụ FMC ở các
khu vực có nhu cầu cao như Hà Nội và Tp Hồ Chí Minh.

4. 1. 2 Thiết bị

Dưới đây là mô hình mạng IMS đầy đủ các thành phần do Huawei triển khai.


iManager N2000 ISMP
ENUM Server OCS9810 ICF9815
EMS W eb
ENUM Server OCS CCF
portal


3G Phone UTRAN




EVDO
RM9000
PCRF
3G Phone GTAS9900 ETAS9960
Telephony IP Centrex
CSC3300 HSS9820 AS AS
W IMAX I-CSCF HSS



CSC3300
AIM6000
P-CSCF
NACF
W IFI

Dual mode CSC3300
AIM6000 CSI9620
HOAS9600
S-CSCF
Phone CLF CSI AS
VCC AS
InfoX AAA
LAN/FTTX
UAAF &
PDBF AGC3000
AGCF

IP Phone CSC3300 MRS6600
xDSL
BGCF MRFC &
ENIP IMAS series
RM9000 RM9000 MRFP
AS IP multimedia
RACF SPDF
Platform AS

CABLE

SE2300
POTS Phone SG7000 SoftX3000
SoftX3000 UMG8900
A-BGF
SGW I-BCF
MGCF IM-MGW

TDM Access



PSTN PLMN IP Network




Hình 4.4. Mô hình mạng IMS đầy đủ của Huawei
a. CSC3300
CSC3300 (Call Session Control Function) cung cấp đầy đủ các chức năng liên quan
đến nhận thực người dùng, quản lý phiên, quản lý roaming, là thành phần chính trong giải
pháp của hệ thống mạng IMS và mạng kết hợp cố định, di động của Huawei. Nó hỗ trợ cho
các mạng cố định và di động sử dụng chuẩn 3GPP, 3GPP2, ETSI và ITU-T.
Ngoài các chức năng cơ bản P-CSCF, I-CSCF, S-CSCF của một CSCF nó còn có
thêm các chức năng lựa chọn đường truyền từ IMS tới mạng chuyển mạch kênh (BGCF) và
nhận diện chức năng thanh toán trực tiếp (OCG).
CSC3000 cũng hỗ trợ rất nhiều chế độ nhận thực khác nhau như IMS AKA (3GPP),
Early AKA (GSM/UMTS), Early IMS (PS subscribers), HTTP Digest, NBA (Fixed network
terminals).
Trang-100-
b. HSS9820
HSS9820 (Hom Subscriber Server) là máy chủ lưu trữ các thông tin người dùng, được
tích hợp cả chức năng HSS và SLF của mạng IMS với số lượng thuê bao lưu trữ lên đến 10
triệu người. HSS9820 cũng có đầy đủ các chức năng nhận thực các người dùng khác nhau
với các cơ chế nhận thực như CSC3300 ở trên. Ngoài ra do là nơi lưu giữ cơ sở dữ liệu nên
HSS9820 cung cấp khả năng lưu trữ và đồng bộ dữ liệu thời gian thực với việc sử dụng song
song 2 server: một active và một standby.
c. MRS6600 (MRC6600/MRP6600)
MRS6600 gồm 2 thành phần MRC6600 (Media Resource Controller) và MRP6600
(Media Resources Processor). MRFC kết hợp với MRFP để nhận biết cơ chế phân biệt điều
khiển tài nguyên phương tiện từ sóng mang như audio conference, video conference, voice
mailbox, video mailbox, nhạc chuông đa âm, hình màu, Push-to-Talk. MRC6600 hỗ trợ
audio conference lên đến 2048 thuê bao và video conference lên 128 thuê bao cùng tham gia,
có dung lượng lên đến 18 triệu thuê bao liên lạc trong giờ bận.
d. AIM6300
AIM6300 là thành phần thuộc lớp truy cập liên mạng, có chức năng quản lý vị trí, cấu
hình mạng truy cập và lưu trữ thông tin người dùng của mạng cố định, phân bố các tham số
mạng và vị trí hiện tại của thiết bị người dùng. Nó bao gồm cả chức năng NACF và CLF
trong NASS (Network Attachment Subsystem).
Việc nâng cấp và mở rộng AIM6300 thực hiện dễ dàng dựa trên giải pháp dual-plane.
Để nâng cấp, chỉ cần nâng cấp chế độ standby trước, sau đó chuyển đổi giữa chế độ standby
và active để nâng cấp chế độ còn lại. Việc mở rộng có thể thực hiện bằng cách thêm khung,
bảng, địa chỉ IP, nâng cấp đường dẫn và các dịch vụ gia tăng.
Ngoài ra người dùng có thể lựa chọn một trong hai giao diện sử dụng là MML (Man-
machine Language) và GUI (Graphic User Interface).
e. AGCF/MGCF
AGC3000/MGC3000 là thành phần được nâng cấp từ softswitch theo hai hướng tùy
theo cấu hình hiện tại của mạng NGN. Softswitch có thể đóng vai trò như một AGCF
(Access Gateway Control Function) hoặc MGCF (Media Gateway Control Function). Việc
nâng cấp này được thực hiện bằng nâng cấp phần mềm.
Trang-101-




Hình 4.5. Nâng cấp từ softswitch lên AGCF




Hình 4.6. Nâng cấp từ softswitch lên MGCF

4. 1. 3 Dịch vụ

a) VCC (Voice Call Continuity)
Voice call continuity là ứng dụng quan trọng của hệ thống FMC sử dụng một số MSISDN
cho cả mạng di động và cố định. Chuyển giao có thể thực hiện theo cả 2 hướng từ mạng
GSM sang Wifi và ngược lại với thời gian trễ chuyển giao nhỏ hơn 200ms. Với thời gian trễ
rất nhỏ các dịch vụ như SMS hay Voice mail vẫn thực hiện được. Chuyển giao diễn ra nhanh
người dùng sẽ không cảm thấy bị đứt quãng cũng như khác biệt ở chất lượng thoại. Giải pháp
VCC của Huawei có thể tích hợp với các dịch vụ đa phương tiện khác như
Presence/PoC/Group/Messaging, IP Centrex và IPTV.
Trang-102-




