Triển khai dịh vụ iptv dựa trên nền tảng ip multimedia subsystem (ims)

Tầm quan trọng của đề tài

Mạng thế hệ thứ 3 (3G) nhằm hợp nhất hai mô hình thông tin phổ biến: mạng tế bào và mạng internet IMS đóng vai trò quan trọng trong kiến trúc mạng 3G, cho phép cung cấp truy cập đến tất cả các dịch vụ internet trên mạng tế bào Người dùng có thể dễ dàng truy cập website yêu thích, kiểm tra email, xem phim hoặc tham gia hội thảo trực tuyến từ bất kỳ đâu chỉ với một chiếc điện thoại hỗ trợ 3G.

Sự phát triển nhanh chóng của internet trong những năm gần đây chủ yếu nhờ vào mạng thế hệ thứ ba, cung cấp nhiều dịch vụ tiện ích được người dùng ưa chuộng Điển hình như World Wide Web và email, bên cạnh đó còn có nhiều dịch vụ khác như nhắn tin tức thời, hiện diện trực tuyến, VoIP, video theo yêu cầu (VoD) và hội thảo truyền hình.

Nhằm cải thiện dịch vụ internet và di động truyền thống, các nhà phát triển đã sáng tạo và giới thiệu nhiều kiến trúc mạng mới Sự ra đời của phân hệ IMS trong kiến trúc mạng 3G đánh dấu một bước tiến quan trọng trong việc hợp nhất các dịch vụ này để đáp ứng tốt hơn nhu cầu của khách hàng.

Việc phát triển hệ thống này không chỉ mang lại lợi ích kinh tế cho nhà cung cấp dịch vụ mà còn cung cấp nhiều tiện ích cho người dùng.

Nhà cung cấp dịch vụ có khả năng nhanh chóng triển khai các máy chủ ứng dụng mới vào mạng của nhà khai thác mạng di động Qua giao diện ISC (IMS Service Control interface), các máy chủ ứng dụng SIP, như máy chủ ứng dụng push-to, được tích hợp hiệu quả, giúp nâng cao chất lượng dịch vụ và đáp ứng nhu cầu của người dùng.

Luận văn thạc sỹ ỹ k thu t ậ Triển khai d ch vụị IPTV d a trên n n t ng IMS ự ề ả

The SIP Enabling Services Server, such as a presence application server or gateway, can be integrated into the IMS, facilitating various types of access.

Người sử dụng được phép truy cập dễ dàng và an toàn vào mạng đa phương tiện, nâng cao chất lượng dịch vụ và có cơ hội trải nghiệm nhiều dịch vụ tiện ích

Khi khoa học và công nghệ phát triển, sự hội nhập giữa các quốc gia gia tăng, nhà cung cấp dịch vụ nào đáp ứng tốt nhất nhu cầu của người dùng về sự đa dạng, tiện lợi và chi phí thấp sẽ có lợi thế cạnh tranh Điều này cho thấy khả năng cung cấp dịch vụ với những tính năng vượt trội hoàn toàn khả thi với IMS.

IPTV là dịch vụ mà IMS cung cấp nhằm mang lại sự tiện lợi tối đa cho người dùng Với IPTV, người dùng có thể xem nội dung yêu thích như phim, chương trình giải trí và thời sự bất cứ lúc nào mà không phụ thuộc vào lịch phát sóng của Đài truyền hình Dịch vụ này cho phép xem phim theo yêu cầu với chất lượng cao, đồng thời cung cấp các tính năng như tạm dừng và xem lại nhiều lần Ngoài ra, trên tivi, khách hàng còn có thể sử dụng các dịch vụ khác như nhắn tin, gọi điện, chơi game, mua sắm, giao dịch chứng khoán, ngân hàng và giao lưu trực tuyến.

Trong bài viết này, tôi nghiên cứu về việc "triển khai dịch vụ IPTV dựa trên nền tảng IP Multimedia Subsystem (IMS)" Mặc dù dịch vụ IPTV chỉ là một phần nhỏ trong các dịch vụ phong phú mà IMS cung cấp, nhưng nó vẫn là một ví dụ điển hình cho những tiện ích và tiềm năng phát triển dịch vụ tương lai mà IMS mang lại.

Nội dung nghiên cứu

Trong bài viết này, tôi sẽ tập trung vào việc nghiên cứu và phát triển ứng dụng dựa trên kiến trúc IMS Cụ thể, tôi sẽ tìm hiểu tổng quan về hệ thống IMS, máy chủ ứng dụng và dịch vụ IPTV.

Tổng quan về IMS bao gồm việc tìm hiểu kiến trúc IMS, các thành phần chính và chức năng của từng thành phần, cũng như kiến trúc triển khai và những khái niệm quan trọng liên quan đến IMS.

Máy chủ ứng dụng (Application Server) đóng vai trò quan trọng trong kiến trúc IMS, cung cấp các chức năng cần thiết và hỗ trợ nhiều chế độ hoạt động khác nhau Nó kết nối giao diện từ máy chủ ứng dụng SIP tới các thành phần khác trong mạng lõi IMS, góp phần nâng cao hiệu suất và khả năng tương tác của hệ thống.

Nguyên lý thực hiện dịch vụ IPTV bao gồm mô tả chức năng của dịch vụ, quy trình thực hiện dịch vụ, cách thức điều khiển lỗi, và thủ tục kiểm tra trạng thái người dùng.

 Triển khai dịch vụ: các bước sử dụng dịch vụ đối với người dùng cuối

2 CHƯƠNG II : CÁC NGUYÊN LÝ CHUNG

Các yêu cầu đối với IMS

Chất lượng dịch vụ QoS

Chất lượng dịch vụ (QoS - Quality of Service) là yếu tố quan trọng trong hệ thống IMS QoS cho mỗi phiên liên quan được xác định bởi nhiều yếu tố, trong đó băng thông tối đa có thể cung cấp cho người dùng phụ thuộc vào loại thuê bao của họ.

Trang 15 dùng hoặc trạng thái hiện tại của mạng IMS cho phép nhà khai thác mạng điều khiển QoS mà người dùng đưa ra, do đó các nhà khai thác mạng có thể phân biệt các nhóm khách hàng khác nhau.

Internetworking

Hỗ trợ tương tác với Internet là một yêu cầu thiết yếu đối với IMS, khi mà Internet cung cấp hàng triệu điểm đến tiềm năng cho các phiên đa phương tiện Sự tương tác này mở rộng đáng kể số lượng điểm đến khả thi cho các phiên multimedia trong IMS.

IMS cần tương thích với mạng chuyển mạch kênh như mạng PSTN và các mạng tế bào hiện có Đầu cuối IMS có khả năng kết nối với cả mạng chuyển mạch kênh và mạng chuyển mạch gói Do đó, khi người dùng thực hiện cuộc gọi đến điện thoại trong mạng PSTN hoặc mạng tế bào, đầu cuối IMS sẽ ưu tiên sử dụng vùng chuyển mạch kênh.

Mặc dù tương tác với mạng chuyển mạch kênh không được yêu cầu nghiêm ngặt, hầu hết các đầu cuối IMS vẫn hỗ trợ vùng chuyển mạch kênh Yêu cầu này có thể xem như một yêu cầu dài hạn và sẽ được triển khai khi xây dựng đầu cuối IMS chỉ hỗ trợ chuyển mạch gói.

Chuyển vùng (Roaming)

Here is the rewritten paragraph:"Chuyển vùng (roaming) đã trở thành yêu cầu chung kể từ khi mạng tế bào thứ hai ra đời, cho phép người dùng có thể chuyển vùng sang các mạng khác, đặc biệt là khi đi đến một quốc gia khác IMS, với khả năng kế thừa yêu cầu này, sẽ cho phép người dùng chuyển vùng sang các quốc gia khác nhau, đáp ứng nhu cầu di động ngày càng cao của người dùng."

Điều khiển dịch vụ

Các nhà khai thác mạng đang tìm cách áp dụng các chính sách để phân phối dịch vụ đến người dùng Những chính sách này có thể được phân loại thành hai loại chính.

 Các chính sách chung có thể áp dụng được cho tất cả người dùng trong mạng

 Các chính sách cá nhân có thể áp dụng cho một người dùng nhất định

Chính sách đầu tiên trong mạng bao gồm các giới hạn áp dụng cho tất cả người dùng, ví dụ như việc nhà vận hành mạng có thể hạn chế sử dụng codec âm thanh băng rộng như G.711 Thay vào đó, họ có thể khuyến khích sử dụng các codec băng thông thấp hơn như AMR để tối ưu hóa hiệu suất mạng.

Chính sách thứ hai bao gồm một loạt các quy định được áp dụng cho từng người dùng Chẳng hạn, một người có thể sở hữu nhiều thuê bao để sử dụng dịch vụ IMS mà không bao gồm video Mặc dù đầu cuối IMS thường hỗ trợ video, nhưng nếu có nỗ lực khởi tạo một phiên multimedia có video, nhà mạng sẽ ngăn chặn việc khởi tạo phiên đó.

Phát triển dịch vụ

Yêu cầu về việc tạo ra dịch vụ trong thiết kế kiến trúc IMS có ảnh hưởng mạnh mẽ, nhấn mạnh rằng các dịch vụ IMS không cần phải được chuẩn hóa Đây là một dấu mốc quan trọng trong thiết kế cellular, khác với trước đây khi mọi dịch vụ đơn đều phải được chuẩn hóa hoặc triển khai đồng bộ Ngay cả các dịch vụ đã được chuẩn hóa cũng không đảm bảo hoạt động hiệu quả khi chuyển đổi sang mạng khác.

IMS được thiết kế nhằm rút ngắn thời gian triển khai dịch vụ mới Trước đây, quy trình chuẩn hóa dịch vụ và kiểm tra vận hành thường gặp nhiều trở ngại, dẫn đến sự chậm trễ đáng kể Sự ra đời của IMS sẽ giúp giảm thiểu những trì hoãn này, mang lại hiệu quả cao hơn trong việc cung cấp dịch vụ.

Đa truy nhập

Yêu cầu đa truy nhập đề cập đến các phương tiện truy cập khác ngoài GPRS IMS là mạng all IP, hoạt động độc lập và có thể truy cập từ bất kỳ mạng truy nhập nào Ví dụ, IMS có thể được truy cập qua WLAN, ADSL, HFC hoặc Cable Modem Tuy nhiên, 3GPP đang cam kết phát triển giải pháp cải tiến cho GSM, tập trung vào truy nhập GPRS trong cả GSM và UMTS cho phiên bản đầu tiên của IMS.

5) Các phiên bản tiếp theo sẽ nghiên cứu các truy nhập khác, ví dụ như WLAN.

Tổng quan về các giao thức sử dụng trong IMS

Giao thức điều khiển phiên

Các giao thức điều khiển cuộc gọi là yếu tố thiết yếu trong hệ thống điện thoại, đặc biệt trong mạng chuyển mạch kênh Ba giao thức chính được sử dụng bao gồm TUP (Telephony User Part), ISUP (ISDN User Part) và BICC (Bearer Independent Call Control) Khi xem xét các giao thức điều khiển phiên cho IMS, các giao thức dựa trên IP là lựa chọn rõ ràng.

Bearer Independent Call Control (BICC) là một cải tiến của ISUP, cho phép tách biệt mặt phẳng báo hiệu khỏi mặt phẳng media Điều này cho phép báo hiệu được truyền qua một tập hợp các nút riêng biệt mà không cần phải đi qua mặt phẳng media BICC hỗ trợ và có khả năng hoạt động trên nhiều nền tảng khác nhau.

Trang 18 các công nghệ khác nhau như IP, SS7 (Sinaling System No 7) hay ATM (Asynchoronous Transfer Mode)

H.323, tương tự như BICC, là giao thức được phát triển bởi ITU T, định nghĩa một phương thức mới để thiết lập các phiên multimedia Khác với BICC, H.323 được thiết kế từ những ngày đầu để hỗ trợ công nghệ IP, cho phép tín hiệu và media không cần phải truyền qua cùng một tập hợp các host.

SIP (Session Initiation Protocol) là giao thức được IETF định nghĩa để thiết lập và quản lý các phiên multimedia qua mạng IP, tuân theo mô hình client-server SIP kế thừa nhiều đặc điểm từ SMTP và HTTP, hai giao thức thành công nhất trên Internet, giúp nó dễ dàng mở rộng và sửa lỗi Khác với BICC và H.323, SIP là giao thức dựa trên văn bản, tạo điều kiện thuận lợi cho việc phát triển các dịch vụ mới.

SIP được lựa chọn làm giao thức điều khiển phiên trong IMS, giúp đơn giản hóa việc phát triển các dịch vụ mới Nhờ vào việc dựa trên HTTP, các nhà phát triển dịch vụ SIP có thể tận dụng mọi cơ chế đã được phát triển cho HTTP, bao gồm CGI (Common Gateway Interface) và Java Servlet.

Giao thức AAA

Ngoài giao thức điều khiển phiên, còn có các giao thức quan trọng khác trong IMS Diameter, được định nghĩa trong RFC 3588, được lựa chọn làm giao thức AAA (Xác thực, Ủy quyền và Kế toán) trong IMS.

Diameter là một cải tiến của RADIUS (được định nghĩa trong RFC

RADIUS là một giao thức phổ biến trên Internet được sử dụng cho AAA, cho phép xác thực và cấp quyền cho người dùng truy cập mạng khi họ kết nối với nhà cung cấp dịch vụ Internet Diameter, một giao thức nâng cao, bổ sung các ứng dụng cụ thể để phù hợp với từng môi trường sử dụng Trong hệ thống IMS, Diameter được áp dụng trong nhiều giao diện khác nhau, mặc dù không phải tất cả đều sử dụng cùng một ứng dụng Chẳng hạn, IMS định nghĩa một ứng dụng Diameter để tương tác với SIP trong quá trình thiết lập phiên và một ứng dụng khác để quản lý điều khiển tài khoản.

Các giao thức khác

In addition to SIP and Diameter, several other protocols are utilized within IMS The Common Open Policy Service (COPS) protocol facilitates the transmission of policies between Policy Decision Points (PDP) and Policy Enforcement Points (PEP) H.248, developed by ITU-T, is employed by signaling nodes in the media plane and is also known as the Media Gateway Control (MEGACO) protocol Furthermore, the Real-time Transport Protocol (RTP) and the RTP Control Protocol (RTCP) are essential for transmitting real-time data such as video and audio.

