Trang 1 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI ---***--- LUẬN VĂN THẠC SỸ CHUYÊN NGHÀNH ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG NGHIÊN CỨU KIẾN TRÚC IMS VÀ CÁC DỊCH VỤ GIA TĂNG LIÊN QUAN HOÀNG SỸ HÙNG Người hướng d
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI *** LUẬN VĂN THẠC SỸ CHUYÊN NGHÀNH ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG NGHIÊN CỨU KIẾN TRÚC IMS VÀ CÁC DỊCH VỤ GIA TĂNG LIÊN QUAN HOÀNG SỸ HÙNG Người hướng dẫn khoa học : TS Nguyễn Chấn Hùng Hà Nội - 2009 Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! 17057205163531000000 CÁC KÍ HIỆU VÀ TỪ VIẾT TẮT KÍ HIỆU: Cx Dx Gi Gm ISC Iu Mb Mg Mi Mj Mk Mm Mr Mw Sh Si Ut Điểm tham chiếu CSCF với HSS Điểm tham chiếu I-CSCF với SLF Điểm tham chiếu GPRS với mạng liệu gói bên ngồi Điểm tham chiếu P- CSCF với UE Điểm tham chiếu CSCF với server ứng dụng Giao diện RNC với mạng lõi Nó coi điểm tham chiếu Điểm tham chiếu đến dịch vụ IPv6 Điểm tham chiếu MGCF với CSCF Điểm tham chiếu CSCF với BGCF Điểm tham chiếu BGCF với MGCF Điểm tham chiếu BGCF với BGCF khác Điểm tham chiếu CSCF với mạng đa phương tiện IP Điểm tham chiếu CSCF với MRCF Điểm tham chiếu CSCF với CSCF khác Điểm tham chiếu AS với HSS Điểm tham chiếu IM-SSF với HSS Điểm tham chiếu UE server ứng dụng (AS) TỪ VIẾT TẮT: Từ viết tắt AMR API AS BCSM BG BGCF BS CAMEL CAP CDR CN CS CSCF CSE DHCP DNS GGSN HSS I-CSCF IETF Tiếng Anh Tiếng Việt Adaptive multi rate Application program interface Application Server Base call state model Border gateway Breakout gateway controll funtion Bearer service Customised application mobile enhanced logic Thích ứng đa tốc độ Giao diện lập trình ứng dụng Server ứng dụng Mơ hình trạng thái gọi gốc Cổng biên Chức điều khiển cổng ngăn cản Dịch vụ mang Những lập luận để nâng cao tính di động ứng dụng cho khách hàng Camel application part Phần ứng dụng camel Charging data record Đoạn liệu tính cước Core network Mạng lõi Circuit switched Chuyển mạch kênh Call session control function Chức điều khiển phiên gọi Camel service environment Môi trường dịch vụ camel Dynamic Host Configuration Giao thức cấu hình host động Protocol Domain Name System Hệ thống tên miền Gateway GPRS Support Node Node hỗ trợ GPRS cổng Home subscriber server Server thuê bao nhà Interrogating – CSCF CSCF – truy vấn Internet Engineering Task Force Nhóm đặc trách kĩ thuật internet IM IP multimedia IM CN IP multimedia core network SS subsystem IMSI International mobile subscriber Đa phương tiện IP Phân hệ mạng lõi đa phương tiện IP Nhận dạng thuê bao di động toàn MGF OSA P-CSCF PCF PDN PDP PEF PLMN PSI SCS SGSN SLF SSF SGW URL USIM identifier IP Multimedia subsystem Internet Protocol IP-Connectivity Access Network Integrated Services Digital Network IMS SIM Mobile Application Part Media Gateway Control Function Media Gateway Function Open services architecture Proxy – CSCF Policy control function Packet Data Network Packet data protocol Policy enforcement function Public Land Mobile Network Public Service Identity Service Capability Server Serving GPRS Support Node Subscription Locator Function Service Switching Function Signalling Gateway Universal Resource Locator UMTS SIM RAB SCS Radio access bearer Service capability server Modul nhận dạng thuê bao IMS Phần ứng dụng di động Chức điều khiển cổng phương tiện Chức cổng phương tiện Kiến trúc dịc vụ mở CSCF-thể quyền Chức điều khiển