Hình 4.7. Mô hình dịch vụ VCC
Dịch vụ VCC được thử nghiệm ở TI, Singtel, Telmex… và đã có nhiều sản phẩm đầu
cuối hỗ trợ GSM/Wifi. Dịch vụ VCC sẽ còn được phát triển hơn nữa, cho phép cuộc gọi
chuyển giao liên mạng giữa WiMAX/WLAN/xDSL/2G/3G.
b) CSI
Dịch vụ CSI là dịch vụ trên thiết bị cầm tay tương tự như dịch vụ nhắn tin ngắn phổ biến
Yahoo Messenger. Người dùng có thể chia sẻ đoạn video, picture khi thực hiện cuộc gọi. Âm
thanh cuộc gọi thực này được truyền qua mạng chuyển mạch kênh còn các thông tin đa
phương tiện được truyền nhờ mạng IMS cấu trúc chuyển mạch gói. Có 2 hình loại dịch vụ
này là E2E CSI và E2G CSI.
E2E CSI được sử dụng chỉ để truyền hoặc hình ảnh video hoặc là dữ liệu giữa 2 đầu cuối
mạng CSI trong khi E2G CSI phức tạp hơn cho phép thực hiện đồng thời chia sẻ hình ảnh
video giữa các thiết bị đầu cuối CSI và cổng mạng IP. Nó có khả năng liên kết hoạt động cho
thiết bị CSI và thiết bị như điện thoại VoIP.
c) IP Centrex
Huawei cung cấp rất nhiều loại hình dịch vụ cho IP Centrix cung cấp liên kết nối thoại
giữa các chi nhánh của công ty với giá thành thấp. Các đặc điểm của hệ thống IP Centrex của
Huawei
- Giải pháp IP Centrex thay thế cho tổng đài PBX. Ngoài các đặc điểm kế thừa của PBX
truyền thống, giải pháp IP Centrex hoàn toàn điều khiển bởi nhà khai thác.
- Giải pháp này hỗ trợ cho nhiều loại thiết bị đầu cuối cố định và di động như POTS,
PC, PDA, máy di động với khả năng hỗ trợ toàn di động.
- Giải pháp của Huawei bao gồm nhiều dịch vụ IT tổ hợp như email, notes, portal,
DNS, address book… Nhiều dịch vụ tích hợp khác như click to call, click to conference, web
conference…
Trang-103-
- Giải pháp này có thể kết hợp với VCC thích hợp cho nhân viên thường xuyên phải di
chuyển của công ty hay các công việc làm xa công ty.
- Các dịch vụ chủ yếu: Gọi vào, ra từ nhóm (Intra-group calling out, Out-group calling
out), Intra-group calling in, Out-group calling in, Originating call screening, Emergency call.
d) Conference
Huawei cung cấp giải pháp cuộc gọi hội nghị hỗ trợ cả thoại có hình ảnh cho phép trao
đổi thảo luận giữa các thành viên của công ty cũng như đối tác, thảo luận công việc cũng như
các hoạt động tư vấn khác. Ngoài các tính năng thường có, giải pháp của Huawei cho phép
lựa chọn các chế độ conference khác nhau tùy theo tính chất công việc.
e) Group, Presence, PoC
Giải pháp quản lý nhóm được cung cấp khi sử dụng GM Server của Huawei. Máy chủ này
phù hợp tiêu chuẩn của chức năng quản lý nhóm OMA hỗ trợ cho cả PoC, Presence và
Instant messaging. Hệ thống GM này có thể được cấu hình thông qua nhà khai thác bằng
cách ứng dụng các công cụ đơn giản mà máy chủ có sẵn, thiết lập các thông số về cấu hình
máy chủ, chính sách bảo mật, quản lý dữ liệu. Các người dùng có thể quản lý dữ liệu nhóm
sử dụng chuẩn XCAP của Huawei, chuyển đổi nhóm bằng thông báo đến máy chủ và nhận
thông báo từ máy chủ khi dữ liệu thay đổi.
Với chức năng này, người dùng có thể thực hiện thay đổi nhóm để thực hiện cuộc gọi
PoC, đăng ký dịch vụ Presence cho phép hiển thị thông tin hiện tại của những người trong
nhóm như trong các dịch vụ nhắn tin IM trên mạng.




Hình 4.8. Dich vụ Presence
f) Integrated Messaging
Sử dung giải pháp IMS cho phép cung cấp các dịch vụ nhắn tin đa phương tiện tích hợp
cho tất cả các mạng với nhiều loại dịch vụ như SMS, MMS, IM, chat, email…
Máy chủ tin nhắn InfoX cung cấp nền dịch vụ nhắn tin và nhiều hình loại dịch vụ tin nhắn
nên dịch vụ này dựa trên cấu trúc modul IMS sử dụng mạng IP. Cấu trúc máy chủ InfoX nh ư
hình dưới đây:
Trang-104-




Hình 4.9. Dịch vụ nhắn tin tích hợp
Máy chủ này có khả năng lưu trữ lượng lớn các tin nhắn SMS, IM, Email, Voicemail,
Fax. Người dùng có thể truy cập vào máy chủ thông qua giao diện GUI và TUI. Truy cập
giao diện GUI khi đầu cuối là PC, smart phone, PDA thông qua phần mềm cài sẵn hoặc web.
Truy cập giao diện TUI tiến hành thông qua cuộc thoại. Khi đăng ký sử dụng dịch vụ này,
người dùng nhận được số xác thực SIP. Sử dụng số này, người dùng có thể gửi, nhận tin nhắn
text, voice, picture, video, data…
Ba dịch vụ cơ bản máy chủ InfoX cung cấp:
- Instant Messaging
- Session based messaging
- Store and transfer messaging.
g) Multimedia RBT (Ring back tone)
Dịch vụ M-RBT là dịch vụ mở rộng của dịch vụ ring back tone truyền thống, nó cho phép
tích hợp nhiều loại phương tiện hơn là chỉ có nhạc chuông, ví dụ như các âm thanh có hiệu
ứng, hình ảnh video như MTV, đoạn clip thể thao. Người gọi đến các thuê bao sử dụng dịch
vụ này hoàn toàn có thể thưởng thức trong khi chờ người nghe nhấc máy. Thuê bao dịch vụ
cũng có thể tự thiết lập lại chế độ chuông chờ của mình bằng nhiều cách như truy cập web,
wap, hay tin nhắn tới tổng đài…
h) Các dịch vụ khác
Ngoài các dịch nêu trên, Huawei cung cấp các dịch vụ khác như Gaming, Rich call,
Multimedia Caller ID và đang đẩy mạnh phát triển các ứng dụng cho dịch vụ IPTV, được
xem là dịch vụ truyền hình của tương lai.
Trang-105-

HÃNG ERICSSON.
4. 2

4.2.1 Giải pháp

Ericsson chủ trương phát triển mạng lõi chung cho cả nhà khai thác vô tuyến và hữu
tuyến, cung cấp các dịch vụ đa phương tiện hội tụ thông qua các phương thức đa truy nhập
đáp ứng các cấp độ dịch vụ. Hệ thống IMS của Ericsson bao gồm lõi, các thành phần hoạt
động chung, hỗ trợ chức năng liên kết hoạt động cho phép nhà khai thác và nhà cung cấp
dịch vụ giảm giá thành, sử dụng các hạ tầng mạng sẵn có với tính năng sử dụng dễ dàng, độ
tin cậy và bảo mật cao.
Giải pháp IMS của Ericsson dựa trên đặc tính cấu trúc của 3GPP (Rel 5), 3GPP2, giao thức
SIP dựa trên IETF. Ngoài ra giải pháp này cũng có các đặc tính tham chiếu khác từ OMA và
TISPAN.
Giải pháp IMS của Ericsson là cấu trúc hoàn chỉnh End-to-End cho các nhà khai thác
cố định và di động, cung cấp từ thiết bị đầu cuối đến xây dựng và phân bổ dịch vụ. Các thành
phần mạng Ericsson cung cấp bao gồm CSCF, HSS tới AS. Giải pháp IMS của Ericsson
được xây dựng trên nền Ericsson Mobile Platforms bao gồm cả cấu trúc IMS Client.
Giải pháp này gồm các dịch vụ tiêu chuẩn hóa IMS Push to Talk, IMS weShare phục
vụ cho người dùng di động và IMS Multimedia Telephony cho các người dùng cố định.
Ngoài ra giải pháp của Ericsson cũng như hỗ trợ cho các nhà điều hành nâng cấp hạ tầng
cũng như dịch vụ hiện có. Việc nâng cấp được tiến hành thông qua Ericsson Mobility World,
tổ chức toàn cầu thực hiện các chương trình phát triển dịch vụ và IMS Studio là bộ công cụ
phần mềm cho phép tạo ra môi trường dịch vụ cho hệ thống IMS phục vụ cho việc hỗ trợ, tư
vấn, tích hợp mạng.
Trang-106-