Kiến trúc tổng quát IMS

Mạng truy nhập

Ở bên trái hình 2.1, các đầu cuối IMS di động được gọi là thiết bị người dùng (UE) được hiển thị rõ ràng.

IMS được nối vào mạng chuyển mạch gói như là GPRS thông qua đường truyền vô tuyến

Hệ thống IMS không chỉ hỗ trợ thiết bị đầu cuối kết nối qua mạng vô tuyến mà còn tương thích với nhiều loại thiết bị khác nhau, bao gồm cả PDAs và máy tính cá nhân Ngoài ra, IMS còn cho phép truy cập thông qua các phương thức như WLAN và ADSL, mở rộng khả năng kết nối cho người dùng.

Mạ ng lõi

Phần còn lại của hình chỉ ra các nút bao gồm trong mạng lõi IMS Các nút này là:

 Một hay vài cơ sở dữ liệu người dùng, còn gọi là HSS và SLF

 Một hay vài máy chủ ứng SIP như là CSCF (Call Session Control Function)

 Một hay vài MRF mỗi cái được chia nhỏ thành MRFC và MRFP

 Một hay vài BGCF (Breakout Gateway Control Functions)

 Một hoặc vài PSTN gateways, được chia nhỏ hơn thành SGW và MGCF

2.3.2.1 Cơ sở dữ liệu HSS và SLF

HSS (Home Subscriber Server) là trung tâm lưu trữ dữ liệu quan trọng liên quan đến người dùng, phát triển từ HLR (Home Location Register) trong mạng GSM HSS chứa thông tin thuê bao cần thiết để quản lý các phiên đa phương tiện, bao gồm thông tin vị trí, bảo mật (như nhận thực và phân quyền), và tiểu sử người dùng với các dịch vụ mà họ đã đăng ký.

Một mạng có thể có một hoặc nhiều Hệ thống quản lý thuê bao (HSS) để xử lý số lượng thuê bao lớn Tất cả dữ liệu của một người dùng cụ thể được lưu trữ trong một HSS Mạng chỉ có một HSS không cần đến Chức năng Định vị Thuê bao (SLF), trong khi mạng có nhiều HSS thì cần có SLF để quản lý hiệu quả.

SLF là một cơ sở dữ liệu đơn giản giúp ánh xạ địa chỉ người dùng tới HSS tương ứng Khi một nút gửi yêu cầu truy vấn SLF với địa chỉ người dùng, nó sẽ nhận được HSS chứa thông tin liên quan đến người dùng đó.

Cả HSS và SLF đều thực thi giao thức Diameter với các đặc trưng ứng dụng diameter cho IMS

2.3.2.2 Chức năng điều khiển cuộc gọi phiên Điều khiển cuộc gọi phiên (CSCF) là một máy chủ SIP, là một nút cần thiết trong IMS Các CSCF xử lý các bản tin báo hiệu SIP trong IMS

Có ba loại CSCF phụ thuộc vào các chức năng mà chúng cung cấp:

Proxy-CSCF (P-CSCF) là máy chủ SIP đầu tiên liên lạc giữa đầu cuối IMS và mạng IMS, có thể được đặt ở mạng khách hoặc mạng chủ Một số mạng sử dụng thiết bị kiểm soát biên phiên SBC để thực hiện chức năng này Người dùng cần đăng ký với P-CSCF trong mạng kết nối để truy cập hệ thống IMS, với địa chỉ P-CSCF được cung cấp qua giao thức DHCP hoặc khi thiết lập kết nối PDP trong mạng di động Các chức năng của P-CSCF bao gồm việc quản lý phiên và hỗ trợ các dịch vụ IMS.

Trang 23 o P-CSCF có nhiệm vụ đảm bảo chuyển tải các yêu cầu từ UE đến máy chủ SIP (ở đây là S CSCF) cũng như bản tin phản - hồi từ máy chủ SIP về UE o P-CSCF được gán cho đầu cuối IMS trong suốt quá trình đăng ký, và không thay đổi trong suốt quá trình đăng ký o P-CSCF nằm trên đường đi của tất cả các bản tin báo hiệu và có thể được gán vào mỗi bản tin o P-CSCF xác thực người dùng và thiết lập kết nối bảo mật IPSec với thiết bị đầu cuối IMS của người dùng P-CSCF còn có vai trò ngăn cản các tấn công như spoofing, replay để đảm bảo sự bảo mật và an toàn cho người dùng o P-CSCF có thể nén và giải nén các bản tin SIP dùng sigcomp, để giảm thiểu khối lượng thông tin báo hiệu truyền trên những đường truyền tốc độ thấp (hay giảm độ trễ khi truyền trên các kênh có băng thông hẹp) o P-CSCF có thể tích hợp chức năng quyết định chính sách PDF (Policy Decision Function) nhằm quản lý và đảm bảo QoS cho các dịch vụ đa phương tiện o P-CSCF cũng tham gia vào quá trình tính cước dịch vụ

Interrogating-CSCF (I-CSCF) là một chức năng SIP quan trọng nằm ở biên của miền quản trị, với địa chỉ IP được công bố trong DNS của miền Điều này cho phép các máy chủ ứng dụng từ xa tìm thấy và sử dụng I-CSCF như một điểm chuyển tiếp cho các gói tin SIP Chức năng chính của I-CSCF bao gồm việc định tuyến các bản tin yêu cầu SIP nhận được từ mạng khác đến S-CSCF tương ứng.

Trang 24 truy vấn HSS thông qua giao diện Diameter Cx để cập nhật địa chỉ S CSCF tương ứng của người dùng (giao diện Dx - được dùng để từ I CSCF tới SLF để định vị HSS cần thiết) - Nếu như chưa có S CSCF nào được gán cho UE, I CSCF sẽ - - tiến hành gán một I CSCF cho người dùng để nó xử lý yêu - cầu SIP o Ngược lại, CSCF sẽ định tuyến bản tin yêu cầu SIP hoặc I- bản tin trả lời SIP đến một S-CSCF/I-CSCF nằm trong mạng của một nhà cung cấp dịch vụ khác

I-CSCF luôn luôn được đặt tại mạng chủ, trong một số trường hợp như THIG (Topology Hiding Inter-network Gateway), I-CSCF được đặt tại mạng khách là tốt nhất

S-CSCF (Serving-CSCF) là nút trung tâm trong hệ thống báo hiệu IMS, hoạt động như một máy chủ SIP và đồng thời quản lý phiên dịch vụ Ngoài việc thực hiện chức năng của một máy chủ SIP, S-CSCF còn đóng vai trò là trung tâm đăng ký SIP, duy trì mối liên hệ giữa vị trí của người dùng (địa chỉ IP của thiết bị đầu cuối) và địa chỉ SIP của người dùng (định danh công khai Public User Identity).

S-CSCF, tương tự như I-CSCF, thực hiện giao diện Diameter với HSS nhằm tải các vector nhận thực của người dùng đang cố gắng truy cập mạng Vector này được S-CSCF sử dụng để thực hiện quá trình xác thực người dùng.

Trang 25 o Để tải hồ sơ người dùng từ HSS Hồ sơ người dùng bao gồm các triggers có thể làm cho bản tin SIP được định tuyến qua một hoặc vài máy chủ ứng dụng o Để khai báo với HSS về S CSCF được cấp cho người dùng - trong suốt quá trình đăng ký

Tất cả các thông điệp SIP được gửi và nhận bởi đầu cuối IMS đều phải đi qua S-CSCF, nơi thực hiện việc kiểm tra và quyết định hướng đi của từng bản tin S-CSCF xác định xem bản tin báo hiệu có cần đi qua một hay nhiều máy chủ ứng dụng trước khi đến đích cuối cùng Các máy chủ ứng dụng này cung cấp các dịch vụ cho người dùng.

Một trong những chức năng chính của S-CSCF là cung cấp dịch vụ định tuyến cho bản tin SIP Khi người dùng quay số điện thoại thay vì sử dụng SIP URI (Uniform Resource Identifier), S-CSCF sẽ thực hiện dịch vụ chuyển đổi, thường dựa trên chuẩn DNS E.164 Number Translation (DNS/ENUM) như được mô tả trong RFC-2916.

S-CSCF cũng tác động vào chính sách mạng của nhà cung cấp Ví dụ, một người dùng có thể không có quyền thiết lập một phiên cụ thể nào cả CSCF tránh cho người dùng thực hiện các chức năng S- không được cho phép

Một mạng thường bao gồm nhiều S CSCF để đảm bảo khả năng mở rộng và dự phòng Mỗi S CSCF có khả năng phục vụ một số lượng đầu cuối tùy thuộc vào dung lượng của nó.

S-CSCF luôn luôn được đặt tại mạng chủ.

2.3.2.3 Máy chủ xử lý media

Tầng dịch vụ

Các máy chủ ứng dụng đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp dịch vụ cho người dùng cuối, hoạt động như các thực thể SIP Chúng thực hiện các dịch vụ và giao tiếp với S CSCF thông qua giao thức SIP Tùy thuộc vào loại dịch vụ, máy chủ ứng dụng có thể hoạt động ở nhiều chế độ khác nhau, bao gồm cả SIP proxy.

Trang 31 chế độ SIP UA (User Agent) hay chế độ SIP B2BUA (Back- -Back User to Agent) Máy chủ ứng dụng có thể nằm trong mạng chủ hoặc trong một mạng thứ ba bên ngoài Nếu nằm trong mạng chủ, nó có thể truy vấn HSS qua giao diện diameter Sh (cho máy chủ ứng dụng), hay giao diện MAP (Mobile Application Part) cho loại máy chủ IM-SSF (IP Multimedia Service Switching Function)

Ưu điểm nổi bật của IMS là khả năng phát triển dịch vụ mới một cách linh hoạt và dễ dàng Kiến trúc IMS cho phép các nhà điều hành cung cấp đa dạng dịch vụ dựa trên chuyển mạch gói và thời gian thực Hệ thống này cũng hỗ trợ lưu trữ thông tin dịch vụ để tính cước theo thời gian, loại dịch vụ và băng thông Với thiết kế đặc trưng, IMS thừa hưởng những dịch vụ tốt nhất từ mạng viễn thông và internet, đặc biệt là các dịch vụ đa phương tiện, bao gồm cả gọi thông thường và các dịch vụ nâng cao.

 Nhấn tin đa phương tiện

 Hội thảo đa phương tiện

 Dịch vụ kiểm tra trạng thái người dùng (Presence)

Tầng dịch vụ được thiết kế tách rời với mạng lõi và mạng truy nhập đã được chuẩn hóa

Định danh trong IMS

Định danh người dùng công cộng

Trong hệ thống IMS, người dùng được xác định qua một phương thức tiền định, với mỗi người dùng IMS được cấp phát một hoặc nhiều định danh công cộng Nhà cung cấp dịch vụ nội hạt có trách nhiệm cấp các định danh này cho từng thuê bao IMS Định danh công cộng có thể là SIP URI hoặc TEL URI, được định nghĩa trong các tiêu chuẩn RFC 3261 và RFC 3966 Những định danh này không chỉ đóng vai trò quan trọng trong thông tin liên lạc mà còn được sử dụng để định tuyến các bản tin báo hiệu SIP trong IMS.

Khi so sánh IMS và GSM, có thể thấy rằng định danh người dùng công cộng trong IMS tương tự như định danh MSISDN (Mobile Subscriber ISDN Number) trong mạng GSM.

Khi định danh người dùng công cộng bằng SIP URI, định dạng phổ biến thường là sip:first.last@operator.com, mặc dù các nhà cung cấp IMS có thể điều chỉnh theo nhu cầu riêng Ngoài ra, SIP URI cũng có thể bao gồm số điện thoại với định dạng sip:+1-212-555-0293@operator.com;user=phone Định dạng này là cần thiết vì SIP yêu cầu rằng URI được đăng ký phải là SIP URI, do đó không thể đăng ký TEL URI trong SIP, nhưng có thể đăng ký một SIP URI chứa số điện thoại.

TEL URI là một dạng định danh người dùng công cộng, cho phép sử dụng số điện thoại quốc tế Ví dụ về TEL URI là: tel:+1-212-555-0293.

Here is a rewritten paragraph that conveys the same meaning and complies with SEO rules:"TEL URI đóng vai trò quan trọng trong việc thực hiện cuộc gọi từ đầu cuối IMS sang mạng điện thoại công cộng PSTN, bởi số điện thoại PSTN được biểu diễn dưới dạng số Ngoài ra, TEL URI cũng là yêu cầu bắt buộc nếu một thuê bao PSTN muốn gọi đến người dùng IMS, vì người dùng PSTN chỉ có thể quay số để thực hiện cuộc gọi."

Các nhà cung cấp dịch vụ thường cấp ít nhất một SIP URI và một TEL URI cho mỗi người dùng Việc cung cấp nhiều hơn một định danh công cộng cho người dùng có nhiều lý do, chẳng hạn như phân biệt giữa các định danh cá nhân mà bạn bè và người thân đã biết với những định danh công khai được sử dụng trong công việc, hoặc để kích hoạt một nhóm dịch vụ khác nhau.

IMS giới thiệu khái niệm về tập hợp định danh người dùng công cộng được đăng ký Trong quy trình hoạt động của SIP, mỗi định danh cần một bản tin SIP REGISTER để đăng ký Tuy nhiên, trong IMS, người dùng có thể đăng ký nhiều định danh công cộng trong một bản tin, giúp tiết kiệm thời gian và băng thông.

Định danh người dùng riêng

Mỗi thuê bao IMS được cấp một định danh người dùng riêng, khác với định danh người dùng công cộng Định danh này không phải là SIP URI hay TEL URI, mà thường có định dạng của Network Access Identifier (NAI) theo quy ước của RFC 2486 Cụ thể, định dạng của NAI là: username@operator.com.

Định danh người dùng riêng không giống như định danh công cộng, vì chúng không được sử dụng để định tuyến bản tin yêu cầu SIP mà chỉ dành cho việc định danh thuê bao và nhận thực Chức năng của định danh người dùng riêng trong IMS tương tự như IMSI trong mạng GSM Điều đặc biệt là người dùng không cần biết đến định danh này, vì nó có thể được lưu trữ trong một thẻ thông minh, tương tự như cách IMSI được lưu trong SIM.

Mối quan hệ giữa định danh công cộng và định danh riêng

Nhà cung cấp dịch vụ cấp một hoặc nhiều định danh người dùng công cộng cho từng người dùng Trong hệ thống GSM/UMTS, thẻ thông minh lưu trữ định danh người dùng riêng và ít nhất một định danh công cộng Hệ thống HSS đóng vai trò là cơ sở dữ liệu chung, chứa tất cả thông tin liên quan đến thuê bao, bao gồm định danh người dùng riêng và một tập hợp các định danh công cộng.

