User Tools

Site Tools


10478-ki-n-tr-c-m-ng-ims-v-th-c-thi-d-ch-v-la-gi

1. Định nghĩa IMS[sửa | sửa mã nguồn]

  • IP Mutilmedia System (IMS) là một kiến trúc gồm nhiều chức năng được gắn kết với nhau thông qua các giao tiếp đã được chuẩn hóa nhằm cung cấp

các dịch vụ đa phương tiện qua vùng chuyển mạch gói IP cơ bản. IMS được coi như kiến trúc cho việc hội tụ mạng thoại,dữ liệu và di động.

  • Theo chuẩn 3GPP kiến trúc IMS được chia làm 3 mặt phẳng: Mặt phẳng ứng dụng, mặt phẳng truyền tải, mặt phẳng điều khiển.

2. Các giao thức được sử dụng trong IMS[sửa | sửa mã nguồn]

  • Giao thức SIP (Session Initiation Protocol): là giao thức thuộc lớp ứng dụng được sử dụng cho việc thiết lập, điều khiển và kết nối các phiên

đa phương tiện trong một mạng IP.

  • Giao thức DIAMETER: là giao thức cho việc nhận thực, cấp phép và tính cước.
  • Kiến trúc IMS được chia làm 3 lớp hay mặt phẳng như sau:

- Mặt phẳng ứng dụng và dịch vụ: Bao gồm máy chủ ứng dụng AS(Application Server) và các máy chủ thuê bao thường trú HSS.

- Mặt phẳng điều khiển: Gồm mạng lõi IMS.

- Mặt phẳng truyền tải:Bao gồm thiết bị người dùng (User Equipment-UE), các giao tiếp kết nối vào mạng lõi IP.

Kiến trúc IMS

Hình 2.1 Kiến trúc IMS(Theo IEC Newletter)

1. Mặt phẳng truyền tải (Media/Transport Plane).[sửa | sửa mã nguồn]

  • Thông qua mặt phẳng này các thuê bao sử dụng sẽ được kết nối tới IMS thông qua các UE. Các UE này có thể thuộc IMS hoặc không thuộc IMS và sẽ

giao tiếp với IMS qua các Gateway.

1.1 Cổng giao tiếp đa phương tiện MGW(Media Gateway).[sửa | sửa mã nguồn]

- Giao tiếp với các phần tử của mạng chuyển mạch kênh, đồng thời gửi và nhận với IMS. Ngoài ra nó còn biên dịch kiểu mã khi mà các đầu cuối IMS

không hỗ trợ.

1.2 Cổng báo hiệu SGW(Signalling Gateway).[sửa | sửa mã nguồn]

- Là cổng để kết nối các mạng báo hiệu khác nhau và có khả năng chuyển đổi giao thức ở lớp thấp.

- SGW được chia làm 2 nút: Cổng báo hiệu chuyển mạng (R-SGW) và cổng báo hiệu truyền tải (T-SGW).

1.3 IMS Gateway.[sửa | sửa mã nguồn]

Do IMS hỗ trợ cả hai phiên bản IPv4 và IPv6 nên để chuyển đổi cần có thêm khối chức năng:

- IMS Application Layer Gateway (IMS-ALG): Chức năng để duy trì báo hiệu từ một IMS đến một mạng khác mà IMS này liên kết. Ngoài ra IMS-ALG còn

chức năng điều khiển TrGW.

- Transition Gateway (TrGW): Có chức năng tự động cấp phát IP cho một phiên làm việc với kho IPv4 cài sẵn, ngoài ra nó còn chức năng chuyển đổi

IPv4 và IPv6 ở cấp độ truyền thông.

2. Lớp điều khiển (Control/Signalling Plane).[sửa | sửa mã nguồn]

Kiến trúc mạng lõi

Hình 2.2 Kiến trúc mạng lõi IMS

2.1 Khối chức năng điều khiển phiên cuộc gọi (CSCF-Call/Session Control Functions).[sửa | sửa mã nguồn]

Mặc dù CSCF không sử dụng giao thức SIP nhưng nó lại là phần tử chính của SIP. CSCF được chia làm 3 khối chức năng chính:

