9.4.2.1 Media Gateway
Media Gateway Là định nghĩa giao diện giữa một MGC và một MG
MG truy nhập (AGW): là kết nối điện thoại thông thường hoặc các PBX tới mạng thế hệ mới
MG trung kế (TGW): Là kết nối các chuyển mạch thuộc mạng PSTN tới
MG truy nhập di động: cho phép các khác hàng của mạng di động 3G kết nối tới MG trung kế di động: cho phép mạng di động 3G kết nối
MG báo hiệu: chuyển đổi tín hiệu báo hiệu số 7 giữa mạng chuyển mạch kênh và mạng chuyển mạch gói.
9.4.2.2 Termination và Context. a) Termination a) Termination
- Một Termination được mô tả bởi một số đặc tính. Các đặc tính này được nhóm vào một Descriptor (mô tả) trong các lệnh
- Các Termination có thể được lập trình để tạo ra các tín hiệu
- Các Termination có thể được lập trình để nhận biết các sự kiện (event)
- Các số liệu thống kê có thể được thu thập trong một Termination và được thông báo cho MGC
- Có 2 loại Termination:
+ Các Termination vật lý (Các Termination bán cố định): Các Termination này được MGC chọn và tồn tại một cách bán cố định. Ví dụ, một Termination thể hiện một kênh TDM có thể tồn tại trong MG cho đến khi nó bị xoá.
+ Các Termination tạm thời: Các Termination này được MG chọn. Ví dụ các dòng thông tin như dòng RTP chỉ tồn tại trong thời gian nó được sử dụng
b) Context
- Một context thể hiện một mối liên hệ giữa một số termination. MGC và MG sử dụng context để thiết lập, duy trì và giải phóng các cuộc gọi VoIP
- Các context được nhận dạng bởi context_ID. Gía trị này được MG ấn định và là duy nhất trong MG
- Một context mô tả cấu trúc của một phiên tại mức gateway. Cấu trúc này định nghĩa các mối liên hệ giữa các termination liên quan đến nhau trong context.
Hình 9.4: Vị trí của RTP 9.4.2.3 Đặc tính, sự kiện, tín hiệu và thống kê a) Đặc tính
Ví dụ về các đặc tính:
- Tại mức Termination (đối với các kênh TDM): Thay đổi trạng thái điều khiển tiếng vọng (bật/tắt), kích thước bộ đệm Jitter lớn nhất
- Tại mức MG: Số lượng context tối đa, số lượng termination tối đa trong một context
b) Sự kiện
- Các sự kiện có thể được nhận ra trong các Termination tuỳ thuộc vào loại termination
- Các termination đường dây analog hỗ trợ các sự kiện sau: Nhấc máy, gác máy, các số đa tần và các tín hiệu chuyển đổi thuê bao nhấc máy hay gác máy
- Một số sự kiện khác có thể được MG thông báo cho MGC: net/qualert , MG thông báo về chất lượng mạng bị suy giảm; rtp/pltrans, MG thông báo về việc chuyển đổi khuôn dạng của RTP
c) Tín hiệu
- Các tín hiệu có thể được áp dụng cho các Termination tuỳ thuộc vào loại termination
- Các tín hiệu tone được tạo ra trên các kênh audio
- Các termination đường dây analog hỗ trợ các tín hiệu đối với các tín hiệu tone khác nhau:
Dial Tone dt (0x0030)
Ringing Tone rt (0x0031)
Busy Tone bt (0x0032)
Congestion Tone ct (0x0033)
Special Information Tone sit (0x0034) (Recording) Warning Tone wt (0x0035) Payphone Recognition Tone prt (0x0036)
Call Waiting Tone cw (0x0037)
Caller Waiting Tone cr (0x0038)
d) Thống kê
Ví dụ về các số liệu thống kê được thông báo cho MGC đối với các termination TDM và RTP:
- Duration: cho biết khoảng thời gian mà termination đã tồn tại trong context - Số lượng octet đã gửi và nhận
- Số lượng các gói RTP đã gửi và nhận - Trễ truyền dẫn gói RTP
9.4.2.4 Định nghĩa Lệnh
H.248 cung cấp các lệnh để điều khiển các context, termination, đặc tính, sự kiện, tín hiệu và số liệu thống kê.
