BGCF chịu trách nhiệm lựa chọn lối thoát đến miền CS. Quá trình này có thể lựa chọn ra lối thoát trong chính mạng cấp phát BGCF hoặc lối thoát tới mạng khác. Trong trƣờng hợp thứ nhất, BGCF sẽ lựa chọn một thực thể chức năng MGCF để xử lý phiên. Trƣờng hợp thứ hai, BGCF sẽ chuyển tiếp phiên tới BGCF khác trong mạng đƣợc lựa chọn. Ngoài ra, BGCF cũng có chức năng gửi thông tin tính cƣớc tới CCF.
4.1.3 Các giao thức của IMS
Khi phát triển IMS, 3GPP thực hiện phân tích các nội dung ETSI đã thực hiện khi chuẩn hóa các giao thức cho GSM để thiết kế bổ sung các giao thức cho IMS. Phần lớn các giao thức báo hiệu và điều khiển trong IMS đều mang tính kế thừa và đơn giản trong tích hợp hệ thống.
Giao thức điều khiển phiên: Các giao thức điều khiển phiên đóng một vai trò then chốt với bất kỳ một cấu trúc mạng truyền thông do liên quan trực tiếp tới hiệu năng hệ thống mạng. 3GPP lựa chọn giao thức SIP để thiết lập và quản lý các phiên đa phƣơng tiện truyền trên mạng IP và trong IMS.
Giao thức nhận thực, cấp quyền và tính cƣớc AAA: Ngoài các giao thức điều khiển phiên kể trên thì giao thức AAA cũng có vai trò quan trọng không kém. Trong IMS, giao thức AAA đƣợc sử dụng là Diameter. Diameter (RFC 3588) là giao thức phát triển từ RADIUS (RFC 2865) (là một giao thức đƣợc sử dụng rộng rãi trên Internet để thực hiện AAA. Ví dụ, khi một khách hàng quay số đến một nhà cung cấp dịch vụ Internet (ISP) thì Server của mạng truy nhập sẽ sử dụng giao thức RADIUS để nhận thực và trao quyền cho khách hàng truy nhập vào mạng). Giao thức Diameter đƣợc chia thành các ứng dụng Diameter. Diameter đƣợc IMS sử dụng ở một số giao diện, nhƣng không phải tất cả giao diện đều sử dụng chung một
ứng dụng Diameter. Ví dụ hai ứng dụng Diameter dùng để tƣơng tác với SIP trong quá trình khởi tạo phiên và tính cƣớc sẽ phải khác nhau.
Các giao thức hỗ trợ khác: Ngoài SIP và Diameter thì IMS vẫn còn sử dụng nhiều giao thức khác, ví dụ nhƣ: COPS (Common Open Policy Service, RFC 2748) là giao thức có chức năng truyền các chính sách giữa các điểm quyết định chính sách PDP và các thực hiện chính sách PEP; MEGACO/H.248 đƣợc sử dụng để điều khiển các node trong mặt bằng phƣơng tiện; RTP (Real-Time Transport Protocol, RFC 3550) và RTCP (RTP Control Protocol, RFC 3550) đƣợc dùng để truyền các phƣơng tiện thời gian thực nhƣ hình ảnh và âm thanh.
4.2 HOẠT ĐỘNG CỦA SIP TRONG IMS
Giao thức khởi tạo phiên đƣợc thiết kế để hỗ trợ việc thiết lập các phiên đa phƣơng tiện giữa các ngƣời sử dụng trên mạng IP. Cùng với việc điều khiển cuộc gọi, SIP cũng hỗ trợ các chức năng nhƣ di động của ngƣời sử dụng và chuyển hƣớng cuộc gọi trong IMS gồm:
o Báo hiệu SIP đầu cuối đầu cuối giữa các ngƣời sử dụng IP di động và cố định.
o Các Internet IP có thể cung cấp các dịch vụ giá trị ra tăng cho ngƣời sử dụng di động.
o SIP đƣợc thiết kế nhƣ một giao thức IP vì thế nó thích hợp tốt với các giao thức IP và các dịch vụ khác.
o SIP đơn giản và tƣơng đối dễ thực hiện.