- Proxy-CSCF: Có vai trò một outbound SIP proxy. Tất cả yêu cầu xuất phát hoặc gửi đến IMS đều phải chuyển giao qua nó sau đó nó thực hiện

chuyển tiếp các bản tin SIP. Để kết nối với hệ thống IMS, ta phải đăng ký với nhà mạng mà P-CSCF kết nối. Ngoài ra P-CSCF còn có các chức năng

liên quan đến bảo mật và nén báo hiệu. Nó thiết lập một số liên kết bảo mật với các thiết bị đầu cuối của mình nhằm trao đổi các thông tin giao

thức SIP một cách toàn vẹn. Các thiết bị đầu cuối và P-CSCF có thể liên lạc thông qua một liên kết vô tuyến với băng thông thấp. Ngoài ra nó còn

có khả năng xác thực nhận dạng thông tin của khách hàng và gửi tới các node khác trong mạng, nhờ đó mà các node khác không cần phải xác thực lại

và có thể sử dụng trực tiếp các thông tin đó để sử dụng cho việc cung cấp các dịch vụ.

- Serving-CSCF (S-CSCF): Là một nút trung tâm của hệ thống IMS, chịu trách nhiệm đăng ký tên miền, duy trì trạng thái phiên và lưu trữ hồ sơ dịch

vụ. S-CSCF có quyền truy cập tất cả các thông tin dữ liệu của người sử dụng được lưu trữ trong HSS qua giao tiếp Cx (Giao thức DIAMETE). S-CSCF

tham gia trong tất cả các quá trình báo hiệu từ hệ thống IMS về người dùng, giữ vai trò quyết định chọn lựa AS nào sẽ cung cấp dịch vụ cho người

dùng. Ngoài ra S-CSCF còn giữ chức năng là cung cấp các dịch vụ định tuyến SIP và tham gia chính sách điều hành mạng bằng việc ngăn cản hoặc cho

phép thiết lập phiên.

- Interrogating-CSCF (I-CSCF): Là một máy chủ SIP proxy lưu trữ các bản hệ thống tên miền DNS (Domain Name Server). Khi cần gửi một bản tin

SIP đên một miền cụ thể,nó tra cứu DNS để có được địa chỉ của máy chủ SIP của miền đó. Nó cũng giao tiếp với HSS và SLF thông qua giao tiếp Cx

(Giao thức DIAMETER) nhằm mục đích lấy thông tin vị trí người sử. Nó định tuyến thông điệp yêu cầu SIP nhận được từ một mạng khác đến S-CSCF tương

ứng. Ngược lại, I-CSCF sẽ định tuyến thông điệp yêu cầu SIP hoặc thông điệp trả lời SIP đến một S-CSCF/I-CSCF nằm trong mạng của một nhà cung cấp

dịch vụ khác.

2.2 Chức năng điều khiển cổng truyền thông (MGCF-Media Gateway Control Function MGCF).[sửa | sửa mã nguồn]

MGCF là điểm kết cuối PSTN cho một mạng xác định. Chức năng chính:

- Điều khiển trạng thái cuộc gọi,kết nối cho các kênh phương tiện.

- Truyền thông với CSCF.

- Thực hiện chuyển đổi giao thức giữa mạng kế thừa.

- Điều khiển các MGW qua giao tiếp Mn

2.3 Chức năng điều khiển cổng chuyển mạng (BGCF- Breakout Gateway Control Function).[sửa | sửa mã nguồn]

- BGCF: Chức năng là quyết định cái mà MGCF sẽ xử lý trong một phiên riêng. Nếu nó quyết định có một MGCF trong một vùng miền khác có thể xử lý

các phiên làm việc này thì nó sẽ chuyển bản tin SIP nó đã nhận được đến BGCF ở vùng miền đó.

2.4 Khối chức năng tài nguyên đa phương tiện (MRF-Media Resource Function).[sửa | sửa mã nguồn]

MRF cung cấp tài nguyên truyền thông cho mạng chủ và được chia làm hai bộ:

- Bộ điều khiển chức năng tài nguyên đa phương tiện (Media Resource Function Controller): Là một nút phương tiện có chức năng điều khiển tài

nguyên phương tiện trong MRFP và dịch thông tin đến từ AS và S-CSCF đề điều khiển MRFP cho phù hợp.

- Bộ xử lý chức năng tài nguyên đa phương tiện (Media Resource Function Processor): Là nút báo hiệu có chức năng điều khiển phần mạng giữa MRFP và

GGSN(Gateway GPRS Support Node), cung cấp tài nguyên để MRFC điều khiển, trộn các luồng phương tiện đầu vào và xử lý luồng phương tiện.

