ims có mô phỏng trên open ims

Lời mở đầu Xã hội càng phát triển, nhu cầu về thông tin liên lạc càng cao và nhu cầu ấy đã trở thành một phần không thể thiếu trong cuộc sống con người. Hiện tại và trong thời gian tới, nhu cầu phát triển các loại hình dịch vụ gia tăng như: thoại, dữ liệu, hình ảnh với chất lượng cao ngày một tăng. Để đáp ứng yêu cầu trên, các nhà cung cấp dịch vụ không chỉ quan tâm đến phát triển dịch vụ mà còn phải xây dựng, củng cố và tối ưu hóa hạ tầng lẫn dịch vụ. Song song đó, nhà khai thác phải nghiên cứu tìm ra một công nghệ thế hệ mới có kiến trúc linh hoạt, tương thích hoàn toàn với mạng hiện tại, đáp ứng đa công nghệ, đa giao thức, đa truy cập, đa phương tiện truyền thông và đa dịch vụ… Trước yêu cầu đó, NGN ra đời được xem là một giải pháp thỏa mãn tất cả các điều kiện kể trên cho một mạng tương lai. Từ nghiên cứu mạng thế hệ mới NGN, ý tưởng về một kiến trúc điều khiển dịch vụ dựa trên chuẩn IP được hình thành. Kiến trúc này phải giúp nhà khai thác mạng dễ dàng hơn trong triển khai và quản lý, đồng thời cho phép người dùng có thể sử dụng một hay nhiều loại thiết bị khác nhau, di chuyển giữa vùng phục vụ của các mạng mà vẫn có thể sử dụng cùng một dịch vụ với yêu cầu QoS được đảm bảo. Kiến trúc đó được gọi là phân hệ đa phương tiện IP, viết tắt là IMS (IP Multimedia Subsystem). Phân hệ IMS tạo điều kiện cho việc triển khai nhanh chống các dịch vụ chất lượng cao, mang tính cá nhân, có khả năng tương tác thời gian thực mọi lúc, mọi nơi trên một kết nối. Do đó, chắc chắn trong tương lai không xa, triển khai hệ thống mạng IMS là một xu hướng tất yếu của các nhà khai thác dịch vụ mạng và viễn thông. IMS hổ trợ nhiều loại hình dịch vụ khác nhau như thoại, dữ liệu, hình ảnh và khả năng tích hợp cả ba loại hình dịch vụ nói trên. Sự tích hợp ấy chính là Tripple Play mà IPTV là một dịch vụ điển hình. Đặc biệt, trên nền tảng IMS, yếu tố di động và truy nhập không dây trở nên khả thi càng tạo điều kiện cho IPTV phát triển. Nội dung bài báo cáo gồm hai phần chính: I  Phần đầu, đề tài giới thiệu vị trí và kiến trúc IMS trong mô hình mạng NGN theo chuẩn hóa của tổ chức 3GPP. Nội dung phần này tập trung vào vai trò chức năng các phần tử trong IMS. Thêm vào đó, đề tài cũng trình bày các giao thức và thủ tục sử dụng dịch vụ giúp người đọc hiểu rõ hơn về cách thức hoạt động của phân hệ này. Ngoài ra, luận văn cũng đưa ra giải pháp từng bước tiến lên xây dựng mạng IMS trên hạ tầng mạng hiện có.  Phần sau, bài báo cáo xây dựng hoàn chỉnh một mô hình mô phỏng mạng NGN với đầy đủ chức năng. Người dùng có thể đăng ký, sử dụng dịch vụ thoại, dữ liệu, xem IPTV,…Hơn nữa, phần demo có sự kết hợp với đề tài “QoS over Tripple Play” để đảm bảo QoS xuyên suốt cho các dịch vụ được triển khai từ lớp truy cập đến lớp ứng dụng. Đặc biệt, mô hình này thực hiện hoàn toàn trên phần mềm mã nguồn mở, thực hiện trên các máy tính, rất thích hợp cho việc nghiên cứu, phát triển tại các phòng nghiên cứu của trường học, trung tâm nghiên cứu và phát triển của công ty. Để thực hiện nội dung đó, đề tài được phân chia thành các chương như sau:  Chương 1: Tổng quan về IMS trên nền NGN. Nội dung chương này giới thiệu những khái niệm cơ bản về IMS cũng như vai trò của IMS trong mạng NGN.  