ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ
O0O
LÊ NAM THẮNG
NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC IMS
TRONG MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG LUẬN VĂN THẠC SĨ
Trang-2-

LỜI CẢM ƠN



Trang-3-
MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN 1
LỜI CẢM ƠN 2
MỤC LỤC 3
BẢNG THUẬT NGỮ VÀ TỪ VIẾT TẮT 7
DANH MỤC CÁC BẢNG 13
DANH MỤC CÁC HÌNH MINH HỌA 13
MỞ ĐẦU 16
Chƣơng 1. VỊ TRÍ,VAI TRÒ CỦA IMS TRONG HỆ THỐNG
THÔNG TIN DI ĐỘNG CHO NGN. 17
Giới thiệu chung. 17
1.1. NGUỒN GỐC KHÁI NIỆM IMS 18
1.1.1 Từ GSM tới 3GPP Release 7 18
1.1.2. Cấu trúc cơ bản IMS được định nghĩa trong Release 5 của 3GPP 19
1.1.3 Các vấn đề liên quan đến mã hóa và dịch vụ hội thoại 21
1.2 VỊ TRÍ- VAI TRÒ IMS TRONG THÔNG TIN DI ĐỘNG THẾ HỆ MỚI. 21
1.2.1 Cấu trúc chức năng của mạng NGN di động 21
1.2.2 Các chức năng cơ bản của IMS trong hệ thống NGN di động 22
1.3 CẤU TRÚC IMS THEO TIÊU CHUẨN 3GPP 24
1.3.1 Kết nối IP 24
1.3.1.1 Vấn đề chất lượng dịch vụ đối với các dịch vụ đa phương tiện IP 25
1.3.1.2 Điều khiển chính sách IP bảo đảm sử dụng đúng các tài nguyên. 25

1.3.3.17 Điểm tham chiếu Mp 36
1.3.3.18 Điểm tham chiếu Go 36
1.3.3.10 Điểm tham chiếu Gq 36
Chƣơng 2. MỘT SỐ CHỨC NĂNG IMS TRONG HỆ THỐNG
THÔNG TIN DI ĐỘNG 38
2.1 ĐĂNG KÝ, NHẬN THỰC VÀ TÍNH CƢỚC (AAA) TRONG IMS 38
2.1.1 Đăng ký 38
2.1.2. Nhận thực 41
2.2 BẢO MẬT TRONG IMS 44
2.2.1 Bảo mật cho sự truy nhập 44
2.2.2 Bảo mật mạng 45
2.2.3 Một số khái niệm chi tiết liên quan đến bảo mật 46
2.3 QUẢN LÝ PHIÊN TRUYỀN DẪN TRONG IMS 47
2.4.1 Quản lý phiên truyền dẫn 47
2.4.2 Các nhận dạng chủ gọi và bị gọi 49
2.4.3 Định tuyến 50
2.4.4 Nén thông tin 53
2.4.5 Dàn xếp phương tiện truyền thông 54
2.4.6 Dự trữ tài nguyên – Resource Reservation 55
2.4.7 Điều khiển phương tiện truyền thông 57
2.4.8 Sự trao đổi thông tin liên quan đến tính cước cho phiên 57
2.4.9 Ví dụ một số trường hợp Đối với tính cước offline 58
2.4.10 Giải phóng phiên 59
Chƣơng 3: CÁC DỊCH VỤ TRIỂN KHAI TRÊN NỀN IMS 61
3.1 CHẤT LƢỢNG DỊCH VỤ TRONG IMS 61

Trang-5-
3.1.1 Giới thiệu 61
3.1.2 Reservation của các đầu cuối 62
3.1.3 Sự trao quyền bởi Mạng 63

4.1.3 Dịch vụ 99
4.2 HÃNG ERICSSON. 103
4.2.1 Giải pháp 103
4.2.2 Thiết bị 105
4.2.3 Dịch vụ 106

Trang-6-
4.3 HÃNG ALCATEL – LUCENT 108
4.3.1 Giải pháp 108
4.3.2 Thiết bị 110
4.3.3 Dịch vụ 112
4.3.3.1 Dịch vụ hiển thị và quản lý danh sách liên lạc 112
4.3.3.2 Giới thiệu 112
4.3.3.3 Mô hình số liệu hiển thị (Presence Data Model) 113
4.3.3.4 Dịch vụ Push to Talk/View/Share 113
4.3.3.5 Dịch vụ nhắn tin tức thời 114
4.4 NHẬN XÉT, SO SÁNH VỀ GIẢI PHÁP CỦA CÁC HÃNG 115
4.5 PHÂN TÍCH HIỆN TRẠNG MẠNG DI ĐỘNG CỦA VNPT VÀ
CÁC KHUYẾN NGHỊ. 115
TÀI LIỆU THAM KHẢO 120


