Mạng hội tụ trên nền kiến trúc IMS và ứng dụng triễn khai hệ thống của hãng alcatel lucent

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG LÊ QUỐC HUY MẠNG HỘI TỤ TRÊN NỀN KIẾN THỨC IMS VÀ ỨNG DỤNG TRIỂN KHAI HỆ THỐNG CỦA HÃNG ALCATEL-LUCENT CHUYÊN NGÀNH : KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ MÃ SỐ : 60.48.15 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ HÀ NỘI - 2012 Luận văn được hoàn thành tại: HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG Người hướng dẫn khoa học: TS. Nguyễn Tiến Ban Phản biện 1: …………………………………………………………………………… Phản biện 2: ………………………………………………………………………… Luận văn sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận văn thạc sĩ tại Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông Vào lúc: giờ ngày tháng năm Có thể tìm hiểu luận văn tại: - Thư viện của Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông 1 GIỚI THIỆU VỀ LUẬN VĂN  Lý do chọn đề tài Sự hội tụ nhanh chóng của mạng cố định và di động cộng với sự thâm nhập nhanh chóng của các thiết bị thông minh do đó cần có một một hệ thống toàn cầu cho phép các thiết bị thiết lập các kết nối ngang hàng dễ dàng và an toàn. IMS là một giải pháp đáp ứng các yêu cầu đó. Bên cạnh đó, IMS luôn được chuẩn hóa và ứng dụng rộng rãi do đó nghiên cứu nó là một vấn đề cần thiết. Đó là lý do em chọn đề tài: “Mạng hội tụ trên nền kiến trúc IMS và ứng dụng triễn khai hệ thống của hãng Alcatel-Lucent” cho luận văn tốt của mình.  Mục đích nghiên cứu: Nghiên cứu các vấn đề liên quan mạng hội tụ trên nền IMS và khả năng triển khai cho mạng viễn thông Việt Nam dựa trên giải pháp của hãng Alcatel-Lucent.  Đối tượng và phạm vi nghiên cứu: - IMS và lịch sử phát triển của IMS. - Giải pháp IMS của Alcatel-Lucent và khả năng ứng dụng trong mạng Viễn thông Việt Nam. - Giải pháp kết nối hệ thống của hãng Alcatel-Lucent với hãng khác.  Phương pháp nghiên cứu: Áp dụng đồng thời hai phương pháp: - Phương pháp lý thuyết: tổng hợp, phân tích các vấn đề kỹ thuật, các tiêu chuẩn trong mạng hội tụ trên nền IMS. 2 - Phương pháp phân tích và đánh giá hệ thống dựa trên đo kiểm.  Kết quả nghiên cứu đạt được: - Kiến trúc hội tụ trên nền IMS - Giải pháp của hãng Alcatel-Lucent - Ứng dụng giải pháp hội tụ của hãng Alcatel-Lucent ở Việt Nam. Bao gồm: phân tích kiến trúc hội tụ trên ba tiêu chí: cộng nghệ, mạng và dịch vụ; khả năng ứng dụng triển khai ở Việt Nam; Và các đề xuất, kiến nghị. 3 Chương 1: KIẾN TRÚC HỘI TỤ TRÊN NỀN IMS 1.1 Khái niệm chung về IMS: Theo 3GPP, IMS được định nghĩa là cấu trúc truy nhập độc lập, không giới hạn; cấu trúc điều khiển dịch vụ và kết nối dựa trên nền IP hỗ trợ cho thuê bao rất nhiều loại dịch vụ đa phương tiện khác nhau thông qua việc sử dụng các giao thức Internet thông thường. 