Chương 2: Kiến trúc phân hệ IMS. Đây là chương quan trọng nhất, trình bày các thực thể và chức năng của IMS theo mô hình phân lớp mạng NGN.  Chương 3: Một số thủ tục trong mạng IMS. Chương này giúp người đọc hình dung rõ từng bước hoạt động của phân hệ IMS trong việc thiết lập và điều khiển các phiên dịch vụ.  Chương 4: Các giao thức chính sử dụng trong phân hệ IMS. Chương này trình bày khái quát các giao thức sử dụng phổ biến trong mạng NGN như: SIP, Diameter, COPS, MEGACO/H.248.  Chương 5: Các bước tiến lên xây dựng IMS. Qua chương này, người đọc có thể hiểu được cách thức xây dựng một hệ thống IMS trên cơ sở hạ tầng mạng hiện có. II  Chương 6: Demo trình bày mô phỏng IMS bằng Open Source IMS Core và dịch vụ IPTV trên hệ điều hành Linux.  Chương 7: Kết luận và hướng phát triển IMS là một đề tài khá mới tại Việt Nam, tài liệu tiếng Việt gần như không có. Với khả năng của sinh viên và thời gian tìm hiểu không nhiều, đề tài IMS over NGN không tránh khỏi thiếu sót. Rất mong được sự góp ý của các thầy cô và các bạn đọc về đề tài này. III Mục lục Lời mở đầu I Mục lục IV Danh mục các từ viết tắt VII Danh mục Hình X Danh mục Bảng XIV Chương 1: Tổng quan về IMS trên nền NGN 1 1.2 Đôi nét về quá trình chuẩn hóa IMS 3 Chương 2: Kiến trúc phân hệ IMS 7 2.1 Lớp ứng dụng 7 2.2.1 Chức năng điều khiển cuộc gọi CSCF 9 2.3 Lớp truyền tải 19 2.3.4 Giao tiếp với mạng IP 24 2.3.4.1 NASS 24 Chương 3: Một số thủ tục trong mạng IMS 25 3.1 Thủ tục liên quan đến quá trình đăng ký 26 3.1.1 Thủ tục đăng ký 26 3.1.2 Thủ tục đăng ký lại 28 3.1.3 Thủ tục xóa đăng ký 29 3.1.3.1 Thủ tục xóa đăng ký khởi tạo bởi UE 29 3.1.3.2 Xóa đăng ký khởi tạo bởi nhà khai thác mạng 31 3.2 Thủ tục thiết lập phiên 35 3.2.1 Thủ tục thiết lập phiên giữa thuê bao thuộc hai mạng IMS 35 IV 3.2.2 Thủ tục thiết lập phiên giữa thuê bao thuộc mạng IMS và mạng PSTN 38 Chương 4: Các giao thức chính sử dụng trong phân hệ IMS 41 4.1.1 Tổng quan về giao thức SIP 41 4.1.2 Cấu trúc SIP 41 4.1.2.1 Server 41 4.1.3 Bản tin SIP 43 4.2 Giao thức Diameter 44 4.2.1 Tổng quan về giao thức Diameter 44 4.2.2 Cấu trúc giao thức Diameter 45 4.2.2.1 Diameter Relay Agent 45 Hình4.3 Diameter Proxy Agent định tuyến các bản tin dựa vào bảng định tuyến 46 4.2.2.4 Diameter Translation Agent 48 4.2.3.2 Cấu trúc AVP 50 Hình 4.8 Cấu trúc AVP 50 4.2.4 Bảo mật trong bản tin Diameter 51 4.3 COPS Giao thức COPS 53 4.3.1 Tổng quan về giao thức COPS 53 4.3.2 Chức năng chính của COPS 55 4.4 Giao thức MEGACO/H. 248 59 Chương 5: Các