Ch−ơng 4 : Các kỹ thuật xử lý đa ph−ơng tiện
5.3 Viễn cảnh về các công nghệ mạng
5.3.1 Thơng tin gói IP trong các mạng thơng tin di động
Cả hai cụng nghệ chuyển mạch kờnh và chuyển mạch gúi được mạng di động hiện tại hỗ trợ đều dựa trờn quá trình điều khiển di động được thực hiện với sự tham
chiếu tới cựng một số điện thoại đầu cuối di động và các cụng nghệ định tuyến. Theo
đó, thụng tin gúi chỉ đúng vai trũ như một phương tiện truy nhập internet, phối hợp
mạng cục bộ (LAN) với cỏc mạng IP bờn ngoài khỏc bằng cỏch tạo đường truyền gúi
bên trong mạng chứ khụng định tuyến trực tiếp cỏc gúi IP của người sử dụng (hỡnh
5.4).
Hình 5.4 Thơng tin gói di động trong IMT-2000
Tuy nhiờn, gần đõy, thụng tin IP đang ngày càng chiếm ưu thế về lưu lượng. Vỡ
vậy, định tuyến trực tiếp và điều khiển sự lưu động của cỏc gúi IP là một biện phỏp
hiệu quả để đạt được một ph−ơng thức truyền tải cú mức tương quan cao với hệ thống thụng tin IP và phự hợp để điều phối và cung cấp cỏc ứng dụng IP khỏc nhau trong cỏc mạng di động. Bằng cỏch hiệu chỉnh cơ chế truyền tải cơ bản cho phự hợp với Internet,
Mạng di động Tích hợp LAN/Internet Giao thức định tuyến Giao thức định tuyến Giao thức
thông suốt Giao thức thông suốt Đ−ờng hầm (thông suốt)
cỏc cụng nghệ IP đang đạt được những tiến bộ nhanh chúng, nõng cao khả năng tạo ra cỏc dịch vụ mới kết hợp với Internet. Do đó, một mạng trờn cơ sở cỏc chức năng và
mục đớch dưới đõy đang được nỗ lực xõy dựng, nhằm tớch hợp tất cả cỏc loại hình
thụng tin bao gồm thoại với IP và nhanh chúng triển khai, cung cấp nhiều loại hình
dịch vụ.
1. Giả thiết rằng trong tương lai, sau những tiến bộ trong thụng tin IP, tất cả cỏc thiết bị đầu cuối sẽ là thiết bị đầu cuối IP, lúc đó mạng phải cú cỏc chức năng để thực hiện định tuyến và điều khiển lưu động trực tiếp theo địa chỉ IP của người sử dụng.
2. Cỏc chức năng truyền tải và chuyển mạch dựa trờn phần cứng nhằm đạt được
cụng suất lớn hơn và tốc độ nhanh hơn cần phải được tỏch biệt với cỏc chức
năng điều khiển dựa trờn phần mềm với mục đớch đa dạng và linh hoạt. Với chức năng nh− vậy, thiết bị cú thể được phõn tỏn và phõn bổ thớch hợp theo khả
năng của mỗi loại và cỏc chức năng mở rộng, bổ sung chỉ đ−ợc cung cấp cho
thiết bị khi cần.
3. Với yêu cầu cung cấp nhiều dịch vụ khỏc nhau trong tương lai, việc cung cấp và triển khai cỏc dịch vụ nhanh chúng là rất quan trọng. Để thực hiện được điều
này, giao diện ứng dụng mở (API mở) cần phải được ỏp dụng.
5.3.2 Xu h−ớng công nghệ trong các mạng IP.
Để xõy dựng một mạng IP với cỏc mục đớch và chức năng đó đề cập ở phần
trước, cỏc vấn đề kỹ thuật sau đây cần phải được giải quyết.
1. Nghiờn cứu kiến trỳc mạng hoàn chỉnh được IP hoỏ toàn bộ từ điểm cuối
tới điểm cuối , khụng nhất thiết phải gắn với cấu hỡnh truyền thống dựa trờn mạng truy nhập vụ tuyến (RAN) và mạng lừi (CN).
2. Thiết lập một cơ chế điều khiển di động IP dựa trờn cỏc địa chỉ IP khụng
cần sử dụng số thuờ bao điện thoại di động.
3. Thực hiện kiểm soỏt chất lượng dịch vụ từ điểm cuối tới điểm cuối (QoS)
và thụng tin thời gian thực bao gồm thoại và video trờn cơ sở cỏc cụng nghệ
4. Thiết lập một cơ chế bỏo hiệu qua IP cho điều khiển kết nối Thoại qua IP (VoIP), v.v…
5. Nghiờn cứu biện phỏp ỏp dụng một kiến trỳc tỏch biệt hệ thống điều khiển
ra khỏi hệ thống chung và kiểm tra hiệu quả của sự tỏch biệt.
6. ứng dụng API mở đối với hệ thống điều khiển và nghiờn cứu cỏc dịch vụ đa
phương tiện IP kết hợp với Internet dựa trờn ứng dụng đú.
Phần dưới đõy sẽ đề cập đến cỏc cụng nghệ di động IP đó nhắc đến ở điểm 2,
cụng nghệ VoIP ở điểm 3 và 4, và API mở ở điểm 5 và 6.