1.2 Lịch sử phát triển của IMS IMS được 3GPP giới thiệu đầu tiên trong phiên bản thứ 5 vào tháng 3/2002 với các tính năng xử lý cuộc gọi cơ bản. IMS được mô tả là một cấu trúc chuẩn hóa truy nhập không giới hạn trên nền IP, có khả năng thích ứng với các mạng thoại, số liệu và di động. Đầu năm 2004, 3GPP tiếp tục chuẩn hóa IMS với Release 6 và được hoàn thành vào tháng 3/2005. Những kết quả chuẩn hóa IMS trong Release 6 của 3GPP được ETSI TISPAN sử dụng để thực hiện chuẩn hóa phiên bản NGN R1. Đây được coi như một sự khởi đầu cho hội tụ cố định - di động trong IMS. Release 7 được 3GPP chuẩn hóa theo 3 pha và được hoàn thiện vào khoảng tháng 3 – 9/2007 hỗ trợ cho truy nhập với mạng băng rộng cố định. Lộ trình 3GPP từ HSPA tới HSPA+ và kế sau đó là LTE được chỉ rõ trong tiến trình phát triển chuẩn hóa với bản cuối cùng của Release 8 được công bố vào tháng 3/2009. Song song với đó đầu năm 2008 phiên bản Release 9 bắt đầu được chuẩn hóa với một số tính năng như: Giải pháp cho dịch vụ thoại 4 và video trong miền chuyển mạch kênh (CS – Circuit Switch), tính năng hỗ trợ di động WiMAX - LTE, WiMAX – UMTS 1.3 Cấu trúc phân lớp 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. Cấu trúc phân lớp được xây dựng với mục tiêu tạo ra sự phụ thuộc tối thiểu giữa các lớp. Điều này sẽ có lợi khi thêm các mạng truy nhập mới vào hệ thống 1.4 Sự tự do truy nhập IMS được thiết kế cho phép tự do truy nhập, các dịch vụ IMS có thể được hỗ trợ trên bất cứ mạng kết nối IP nào (ví dụ: GPRS, WLAN, đường dây thuê bao số -DSL, truy nhập băng rộng). Hình 1.4 mô tả nhiều hệ thống truy nhập khác nhau: WLAN, GPRS và UMTS kết nối đến lõi IMS. Hình 1.4: Tự do truy nhập trong IMS 1. 5 Mối quan hệ các thực thể và các chức năng trong IMS Các thực thể chức năng trong IMS có thể chia thành 6 loại cơ bản như sau: - Nhóm quản lý phiên và định tuyến (các thực thể CSCF) 5 - 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. 1.6 Các điểm tham chiếu IMS Các thực thể như ở mục 1.5 được liên hệ với nhau thông qua các điểm tham chiếu đã được chuẩn hóa. Do đó các đối tác thứ ba có thể dễ dàng phát triển các ứng dụng của mình và làm cho các dịch vụ của IMS càng phong phú. 6 Chương 2: GIẢI PHÁP IMS CỦA HÃNG ALCATEL-LUCENT Trong phần sau luận văn đi vào giải pháp IMS của Alcatel- Lucent và các thiết bị thuộc phân hệ điều khiển trong giải pháp của mình. 2.1Giới thiệu giải pháp IMS của Alcatel-Lucent 2.1.1 Các đặc điểm chính của giải pháp Các giải pháp IMS chung hiện đã sẵn sàng cho: - Các nhà khai thác dịch vụ viễn thông khác nhau: ví dụ cố định hay di động. - Các mạng truy cập khác nhau. Ví dụ: đường dây thuê bao số (DSL), mạng nội bộ không dây (WLAN), mạng truy cập đa mã phân chia (CDMA), và mạng thông tin di động toàn cầu (UMTS) - Các người dùng đầu cuối khác nhau. Ví dụ: doanh nghiệp, người sử dụng di động và thuê bao thông thường. Tùy biến giải pháp IMS: Một giải pháp tùy biến IMS được định hướng đầu tiên là theo nhu cầu của khác hàng. Dựa trên yêu cầu của khách hàng, một giải pháp IMS sẽ được phát triển để đáp ứng các nhu cầu. Các dịch vụ được cung cấp bởi Alcatel-Lucent có thể được mô tả như ở hình 2.2 . Và có thể phân chia ra làm 4 loại: - Các dịch vụ truyền thông: - Các dịch vụ ngữ cảnh - Các dịch vụ nội dung - Các dịch vụ đặc biệt 7 Hình 2.2: Giải pháp IMS của Alcatel-Lucent 2.1.2 Các thiết bị IMS của Alcatel-Lucent Giải pháp IMS của Alcatel-Lucent được chia là 4 loại thiết bị chính: thiết bị lớp ứng dụng, thiết bị lớp điều