đề tài: ims over ngn

đề tài: ims over ngn

Lời mở đầu Xã hội càng phát triển, nhu cầu về thông tin liên lạc càng cao và nhu cầu ấy đã trở thành một phần không thể thiếu trong cuộc sống con người. Hiện tại và trong thời gian tới, nhu cầu phát triển các loại hình dịch vụ gia tăng như: thoại, dữ liệu, hình ảnh với chất lượng cao ngày một tăng. Để đáp ứng yêu cầu trên, các nhà cung cấp dịch vụ không chỉ quan tâm đến phát triển dịch vụ mà còn phải xây dựng, củng cố và tối ưu hóa hạ tầng lẫn dịch vụ. Song song đó, nhà khai thác phải nghiên cứu tìm ra một công nghệ thế hệ mới có kiến trúc linh hoạt, tương thích hoàn toàn với mạng hiện tại, đáp ứng đa công nghệ, đa giao thức, đa truy cập, đa phương tiện truyền thông và đa dịch vụ… Trước yêu cầu đó, NGN ra đời được xem là một giải pháp thỏa mãn tất cả các điều kiện kể trên cho một mạng tương lai. Từ nghiên cứu mạng thế hệ mới NGN, ý tưởng về một kiến trúc điều khiển dịch vụ dựa trên chuẩn IP được hình thành. Kiến trúc này phải giúp nhà khai thác mạng dễ dàng hơn trong triển khai và quản lý, đồng thời cho phép người dùng có thể sử dụng một hay nhiều loại thiết bị khác nhau, di chuyển giữa vùng phục vụ của các mạng mà vẫn có thể sử dụng cùng một dịch vụ với yêu cầu QoS được đảm bảo. Kiến trúc đó được gọi là phân hệ đa phương tiện IP, viết tắt là IMS (IP Multimedia Subsystem). Phân hệ IMS tạo điều kiện cho việc triển khai nhanh chống các dịch vụ chất lượng cao, mang tính cá nhân, có khả năng tương tác thời gian thực mọi lúc, mọi nơi trên một kết nối. Do đó, chắc chắn trong tương lai không xa, triển khai hệ thống mạng IMS là một xu hướng tất yếu của các nhà khai thác dịch vụ mạng và viễn thông. IMS hổ trợ nhiều loại hình dịch vụ khác nhau như thoại, dữ liệu, hình ảnh và khả năng tích hợp cả ba loại hình dịch vụ nói trên. Sự tích hợp ấy chính là Tripple Play mà IPTV là một dịch vụ điển hình. Đặc biệt, trên nền tảng IMS, yếu tố di động và truy nhập không dây trở nên khả thi càng tạo điều kiện cho IPTV phát triển. Nội dung bài báo cáo gồm hai phần chính: I  Phần đầu, đề tài giới thiệu vị trí và kiến trúc IMS trong mô hình mạng NGN theo chuẩn hóa của tổ chức 3GPP. Nội dung phần này tập trung vào vai trò chức năng các phần tử trong IMS. Thêm vào đó, đề tài cũng trình bày các giao thức và thủ tục sử dụng dịch vụ giúp người đọc hiểu rõ hơn về cách thức hoạt động của phân hệ này. Ngoài ra, luận văn cũng đưa ra giải pháp từng bước tiến lên xây dựng mạng IMS trên hạ tầng mạng hiện có.  Phần sau, bài báo cáo xây dựng hoàn chỉnh một mô hình mô phỏng mạng NGN với đầy đủ chức năng. Người dùng có thể đăng ký, sử dụng dịch vụ thoại, dữ liệu, xem IPTV,…Hơn nữa, phần demo có sự kết hợp với đề tài “QoS over Tripple Play” để đảm bảo QoS xuyên suốt cho các dịch vụ được triển khai từ lớp truy cập đến lớp ứng dụng. Đặc biệt, mô hình này thực hiện hoàn toàn trên phần mềm mã nguồn mở, thực hiện trên các máy tính, rất thích hợp cho việc nghiên cứu, phát triển tại các phòng nghiên cứu của trường học, trung tâm nghiên cứu và phát triển của công ty. Để thực hiện nội dung đó, đề tài được phân chia thành các chương như sau:  Chương 1: Tổng quan về IMS trên nền NGN. Nội dung chương này giới thiệu những khái niệm cơ bản về IMS cũng như vai trò của IMS trong mạng NGN.  