Trang 35 gán cho người dùng HSS và S CSCF cũng có tương quan với định danh - người dùng cộng và định danh người dùng riêng Mối quan hệ giữa một thuê bao, định danh người dùng riêng và một số định danh người dùng công cộng được thể hiện như trong hình 2 5 Đây là trường hợp của IMS như chuẩn hóa - trong 3GPP Release 5

Hình 2-5 : Quan hệ giữa định danh người dùng riêng và định danh người dùng công cộng theo 3GPP R5

3GPP Release 6 mở rộng mối quan hệ giữa định danh người dùng riêng và định danh người dùng công cộng, cho phép một thuê bao IMS có nhiều định danh người dùng riêng Trong UMTS, mặc dù chỉ có một định danh người dùng riêng được lưu trữ trong thẻ thông minh, người dùng có thể sử dụng nhiều thẻ thông minh khác nhau với đầu cuối IMS Các định danh người dùng công cộng có thể được kết hợp với nhiều định danh người dùng riêng, như trong trường hợp định danh người dùng công cộng số 2, được gán cho cả định danh người dùng riêng số 1 và số 2 Điều này cho phép định danh người dùng công cộng số 2 được sử dụng đồng thời từ hai đầu cuối IMS, mỗi thiết bị có một định danh người dùng riêng khác nhau.

Hình 2-6 : Quan hệ giữa định danh người dùng riêng và định danh người dùng công cộng theo 3GPP R6

Định danh dịch vụ công cộng

Khái niệm định danh dịch vụ công cộng (PSI – Public Service Identities) được giới thiệu trong 3GPP Release 6, khác với định danh người dùng công cộng, PSI là định danh được cấp phát cho dịch vụ trên máy chủ ứng dụng (AS – Application Server) Ví dụ, một máy chủ ứng dụng phục vụ chatroom sẽ được định danh bởi PSI Tương tự như định danh người dùng công cộng, PSI có thể tồn tại dưới dạng SIP URI hoặc TEL URI.

Khác với định danh người dùng công cộng, PSI không áp dụng cho định danh người dùng riêng, vì định danh riêng chỉ phục vụ mục đích nhận thực Do đó, PSI không liên quan đến người dùng.

PSI được lưu trữ trong HSS dưới hai dạng: PSI đặc trưng và Wildcarded PSI PSI đặc trưng (Distinct PSI) chứa thông tin PSI cần thiết cho quá trình định tuyến, trong khi Wildcarded PSI là tập hợp các PSI giúp người dùng tối ưu hóa hoạt động và duy trì các nút Đặc biệt, một Wildcarded PSI với hơn hai dấu chấm than sẽ được coi là một cặp dấu ngăn cách.

Khi được chứa trong HSS, Wildcarded PSI sẽ bao gồm các ký tự ngăn cách để xác định phần mở rộng của PSI

Ví dụ: PSI sau có thể chứa trong HSS

Các PSI giao tiếp trên giao diện bản tin với HSS sẽ được chuyển đổi thành định dạng “sip:chatlist!.*!@example.com” Trong HSS, các ví dụ như sip:chatlist1@example.com, sip:chatlist2@example.com, sip:chatlist42@example.com, sip:chatlistabc@example.com và sip:chatlist!1@example.com sẽ được sử dụng.

SIM, USIM và ISIM trong 3GPP

SIM

SIM lưu trữ thông tin quan trọng như thông tin đăng ký người dùng, mã nhận thực và tin nhắn Là thành phần thiết yếu trong các thiết bị đầu cuối, SIM cho phép người dùng kết nối mạng Mặc dù UICC và SIM thường được sử dụng thay thế cho nhau, UICC là thẻ vật lý, trong khi SIM là một ứng dụng bên trong UICC SIM phổ biến trong các mạng di động thế hệ thứ hai, đặc biệt là mạng GSM.

USIM

USIM là một ứng dụng trong UICC, cung cấp các tham số quan trọng như thông tin đăng ký thuê bao, thông tin nhận thực, phương pháp thanh toán và lưu trữ tin nhắn Nó đóng vai trò quan trọng trong việc truy cập mạng UMTS.

Các thiết bị đầu cuối trong mạng chuyển mạch gói và chuyển mạch kênh yêu cầu có USIM để hoạt động hiệu quả trong mạng di động thế hệ thứ ba.

Cả SIM và USIM có thể hoạt động song song trong UICC, cho phép thiết bị đầu cuối sử dụng đồng thời mạng GSM và UMTS.

ISIM

Một ứng dụng thứ ba có mặt trong UICC là ISIM, đóng vai trò quan trọng trong IMS ISIM chứa một tập hợp các thông tin cần thiết cho việc quản lý và xác thực dịch vụ đa phương tiện, giúp cải thiện trải nghiệm người dùng trong các mạng di động hiện đại.

Trang 39 thông số được sử dụng làm chứng thực người dùng, nhận dạng người dùng, cấu hình thiết bị đầu cuối hoạt động trong mạng IMS ISIM có thể tồn tại cùng SIM, USIM hoặc tất cả các ứng dụng trong cùng UICC.

Tiêu chuẩn lọc

Tiêu chuẩn lọc là yếu tố quan trọng trong việc xác định dịch vụ cung cấp cho người dùng trên mạng Chúng bao gồm thông tin liên quan đến người dùng, giúp S CSCF quyết định thời điểm gọi máy chủ và ứng dụng cung cấp dịch vụ.

Theo tiêu chuẩn 3GPP TS 23.218, có hai loại tiêu chuẩn lọc là tiêu chuẩn lọc khởi tạo (IFC) và tiêu chuẩn lọc kế tiếp (SFC) Tuy nhiên, chỉ tiêu chuẩn lọc khởi tạo IFC được áp dụng trong thực tế, trong khi tiêu chuẩn lọc kế tiếp SFC vẫn còn ở mức lý thuyết Việc áp dụng SFC tại S-CSCF có thể dẫn đến xung đột với các quy tắc định tuyến bản tin SIP cho các proxy.

Tiêu chuẩn lọc khởi tạo IFC đánh giá các yêu cầu khởi tạo SIP và tạo ra các yêu cầu đơn Cụ thể, S-CSCF thực hiện việc đánh giá này khi nhận yêu cầu SUBSCRIBE, INVITE, OPTIONS, hoặc bất kỳ yêu cầu nào khác tạo ra cuộc hội thoại Tuy nhiên, S-CSCF không đánh giá tiêu chuẩn lọc khởi tạo đối với các yêu cầu PRACK, NOTIFY, UPDATE, hoặc BYE, vì những yêu cầu này luôn được gửi trong khuôn khổ một hội thoại SIP đã tồn tại.

Tiêu chuẩn lọc kế tiếp của S-CSCF được đánh giá khi nhận yêu cầu kế tiếp trong hộp thoại SIP Kết quả đánh giá này có thể dẫn đến việc S-CSCF chuyển tiếp yêu cầu SIP đến một máy chủ ứng dụng, khác với quy trình định tuyến yêu cầu trong SIP proxy Nếu máy chủ ứng dụng nhận được yêu cầu kế tiếp, nó sẽ xử lý theo quy định của hệ thống.

Trang 40 cho thấy ứng dụng chưa nhận được yêu cầu khởi tạo SIP để tạo hộp thoại SIP Do đó, máy chủ ứng dụng sẽ hủy yêu cầu này và bỏ qua yêu cầu tiếp theo, dẫn đến việc không áp dụng tiêu chuẩn lọc tiếp theo.

Tiêu chuẩn lọc duy nhất được áp dụng là tiêu chuẩn lọc khởi tạo, vì không có tiêu chuẩn lọc kế tiếp Do đó, thuật ngữ tiêu chuẩn lọc khởi tạo và tiêu chuẩn lọc được xem là tương đương.

HSS lưu trữ tất cả thông tin người dùng trong cấu trúc dữ liệu gọi là User Profile Cấu trúc này bao gồm định danh riêng của thuê bao và một hoặc nhiều service profile Mỗi service profile chứa một hoặc nhiều định danh công cộng của thuê bao và có thể có hoặc không có tiêu chuẩn lọc.

Hình 2-7 : Cấu trúc của User Profile

Khi người dùng đăng ký với S-CSCF, hệ thống sẽ liên lạc với HSS để tải về hồ sơ người dùng, trong đó chứa các tiêu chuẩn lọc Những tiêu chuẩn lọc này vẫn được lưu giữ trong S-CSCF vào thời điểm đăng ký của người dùng.

Tiêu chuẩn lọc xác định các dịch vụ có khả năng thu thập thông tin định danh công cộng của thuê bao được liệt kê trong "Service profile" Cấu trúc dữ liệu của tiêu chuẩn lọc được minh họa trong hình 2-8.

Hình 2-8 : Cấu trúc tiêu chuẩn lọc khởi tạo

Trường đầu tiên trong cấu trúc tiêu chuẩn lọc là Priority, xác định thứ tự đánh giá các tiêu chuẩn lọc trong cùng một "service profile" SCSF sẽ ưu tiên chọn tiêu chuẩn lọc có độ ưu tiên cao nhất, với độ ưu tiên 1 là cao nhất Sau khi thực hiện tiêu chuẩn này, S-SCSF sẽ tiếp tục với tiêu chuẩn lọc có độ ưu tiên thấp hơn.

Số ưu tiên của tiêu chuẩn lọc là duy nhất trong cùng một "service profile" Trong một số trường hợp, các số ưu tiên không cần phải liên tiếp nhau.

Sau trường Priority, có thể có hoặc không có Trigger Point (điểm kích hoạt) Trigger Point là biểu thức cần đánh giá để quyết định xem yêu cầu SIP có được chuyển tiếp đến máy chủ ứng dụng hay không Nó bao gồm các bộ lọc riêng biệt được gọi là “Service Point Triggers” Ví dụ, một Trigger Point có thể được định nghĩa cụ thể để xác định điều kiện chuyển tiếp yêu cầu.

E) AND (Request-URI = sip:user@example.com) (Method = INVIT

Trong ví dụ này có hai Service Point Trigger là Method = INVITE và Request-URI = sip:user@example.com

Sevice Point Trigger cho phép ta truy nhập thông tin được lưu trữ chứa trong các trường khác nhau của yêu cầu SIP

 Giá trị của Request-URI

 Phương thức của yêu cầu SIP (ví dụ: INVITE, OPTIONS, SUBSCRIBE,…)

 Sự có mặt hay vắng mặt của bất cứ trường điều khiển SIP (SIP header) nào

 Trùng một phần hay toàn bộ nội dung của bất kỳ trường điều khiển SIP nào

Trong trường hợp phiên, yêu cầu SIP có thể xuất phát từ một thuê bao đã được phục vụ, gửi đến một thuê bao đã đăng ký hoặc một thuê bao chưa đăng ký.

 Mô tả phiên (ví dụ, trùng một phần hay toàn bộ bất kể một dòng SDP nào)

Nếu không có Trigger Point thì các yêu cầu SIP được chuyển tiếp đến máy chủ ứng dụng vô điều kiện

Sau Trigger Points, có thể có một hoặc nhiều Service Point Triggers, với tiêu chuẩn lọc khởi tạo chứa AS SIP URI, là địa chỉ của máy chủ ứng dụng nhận yêu cầu SIP khi các điều kiện trong Trigger Point được thỏa mãn Trường Default Handling chỉ định hành động xảy ra nếu S CSCF không thể liên lạc với máy chủ ứng dụng vì lý do nào đó Các hành động này có thể bao gồm tiếp tục xử lý yêu cầu SIP hoặc ngừng xử lý.

Trường Service Information chứa dữ liệu cần thiết cho máy chủ ứng dụng trong việc xử lý yêu cầu, đặc biệt là trong các yêu cầu SIP REGISTER hoặc khi S CSCF hoạt động như một SIP User Agent Client Dữ liệu này được thêm vào phần thân của yêu cầu SIP và không được chấp nhận trong các SIP Proxy Do đó, trường hợp duy nhất sử dụng thông tin này là khi S CSCF tạo ra yêu cầu SIP REGISTER tới máy chủ ứng dụng, với mục đích truyền IMSI tới IM SSF của thuê bao, vì IMSI có thể được sử dụng bởi IM-SSF.

Triển khai kiến trúc IMS

Kiến trúc IMS được triển khai trong đề tài:

Hình 2-9 : Sơ đồ các khối chức năng trong kiến trúc IMS

Bao gồm các khối chức năng:

Máy chủ ứng dụng cung cấp giao diện web cho người dùng thực hiện các dịch vụ trên nền IMS, đồng thời giao tiếp với các module AD/DB để xác thực dịch vụ Nó cũng phát triển các dịch vụ như Click-to-dial, hội nghị và hiện diện dựa trên SIP Servlet.

Trang 46 đề cập đến việc thực hiện các chức năng xử lý dữ liệu đa phương tiện, bao gồm MSF và MRF trong kiến trúc IMS IS-ME sẽ đảm nhiệm các nhiệm vụ liên quan đến việc này.

 Playing các file thông báo (audio/video)

 Hội thoại đa phương tiện

 Chuyển mã (transcoding) các loại dữ liệu đa phương tiện

 Tương lai sẽ thực hiện Text to Speak

 Thực hiện các dịch vụ điều khiển cuộc gọi (từ IS-CC).

Cung cấp một phương tiện liên lạc đa phương tiện qua giao thức SIP trên nền IP, hỗ trợ nhiều kiểu dữ liệu đa phương tiện Ứng dụng này hiện chạy trên PC và dự kiến sẽ mở rộng sang điện thoại di động cũng như các thiết bị cầm tay sử dụng hệ điều hành Linux hoặc Symbian Các dịch vụ chính bao gồm gọi điện, xem video dạng streaming và nhắn tin tức thì.

AD/DB thực hiện quản lý các thành phần hệ thống và quan trọng hơn là tính cước và xác thực dịch vụ Thông tin người dùng được lưu trữ trong cơ sở dữ liệu mySQL, hỗ trợ xác thực dịch vụ và người dùng Giao tiếp với module AS cung cấp thông tin cần thiết cho việc xử lý dịch vụ.