- Các lệnh để thêm các Termination vào một context, thay đổi các termination, loại bỏ các termination khỏi một context và để kiểm tra các đặc tính của các context hay các termination
- Các lệnh cũng được sử dụng để giám sát các đặc tính của các context và các termination (ví dụ: xác định các sự kiện trong một termination phải thông báo cho MGC, các tín hiệu/hành động được áp dụng cho một terminaiton)
- Đa số các lệnh được MGC khỏi tạo và MG phải trả lời các lệnh này. Trường hợp ngoại lệ là các lệnh Notify và ServiceChange: Lệnh Notify được MG gửi cho MGC và lệnh ServiceChange có thể được MG hay MGC gửi.
+ Add: Lệnh add thêm một termination vào một context. Lệnh Add trên termination đầu tiên trong một context được sử dụng để tạo ra context
+ Modify: Lệnh Modify thay đổi đặc tính, các sự kiện và các tín hiệu của một termination
+ Subtract: Lệnh Subtract xoá một termination khỏi context và gửi trả các số liệu thống kê của bên tham gia vào termination này trong context. Lệnh Subtract trên termination cuối cùng trong một context sẽ xoá context này.
+ Move: Lệnh Move được sử dụng để chuyển một termination tới một context khác.
+ AuditValue: Lênh AuditValue gửi trả trạng thái hiện tại của các đặc tính, các sự kiện, các tín hiệu và các số liệu thống kê của các termination.
+ Notify: Lệnh Notify cho phép MG thông báo cho MGC về các sự kiện xuất hiện trong MG
+ ServiceChange: Lệnh ServiceChange có thể được gửi bởi MGC hay MG
9.4.2.5 Bản tin, giao dịch, hành động
- Các bản tin H.248 giữa MGC và MG được trao đổi thông qua các bản tin UDP và được truyền tải qua IP
- Mỗi bản tin có thể bao gồm một tập các giao dịch (Transaction) - Các lệnh H.248 được nhóm vào các giao dịch
+ TransactionRequest (giao dịch yêu cầu) mạng một hay nhiều lệnh H.248 + TransactionReply (giao dịch đáp ứng) mang một hay nhiều đáp ứng H.248 - Trong một giao dịch, các lệnh hoạt động trong một context đơn được nhóm vào trong một hành động.
Hình 9.5: Mối quan hệ giữa bản tin và giao dịch
Hình 9.6: Mối quan hệ giữa giao dịch, context và lệnh 9.4.2.6 Gói
- Các loại gateway khác nhau có thể thực thi các termination với các đặc tính khác nhau. H.248 cho phép có các biến đổi trong các termination bằng cách cho phép
các termination có các đặc tính, các sự kiện, các tín hiệu và các số liệu thống kê tuỳ chọn. Các tuỳ chọn này được thực thi bởi các MG.
- Để đạt được khả năng liên kết hoạt động giữa MG/MGC, các đặc tính như trên được nhóm vào trong các gói và thông thường một termination hỗ trợ một tập các gói. MGC có thể kiểm tra một termination để quyết định các gói mà nó hỗ trợ. Các đặc tính, sự kiện, tín hiệu và số liệu thống kê cũng như là các tham số của chúng đã định nghĩa trong các gói được tham chiếu đến thông qua các nhận dạng (ID).
Để hỗ trợ một gói ngoại lệ thì MG phải hỗ trợ tất cả các đặc tính, các tín hiệu, các sự kiện và các số liệu thống kê được định nghĩa trong gói này. MG cũng có thể hỗ trợ một tập giá trị con được liệt kê trong một gói đối với một đặc tính hay tham số riêng.
