Luận văn: Nghiên cứu triển khai IMS tại Việt Nam

Chia sẻ: Nhung Thi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:26

Thêm vào BST

Báo xấu

95
lượt xem 13
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

IMS, thuật ngữ viết tắt của IP Multimedia Subsystem, là một kiến trúc mạng nhằm tạo sự thuận tiện cho việc phát triển và phân phối các dịch vụ đa phương tiện đến người dùng, bất kể là họ đang kết nối thông qua mạng truy nhập nào. IMS hỗ trợ nhiều phương thức truy nhập như GSM, UMTS, CDMA2000, truy nhập hữu tuyến băng rộng như cáp xDSL, cáp quang, cáp truyền hình, cũng như truy nhập vô tuyến băng rộng WLAN, WiMAX. IMS tạo điều kiện cho các hệ thống mạng khác nhau có thể tương vận (interoperability)...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn: Nghiên cứu triển khai IMS tại Việt Nam

1 B GIÁO D C VÀ ĐÀO T O Đ I H C ĐÀ N NG NGUY N VĂN TH NG NGHIÊN C U TRI N KHAI IMS T I VI T NAM Chuyên ngành : K THU T ĐI N T Mã s : 60.52.70 TÓM T T LU N VĂN TH C SĨ K THU T Đà N ng - Năm 2011
2 Công trình ñư c hoàn thành t i Đ I H C ĐÀ N NG Ngư i hư ng d n khoa h c : TS. Nguy n Lê Hùng Ph n bi n 1 : TS. Nguy n Văn Tu n Ph n bi n 2 : PGS.TS. Nguy n H u Thanh Lu n văn ñư c b o v trư c H i ñ ng ch m Lu n văn t t nghi p th c s K thu t h p t i Đ i H c Đà N ng vào ngày 26 tháng 06 năm 2011 * Có th tìm hi u lu n văn t i : - Trung tâm Thông tin - H c li u, Đ i h c Đà N ng - Trung tâm H c li u, Đ i h c Đà N ng.
3 M Đ U 1. Lý do ch n ñ tài : S chuy n ñ i theo khuynh hư ng h i t nhi u h th ng m ng khác nhau trên n n toàn IP s s m tr thành hi n th c. Ngư i dùng trong tương lai mong mu n có các d ch v ña phương ti n ch t lư ng cao, mang tính cá nhân, có kh năng tương tác th i gian th c m i lúc m i nơi trên m i thi t b s d ng. Đi u này ñ t ra nh ng yêu c u m i cho ki n trúc h t ng m ng vi n thông. Trong b i c nh ñó, IMS ñư c xem như là m t gi i pháp h a h n ñ th a mãn t t c nh ng m c tiêu k trên cho m t th h m ng tương lai. Hư ng nghiên c u v m ng theo ki n trúc IMS, hi n t i ñang là ch ñ sôi ñ ng ñư c s quan tâm c a nhi u cá nhân, t ch c và di n ñàn trên th gi i. Các khuy n ngh , ñ xu t ñư c ñưa ra h ng ngày càng th hi n rõ như th nào s quan tâm c a gi i khoa h c dành cho IMS. Vì v y, vi c nghiên c u tìm hi u và ñưa ra mô hình IMS phù h p v i ki n trúc m ng VNPT hi n t i là c p thi t v i vi c kinh doanh và phát tri n c a VNPT. Đ ng th i nó kh ng ñ nh v th c a VNPT v phát tri n bưu chính vi n thông và CNTT, ñ s c c nh tranh v i các t p ñoàn vi n thông l n. 2. M c ñích c a ñ tài : M c ñích nghiên c u c a ñ tài : • Nghiên c u ki n trúc phân h ña d ch v IMS • Nghiên c u ñ xu t mô hình và m t s d ch v phù h p ñ có th tri n khai thành công IMS trong m ng VNPT • Nghiên c u các chương trình th c hi n tho i trên n n IMS thông qua các IMS client.
