BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TẬP ĐOÀN BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG VIỆT NAM
HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG TRẦN ĐỨC THUẬN IMS VÀ PHÁT TRIỂN CÁC DỊCH VỤ GIÁ TRỊ
GIA TĂNG TRÊN NỀN IMS
NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ
MÃ SỐ: 60.52.70 TÓM TẮT
LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT
HÀ NỘI – 2011
Luận văn được hoàn thành tại:

Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông
Tập đoàn Bưu chính Viễn thông Việt Nam Người hướng dẫn khoa học:
lẫn nhà cung cấp dịch vụ. Nó đã và đang được tập trung nghiên cứu cũng như thu hút
được sự quan tâm lớn của giới công nghiệp.
Tại Việt Nam, VNPT đang triển khai Softswitch trên mạng của mình và chắc
rằng điểm cuối của lộ trình đó sẽ là IMS. IMS sẽ trở thành “lõi” cho NGN và là cơ sở
cho hội tụ di động – cố định trong tương lai không xa.
Việc tìm hiểu về IMS cũng như các ứng dụng trên IMS giúp cho chúng ta làm
chủ công nghệ để có thể phát triển cũng như đầu tư các dịch vụ giá trị gia tăng trên
nền IMS hướng tới việc phục vụ khách hàng ngày càng tốt hơn.
Được sự giúp đỡ của thầy giáo PGS.TS Nguyễn Hữu Thanh, tôi lựa chọn đề tài
tốt nghiệp cao học: "IMS và phát triển các dịch vụ giá trị gia tăng trên nền IMS".
Luận văn gồm 3 chương:
Chương 1: Tổng quan về xu hướng hội tụ mạng
Chương 2: Kiến trúc về IMS
Chương 3: Xây dựng ứng dụng trên nền IMS Chương 1
TỔNG QUAN VỀ XU HƯỚNG HỘI TỤ MẠNG
Chương này tìm hiểu về xu hướng hội tụ mạng viễn thông đồng thời đưa ra
nguyên nhân hình thành ý tưởng xây dựng IMS, tìm hiểu về các chuẩn xây dựng IMS.
1.1. Xu thế phát triển mạng viễn thông
1.1.1. Phát triển dịch vụ
Mạng Internet: Trong tương lai, nhu cầu sử dụng các dịch vụ Internet sẽ rất
cao. Các trang web nhiều âm thanh, nhiều hình ảnh sẽ rất phổ biến. Người dùng sẽ
được cung cấp các sản phẩm truyền thông đa phương tiện như giáo dục từ xa, hội
nghị truyền hình, nhóm làm việc phân tán Nhu cầu về giải trí trực tuyến cũng phát
triển. Nội dung thông tin mang tính tổng hợp cao. Những điều này làm thay đổi căn
bản bản chất lưu lượng thông tin.
Mạng cố định: Trong số các công nghệ truy nhập băng rộng hiện nay, DSL là
công nghệ truy nhập chủ đạo, đóng vai trò quan trọng trong việc thúc đẩy nhu cầu sử

 Môi trường kiến tạo dịch vụ mở, có giao diện chuẩn mở với phần báo hiệu IP,
cho phép triển khai dịch vụ của nhà khai thác cũng như của bên thứ 3.
 Cho phép truy nhập mạng bằng nhiều công nghệ truy nhập khác nhau Việc hội tụ dịch vụ hay hội tụ thiết bị đầu cuối nằm ngoài phạm vi của đề tài
này. Tuy nhiên, lợi ích của hội tụ dịch vụ hay thiết bị có ảnh hưởng không nhỏ đến
thành công của dịch vụ mạng.
Nhu cầu của khách hàng sẽ bị chi phối bới sự thay đổi trong cách sử dụng dịch vụ
và đòi hỏi tối thiểu của khách hàng ngày nay. Các vấn đề có liên quan đến nhu cầu
hội tụ cần xem xét là:
 Sự thuận tiện về dễ dàng trong sử dụng
 Luôn luôn kết nối với chất lượng tốt nhất
 Độ tin cậy và bảo mật.
Với sự cạnh tranh như hiện nay, các nhà khai thác phải tìm cách mở rộng kinh
doanh và giảm chi phí dài hạn. Có nghĩa là cần tìm cách tích hợp dịch vụ một cách
hợp lý nhằm giảm việc nhảy mạng và chi phí liên quan.
Xu thế sử dụng công nghệ IP trong mọi lĩnh vực của viễn thông đã tương đối rõ
ràng. Một mạng IP chung cung cấp các tính năng chung và do đó giảm chi phí khai
thác và vận hành. Khả năng cắt giảm chi phí cho nhà khai thác cũng là một trong
những động lực thúc đẩy việc hội tụ mạng. Ngoài ra, khi cấu trúc nền tảng mạng đã
được chuẩn hoá, các dịch vụ mới dành riêng cho một phân đoạn thị trường nào đó sẽ
được phát triển và triển khai một cách dễ dàng và hiệu quả hơn.
Dịch vụ
Báo hiệu IP
Truyền tải IP
Cố định
Không dây
Di động
Hình 1.1: Kiến trúc mạng hội tụ

