1 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TẬP ĐOÀN BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG VIỆT NAM
HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG

NGUYỄN QUỐC HUY NGHIÊN CỨU PHÂN HỆ ĐA PHƯƠNG TIỆN IP TRÊN
MẠNG NGN/IMS VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP KỸ THUẬT
TRIỂN KHAI IMS CHO VNPT

CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ
MÃ SỐ: 60.52.70

LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT

Người hướng dẫn khoa học: TS. Ngô Tứ Thành HÀ NỘI - NĂM 2009

2


hoạt và nhất là thỏa mãn các nhu cầu về dịch vụ đa phương tiện
của khách hàng.
Thực tế mạng viễn thông hiện nay đã có một bước tiến dài nhờ có
sự bùng nổ của các công nghệ mới cũng như nhu cầu về các dịch
vụ viễn thông của khách hàng. Tuy nhiên trong tương lai, mạng
viễn thông không những chỉ đáp ứng cho khách hàng các dịch vụ
thoại, phi thoại, Internet và các dịch vụ băng rộng mà còn phải
đáp ứng cho khách hàng các dịch vụ có độ tích hợp cao, các dịch
vụ đa phương tiện với các thuộc tính an ninh, bảo mật, chất lượng,
linh hoạt và thông minh nhất.
Giải pháp cho các vấn đề đó được đã được nghiên cứu và đề cập
xây dựng mạng viễn thông thế hệ kế tiếp – NGN. Trong mô hình
về mạng NGN, một thành phần quan trọng được nhắc đến đó
chính là phân hệ đa phương tiện IP nhằm thực hiện nhiệm vụ hội
tụ mạng và cung cấp dịch vụ đa phương tiện. Với mục đích tìm
2

hiểu, nghiên cứu về phân hệ đa phương tiện IP trong mạng NGN
và giải pháp kỹ thuật của các hãng viễn thông trên thế giới đề xuất
áp dụng cho VNPT, qua đó đánh giá và đề xuất phương án kỹ
thuật triển khai phân hệ đa phương tiện IP cho mạng viễn thông
của VNPT. Tôi đã thực hiện bản luận văn có tựa đề “Nghiên cứu
phân hệ đa phương tiện IP trên mạng NGN/IMS và đề xuất giải
pháp kỹ thuật triển khai IMS cho VNPT”.
Để thực hiện nội dung đó, luận văn được chia thành 3 phần như
sau:
Chương 1: Nói đến xu hướng phát triển mạng, dịch vụ viễn thông
và xu hướng tiến lên mạng thế hệ kế tiếp - NGN.
Chương 2: Giới thiệu phân hệ IMS trong kiến trúc NGN của
3GPP, vai trò chức năng các phần tử trong IMS, tình hình chuẩn

4 Hình 1.1 Xu hướng hội tụ mạng của 3GPP [6]
Theo 3GPP, tất cả các mạng trên sẽ được hội tụ lại thành một
mạng băng rộng chung thống nhất với công nghệ truyền tải lõi IP.
Và 3GPP cũng đưa ra mô hình hội tụ dịch vụ như hình (1.2):
SMS
Tải nhạc chuông
Di động
Người-Người
Người-Máy
Môi trường hội tụ
DAB/DVB
Thoại thấy hình
TV di động
VOD
Video streaming
Dịch vụ theo vị trí
Dịch vụ định vị
Điều khiển từ xa
Dịch vụ biểu cảm
Hội nghị truyền hình
Hướng thoại
Hướng thoại
Dữ liệu tốc độ thấp Multimedia Multimedia nhanh,
băng rộng
Thông minh
SMS
Tải nhạc chuông

“Mạng thế hệ kế tiếp là mạng dựa trên nền gói có thể cung cấp
các dịch vụ truyền thông và có thể tận dụng được các dải băng
tần rộng, các công nghệ truyền tải với QoS cho phép và ở đó các
chức năng liên quan đến dịch vụ sẽ độc lập với các công nghệ
truyền tải ở lớp dưới. NGN cho phép người dùng truy nhập không
hạn chế tới các nhà cung cấp dịch vụ viễn thông khác nhau. NGN
hỗ trợ tính lưu động nói chung để có thể cung cấp dịch vụ thích
hợp và rộng khắp tới các người dùng.
Như vậy NGN được mô tả theo các đặc điểm cơ bản như sau:
 Truyền tải trên nền gói
 Tách biệt các chức năng điều khiển với các khả năng
mang, cuộc gọi/ phiên và ứng dụng/ dịch vụ
 Tách riêng việc cung cấp dịch vụ khỏi mạng và cung cấp
các giao diện mở
 Hỗ trợ tất cả các dịch vụ, các ứng dụng và các kỹ thuật
dựa trên khối xây dựng dịch vụ (bao gồm dịch vụ thời gian
6

thực, phân loại dịch vụ, dịch vụ phi thời gian thực và dịch
vụ đa phương tiện)
 Các khả năng băng rộng với QoS đầu cuối tới đầu cuối và
truyền tải trong suốt
 Tương tác với các mạng trước đây thông qua các giao
diện mở
 Tính lưu động nói chung
 Truy nhập không hạn chế cho người dùng tới các nhà
cung cấp dịch vụ khác nhau
 Một sự đa dạng về kế hoạch nhận dạng để giải quyết địa
chỉ IP cho mục đích định tuyến trong mạng IP
 Nhìn từ phía UE, dịch vụ được hội tụ thành một dịch vụ