4 3. Đ i tư ng và ph m vi nghiên c u : • Đ i tư ng nghiên c u : Nghiên c u ki n trúc IMS ñư c phát tri n b i 3GPP, 3GPP2 và TISPAN Nghiên c u mô hình IMS phù h p v i mô hình m ng hi n t i c a VNPT Nghiên c u m t s ng d ng IMS • Ph m vi nghiên c u : Nghiên c u m i quan h và tương tác gi a các th c th trong IMS Gi i pháp IMS phù h p v i hi n tr ng m ng VNPT Xây d ng các th t c th c hi n d ch v trên n n IMS 4. Phương pháp nghiên c u : • Nghiên c u lý thuy t v phân h ña phương ti n IP. Xây d ng phân l p báo hi u, ñi u khi n và d ch v theo ki n trúc IMS • Phân tích, ñánh giá hi n tr ng m ng VNPT, ñưa ra khuy n ngh cho mô hình IMS/VNPT • Cài ñ t mô ph ng d ch v IMS client trên OpenIMSCore ( phát tri n b i FOKUS ) ho c trên các m ng IMS th c t ... 5. Ý nghĩa khoa h c và th c ti n c a ñ tài : • Đây là ki n trúc m i nh t trong m ng vi n thông, ñang ñư c s quan tâm c a các công ty, t ch c trên th gi i. • Mô hình l n ñ u tiên ñư c ñ xu t áp d ng vào m ng th c t t i Viêt Nam
5 • Có th là hình m u áp d ng cho các m ng vi n thông khác trong nư c cũng như ngoài nư c. 6. K t c u c a lu n văn : Lu n văn có c u trúc g m 4 chương : Chương 1 – Nghiên c u t ng quan : Khái ni m v IMS và các t ch c liên quan ñ n vi c chu n hóa c u trúc IMS Chương 2 – C u trúc IMS : Nghiên c u c u trúc IMS theo tiêu chu n 3GPP. Chương 3 – L p báo hi u và ñi u khi n : Xây d ng l p báo hi u ñi u khi n và l p d ch v theo ki n trúc IMS. Đưa ra các giao th c ch y u ñư c dùng trong IMS. Chương 4 – Nghiên c u tri n khai IMS trong m ng VNPT : Phân tích c u trúc m ng VNPT hi n t i, ñ xu t và ñưa ra các khuy n ngh ñ xây d ng IMS phù h p v i m ng hi n t i c a VNPT. Xây d ng chương trình mô ph ng d ch v tho i cơ b n trên IMS ñ ñ m b o tính kh thi c a gi i pháp.
6 CHƯƠNG 1 NGHIÊN C U T NG QUAN Chương này s trình bày ngu n g c khái ni m IMS và phân tích nh ng c i ti n, nâng c p c a các phiên b n IMS t phiên b n ñ u tiên IMS Release 5 ñ n phiên b n hi n ñang ñư c chu n hóa IMS Release 9. 1.1 Khái ni m IMS 1.2. Ngu n g c khái ni m IMS 1.2.1. T GSM t i 3GPP Release 7 1.2.1.1 Phiên b n Release 99 c a 3GPP 1.2.1.2 B n Release 4 c a 3GPP 1.2.1.3 3GPP Release 5,6,7 1.2.2. Phân tích các tiêu chu n v IMS c a 3GPP 1.2.2.1 Các tính năng IMS trong phiên b n Release 5 1.2.2.2 Các tính năng IMS trong phiên b n Release 6 1.2.3. Nh n xét v v n ñ l a ch n phiên b n IMS C u trúc IMS ñư c th c hi n v i m c ñích t o ra m t n n t ng cung c p d ch v ña phương ti n có kh năng h tr tri n khai nhanh chóng các lo i hình d ch v k t h p các phương ti n thông tin khác nhau: tho i, văn b n, âm thanh và hình nh. C u trúc d a trên giao th c ñi u khi n k t n i SIP có kh năng t o ñi u ki n cho các bên th ba d dàng tri n khai các d ch v ña phương ti n. C u trúc ñi u khi n d ch v này cũng t o n n t ng cho vi c h i t các h th ng truy nh p c ñ nh và di ñ ng.