3 CHƯƠNG III : ĐIỀU KHIỂN PHIÊN TRONG

Chức năng của SIP

Mô tả phiên và SDP

Mô tả phiên là thông tin cần thiết để người dùng từ xa có thể tham gia vào các phiên đa phương tiện trên internet Những thông tin này bao gồm địa chỉ IP, tên cổng, và các bộ mã hóa – giải mã để mã hóa âm thanh và hình ảnh Định dạng phổ biến nhất cho mô tả phiên là giao thức mô tả phiên SDP (Session Description Protocol), được quy định trong RFC 2327 SDP là một định dạng văn bản mô tả các phiên multimedia, cung cấp thông tin quan trọng về địa chỉ và các thông số cần thiết cho việc kết nối giữa các người tham gia.

Alice muốn nhận audio qua cổng 20000 và video qua cổng 20002 Cô hỗ trợ các bộ mã hóa giải mã audio và video, trong đó 0 tương ứng với luật mã hóa audio μ G.711 và 31 tương ứng với bộ mã hóa H.261 Thông tin về chủ đề của cuộc hội thoại cũng được cung cấp.

Mô tả phiên SDP bao gồm hai phần chính: thông tin về phiên và thông tin về media Thông tin về phiên sẽ trải dài suốt toàn bộ quá trình của phiên, trong khi thông tin media cung cấp chi tiết cần thiết cho việc truyền tải nội dung.

Trang 48 hiện trước dòng “m=” Năm dòng đầu tiên tương ứng với thông tin về phiên Chúng cung cấp những thông tin về nhận dạng người dùng (v= và o=), chủ đề của phiên (s=), địa chỉ của Alice (c=) và thời gian của phiên (t=)

Thông tin về media bao gồm các dòng cụ thể với tham số “m=” và các lựa chọn “a=” để cung cấp chi tiết về luồng media Như trong ví dụ hình 3-1, có hai dòng media, dẫn đến hai tham số “m=” Tham số “a=” cho biết luồng media là hai chiều, cho phép người dùng gửi và nhận media.

Định dạng của tất cả các dòng SDP bao gồm dạng “kiểu = giá trị”, trong đó “kiểu” là một chữ cái Mặc dù SDP là định dạng phổ biến để mô tả các phiên đa phương tiện, SIP không phụ thuộc vào SDP SIP có khả năng cung cấp mô tả phiên bằng SDP hoặc bất kỳ định dạng nào khác.

Hình 3-2 : Các kiểu trong SDP

Mô hình Offer/Answer

Trong mô hình SDP, Alice gửi mô tả phiên đến Bob, bao gồm địa chỉ IP và số hiệu cổng của mình Tuy nhiên, để thiết lập phiên, Alice cần biết địa chỉ của Bob SIP sử dụng mô hình offer/answer để trao đổi mô tả phiên, theo quy định trong RFC 3264 Một trong hai người dùng, gọi là offerer, tạo ra một mô tả phiên (offer) và gửi đến người dùng khác (answerer), người này sẽ tạo ra một mô tả phiên mới (answer) để gửi lại Sau khi trao đổi offer/answer, cả hai bên sẽ có thông tin cần thiết để thiết lập phiên, bao gồm định dạng và địa chỉ truyền tải Mô hình này cũng có thể cung cấp thông tin bổ sung như mã hóa và giải mã.

Hình 3-3 minh họa việc Bob gửi lại cho Alice sau khi nhận được một offer của Alice

Bob có địa chỉ IP 192.0.0.2, với cổng nhận audio là 30000 và cổng nhận video là 30002 Bob sử dụng bộ mã hóa - giải mã giống như Alice, bao gồm G.711 μ law cho audio và H.261 cho video Sau khi hoàn tất quá trình trao đổi offer/answer, cả hai bên có thể thực hiện việc trao đổi audio và video một cách hiệu quả.

SIP và SIPS URIs

SIP URI là một phương thức nhận dạng người dùng tương tự như địa chỉ email, bao gồm tên người dùng và tên miền Ngoài ra, SIP URI còn có thể chứa một số thông số khác được phân cách bằng dấu chấm phẩy.

Ví dụ về SIP URIs: sip:hoang.danghuy@ims.hut.vn sip:thien.nguyenduc@ims.fet.hut sip:asims@hut.edu.vn;transport=tcp

Người dùng có thể được nhận diện qua SIP URI, trong khi các thực thể giao tiếp với SIPS RIs sử dụng TLS (Transport Layer Security) để đảm bảo an toàn cho các tin nhắn của người dùng.

Ví dụ về SIPS URIs: sips:son.dinhngoc@ims.fet.hut sips:hoang.daoxuan@ims.hut.vn

Định vị người dùng

Mục đích chính của SIP là cung cấp một mô tả phiên cho người dùng dựa trên vị trí hiện tại của họ Chúng ta đã xem xét định dạng của mô tả phiên và giờ đây, hãy tìm hiểu cách SIP xác định vị trí của người dùng.

SIP mang lại tính linh động cá nhân, cho phép người dùng giữ nguyên danh tính bất kể vị trí của họ Chẳng hạn, Alice được nhận diện qua SIP URI sip:Alice.Smith@domain.com, không phụ thuộc vào nơi cô đang ở; đây là URI công cộng của Alice, hay còn gọi là AoR (Address of Record).

Khi Alice đăng nhập tại nơi làm việc, địa chỉ SIP URI của cô là sip:asmith@ws1234.company.com Ngược lại, khi cô làm việc tại trường đại học, địa chỉ SIP URI của cô là sip:alice@pc12.university.edu.

Để ánh xạ địa chỉ công cộng của Alice, sip:Alice.Smith@domain.com, tới các địa chỉ URI hiện tại của cô ấy, chúng ta cần sử dụng phương pháp phù hợp SIP cung cấp một thành phần mạng gọi là registrar cho một domain, có nhiệm vụ quản lý các yêu cầu gửi tới domain đó Do đó, yêu cầu gửi tới sip:Alice.Smith@domain.com sẽ được quản lý bởi SIP registrar tại domain.com.

Bất cứ lúc nào Alice đăng nhập tại một khu vực mới, Alice sẽ đăng ký vị trí mới đó tại domain.com như được chỉ ra trên hình 3-4

Hình 3-4 : Alice đăng ký vị trí người dùng với tên miền domain.com registrar

Khi tiếp nhận đăng ký tại domain.com, registrar sẽ lưu trữ cơ chế ánh xạ giữa URI công cộng của Alice và vị trí hiện tại của cô ấy thông qua cơ sở dữ liệu hoặc tải lên máy chủ vị trí Nếu registrar sử dụng máy chủ vị trí, nó cần tra cứu thông tin khi nhận yêu cầu từ Alice Lưu ý rằng giao diện giữa registrar và máy chủ vị trí không sử dụng SIP mà áp dụng các giao thức khác.

C ơ bản về SIP

SIP là gì

SIP, hay Giao thức báo hiệu phiên, là công cụ phổ biến để thiết lập, chỉnh sửa và kết thúc các phiên giao tiếp giữa hai điểm đầu cuối Nó cho phép thiết lập cuộc gọi giữa hai bên, cuộc gọi đa bên, hoặc phiên multicast cho các cuộc gọi Internet, cuộc gọi đa phương tiện và phân phối nội dung đa phương tiện.

SIP (Session Initiation Protocol) là giao thức thiết lập cuộc gọi giữa hai người dùng, ví dụ A và B, thông qua một thiết bị gọi là tác nhân người dùng (User Agent) Các thiết bị này có thể là soft phone, một phần mềm cho phép thực hiện cuộc gọi qua Internet, hoặc VoIP Phone, loại điện thoại hỗ trợ VoIP (Voice over IP) Để thiết lập cuộc gọi, người dùng cần thực hiện một số bước cụ thể.

 A mời B bắt đầu cuộc hội thoại Như một phần của lời mời, A sẽ chỉ ra loại media nào sẽ được hỗ trợ

 B nhận lời mời, gửi đáp ứng trung gian tới người dùng A, và sau đó đánh giá lời mời

Khi B chấp nhận lời mời, nó gửi xác nhận cho người dùng A và thông báo loại media mà nó hỗ trợ.

A thực hiện kiểm tra xác nhận từ B để xác định xem media mà A và B hỗ trợ có giống nhau hay không Nếu cả hai bên hỗ trợ cùng một loại media, một cuộc gọi sẽ được thiết lập giữa A và B.

Hình 3-5 : Các bước thiết lập một cuộc gọi

SIP (Session Initiation Protocol) cung cấp một phương thức chuẩn để thực hiện các bước liên quan đến yêu cầu và đáp ứng trong giao tiếp Giao thức này định nghĩa các phương thức yêu cầu, mã đáp ứng và các trường điều khiển đặc trưng cho báo hiệu và điều khiển cuộc gọi Được chuẩn hóa bởi IETF theo RFC 3261, SIP hiện nay được chấp nhận rộng rãi như một chuẩn báo hiệu cho 3GPP.

(3 rd Generation Partnership Project) và như là một thành phần không thể thiếu trong kiến trúc IMS

Bản tin SIP

Cấu trúc của bản tin SIP:

Hình 3-6 : Cấu trúc bản tin SIP

Hình trên chỉ ra cấu trúc thành phần của một bản tin SIP Có 3 thành phần quan trọng:

 Dòng yêu cầu: chỉ ra phương thức yêu cầu, địa chỉ và phiên bản SIP

 Trường điều khiển: chỉ ra dữ liệu về phiên hay cuộc gọi được thiết lập hay kết thúc

 Phần thân bản tin: cung cấp payload, SDP mô tả media của phiên.

Phiên giao dịch (Transaction)

Mặc dù các bản tin SIP được gửi độc lập qua mạng, chúng thường được tổ chức thành các giao dịch bởi các user agent và một số proxy server Vì vậy, giao thức SIP có thể được coi là một giao thức hỗ trợ giao dịch.

Một transaction trong giao thức SIP là một chuỗi các bản tin được truyền đi tuần tự giữa các phần tử mạng Nó bao gồm thông tin yêu cầu cùng với tất cả các phản hồi liên quan, bao gồm cả phản hồi cuối cùng.

Khi một giao dịch được khởi tạo bằng bản tin yêu cầu INVITE, nó sẽ bao gồm bản tin ACK nếu phản hồi cuối không phải là kiểu 2xx Ngược lại, nếu phản hồi cuối là kiểu 2xx, thì bản tin ACK không được coi là một phần của giao dịch.

Trong giao thức truyền thông, có sự bất công trong cách xử lý ACK, khi nó được coi là một phần của giao dịch nếu bị từ chối ở phản hồi cuối, nhưng lại không được xem là thành phần giao dịch khi được chấp nhận Sự phân biệt này xuất phát từ tầm quan trọng của các bản tin 200 OK, vì chúng không chỉ thiết lập phiên mà còn được tạo ra khi proxy server chuyển hướng yêu cầu Tất cả các proxy server phải đảm bảo bản tin 200 OK được gửi đến user agent, do đó user agent phải chịu trách nhiệm truyền lại bản tin này cho đến khi nhận được ACK Cần lưu ý rằng chỉ có bản tin INVITE mới được truyền lại trong trường hợp này.

Các thực thể SIP được gọi là stateful vì chúng duy trì trạng thái kết nối với một transaction trong suốt thời gian diễn ra giao dịch Khi nhận yêu cầu hoặc phản hồi, thực thể stateful sẽ cố gắng kết nối thông tin đó với một transaction đã tồn tại Để thực hiện điều này, nó cần lấy thông tin xác định tính duy nhất của transaction, được gọi là identifier, từ bản tin và so sánh với tất cả các identifier đã lưu trữ.

Trang 56 transaction mà nó lưu trữ Nếu như một transaction tồn tại thì trạng thái của nó sẽ được cập nhật từ bản tin đó

Hội thoại (dialog)

Một transaction trong giao thức SIP bao gồm bản tin INVITE và các bản tin phản hồi, trong khi một transaction khác bao gồm bản tin BYE và phản hồi 200 OK khi phiên làm việc kết thúc Cả hai transaction này đều liên quan và thuộc về một hội thoại (dialog), đặc trưng cho mối quan hệ SIP ngang hàng giữa hai user agent Dialog tồn tại trong một khoảng thời gian nhất định và là khái niệm quan trọng đối với các user agent, giúp sắp xếp tuần tự và định tuyến các bản tin SIP giữa các thiết bị cuối một cách hiệu quả.

Dialog được xác định bằng call id, thẻ from và thẻ to Các bản tin mà - có cùng 3 identifier trên thì thuộc về cùng một dialog Trường điều khiển

Cseq được sử dụng để sắp xếp thứ tự các bản tin trong cùng một dialog, với chỉ số Cseq cần được tăng tuần tự cho mỗi bản tin Nếu không tuân thủ quy tắc này, các user agent sẽ coi các yêu cầu là không được sắp xếp hoặc gửi lại bản tin Số Cseq xác định một transaction trong dialog, nơi mà chỉ có một transaction hoạt động tại một thời điểm Do đó, dialog có thể được xem như một tập hợp tuần tự của các transaction Hình minh họa bên dưới thể hiện các bản tin truyền đi trong một dialog.

Hình 3-8 : Luồng cuộc gọi trong một hội thoại SIP

Bản tin INVITE thiết lập một cuộc đối thoại, sau đó sẽ có bản tin BYE để kết thúc cuộc đối thoại này Bản tin BYE được gửi trong khuôn khổ cuộc đối thoại đã được tạo ra bởi bản tin INVITE.

Nếu user agent gửi yêu cầu message, đây là một yêu cầu không thiết lập bất kỳ cuộc hội thoại nào Do đó, mọi bản tin gửi sau yêu cầu này, bao gồm cả bản tin message, sẽ được xử lý độc lập với bản tin trước đó.

Trường điều khiển Record -Route, Route và Contact

Hình 3-9 minh họa luồng bản tin khi proxy tại domain.com duy trì đường dẫn cho tất cả các yêu cầu gửi vào bên trong dialog Để giữ nguyên đường dẫn, các yêu cầu proxy thêm trường điều khiển Record-Route vào yêu cầu INVITE (2) Tham số lr ở cuối URI cho thấy proxy này tuân thủ RFC 3261, trong khi các proxy cũ hơn sử dụng cơ chế định tuyến khác.

Alice nhận được trường điều khiển Record Route cùng với URI của proxy trong bản tin yêu cầu INVITE, và Bob nhận được thông tin này trong bản tin hồi đáp 200 OK Từ thời điểm này, cả Bob và Alice sẽ chèn trường điều khiển Route vào các bản tin yêu cầu của họ, chỉ ra rằng proxy tại domain.com cần được đi qua Bản tin hồi đáp ACK là ví dụ về yêu cầu với trường điều khiển Route được gửi từ Bob tới Alice, trong khi các bản tin BYE cho thấy yêu cầu trong các hướng ngược nhau sử dụng cùng cơ chế Route.