bước tiến lên xây dựng IMS 66 5.1 Giới thiệu chuyển mạch mềm (softswitch) 66 5.2 So sánh IMS và softswitch 66 5.3 Các giai đoạn cần thiết để chuyển sang mạng NGN sử dụng IMS 67 5.3.1 Đối với mạng cố định 68 V 5.3.2 Phương án phát triển mạng di động 69 Chương 6: DEMO 71 6.1 Mô hình mô phỏng NGN 71 6.2.1 Giới thiệu 72 6.3.2 Cách xây dựng ims core 78 6.4.3 kết quả đạt được 91 Chương 7: Tổng kết và hướng phát triển 94 Tài liệu tham khảo 96 VI Danh mục các từ viết tắt Từ viết tắt Tiếng Anh ADSL Asymmetric Digital Subscriber Line A-RACF Access Resource and admission Control Function A-RACF Access Resource and admission Control Function AVP Attribute Value Pairs BGCF Breakout gateway control function BICC Bearer Independent Call Control BSC Base Station Controller CCF Charging Collection Function CGI Common Gateway Interface COPS Common Open Policy Services CPL Call Processing Language CS Circuit Switching DHCP Dynamic Host Configuration Protocol DNS Domain Name System EAP Extensible Authentication Protocol ETSI European Telecommunication Standards Institute FQDN Fully qualified domain name FTTH Fiber To The Home GGSN Gateway GPRS Support Node GPRS General Packet Radio Service GSM Global System for Mobile communications HSS Home Subscriber Server HTTP Hypertext Transfer Protocol IANA Internet Assigned Numbers Authority ICID IMS Charging ID IETF Internet Engineering Task Force IMSI International Mobile Subscriber Identifier ISDN Integrated Services Digital Network LPDP Local Policy Decision Point MCC Mobile Country Code MG Media gateway MGC Media gateway controller MGCF Media gateway control function MGW Media gateway MINE Multipurpose Internet Mail Extension MMS Multimedia Message Service VII MNC Mobile Network Code MRFC Multimedia Resource Function Controller MRFP Media Resource Function Processor MSC Mobile Switching Centre MSC Mobile Switching Center MSIN Mobile Subscriber Identification Number NASREQ Network Access Server Application NASS Network Attachment Subsystem NASS Network Attachment Subsystem NMSI National Mobile Station Identity OCF Online Charging Function OMA Open Mobile Alliance OSP Open Settlement Protocol PBN Packet Based Network PDF Policy Decision Function PDP Packet Data Protocol PEP Policy enforcement point PoC Push-to-Talk over Cellular PS Packet Switched PSTN Public Switched Telephone Network RACS Resource Admission Control Functionality RACS Resource and Admission Control Functionality RADIUS Remote Authentication Dial In User Service R-SGW Roaming Signaling Gateway RSVP Resource Reservation Protocol RTP Realtime Transport Protocol RTSP Real Time Streaming Protocol RUAM Remote UAM SAP Session Advertisement Protocol SBC Session Border Controller SBLP Service Based Local Policy SCIP Simple Conference Invitation Protocol SCTP Stream Control Transmission Protocol SDP Session Description