Chương 2: Kiến trúc phân hệ IMS. Đây là chương quan trọng nhất, trình bày các thực thể và chức năng của IMS theo mô hình phân lớp mạng NGN.  Chương 3: Một số thủ tục trong mạng IMS. Chương này giúp người đọc hình dung rõ từng bước hoạt động của phân hệ IMS trong việc thiết lập và điều khiển các phiên dịch vụ.  Chương 4: Các giao thức chính sử dụng trong phân hệ IMS. Chương này trình bày khái quát các giao thức sử dụng phổ biến trong mạng NGN như: SIP, Diameter, COPS, MEGACO/H.248.  Chương 5: Các bước tiến lên xây dựng IMS. Qua chương này, người đọc có thể hiểu được cách thức xây dựng một hệ thống IMS trên cơ sở hạ tầng mạng hiện có.  Chương 6: Demo trình bày mô phỏng IMS bằng Open Source IMS Core và dịch vụ IPTV trên hệ điều hành Linux.  Chương 7: Kết luận và hướng phát triển II IMS là một đề tài khá mới tại Việt Nam, tài liệu tiếng Việt gần như không có. Với khả năng của sinh viên và thời gian tìm hiểu không nhiều, đề tài IMS over NGN không tránh khỏi thiếu sót. Rất mong được sự góp ý của các thầy cô và các bạn đọc về đề tài này. III Mục lục Lời mở đầu I Mục lục IV Danh mục các từ viết tắt VI Danh mục Hình IX Danh mục Bảng XIII Chương 1: Tổng quan về IMS trên nền NGN 1 1.2 Đôi nét về quá trình chuẩn hóa IMS 3 Chương 2: Kiến trúc phân hệ IMS 7 2.1 Lớp ứng dụng 7 2.2.1 Chức năng điều khiển cuộc gọi CSCF 9 2.3 Lớp truyền tải 19 Chương 3: Một số thủ tục trong mạng IMS 24 3.1 Thủ tục liên quan đến quá trình đăng ký 25 3.1.1 Thủ tục đăng ký 25 3.1.2 Thủ tục đăng ký lại 27 3.2 Thủ tục thiết lập phiên 34 3.2.1 Thủ tục thiết lập phiên giữa thuê bao thuộc hai mạng IMS 34 3.2.2 Thủ tục thiết lập phiên giữa thuê bao thuộc mạng IMS và mạng PSTN 36 Chương 4: Các giao thức chính sử dụng trong phân hệ IMS 39 4.1.1 Tổng quan về giao thức SIP 39 4.1.2 Cấu trúc SIP 39 4.1.3 Bản tin SIP 41 IV 4.2 Giao thức Diameter 41 4.2.1 Tổng quan về giao thức Diameter 41 4.2.2 Cấu trúc giao thức Diameter 43 Hình4.3 Diameter Proxy Agent định tuyến các bản tin dựa vào bảng định tuyến 44 Hình 4.8 Cấu trúc AVP 47 4.2.4 Bảo mật trong bản tin Diameter 48 4.3 COPS Giao thức COPS 50 4.3.2 Chức năng chính của COPS 52 4.4 Giao thức MEGACO/H. 248 56 Chương 5: Các bước tiến lên xây dựng IMS 61 5.1 Giới thiệu chuyển mạch mềm (softswitch) 61 5.2 So sánh IMS và softswitch 61 5.3 Các giai đoạn cần thiết để chuyển sang mạng NGN sử dụng IMS 63 5.3.1 Đối với mạng cố định 63 5.3.2 Phương án phát triển mạng di động 64 Chương 6: DEMO 67 6.1 Mô hình mô phỏng NGN 67 6.2.1 Giới thiệu 68 6.3.2 Cách xây dựng ims core 72 6.4.3 kết quả đạt được 83 Chương 7: Tổng kết và hướng phát triển 86 Tài liệu tham khảo 88 V Danh mục các từ viết tắt Từ viết tắt Tiếng Anh ADSL Asymmetric Digital Subscriber Line A-RACF Access Resource and admission Control Function A-RACF Access Resource and admission