- Trong ứng dụng lớp 4, để điều khiển Gateway trung kế thì phải hỗ trợ các gói sau: + Các gói chung/cơ sở
+ Các gói mạng/RTP + Các gói kênh TDM + Các gói tạo Tone
9.4.2.7 Mô tả
Hình 9.7: Các mô tả
Mô tả phương tiện
[Mô tả TerminationState] [Mô tả Stream ]
[Mô tả Local] [Mô tả Remote] 9.4.3 Chi tiết về các lệnh 9.4.3.1 ADD ADD (TerminationID [, MediaDescriptor] [, EventsDescriptor] [, EventBufferDescriptor] [, SignalsDescriptor] [, AuditDescriptor] )
Ví dụ về lệnh ADD 9.4.3.2 MODIFY MODIFY (TerminationID [, MediaDescriptor] [, EventsDescriptor] [, EventsBufferDescriptor] [, SignalsDescriptor] [, AuditDescriptor] )
Ví dụ lệnh MODIFY
9.4.3.3 SUBTRACT
SUBTRACT (TerminationID [, AuditDescriptor] )
Ví dụ về lệnh SUBTRACT 9.4.3.4 MOVE MOVE (TerminationID [, MediaDescriptor] [, EventsDescriptor] [, EvenBufferDescriptor] [, SignalsDescriptor] [, AuditDescriptor] ))
9.4.3.5 SERVICECHANGE ServiceChange (TerminationID, ServiceChangeDescriptor ) 9.4.3.6 NOTIFY 9.4.4 Các kịch bản 9.4.4.1 Khởi tạo MG (khởi động lạnh)
- Thứ tự đổi giữa MG và MGC được thực hiện như sau: + MGC đợi lệnh ServiceChange từ MG
+ Khi nhận được lênh ServiceChange từ MG thì MGC trả lời thông qua một đáp ứng ServiceChange.
+ Trường hợp thông thường (MGC sơ cấp) + Không có đáp ứng từ MGC sơ cấp
+ Không có đáp ứng từ MGC sơ cấp hay thứ cấp Khởi tạo MG, trường hợp thông thường
Khởi tạo MG, không có đáp ứng từ MGC sơ cấp
9.4.4.2 Thiết lập cuộc gọi
9.4.4.3 Giải phóng cuộc gói: kịch bản 1, kịch bản 2, kịch bản 3
9.5 BICC (Bearer-Independent Call Control)
Đặc điểm của giao thức BICC là:
+ Tương thích và dựa vào giao thức ISUP
+ Dung lượng cuộc gọi thoại/dữ liệu (nhưng không có đặc điểm đa phương tiện đặc biệt)
+ Độc lập với kỹ thuật mạng ở dưới (ví thế nên độc lập vật mang) + Hỗ trợ mã hoá tandem-free của cuộc gọi di động
Khi BICC là độc lập- vật mang, nó yêu cầu 1 cơ cấu để thiết lập nhiều vật mang qua mạng. ITU-T đã cung cấp nhiều tiến cử để chạy BICC trên ATM và IP. Là ảo tưởng, tuy nhiên, mục tiêu dài hạn là phải sử dụng BICC cho mạng IP với ATM đang được cung cấp như là giải pháp tạp thời.
Sự phát triển BICC bắt đầu với CS1 (Capability Set 1). CS1 là sự chọn lựa vận chuyển duy nhất có sẵn trong ATM. Trong trường hợp này, nhà khai thác mạng có thể chuyển mạng của họ từ giải pháp TDM truyền thống tới sử dụng ATM, cho phép vận chuyển thời gian thực trên AAL1 hoặc AAL2.
Node CS2 cua BICC phải cung cấp tất cả dịch vụ bộ sung ISUP (cuộc gọi hướng tới busy) cũng như thiết lập vật mang cơ sở. CS2 cho phép lựa chọn vật mang phải tính đến IP.
Hình 2.5 chỉ ra biểu đồ kiến trúc BICC. Chú ý BICC đó, giống như MEGACO, chia điều khiển mạng thành điều khiển cuộc gọi và điều khiển chuyển mạch hoặc vật mang. Chức năng dịch vụ cuộc gọi được đặt ở server MSC thực hiện những chức năng sau: điều khiển cuộc gọi, giao diện tới mạng ISUP, giao diện tới mạng vật mang để hướng những yêu cầu sử dụng BICC, giao diện tới chức năng điều khiển vật mang (BCF) để yêu cầu nhiều vật mang được thiết lập.