Hình 4.10. Sơ đồ tổng quan giải pháp IMS Ericsson
Giải pháp IMS của Ericsson là giải pháp IMS hoàn chỉnh bao gồm:
 Hệ thống IMS chung - IMS Common System (ICS) bao gồm các phần tử cho cả hệ
thống vô tuyến và hữu tuyến và những phần tử được sử dụng để hỗ trợ nhiều giải
pháp trong cùng một domain.
 Các giải pháp IMS (IMS Bussiness/Customer Solutions) bao gồm các ứng dụng sử
dụng tất cả hoặc một nhóm các phần tử Hệ thống IMS chung cùng với các client phần
mềm tạo ra một môi trường IMS từ đầu cuối đến đầu cuối.
 Các dịch vụ IMS của Ericsson.
Hình 4.10 thể hiện cấu trúc tổng quan giải pháp IMS của Ericsson, các thành phần chính bao
gồm:
 Hệ thống chung IMS - IMS Common System (ICS).
 Các hệ thống hỗ trợ IMS - IMS Support Systems.
 Các ứng dụng và kiến tạo dịch vụ IMS - IMS Enablers and Applications.
Giải pháp dịch vụ đề xuất cho VNPT bao gồm:
 Giải pháp Ericsson IMS Multimedia Telephony, IMT
Ngoài ra còn có các giải pháp dịch vụ khác như:
 IMS Push to Talk, PTT.
Trang-107-
 IMS Messaging, IMSM.
 Giải pháp IMS IPTV.

4. 2. 2 Thiết bị

CSCF 3.0
Giải pháp IMS của Ericsson hỗ trợ tính năng CSCF dưới dạng một ’IMS Cluster’ (các
phần tử P- I- và S-CSCF cùng với BGCF (Breakout Gateway Control Function) được xây
dựng trong cùng một platform). Cấu trúc này cũng cho phép chuyển đổi sang thành cấu trúc
phân tán theo từng phần tử riêng biệt. IMS cho phép linh hoạt cấu hình các thực thể logic
CSCF trong cùng một nút vật lý hoặc trong các nút vật lý độc lập. Các thực thể được thiết kế
cho phép kiểm soát lưu lượng theo chế độ tích hợp hoặc chế độ độc lập tùy theo cấu hình
mạng.
CSCF được xây dựng theo kiến trúc máy chủ - TSP platform ( Transit signal priority-
platform) (trong tương lai sẽ được nâng cấp thành một card BLADE TSP độc lập trong cấu
trúc Integrated Site (IS)).
TSP là cấu trúc chung của Ericsson cho các máy chủ mạng thế hệ mới và các nút điều
khiểns. TSP là một kiến trúc dựa trên nền tảng máy chủ và hệ thống điều khiển được sử dụng
cho các máy chủ viễn thông và các nút điều khiển đòi hỏi có dung lượng thay đổi và dễ sản
xuất.
HSS 4.0
HSS là nút mạng cơ sở dữ liệu được sử dụng cho một số công nghệ truy nhập của
Ericsson như: GPRS, WCDMA, CDMA2000, WLAN và hữu tuyến.
HSS đóng vai trò quan trọng trong hệ thống IMS chung của Ericsson; nó là cơ sở cho
các giải pháp IMS Push To Talk, IMS WeShare và IMS Multimedia Telephony dựa trên SIP
của Ericsson.




Hình 4.11. Vị trí HSS trong mạng
Nút mạng HSS là cơ sở dữ liệu chính đối với thuê bao IMS. Đây là điểm tham chiếu
chính của thuê bao trong mạng thường trú có chức năng hỗ trợ thuê bao về vấn đề bảo mật,
Trang-108-
nhận thực, quản lý di động, chuyển vùng, quản lý đăng ký và quản lý nhận thực đối với truy
nhập IMS.
HSS của Ericsson tuân thủ các tiêu chuẩn liên quan của 3GPP, 3GPP2, IETF, TISPAN
và OMA. HSS hỗ trợ việc triển khai các tính năng IMS của thực thể mạng HSS đ ược mô tả
trong tiêu chuẩn 3GPP và chức năng AAA của IMS và thực thể cơ sở dữ liệu lôgíc được mô
tả trong tiêu chuẩn 3GPP2. Ngoài ra, HSS hỗ trợ các chức năng liên quan đến việc hỗ trợ truy
nhập WLAN và Mobile@home.
HSS là điểm kết nối trung gian giữa mạng WLAN và mạng PLMN, nó hỗ trợ giải
pháp 3GPP iWLAN và Mobile@home trong quá trình nhận thực, trao quyền và bảo vệ lưu
lượng thuê bao, chuyển vùng và quản lý thuê bao WLAN.

4. 2. 3 Dịch vụ

Dịch vụ Ericsson IMS weShare
Dịch vụ IMS weShare của Ericsson là dịch vụ cho phép người dùng có thể trao đổi dữ
liệu như hình ảnh và video clip trong khi đang thực hiện cuộc gọi trên máy di động. Dịch vụ
weShare hiện tại của Ericsson bao gồm: Image (chia sẻ hình ảnh chụp được), Motion (chi sẻ
video trực tiếp), Media File (chia sẻ file dữ liệu lưu trong máy), Whiteboard (chia sẻ hình vẽ
trên màn máy). weShare sử dụng chuyển mạch kênh đối với tín hiệu thoại và chuyển mạch
gói với hình ảnh, video được định dạng trong 3GPP CSI và GSMA VideoShare. Để thực hiện
weShare, Ericsson xây dựng riêng một platform cho Client (ICP) là thành phần đại diện cho
toàn bộ các ứng dụng người dùng. Platform này tách riêng các người dùng khỏi lõi của IMS,
cho phép các nhà phát triển dịch vụ khách hàng chỉ cần tác động vào giao diện người sử dụng
và các phần tương tác với người dùng. Tất cả các ứng dụng người dùng IMS weShare và các
ứng dụng khác đều nằm ở phân lớp trên cùng của cấu trúc phân lớp mạng nền ICP. ICP cung
cấp các ứng dụng sẵn có cho người dùng IMS, đảm bảo việc liên kết hoạt động giữa các
khách hàng và loại bỏ các bổ sung ứng dụng không cần thiết.




Hình 4.12. Cấu hình phân lớp IMS weShare


Dịch vụ Ericsson IMS Push to Talk
Trang-109-
Push to Talk là dịch vụ cho phép người dùng có thể bằng một phím bấm kết nối trực
tiếp thực hiện cuộc gọi tới một người hoặc một nhóm người. Nó cho phép truyền tài nội dung
người nói đến nhiều người nghe ngay lập tức, do đó là một trong các giải pháp làm tăng được
ARPU của nhà cung cấp.
Giải pháp IMS Push to Talk của Ericsson có tên Ericsson Instant Talk tuân theo tiêu
chuẩn dựa trên tiêu chuẩn Push to Talk over Cellular (PoC) hiện tại và đáp ứng khả năng liên
kết hoạt động theo chuẩn Open Mobile Alliance (OMA). Ericsson Instant Talk là dịch vụ
được xây dựng trên Instant Talk Application Server của hệ thống IMS, thực chất là một loại
dịch vụ VoIP dựa trên giao thức SIP.