hợp đồng Mạng liệu gói Giao thức liệu gói Chức thúc ép hợp đồng Mạng di động mặt đất công cộng Nhận dạng dịch vụ chung Server có khả phục vụ Node hỗ trợ GPRS phục vụ Chức định vị thuê bao Chức chuyển mạch dịch vụ Cổng báo hiệu Vị trí tài nguyên toàn cầu Modul nhận dạng thuê bao UMTS Mang truy nhập vơ tuyến Server phục vụ S – CSCF SLF SIM SIP Serving – CSCF Subscriber locator function Subsciber identifier modul Session initiation protocol CSCF – phục vụ Chức vị trí thuê bao Khối nhận dạng thuê bao Giao thức khởi tạo phiên IMS IP IP-CAN ISDN ISIM MAP MGCF cầu Phân hệ đa phương tiện IP Giao thức internet Mạng truy nhập kết nối IP Mạng số dịch vụ tích hợp SGW THIG UE UMTS Signalling gateway Topology hiding gateway User Equipment Cổng báo hiệu interwork Cổng tương tác ẩn giao thức Thiết bị người dùng Universal mobile Hệ thống thông tin di động toàn telecommunication system cầu Nghiên cứu kiến trúc IMS dịch vụ gia tăng liên quan Trang MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH VẼ CÁC KÍ HIỆU VÀ TỪ VIẾT TẮT LỜI CAM ĐOAN 11 LỜI CÁM ƠN 12 LỜI NÓI ĐẦU 13 CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ IMS 15 Tổng quan IMS viễn thông giới .15 Phân tích xu hướng phát triển công nghệ IMS 17 Tình hình phát triển IMS Việt Nam 20 CHƯƠNG II KIẾN TRÚC IMS 24 Tổng quan kiến trúc IMS 24 1.1 Sơ đồ kiến trúc IMS 24 1.2.Nhóm định tuyến quản lý phiên (CSCFs) 25 1.2.1 Chức điều khiển phiên gọi uỷ quyền 25 1.2.2 Chức điều khiển phiên gọi tương tác mạng 28 1.2.3 Chức điều khiển phiên gọi phục vụ 29 1.3.Nhóm sở liệu 29 1.4.Nhóm chức dịch vụ(server ứng dụng, MRFC, MRFP) 30 1.4.1 Chức AS 30 1.4.2 Các chức tài nguyên phương tiện - MRF 31 1.5.Nhóm chức tương tác mạng 32 1.5.1 Chức điều khiển cổng phương tiện - MGCF 32 1.5.2 Cổng báo hiệu – SGW 32 1.5.3 Cổng phương tiện MGW 33 1.5.4 Chức điều khiển cổng ranh giới - BGCF 33 1.6.Nhóm chức hỗ trợ mạng 34 1.6.1 Chức định sách - PDF 34 1.6.2 Gateway bảo vệ - SEG 34 1.6.3 Chức THIG 34 1.7.Nhóm tính cước 35 Các điểm tham khảo IMS 37 Phân loại giao thức 42 Một số giải pháp Hãng 43 4.1 Giải pháp Hãng Acatel 43 4.2 Giải pháp hãng HUAWEI 44 Kết chương .45 CHƯƠNG III CƠ SỞ PHÁT TRIỂN IMS 47 Giao thức khởi tạo phiên SIP(báo hiệu IMS) 47 1.1 Cấu trúc giao thức SIP 47 1.2 Các phương thức SIP 48 1.3 Các yêu cầu SIP 50 Hoàng Sỹ Hùng Luận văn tốt nghiệp cao học Nghiên cứu kiến trúc IMS dịch vụ gia tăng liên quan Trang 1.4 Các phúc đáp SIP 50 1.5 Các trường tiêu đề SIP 54 1.6 Thiết lập phiên từ UMTS vào IMS để sử dụng dịch vụ 62 2.6.1 Đánh địa IMS 63 2.6.2 Định vị trí P-CSCF 65 2.6.3.Sự đăng ký IMS 65 2.6.4 Cuộc gọi xuất phát từ mạng di động 68 2.6.5 Cuộc gọi kết thúc mạng di động 69 Lớp dịch vụ Máy chủ ứng dụng AS 70 2.1 Các kiểu máy chủ ứng dụng 71 2.1.1 Các máy chủ ứng dụng SIP 72 2.1.2 Truy nhập dịch vụ mở - máy chủ khả dịch vụ (OSA-SCS) 72 2.1.3 Máy chủ ứng dụng IM-SSF 73 2.2 Mô hình thiết lập phiên qua AS 73 2.2.1 AS hoạt động tác nhân người dùng SIP 74 2.2.2 AS hoạt động serverr uỷ quyền SIP 79 3.3 Tiêu chuẩn lọc - Filter -Criteria 86 3.4 Thực thi dịch vụ 89 Kết Chương 92 CHƯƠNG IV HƯỚNG PHÁT TRIỂN DỊCH VỤ CỦA IMS 93 Dịch vụ nhắn tin tức thời 93 1.1 Nhắn tin tức thời Pager - mode IMS 94 1.2 Nhắn tin tức thời Session - base IMS 97 Dịch vụ Pust to talk 100 2.1 URI - list Services 101 2.2 Multiple REFER 102 2.3.