Trang 59 Hình 3-9 : Cách sử dụng Record-Route, Route và Contact

4 CHƯƠNG IV : MÁY CHỦ ỨNG DỤNG

Máy chủ ứng dụng (Application Server) là phần mềm thực hiện các ứng dụng cho máy tính hoặc thiết bị client qua Internet và sử dụng giao thức HTTP Trong hệ thống IMS, máy chủ không chỉ có những đặc điểm chung mà còn có những tính năng riêng biệt Chương này sẽ khám phá khái niệm, vai trò, các chế độ hoạt động và cách tương tác của máy chủ ứng dụng IMS với các thành phần khác trong hệ thống.

Tổng quan về máy chủ ứng dụng

Trong một mạng, có nhiều máy chủ ứng dụng, mỗi loại phục vụ một dịch vụ riêng biệt Các máy chủ ứng dụng này có thể triển khai các công nghệ như Java, SIP servlets hoặc SIP CGI (Common Gateway Interface) Tất cả đều được kết nối qua một giao diện SIP tới S-CSCF, với giao diện giữa S-CSCF và máy chủ được gọi là giao diện điều khiển dịch vụ IMS (ISC – IMS Service Control).

Máy chủ có thể được đặt tại mạng nội bộ hoặc tại nhà cung cấp dịch vụ bên thứ ba S CSCF có trách nhiệm quyết định kết nối với máy chủ ứng dụng nào trong quá trình thiết lập phiên Ngoài ra, các máy chủ ứng dụng có thể triển khai trên nhiều giao thức khác nhau như HTTP (được mô tả trong RFC 2616) hoặc WAP (Wireless Application Protocol), mặc dù lựa chọn này không được quy định trong các tiêu chuẩn của IMS.

Chức năng của máy chủ ứng dụng trong mô hình IMS

Máy chủ ứng dụng không chỉ là các thực thể IMS đơn thuần, mà còn hoạt động ở lớp trên cùng trong kiến trúc phân tầng của IMS.

Hình 4-1 : Hướng tiếp cận dịch vụ trong kiến trúc IMS

Máy chủ ứng dụng là một phần quan trọng trong kiến trúc IMS, cung cấp các dịch vụ đa phương tiện như Presence và Push to Talk trong mạng di động Chức năng chính của máy chủ ứng dụng là hỗ trợ và tối ưu hóa các dịch vụ này cho người dùng.

 Khả năng xử lý và tác động đến các phiên SIP nhận được từ IMS

 Khả năng khởi tạo các yêu cầu SIP

 Khả năng gửi các thông tin thanh toán để thực hiện các chức năng tính cước

Giá trị cốt lõi của IMS trong lĩnh vực dịch vụ là sự kết hợp giữa tiềm năng của các dịch vụ Internet, dịch vụ truyền thông truyền thống và các dịch vụ Multimedia mới IMS cung cấp khả năng truy cập mọi lúc, mọi nơi vào tất cả các dịch vụ này.

Dịch vụ này cung cấp các giá trị mới như bảo mật và chất lượng dịch vụ (QoS) trên các máy chủ ứng dụng trong kiến trúc IMS Các máy chủ này có thể phục vụ một hoặc nhiều dịch vụ cho một thuê bao, và có thể có nhiều máy chủ ứng dụng liên quan đến một phiên Ví dụ, nhà cung cấp có thể sử dụng một máy chủ để điều khiển lưu lượng đến người dùng dựa trên sở thích, như chuyển hướng tất cả các phiên multimedia đến máy trả lời tự động trong khoảng thời gian nhất định, trong khi một máy chủ khác có thể điều chỉnh nội dung tin nhắn theo khả năng của thiết bị người dùng.

SIP AS (SIP Application Server) là thành phần quan trọng trong dịch vụ IMS, với các API được định nghĩa cho phép nhà phát triển áp dụng nhiều mô hình lập trình khác nhau Được kích hoạt bởi S-CSCF, SIP AS định hướng các phiên cụ thể dựa trên thông tin lọc từ HSS Từ đó, SIP AS quyết định ứng dụng nào sẽ được triển khai trên các máy chủ ứng dụng tương ứng, nhằm điều khiển phiên hiệu quả Trong quá trình thực thi dịch vụ, SIP AS có khả năng giao tiếp với HSS để truy cập thông tin bổ sung liên quan đến thuê bao.

Các chế độ hoạt động của máy chủ ứng dụng

AS hoạt động như SIP User Agent

Thiế ị đầt b u cu i gửố i m t b n Request INVITE t i Originating P-CSCF ộ ả ớ và originating S-CSCF S-CSCF quyết định chuy n ti p b n tin t i mể ế ả ớ ột AS

AS này hoạt động như một SIP User Agent (SIP UA) và tr l i b ng b n tin ả ờ ằ ả

Mã trạng thái 200 OK được truyền qua S-CSCF và P-CSCF tại thiết bị đầu cuối Một ví dụ điển hình cho mô hình này là dịch vụ hiện diện, trong đó AS được yêu cầu xử lý các bản tin SIP thay cho một người dùng Mô hình này thường được áp dụng trong các dịch vụ liên quan đến sự hiện diện.

Hình 4-2 : AS hoạt động như một SIP UA

Mô hình dịch vụ này cho phép bất kỳ dịch vụ nào yêu cầu thông tin trạng thái người dùng thông qua máy chủ điều khiển, sử dụng giao thức SIP thay cho người dùng Nó được áp dụng trong dịch vụ kiểm tra trạng thái người dùng, cho phép một watcher đăng ký thông tin trạng thái của presentity hoặc người sử dụng.

4.3.2 AS hoạt động như back to - -back user agent

Một Back- -Back User Ageto nt (B2BUA) chỉ đơn giản là hai SIP UA kết nối với nhau Hình 4 3 chỉ ra cấu trúc logic của một B2BUA.-

Hình 4-3 : Kiến trúc logic của SIP B2BUA

Hình 4-4 : AS ứng dụng đóng vai trò SIP B2BUA

M t yêu c u A ộ ầ được nh n t i m t bên c a UA, s ậ ạ ộ ủ ẽ đi qua phần logic d ch v ị ụ đặc trưng Logic d ch v ị ụ đặc trưng chịu trách nhi m tệ ạo ra đáp ứng

A và t o ra m t yêu c u B m Logic d ch v ạ ộ ầ ới Các đặc trưng này có khả năng thay đổi những trường mà Sip Proxy AS không thể can thiệp, bao gồm to, from, call-id, và thậm chí có thể thay đổi cả phương thức (method).

Mô hình này cho thấy AS đóng vai trò là AS trả trước Trong một phiên đang diễn ra, nếu tài khoản của người dùng không còn, hệ thống sẽ gửi yêu cầu BYE đến các thành viên tham gia để giải phóng phiên.

4.3.3 AS đóng vai trò như là SIP Proxy Server

Trong cấu hình này, AS hoạt động như một Sip Proxy, cung cấp dịch vụ để xử lý các yêu cầu Cấu hình được minh họa trong hình 4-5, cung cấp dịch vụ cho người dùng Thiết bị cuối gửi một thông điệp INVITE tới P-CSCF và S-CSCF để bắt đầu quá trình.

S-CSCF nh n th y d ch v ậ ấ ị ụ có liên quan đế AS n và chuy n ti p b n tin tể ế ả ới AS đó AS có thể thay đổi m t s trư ng header trong b n tin Ví d ộ ố ờ ả ụ như AS đang cung cấp d ch v quay s nhanh ị ụ ố

Hình 4-5 : AS đóng vai trò SIP Proxy AS

4.3.4 AS đóng vai trò như là SIP Redirect Server

Hình 4-6 : AS đóng vai trò SIP Redirect Server

AS đóng vai trò như là SIP Proxy Server

Trong cấu hình này, AS hoạt động như một Sip Proxy, cung cấp dịch vụ để xử lý yêu cầu Cấu hình được trình bày trong hình 4-5, cung cấp dịch vụ cho người dùng Thiết bị cuối gửi tin nhắn yêu cầu INVITE từ P-CSCF và S-CSCF để thiết lập cuộc gọi.

S-CSCF nh n th y d ch v ậ ấ ị ụ có liên quan đế AS n và chuy n ti p b n tin tể ế ả ới AS đó AS có thể thay đổi m t s trư ng header trong b n tin Ví d ộ ố ờ ả ụ như AS đang cung cấp d ch v quay s nhanh ị ụ ố

Hình 4-5 : AS đóng vai trò SIP Proxy AS

AS đóng vai trò như là SIP Redirect Server

Hình 4-6 : AS đóng vai trò SIP Redirect Server

Trong quy trình xử lý bưu kiện INVITE, I-CSCF nhận bưu kiện và chuyển tiếp đến S-CSCF S-CSCF liên kết với AS và chuyển tiếp bưu kiện INVITE yêu cầu AS hoạt động như một Sip Redirect AS và phản hồi bằng bưu kiện 302 (moved temporarily) Phản hồi này chứa trường Contact với URI để liên lạc Phản hồi được chuyển tiếp lại cho nguồn gốc Khi nguồn gốc nhận được bưu kiện phản hồi 302, nó sẽ gửi yêu cầu INVITE mới với Request URI là giá trị trong trường Contact nhận được.

302 B n tin INVITE m i này có th ả ớ ể không đến trong cùng m t mi n IMS ộ ề

M t ví d ộ ụ tiêu bi u v kh ể ề ả năng ứng dụng như Sip Redirect server là provision của dịch v chuy n ti p cuụ ể ế ộc gọi.

Giao diện AS với các thành phần khác trong mạng

Giao diện với IMS Core – ISC

Giao diện điều khiển dịch vụ IMS (ISC) là cầu nối giữa mạng lõi và máy chủ ứng dụng, cụ thể là giữa S CSCF và máy chủ ứng dụng Giao diện này cung cấp dịch vụ giá trị gia tăng cho thuê bao thông qua kết nối giữa S CSCF và máy chủ ứng dụng Hai trường hợp ứng dụng sẽ được trình bày trong bài viết.

 S-CSCF tương tác với máy chủ ứng dụng trong mạng chủ.

 S-CSCF tương tác với máy chủ ứng dụng trong mạng nhà cung cấp thứ ba hay mạng khách

Giao diện ISC cần cung cấp chức năng đăng ký thông báo sự kiện giữa S-CSCF và máy chủ ứng dụng, giúp máy chủ ứng dụng nhận thông tin về định danh công cộng của thuê bao, trạng thái đăng ký và khả năng thuộc tính của UE.

Các thủ tục của giao diện ISC có thể chia làm hai phần:

Khi các phiên mới khởi tạo bản tin SIP, S CSCF sẽ phân tích chúng dựa trên tiêu chí lọc khởi tạo từ hồ sơ người dùng trong cơ sở dữ liệu thuê bao HSS Sau đó, S CSCF định tuyến các phiên này tới máy chủ ứng dụng để xử lý tiếp theo, nơi máy chủ ứng dụng có thể hoạt động như UA đích, SIP Proxy hoặc SIP Redirect Server.

Máy chủ ứng dụng SIP có khả năng khởi tạo bản tin SIP của riêng mình, hoạt động như một User Agent Client hoặc B2BUA Chẳng hạn, trong dịch vụ Click-to-dial, máy chủ ứng dụng hoạt động như B2BUA, đóng vai trò trung gian trong giao tiếp giữa bên gọi và bên nhận cuộc gọi.

Giao diện ISC còn giúp cho các loại máy chủ ứng dụng khác nhau (SIP

AS, OSA-SCS, IM-SSF) đều hoạt động như một SIP AS tương tác với S- CSCF

4.4.2 Giao diện với HSS – Sh

Giao diện Sh kết nối giữa SIP AS hoặc OSA SCS với HSS, cung cấp dữ liệu dự trữ và chức năng phục hồi Nó cho phép máy chủ ứng dụng tải dữ liệu từ HSS và gửi dữ liệu lên HSS Những dữ liệu này hỗ trợ thực thi các Script và các tham số cấu hình cho người dùng và dịch vụ cụ thể.

Sh cung cấp dịch vụ đăng ký và thông báo, cho phép máy chủ ứng dụng đăng ký nhận thông báo khi có sự thay đổi dữ liệu trong HSS Khi dữ liệu này thay đổi, HSS sẽ thông báo ngay lập tức tới máy chủ ứng dụng.

Mỗi máy chủ ứng dụng có khả năng tùy chọn giao tiếp với HSS thông qua giao thức Diameter qua giao diện Sh Giao thức Diameter cơ sở thực hiện các chức năng cần thiết để đảm bảo sự kết nối hiệu quả giữa các thành phần trong hệ thống.

Trang 68 chức năng nhận thực, cấp quyền và tính cước trong IMS và trong mạng thế hệ sau Nó cung cấp khả năng thương lượng giữa các thực thể trong mạng liên quan tới truyền thông, cảnh báo lỗi, truyền nhận AVP và một khả năng mở rộng cho phép bạn có thể thêm những lệnh cụ thể và AVP mới

Máy chủ ứng dụng Web Logic có khả năng sử dụng lệnh UDR (User Data Request) để yêu cầu dữ liệu từ máy chủ ứng dụng SIP Hệ thống HSS sẽ phản hồi bằng bản tin UDA (User Data Answer), trong đó chứa dữ liệu được yêu cầu cùng với mã kết quả Mã này cho biết liệu thao tác có thành công hay không; ví dụ, một thao tác thành công sẽ được trả về với mã 2001 diameter_success.

Dưới đây là danh sách các đầu cuối có thể liên quan trong việc trao đổi thông tin Diameter, trong đó WLSS thường thực hiện tất cả các chức năng ngoại trừ chức năng Diameter.

 Diameter agent: một nút diameter cung cấp hoặc là các dịch vụ chuyển tiếp, tái định hướng hay chuyển đổi

 Diameter client: là một thiết bị ở sườn của mạng thực hiện các chức năng truy nhập

 Nút diameter: là một máy chủ tiến trình thực thi giao thức diameter, và hoạt động giống như client hoặc server

 Diameter peer: một nút diameter mà đến nó một nút diameter có thể kết nối và vận chuyển trực tiếp

 Relay agent: một thực thể thực hiện chức năng chuyển tiếp yêu cầu và đáp ứng mà không cần sửa đổi bản tin

Giao diện này cho phép máy chủ ứng dụng kết nối với HSS để thu thập dữ liệu cần thiết cho việc cung cấp các dịch vụ logic Những dữ liệu này là duy nhất cho từng người dùng, thường bao gồm hồ sơ thông tin cá nhân của họ.