Hình 4.13. Cấu trúc mạng của hệ thống Ericsson Instant Talk

Trung tâm của hệ thống Instant Talk vẫn là hệ thống lõi IMS gồm các chức năng
CSCF, HSS, MRF. Do sử dụng phương thức thoại bán song công (half-duplex) nên khối
MRF có chức năng ngăn chặn việc có hai hoặc nhiều người cùng gửi gói dữ liệu lên cùng lúc,
nó được gọi là chức năng điều khiển burst thoại. MRF áp dụng cơ chế yêu cầu/ đáp ứng để
điều khiển chính xác. Người dùng chỉ có thể gửi gói tin khi yêu cầu được đáp ứng.
Máy chủ ứng dụng Instant Talk là hệ thống cơ sở dữ liệu điều khiển dữ liệu thuê bao
trong quá trình thiết lập cuộc gọi, đảm bảo người được gọi là một thuê bao, những ai nằm
trong nhóm gọi, xem xét thuê bao được gọi có rỗi hay không… Máy chủ này cũng hỗ trợ việc
quản lý danh sách nhóm (GLMS) cho phép người dùng tạo, thay đổi, phục hồi và xóa nhóm
và danh sách liên hệ.
Hệ thống Instant Talk của Ericsson hỗ trợ dịch vụ liên mạng cho các mạng
GPRS/CDMA2000/WCDMA. Ngoài ra, Ericsson còn triển khai liên mạng với các nhà cung
cấp giải pháp khác như Nokia – Siemens.
Trang-110-
Dịch vụ IMS Multimedia Telephony
Giải pháp IMS Multimedia Telephony của Ericsson dựa trên môi trường IP hoàn toàn
với giao thức SIP, cung cấp các dịch vụ từ điện thoại IP đơn lẻ tới điện thoại đa phương tiện
và giải pháp IP Centrex. Giải pháp IP Centrex có khả năng phục vụ các doanh nghiệp vừa và
nhỏ (SME) và các công ty lớn có nhiều văn phòng chi nhánh khác nhau. Với dịch vụ này, các
doanh nghiệp có thể thiết lập một mạng điện thoại riêng cùng với các dịch vụ, các ứng dụng
mới, linh hoạt trên nền IP như giao tiếp hình ảnh, hội nghị truyền hình, đàm phán, tin nhắn
trực tiếp, email… Với dịch vụ IP Centrex, các nhân sự có thể làm việc ngay tại nhà riêng
hoặc ở bất kỳ nơi nào mà vẫn tương tự như đang ở cơ quan. Ngoài ra nó còn có đầy đủ các
đặc điểm như một IP PBX nên tiết kiệm chi phí đầu tư cho PBX và quản trị hệ thống. Ở Việt
Nam, VTN cũng đã triển khai cung cấp dịch vụ IP Centrex cho các doanh nghiệp có nhu cầu
trên nền NGN.




Hình 4.14 Cấu hình một hệ thống IMS Multimedia Telephony

4. 3 HÃNG ALCATEL – LUCENT

4. 3. 1 Giải pháp

Giải pháp cho hệ thống mạng IMS của Alcatel – Lucent phục vụ cho việc nâng cấp hệ
thống mạng theo chuẩn 3GPP lên IMS. Giải pháp của Alcatel – Lucent được thực hiện dựa
trên một hệ thống hoàn thiện với các sản phẩm tương thích với IMS bao gồm các lớp ứng
dụng, quản lý phiên và lớp kết nối. Các thiết bị đều dựa trên chuẩn giao diện mở và nền IT.
Giải pháp điều khiển phiên dựa trên SIP được thực hiện thông qua bộ điều khiển phiên cuộc
gọi kết hợp với máy chủ thuê bao chung (HSS) cho quản lý thuê bao. Giải pháp IMS End-to-
End của Alcatel – Lucent cho phép các nhà cung cấp dịch vụ triển khai các dịch vụ và ứng
dụng mới tới thị trường một cách nhanh chóng, hiệu quả, tổng thể với các dịch vụ VoIP,
FMC, các dịch vụ đa phương tiện, trao đổi tức thời.
Trang-111-
Alcatel – Lucent khuyến nghị việc nâng cấp lên IMS từ mạng di động theo chuẩn
3GPP theo 3 pha như sau:




Hình 4.14. Lộ trình IMS của Alcatel Lucent
* Pha 0: Thử nghiệm để rút ra những kinh nghiệm và thu nhận các thông tin phản hồi
từ người dùng. Pha 0 sẽ cung cấp IMS các dịch vụ thông qua các mạng truy nhập
qua GPRS hay WLAN.
* Pha 1: Giải pháp tương thích với 3GPP release 5 giới thiệu cho thương mại, chủ
yếu cung cấp các dịch vụ phi và cần thời gian thực (nonrealtime và near-real-time)
(ví dụ như PoC).
* Pha 2: Giải pháp tương thích với 3GPP release 6 cung cấp các dịch vụ thời gian
thực (thoại, hội nghị truyền hình…).
Cấu trúc tổng thể giải pháp IMS của Alcatel – Luccent được thể hiện trên Hình 4.15.
Hình vẽ thể hiện cách thức triển khai Core IMS trong mạng VNPT.
A5020 MGC-10 MGC và A7510 MG được nâng cấp để hỗ trợ chức năng MGCF và
MGF tương ứng, hỗ trợ kết nối giữa IMS Core mới và mạng PSTN truyền thống.
Alcatel-Lucent 5020 MGC–10 điều khiển các Trunking Gateway sử dụng giao thức
H.248 và hỗ trợ các kết nối hiện có với các máy chủ ứng dụng và cổng VoIP quốc tế.
Cổng phương tiện Alcatel-Lucent 7510 xử lý thông tin phương tiện giữa mạng TDM
và IP. Đây là bước chuyển đổi ban đầu đảm bảo cơ sở để phát triển mạng toàn IP.
Ở bên trên các máy chủ ứng dụng được hỗ trợ bởi IMS Core, một vòng điều khiển SIP
được cung cấp thêm vào nền tảng VNPT OSP hiện có cho phép hỗ trợ khả năng hoạt động
liên mạng giữa thuê bao PSTN và thuê bao IMS.
Trang-112-