7 Đ ñ m b o tri n khai th nghi m IMS v i m t s d ch v cơ b n thì các ph n t h th ng IMS ph i h tr phiên b n t sau Release 6; n u nhà khai thác mu n tri n khai m t s d ch v h i t (như VCC…) thì ph i s d ng các thi t b h tr Release 7; và mu n xây d ng m t c u trúc FMC thì c n b t ñ u t phiên b n Release 8. Tuy v y, vi c l a ch n phiên b n IMS ñ tri n khai c n ph i có thêm thông tin v th i ñi m tri n khai; tương ng v i th i ñi m tri n khai này là v n ñ v s chín mu i v m t công ngh c a các s n ph m, thi t b IMS c a các nhà cung c p trên th trư ng vi n thông th gi i. Ngoài ra, khi l a ch n phiên b n IMS c a các s n ph m thi t b cũng c n xem xét thêm l trình phát tri n c a các s n ph m thi t b c a các nhà cung c p (v n ñ tuân th và phù h p v i l trình chu n hóa các tiêu chu n IMS). T nh ng phân tích như trên, ngư i th c hi n ñ tài khuy n ngh T p ñoàn tri n khai IMS b t ñ u t phiên b n t i thi u là Release 6.
8 CHƯƠNG 2 C U TRÚC IMS Chương 2 nghiên c u m i quan h gi a các th c th và các ch c năng trong c u trúc IMS. Phân tích các th c th th c hi n ch c năng ñi u khi n cu c g i, các ch c năng v cơ s d li u, v tính cư c, d ch v , ch c năng ho t ñ ng liên m ng. 2.1 T ng quan Hình 2-1 C u trúc phân l p IMS
9 C u trúc phân l p ñư c xây d ng v i m c tiêu t o ra s ph thu c t i thi u gi a các l p. Đi u này s có l i khi thêm các m ng truy nh p m i vào h th ng. 2.2 Mô t m i quan h các th c th và các ch c năng trong IMS M c này phân tích các th c th IMS và các ch c năng cơ b n. Các th c th ch c năng trong IMS có th chia thành 6 lo i cơ b n: Nhóm qu n lý phiên và ñ nh tuy n (các th c th CSCF) Cơ s d li u (HSS, SLF) D ch v (máy ch ng d ng, MRFC, MRFP). Các ph n t ch c năng liên m ng (BGCF, MGCF, IMS-MGW, SGW) Các b ph n ch c năng h tr (PDF, SEG, THIG) Tính cư c. 2.2.1 Các th c th th c hi n ch c năng ñi u khi n cu c g i (CSCF) 2.2.1.1 B ch c năng ñi u khi n phiên cu c g i u quy n (P- CSCF) P-CSCF là ñi m k t n i, giao ti p ñ u tiên c a các thuê bao trong h th ng IMS. Có nghĩa là t t c lưu lư ng báo hi u SIP t UE s ñư c g i t i P-CSCF. 2.2.1.2 Ch c năng ñi u khi n phiên cu c g i tham v n (I- CSCF)
10 I-CSCF là ñi m giao ti p cho các k t n i t i thuê bao trong m ng c a nhà khai thác 2.2.1.3 Ch c năng ñi u khi n phiên cu c g i ph c v (S-CSCF) S-CSCF có nhi m v x lý ñăng ký d ch v , ra quy t ñ nh ñ nh tuy n, duy trì các tr ng thái phiên d ch v và lưu tr thông tin tr ng thái d ch v Hình 2-2 S-CSCF ñ nh tuy n và t o l p phiên IMS cơ b n 2.2.2 Cơ s d li u 2.2.3 Các ch c năng d ch v 2.2.4 Các ch c năng ho t ñ ng liên m ng
11 2.2.5 Các th c th tính cư c 2.2.5.1C u trúc tính cư c online 2.2.5.2 C u trúc tình cư c offline 2.2.6 Các th c th GPRS 2.2.6.1 Nút h tr d ch v GPRS (SGSN) 2.2.6.2 Nút h tr c ng vào ra GPRS (GGSN)