Chức năng ảnh hưởng lẫn nhau của vật mang (BIWF, tương ứng với MGW của UMTS) thực hiện biên dịch giữa 2 mạng khác nhau, ví dụ giữa TDM và ATM hoặc ATM và IP. Chức năng cung cấp ở BIWF gồm: giao diện với UP (user plane), biên dịch CODEC, thiết lập vật mang và tear down.
BCF cung cấp báo hiệu yêu cầu thiết lập vật mang mới. CSF điều khiển BCF, yêu cầu thiết lập vật mang và tương tác lẫn nhau giữa chúng sử dụng giao thức BICC
Hình 9.8: Kiến trúc của BICC 9.6 Giao thức SIGTRAN
Truyền báo hiệu (sigtran) được đưa ra bằng tài liệu bởi IETF dưới dạng RFC 2719. Nó định nghĩa kiến trúc cho việc vận chuyển những gói báo hiệu trên mạng IP còn cả trên mạng chuyển mạch kênh (SCN). Nó được thiết kế để hỗ trợ những bản tin báo hiệu hiện tại, như những cái đó được dùng ở SS7, trong suốt. Trong mạng R4 UMTS có lõi IP, sigtran được dùng để hỗ trợ những bản tin BICC ngang qua mạng lõi giữa những server MSC. Trên thực tế, đối với R4 3 sự chọn lựa cho vận chuyển SS7 đó là: MTP quy ước( MTP1- lớp vật lý, MTP2-lớp liên kết dữ liệu, MTP3-lớp mạng), AAL5/ATM và sigtran. Khi nhiều mạng dữ liệu đã xây dựng có hỗ trợ IP, có thể sử dụng những mạng này để mang lưu lượng thoại với báo hiệu SS7 trở lên hấp dẫn. Để cung cấp cơ cấu vận chuyển, 2 lớp tăng cường được yêu cầu, lớp thích ứng người dùng MTP3 (M3UA) và giao thức phát điều khiển chuỗi (SCTP; RFC 2960)
9.7 Tổng kết
Trong R4 của UMTS, kiến trúc lõi của mạng tiến triển từ kỹ thuật GSM TDM tới mạng lõi chuyển mạch gói sử dụng IP hoặc ATM. R4 cũng giới thiệu việc sử dụng kiến trúc chuyển mạch mềm, nơi mà điều khiển cuộc gọi và vật mang được tách biệt. Nó không chỉ cải tiến mở rộng cấp độ và sự đáng tin cậy mà còn cho phép hỗ trợ điều khiển chuỗi đa phương tiện thông qua việc sử dụng những giao thức như MEGACO và SDP. R4 là bước quan trọng trong sự phát triển UMTS sử dụng IP cho tất cả sự vận chuyển (R5 và beyond)
Chương 10 Giao thức trong Release 5 10.1 Giao thức SIP (Session Initiation Protocol)
SIP, được định nghĩa bởi RFC 3261, được thiết kế để cho phép những phiên đa phương tiện được thiết lập giữa những người dùng trên mạng IP. Cũng như điều khiển cuộc gọi, RFC SIP hỗ trợ những chức năng như tính di động người dùng và sự định hướng mới cuộc gọi. Những loại dịch vụ sau được hỗ trợ: thiết lập cuộc gọi đa phương tiện, tính di động người dùng, cuộc gọi hội nghị, dịch vụ bổ sung (call hold, call redirect, …), nhận thực và thanh toán, truyền thông thống nhất, truyền thông khẩn cấp và phát hiện sự hiện diện người dùng
Ích lợi của SIP khi di chuyển tới kiến trúc tất cả IP là như sau:
- Báo hiệu SIP đầu cuối - tới - đầu cuối giữa người dùng IP di động và đường dây cố định.