Hình 4.15. Cấu hình mạng IMS – Alcatel-Lucent

4. 3. 2 Thiết bị

Trong phần này, chúng ta phân tích các phần tử cơ bản trong cấu trúc IMS tổng thể
của Alcatel – Luccent.
a. Alcatel – Lucent CSC-AGCF
Alcatel – Lucent 5020 CSC Release 4 là thành phần trung tâm của hệ thống IMS
tương thích với kiến trúc mạng đa phương tiện End-to-End của Alcatel 5020 Softswitch. Nó
cung cấp các dịch vụ đường dây thoại, điện thoại truyền hình các dịch vụ đa phương tiện như
các POTS thông thường. Phiên bản Alcatel 5020 CSC Release 4.2 ngoài việc tương thích cho
IMS nó còn có thêm chức năng như một AGCF cho phép mở rộng các giải pháp cung cấp
dịch vụ thương mại ở lớp trên của CSC.
Alcatel-Lucent 5020 CSC-AGCF hỗ trợ mở rộng dịch vụ PSTN/ISDN hướng tới
mạng IMS bao gồm đầu cuối POTS cùng với AGW chia sẻ cùng lớp ứng dụng và điều khiển
giữa các người dùng cuối POTS và SIP. CSC-AGCF 5020 liên kết hoạt động với các AGW
khác thông qua việc sử dụng giao thức Megaco/H.248 trong khi giao tiếp với các thành phần
mạng lõi IMS và các lớp ứng dụng khác qua giao thức SIP.
Các thành phần tương thích với IMS của Alcatel 5020 CSC-AGCF:
Trang-113-
 S-CSCF (Serving-CSCF): thực hiện chức năng xác định quyền truy cập, điều khiển
phiên cho phép các dịch vụ thoại và đa phương tiện từ/đến người sử dụng. Hỗ trợ các
ứng dụng nâng cao trong IMS, tập trung dữ liệu người dùng thông qua giao diện HSS.
 I-CSCF (Interrogating-CSCF): cho phép điều chỉnh mạng qua việc phân phối đều tải
lưu lượng giữa các S-CSCF
 BGCF (Breakout gateway control function): phân tích địa chỉ và cung cấp khả năng
định tuyến tốt nhất đến mạng PSTN
 IFS (Integrated Feature Server): tối ưu hóa phân bố thoại và các dịch vụ liên lạc gia
tăng trên nền IMS. Việc được tích hợp cùng với S-CSCF đáp ứng hoàn toàn các tiêu
chuẩn của 3GPP/TISPAN.
 AGCF (Access Gateway Control Function): chức năng kiểm soát cổng truy nhập,
phục vụ cho nhiều loại ứng dụng với các người dùng ở các mức dịch vụ khác nhau,
điều khiển đơn nhất cho cả POTS (qua H248), thiết bị tích hợp và đầu cuối đa phương
tiện (giao thức SIP).
b. Lucent Session Manager (SM)
Quản lý phiên này là một thành phần trong hệ thống IMS của Lucent, cho các nhà khai
thác cung cấp các loại hình dịch vụ cho cả điểm truy nhập dịch vụ hữu tuyến và vô tuyến. Nó
hỗ trợ các chức năng như CSCF, service broker function (là chức năng hỗ trợ triển khai các
dịch vụ “instant” như điện thoại IP, tin nhắn nhanh “instant message”, multi-party video
conferencing), Policy decision function (PDF) và Breakout gateway control function
(BGCF). Với đa chức năng này, SM tạo cho lớp ứng dụng mạng trở nên linh hoạt, giá thành
hạ và dễ dàng bảo trì do tích hợp tại một khối.
Các đặc điểm nổi bật:
 Nhiều ứng dụng bao gồm Wifi/Cellular roaming, Push to Speak, Video on Hold và
Push to Show.
 Giao tiếp trở nên thân thiện với các thông tin kèm theo về hiện trường, vị trí và thông
tin về các dịch vụ hiện có.
 Đáp ứng yêu cầu dịch vụ tùy theo từng thị trường do có thể lập trình mở rộng trên
phần tử trung gian của dịch vụ (service broker).
 Dễ dàng áp đặt các chính sách quản lý để phân bổ nhiều mức QoS.
 Có khả năng hỗ trợ lên đến 10 + M sessions/hr.trên giao diện vật lý 10/100/1000
Base-TX.
c. Alcatel-Lucent 1430 Unified Home Subscriber Service (HSS)
The Alcatel-Lucent 1430 Unified HSS là giải pháp tập trung cơ sở dữ liệu hiệu quả hỗ trợ 3
chức năng chính của nền hệ thống bao gồm: HLR/AuC cho mạng chuyển mạch kênh và gói
2G/3G, IM-HSS và SLF cho mạng IMS, WAS (WLAN Access Server) hỗ trợ cho AAA và
Trang-114-
UMA. Chức năng chủ yếu của HSS 1430 là quản lý cơ sở dữ liệu tập trung từ các người dùng
của các công nghệ khác nhau từ thuê bao PSTN, Wi-Fi, WiMAX, and 3G.
Trong các thành phần trên, thành phần IM-HSS là thành phần lưu giữ dữ liệu người dùng và
các dịch vụ người dùng. Nó đóng vai trò quan trọng trong cung cấp, cấp phát dịch vụ, quản lý
dữ liệu người dùng, roaming và kết nối liên mạng. Các chức năng chính: Nhận thực và xác
thực trong IMS, duy trì trạng thái thông tin người dùng IMS, duy trì các dịch vụ dữ liệu, theo
dõi chức năng S-CSCF, hỗ trợ truy cập CSCF và các dịch vụ ứng dụng AS.
d. Lucent Feature Server 5000
Là máy chủ cung cấp các loại hình dịch vụ khác nhau trong mạng IMS của Lucent cho các
người dùng công nghệ khác nhau cho thoại thông thường và di động. Có khả năng cung cấp
các dịch vụ next-gen như Converged Services (Sim Ring, Seq Ring, Dual-Mode, Mobile
Extension, CDMA VoIP), Desktop Convergence (Click to Dial, Click to Conference, Call
Logs, Outlook Integration), các dịch vụ gia tăng như Call Waiting, Caller ID, Automatic
Callback, Multi-way Conference Calling, Call Forwarding, Distinctive Ringing, IP Centrex,
Call Queuing, Attendant Services, Emergency Services, LNP, Call Trace, Carrier Selection.
Sử dụng giao thức SIP tương thích với 3GPP, IETF, TISPAN, và MSF; có khả năng phục vụ
lên tới 35 cuộc gọi/s trong giờ bận.
e. Alcatel-Lucent 5350 IMS Application Server
Cung cấp các dịch vụ ứng dụng cho hệ thống mạng IMS. Có thể dễ dàng nâng cấp triển khai
các dịch vụ mới do sử dụng hệ thống dịch vụ mở đa giao thức; xây dựng, thiết lập các dịch
vụ qua công cụ Service Development Kit (SDK) hỗ trợ cả giao thức SIP và JAVA. Độ tin cậy
và hiệu suất cao do sử dụng cơ chế intra-cluster. Cung cấp các ứng dụng như hiển thị danh
sách người gọi, gọi lại, push to show, push to view, push to talk, VoIP, Vo2IP… Nó có thể là
một phần nằm trên lớp lõi của hệ thống IMS hoặc có thể đứng tách rời như là máy chủ ứng
dụng sử dụng SIP hoặc đa giao thức.

4. 3. 3 Dịch vụ

4. 3. 3. 1 Dịch vụ hiển thị và quản lý danh sách liên lạc

4. 3. 3. 2 Giới thiệu
Máy chủ hiển thị A5350 thu thập thông tin hiển thị từ nhiều nguồn khác nhau và cung
cấp thông tin hiển thị duy nhất đến các thiết bị đầu cuối. Thông tin hiển thị thu thập bởi thực
thể hiển thị bao gồm:
 Thông tin hiển thị liên quan đến ứng dụng (được thu thập từ Presence User Agent -
PUA) liên quan trực tiếp đến ứng dụng (ví dụ như: dịch vụ nhắn tin tức thời)
 Thông tin hiển thị liên quan đến mạng (được thu thập từ Presence Network Agent:
PNA) thu thập từ nhiều phần tử mạng khác nhau mà có kết nối đến thiết bị đầu cuối
thuê bao.
Trang-115-
4. 3. 3. 3 Mô hình số liệu hiển thị (Presence Data Model)
Mô hình số liệu hiển thị là cách thức mà các máy chủ hiển thị vận hành: cách thu thập
thông tin hiển thị, cách xử lý thông tin ... Trong phiên bản này, máy chủ hiển thị của Alcatel -
Lucent có mô hình số liệu hiển thị được cập nhật tuân thủ các tiêu chuẩn mới nhất liên quan
đến việc quản lý trạng thái hiển thị.
Mỗi khi thuê bao muốn xem thông tin hiển thị của thuê bao khác trong danh bạ thì họ
phải đăng ký hiển thị một phần hoặc toàn bộ thông tin liên quan đến thuê bao đó; thuê bao
chỉ có thể xem một phần thông tin hiển thị trong contact của họ tùy theo đăng ký của contact
này với mạng.
Trước khi việc đăng ký hiển thị được chấp nhận, máy chủ hiển thị kiểm tra số nhận
dạng của thuê bao yêu cầu thông tin hiển thị (watcher) để xác nhận thuê bao đã đăng ký sử
dụng dịch vụ này.
Trong phiên bản này, máy chủ hiển thị hỗ trợ các phương thức SIP sau đây:
 SIP SUBSCRIBE
 SIP NOTIFY
 SIP PUBLISH
 SIP REGISTER (đối với REGISTRAR của các bên thứ ba được gửi đi bởi S-CSCF
tới máy chủ hiển thị khi nhận được đăng ký của thuê bao)