4.2.1 Đặc tính kỹ thuật
Khi triển khai SIP trong IMS các nhà phát triển nhận ra rằng có sự khác biệt so với phiên bản SIP cho Internet. Một số các mở rộng đƣợc định nghĩa trong các RFC bổ sung thêm các tính năng mới và làm cho SIP trở thành giao thức báo hiệu khá phức tạp. Việc sử dụng SIP cho việc thiết lập phiên trên những liên kết băng thông hạn chế nhƣ các giao diện vô tuyến hoặc các liên kết nối tiếp tốc độ thấp dẫn đến thời gian thiết lập cuộc gọi dài. Để khắc phục yếu điểm đó cơ chế nén báo hiệu gọi
là SigComp đã đƣợc phát triển bởi tổ chức IETF. Tiêu đề riêng P-Header (RFC 3329) nhƣ P-preferred-identity, th P-access-network-info, P-asserted-identity, P- calledparty- id đƣợc bổ sung thêm cho mạng IMS để cung cấp các dịch vụ riêng biệt. Các tiêu đề này đƣợc định nghĩa thêm để chuyển các thông tin xác đáng vào mạng nhƣng nó chƣa đủ để phát triển các phần tử chuẩn mực trong IMS. Các chuẩn mở rộng khác nhƣ chuẩn thỏa thuận bảo mật (RFC 3329), xác thực phƣơng tiện (RFC 3313), dành trƣớc tài nguyên trong IMS (RFC 3312), SDP mở rộng đƣợc đề xuất hỗ trợ thêm cho SIP trong IMS. So sánh với SIP của trong IETF mà ở đó chủ gọi sử dụng SIP yêu cầu một con đƣờng cụ thể trong tiêu đề Route. Trong IMS, P- CSCF loại bỏ con đƣờng này và đảm bảo tuân theo việc định tuyến SIP IMS. Các yêu cầu SIP luôn đƣợc định tuyến đến S-CSCF mạng nhà ở cả mạng khởi tao và kết cuối. S-CSCF sử dụng cơ sở dữ liệu ngƣời dùng (download xuống trong quá trình đăng ký) để liên kết với các AS SIP xử lý các yêu cầu SIP. Các tiêu chí lọc khởi tạo lúc đầu IFC (The Initial Filter Criteria) trong cơ sở dữ liệu thuê bao cung cấp một logic đơn giản để quyết định sẽ liên kết với AS nào. Các luật này mang tính ổn định tức là nó không thay đổi trong một chu kỳ.
4.2.2 Các thủ tục báo hiệu SIP trong IMS
Để nắm đƣợc hoạt động của SIP trong IMS ta xem xét các thủ tục báo hiệu thông qua các ví dụ tƣơng ứng với một số kịch bản có thể xảy ra.
(i) Đăng ký và thiết lập phiên: ví dụ thứ nhất chỉ ra một thủ tục khởi tạo đăng ký, cho rằng ngƣời dùng đã chuyển mạng sang mạng khách. Thủ tục này bắt đầu với yêu cầu đăng ký SIP ngƣời dùng đƣợc gửi từ P-CSCF của mạng khách. Vì băng thông vô tuyến hạn chế, bản tin đƣợc nén trƣớc khi gửi đi bởi ngƣời dùng và đƣợc giải nén ở P-CSCF. Nếu có nhiều S-CSCF tồn tại trong mạng nhà của ngƣời sử dụng, một I-CSCF cần thiết để triển khai lựa chọn một S-CSCF phục vụ phiên của ngƣời dùng đó. Trong trƣờng hợp này P-CSCF quyết định một địa chỉ của I-CSCF mạng nhà của ngƣời dùng bằng cách sử dụng tên miền mạng nhà ngƣời dùng và chuyển bản tin REGISTER tới I-CSCF. Sau khi I-CSCF gửi đáp
ứng nhận thực ngƣời dùng (UAR) tới HSS, HSS trả lại địa chỉ của khả thi của S- CSCF. I-CSCF lựa chọn một S-CSCF và chuyển bản tin đăng ký.
UE P-CSCF
Mạng nhà Mạng khách
I-CSCF S-CSCF HSS