Trang 69 tới một vài hồ sơ dịch vụ, mỗi hồ sơ dịch vụ này định nghĩa dịch vụ sẽ được thực hiện như thế nào

Dữ liệu người dùng trên giao diện Sh, hay còn gọi là User Data, đề cập đến nhiều loại thông tin khác nhau, bao gồm nhưng không giới hạn ở các dữ liệu cá nhân và hành vi người dùng.

Máy chủ ứng dụng sử dụng HSS để lưu trữ dữ liệu trong suốt, chỉ có thể được hiểu bởi các máy chủ ứng dụng đã triển khai dịch vụ tương ứng Dữ liệu này thay đổi theo từng người dùng và từng loại dịch vụ.

 Public Identifiers: tập trung định danh của người dùng

The IMS User State contains essential information regarding the IMS user status associated with a public user identifier, including states such as REGISTERED, NOT_REGISTERED, AUTHENTICATION, PENDING, and REGISTERED_UNREG_SERVICES.

 S-CSCF name: chứa tên và địa chỉ của S SCF phục vụ người dùng.-C

Giao diện với HSS – Sh

Quá trình cung cấp dịch vụ

Giới thiệu

Quá trình cung cấp dịch vụ của kiến trúc IMS bao gồm ba bước cơ bản:

 Định nghĩa các dịch vụ hoặc tập dịch vụ có thể

 Chuyển tiếp các yêu cầu khởi tạo đến máy chủ ứng dụng.

Sự hình thành tiêu chuẩn lọc khởi tạo

Khi thuê bao đăng ký sử dụng IMS, bản tin đăng ký của họ có thể bao gồm thông tin về dịch vụ gia tăng Nếu nhà cung cấp muốn tích hợp máy chủ ứng dụng vào kiến trúc IMS, họ cần tạo ra dữ liệu dịch vụ cho thuê bao Cụ thể, dữ liệu tiêu chuẩn lọc khởi tạo đã được đề cập ở mục 2.6 Trong quá trình xây dựng tiêu chuẩn lọc khởi tạo, nhà cung cấp cần trả lời các câu hỏi liên quan để đảm bảo tính khả thi và hiệu quả của dịch vụ.

 Điểm kích hoạt là gì?

 Máy chủ ứng dụng được chọn khi gặp điểm kích hoạt là?

 Thứ tự ưu tiên của các tiêu chuẩn lọc khởi tạo?

Khi máy chủ ứng dụng không phản hồi, cần xác định điểm kích hoạt, tức là thời điểm máy chủ được gọi Điểm kích hoạt có thể bao gồm nhiều thực thể gọi là "service point trigger" (SPT), bao gồm các thành phần khác nhau liên quan đến quy trình xử lý yêu cầu.

ConditionNegated: boolean Group: list of integer RegistrationType: list of enumerated

Hình 4-8 : Thành phần của Service Point Trigger Như trên hình 4 8, các thành phần SPT có chức năng cụ thể như sau:-

Request-URI là thành phần xác định tài nguyên mà yêu cầu SIP hướng đến, chẳng hạn như new@ims.hut.edu.vn Thuộc tính RequestURI trong bản tin SIP cần được xác nhận để đảm bảo tính chính xác của yêu cầu.

 SIP Method: dùng để kiểm tra phương thức yêu cầu nào của bản tin SIP (có thể là REGISTER, INVITE, PUBLISH, SUBSCRIBE, MESSAGE,…)

SIP Header chứa thông tin quan trọng liên quan đến yêu cầu, và SPT có thể xác định sự có mặt hoặc vắng mặt của một SIP Header cụ thể Giá trị của Header là tên của Header cần xem xét, trong khi giá trị Content là nội dung của header đó Nội dung của Content được sử dụng như một mẫu để thực hiện kiểm tra.

Session Case được sử dụng để xác định hướng của bản tin, bao gồm hai loại: khởi tạo (originating) và kết thúc (terminating), tùy thuộc vào việc người dùng có đăng ký (registered) hay không (unregistered) Trường này đóng vai trò quan trọng trong việc S CSCF xử lý dịch vụ cho phía người dùng.

Trang 74 nguồn, dịch vụ cho phía đích hay dịch vụ cho phía đích chưa đăng ký Trường hợp nguồn là khi S CSCF phục vụ cho phía khởi tạo phiên - (người gọi), trường hợp đích là khi S CSCF phục vụ cho phía cuối - của phiên (người bị gọi)

 Session Description: xác định SPT cho nội dung của trường SDP trong phần thân (body) của phương thức SIP Mẫu kiểm tra có thể sử dụng ở đây

Cấu trúc của tiêu chuẩn lọc khởi tạo được mã hóa dựa trên XML, với ví dụ cụ thể cho dịch vụ hộp thư thoại tại máy chủ ứng dụng (sip:vmail@ims.example.com) dành cho thuê bao chưa đăng ký Để thực hiện điều này, nhà cung cấp cần đảm bảo rằng SIP Method có giá trị là INVITE và Session Case là terminating – unregistered Nếu không thể kết nối đến máy chủ ứng dụng, xử lý mặc định sẽ là dừng phiên lại.

Hình 4-9 : Ví dụ về User Profile

Lựa chọn máy chủ ứng dụng

Trong quá trình đăng ký của thuê bao hoặc khi nhận yêu cầu khởi tạo cho thuê bao chưa đăng ký, tiêu chuẩn lọc khởi tạo được tải về S-CSCF Sau khi tải hồ sơ thuê bao từ HSS, S-CSCF sẽ quyết định tiêu chuẩn lọc cho từng yêu cầu khởi tạo theo các bước đã định.

 Kiểm tra xem dịnh danh người dùng công cộng có bị chặn hay không? Nếu không thì tiếp tục

 Kiểm tra xem yêu cầu là yêu cầu đích (terminating) hay yêu cầu nguồn (originating)

 Chọn tiêu chuẩn lọc khởi tạo cho các trường hợp phiên cụ thể (nguồn, đích, đích cho người dùng chưa đăng ký)

Kiểm tra yêu cầu với tiêu chuẩn lọc khởi tạo ưu tiên cao nhất bằng cách so sánh hồ sơ dịch vụ với định danh người dùng công cộng Nếu khớp, S CSCF sẽ chuyển tiếp yêu cầu đến máy chủ ứng dụng và kiểm tra tiêu chuẩn lọc khởi tạo ưu tiên thấp hơn Nếu không khớp, S CSCF sẽ tiếp tục kiểm tra cho đến khi tìm thấy tiêu chuẩn phù hợp Nếu không còn tiêu chuẩn nào khớp, S CSCF sẽ chuyển yêu cầu theo quyết định định tuyến Có sự khác biệt giữa xử lý yêu cầu nguồn và đích: khi nhận thấy máy chủ ứng dụng đã thay đổi Request URI, S CSCF sẽ dừng kiểm tra và định tuyến theo Request-URI Đối với yêu cầu nguồn, S CSCF sẽ tiếp tục đánh giá các tiêu chuẩn cho đến khi hết.

Nếu máy chủ ứng dụng không phản hồi, S CSCF sẽ thực hiện hành động mặc định theo tiêu chuẩn lọc khởi tạo, bao gồm việc dừng hoạt động.

Trang 77 phiên hoặc là cho tiếp tục dựa trên các thông tin được cung cấp ở tiêu chuẩn lọc khởi tạo Nếu trong tiêu chuẩn lọc khởi tạo không đề cập đến hành động mặc định, nếu không liên lạc được với máy chủ ứng dụng thì S CSCF sẽ cho - cuộc gọi tiếp tục.

Hành vi của máy chủ ứng dụng

Sau khi nhận yêu cầu, máy chủ ứng dụng khởi tạo các dịch vụ cụ thể để đáp ứng nhu cầu Máy chủ có thể hoạt động như một trong các dịch vụ sau:

 Back- -back User Agent to

Máy chủ ứng dụng không chỉ dừng lại ở các chế độ thông thường mà còn có thể hoạt động như một Originating User Agent, cho phép gửi yêu cầu đến thuê bao Chẳng hạn, một máy chủ ứng dụng tin tức có khả năng gửi kết quả bóng đá đến những người dùng đã đăng ký dịch vụ.

4.5.5 Máy chủ ứng dụng tương tác với HSS

Khi nhận yêu cầu từ người dùng, máy chủ ứng dụng sử dụng giao diện Sh qua giao thức Diameter để truy vấn cơ sở dữ liệu HSS nhằm thu thập thông tin cần thiết cho việc cung cấp dịch vụ.

Khi người dùng cuối yêu cầu dịch vụ qua giao diện Web, máy chủ ứng dụng sẽ sử dụng giao thức Sh để tải hồ sơ người dùng Sau đó, máy chủ kiểm tra tiêu chuẩn lọc khởi tạo trong hồ sơ: nếu người dùng chưa đăng ký, máy chủ sẽ gửi thông báo cho họ; nếu đã đăng ký, máy chủ sẽ tiếp tục xử lý yêu cầu.

Trang 78 dụng sẽ xử lý thông tin trong yêu cầu đó do người dùng đầu cuối gửi lên để thực hiện dịch vụ

 Thông tin về S CSCF liên quan tới người gọi và người bị gọi, để máy - chủ ứng dụng có thể chuyển tiếp bản tin và thực hiện dịch vụ

Chi tiết về giao diện Sh xem tại mục 4.4.2

4.5.6 Máy chủ ứng dụng gửi yêu cầu về S -CSCF

Trong ứng dụng này, máy chủ hoạt động như một B2BUA, kiểm tra bản tin HTTP POST từ người dùng cuối theo tiêu chuẩn lọc Nếu các điều kiện được thỏa mãn, máy chủ sẽ tạo ra một bản tin INVITE dựa trên thông tin S-CSCF phục vụ người dùng, sau đó chuyển tiếp bản tin INVITE khởi tạo đến S-CSCF của người gọi để bắt đầu dịch vụ.

5 CHƯƠNG V : XÂY DỰNG DỊCH VỤ MÁY

Dịch vụ IPTV dựa trên nền tảng IMS cho phép người dùng dễ dàng truy cập và xem các kênh truyền hình hoặc nội dung theo yêu cầu Chỉ cần thiết lập một cuộc gọi đến địa chỉ email dạng SIP URI, người dùng có thể thưởng thức dịch vụ một cách tiện lợi, tương tự như cách gọi điện thoại cho bạn bè.

IPTV trên nền IMS khác biệt với dịch vụ IPTV truyền thống, cho phép người dùng truy cập dịch vụ từ bất kỳ đâu, bao gồm nhà, cơ quan hoặc khi đang di chuyển Người dùng chỉ cần gọi điện đến một địa chỉ URI hoặc số điện thoại đã được cài đặt sẵn, và ngay lập tức, luồng media sẽ được truyền trực tiếp về thiết bị mà không cần cài đặt thêm bất kỳ phần mềm nào khác.

IPTV trên nền IMS mang đến cho nhà cung cấp dịch vụ cơ hội tối ưu để phát triển dịch vụ nhanh chóng và hiệu quả Với nền tảng thiết kế dịch vụ mạnh mẽ của IMS, nhà cung cấp có thể tích hợp nhiều giá trị gia tăng, nâng cao trải nghiệm và sự hài lòng của khách hàng.

5.2 Các th ủ tục xử lý cuộc gọi trong IPTV

5.2.1.1 Thiết bị đầu cuối người dùng thực hiện đăng ký tới S-CSCF

Trong bước này, việc đăng ký SIP giúp gán địa chỉ IP cho người dùng Sau khi hoàn tất đăng ký, người dùng có thể dễ dàng thiết lập cuộc gọi hoặc kiểm tra trạng thái mà không cần lo lắng về thiết bị đầu cuối đang sử dụng, chỉ cần tập trung vào SIP.

URI Và bản tin sẽ được định tuyến đến đúng thiết bị đầu cuối của người bị gọi hay presentity

REGISTER sip:home1.fr SIP/

From:;tag=po hja

To:

2.0 Via: SIP/2.0/UDP Via: SIP/2.0/UDP Via: SIP/2.0/UDP Via: SIP/2.0/UDP

The SIP communication is established through UDP, connecting to the PCSCF server at sip:pcscf1.visited The session initiation involves multiple instances of the same address, indicating repeated attempts or confirmations in the signaling process Each request is tagged with a unique branch identifier, ensuring proper routing and handling of the SIP messages.

1.fi;branch=0pctb Via SIP/2.0/

UDP[5555::A:B:C :D];branch=0uetb Route:sip:[5555:a :f:f:b];lr

Via: SIP/2.0/UDP sip:icscf1.home1. fr;branch=1ictb 1ictb 1ictb 1ictb 1ictb

Via: SIP/2.0/UDP sip:pcscf1.visited

1.fi;branch=2pctb branch=2pctb branch=2pctb branch=2pctb branch=2pctb

:D];branch=3uetb 3uetb 3uetb 3uetb 3uetb

Route:sip:scscf1. home1.fr;lr

2.0 Via: SIP/2.0/UDP sip:icscf1.home1. fr;branch=1ictb 1ictb 1ictb 1ictb 1ictb Via: SIP/2.0/UDP sip:pcscf1.visited 1.fi;branch=2pctb branch=2pctb branch=2pctb branch=2pctb branch=2pctb Via SIP/2.0/

UDP[5555::A:B:C :D];branch=3uetb 3uetb 3uetb 3uetb 3uetb Route:sip:scscf1. home1.fr;lr

The SIP registration process is initiated with the command "REGISTER sip:home1.fr SIP/2.0." This is followed by multiple "Via" headers indicating the use of SIP over UDP, with the server address being "sip:icscf1.home1.fr" and a consistent branch identifier "branch=0ictb." This structure ensures proper routing and handling of SIP messages during the registration phase.

Via: SIP/2.0/UDP sip:icscf1.home1.fr;branch=0ictb Via: SIP/2.0/UDP sip:pcscf1.visited1.fi;branch=0pctb Via SIP/2.0/UDP[5555::A:B:C:D];branch=0uetb Route:sip:scscf1.home1.fr;lr

Route:sip:scscf1.home1.fr;lr Route:sip:scscf1.home1.fr;lr Route:sip:scscf1.home1.fr;lr Route:sip:scscf1.home1.fr;lr

Hình 5-1 : Call flow đăng ký Các thủ tục đăng ký IMS:

P-CSCF đóng vai trò là một proxy biên SIP, xác định địa chỉ của nó trong quá trình đăng ký và xử lý tất cả các tín hiệu SIP khác trong suốt thời gian đã được đăng ký.