Control Function AVP Attribute Value Pairs BGCF Breakout gateway control function BICC Bearer Independent Call Control BSC Base Station Controller CCF Charging Collection Function CGI Common Gateway Interface COPS Common Open Policy Services CPL Call Processing Language CS Circuit Switching DHCP Dynamic Host Configuration Protocol DNS Domain Name System EAP Extensible Authentication Protocol ETSI European Telecommunication Standards Institute FQDN Fully qualified domain name FTTH Fiber To The Home GGSN Gateway GPRS Support Node GPRS General Packet Radio Service GSM Global System for Mobile communications HSS Home Subscriber Server HTTP Hypertext Transfer Protocol IANA Internet Assigned Numbers Authority ICID IMS Charging ID IETF Internet Engineering Task Force IMSI International Mobile Subscriber Identifier ISDN Integrated Services Digital Network LPDP Local Policy Decision Point MCC Mobile Country Code MG Media gateway MGC Media gateway controller MGCF Media gateway control function MGW Media gateway MINE Multipurpose Internet Mail Extension MMS Multimedia Message Service VI MNC Mobile Network Code MRFC Multimedia Resource Function Controller MRFP Media Resource Function Processor MSC Mobile Switching Centre MSC Mobile Switching Center MSIN Mobile Subscriber Identification Number NASREQ Network Access Server Application NASS Network Attachment Subsystem NASS Network Attachment Subsystem NMSI National Mobile Station Identity OCF Online Charging Function OMA Open Mobile Alliance OSP Open Settlement Protocol PBN Packet Based Network PDF Policy Decision Function PDP Packet Data Protocol PEP Policy enforcement point PoC Push-to-Talk over Cellular PS Packet Switched PSTN Public Switched Telephone Network RACS Resource Admission Control Functionality RACS Resource and Admission Control Functionality RADIUS Remote Authentication Dial In User Service R-SGW Roaming Signaling Gateway RSVP Resource Reservation Protocol RTP Realtime Transport Protocol RTSP Real Time Streaming Protocol RUAM Remote UAM SAP Session Advertisement Protocol SBC Session Border Controller SBLP Service Based Local Policy SCIP Simple Conference Invitation Protocol SCTP Stream Control Transmission Protocol SDP Session Description Protocol SGSN Signaling GPRS support nút SGW Signaling gateway SIP Session Initial Protocol SLF Subscription Locator Function SNTP Simple Network Time Protocol S-PDF Serving Policy Decision Function S-PDF Serving Policy Decision Function VII TACACS Terminal Access Controller Access Control System TCP Transmission Control Protocol TG Trungking Gateway TISPAN Telecoms and Internet converged Services and Protocols for Advanced Networking TLS Transport layer Security T-SGW Transport Singnalling Gateway UA User Agent UAC User Agent Client UAM User Access Mode UAS User Agent Server UE User Equipment UICC Universal Integrated Circuit Card URL Universal Resource Locator USIM Universal Subscriber Identity Module VCC Voice Call Continuity VoIP Voice over Internet Protocol