3. Mặt phẳng ứng dụng và dịch vụ (Service/Application Plane)[sửa | sửa mã nguồn]

3.1 Máy chủ quản lý thuê bao thường trú (HSS-Home subscriber server) và khối chức năng thuê bao(SLF-Subscription Location Function).[sửa | sửa mã nguồn]

- HSS là một trung tâm lưu trữ của tất cả các thuê bao trong phạm vi của HSS.Mọi thông tin liên quan đến người sử dụng sẽ được bảo mật.

- SLF là khối chức năng như một cơ sở dữ liệu nhằm xác định vị trí của thuê bao nằm trên HSS nào.

- Thông thường một mạng sẽ có nhiều các HSS, các HSS này sẽ bắt tay với nhau để hỗ trợ việc tìm kiếm user của HSS này khi qua vùng của HSS khác

thông qua các SLF,sau đó HSS mà user đang ở sẽ thông báo lại cho HSS chủ quản. Do đó SLF rất quan trọng đối với những mạng diện rộng nhiều HSS cho

việc quản lý các thuê bao sử dụng.

- Cả HSS và SLF đều hoạt động dựa trên giao thức DIAMETER.

3.2.Máy chủ ứng dụng (AS-Application server).[sửa | sửa mã nguồn]

- Các dịch vụ của IMS được cài đặt trong AS. AS tương tác với S-CSCF thông qua giao thức SIP để cung cấp dịch vụ đến người dùng. AS liên lạc với

S-CSCF qua giao tiếp ISC trên nền giao thức SIP và với các HSS thông qua cổng giao tiếp Sh trên nền giao thức DIAMETER.

- AS có khả năng giao tiếp với HSS để có thể cung cấp các dịch vụ quản lý sự hiện diện của user trên mạng, quản lý quá trình hội thảo trực

tuyến,tính cước.

4. Tính cước (Charging)[sửa | sửa mã nguồn]

Trong IMS có hỗ trợ hai loại tính cước phí: Online và Offline. Tính cước Offline là loại tính cước phí người sử dụng với những thuê bao cố định

trong khi đó Online là cách tính cước dành cho những thuê bao trả trước.

4.1.Tính cước Offline.[sửa | sửa mã nguồn]

- Các phần tử SIP gửi các thông tin về những phiên làm việc đã được tính cước đến khối lưu trữ tính cước (CDF-Charging Data Function) thông qua

cổng giao tiếp Rf trên nền DIAMETER. Các CDF sẽ tạo ra các bản ghi lại dữ liệu tính phí (CDRs-Charging Data Records) và gửi chúng đến khối chức

năng cổng tính cước (CGF-Charging Gateway Function) thông qua giao tiếp Ga. CGF này sử dụng giao tiếp Bi để gửi CDRs cho hệ thống lập hoa đơn.

Offline Charging

Hình 2.3 Kiến trúc Offline Charging.

4.2.Tính cước Online.[sửa | sửa mã nguồn]

- Người sử dụng tích cước online sẽ có khả năng điều khiển hạn mức sử dụng của mình. Khi thuê bao sử dụng dịch vụ mà sử dụng hết hạn mức này thì

các dịch vụ đang sử dụng sẽ bị chặn truy cập. Máy chủ ứng dụng và MFRC đã tham gia một phiên gửi thông tin đến hệ thống tính phí Online (OCS-

Online Charging System) thông qua giao tiếp Ro(Giao thức DIAMETER), khối chức năng cổng IMS (IMS-Gateway Function) gửi thông tin đến OCS qua giao

tiếp Ro. Ngoài ra IMS-GWF có thể liên lạc với S-CSCF qua giao tiếp ISC. Nếu một phiên làm việc cần chấm dứt do hết hạn mức sử dụng thì IMS-GWF sẽ

chấm dứt. Online Charging

Hình 2.4 Kiến trúc Online Charging.

III. THỰC THI ĐIỆN THOẠI ĐA PHƯƠNG TIỆN.[sửa | sửa mã nguồn]

Phần này cho ta biết bằng cách nào mà điện thoại đa phương tiện có thể được thực thi trong mạng lõi và hệ thống phân chia mà vẫn đáp ứng được

tính linh động trong dịch vụ và hiệu suất sử dụng. Việc thực thi trong mạng lõi sẽ sử dụng IMS cùng với một máy chủ điện thoại ứng dụng dùng logic

của điện thoại đa phương tiện. Việc thực thi thông qua hệ thống phân chia ô sử dụng HSPA và bào gồm một số tối ưu hóa các phần tử mang vô tuyến để

đáp ứng các yêu cầu khắt khe về hiệu suất sử dụng của dịch vụ điện thoại.

