1. Nội dung thiết kế tốt nghiệp:
2.2.2Chức năng cỏc phần tử trong IMS
CSCF cú thể cú một số vai trũ khỏc nhau khi được sử dụng trong phõn hệ đa phương tiện IP. Nú cú thể hoạt động như một Proxy-CSCF (P-CSCF), như một Serving-CSCF (S-CSCF), và cú thể như một Interrogating-CSCF (I-CSCF). Hỡnh sau thể hiện kiến trỳc CSCF với cỏc giao diện của nú.
Hỡnh 2. 5: Kiến trỳc cỏc CSCF 2.2.2.1 P-CSCF (Proxy-CSCF)
P-CSCF là điểm giao tiếp đầu tiờn trong phõn hệ IM CN. Địa chỉ của nú được UE phỏt hiện sau khi tớch cực thành cụng một PDP Context. P-CSCF xử lớ như một người đại diện vớ dụ tiếp nhận hay yờu cầu rồi phục vụ hoặc gửi chỳng đi. P-CSCF sẽ khụng thay đổi cỏc URI yờu cầu trong bản tin INVITE SIP. P-CSCF cú thể cư xử như một UA nhưng nú cú thể kết thỳc độc lập với giao dịch SIP.
Chức năng điều khiển hợp đồng (PCF) là một thực thể logic của P-CSCF. P-CSCF thực hiện cỏc chức năng sau:
Chuyển tiếp yờu cầu đăng kớ SIP nhận được từ UE tới một I-CSCF đó xỏc định sử dụng tờn miền mạng nhà khi được UE cung cấp.
Chuyển tiếp một bản tin SIP nhận được từ UE tới một Server SIP (e.g S-CSCF) với tờn của P-CSCF đó nhận được từ thủ tục đăng kớ.
Phỏt hiện hoặc điều khiển cỏc yờu cầu thiết lập phiờn khẩn cấp như cỏc thủ tục điều khiển lỗi.
Phỏt ra cỏc CDRs.
Bảo dưỡng hệ thống bảo mật giữa nú và UE Thực hiện nộn hoặc giải nộn cỏc bản tin SIP Trao quyền quản lớ mạng mang và quản lớ QoS
2.2.2.2 I-CSCF (Interrogating-CSCF )
I-CSCF là điểm giao tiếp trong phạm vi mạng của nhà khai thỏc cho tất cả cỏc kết nối tới thuờ bao của nhà khai thỏc mạng, hoặc một thuờ bao chuyển mạng hiện tại nằm trong phạm vi vựng phục vụ của nhà khai thỏc mạng. Trong một mạng cú thể cú nhiều I-CSCF.
I-CSCF thực hiện cỏc chức năng sau: Đăng kớ.
Phõn bổ một S-CSCF cho một người dựng thực hiện đăng kớ SIP. Cỏc luồng liờn quan đến phiờn và khụng liờn quan đến phiờn
Định tuyến yờu cầu SIP nhận được từ mạng khỏc tới S-CSCF. Nhận địa chỉ của S-CSCF từ HSS.
Gửi yờu cầu hoặc đỏp ứng SIP tới S-CSCF đó xỏc định trong bước trờn. Sử dụng tài nguyờn và thanh toỏn.
Phỏt ra cỏc CDRs
Cổng liờn mạng ẩn cấu hỡnh: trong việc thực hiện cỏc chức năng trờn nhà khai thỏc cú thể sử dụng chức năng cổng liờn mạng ẩn cấu hỡnh (THIG) trong I-CSCF hoặc kĩ thuật khỏc để ẩn cấu hỡnh và khả năng của mạng khỏi cỏc mạng ngoài. Khi một I- CSCF được chọn để ẩn cấu hỡnh thỡ để truyền phiờn qua cỏc miền mạng khỏc nhau I- CSCF(THIG) sẽ gửi yờu cầu hoặc đỏp ứng SIP tới I-CSCF(THIG) khỏc được phộp vận hành và bảo dưỡng độc lập cấu hỡnh.
2.2.2.3 S-CSCF (Serving-CSCF)
S-CSCF thực hiện dịch vụ điều khiển phiờn cho UE. Nú bảo dưỡng trạng thỏi một phiờn khi cần thiết để nhà khai thỏc mạng hỗ trợ cỏc dịch vụ. Trong phạm vi mạng của nhà khai thỏc cỏc S-CSCF khỏc nhau cú thể cú cỏc chức năng khỏc nhau. S-CSCF thực hiện cỏc chức năng như sau:
Đăng kớ
Cú thể xử lớ như một REGISTRAR, nú tiếp nhận yờu cầu đăng kớ và thiết lập thụng tin khả dụng cho nú qua server vị trớ (e.g HSS).