- Server SIP internet có thể cung cấp những dịch vụ giá trị gia tăng tới người dùng di động
- SIP được thiết kế như một giao thức IP, do đó nó tích hợp tốt với những giao thức IP và những dịch khác
- SIP là ít quan trọng và dễ dàng để thực hiện
10.1.1 Đánh địa chỉ SIP
Những người dùng SIP được đặt qua bộ chị thị tài nguyên không đổi SIP (URIs). Đây là một vài ví dụ của URIs SIP:
Sip: icurtis@orbitage.com
Sip: +447789005240@wcom.com; user = phone
Trong trường hợp đầu tiên, địa chỉ SIP định nghĩa người dùng kết nối tới internet; trường hợp thứ 2, số điện thoại được gửi đi và người dùng phải được liên lạc qua cổng PSTN. Đối với những thuê bao UMTS, việc nhận dạng IP của thuê bao (đó là địa chỉ SIP) được chứa trong ISIM (module ứng dụng nhận dạng thuê bao hệ thống đa phương tiện internet)của thuê bao. Điều này là ứng dụng trên UICC (Universal Integrated Circuit Card), như là USIM (UMTS SIM). Đối với UE không có ứng dụng ISIM, địa chỉ SIP (hoặc nhận dạng công cộng) có thể bắt nguồn như sau:
Sip: IMSI number @MNC.MCC.IMSI.3gppnetwork.org
MNC là mã mạng di động (4 và 5 số IMSI) và MCC là mã nước di động (là 3 số đầu tiên của IMSI). Sự sắp xếp trật tự này khiến cho nó có thể là ứng cử cho miền
DNS bị quản lý bởi nhà nước và nhà khai thác, rất dễ dàng đặt người dùng trên mạng di động, chỉ cần đưa ra IMSI của chúng. Ví dụ chỉ ra địa chỉ SIP IMSI- derived:
Sip: 234150999999999@15.234.IMSI.3gppnetwork.org
Loại địa chỉ SIP này chỉ được dùng trong IMS, tức là giữa CSCF và HLR, và không được dùng bên ngoài. Trong trường hợp này, sự nặc danh xuất hiện IMSI phải được dàn xếp một chút, vì sự nhận dạng công cộng tạm thời phải được dùng cho tất cả sự đăng ký giữa UE và S-CSCF. Tuy nhiên sự nhận dạng này được dữ private bên trong mạng của nhà khai thác, khi liên kết GPRS cung cấp sự bảo mật ở lớp liên kết và tất cả những kết nối khác trong IMS được bảo vệ khi sử dụng IPSec
10.1.2 Những thành phần SIP
Hình 3.1.2 chỉ ra kiến trúc thành phần cơ sở cho mạng SIP. Server SIP chịu trách nhiệm giúp đỡ thiết lập cuộc gọi và quản lý di động, nhưng SIP cũng cho phép những người dùng thực hiện thiết lập cuộc gọi trực tiếp với nhau không cần server dích dáng vào. Một vài server SIP (proxy và redirect) có thể là stateless. Đây là đặc tính mong muốn khi chia mạng thành những node lớn.
Hình 10.1: Kiến trúc thành phần SIP 10.1.2.1 UA (User Agent)
UA tạo ra hoặc chấp nhận những cuộc gọi với tư cách là đại diện cho người dùng SIP. Người dùng SIP có thể là một người thực tế hoặc ứng dụng trên server.
UA có thể thực hiện vai trò UA server (UAS) hoặc UA client (UAC). UAS xử lý những yêu cầu SIP đến (thiết lập cuộc gọi) và phát những câu trả lời tương ứng (accept, reject, busy). UAC phát những yêu cầu với tư cách đại diện cho người dùng SIP. Đối với mạng UMTS mỗi UE sẽ chứa một UA để xử lý những cuộc gọi người dùng. Một loại server khác sẽ thực hiện vai trò UA là dịch vụ mail voice/video, nó sẽ chấp nhận những cuộc gọi mà đã bị redirect khi UE tắt máy hoặc