1. Mạng lõi và thực thi lớp dịch vụ.[sửa | sửa mã nguồn]

- Điện thoại đa phương tiện sử dụng các chức năng của IMS trong lớp dịch vụ.

- Máy chủ ứng dụng được gọi là máy chủ điện thoại ứng dụng (TAS-Telephony Application Server), nó là một thành phần then chốt trong hạ tầng điện

thoại đa phương tiện.TAS chứa logic dịch vụ đặc biệt dành cho dịch vụ truyền thông của điện thoại đa phương tiện. Những logic dịch vụ đặc biệt bao

gồm các bộ phận điều khiển cài đặt, làm gián đoạn và điều chỉnh của các phiên điện thoại đa phương tiện. Ngoài ra, logic dịch vụ đặc biệt cũng bao

gồm logic điều khiển các dịch vụ phụ như hội nghị và chuyển dòng truyền thông. TAS cũng có thể đảm nhận việc tính phi và quản lý thuê bao với sự

giúp đỡ của HSS.

Mutilmedia Telephony architecture

Hình 3.1 Kiến trúc thực thi điện thoại đa phương tiện.

- Phần client của điện thoại đa phương tiện cũng là một phần quan trọng của hệ thống. Nó bao gồm dịch vụ truyền thông điện thoại đa phương tiện mà

tiềm năng là các dịch vụ truyền thông IMS. Dịch vụ truyền thông điện thoại đa phương tiện là phần khởi tạo hoặc kết thúc phiên báo hiệu điện

thoại đa phương tiện và phương tiện truyền thông trong khi ứng dụng điện thoại đa phương tiện triển khai giữa thuê bao cuối tới giao tiếp khách

hàng. Khi sản xuất các luồng truyền thông, các truy cập của client điện thoại đa phương tiện sẽ chia sẻ các nguồn tài nguyên với nhau. Phần client

của điện thoại đa phương tiện triển khai các cơ chế xử lý truyền thông để quản lý sự biến động vạ mất gói. Nó cũng quản lý thích ứng truyền thông

khi cần thiết.

- Quản lý dữ liệu XML (XDM-XML Document Management) và Presence được sử dụng trong điện thoại đa phương tiện để giúp cho việc dễ dàng truyền

thông. XML giúp người sử dụng có thể lưu trữ và quản lý danh sách liên lạc trực tiếp trên mạng. Presence là dịch vụ giúp người dùng có thể đăng kí

thông tin cá nhân của mình,đồng thời có thể biết được vị trí của mình khi đang sử dụng dịch vụ. Các loại phương tiện truyền thông khác được hỗ trợ

bởi các dịch vụ truyền thông IMS nhưng phải cần QoS (Quality of Service) khác nhau. Để quản lý và kiểm soát QoS, 3GPP đã phát triển kiến trúc

Policy và Charging Control (PCC). PCRF(Polivy and Charging Rules Function) là một phần trong PCC và là phần quan trọng trong việc thực thi điện

thoại đa phương tiện. PCRF điều khiển mặt phẵng truyền thông bằng thông tin được cung cấp trong mặt phẳng điều khiển thông qua SIP và SDP do đó

PCRF giúp các nhà khai thác dịch vụ có thể cung cấp dịch vụ khi có QoS thích hợp. PCRF cũng có giúp nhà mạng ngăn chặn người dùng đăng ký không

hợp lệ.

- GGSN là điểm cuối của dịch vụ truyền tải UMTS. Trong kiến trúc PCC,GGSN là nơi thực thi các chính sách liên quan đến QoS đối với điện thoại đa

phương tiện và dịch vụ truyền thông IMS.

- CS Interworking cần thiết đối với truyền dẫn tốc độ cao trong điện thoại đa phương tiện. MGCF và IMS- MGW có chức năng chuyển đổi báo hiệu giữa

CS và SIP và thực hiện chuyển đổi phương tiện truyền thông. Các thiệt bị di động đầu cuối tương thích 3GPP được kết nối thông qua GERAN(GSM/EDGE

Radio Access Network) hoặc UTRAN(UMTS Terrestial Radio Access Network), cả hai phương pháp truy cập này đêu có thể thực hiện việc truyền tải vô

tuyến trong sử dụng điện thoại đa phương tiện. Tuy nhiên UMTS lại được đưa vào giới thiệu đầu tiên trong thực thi điện thoại đa phương tiện.

10478-ki-n-tr-c-m-ng-ims-v-th-c-thi-d-ch-v-la-gi.txt · Last modified: 2018/11/07 17:08 (external edit)