Dự án hợp tác về mạng viễn thông thế hệ
thứ 3
A
AAA
Authentication, Authorization and
Accounting
Nhận thực, trao quyền và thanh toán
AAL
ATM Adaptation Layer
Lớp thích ứng ATM
ACA
Accounting Answer
Trả lời việc thanh toán
ACL
Access Control List
Danh sách điều khiển truy nhập
ACP
Subsciption Authorization Policy
Chính sách trao quyền thuê bao
ACR
Accounting Request
Yêu cầu thanh toán
ADSL
Asymmetric Digital Subscriber Line
Đường dây thuê bao số bất đối xứng
AKA
Authentication and Key Agreement
Sự nhận thực và thoả thuận khoá nhận
thực
API

Breakout
BICC
Bearer Independent Call Control
Điều khiển cuộc gọi độc lập với kênh
mang
BTS
Base Transceiver Station
Trạm gốc
C
CAMEL
Customized Applications for Mobile
network Enhanced Logic
Những lập luận để nâng cao tính di động
ứng dụng cho khách hàng
CAP
CAMEL Application Part
Phần ứng dụng CAMEL
CGF
Charging Gateway Function
Chức năng cổng tính cước
COPS
Common Open Policy Service
Dịch vụ chính sách mở
CCA
Credit-Control-Answer
Trả lời việc đối chứng tín dụng
CCF
Charging Collection Function
Chức năng thu thập thông tin cước
CCR

Call Session Control Function
Chức năng điều khiển phiên gọi

Trang-8-
CRF
Charging Rule Function
Chức năng luật tính cước
D
DES
Data Encryption Standard
Chuẩn mã hoá dữ liệu
DHCP
Dynamic Host Configuration Protocol
Giao thức cấu hình máy chủ động
DNS
Domain Name System
Hệ thống tên miền
DSCP
Differentiated Services
Codepoints
Mã điểm các dịch vụ khác biệt
E
ECF
Event Charging Function
Chức năng tính cước dựa trên sự kiện
EDGE
Enhanced Data Rates for Global Evolution
Mạng vô tuyến cải tiến về giao diện vô
tuyến GSM nhằm tăng tốc độ truyền số
liệu

GSM/Edge Radio Access Network
Mạng truy nhập vô tuyến GSM hoặc
EDGE
GGSN
Gateway GPRS Support Node
Nút hỗ trợ Cổng vào ra GPRS
GLMS
Group List Management Server
Máy chủ quản lý danh sách nhóm
Gm

Điểm tham chiếu giữa một P- CSCF với
UE
GPRS
General Packet Radio Service
Dịch vụ vô tuyến gói thông thường
GSM
Global System for Mobile Communications
Hệ thống thông tin đi động toàn cầu
GUI
Graphic User Interface
Giao diện đồ hoạ của người dùng
H
HLR
Home Location Register
Thanh ghi định vị thường trú
HSS
Home Subscriber Server
Máy chủ thuê bao thường trú
HTTP

Instant Messaging
Nhắn tin tức thời
IME
Intergarated Multimedia Enviroment
Môi trường đa phương tiện truyền thông

Trang-9-
tích hợp
IMS-MGW
IP Multimedia Subsystem-Media Gateway
Function
Chức năng cổng vào ra truyền thông –
phân hệ đa phương tiện IP
IM-SSF
IP Multimedia Service Switching Function
Chức năng chuyển mạch phục vụ đa
phương tiện IP
IMS
IP Multimedia Subsystem
Phân hệ đa phương tiện dựa trên giao thức
Internet
IMSI
International Mobile Subscriber Identier
Số nhận dạng thuê bao di động quốc tế
INAP
Intelligent Network Application Protocol
Giao thức ứng dụng cho mạng thông minh
IOI
Inter-Operator Identifier
Nhận dạng giữa nhà khai thác

MAP
Mobile Application Part
Phần ứng dụng cho di động
MAR
Multimedia-Auth-Request
Yêu cầu nhận thực đa phương tiện
Mb

Điểm tham chiếu đến các dịch vụ IPv6
MCC
Mobile Country Code
Mã di động quốc gia
Mg

