2.3.1 UE
Là thiết bị đầu cuối thực hiện các yêu cầu dịch vụ. Người dùng sử dụng các thiết bị này để giao tiếp với mạng và thực hiện các dịch vụ. Ở trạng thái bình thường, UE chứa thông tin về: địa chỉ của P-CSCF, tên miền mạng nhà (Home Network), thuật toán mã hóa, bảo mật, khóa nhận dạng thuê bao. Chúng ta sẽ tìm hiểu về khóa nhận dạng người dùng bao gồm: khóa nhận dạng người dùng chung và khóa nhận dạng người dùng riêng.
2.3.1.1 Khóa nhận dạng người dùng riêng
Mỗi người dùng trong phân hệ IMS đều có một khóa nhận dạng người dùng riêng. Khóa này được cung cấp bởi nhà điều hành mạng (khóa này giống như IMSI trong mạng GSM), được sử dụng trong thủ tục đăng ký, chứng thực, quản lý thuê bao và tính cước. Khóa nhận dạng người dùng riêng có những đặc tính sau:
Khóa nhận dạng người dùng riêng chứa các thông tin phục vụ cho việc đăng ký người dùng vào IMS Home Network (bao gồm cả đăng ký lại và xóa đăng ký).
Khóa nhận dạng người dùng riêng được chứa trong ISIM và HSS.
Là mã nhận dạng toàn cầu duy nhất và cố định ứng với UE. Do đó, khóa này dùng để xác định UE, không phải xác định thuê bao.
2.3.1.2 Khóa nhận dạng người dùng chung
Mỗi người dùng trong phân hệ IMS có thể có một hoặc nhiều khóa nhận dạng người dùng chung. Khóa này được người dùng sử dụng khi truyền thông với các người dùng khác. Khóa này được công khai và có thể trao đổi với người dùng khác thông qua danh bạ, trang web hoặc business card. Trong giai đoạn đầu triển khai IMS, vẫn còn tồn tại những mạng khác nhau như PSTN/ISDN, GSM, Internet,…. Do đó, người dùng IMS phải truyền thông được với người dùng ở các mạng này. Để đáp ứng nhu cầu này, mỗi người dùng IMS sẽ có thêm một số viễn thông, ví dụ: +840975975975 để liên lạc với miền CS và có địa chỉ URL để giao tiếp với người dùng Internet, ví dụ: abc@cdf. zyz.
Khóa nhận dạng người dùng chung có các đặc điểm sau:
Khóa này có thể được tạo nên từ số điện thoại hoặc tên miền trên internet, do nhà khai thác mạng qui định. Khóa này có thể được sử dụng như SIP URL, được định nghĩa trong IETF RFC 3261 và IETF RFC 2396.
Một ISIM lưu trữ ít nhất một khóa nhận dạng người dùng chung.
Khóa này không được sử dụng trong quá trình chứng thực thuê bao.
Khóa nhận dạng người dùng chung phải được đăng ký trước khi khởi tạo phiên
IMS và những phiên không liên quan thủ tục như bản tin: MESSAGE, SUBSCRIBE, NOTIFY, ….
Có thể đăng ký nhiều khóa nhận dạng người dùng chung trong cùng một yêu cầu đăng ký từ UE. Để đăng ký khóa nhận dạng người dùng chung của một người dùng, ta phải mất một khoảng thời gian. Do đó, nếu người dùng có 4 khóa nhận dạng người dùng chung thì phải mất khoảng thời gian nhiều hơn 4 lần. Để khắc phục điều này, tổ chức 3GPP đã phát triển phương pháp đăng ký nhiều khóa nhận dạng người dùng chung trong cùng một yêu cầu đăng ký gọi là đăng ký ẩn. Để thực hiện đăng ký ẩn, UE gởi bản tin SUBSCRIBE yêu cầu đăng ký ẩn đến S- CSCF. Khi S-CSCF nhận được bản tin này, nó sẽ đáp ứng lại bằng bản tin NOTIFY chấp nhận đăng ký ẩn.
2.3.2 Giao tiếp với mạng PS 2.3.2.1 BGCF
Chức năng điều khiển cổng chuyển mạng (BGCF) có nhiệm vụ lựa chọn mạng PSTN hoặc mạng chuyển mạch kênh (CSN) mà lưu lượng trong IMS sẽ được định tuyến sang. Nếu BGCF xác định được rằng lưu lượng chuyển mạng đó sẽ tới mạng PSTN hay CSN nằm trong cùng mạng với BGCF thì nó sẽ lựa chọn một MGCF để đáp ứng cho liên mạng với PSTN hay CSN. Nếu lưu lượng cần truyền tới một mạng không nằm cùng mạng với BGCF thì BGCF sẽ gửi báo hiệu phiên này tới BGCF đang quản lý mạng đích đó.