4. 3. 3. 4 Dịch vụ Push to Talk/View/Share
Giải pháp dịch vụ PoC của Alcatel-Lucent hỗ trợ tương tác giữa thoại và video chất
lượng cao trong các mạng 2.5-3G, trong môi trường mạng IMS và các môi trường mạng
khác.
Được xây dựng ở bên trên các phần tử kiến tạo dịch vụ “enabler” (như: phần tử hiển
thị, phần tử quản lý danh sách, điều khiển truy nhập, nhận thực và tính cước), giải pháp PoC
của Alcatel-Lucent tuân thủ các yêu cầu đối với hệ thống IMS. Các mối liên hệ một – một
hoặc thông tin nhóm được quản lý về mặt phương tiện một cách độc lập nhờ vậy cho phép
hình thành những thói quen thông tin mới.
Giải pháp PoC của Alcatel Luccent được xây dựng dựa trên tiêu chuẩn OMA-1.0 hỗ
trợ liên hoạt động với các client phần mềm tuân thủ tiêu chuẩn OMA khác. Như chúng ta đã
biết, khả năng hỗ trợ của thiết bị đầu cuối là một yếu tố quan trọng đối với dịch vụ PoC.
Alcatel Luccent đã phát triển phần mềm Client có thể cài đặt trên các thiết bị đầu cuối thuộc
các nhóm khách hàng khác nhau.
Ngoài ra, giải pháp PoC của Alcatel-Lucent đã cung cấp một số tính năng đã chuẩn
hóa trong OMA-2.0 như chia sẻ video (được biết đến như là dịch vụ Push To Show) và chia
sẻ tệp tin (Push To Share). Nhờ vậy làm phong phú thêm hình thức thông tin của con người
bằng cách sử dụng các phương tiện truyền thông mới.
Trang-116-




Hình 4.16. Mô hình cung cấp dịch vụ PoC của Alcatel – Luccent

4. 3. 3. 5 Dịch vụ nhắn tin tức thời
Mục đích của dịch vụ Nhắn tin tức thời là hỗ trợ thuê bao khả năng trao đổi các tin
nhắn văn bản trực tiếp.
Để hỗ trợ dịch vụ nhắn tin tức thời cần sử dụng danh sách contact cho phép sử dụng
thông tin hiển thị (một danh sách các bạn của thuê bao đồng ý chia sẻ thông tin hiển thị).
Việc thông tin theo tin nhắn tức thời được thực hiện giữa hai người sử dụng “on-line” (cùng
kết nối với máy chủ ứng dụng trong cùng thời gian).




Hình 4.17. Mô tả dịch vụ nhắn tin tức thời của Alcatel – Luccent


Mục đích sử dụng dịch vụ Nhắn tin tức thời trên nền IMS của Alcatel-Lucent là nhằm
hỗ trợ các ứng dụng nhắn tin trên nền SIP theo tiêu chuẩn IMS được định nghĩa bởi IETF,
3GPP và OMA.
Ứng dụng Nhắn tin tức thời trên IMS của Alcactel – Luccent dựa trên máy chủ hiển
thị và bộ kiến tạo dịch vụ GLMS. Bộ kiến tạo dịch vụ này cho phép thực hiện quản lý danh
sách contact và hiển thị sử dụng phần mềm IMS-client.
Trang-117-
Trong giải pháp này, Alcatel-Lucent cũng cung cấp một client phần mềm cài trên máy
di động và PC nhờ vậy cho phép hội tụ cố định di động về mặt dịch vụ (cụ thể là dịch vụ
nhắn tin tức thời).

4. 4 NHẬN XÉT, SO SÁNH VỀ GIẢI PHÁP CỦA CÁC HÃNG
Trong phần này, chúng ta đã phân tích giải pháp của 3 hãng cung cấp thiết bị: Huawei,
Ericsson, Alcatel – Luccent. Những phân tích dựa trên các tài liệu thu thập được trong quá
trình làm việc thông qua hội thảo giới thiệu sản phẩm và giải pháp của các hãng cho VNPT.
Nhìn chung, các hãng đều có sản phẩm, thiết bị và giải pháp cụ thể. Các dịch vụ có thể
cung cấp hỗ trợ nhưng chưa phân tích lộ trình triển khai các dịch vụ theo từng giai đoạn.
Trong số các giải pháp của các hãng, giải pháp IMS của Alcatel – Luccent gắn với giải
pháp NGN tổng thể dựa trên TISPAN với mục tiêu là tạo ra một hệ thống có khả năng hội tụ
cố định và di động. Huawei khuyến nghị không nên triển khai ngay cấu trúc IMS mà bắt đầu
cung cấp dịch vụ băng rộng với Softswitch. Các hãng này đều có giải pháp nâng cấp phần
cứng và phần mềm của Softswitch khi cần chuyển đổi lên cấu trúc IMS.
Về các sản phẩm, thiết bị IMS, đa số các hãng có các thiết bị tuân thủ tiêu chuẩn của
3GPP, TISPAN; chức năng của các phần tử lôgíc trong các tài liệu chuẩn thường được tích
hợp trong một phần tử vật lý (vd: CSC3300 của Huawei, LSM của Alcatel- Luccent… thực
hiện được cả chức năng S-CSCF, P-CSCF, I-CSCF và BGCF). Các hãng cũng chưa cung cấp
các thông tin chi tiết liên quan đến khả năng làm việc liên mạng giữa các thiết bị của các nhà
cung cấp khác nhau (vd: giữa CSCF và HSS của 2 nhà cung cấp thiết bị).