Protocol SGSN Signaling GPRS support nút SGW Signaling gateway SIP Session Initial Protocol SLF Subscription Locator Function SNTP Simple Network Time Protocol S-PDF Serving Policy Decision Function S-PDF Serving Policy Decision Function VIII TACACS Terminal Access Controller Access Control System TCP Transmission Control Protocol TG Trungking Gateway TISPAN Telecoms and Internet converged Services and Protocols for Advanced Networking TLS Transport layer Security T-SGW Transport Singnalling Gateway UA User Agent UAC User Agent Client UAM User Access Mode UAS User Agent Server UE User Equipment UICC Universal Integrated Circuit Card URL Universal Resource Locator USIM Universal Subscriber Identity Module VCC Voice Call Continuity VoIP Voice over Internet Protocol XML Extensible Markup Language IX Danh mục Hình Lời mở đầu I Mục lục IV Lời mở đầu I IV Mục lục IV IV Danh mục các từ viết tắt VII IV Danh mục Hình X IV Danh mục Bảng XIV IV Chương 1: Tổng quan về IMS trên nền NGN 1 IV Chương 2: Kiến trúc phân hệ IMS 7 IV Chương 3: Một số thủ tục trong mạng IMS 25 IV Chương 4: Các giao thức chính sử dụng trong phân hệ IMS 41 V Chương 5: Các bước tiến lên xây dựng IMS 66 V Chương 6: DEMO 71 VI Chương 7: Tổng kết và hướng phát triển 94 VI Tài liệu tham khảo 96 VI Danh mục các từ viết tắt VII Danh mục Hình X Danh mục Bảng XV Lời mở đầu I XV Mục lục IV XV Danh mục các từ viết tắt VII XV Danh mục Hình X XV Danh mục Bảng XIV XVI X [...]... dựng IMS 66 5.1 Giới thiệu chuyển mạch mềm (softswitch) 66 5.2 So sánh IMS và softswitch 66 5.3 Các giai đoạn cần thiết để chuyển sang mạng NGN sử dụng IMS 67 XIII 5.3.1 Đối với mạng cố định 68 5.3.2 Phương án phát triển mạng di động 69 Hình 5.1: Mô hình mạng hội tụ với hai vùng IMS (cố định và di động) 71 Chương 6: DEMO 71 6.1 Mô hình mô phỏng. .. Internet, đã chuẩn hóa IMS như một hệ thống con của NGN Kết hợp với TISPAN, trong Release 7 của IMS, việc cung cấp dịch vụ IMS qua mạng cố định đã được bổ sung Năm 2005, phiên bản Release 1 của TISPAN về NGN được coi như một sự khởi đầu cho hội tụ cố định-di động trong IMS Gần đây, 3GPP và TISPAN đã có được một thỏa thuận để cho ra phiên bản Release 8 của IMS với một kiến trúc IMS chung, có thể hỗ trợ các... .XVIII Chương 1: Tổng quan về IMS trên nền NGN 1 Hình 1.1: Sự hội tụ mạng 2 1.2 Đôi nét về quá trình chuẩn hóa IMS 3 Hình 1.2: Vị trí IMS trong NGN 6 Chương 2: Kiến trúc phân hệ IMS 7 2.1 Lớp ứng dụng 7 2.2.1 Chức năng điều khiển cuộc gọi CSCF 9 Hình 2.2: Đăng ký có yêu cầu bảo mật 10 Hình 2.3: Mô tả vai trò định tuyến của... dịch vụ trên nền IMS Một trong những dịch vụ do OMA phát triển là Push-to-Talk over Cellular (PoC) hay OMA SIMPLE Instant Messaging 1.3 Lợi ích của việc sử dụng IMS Một trong những mục đích đầu tiên của IMS là giúp cho việc quản lý mạng trở nên dễ dàng hơn bằng cách tách biệt chức năng điều khiển và chức năng vận