BGCF thực hiện các chức năng như sau:
Lựa chọn mạng đang tương tác với PSTN hay CS CN. Nếu như sự tương tác ở
trong một mạng khác thì BGCF sẽ gửi báo hiệu SIP tới BGCF của mạng đó. Nếu như sự tương tác nằm trong một mạng khác và nhà khai thác yêu cầu ẩn cấu hình mạng đó thì BGCF gửi báo hiệu SIP thông qua một I-CSCF (THIG) về phía BGCF của mạng đó.
Lựa chọn MGCF trong mạng đang tương tác với PSTN hoặc CS CN và gửi báo
hiệu SIP tới MGCF đó. Điều này không thể sử dụng khi tương tác nằm trong một mạng khác.
2.3.2.2 MGCF
MGCF là thành phần gateway của PSTN hay CS và mạng IMS. Nút này có nhiệm vụ quản lý các cổng đa phương tiện, tương tác với S-CSCF để quản lý các cuộc gọi trên kênh đa phương tiện. Nó thực hiện chuyển đổi giao thức và ánh xạ SIP thành ISUP hoặc BICC. Ngoài ra, MGCF còn điều khiển nguồn tài nguyên trong MGW. Giao thức sử dụng giữa MGCF và MGW là H.248.
2.3.2.3 IMS-MGW
IMS-MGW cung cấp mặt phẳng liên kết cho người dùng IMS và CS CN. Nó xác định kênh truyền từ CS CN và dòng truyền dẫn từ mạng, thực hiện việc chuyển đổi giữa những đầu cuối và thực hiện giải mã và xử lý tín hiệu cho mặt phẳng người dùng khi cần thiết. Hơn nữa, IMS-MGW còn có chức năng cung cấp âm chuông và những thông báo cho người dùng CS.
Tương tự, tất cả các cuộc gọi từ CS vào mạng IMS đều được đưa đến MGCF, nó thực hiện việc chuyển đổi giao thức cần thiết và gởi những yêu cầu SIP đến I-CSCF dung cho việc thiết lập phiên. Trong cùng thời điểm đó MGCF kết nối với IMS-MGW để dành sẵn nguồn tài nguyên cần thiết ở mặt phẳng người dùng.
Hình 2.6: Quá trình thiết lập cuộc gọi từ mạng IMS ra mạng CS CN và ngược lại 2.3.3 Giao tiếp với mạng GSM/GPRS
2.3.3.1 SGSN
SGSN là thành phần liên kết giữa mạng IMS và mạng chuyển mạch gói hiện có. Nó có thể hoạt động, điều khiển và xử lý lưu lượng cho miền PS. Phần điều khiển có hai chức năng chính: quản lý di động và quản lý phiên. Quản lý di động sẽ quản lý vị trí và trạng thái của UE, chứng thực cả người dùng lẫn UE. Quản lý phiên cho phép và điều khiển kết nối. Khối này cũng được sử dụng trong mạng 3G. Chức năng xử lý lưu lượng là một phần của chức năng điều khiển phiên. SGSN hoạt động như một Gateway cho những luồng lưu lượng của người dùng truy cập vào mạng.
2.3.3.2 GGSN
Khối chức năng này cung cấp khả năng tương tác với những mạng PS khác nhau như mạng IMS hoặc Internet. Nó chuyển đổi những gói GPRS đến từ SGSN thành định dạng PDP tương ứng và gửi chúng ra ngoài trên mạng ở ngoài tương ứng. Trong hướng ngược lại, địa chỉ PDP của gói dữ liệu đến được chuyển đổi thành địa chỉ IMS của người dùng
đích. GGSN chứa địa chỉ SGSN hiện tại và hồ sơ thông tin của những người dùng đăng ký vào thanh ghi định vị của nó. GGSN có khả năng tập trung thông tin tính cước cho các mục đích thanh toán.
Nói chung, có mối quan hệ nhiều - nhiều giữa SGSN và GGSN: Một GGSN giao tiếp với một mạng ngoài cần một vài SGSN; một SGSN có thể định tuyến nhiều gói tới nhiều GGSN khác nhau.