5.3.2.1 Công nghệ di động IP
Cỏc mạng thụng tin gúi di động hiện tại thực hiện điều khiển di động trờn cơ sở cỏc số điện thoại di động sử dụng thanh ghi định vị (LR) giống như trong mạng chuyển mạch kờnh. Núi cỏch khỏc, sự di chuyển của MS được theo dừi và ghi vào LR
và địa chỉ IP của cỏc cuộc gọi đến từ những mạng IP bờn ngoài được chuyển đổi thành
số điện thoại tại gateway, sau đú được chuyển tiếp tới vị trớ được nhận dạng bởi LR. Ngược lại, một mạng dựa trờn IP sẽ yờu cầu cỏc chức năng điều khiển di động sử dụng
địa chỉ IP.
Một biện phỏp để thực hiện di động IP là sử dụng IP động đang được tổ chức kỹ thuật Internet (IETF) tán thành. Tuy nhiờn, IP động được dự kiến sẽ hiện thực hoỏ tớnh
động của cỏc địa chỉ IP ( các địa chỉ IP động ) và thực hiện điều khiển di động một
cỏch phõn tỏn. Do việc điều khiển di động nhanh phải được đảm bảo khi ứng dụng cho một mạng di động trong thời điểm chuyển giao nên việc thiết lập một cơ chế di động IP phự hợp với cỏc mạng di động, tích hợp nhiều chức năng là rất cần thiết.
5.3.2.2 Thooại qua IP (VoIP)
Sự tiến bộ trong các hệ thống thụng tin IP đó làm gia tăng nhu cầu phải hỗ trợ khụng chỉ dữ liệu mỏy tớnh mà cũn cả thoại, video và cỏc loại hình thơng tin thời gian thực khỏc xuất phát từ cỏc mạng điện thoại và các hệ thống thông tin quảng bá (phát thanh, truyền hình). Kiểm soỏt QoS là một cụng nghệ giỳp thực hiện được điều này và
cỏc cụng nghệ nổi bật bao gồm các dịch vụ tớch hợp (Intserv) và các dịch vụ khỏc biệt (Diffserv). Cần phải kiểm tra xem liệu các loại hình thơng tin thời gian thực cú thể hoạt động hiệu quả trong cỏc mạng thụng tin di động qui mụ lớn hay khụng và liệu
chỳng cú thể đảm bảo thụng tin tin cậy kể cả trong trường hợp nghẽn mạch và cỏc điều kiện khụng bỡnh thường khỏc hay khụng. Một trở ngại quan trọng cần giải quyết là
phải xõy dựng kỹ thuật QoS cho phộp thụng tin IP truyền qua hệ thống chuyển mạch
kờnh vẫn được sử dụng cho thông tin thoại truyền thống.
Để thực hiện được VoIP, cần phải cú một cơ chế bỏo hiệu cho phộp trao đổi dung l−ợng giữa các thiết bị đầu cuối và mạng và kiểm tra sự kết nối an toàn với QoS đảm
bảo. Cỏc giao thức giỳp đạt được điều này bao gồm H.323 và Giao thức khởi tạo phiờn làm việc (SIP). Hiện tại 3GPP thực hiện cỏc nghiờn cứu theo hướng sử dụng SIP.
5.3.3 Triển khai và cấu hình mạng IP hố hồn tồn
Hỡnh 5.5 cho thấy kiến trỳc một mạng IP hoỏ hoàn toàn theo qui định trong R4/R5 của 3GPP. Mặc dự R4/R5 cố gắng thực hiện toàn bộ các chức năng truyền dẫn qua truyền tải IP nh−ng phạm vi CS và PS vẫn được tỏch riờng và hệ thống chuyển mạch gúi vẫn dựa trờn Dịch vụ vụ tuyến gúi chung (GPRS). Chức năng di động của nú
vẫn dựa trờn cơ chế điều khiển di động hiện tại và vẫn cũn nhiều vấn đề cần được
nghiờn cứu liờn quan đến sự ra đời của di động IP chẳng hạn nh− IP động. Một trong những đặc tớnh đỏng chỳ ý nhất là cơ chế cung cấp dịch vụ đa phương tiện IP phối hợp với Internet gọi là Phõn hệ đa phương tiện IP (IMS).
Hình 5.5 Kiến trúc mạng IP hố hồn tồn theo 3 GPP ( chuẩn R4/5)
Hỡnh 5.6 minh hoạ một ví dụ về cấu hỡnh của một mạng định tuyến IP hoỏ hồn tồn, kết hợp cỏc cụng nghệ IP đó được giải thớch ở trờn. Cổng phương tiện (MG) cung
Mạng IP đa ph−ơng tiện Mạng bên ngoài/ mạng PSTN Mạng di động mặt đất công cộng
Mạng điện thoại chuyển mạch công cộng
Mạng báo hiệu hiện tại Các ứng dụng và dịch vụ Các PLMN khác Các ứng dụng và dịch vụ Miền PS
cấp chức năng kết nối mạng điện thoại cố định hoặc RAN hiện tại với IP CN (chuyển
đổi gúi IP, mó hoỏ, v.v…). IP CN gồm cú một bộ định tuyến IP được gọi là Bộ định
tuyến lừi (CR). Mạng định tuyến IP được trang bị một nỳt có cỏc chức năng Home Agent (HA) và Foreign Agent (FA) và cung cấp cỏc chức năng IP di động. Hệ thống
điều khiển bao gồm CA, FS, v.v… và được tỏch riờng khỏi hệ thống truyền tải về mặt cấu trỳc.
Nhiệm vụ quan trọng trong tương lai là đỏnh giỏ toàn diện việc ứng dụng IP
trong cỏc mạng di động và tiến tới một mạng IP chớnh thức kế tiếp của 3GPP R5.
Hình 5.6 Tổng quan về cấu hình mạng di động dựa trên IP