Định dạng URI-List 104 2.4 Kiến trúc mạng dịch vụ PoC IMS 105 2.6 Các vai trò PoC Server 108 2.7 Các loại phiên PoC 109 Dịch vụ hội nghị 114 3.1 Kiến trúc dịch vụ hội nghị 115 3.2 Trạng thái hội nghị 115 3.3 Một ví dụ dịch vụ hội nghị 116 Dịch vụ quản lý nhóm 118 4.1 Khái niệm dịch vụ quản lý nhóm 119 4.2 Resource List 120 4.2.1 Nhóm PoC 121 4.2.2 Chính sách truy cập user PoC 123 CHƯƠNG V ĐỀ XUẤT MƠ HÌNH KIẾN TRÚC, LỘ TRÌNH PHÁT TRIỂN DỊCH VỤ TRÊN NỀN TẢNG IMS TẠI VIETTEL 125 Phân tích nhu cầu trạng phát triển dịch vụ IP VIETTEL 125 Hoàng Sỹ Hùng Luận văn tốt nghiệp cao học Nghiên cứu kiến trúc IMS dịch vụ gia tăng liên quan Trang 1.1.Hiện trạng mạng viễn thông VIETTEL 125 1.2.Nhu cầu dịch vụ VAS VIETTEL 129 Cơ sở chọn giải pháp 130 Thiết kế giải pháp 133 3.1 Kiến trúc giải pháp lộ trình triển khai hệ thống IMS VIETTEL:133 3.2 Hướng phát triển dịch vụ kiến trúc IMS 140 Phân tích hiệu đánh giá hiệu triển khai IMS 143 Kết Chương 146 CHƯƠNG VI KẾT LUẬN 147 Cơng sức đóng góp luận văn 147 Hướng phát triển đề tài 147 TÀI LIỆU THAM KHẢO 148 Hoàng Sỹ Hùng Luận văn tốt nghiệp cao học Nghiên cứu kiến trúc IMS dịch vụ gia tăng liên quan Trang DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Biểu đồ phát triển thuê bao di động tồn giới Hình 1.2 Xu hướng hội tụ mạng 3GPP Hình 1.3: Xu hướng phát triển dịch vụ mạng 3GPP Hình 2.1: Kiến trúc IMS Hình 2.2: Lõi IMS CSCF Hình 2.3: Cấu trúc HSS SLF Hình 2.4: Mối quan hệ kiểu AS khác Hình 2.5: Vị trí MGCF IMS Hình 2.6: Chuyển đổi báo hiệu SWG Hình 2.7: Vị trí BGCF mạng IMS Hình 2.8: Các điểm tham khảo IMS Hình 2.9: Phân giải HSS sử dụng SLF Hình 2.10 : Mơ hình giải pháp ACatel Hình 2.11 Mơ hình giải pháp cua Huawei Hình 3.1: Các điều kiện cần thiết để sử dụng IMS Hình 3.2 Sự liên hệ nhận dạng Hình 3.3 ĐỊnh vị trí P-CSCF dùng GPRS Hình 3.4 Định vị trí P-CSCF dùng DHCP Hình 3.5 Sự đăng ký nhận thực IMS Hình 3.6 Thiết lập gọi từ di động vào IMS Hình 3.7: Cuộc gọi kết thúc mạng di động Hình 3.8: Các giao diện máy chủ dịch vụ Hình 3.9: Giao diện Ut đầu cuối IMS AS Hình 3.10 Giao diện Ut đầu cuối IMS AS Hình 3.12: Ba chức AS Hình 3.13: AS hoạt động tác nhân người dùng kết cuối Hoàng Sỹ Hùng Luận văn tốt nghiệp cao học Nghiên cứu kiến trúc IMS dịch vụ gia tăng liên quan Trang Hình 3.14: AS tác nhân kết cuối cung cấp dịch vụ cho bên bị gọi Hình 3.15: Kiến trúc dịch vụ diện Hình 3.16: Sự nhận dạng thuê bao cho danh sách diện người xem Hình 3.17: RLS lấy thơng tin từ thực thể diện Hình 3.18: Đầu cuối cung cấp thơng tin diện Hình 3.20: AS hoạt động server uỷ quyền SIP Hình 3.21: AS hoạt động máy chủ chuyển hướng SIP Hình 3.22: Các hình mạng cho dịch vụ chuyển hướng gọi Hình 3.24: Tính logic tác nhân người dùng lưng đối lưng SIP Hình 3.25: AS hoạt động B2BUA Hình 3.26: Thiết lập phiên PoC noe-to-one Hình 3.27: Hồ sơ người dùng Hình 3.28: Cấu trúc tiêu chuẩn lọc khởi tạo Hình 3.29: Ví dụ thực thi dịch vụ Hình 3.30: Nhiều AS cung cấp dịch vụ Hình 4.1: Nhắn tin tức thời chế độ trang IMS Hình 4.2 làm ví dụ cho dịch vụ cung cấp phương thức MESSEGE Hình 4.3: Tin nhắn tức thời session - base, phiên MSRP and-to-end Hình 4.4: Chat server - hội nghị session - base multi - path Hình 4.5: URI list service u cầu massage Hình 4.6: Các Massage khơng dùng URI list service Hình 4.7: REFER Hình 4.8: Phương thức REFER Hình 4.9: INVITE với hai phần nội dung Hình 4.10: Kiến trúc PoC Hình 4.11: Các điểm tham khảo giao thức sử dụng PoC Hình 4.12: Phiên PoC server PoC điều khiển trung tâm Hoàng Sỹ Hùng Luận văn tốt nghiệp cao học