4. 5 PHÂN TÍCH HIỆN TRẠNG MẠNG DI ĐỘNG CỦA VNPT
VÀ CÁC KHUYẾN NGHỊ.
4.5.1 Phân tích hiện trạng mạng di động VNPT
Trong khuôn khổ đề tài này, chủ yếu phân tích về khả năng đáp ứng của hệ thống
mạng di động của VNP và VMS với các dịch vụ số liệu thông thường và các dịch vụ số liệu
đa phương tiện trên nền IMS. Trên cơ sở những phân tích như vậy, xin đưa ra những nhận xét
tổng quan về hiện trạng mạng lưới, từ đó có thể đưa ra những khuyến nghị về phát triển
mạng dựa trên mạng nền lớp điều khiển dịch vụ IMS.
Tháng 9 năm 2003, Vinaphone và Mobifone đã tiến hành thử nghiệm GPRS tại Hà
Nội và thành phố Hồ Chí Minh. Sau gần một năm thử nghiệm, tháng 7 năm 2004, Vinaphone
và Mobifone đã chính thức cung cấp dịch vụ GPRS, nhưng do hạn chế về tốc độ số liệu và
nội dung cung cấp cho nên dịch vụ này không đem lại doanh thu đáng kể cho hai công ty di
động. Đầu tháng 1 năm 2007, Vinaphone và Mobifone đã tiến hành giảm 80% cước truy
nhập GPRS để thu hút khách hàng sử dụng dịch vụ. Đến thời điểm hiện nay, thoại vẫn là dịch
vụ cơ bản nhất và tạo doanh thu chủ yếu cho Vinaphone và Mobifone.
Cấu hình hệ thống GPRS của Vinaphone (xem Hình 4.14.18) bao gồm:
Trang-118-
 Thiết bị phần mạng lõi GPRS do Siemens cung cấp gồm: 2 SGSN, 1 SGSN ở Hà Nội
và 1 SGSN ở thành phố Hồ Chí Minh.
 Phần vô tuyến: các thiết bị của nhiều hãng cung cấp khác nhau như: Motorola,
Siemens, Alcatel và Ericsson.
E1




E1




E1




E1
Hình 4.18. Cấu hình tổng thể hệ thống mạng GPRS của Vinaphone
Tính đến tháng 4 năm 2007, Vinaphone đã phủ sóng GPRS tại 18 tỉnh thành trên cả
nước. Đó là các tỉnh, thành phố: Hà Giang, Yên Bái, Lai Châu, Hà Nội, Hà Đông (Hà Tây),
Hải Phòng, Quảng Ninh, Nghệ An, Quảng Bình, Quảng Trị, Huế, Đà Nẵng, Khánh Hoà,
Tp.HCM, Cần Thơ, Bình Dương, Đồng Nai và Vũng Tàu.
Cấu hình hệ thống GPRS của Mobifone cũng tương tự như Vinaphone nhưng thiết bị
mạng lõi (SGSN và GGSN) là do Alcatel cung cấp.
Các dịch vụ cung cấp bởi hệ thống GPRS trên cả hai mạng bao gồm: dịch vụ WAP
trên GPRS, nhắn tin MMS, tải ảnh, nhạc chuông, email... Về mặt lý thuyết, công nghệ GPRS
có thể đáp ứng được tốt các dịch vụ này. Tuy nhiên, do chất lượng phủ sóng tại các thành phố
lớn của Vinaphone và Mobifone chưa thực sự tốt đặc biệt là phủ sóng indoor cho nên tốc độ
truy nhập GPRS của hai mạng chưa thực sự đáp ứng được nhu cầu của khác hàng. Đó là lí do
chính khiến số lượng thuê bao truy nhập GPRS còn hạn chế.
Từ đầu năm 2007, Vinaphone và Mobifone đã tiến hành thử nghiệm EDGE ở Hà Nội
và thành phố Hồ Chí Minh. Năm 2008, VNPT đã mở rộng phủ sóng EDGE trên toàn quốc.
Đây là bước phát triển quan trọng nhằm tạo hạ tầng truy nhập di động để cung cấp các dịch
vụ số liệu băng rộng. Cùng với việc triển khai xin cấp phép tần số 3G , việc thương mại hóa
EDGE chắc chắn sẽ hứa hẹn bước phát triển mới cho hai mạng thông tin di động của VNPT.
Trang-119-
Cuối quý I/2009, VNPT đã chính thức được cấp giấy phép 3G và VinaPhone sẽ triển
khai dịch vụ 3G theo chuẩn WCDMA 2100MHz. Vùng ưu tiên phủ sóng sẽ là các khu
thương mại, khu công nghiệp, hay các đô tập trung nhiều cơ quan của chính phủ, các doanh
nghiệp thương mại, công nghiệp, du lịch- dịch vụ và đông dân cư. những dịch vụ 3G cơ bản
mà VinaPhone, MobiFone sẽ cung cấp sau khi có giấy phép 3G:
- Điện thoại truyền hình (Video Call)
- Dịch vụ truyền tải đồng thời cả âm thanh và dữ liệu (Multi-call /Rich voice)
- Dịch vụ tải phim ảnh (Video Downloading)
- Dịch vụ video trực tuyến (Video Streaming)
- Dịch vụ tải nhạc (Full track music downloading)
- Dịch vụ thanh toán qua thiết bị di động
- Dịch vụ WAP/Mobile Internet
Dịch vụ tin nhắn nhanh (Instant Messaging) (vd: Yahoo, MSN)
-
- Dịch vụ HSDPA
- Dịch vụ quảng cáo thương mại qua thiết bị di động
- Dịch vụ định vị (location-based)
- Truyền tải dữ liệu trên thiết bị di động, router không dây với đường truyền dữ liệu tốc
độ cao 3G (PC data communication)
- Kết nối từ xa tới mạng Intranet của công ty.
Cả hai mạng di động của VNPT đều triển khai công nghệ 3G trên nền 2G-GSM nên chắc
chắn, chi phí đầu tư sẽ giảm thiểu đáng kể.
4.5.2 Khuyến nghị lộ trình phát triển IMS trên nền NGN của VNPT.
Từ các phân tích và đánh giá ở trên, ta thấy:
a. Đối với các dịch vụ cần băng thông rộng với (QoS) cao thì GPRS chưa thể đáp
ứng được. Như vậy, để đảm bảo cung cấp hiệu quả các dịch vụ băng rộng và
tạo tiền đề cho việc triển khai nhanh chóng các loại hình dịch vụ số liệu mới thì
hướng phát triển lên NGN trên nền lớp điều khiển dịch vụ IMS là hướng tất
yếu.
b. Để đảm bảo hệ thống truy nhập di động có khả năng cung cấp các dịch vụ băng
rộng NGN thì hai mạng di động của VNPT phải thực hiện lộ trình phát triển lên
3G theo nhánh WCDMA mà công nghệ EDGE có thể được lựa chọn làm bước
phát triển trung gian.
c. Việc phát triển từ mạng GSM truyền thống sang EDGE (thế hệ mới của mạng
GSM) chính là việc đưa ra phương thức điều chế và mã hoá mới cho phép mở
rộng giao diện vô tuyến. EDGE sử dụng cả hai phương thức điều chế: GMSK
và 8PSK, tạo điều kiện cho các nhà khai thác mạng GSM có thể chuyển sang
cung cấp các dịch vụ số liệu di động và các dịch vụ đa phương tiện khác bằng
việc tăng tốc độ, dung lượng lên gấp 3 lần với cùng phổ GSM hiện tại mà
không có bất kì ảnh hưởng nào đối với việc quy hoạch tần số. EDGE cho phép
Trang-120-
các nhà khai thác mạng cung cấp các ứng dụng tiện ích tương tự như trên mạng
3G trên nền tảng các trạm và thiết bị 2G hiện có.
d. Trong số các hãng cung cáp thiết bị và giải pháp IMS thì giải pháp của Ericsson
bao gồm mạng lõi, các thành phần hoạt động chung, hỗ trợ chức năng liên kết
hoạt động cho phép nhà khai thác và nhà cung cấp dịch vụ giảm giá thành, sử
dụng các hạ tầng mạng sẵn có với tính năng sử dụng dễ dàng, độ tin cậy và bảo
mật cao. Kế đó là giải pháp của Huawei cũng khả dĩ phù hợp với điều kiện
mạng hiện tại của VNPT, bởi nó tận dụng được hạ tầng mạng mà VNPT đang
có.
Trang-121-
KẾT LUẬN