khiển phiên, thiết bị lớp truy cập và biên và các thiết bị hỗ trợ khác. Các loại thiết bị trên được phát triển trên một giải pháp IMS tổng thể và từng loại có thể được dùng trong những giải pháp riêng biệt tùy theo nhu cầu của nhà khai thác mạng; ví dụ trong giải pháp mạng IMS hỗ trợ chuyển giao giữa miền IMS và miền UMTS thì cần phải có thiết bị VCC để đảm bảo chuyển tiếp mà thoại không bị gián đoạn, còn các trong các giải pháp khác thì thiết bị này là không cần thiết. 2.2 Sơ đồ cấu trúc mạng IMS dùng sản phẩm Alcatel-Lucent Hình 2.3, đưa ra một cấu trúc mạng IMS sử dụng các thiết bị Alcatel-Lucent để thực hiện các chức năng khác nhau trong một mạng IMS chuẩn hoá. Cấu trúc mạng IMS theo phân loại của Alcatel-Lucent có 3 lớp. - Lớp ứng dụng: các sản phẩm 5100 CMS, 5900 PRBT-MRF, CNP/ENUM 8 - Lớp điều khiển phiên: các sản phẩm 5060 ICS, 5060 MGC-8 - Lớp truy nhập: các sản phẩm 7510 MGW, 1540 AGW. Hình 2.3: Cấu trúc logic mạng IMS với các thiết bị Alcatel-lucent 2.3 Thiết bị điều khiển cổng phương tiện 5060 MGC-8 5060 MGC-8 là sản phẩm máy chủ xử lý phiên, cuộc gọi NGN/IMS, sản phẩm chính của hãng Alcatel-Lucent, thiết bị này đưa ra các tính năng mềm dẻo, hiệu quả về mặt đầu tư trong việc hiện đại hoá, chuyển đổi mạng hạ tầng công nghệ chuyển mạch kênh sang mạng thế hệ mới IP. Cung cấp các ứng dụng sau. - NGN lớp 4 nội hạt, truy cập và chức năng tổng đài transit. - Tổng đài cổng di động CDMA (GMSC) - Chức năng điều khiển cổng đa phương tiện IMS (MGCF) - Chức năng điều khiển biên đấu nối (IBCF) 2.4 Thiết bị máy chủ điều khiển cuộc gọi IP 5060ICS Máy chủ xử lý cuộc gọi IP 5060 có chức năng quản lý các cuộc gọi IP từ mạng hữu tuyến và mạng truy nhập vô tuyến, cũng như từ mạng IP đồng cấp.Theo đó nó có thể quản lý các cổng phương tiện [...]... nghệ, mạng và dịch vụ Luận văn nghiên cứu khả năng ứng dụng giải pháp hội tụ của Alcatel- Lucent ở Việt Nam trong các giai đoạn chứng minh năng lực và triển khai cho mạng khách hàng là VNPT - Phương pháp đo kiểm để phân tích tính hội tụ của hệ thống IMS của Alcatel- Lucent cũng như khi kết nối đến các hệ thống IMS của các hãng khác, trong trường hợp cụ thể này là của Nokia-Siemens - Kiến nghị các hãng. .. sử dụng, phần quan trọng của dịch vụ thoại, video trong mọi loại hình mạng khác nhau, đáp ứng yêu cầu của các loại chuyển mạch mềm, máy chủ ứng dụng, mạng chuyển đổi khác nhau, giao tiếp với các dịch vụ mạng IN truyền thống 11 Chương 3: NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG GIẢI PHÁP HỘI TỤ CỦA ALCATEL- LUCENT Ở VIỆT NAM 3.1Phân tích trúc kiến trúc hội tụ trên nền mạng IMS dùng sản phẩm Alcatel- Lucent 3.1.1 Hội tụ công... ứng được các bài đo theo các yêu cầu dịch vụ được LU cam kết và nâng cao tính hội tụ cho giải pháp của mình 3.4 Kết luận chương Chương ba phân tích khả năng hội tụ của giải pháp IMS của hãng Alcatel- Lucent trên ba tiêu chí: công nghệ, mạng và dịch vụ 18 Chương ba đã chứng minh khả năng hội tụ cao của giải pháp IMS của Alcatel- Lucent Trong quá trình triển khai IMS, yêu cầu tất yếu là phải đo kiểm hệ. .. năng của cấu trúc IMS, điểm tham chiếu kết nối mạng IMS với mạng