tải thông tin Một cách cụ thể, IMS phân phối dịch vụ trên hạ tầng chuyển mạch gói, IMS cho... mạch mềm (softswitch) 66 5.2 So sánh IMS và softswitch 66 XVII 5.3 Các giai đoạn cần thiết để chuyển sang mạng NGN sử dụng IMS 67 5.3.1 Đối với mạng cố định 68 5.3.2 Phương án phát triển mạng di động 69 Chương 6: DEMO 71 6.1 Mô hình mô phỏng NGN 71 6.2.1 Giới thiệu .72 6.3.2 Cách xây dựng ims core 78 6.4.3 kết quả đạt được...Chương 1: Tổng quan về IMS trên nền NGN 1 XVI Chương 2: Kiến trúc phân hệ IMS 7 XVI Chương 3: Một số thủ tục trong mạng IMS 25 XVI Chương 4: Các giao thức chính sử dụng trong phân hệ IMS 41 XVI Chương 5: Các bước tiến lên xây dựng IMS 66 XVII Chương 6: DEMO 71 .XVIII Chương 7: Tổng kết và hướng... Danh mục Hình X X Danh mục Bảng XV X Chương 1: Tổng quan về IMS trên nền NGN 1 .XI Chương 2: Kiến trúc phân hệ IMS 7 XI Chương 3: Một số thủ tục trong mạng IMS 25 .XI Chương 4: Các giao thức chính sử dụng trong phân hệ IMS 41 XII Chương 5: Các bước tiến lên xây dựng IMS 66 XIII XV Chương 6: DEMO 71 XIV Chương 7: Tổng kết và hướng... như MSC, BSC Điều này cho phép các thuê bao IMS có thể truy cập đến các dịch vụ của miền CS và hổ trợ chuyển vùng trên toàn hệ thống GSM/UMTS Như một AuC, HSS lưu trữ khóa bí mật của mỗi thuê bao, cái này dùng để chứng thực khi đăng ký vào mạng và mã hóa dữ liệu cho mỗi thuê bao di động Tùy thuộc vào số lượng thuê bao mà có thể có nhiều HSS trong một mạng IMS HSS tiếp xúc với CSCF thông qua điểm tham... CSCF CSCF có 3 loại: Proxy-CSCF (P-CSCF), Serving-CSCF (S-CSCF) và InterrogatingCSCF (I-CSCF) Mỗi CSCF có chức năng riêng Chức năng chung của CSCF là tham gia trong suốt quá trình đăng kí và thiết lập phiên giữa các thực thể IMS Hơn nữa, những thành phần này còn có chức năng gởi dữ liệu tính cước đến Server tính cước Có một vài chức năng chung giữa P-CSCF và S-CSCF trong hoạt động là cả hai có thể đại... thống mạng khác nhau có thể vận hành cùng với nhau IMS đã và đang được tập trung nghiên cứu và ngày càng thu hút được nhiều sự quan tâm lớn của các nhà khai thác bởi vì lợi ích mà nó mang lại cho cả nhà cung cấp dịch vụ lẫn người sử dụng 1.2 Đôi nét về quá trình chuẩn hóa IMS IMS được định hình và phát triển bởi diễn đàn công nghiệp 3GPP, thành lập năm 1999 Kiến trúc ban đầu của IMS được xây dựng bởi . người đọc có thể hiểu được cách thức xây dựng một hệ thống IMS trên cơ sở hạ tầng mạng hiện có. II  Chương 6: Demo trình bày mô phỏng IMS bằng Open Source IMS Core và dịch vụ IPTV trên hệ điều. 5.1: Mô hình mạng hội tụ với hai vùng IMS (cố định và di động) 71 Chương 6: DEMO 71 6.1 Mô hình mô phỏng NGN 71 Hình 6.1: Mô hình mô phỏng mạng NGN 72 6.2.1 Giới thiệu 72 Hình 6.2: Mô hình. bước tiến lên xây dựng mạng IMS trên hạ tầng mạng hiện có.  Phần sau, bài báo cáo xây dựng hoàn chỉnh một mô hình mô phỏng mạng NGN với đầy đủ chức năng. Người dùng có thể đăng ký, sử dụng dịch