2.2. Lớp ứng dụng
2.2.1. Máy chủ ứng dụng
Máy chủ ứng dụng (AS) là nơi lưu trữ và vận hành các dịch vụ IMS. AS tương
tác với S-CSCF thông qua giao thức SIP để cung cấp dịch vụ đến người dùng. AS có
thể thuộc mạng thường trú hay thuộc một mạng thứ ba nào đó. Nếu AS là một phần
của mạng thường trú, nó có thể giao tiếp trực tiếp với HSS thông qua giao thức
DIAMETER để cập nhật thông tin về hồ sơ người dùng. AS có thể cung cấp các dịch
vụ như quản lý sự truy cập của người dùng trên mạng, quản lý quá trình hội nghị
truyền hình, tính cước trực tuyến,…
2.2.2. Cơ sở dữ liệu
2.2.2.1. HSS
Máy chủ quản lý thuê bao thường trú HSS có thể xem như là một cải tiến của
bộ đăng ký định vị thường trú HLR và AuC trong mạng GSM. HSS là một cơ sở dữ
liệu lưu trữ thông tin của tất cả thuê bao và những thông tin dịch vụ liên quan đến thuê
bao. Nó chứa đựng các thông tin như nhận dạng người dùng, tên của S-CSCF gán cho
người dùng, hồ sơ chuyển vùng, thông số chứng thực cũng như thông tin về dịch vụ
thuê bao. Thông tin nhận dạng người dùng gồm khóa nhận dạng riêng và khóa nhận
dạng chung. Khóa nhận dạng riêng được tạo ra bởi nhà khai thác mạng và được dùng
với mục đích đăng ký và chứng thực. Khóa nhận dạng người dùng chung được sử
dụng để truyền thông giữa các người dùng. HSS cũng đáp ứng địa chỉ một S-CSCF
nếu có yêu cầu trong thủ tục đăng ký. Hơn nữa, HSS còn thực hiện những chính sách
hệ thống như lưu trữ thông tin hoặc xóa thông tin những UE không hợp lệ.
2.2.2.2 SLF
Trong trường hợp có nhiều HSS trong cùng một mạng, chức năng định vị SLF
sẽ được thiết lập nhằm xác định HSS nào đang chứa hồ sơ của người dùng tương ứng.
Để tìm được địa chỉ của HSS, I-CSCF hoặc S-CSCF phải gởi đến SLF bản tin
yêu cầu LIR. Hình trên mô tả quá trình tìm ra địa chỉ HSS phù hợp khi I-CSCF nhận
được bản tin INVITE trong trường hợp mạng có ba HSS.
2.3. Lớp điều khiển
2.3.1. Chức năng điều khiển cuộc gọi CSCF

Chương này sẽ khảo sát tình hình cung cấp dịch vụ giá trị gia tăng cũng như
đề phương pháp xây dựng ứng dụng dịch vụ giá trị gia tăng trên nền IMS và khuyến
nghị các vấn đề cần lưu ý khi triển khai dịch vụ này.
3.1. Dịch vụ giá trị gia tăng
3.1.1. Giới thiệu
Dịch vụ gia tăng (VAS – Value Added Service) là dịch vụ mà nhà cung cấp đưa
ra thêm bên cạnh các dịch vụ sẵn có của mình. Ví dụ khi sử dụng điện thoại di động
mỗi người sẽ chọn cho mình một nhà cung cấp dịch vụ như Vinaphone, Mobifone
hay Viettel… Khi đó người sử dụng sẽ được cung cấp các dịch vụ cơ bản như hiển thi
số thuê bao gọi tới, gọi và nhận cuộc gọi, gửi và nhận tin nhắn ngắn (SMS), chặn
cuộc gọi đi và đến, chờ cuộc gọi…tất cả các dịch vụ này đều miễn phì và được thực
hiện tự động trên hệ thống ngay sau khi bạn hoà mạng.
Ngoài các dịch vụ cơ bản cung cấp miễn phí cho người sử dụng các nhà cung
cấp còn đưa ra một số dịch vụ như cung cấp thông tin hay giải trí như tải hình, nhạc
chuông, game, ứng dụng…các dịch vụ này có thu phí và được gọi là các dịch vụ gia
tăng.
3.1.2. Dịch vụ thoại
Khi nói đến dịch vụ giá trị gia tăng chủ yếu là các dịch vụ trên mạng di động
được phát triển còn các dịch vụ khác như IPTV hiện đang phát triển dịch vụ là chủ
yếu chứ chưa được quan tâm đến các dịch vụ giá trị gia tăng. Dịch vụ giá trị gia tăng
trên di động bao gồm các loại hình dịch vụ sau:
 Tin nhắn (SMS)
 Các dịch vụ đi kèm với hệ thống (gọi giấu số, gọi hội nghị, chuyển cuộc gọi,
cuộc gọi chờ)
 Các dịch vụ trả trước, nhạc chuông, hình ảnh, hộp thư thoại
 Dịch vụ WAP
 Dịch vụ Mobile IP – kêt nối Internet, truyền file
 Thanh toán trực tuyến – M commerce (mobile commerce)
 Mobile Gaming
 …