Lưu lượng liờn quan đến phiờn và khụng liờn quan đến phiờn
Điều khiển phiờn cho cỏc đầu cuối đó đăng kớ. Nú sẽ từ chối truyền thụng IMS từ/ tới nhận dạng người dựng chung đó bị ngăn chặn khỏi IMS sau khi đó hoàn thành cỏc thủ tục đăng kớ.
Nú cú thể xử lớ như một Proxy Server, nú tiếp nhận cỏc yờu cầu và phục vụ tại chỗ hoặc gửi chỳng đi.
Nú cú thể xử lớ như một UA. Nú cú thể kết thỳc mà khụng phụ thuộc vào phiờn giao dịch SIP.
Tương tỏc với mặt bằng dịch vụ để hỗ trợ cỏc loại dịch vụ.
Cung cấp cho cỏc điểm đầu cuối bằng việc cung cấp cỏc thụng tin.
Thay mặt cho một điểm đầu cuối khởi tạo (e.g thuờ bao khởi tạo hoặc UE)
o Nhận địa chỉ của I-CSCF từ cơ sở dữ liệu để nhà khai thỏc mạng phục vụ thuờ bao đớch từ tờn người dựng đớch (e.g Số điện thoại được quay hoặc URL SIP), khi thuờ bao đớch là khỏch từ một nhà khai thỏc mạng khỏc gửi yờu cầu hoặc đỏp ứng SIP tới I-CSCF đú.
o Khi tờn của thuờ bao đớch (số điện thoại được quay hoặc URL SIP) và thuờ bao khởi tạo là khỏch của cựng một nhà khai thỏc mạng gửi yờu cầu hoặc đỏp ứng SIP tới một I-CSCF trong phạm vi mạng của nhà khai thỏc.
o Phụ thuộc vào chớnh sỏch của nhà khai thỏc mà yờu cầu hoặc đỏp ứng SIP gửi tới server SIP khỏc đặt trong phạm vi một miền ISP bờn ngoài phõn hệ IM CN. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
o Gửi yờu cầu hoặc đỏp ứng SIP tới BGCF để định tuyến cuộc gọi tới miền PSTN hoặc miền chuyển mạch kờnh.
Thay mặt điểm đầu cuối đớch (thuờ bao kết cuối hoặc UE)
o Gửi đỏp ứng hoặc yờu cầu SIP tới một P-CSCF cho thủ tục MT tới một thuờ bao nhà trong phạm vi mạng nhà, hoặc cho một thuờ bao chuyển mạng trong phạm vi mạng khỏch mà ở đú mạng nhà khụng cú một I-CSCF trong tuyến.
o Gửi đỏp ứng hoặc yờu cầu SIP tới một I-CSCF trong thủ tục MT cho thuờ bao chuyển mạng trong phạm vi một mạng khỏch mà ở đú mạng nhà khụng cú I- CSCF trong tuyến này.
o Gửi đỏp ứng hoặc yờu cầu SIP tới một BGCF để định tuyến cuộc gọi tới PSTN hoặc miền chuyển mạch kờnh.
Sử dụng tài nguyờn và thanh toỏn
Phỏt ra cỏc CDRs
2.2.2.4 BGCF (Breakout Gateway Control Function)
Chức năng điều khiển cổng chuyển mạng (BGCF) lựa chọn mạng PSTN hoặc mạng chuyển mạch kờnh (CSN) mà lưu lượng sẽ được định tuyến sang. Nếu BGCF xỏc định được rằng lưu lượng chuyển mạng đú sẽ tới mạng PSTN hay CSN nằm trong cựng mạng với BGCF thỡ nú sẽ lựa chọn một MGCF để đỏp ứng cho liờn mạng với PSTN hay CSN. Nếu lưu lượng chuyển sang mạng khụng nằm cựng với BGCF thỡ BGCF sẽ gửi bỏo hiệu phiờn này tới BGCF đang quản lớ mạng đớch đú.