 UE gửi bản tin REGISTER tới mạng chủ của tobias để thực hiện đăng ký SIP cho nhận dạng người dùng công cộng của tobias

 I-CSCF lựa chọn S CSCF phục vụ người dùng khi nó đã đăng ký.-

 S-CSCF tải các dữ liệu xác thực người dùng từ HSS.

 UE và mạng S-CSCF xác thực mỗi dữ liệu đó.

 Các chức năng bảo mật IP (IP sec) giữa UE và P CSCF được thiết - lập

 UE học đường đến S-CSCF

 S-CSCF học đường đến UE.

5.2.1.2 S- CSCF tải tiêu chuẩn lọc khởi tạo từ HSS

Tải về hồ sơ người dùng

200 OK Via: SIP/2.0/UDP sip:icscf1.home1. fr;branch=1ictb Via: SIP/2.0/UDP sip:pcscf1.visited 1.fi;branch=2pct b

UDP[5555::A:B:C :D];branch=3uetb Route:sip:scscf1. home1.fr;lr

Via: SIP/2.0/UDP sip:icscf1.home1. fr;branch=1ictb

UE thông báo thông tin về trạng thái đăng ký SUBSCRIBE

200 OK NOTIFY Thông tin về trạng thái đăng ký của nhận dạng công cộng của Tobias

P-CSCF thông báo thông tin về trạng thái đăng ký

NOTIFY Thông tin về trạng thái đăng ký của nhận dạng công cộng của Tobias

Hình 5-2 : Call flow đăng ký (tiếp)

Quá trình đăng ký tiếp tục với các thủ tục:

 S-CSCF tải về hồ sơ người dùng từ HSS.

 S-CSCF đăng ký nhận dạng người dùng công cộng mặc định của người dùng

 S-CSCF có thể dựa trên hồ sơ người dùng để đăng ký nhận dạng người dùng công cộng khác

 UE biết về tất các nhận dạng người dùng công cộng đã được gán cho tobias và trạng thái đăng ký hiện tại của anh ta

 P-CSCF biết tất cả các nhận dang công cộng được gán cho tobias và trạng thái đăng ký hiện tại của anh ta

Sau khi người dùng đăng ký thành công, S CSCF sẽ kiểm tra các tiêu - chí lọc đã tải về của người dùng

Máy chủ presence cung cấp dịch vụ cho Tobias, yêu cầu máy chủ này xác nhận rằng Tobias đã đăng ký và sẵn sàng hoạt động Để thông báo cho máy chủ presence, các tiêu chí lọc đã được thiết lập để kích hoạt tất cả các yêu cầu đăng ký từ nhận dạng người dùng công cộng của Tobias.

S-CSCF tạo ra một yêu cầu register thứ ba và gửi nó tới máy chủ ứng dụng presence khi tobias thực hiện đăng ký thành công

5.2.1.3 S- CSCF chuyển tiếp bản tin đăng ký tới máy chủ ứng dụng

Hình 5-3 : Đăng ký với máy chủ ứng dụng

Bản tin Register này được gửi đến máy chủ ứng dụng presence ở địa chỉ presence.home1.fr như trong URI của yêu cầu

Trường “To” chứa nhận dạng người dùng công cộng của tobias, như trong URI đã đăng ký

S-CSCF thể hiện địa chỉ của nó trong trường “From” và trường

“Contact” để máy chủ ứng dụng presence không định tuyến trực tiếp đến

UE của tobias mà luôn luôn liên lạc với S CSCF đầu tiên.-

Máy chủ ứng dụng gửi yêu cầu về S -CSCF

Trong ứng dụng này, máy chủ hoạt động như một B2BUA, nhận và kiểm tra bản tin HTTP POST từ người dùng đầu cuối dựa trên tiêu chuẩn lọc Nếu đáp ứng các điều kiện, máy chủ sẽ tạo ra bản tin INVITE dựa trên thông tin S-CSCF phục vụ người dùng tải về qua giao diện Sh và chuyển tiếp bản tin INVITE khởi tạo đến S-CSCF của người gọi để khởi tạo dịch vụ.

5 CHƯƠNG V : XÂY DỰNG DỊCH VỤ MÁY

Dịch vụ IPTV dựa trên nền tảng IMS cho phép người dùng dễ dàng truy cập và xem các kênh truyền hình hoặc nội dung theo yêu cầu bằng cách thực hiện cuộc gọi đến địa chỉ email SIP URI, tương tự như cách gọi điện thoại cho bạn bè.

Khác với dịch vụ IPTV truyền thống, IPTV trên nền IMS mang đến khả năng truy cập dịch vụ từ bất kỳ đâu, bao gồm cả nhà, cơ quan và trong khi di chuyển Người dùng chỉ cần gọi điện tới một địa chỉ URI hoặc số điện thoại đã được thiết lập sẵn, và ngay lập tức, luồng media sẽ được truyền trực tiếp về thiết bị của họ mà không cần cài đặt thêm bất kỳ phần mềm nào.

IPTV trên nền IMS cung cấp cho nhà cung cấp dịch vụ một phương thức hiệu quả và nhanh chóng để phát triển dịch vụ Với nền tảng mạnh mẽ trong thiết kế dịch vụ của IMS, nhà cung cấp có khả năng bổ sung nhiều giá trị gia tăng cho dịch vụ, từ đó nâng cao sự hài lòng và thoải mái của khách hàng.

5.2 Các th ủ tục xử lý cuộc gọi trong IPTV

Trong bước này, việc đăng ký SIP giúp gán địa chỉ IP cho người dùng Sau khi hoàn tất đăng ký, người dùng có thể thiết lập cuộc gọi hoặc kiểm tra thông tin trạng thái mà không cần quan tâm đến thiết bị đầu cuối đang sử dụng, chỉ cần chú ý đến SIP.

From:;tag=po hja

To:

The SIP message is sent via UDP to the specified address sip:pcscf1.visited, indicating multiple attempts to connect Each attempt is marked with a unique branch identifier, 1.fi;branch=0pctb, emphasizing the persistence of the connection request.

The SIP registration process is initiated with the command "REGISTER sip:home1.fr SIP/2.0." This process involves multiple "Via" headers, indicating the use of SIP over UDP to communicate with the server at "sip:icscf1.home1.fr," with a consistent branch identifier of "0ictb." This repetition emphasizes the reliability and routing of the SIP messages within the network.

P-CSCF xác định địa chỉ của mình và hoạt động như một proxy biên SIP trong quá trình đăng ký, cũng như cho tất cả các tín hiệu SIP khác trong suốt thời gian đã đăng ký.

Máy chủ presence cung cấp dịch vụ cho Tobias, yêu cầu xác nhận rằng Tobias đã đăng ký và sẵn sàng sử dụng Để thông báo cho máy chủ presence, các tiêu chí lọc đã được thiết lập để kích hoạt tất cả các yêu cầu đăng ký từ nhận dạng người dùng công cộng của Tobias.

Máy chủ ứng dụng Presence sẽ gửi bản tin 200 (OK) đến S CSCF để xác nhận rằng tobias đã đăng ký thành công, nhưng không hoạt động như một máy chủ đăng ký cho tobias Nếu máy chủ này cần thêm thông tin về trạng thái đăng ký của tobias, chẳng hạn như các định dạng người dùng công cộng, nó sẽ nhận thông tin trạng thái đăng ký tương tự như cách mà UE và P-CSCF thực hiện.

Khi một người dùng IMS kết nối vào mạng, họ phải đăng ký định danh công cộng với S CSCF Sau khi kiểm tra các tiêu chí lọc, S CSCF sẽ gửi thông tin đăng ký đến máy chủ ứng dụng mà người dùng đã đăng ký, thông báo về sự tồn tại của người dùng trong mạng Đối với máy chủ ứng dụng, việc này chỉ đơn giản là nhận bản tin đăng ký từ S CSCF để xác nhận sự có mặt của người dùng trong mạng và khả năng sử dụng dịch vụ.

5.2.1 C ác chức năng chính và các thủ tục xử lý trong dịch vụ IPTV

5.2.1.1 Chức năng “Truyền hình cơ bản”

Chức năng "Truyền hình cơ bản" hay Linear Tivi là nền tảng thiết yếu của ngành truyền hình, áp dụng cho mọi công nghệ như vệ tinh, cáp, sóng vô tuyến và IP Nội dung của truyền hình cơ bản bao gồm các kênh thông tin chính thức, phục vụ nhu cầu xem tin tức và giải trí của khán giả.

Trang 85 nhà nước đều nhất thiết phải có Những kênh này có hai dạng, một là truyền hình trực tiếp, hai là truyền phát lại từ thiết bị lưu trữ

Các thủ tục xử lý cuộc gọi trong IPTV

Đăng ký

Trong bước này, việc đăng ký SIP giúp gán địa chỉ IP cho người dùng Sau khi hoàn tất đăng ký, người dùng có thể thiết lập cuộc gọi hoặc kiểm tra thông tin trạng thái mà không cần bận tâm đến thiết bị đầu cuối đang sử dụng, chỉ cần chú ý đến SIP.

From:;tag=po hja

To:

The SIP (Session Initiation Protocol) message is transmitted via UDP to the server at sip:pcscf1.visited, indicating multiple attempts to establish a connection Each message includes a unique branch identifier, "1.fi;branch=0pctb," to differentiate the requests This process is crucial for ensuring reliable communication in VoIP (Voice over Internet Protocol) services.

To register a SIP session, the command "REGISTER sip:home1.fr SIP/2.0" is utilized, indicating the initiation of a connection The communication is routed through multiple "Via" headers, specifically using SIP/2.0 over UDP to the address sip:icscf1.home1.fr, with a consistent branch identifier of "0ictb." This setup ensures reliable signaling and routing for the SIP registration process.

P-CSCF được xác định địa chỉ bởi UE và hoạt động như một proxy biên SIP trong quá trình đăng ký, cũng như cho tất cả các tín hiệu SIP khác khi đã được đăng ký.

Máy chủ presence cung cấp dịch vụ cho Tobias, yêu cầu máy chủ này xác nhận rằng Tobias đã đăng ký và sẵn sàng Để thông báo cho máy chủ presence, các tiêu chí lọc đã được thiết lập nhằm kích hoạt tất cả các yêu cầu đăng ký từ nhận dạng người dùng công cộng của Tobias.

Máy chủ ứng dụng Presence sẽ gửi phản hồi 200 (OK) đến S CSCF cho yêu cầu này, nhưng nó sẽ không hoạt động như một máy chủ đăng ký cho tobias, mà chỉ xác nhận rằng tobias đã đăng ký thành công với S CSCF, là máy chủ đăng ký của anh Nếu máy chủ ứng dụng Presence cần thêm thông tin về trạng thái đăng ký của tobias, chẳng hạn như tất cả các định dạng người dùng công cộng, nó sẽ thu thập thông tin trạng thái đăng ký theo cách tương tự như UE và P-CSCF thực hiện.

Khi người dùng IMS kết nối vào mạng, họ cần đăng ký định danh công cộng với S CSCF Sau khi kiểm tra các tiêu chí lọc, S CSCF sẽ gửi thông tin đăng ký đến máy chủ ứng dụng mà người dùng đã đăng ký, thông báo về sự tồn tại của người dùng trong mạng Việc này cho phép máy chủ ứng dụng nhận biết người dùng và sẵn sàng cung cấp dịch vụ khi cần Đăng ký của người dùng thực chất là thông báo từ S CSCF về sự có mặt của họ trong mạng.

Các chức năng chính và các thủ tục xử lý trong dịch vụ IPTV

5.2.1.1 Chức năng “Truyền hình cơ bản”

Chức năng "Truyền hình cơ bản" hay Linear Tivi, là nền tảng thiết yếu của ngành truyền hình, áp dụng cho mọi công nghệ như truyền hình vệ tinh, cáp, sóng vô tuyến và nền IP Nội dung chính của dịch vụ này bao gồm các kênh thông tin chính thức, phục vụ nhu cầu giải trí và thông tin của người xem.

Trang 85 nhà nước đều nhất thiết phải có Những kênh này có hai dạng, một là truyền hình trực tiếp, hai là truyền phát lại từ thiết bị lưu trữ

Người sử dụng gửi bản tin INVITE với ID của kênh cần xem, ví dụ: channel1@iptv.ims.hut.vn Bản tin này được chuyển tới máy chủ ứng dụng qua các CSCF Sau khi tiếp nhận, máy chủ sẽ kiểm tra cơ sở dữ liệu để xác định đài truyền hình phát kênh yêu cầu Kết quả tìm kiếm sẽ là một Media Resource Location (MRL), tương tự như đường dẫn URL, và sẽ được gửi tới đầu cuối của người sử dụng Địa chỉ này thường có dạng:

Địa chỉ “rtsp://domain:port/channel” sẽ được đính kèm trong phản hồi 200 OK gửi đến người dùng Sau đó, người dùng có thể mở phiên media để kết nối trực tiếp với đài truyền hình, từ đó xem nội dung các kênh trên thiết bị đầu cuối của mình.

Các bước tiến hành của bản tin như sau:

 Bước 1: UE g i b n tin yêu c u INVITE ch a tên d ch v c n s ở ả ầ ứ ị ụ ầ ử dụng đến các CSCFs (P-CSCF => S-CSCF=>…).

 Bước 2: S-CSCF chuy n ti p b n tin yêu c u qua lể ế ả ầ ớp điều khiển đến

AS sau khi chứng thực được ngư i dùng ờ

 Bước 3: AS ki m tra yêu cể ầu để xác định kênh mà UE yêu c u và ầ kiểm tra trong cơ sở ữ liệ d u xem có kh ả năng đáp ứng hay không

Nếu đáp ứng được, AS gởi đáp ứng 200 OK chứa địa ch cỉ ủa Media Server ch a kênh mà UE yêu c u ứ ầ

 Bước 4: UE g i b n tin g i yêu c u b ng giao thở ả ở ầ ằ ức RTSP đến Media Server ch a kênh mu n yêu c u ứ ố ầ

 Bước 5: Lu ng truy n thông RTP s truy n qua l i gi a UE và ồ ề ẽ ề ạ ữMedia Server khi UE sử ụ d ng d ch vụ ị

5.2.1.2 Chức năng “Video theo yêu cầu”

Dịch vụ IPTV, bên cạnh truyền hình truyền thống, cung cấp chức năng Video on Demand (VoD), cho phép khách hàng yêu cầu nội dung từ danh sách cập nhật thường xuyên Để xem nội dung, người dùng gửi bản tin INVITE với ID kênh cần xem, ví dụ: 21@iptv.ims.hut.vn, tới máy chủ ứng dụng qua CSCF Nếu máy chủ đồng ý, nó sẽ trả đường dẫn tới máy chủ phục vụ nội dung số Sau đó, MRF sẽ thiết lập luồng media streaming để truyền tải nội dung tới IP của thiết bị người dùng đã đăng ký trong bản tin SIP/SDP.