12 CHƯƠNG 3 L P BÁO HI U VÀ ĐI U KHI N Chương 3 t p trung ñi sâu nghiên c u phân tích các ph n t m ng báo hi u ñ t trong l p d ch v và ñi u khi n. M ng báo hi u trên cơ s giao th c SIP và Diameter cung c p các ch c năng báo hi u IMS cơ b n cho vi c ñi u khi n phiên và d ch v . 3.1 C u trúc m ng bào hi u và ñi u khi n theo ki n trúc IMS 3.1.1 Kh i ñi u khi n SIP Hình 3-3 C u trúc phân l p IMS theo 3GPP Các ph n t m ng báo hi u IMS có th ñư c phân chia vào 4 nhóm : Kh i ñi u khi n SIP Kh i ñi u khi n d ch v Kh i tương tác IMS-PSTN/PLMN Kh i x lý ña phương ti n
13 3.1.2 C u trúc tương tác IMS-PSTN/PLMN 3.1.2.1 Ph n t BGCF BGCF l a ch n m ng ñích trong trư ng h p k t n i ra ngoài m ng CS 3.1.2.2 Ph n t MGW Đ k t n i d li u gi a phân h IMS v i các m ng khác 3.1.2.3 Ph n t SGW Th c hi n chuy n ñ i báo hi u hai chi u l p truy n d n gi a l p truy n d n d a trên SS7 c a các m ng trư c phiên b n R4 t i l p truy n d n d a trên IP sau phiên b n R99 3.1.3 Kh i ñi u khi n d ch v 3.1.4 Kh i ñi u khi n ña phương ti n 3.2 Các giao th c báo hi u và ñi u khi n trong m ng IMS 3.2.1 Giao th c SIP ( Session Initial Protocol ) 3.2.1.1 Đ c ñi m cơ b n c a SIP 3.2.1.2 Giao th c SIP trong IMS 3.2.2 Giao th c Diameter (Dx/Cx/SH) Diameter Extensions (SH, CX, RO, Rf, etc.) Diameter Base Protocol SCTP/TCP IP Hình 3-4 C u trúc c a giao th c Diameter
14 Giao th c Diameter cung c p các kh năng sau: S phân phát các c p giá tr thu c tính AVP (Attribute Value Pair) S nh n th c ngư i dùng và kh năng ñi u ch nh Thông báo l i Các d ch v cơ b n c n cho ng d ng ví d như qu n lý các phiên ngư i dùng ho c s thanh toán cư c 3.2.3 M t s giao th c khác • Megaco/MGCP • RTP/RTCP • BICC • Megaco/H.248 • SIP-T • H.323 • MGCP • ISUP • INAP
15 Hình 3-5 Giao th c báo hi u SIP và DIAMETER trong c u trúc IMS
16 CHƯƠNG 4 NGHIÊN C U TRI N KHAI IMS TRONG M NG VNPT N i dung chương 4 là phân tích hi n tr ng m ng VNPT, ñ t ñó ñưa ra các yêu c u chung khi xây d ng c u trúc IMS cho phù h p v i th c t . Đ ng th i ñ xu t c u trúc cũng như l trình ñ tri n khai IMS áp d ng vào m ng VNPT. Th c hi n mô ph ng cu c g i SIP trên n n IMS ñ ñ m báo tính kh thi khi áp d ng mô hình vào m ng VNPT. 4.1 Đ nh hư ng xây d ng ki n trúc trong m ng VNPT 4.1.1 C u trúc hi n tr ng m ng NGN-VNPT 4.1.2 Yêu c u chung khi xây d ng IMS 4.1.3 Đ xu t c u trúc m ng IMS 4.1.3.1 L p ng d ng d ch v 4.1.3.2 L p báo hi u và ñi u khi n 4.1.3.3 L p truy n t i và truy nh p 4.2 Đ xu t l trình tri n khai IMS 4.2.1 Giai ño n chu n bi 4.2.2 Giai ño n I Xây d ng m ng IMS v i các thành ph n cơ b n g m: I/P/S-CSCF, HSS, AS. M ng IMS xây d ng ñ c l p v i m ng NGN cung c p các d ch v cơ b n như m ng NGN hi n t i c a VNPT. S d ng l i h t ng IP c a m ng NGN, test d ch v và ñưa d ch v cung c p cho khách hàng
17 Hình 4-2 Ki n trúc m ng IMS/VNPT 4.2.3 Giai ño n II Hình 4-3 Tương tác gi a IMS và m ng hi n t i