BGCF thực hiện cỏc chức năng như sau:
Nhận yờu cầu từ S-CSCF để lựa chọn một điểm chuyển lưu lượng phự hợp sang PSTN hay CSN
Lựa chọn mạng đang tương tỏc với PSTN hay CSN. Nếu như sự tương tỏc ở trong một mạng khỏc thỡ BGCF sẽ gửi bỏo hiệu SIP tới BGCF của mạng đú. Nếu như sự tương tỏc nằm trong một mạng khỏc và nhà khai thỏc yờu cầu ẩn cấu hỡnh mạng đú thỡ BGCF gửi bỏo hiệu SIP thụng qua một I-CSCF(THIG) về phớa BGCF của mạng đú.
Lựa chọn MGCF trong mạng đang tương tỏc với PSTN hoặc CSN và gửi bỏo hiệu SIP tới MGCF đú. Điều này khụng thể sử dụng khi tương tỏc nằm trong một mạng khỏc.
Đưa ra cỏc CDRs
BGCF cú thể sử dụng thụng tin nhận được từ cỏc giao thức khỏc hoặc sử dụng thụng tin quản lớ khi lựa chọn mạng sẽ tương tỏc.
2.2.2.5 HSS (Home subscriber Server)
Đõy là cơ sở dữ liệu chung cho tất cả cỏc người dựng, nú chứa cả HLR trong thể thức mạng GPRS. Nú chịu trỏch nhiệm lưu trữ danh sỏch cỏc đặc điểm và thuộc tớnh
dịch vụ của người dựng đầu cuối. Danh sỏch này được sử dụng để kiểm tra vị trớ và cỏc biện phỏp truy nhập thuờ bao. Nú cung cấp thụng tin thuộc tớnh người dựng một cỏch trực tiếp hoặc thụng qua cỏc server. Thuộc tớnh thuờ bao lưu trữ gồm: nhận dạng người dựng, dịch vụ đó thuờ bao, thụng tin trao quyền. HSS chứa cỏc chức năng đa phương tiện IP để truyền tải thụng tin tới cỏc thực thể thớch hợp trong mạng lừi để thiết lập cuộc gọi/ phiờn, an ninh, trao quyền vv. Nú cũng truy nhập vào cỏc server nhận thực như AUC, AAA.
2.2.2.6 MGCF (Media Gateway Control Function)
Thành phần này là điểm kết cuối cho PSTN/ PLMN cho một mạng xỏc định. MGCF thực hiện cỏc chức năng sau:
Điều khiển trạng thỏi cuộc gọi gắn liền với điều khiển kết nối cho cỏc kờnh phương tiện trong một MGW
Truyền thụng với CSCF
MGCF lựa chọn CSCF phụ thuộc vào số định tuyến cho cỏc cuộc gọi lối vào từ cỏc mạng kế thừa
Thực hiện chuyển đổi giao thức giữa mạng kế thừa (vớ dụ ISUP, R1/ R2 vv) và cỏc giao thức điều khiển cuộc gọi mạng R00
Giải sử MGCF nhận được thụng tin ngoài băng thỡ nú cú thể chuyển tiếp thụng tin này tới CSCF/ MGW
2.2.2.7 MRF (Multimedia resource function)
Kiến trỳc liờn quan đến chức năng tài nguyờn đa phương tiện (MRF) được thể hiện trong hỡnh như sau:
Hỡnh 2. 6: Kiến trỳc MRF
MRF được phõn tỏch thành bộ điều khiển chức năng tài nguyờn đa phương tiện MRFC và bộ xử lớ chức năng tài nguyờn đa phương tiện MRFP như hỡnh vẽ trờn thể hiện.
Nhiệm vụ của của MRFC như sau: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Điều khiển tài nguyờn phương tiện trong MRFP
Dịch thụng tin đến từ AS và S-CSCF (Vớ dụ nhận dạng phiờn) để điều khiển MRFP một cỏch phự hợp
Nhiệm vụ của MRFP như sau:
Điều khiển phần mang giữa MRFP và GGSN Cung cấp tài nguyờn để MRFC điều khiển Trộn cỏc luồng phương tiện lối vào
Tài nguyờn luồng phương tiện Xử lớ luồng phương tiện
2.2.2.8 IMS-MGW (IP multimedia sbsystem-Media gateway function)
Một IMS-MGW cú thể kết thỳc cỏc kờnh mang từ mạng chuyển mạch kờnh và cỏc luồng phương tiện từ mạng chuyển mạch gúi (vớ dụ dũng RTP trong mạng IP). IMS-MGW cú thể hỗ trợ chuyển đổi phương tiện điều khiển mang và xử lớ tải trọng (vớ dụ mó húa, triệt vọng, cầu hội nghị). Nú cú thể:
Tương tỏc với MRCF để điều khiển tài nguyờn Tự nú điều khiển tài nguyờn như triệt tiếng vọng… Cú thể cần phải mó húa
IMS-MGW sẽ được cung cấp tài nguyờn cần thiết để hỗ trợ cỏc phương tiện truyền tải UMTS/ GSM. Hơn nữa IMS-MGW cũn phải bổ sung thờm nhiều bộ mó húa và cỏc giao thức khung và hỗ trợ cỏc chức năng đặc tả di động.