5.2.1.3 Call flows khởi tạo dịch vụ của chức năng IPTV Để khởi tạo dịch vụ IPTV, người dùng phải đăng nhập vào hệ thống IMS, sau đó gõ uri của kênh muốn xem hoặc vào danh sách các kênh hiện, rồi thực hiện call tới máy chủ ứng dụng URI của kênh muốn xem có dạng channel1@iptv.ims.vn, trong đó channel1 là ví dụ của người dùng khi muốn xem kênh truyền hình thứ nhất Call flow khởi tạo dịch vụ IPTV như hình bên dưới:

Sau khi thiết bị người dùng (UE) gửi bản tin INVITE chứa thông tin về kênh muốn xem đến máy chủ ứng dụng, máy chủ IPTV sẽ tiến hành tìm kiếm trong cơ sở dữ liệu Nếu kênh thông tin cần xem có trong cơ sở dữ liệu, máy chủ sẽ phản hồi bằng bản tin 101 Dialog Establishment và bản tin 200 OK, cung cấp thông tin về kênh cùng vị trí dịch vụ IPTV có thể truy cập.

Hình 5-5 : Bản tin INVITE dịch vụ IPTV 5.2.1.4 Call flows ngừng xem dịch vụ của chức năng IPTV

Khi người dùng muốn ngừng xem, họ gửi bản tin BYE đến địa chỉ channel1@iptv.ims.hut.vn với Call-ID tương ứng của phiên hiện tại Sau khi máy chủ ứng dụng nhận bản tin BYE, nó sẽ phản hồi bằng bản tin 200 OK để xác nhận rằng đã nhận được yêu cầu ngừng xem từ người dùng.

Sau khi đầu cuối nhận được thông báo 200 OK kết thúc phiên, kết nối RTSP giữa đầu cuối người dùng (UE) và máy chủ cung cấp nội dung (Streaming Server) sẽ bị xóa bỏ.

Hình 5-7 : Bản tin BYE dịch vụ IPTV

5.2.1.5 Call flows không có kênh phục vụ của IPTV

Khi người dùng cố gắng truy cập một kênh không có trong danh sách, chẳng hạn như channel6@iptv.ims.vn, máy chủ dịch vụ IPTV sẽ không tìm thấy kênh này trong cơ sở dữ liệu Do đó, máy chủ sẽ gửi thông báo lỗi 400 Bad Request để thông báo cho người dùng rằng kênh yêu cầu không tồn tại.

Hình 5-8 : Call flow không có kênh phục vụ trong IPTV

Lúc này máy chủ ứng dụng IPTV sẽ chờ một yêu cầu khác từ đầu cuối để khởi tạo phiên

6 CHƯƠNG VI : TRIỂN KHAI DỊCH VỤ IPTV

Triển khai dịch vụ IPTV

Dịch vụ IPTV được thiết kế cho người dùng phổ thông, đáp ứng nhu cầu xem truyền hình thông thường (Linear TV) và truyền hình theo yêu cầu (Video on Demand) trên các thiết bị như điện thoại di động, ti vi qua bộ Set Top Box, và PDA.

Mô hình IPTV được triển khai trong đồ án như sau:

Hình 6-1 : Mô hình tổng quát IPTV trên nền IMS

Các thành phần chính trong mô hình:

 User Equipment: là thi t b ế ị đầu cuối để truy nh p d ch v Ví dậ ị ụ ụ: Laptop, PDA, Iphone,…

 CSCFs: các thành phần d ch v thu c m ng lõi IMS ị ụ ộ ạ

 HSS: là server lưu trữ ồ sơ ngườ h i dùng

 Application Server: server xử lý d ch v IPTV và cung c p d ch v ị ụ ấ ị ụ IPTV cho người dùng Trong đề tài này, máy ch s s d ng source ủ ẽ ử ụ UCT Advanced IPTV

 Media Server: Server lưu trữ, điều khi n và truy n t i n i dung s Các ể ề ả ộ ố media server s ẽ được s dử ụng như: Darwin Streaming Server, VLC Server, Live555,…

 SIP: giao thức báo hiệu trong m ng IMS ạ

 Diameter: giao th c ch ng th c, c p quy n và tính toán trong m ng ứ ứ ự ấ ề ạIMS.

Cài đặt và sử dụng dịch vụ

Cấu hình máy chủ ứng dụng IPTV

Máy chủ ứng dụng IPTV sử dụng nền tảng dịch vụ IMS sẽ được cài đặt trên hệ điều hành Ubuntu, phiên bản 8.04 (Hardy Heron) Đây là một phiên bản Linux ổn định, hỗ trợ nhiều dịch vụ và phổ biến trong cộng đồng sinh viên, rất phù hợp cho việc triển khai các ứng dụng mới trong tương lai Dưới đây là hướng dẫn cài đặt và cấu hình.

 Cài đặt các gói ph thuụ ộc trước như: libosip (2.2.4), libeXosip (2.2.4), libosip-dev, libexosip-dev

 S a thông tin trong file bash ử để ị d ch v IPTV khụ ởi động cùng h ệ thống:

LIBDIR=/usr/local/lib LD_LIBRARY_PATH=$LIBDIR:/usr/lib export LD_LIBRARY_PATH

 Cài đặt gói UCT Advanced IPTV b ng l nh make ằ ệ mkdir obj make

Để cấu hình tệp tin key-value cho Media Server, bạn cần chỉnh sửa tệp tin nằm tại đường dẫn /usr/share/iptv Tệp tin này sẽ được tạo ra khi cài đặt trực tiếp từ internet hoặc nằm trong thư mục cài đặt nếu bạn sử dụng gói cài đặt Nội dung của tệp tin cần được điều chỉnh theo yêu cầu của UE để đảm bảo kết nối chính xác với kênh mong muốn.

rtsp://media_server_address.domain:8000/requested_ channel

Địa chỉ media_server_address.domain đại diện cho địa chỉ của Media Server Trong mô hình triển khai được mô tả, địa chỉ có thể là 10.0.0.105 (Darwin Streaming Server trên nền Windows XP) hoặc 192.168.58.131 (VLC Streaming Server trên nền Ubuntu).

 Khởi động máy ch ng dủ ứ ụng IPTV sau khi cài đặt b ng cách dùng ằ key-value-file vừa tạ ở bước trên bằo ng l nh: ệ

Nếu sau khi thực hiện lệnh `uctiptv_as key_value_file`, máy chủ trả về thông báo như dưới đây, điều này có nghĩa là máy chủ IPTV đã hoạt động bình thường.

Dave Waiting and Robert Marston (2008) eXosip started and listening on port = 8010 Creating Hashtable

Populating table with key-value pairs

Number of key-value pairs found in file key_value_file is 1

Server is ready to accept client requests

Cấu hình Media Server

Trong luận văn này, em sử dụng hai phần mềm nổi tiếng nhất là Darwin Streaming Server (DSS) và VLC Streaming Server

6.2.2.1 Cấu hình Darwin Streaming Server

Darwin Streaming Server (DSS) là phần mềm miễn phí của Apple, được thiết kế để phân phối nội dung đa phương tiện DSS hỗ trợ cả hai hệ điều hành Windows và Linux, với phiên bản mới nhất hiện nay là 6.0.3, tuy nhiên, phiên bản 5.5.5 được xem là ổn định nhất và dễ cấu hình hơn.

 Tải DSS tại http://dss.macosforge.org

 Tạo nhóm qtss và người dùng qtss thuộc nhóm qtss có mật khẩu là

Người dùng mặc định là yêu cầu cần thiết để cài đặt DSS Sau khi quá trình cài đặt hoàn tất, chúng ta có khả năng gán quyền quản lý cho các người dùng khác.

 Cài đặt DSS: di chuyển đến đường d n ch a DSS t i v ẫ ứ ả ề

# tar -xzvf DarwinStreamingSrvr5.5.5-Linux.tar.gz Cài đặt:

# /usr/local/sbin/streamingadminserver.pl Tập tin cấu hình: /etc/streaming/streamingadminserver.conf

Khi mở tập tin này, ta sẽ thấy port mặc định để UE kết nối vào DSS là

554, 7070, 8000, 8001 Ta có thể thay đổi port mặc định này

 Đường d n ch a các t p tin nh c, phim m c đ nh: ẫ ứ ậ ạ ặ ị

 Ta có thể truy nh p và c u hình DSS thông qua giao di n web: ậ ấ ệ

Giao diện web của DSS cho phép người dùng dễ dàng tắt hoặc mở hệ thống thông qua nút Disable Server, đồng thời cung cấp các mục quản lý tiện lợi để thao tác hiệu quả.

Người dùng kết nối: cung cấp thông tin liên quan đến DSS tại thời điểm hiện tại Thông tin này bao gồm: địa chỉ IP của thiết bị người dùng, tốc độ bit, dung lượng truy cập, tỷ lệ mất gói, thời gian kết nối và tài nguyên đã được kết nối.

 General Settings: các thiế ập cơ bảt l n g m: m t khồ ậ ẩu, nơi chứa tài nguyên, s k t n i tố ế ố ối đa cho phép, băng thông tối đa cho phép, phương pháp chứng th c ự

 Port Settings: cho phép kết nố ếi đ n IPTV Server qua port 80

 Relay Settings: định nghĩa các máy Server khác có thể làm điểm trung gian để chuy n ti p nể ế ội dung đa phương ệti n

 Log Settings: chứa các ghi nh n s ki n c a DSS, ph c v c l c cho ậ ự ệ ủ ụ ụ đắ ự người qu n lý ả

 Playlists: định nghĩa các kênh cho người dùng s d ng ử ụ

Hình 6-3 : Playlist cho người sử dụng

6.2.2.2 Cấu hình VLC Streaming Server Để cài đặt VLC Server, ta gõ trên cmd:

-get install vlc apt Khởi động VLC: vlc ttl 12 -vvv color -I telnet telnet-password videolan rtsp- host 0.0.0.0:5554

Thông qua dòng lệnh trên, VLC sẽ lắng nghe trên IP bất kỳ và port

5554 Port này thường được sử dụng cho RTP/RTSP

Ngoài ra, VLC còn có thể kết nối thông qua giao diện telnet (4212) Sau đó ta có thể add một bộ phim theo yêu cầu (VOD):

Trang 98 telnet @ip 4212 new movie1 vod enabled setup movie1 input /PathToMyVideo/my_video.mpg Ngoài cách trên ra, VLC còn có thể cài đặt thông qua giao diện website Cách cấu hình đơn giản và dễ hơn nhiều do tính thân thiện với người sử dụng.

Cấu hình HSS chuyển yêu cầu sử dụng đến AS

Vào trang chủ của FhoSS để cấu hình cho phân hệ IMS sao cho các yêu cầu chuyển đến máy chủ IPTV đã được cài đặt như ở trên

 Bước 1: T o m t Application Server: click chu t vào Services Sau ạ ộ ộ khi t o xong thì Save l ạ ại.

Hình 6-4 : Tạo Application Server trong IMS

 Bước 2: T o m t ạ ộ Trigger Point như hình dưới đây:

Hình 6-5 : Tạo Trigger Point trong IMS

Hình 6-6 : Tạo iFC trong IMS

Hình 6-7 : Tạo Service Profile trong IMS Trong m c Attach IFC ch n iptv_IFC r i nhụ ọ ồ ấn Attach Sau đó chọn Save để lưu lạ ấi c u hình

 Bước 5: T o Shared-IFC-Set và vào lạ ại Service Profile để attach Shared-IFC-Set Sau đó nhấn Save để lưu lạ ấi c u hình

Hình 6-8 : Tạo Shared IFC- -Set trong IMS

Sau khi hoàn tất các bước, hệ thống IMS sẽ chuyển yêu cầu dạng @iptv.ims.vn đến máy chủ ứng dụng Máy AS đã mở cổng 8010 để lắng nghe và chờ kết nối Khi nhận được yêu cầu từ client, AS sẽ tra cứu trong tập tin key-value-file và gửi lại địa chỉ của Media Server Client sau đó sẽ kết nối trực tiếp với Media Server qua giao thức RTSP và RTP thông qua cổng tương ứng.

Thực thi ứng dụng

Trong đề tài này, ta mở client (sử dụng UCT IMS Client) Cấu hình cho Proxy CSCF hướng về máy chủ IMS cổng 4060 như hình vẽ

Để cấu hình UCT IMS Client cho IPTV, người dùng cần thiết lập port 8010 như đã hướng dẫn ở mục 6.2.1 Sau đó, họ có thể nhập URI của kênh muốn xem vào trường URI.

Ví dụ: sip:channel1@iptv.ims.hut.vn:8010

Trigger Point sẽ kiểm tra bản tin INVITE để xác định xem có chứa cụm từ "iptv.ims.hut.vn" hay không Nếu có, bản tin sẽ được chuyển tiếp đến máy chủ IPTV để thực hiện việc tìm kiếm kênh mong muốn Máy chủ IPTV sẽ tìm kiếm thông tin trong file key-value để xác định đường dẫn tương ứng.

Trang 102 kênh muốn xem và trả lại đầu cuối đường dẫn tới media server để cho người dùng đầu cuối bắt đầu phiên xem

Hình 6- 10 : Alice đăng ký thành công

Trang 103 Hình 6- 11 : Người dùng xem dịch vụ IPTV thành công

Tiêu đề	Triển Khai Dịch Vụ IPTV Dựa Trên Nền Tảng IP Multimedia Subsystem (IMS)
Tác giả	Đặng Huy Hoàng
Người hướng dẫn	PGS. TS. Nguyễn Hữu Thanh
Trường học	Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội
Chuyên ngành	Kỹ Thuật Điện Tử Viễn Thông
Thể loại	Luận Văn Thạc Sĩ Kỹ Thuật
Năm xuất bản	2012
Thành phố	Hà Nội

Định dạng
Số trang	110
Dung lượng	7,31 MB