Hình 1.4 Kiến trúc mạng NGN [13]
Mô hình kiến trúc NGN do ETSI đưa ra như hình (1.4). Các đặc
điểm của kiến trúc NGN bao gồm:
 NGN kế thừa các mạng hiện có.
 Xây dựng thêm các phân hệ mới các giao thức mới với
mục đích là để bổ sung thêm các loại hình dịch vụ, cung
cấp dịch vụ đa phương tiện và hội tụ mạng.
 Mạng truyền tải được IP hóa.
 Các mạng riêng rẽ trước đây được kết hợp thành một
mạng chung duy nhất.
Như ta thấy, trong mô hình kiến trúc mạng NGN, thành phần quan
trọng cần xây dựng mới đó là IMS. Để tìm hiểu rõ hơn về IMS,
chúng ta tiếp tục đến với chương 2 của bản luận văn. 9

CHƯƠNG 2
PHÂN HỆ IMS TRONG KIẾN TRÚC NGN
2.1 Tổng quan về IMS
2.1.1 Khái niệm chung
IMS là gì? Hệ thống con đa phương tiện IP (IMS) là phần mạng
được xây dựng bổ sung cho các mạng hiện tại nhằm thực hiện
nhiệm vụ hội tụ mạng và cung cấp dịch vụ đa phương tiện cho
khách hàng đầu cuối. IMS là một phần của kiến trúc mạng thế hệ
kế tiếp được cấu thành và phát triển bởi tổ chức 3GPP và 3GPP2
để hỗ trợ truyền thông đa phương tiện hội tụ và hội tụ truy nhập.

P-CSCF
CSCF

CSCF

Mw

Mw

Gm
BGCF
Mj

Mi

BGCF

Mk

Mk

C, D,
Gc, Gr
UE
Mb

Mb

Mb

MRFC
SLF
Dx

định nghĩa và được chuẩn hoá bởi các Forum khác nhau. 11

3GPP/3GPP2 đã xác định được các yêu cầu và cấu trúc chung.
Trong đó, OMA đã chú trọng đưa ra các định nghĩa về các ứng
dụng và dịch vụ dựa trên cấu trúc IMS. Còn tổ chức IETF thì làm
việc trên các giao thức lớp mạng của cấu trúc IMS.
Trong cấu trúc mạng hội tụ - FMC, TISPAN cũng chấp nhận IMS
dựa trên SIP do 3GPP đề xuất làm phân hệ điều khiển cho các
dịch vụ đa phương tiện trên mạng hội tụ. Và từ đó, TISPAN và
3GPP làm việc cùng nhau và định nghĩa ra mạng IMS cho cả
mạng cố định và mạng di động.
 NGN Phiên bản 1 được phát hành bởi TISPAN vào Tháng
12/2005, cung cấp các tiêu chuẩn mở và mạnh mà công
nghiệp có thể sử dụng như một nền tảng cơ sở tin cậy cho
phát triển và cài đặt thế hệ đầu tiên của các hệ thống NGN.
 TISPAN hiện nay đang làm việc về Phiên bản 2 (R2), với
trọng tâm về tính di động, các dịch vụ mới và truyền tải
nội dung được nâng cao với quản lý mạng và an ninh được
nâng cấp. 12

2.2 Kiến trúc mạng lõi IMS
Hình 2.3 Kiến trúc mạng lõi IMS của TISPAN [1]
Mạng lõi IMS bao gồm các thành phần như sau:
 Cơ sở dữ liệu người dùng: HSS và SLF

phiên đa điểm.
 Đồng thời tham gia nhiều phiên với các phương tiện.
 Việc truyền thông sẽ đơn giản và thuân tiện hơn. 14

Nhà cung cấp dịch vụ: Tất cả nhà cung cấp dịch vụ đều có một
yêu cầu chung là cần có một nền tảng mềm dẻo để hỗ trợ các dịch
vụ ứng dụng. Mô hình IMS đưa ra một nền tảng cho các dịch vụ
phát triển trên mạng thế hệ kế tiếp, nó trở thành một nền tảng cho
sự lựa chọn phát triển các dịch vụ giá trị gia tăng trên các mạng đã
tồn tại.
Nhà khai thác mạng: IMS đưa ra khái niệm cấu trúc phân lớp bởi
định nghĩa cấu trúc mặt phẳng ngang đem lại các khả năng tối ưu.
Nhà sản xuất và nhà phát triển thứ 3:
 Giảm chi phí nghiên cứu và phát triển với các dòng sản phẩm
đồng nhất.
 Cung cấp các thiết bị, sản phẩm cho mạng mới.
 Các nhà cung cấp dịch vụ khác có thể tham gia phát triển dịch
vụ linh hoạt hơn, độc lập hơn.
2.4.2 Tính tất yếu của việc chuyển sang kiến trúc mạng
NGN/IMS
Sự hội tụ đang xảy ra
Một số dịch vụ trước kia chỉ được cung cấp thông qua một nhà
khai thác mạng, giờ đã có thể được cung cấp thông qua nhà khai
thác mạng sử dụng công nghệ khác. Đó là xu hướng đang phát
triển mạng.
Xu hướng hội tụ