IMS đồng cấp, với mạng PSTN - Giải pháp tổng thể, thiết bị IMS của hãng Alcatel- Lucent phù hợp với nhiều loại khách hàng và nhiều loại hình dịch vụ khác nhau Tập trung vào phân hệ điều khiển bao gồm thiết bị điều khiển cổng phương tiện, máy chủ điều khiển cuộc gọi và thiết bị tài nguyên phương tiện - Kiến trúc hội tụ của giải pháp trên. .. công nghệ Giải pháp hội tụ của Alcatel- Lucent dựa trên công nghệ ATCA làm nền tảng, các thiết bị lớp điều khiển phiên, nhiều thiết bị lớp ứng dụng đều dùng cộng nghệ ATCA có 2 điểm đặc biệt quan trọng: - Cấu trúc mô đun - Độ tin cậy, độ khả dụng và độ sẵn sàng dịch vụ Lợi ích của việc sử dụng ATCA (hình 3.2): - Xóa bỏ sự độc quyền của một số ít các hãng viễn thông và có thể tạo ra nhiều cách để các hãng. .. không thể thực hiện được do cơ chế xử lý khác nhau của các loại thiết bị của các nhà cung cấp 3.2.2 Triển khai giải pháp IMS của Alcatel- Lucent ở Việt Nam Từ cuối năm 2010, Alcatel- Lucent đã chính thức hợp tác với VNPT để triển khai giải pháp hội tụ trên nền IMS và đánh dấu chính thức xâm nhập thì trường IMS Việt Nam Với giải pháp của mình, Alcatel- Lucent sẵn sàng cung cấp các dịch vụ sau: - Dịch vụ... là phải đo kiểm hệ thống để kiểm tra tính tương thích giữa các thiết bị trong hệ thống và giữa hệ thống của Alcatel- Lucent với các hệ thống khác và do đó một vấn đề quan trọng được đề cập trong chương ba là phương pháp đánh giá khả năng hội tụ dựa trên đo kiểm 19 KẾT LUẬN Luận văn nghiên cứu một số vấn đề sau: - Cấu trúc mạng IMS theo tiêu chuẩn của tổ chức 3GPP, các khối chức và các điểm tham chiếu... IP có dây (xDSL, Cable) và không dây (WLAN, WiMAX) + PSTN, ISDN 3.1.3 Hội tụ dịch vụ Giải pháp hội tụ trên nền IMS của Alcatel- Lucent cung cấp các loại hình dịch vụ ánh xạ với các loại thiết bị như hình 2.1 đã mô tả trong chương 2 + Thoại cơ bản: bao gồm các thuê bao IMS gọi cho nhau, gọi đi và gọi đến mạng PSTN và các mạng đồng cấp + Dịch vụ thoại hội nghị: cung cấp thoại hội nghị với năng lực tối... + Tích hợp IPTV và IMS + Cho phép tương tác với các máy chủ ứng dụng của các đối tác thứ 3 để phát triển phong phú hơn các loại hình dịch vụ, ví dụ như tín nhắn tức thời, tương tác web 2.0 và các mạng xã hội 3.2 Khả năng ứng dụng triển khai ở Việt Nam 3.2.1 Quá trình chứng minh năng lực Cuối năm 2009, Alcatel- Lucent đã lắp đặt thiết bị để chứng minh năng lực của mình trong lĩnh vực IMS Dưới đây là... trong lĩnh vực IMS Dưới đây là mô hình kết nối IMS test Lab Alcatel- Lucent cũng như kết nối với thiết bị IMS của hãng Nokia- Siemens thông qua giao thức SIP-I, giao thức H248 nhằm đánh giá tính tương thích giao thức giữa 2 hệ thống Hình 3.6: Thiết bị IMS Alcatel- Lucent kết nối vỡi IMS hãng NokiaSiemens Các phương thức kết nối như sau: - IMS ALU kết nối với IMS NSN thông qua SIP-I 14 - MSAN ALU kết nối . do em chọn đề tài: Mạng hội tụ trên nền kiến trúc IMS và ứng dụng triễn khai hệ thống của hãng Alcatel- Lucent cho luận văn tốt của mình.  Mục đích. trên nền IMS - Giải pháp của hãng Alcatel- Lucent - Ứng dụng giải pháp hội tụ của hãng Alcatel- Lucent ở Việt Nam. Bao gồm: phân tích kiến trúc hội tụ trên