2.2.2.9 SGW (Signalling gateway function)
Chức năng cổng bỏo hiệu được sử dụng để kết nối cỏc mạng bỏo hiệu khỏc nhau vớ dụ mạng bỏo hiệu SCTP/ IP và mạng bỏo hiệu SS7. Chức năng cổng bỏo hiệu cú thể triển khai như một thực thể đứng một mỡnh hoặc bờn trong mụj thực thể khỏc. Cỏc luồng phiờn trong đặc tả này khụng thể hiện SGW nhưng khi làm việc với PSTN hay miền chuyển mạch kờnh thỡ cần cú một SGW để chuyển đổi truyền tải bỏo hiệu. SGW được triển khai như hai node logic sau:
Vai trũ của R-SGW liờn quan đến chuyển mạng từ/ tới miền chuyển mạch kờnh 2G/ R99 và miền GPRS tới/ từ miền dịch vụ thoại MUTS R00 và miền GPRS UMTS. Để chuyển mạng đỳng cỏch R-SGW thực hiện chuyển đổi bỏo hiệu tại lớp transport
Cổng bỏo hiệu truyền tải T-SGW (Transport Singnalling Gateway)
Thành phần này trong mạng R4/5 là cỏc điểm kết cuối PSTN/ PLMN trong một mạng xỏc định. Nú ỏnh xạ bỏo hiệu cuộc gọi từ/ tới PSTN/ PLMN lờn mạng mang IP và gửi nú từ/ tới MGCF.
2.2.3 Cỏc giao diện trong IMS
Để cỏc loại dịch vụ đa phương tiện được chuyển qua miền chuyển mạch gúi (PS) trong phạm vi kiến trỳc IMS thỡ một giao thức điều khiển phiờn đơn cần phải được sử dụng giữa thiết bị người dựng (UE) và CSCF qua giao diện Gm.
Cỏc giao thức được sử dụng trờn giao diện Gm giữa UE và CSCF trong kiến trỳc này sẽ dựa trờn SIP.
Giao thức điều khiển một phiờn đơn được sử dụng để điều khiển phiờn giữa cỏc giao diện như sau:
Giữa MGCF và CSCF là giao diện Mg Giữa cỏc CSCF là giao diện Mw
Giữa một CSCF và mạng IP bờn ngoài là Mm Giữa CSCF và BGCF là giao diện Mi
Giữa BGCF và MGCF là giao diện Mj Giữa BGCF và BGCF là giao diện Mk
Giữa một CSCF và một MRCF là giao diện Mr
Giao thức điều khiển phiờn được sử dụng trờn cỏc giao diện Mg, Mw, Mm, Mi, Mj, Mk, sẽ dựa trờn SIP.
Bỏo hiệu SIP tương tỏc giữa cỏc phần tử mạng lừi của IMS và cú thể khỏc so với bỏo hiệu SIP giữa UE và CSCF.
SIP được 3GPP lựa chọn làm giao thức bỏo hiệu trong phần lừi IMS cũn trờn cỏc giao diện giữa phần lừi IMS và cỏc phần tử ngoài khụng được chuẩn húa, 3GPP chỉ khuyến cỏo sử dụng cỏc giao thức H.248 và DIAMETER.
Để cấu hỡnh mạng độc lập thỡ mạng phải cú khả năng ẩn cấu hỡnh khỏi cỏc nhà khai thỏc mạng khỏc. Để mạng cú thể hạn chế cỏc luồng thụng tin sau khụng được
chuyển ra ngoài khỏi mạng của nhà khai thỏc: Số lượng chớnh xỏc cỏc S-CSCF, cỏc khả năng của cỏc S-CSCF hoặc cỏc khả năng của mạng.