18 Tương tác gi a Sotfswich HiE9200 v i Core IMS (I/P/S-CSCF) Thêm các d ch v SIP cơ b n: duy trì các khách hàng trư c ñó và thâm nh p thêm các khách hàng m i, các d ch v SIP cơ b n có th gia tăng nhanh chóng ñưa ra và phân phát b i tri n khai máy ch ng d ng m i. IMS ñưa ra giao di n ISC riêng, là giao di n SIP cơ b n cho giao di n t i máy ch ng d ng. S d ng nh ng xây d ng này, nhi u máy ch ng d ng t nhi u nhà s n xu t có th liên k t v i nhau trên giao di n IMS ISC. ng d ng máy ch có th nhanh chóng ñưa ra d ch v m i. 4.2.4 Giai ño n III Hoàn ch nh vi c h i t m ng c ñ nh và di ñ ng. Chuy n t i h i t c ñ nh/di d ng FMC, m t nhà cung c p d ch v có th gi i quy t nhi u thương m i c n liên quan t i ñưa ra “triple play on move”. 4.3 Mô ph ng d ch v Đ có cái nhìn th c t v vi c tri n khai IMS trong m ng VNPT, chúng ta s th c hi n mô ph ng các d ch v tho i gi a các Client . V i khuôn kh ñi u ki n cho phép, vi c mô ph ng s ñư c th c hi n t i LAB c a Alcatel-Lucent.
19 4.3.1 Mô ph ng d ch v gi a thuê bao SIP – SIP 1 sen d IN V IT E f or c a ll attem pt AS1 AS2 2 sen d A A R for C all Ad m ission C ontro l 3 all ocate m ed ia p ort on AB GW 5 EN UM H SS 10 4 sen d IN V IT E o n to S-C SC F 5 evaluate iFC for c a lling P U ID a nd inv oke A Ss fo r 6 8 origina ting service s. 7 9 6 query w ith called num b er; E NU M returns P U ID of S -C SC F 1 I-C S C F S-C S C F 2 User B w ith a do m ain n am e in the sa m e IM S h o m e dom a in 4 11 7 sen d IN V IT E to I-C SC F 2 12 8 query fo r U ser B lo ca tio n; i.e., S -C SC F serving U se r B P -C S C F1 SP D F S PD F P -C SC F 2 9 sen d IN V IT E to S -C S C F servin g U ser B (S -C SC F2 ) 3 13 10 evaluate iFC for c a lled PU ID and invoke A S s fo r A B GW 1 A BG W2 term inatin g servic es P a c ke t M ed ia 11 deliver INV IT E to P -C SC F at w hic h U ser B ’s P U ID is reg istered 14 1 1 2 sen d A A R for C all Ad m ission C ontro l U E1 U E2 13 all ocate m ed ia p ort on AB GW 14 deliver INV IT E to U E (U E-B ) at whic h U ser B’s PU ID is reg istered Hình 4-4 : Sơ ñ mô t ti n trình th c hi n cu c g i t thuê bao SIP ñ n thuê bao SIP Hình 4-6 : Cu c g i thành công gi a thuê bao SIP 3900002 ñ n thuê bao SIP 3900004
20 AS 1 2 send INVITE for call attempt 3 evaluate iFC for calling PUID and invoke ASs for originating services. 3 ENUM 4 query with called number; ENUM returns an indication that the called number is in 4 the PSTN or indicates no entry for the called number. 5 5 send INVITE to BGCF S-CSCF BGCF 6 route INVITE to MGCF 6 2 7 seize (ISUP) trunk to PSTN (set up connection in MGW) and send ISUP IAM to PSTN PSTN P-CSCF MGCF 7 MGW 1 UE Packet TDM Media Media Hình 4-8 : Sơ ñ mô t ti n trình th c hi n cu c g i t thuê bao SIP ñ n thuê bao PSTN/VNPT Hình 4-9: Cu c g i thành công t thuê bao SIP ñ n thuê bao PSTN/VNPT