XML Extensible Markup Language VIII Danh mục Hình Lời mở đầu I Mục lục IV Lời mở đầu I IV Mục lục IV IV Danh mục các từ viết tắt VI IV Danh mục Hình IX IV Danh mục Bảng XIII IV Chương 1: Tổng quan về IMS trên nền NGN 1 IV Chương 2: Kiến trúc phân hệ IMS 7 IV Chương 3: Một số thủ tục trong mạng IMS 24 IV Chương 4: Các giao thức chính sử dụng trong phân hệ IMS 39 IV Chương 5: Các bước tiến lên xây dựng IMS 61 V Chương 6: DEMO 67 V Chương 7: Tổng kết và hướng phát triển 86 V Tài liệu tham khảo 88 V Danh mục các từ viết tắt VI Danh mục Hình IX Danh mục Bảng XIII Lời mở đầu I XIII Mục lục IV XIII Danh mục các từ viết tắt VI XIV Danh mục Hình IX XIV Danh mục Bảng XIII XIV IX Chương 1: Tổng quan về IMS trên nền NGN 1 XIV Chương 2: Kiến trúc phân hệ IMS 7 XIV Chương 3: Một số thủ tục trong mạng IMS 24 XV Chương 4: Các giao thức chính sử dụng trong phân hệ IMS 39 XV Chương 5: Các bước tiến lên xây dựng IMS 61 XVI Chương 6: DEMO 67 XVI Chương 7: Tổng kết và hướng phát triển 86 XVI Tài liệu tham khảo 88 XVI Chương 1: Tổng quan về IMS trên nền NGN 1 Hình 1.1: Sự hội tụ mạng 2 1.2 Đôi nét về quá trình chuẩn hóa IMS 3 Hình 1.2: Vị trí IMS trong NGN 6 Chương 2: Kiến trúc phân hệ IMS 7 2.1 Lớp ứng dụng 7 2.2.1 Chức năng điều khiển cuộc gọi CSCF 9 Hình 2.2: Đăng ký có yêu cầu bảo mật 10 Hình 2.3: Mô tả vai trò định tuyến của S-CSCF 13 2.3 Lớp truyền tải 19 Hình 2.6: Quá trình thiết lập cuộc gọi từ mạng IMS ra mạng CS CN và ngược lại 22 2.3.4 Giao tiếp với mạng IP 23 2.3.4.1 NASS 23 Chương 3: Một số thủ tục trong mạng IMS 24 3.1 Thủ tục liên quan đến quá trình đăng ký 25 3.1.1 Thủ tục đăng ký 25 Hình 3.1: Thủ tục đăng ký 25 Bảng 3.1: Tóm tắt trạng thái các khối trong thủ tục đăng ký 26 X [...]... đã mở rộng chuẩn IMS thành một phần của kiến trúc mạng thế hệ tiếp theo NGN mà họ đang xây dựng Tổ chức chuẩn hóa TISPAN trực thuộc ETSI, với mục đích hội tụ mạng thông tin di động và Internet, đã chuẩn hóa IMS như một hệ thống con của NGN Kết hợp với TISPAN, trong Release 7 của IMS, việc cung cấp dịch vụ IMS qua mạng cố định đã được bổ sung Năm 2005, phiên bản Release 1 của TISPAN về NGN được coi như... mục Hình IX IX Danh mục Bảng XIII IX Chương 1: Tổng quan về IMS trên nền NGN 1 X Chương 2: Kiến trúc phân hệ IMS 7 X Chương 3: Một số thủ tục trong mạng IMS 24 X Chương 4: Các giao thức chính sử dụng trong phân hệ IMS 39 XI Chương 5: Các bước tiến lên xây dựng IMS 61 XII Chương 6: DEMO 67 .XIII Chương 7: Tổng kết và hướng phát... dựng IMS 61 5.1 Giới thiệu chuyển mạch mềm (softswitch) .61 5.2 So sánh IMS và softswitch 61 5.3 Các giai đoạn cần thiết để chuyển sang mạng NGN sử dụng IMS .63 5.3.1 Đối với mạng cố định .63 5.3.2 Phương án phát triển mạng di động 64 Chương 6: DEMO .67 6.1 Mô hình mô phỏng NGN 67 6.2.1 Giới thiệu 68 6.3.2 Cách xây dựng ims. .. Hình IX IV XIII Danh mục Bảng XIII IV Chương 1: Tổng quan về IMS trên nền NGN 1 .IV Chương 2: Kiến trúc phân hệ IMS 7 IV Chương 3: Một số thủ tục trong mạng IMS 24 IV Chương 4: Các giao thức chính sử dụng trong phân hệ IMS 39 IV Chương 5: Các bước tiến lên xây dựng IMS 61 V Chương 6: DEMO 67 V Chương 7: Tổng kết và hướng phát triển... 