Để hạn chế truy nhập từ cỏc mạng bờn ngoài, giải phỏp bỏo hiệu cũng sẽ cho phộp nhà khai thỏc mạng hạn chế truy nhập từ cỏc mạng bờn ngoài (mức ứng dụng)
Với truy nhập HSS, nhà khai thỏc mạng cũng cú thể điều khiển truy nhập tới HSS.
2.3 IMS của một số tổ chức tiờu chuẩn khỏc (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Bờn cạnh 3GPP, cỏc tổ chức khỏc như IETF, ITU-T, ARIB, ETSI. . . và cỏc cụng ty điện tử-viễn thụng như NEC, MOTOROLA,SIEMEN. . cũng nghiờn cứu và đưa ra cỏc phỏt hành của mỡnh
Mụ hỡnh IMS trong NGN của ETSI đưa ra như sau:
Hỡnh 2. 7: Mụ hỡnh IMS của ETSI
Với kiến trỳc IMS của ETSI, so với kiến trỳc của 3GPP thỡ một số khối chức năng được thờm vào để thực hiện chức năng tương tỏc với cỏc mạng IP khỏc như IWF, SPDF, I-BCF, SGF. Cũn lại cỏc thành phần cơ sở dữ liệu HSS, thành phần điều khiển IMS gồm P-CSCF, I-CSCF, S-CSCF; thành phần điều khiển tương tỏc như MGCF, BGCF, SGW; cỏc thành phần tương tỏc như OSA-SCS, OSA-AS, IM-SSF, CSE; cỏc thành phần tài nguyờn MRF; thành phần tương tỏc phương tiện MGW; và cỏc giao diện trong mạng đều tương tự như kiến trỳc của 3GPP.
Hỡnh 2. 8: Mụ hỡnh IMS của ITU-T
Cỏc đặc điểm giống và khỏch nhau trong kiến trỳc IMS của ba tổ chức ITU-T, IETF và 3GPP cú thể được tổng kết như bảng sau:
3GPP ITU-T IETF
Phần tử chức năng trong kiến trỳc Thành phần cơ sở dữ liệu HSS Cỏc thành phần điều khiển IMS: P-CSCF, I- CSCF, S-CSCF Cỏc thành phần điệu khiển tài nguyờn và điều khiển tương tỏc BGCF, MGCF, Thành phần cơ sở dữ liệu HSS Cỏc thành phần điều khiển IMS: P-CSCF, I- CSCF, S-CSCF Cỏc thành phần điệu khiển tài nguyờn và điều khiển tương tỏc BGCF, MGCF, Cú cỏc phần tử chức năng như 3GPP và ITU-T nhưng bổ sung thờm phõn hệ điều khiển chấp nhận và tài nguyờn (RACS) chứa cỏc khối chức năng IWF, I-BCF, SGF, SPDF để thực hiện tương tỏc với
SGW Cỏc thành phần tài nguyờn và tương tỏc phương tiện MGF, MGW SGW Cỏc thành phần tài nguyờn và tương tỏc phương tiện MGF, MGW cỏc mạng trước đõy. Quan điểm xõy dựng Cung cấp dịch vụ đa phương tiện cho cỏc đầu cuối 3G
Cung cấp dịch vụ đa phương tiện cho cỏc đầu cuối PSTN/ ISDN
Cung cấp dịch vụ đa phương tiện cho cỏc trạm (host)
Cỏch tiếp cận IMS của mỗi tổ chức khỏc nhau là khỏc nhau, ITU-T định hướng xõy dựng mạng NGN của mỡnh từ nền tảng mạng cố định, IETF lại xõy dựng NGN với nền tảng là mạng Internet cũn 3GPP xõy dựng NGN với nền tảng mạng di động 3G. Dự lựa chọn nền tảng nào đi nữa, khi xõy dựng NGN thỡ tất cả cỏc mạng hiện tại như 3G, Internet, hay PSTN/ISDN ... đều hội tụ chung thành một mạng duy nhất để cung cấp đa loại hỡnh dịch vụ tới người dựng đầu cuối.
Tuy nhiờn vấn đề lựa chọn nền tảng để xõy dựng NGN sẽ quyết định tốc độ thành cụng khi xõy dựng NGN.
PSTN/ ISDN hiện nay đó phỏt triển toàn cầu, số lượng thuờ bao hiện đang chiếm ưu thế hơn hẳn so với cỏc thuờ bao di động hay internet . Nhưng với cơ sở cụng nghệ mạng thỡ vẫn dựa trờn nền mạng chuyển mạch kờnh và đầu cuối cố định khụng cú khả