đến khách hàng.
Qua thực tế tìm hiểu, hiện tịa các giao thức thực hiện bởi
Softswitch HiQ9200 (như giao thức BICC, SIP) là chưa hoàn toàn
theo chuẩn. Điều này ảnh hưởng tới việc phát triển mạng NGN
sang kiến trúc của mạng hội tụ trong trường hợp chúng ta muốn
nâng cấp Softswitch thành AGCF/MGCF trong kiến trúc mạng
hội tụ dẫn tới phải xem xét khả năng nâng cấp phần mềm hoặc
phải đầu tư MGCF mới.
17 Hình 3.1 Sơ đồ đấu nối mạng NGN của VNPT [2]
Dự kiến trong tương lai, mạng NGN của VNPT tiếp tục được phát
triển mạng FMC theo kiến trúc của TISPAN.
3.2. Một số giải pháp kỹ thuật triển khai IMS
Đây là giải pháp được các hãng đề xuất xây dựng triển khai IMS
cho VNPT với sự nâng cấp bắt đầu từ mạng cố định [3].
18 3.2.1. Giải pháp thử nghiệm của NEC

19 3.2.2. Giải pháp thử nghiệm của Huawei


D E F
4 5
J K L
6
M N OG H I
7 8T U V 9W X Y ZP Q R S
*
0 #
4
7
PQRS
*
CISCO IP PHONE
7912 SERIES
1 2A B C 3D E F
4 5J K L 6
M N OG H I
7 8
T U V
9
W X Y ZP Q R S
*
0 #
4
7
PQRS
*
CISCO IP PHONE
7912 SERIES
1 2A B C 3D E F


3.3. Đánh giá, đề xuất giải pháp kỹ thuật triển khai IMS cho
VNPT
Như chúng ta đã biết, 3 hãng cung cấp giải pháp NEC, Huawei và
Ericsson đều là những hãng cũng cấp giải pháp và thiết bị viễn
thông lớn trên thề giới. Và hiện nay, các hãng trên đều có giải
pháp IMS và tuân theo các mô hình, tiêu chuẩn do các tổ chức
quốc tế đưa ra. Cùng với đó, mạng lưới viễn thông của VNPT đã
được chuẩn hoá như hiện nay, các giải pháp của các hãng cung
cấp trên đưa ra đều có thể thực hiện, áp dụng vào mạng viễn thông
của VNPT. Vì vậy, việc sử dụng giải pháp của hãng nào không
quá quan trọng mà vấn đề là cần có sự phân tích, so sánh và đánh
giá giữa giải pháp đó với các khuyến nghị đã nêu trên và phù hợp
với chiến lược, chính sách riêng của VNPT. Ở đây, khi triển khai
áp dụng giải pháp về IMS nào, chúng ta cần chú ý các vấn đề đã
đề cập ở trên theo khuyến nghị của TISPAN làm cơ bản. Cụ thể
hơn, chúng ta cùng xem xem những vấn đề sau :
3.3.1. Khuyến nghị về các vấn đề khi triển khai IMS
Về điều khiển và báo hiệu : Khuyến nghị VNPT nên theo kiến
trúc TISPAN R1 áp dụng các giao thức Diameter, SIP, H.248 và
SIGTRAN cho các giao diện tương ứng.
22 Về đánh tên, đánh số và đánh địa chỉ: Nên tiến hành xây dựng
một trung tâm quản lý dữ liệu đơn, thực hiện các chức năng UPSF
và SLF, nhưng có nhiều cách thức để truy cập dịch vụ.
Về tính tài khoản, tính cước và tính hóa đơn: Khuyến nghị
TISPAN R1 chỉ tập trung vào tính cước offline nhưng khi triển
khai thực tế với nhiều dịch vụ đòi hỏi cả tính cước online.Vì vậy,

Với những thuận lợi và khó khăn trên, khuyến nghị VNPT chưa
nên triển khai phân hệ IMS hoàn chỉnh ngay mà sử dụng các SIP
Server, Softswitch để cung cấp các dịch vụ băng rộng trong giai
đoạn Pre-IMS mà hiện nay chúng ta đã triển khai mạng theo kiến
trúc NGN/Call Server – Class 4. Và tiếp tục nâng cấp lên Class 5
để cung cấp dịch vụ đến người dùng chứ không chỉ dùng để
truyền tải lưu lượng báo hiệu và tải như hiện nay. Đồng thời sẵn
sàng nghiên cứu giải pháp nâng cấp, chuyển đổi lên IMS mà