61 Chương 5: Các bước tiến lên xây dựng IMS 61 5.1 Giới thiệu chuyển mạch mềm (softswitch) .61 5.2 So sánh IMS và softswitch 61 5.3 Các giai đoạn cần thiết để chuyển sang mạng NGN sử dụng IMS .63 5.3.1 Đối với mạng cố định .63 5.3.2 Phương án phát triển mạng di động 64 XII Hình 5.1: Mô hình mạng hội tụ với hai vùng IMS (cố định và di động) 66 Chương 6:... XIII Chương 1: Tổng quan về IMS trên nền NGN .1 1.2 Đôi nét về quá trình chuẩn hóa IMS .3 Chương 2: Kiến trúc phân hệ IMS 7 2.1 Lớp ứng dụng 7 XIV 2.2.1 Chức năng điều khiển cuộc gọi CSCF 9 2.3 Lớp truyền tải 19 2.3.4 Giao tiếp với mạng IP 23 2.3.4.1 NASS 23 Chương 3: Một số thủ tục trong mạng IMS 24 3.1 Thủ tục... trong IMS Gần đây, 3GPP và TISPAN đã có được một thỏa thuận để cho ra phiên bản Release 8 của IMS với một kiến trúc IMS chung, có thể hỗ trợ các kết nối cố định và các dịch vụ như IPTV 3 Đa phần các giao thức sử dụng trong IMS được chuẩn hóa bởi IETF, điển hình nhất là giao thức khởi tạo phiên SIP Rất nhiều các phát triển và cải tiến của SIP ra đời để hỗ trợ các chức năng theo yêu cầu của hệ thống IMS. .. IMS đã được đề nghị và chuẩn hóa bởi IETF như SIP hỗ trợ tính cước, bảo mật v.v… Bên cạnh IETF và TISPAN, một tổ chức chuẩn hóa khác mà 3GPP hợp tác chặt chẽ trong việc phát triển IMS là Liên minh di động mở OMA nhằm phát triển các dịch vụ trên nền IMS Một trong những dịch vụ do OMA phát triển là Push-to-Talk over Cellular (PoC) hay OMA SIMPLE Instant Messaging 1.3 Lợi ích của việc sử dụng IMS Một trong... thiết bị được biết đến với tập các chức năng như: Conferencing, xử lý Tone,… Hình 1.2: Vị trí IMS trong NGN 6 Chương 2: Kiến trúc phân hệ IMS Chương này giới thiệu cấu trúc, chức năng của những thực thể trong một phân hệ IMS và mối quan hệ giữa chúng Mỗi thực thể được trình bày trực quan theo mô hình phân lớp NGN Lớp ứng dụng gồm máy chủ ứng dụng và HSS, đây chính là cơ sở dữ liệu về dịch vụ và người... cũng như truy nhập vô tuyến băng rộng WLAN, WiMAX IMS tạo điều kiện cho các hệ thống mạng khác nhau có thể vận hành cùng với nhau IMS đã và đang được tập trung nghiên cứu và ngày càng thu hút được nhiều sự quan tâm lớn của các nhà khai thác bởi vì lợi ích mà nó mang lại cho cả nhà cung cấp dịch vụ lẫn người sử dụng 1.2 Đôi nét về quá trình chuẩn hóa IMS IMS được định hình và phát triển bởi diễn đàn công . đó, đề tài được phân chia thành các chương như sau:  Chương 1: Tổng quan về IMS trên nền NGN. Nội dung chương này giới thiệu những khái niệm cơ bản về IMS cũng như vai trò của IMS trong mạng NGN. . sinh viên và thời gian tìm hiểu không nhiều, đề tài IMS over NGN không tránh khỏi thiếu sót. Rất mong được sự góp ý của các thầy cô và các bạn đọc về đề tài này. III Mục lục Lời mở đầu I Mục lục. trình bày mô phỏng IMS bằng Open Source IMS Core và dịch vụ IPTV trên hệ điều hành Linux.  Chương 7: Kết luận và hướng phát triển II IMS là một đề tài khá mới tại Việt Nam, tài liệu tiếng Việt