Để phát triển ứng dụng trên nền IMS chủ yếu tuân thủ theo khuyến nghị của
3GPP. 3GPP đề ra các giao thức, API mà các nhà phát triển ứng dụng được khuyến
nghị tuân theo khi phát triển SIP Application Server.
3.3.2. Cách thức phát triển một ứng dụng SIP Application Server
3.3.2.1. CPL (call processing language):
Ứng dụng được tạo bởi người phát triển một cách dễ dàng, đơn giản và trực
quan trên các giao diện đồ họa, độc lập hệ điều hành và giao thức báo hiệu. Nó phù
hợp với các ứng dụng đơn giản, chạy trên server và không có khả năng chạy thêm các
chương trình khác.
3.3.2.2. SIP CGI (SIP Common Gateway Interface)
CGI là giao diện chung cho việc phát triển ứng dụng. Không giống như CPL,
CGI cho phép can thiệp để phát triển ứng dụng ở mức thấp. Do đó SIP CGI cho phép
thực hiện các vòng lặp phức tạp đồng thời cũng giảm thời gian thực hiện lệnh. Đây là
một yếu tố quan trọng cho các nhà phát triển ứng dụng thương mại cho các dịch vụ
cần thời gian đáp ứng nhanh như thiết lập cuộc gọi, hay yêu cầu về thời gian thực, độ
tin cậy của ứng dụng cao.
3.3.2.3. SIP Servlet API
Định nghĩa ra các phương thức để tương tác thông qua yêu cầu và đáp ứng của
server. Nó được kế thừa từ HTTP Servlets API cho HTTP request và response. Các
đặc tả của SIP Servlet API cho phép các nhà phát triển tạo ra các ứng dụng trên phía
ứng dụng SIP server.
3.3.2.4. OSA/Parlay application server
Một ưu điểm quan trọng khác của Parlay/OSA chính là tính chuẩn hoá và tính
mở. Parlay/OSA API được xây dựng với sự tham gia của hầu hết các tổ chức chuẩn
hoá và các tập đoàn viễn thông lớn trong Parlay Group và được bổ sung bởi
3GPP/ETSI. Do được chuẩn hoá, Parlay API cho phép các ứng dụng của nhà phát
triển thứ ba (3rd party), thay vì các ứng dụng nội bộ của nhà khai thác, có thể kết nối
và tham gia cung cấp dịch vụ. Ngoài ra, với sự hỗ trợ rất mạnh của công nghệ phần
mềm, dựa trên Parlay API, công việc phát triển các dịch vụ viễn thông phức tạp được
quy về quy trình thiết kế và phát triển các ứng dụng máy tính thuần tuý vốn đã và

 Hình 3.10: Mô hình phát triển dịch vụ

KẾT LUẬN

Trước sự phát triển mạnh mẽ của của mạng thế hệ sau và các dịch vụ giá trị gia
tăng trên đó, với lộ trình chuyển đổi từ softswitch sang IMS đã trở nên rõ ràng nhằm
hướng tới sự hội tụ giữa di động và cố định, internet- cung cấp nhiều loại hình dịch
vụ hội tụ khác nhau, các nhà khai thác mạng nên bắt đầu đầu tư vào việc nghiên cứu
và triển khai dịch vụ giá trị gia tăng trên IMS-NGN để mở rộng hơn nữa khả năng
đáp ứng của dịch vụ.
Luận văn đã có cái nhìn toàn cảnh về xây dựng ứng dụng trên nền IMS, cách
thức phát triển một dịch vụ giá trị gia tăng chạy trên nền IMS, tìm hiểu thiết lập môi
trường lập trình với IMS Core. Trong hướng nghiên cứu tiếp theo, tác giả sẽ nghiên
cứu phát triển các dịch vụ giá trị gia tăng trên nền IMS thành sản phẩm hoàn chỉnh …
Đó cũng chính là nhu cầu của người dùng hướng đến cũng như doanh nghiệp viễn
thông cần có trong tương lai sau khi triển khai IMS tại Việt Nam.

KIẾN NGHỊ HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO

Nếu có điều kiện, tôi sẽ tiếp tục nghiên cứu phát triển các vấn đề sau:
1. Xây dựng ứng dụng hoàn chỉnh để có thể áp dụng vào mạng lưới
2. Xây dựng hệ thống tính phí. Tính phí là một ưu điểm lớn của IMS so với các
hệ thống khác. IMS cung cấp khả năng tính cước phức tạp hơn nhiều so với hệ
thống tài khoản trả trước hay trả sau, ví dụ như việc tính cước theo từng dịch
vụ sử dụng hay phân chia cước giữa các nhà cung cấp dịch vụ và nhà cung cấp
mạng. Người sử dụng sẽ chỉ nhận một bảng tính cước phí duy nhất từ một nhà
cung cấp mạng thường trú.
3. Bảo mật trong IMS: nghiên cứu vấn đề bảo mật trong IMS tránh các nguy cơ
tấn công từ internet, tích hợp với đề tài hệ thống phát hiện và phòng chống xâm
nhập IDP trên nên tảng mã nguồn mở