Với tiêu chí “Nghiên cứu cấu trúc IMS trong mạng thông tin di động”, luận văn đã
nêu lên cấu trúc cơ bản IMS của 3GPP trong mạng di động thế hệ mới, phân tích được vị trí
vai trò, nhiệm vụ, chức năng các phần tử tham chiếu trong IMS. Trình bày được các thủ tục
trên các giao diện IMS nhằm hỗ trợ các ứng dụng đa phương tiện trên nền IP/NGN. Đồng
thời, luận văn còn giới thiệu, đánh giá và so sánh thiết bị, giải pháp IMS/Mobile/NGN của
một số nhà cung cấp viễn thông trên thế giới.
Nội dung luận văn chứa đựng các thông tin mới về công nghệ mạng lõi IMS/IP nhằm
định hướng và xúc tiến giải pháp IMS/Mobile/ NGN; tạo năng lực cung cấp đa loại hình dịch
vụ và dịch vụ đa phương tiện. Để thực hiện được ý tưởng đề ra, luận văn đã trình bày các nội
dung như sau:
1. Giới thiệu về lịch sử và quá trình phát triển giải pháp IMS của 3GPP, thông qua đó
định nghĩa vị trí của IMS trong cấu trúc phân lớp mạng NGN/Mobile; đồng thời giới
thiệu về vai trò của các giao diện, các điểm tham chiếu cơ bản của IMS trong mạng
NGN/Mobile. Tiến hành nghiên cứu cấu trúc IMS theo tiêu chuẩn 3GPP để từ đó
thấy được xu hướng tích hợp dịch vụ và hội tụ mạng lõi trên nền IP là vấn đề mang
tính then chốt và bức thiết.
2. Nghiên cứu các chức năng IMS trong hệ thống thông tin di động với các nội dung
đăng ký, nhận thực, tính cước, các thủ tục tham chiếu, các vấn đề về bảo mật, quản lý
truyền dẫn, định tuyến và quản lý phiên. Qua đó, luận văn chỉ ra được tính trong suốt
của môi trường giao tiếp IMS/IP trong mạng di động thế hệ mới..
3. Nghiên cứu các dịch vụ triển khai trên nền IMS/Mobile/ NGN. Nội dung này giúp
hiểu sâu phương thức hoạt động của các thực thể chức năng của từng phần tử trong
IMS, qua đó biết được khả năng cung cấp các loại hình dịch vụ cho mạng.
4. Cuối cùng, luận văn trình bày các nội dung giới thiệu, đánh giá và so sánh thiết bị và
giải pháp IMS của một số nhà cung cấp và khai thác viễn thông trên thế giới. Phân
tích, đánh giá quá trình phát triển và mạng di động hiện trạng của VNPT. Từ đó đưa
ra các khuyến nghị về một số giải pháp IMS/Mobile/NGN cho VNPT.
Tóm lại, IMS/Mobile/IP/NGN và vấn đề hội tụ cố định-di động (FMC) đang là đích
đến của nhiều nhà khai thác viễn thông trên thế giới mà Việt Nam không là ngoại lệ. Với
khuôn khổ luận văn có hạn và kiến thức bản thân còn nhiều hạn chế, rất mong nhận được sự
đóng góp xây dựng của các thầy giáo cùng bạn bè và đồng nghiệp.
Xin trân trọng cảm ơn !
Trang-122-


TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Tập Đoàn Bưu chính Viễn thông Việt Nam, nhiệm vụ “NGN di động”, 2006

[2] Tập Đoàn Bưu chính Viễn thông Việt Nam, Đề tài mã số 032-2005-TCT-RDS-VT 67
“Quy hoạch tổng thể mạng NGN-VNPT giai đoạn 2006-2010”, 2007.

[ 3] The IMS: IP Multimedia Concepts andServices, Second Edition –John Wiley & Sons,
© 2006 Ltd. ISBN: 0-470-01906-9.

ITU-T Recommendation Y.2021, “IMS for Next Generation Network”, 2006
[ 4]

ITU-T Recommendation Y.2011, “General principles and general reference model
[ 5]
for Next Generation Network ”, 2004

ITU-T Recommendation Y.2001, “General overview of NGN”, 2004
[ 7]

ITU-T Recommendation Q.FMC-IMS, “Fixed Mobile Convergence with a common
[ 7]
IMS section control domain”, 2007

“Fixed Mobile Convergence- General
[ 8] ITU-T Recommendation Q.1762,
requirement”, 2004

3GPP TR 23.979, “3GPP enablers for Open Mobile Alliance Push to Talk Over
[ 9]
Cellular services”, 2005

[10] 3GPP TS 24.147, “Conferencing using the IP Multimedia Core Network Subsystem –
Stages 3”, 2005.

[11] 3GPP TS 24.247, “Conferencing using the IP Multimedia Core Network Subsystem –
Stages 3”, 2005

[12] 3GPP TS 23.228, “IP Multimdia Subsystem – Stage 2”, 2005

[13] 3GPP TS 32.240, “Telecommunication management; Charging management; Charging
architecture and principles.,3rd Generation Partnership Project (3GPP)”, 2005.

[14] 3GPP TS 33.102, “3G security; Security architecture”, 2003.

[15] 3GPP TS 33.120, “Security objectives and principles”, 2001.

[16] 3GPP TS 29.208, “End-to-end Quality of Service (QoS) signaling flows”.
Trang-123-
[17] 3GPP TS 23.218, “IP Multimedia (IM) session handling; IM call model; Stage 2”, 2005

[18] 3GPP TS 33.102, “3G security; Security architecture”, 2003.

[19] Open Mobile Alliance, “Push to Talk Over Cellular Version 1.0 – Architecture”, 2005.

[20] Open Mobile Alliance, “Push to Talk Over Cellular Version 1.0 - Control Plane
Specification”, 2005.

[21] Open Mobile Alliance, “Push to Talk Over Cellular Version 1.0 – Requirements”, 2005.

[22] Open Mobile Alliance, “Push to Talk Over Cellular Version 1.0 - User Plane Version,
2005.

[23] Open Mobile Alliance, “Push to Talk Over Cellular Version 1.0 - XDM Specification”,
2005.

[24] Andrey Gramc, Alei Subrie et al.IMSS;An economic and technological evolution.
Ikratel.8/2009.

[25] Gilles.Bertraid the IPMultimedia Subsystem in the next generation Network
GET/ENST Bretagmr.6/2007.

[26] May Barachi-Roch Glitho. Rachida Dssvuli. Charging for multi grad services in the IP-
Multimedia Subsysytems. IEEE Computer s ociety 2008

Top Download Thạc Sĩ - Tiến Sĩ - Cao Học

Xem thêm »

Tài Liệu Thạc Sĩ - Tiến Sĩ - Cao học Mới Xem thêm » Tài Liệu mới cập nhật Xem thêm »

Đề thi vào lớp 10 môn Toán |  Đáp án đề thi tốt nghiệp |  Đề thi Đại học |  Đề thi thử đại học môn Hóa |  Mẫu đơn xin việc |  Bài tiểu luận mẫu |  Ôn thi cao học 2014 |  Nghiên cứu khoa học |  Lập kế hoạch kinh doanh |  Bảng cân đối kế toán |  Đề thi chứng chỉ Tin học |  Tư tưởng Hồ Chí Minh |  Đề thi chứng chỉ Tiếng anh
Theo dõi chúng tôi
Đồng bộ tài khoản