Điểm tham chiếu giữa một MGCF với một
CSCF
MGW
Media Gateway
Cổng truyền thông
MGCF
Media Gateway Control Function
Chức năng điều khiển cổng vào ra truyền
thông
MGCP
Media Gateway Control Protocol
Giao thức điều khiển cổng truyền thông
MIME
Multipurpose Internet Mail Extension
Sự mở rộng Thử Internet cho đa mục đích
MNC

thông
MRS
Media Resource Server
Máy chủ tài nguyên truyền thông
MSC
Mobile Switching Centre
Trung tâm chuyển mạch di động
MSIN
Mobile Subscriber Identification Number
Số nhận dạng thuê bao di động

Trang-10-
MSISDN
Mobile Subscriber International ISDN
Mạng số đa dịch vụ tích hợp quốc tế cho
thuê bao di động
MSRP
Message Session Relay Protocol
Giao thức chuyển giao phiên tin nhắn
MTP
Message Transfer Part
Phần truyền dẫn bản tin
Mw

Điểm tham chiếu giữa một CSCF với một
CSCF khác
N
NACF
Network Access Configuration Function
Chức năng cấu hình truy nhập mạng

OCG
Operator Charging Gateway
Cổng điều hành tính cước
OCS
Online Charging System
Hệ thống tính cước online
OMA
Open Mobile Alliance
Liên minh di động mở
OSA
Open Services Architecture
Kiến trúc các dịch vụ mở
OSA SCS
OSA Service Capability Server
Máy chủ tiềm trữ phục vụ OSA
P
PA
Presence Agent
Máy chủ hiển thị
PBX
Private Branch Exchange
Tổng đài nhánh cá nhân
PDA
Personal Digital Assistant
Thiết bị trợ giúp số cá nhân
PDF
Policy Decision Function
Chức năng quyết định chính sách
PDH
Plesiochronous Digital Hierarchy

POC
Push to talk over the Cellular service
Dịch vụ đàm thoại trên Cell
POTS
Plain Old Telephone System
Hệ thống điện thoại truyền thống
PPA
Push-Profile-Answer
Trả lời – việc đẩy vào hồ sơ
PPR
Push-Profile-Request
Yêu cầu đẩy vào hồ sơ
PRACK
Provisional Response ACKnowledgement
Thừa nhận đáp ứng tạm thời
PS
Packet Switch
Chuyển mạch gói
PSI
Public Service Identity
Nhận dạng dịch vụ công cộng
PSTN
Public Switched Telephone Network
Mạng điện thoại chuyển mạch công cộng
PUA
Presence User Agent
Tác nhân người dùng hiển thị

Trang-11-
PUR

RSVP
Resource ReserVation setup Protocol
Giao thức thiết lập phân bổ tài nguyên
RTP
Real-time Transport Protocol
Giao thức truyền tải thời gian thực
RTA
Registration-Termination-Answer
Trả lời cho sự kết thúc đăng ký
RTR
Registration-Termination-Request
Yêu cầu kết thúc đăng ký
S
SA
Security Association
Sự kết hợp bảo mật
SAA
Server-Assignment-Answer
Trả lời sự phân bổ máy chủ
SAR
Server-Assignment-Request
Yêu cầu phân bổ máy chủ
SBLP
Service-Based Local Policy
Chính sách nội bộ dựa trên dịch vụ
SCF
Session Charging Function
Chức năng tính cước phiên
SCS
Service Capability Server

Subscription Locator Function
Chức năng bộ định vị sự thuê bao
SNA
Subscribe-Notifications-Answer
Trả lời (đáp lại) các thông báo về thuê bao
SNR
Subscribe-Notifications-Request
Yêu cầu các thông báo về thuê bao
SM
Session Manager
Quản lý phiên
SMG
Special Mobile Group
Nhóm đặc trách về di động
SME
Small and Medium-sized Enterprise
Doanh nghiệp vừa và nhỏ
S/MIME
Secure MIME
MINE an toàn
SMPP
Short Message Peer-to-Peer Protocol
Giao thức tin nhắn ngắn ngang hàng
SMS
Short Messaging Service
Dịch vụ nhắn tin ngắn
SRF
Single Reservation Flow
Luồng dành riêng đơn
SRV RR

tiến
TLS
Transport Layer Security
Bảo mật lớp truyền tải
TTCN
Testing and Test Control Notation
Thông báo điều khiển kiểm tra và thông
báo việc kiểm tra
TUI
Text User Interface
Giao diện người dùng văn bản
U
UAA
User-Authorization-Answer
Trả lời sự trao quyền người dùng
UAR
User-Authorization-Request
Yêu cầu trao quyền người dùng
UDA
User-Data-Answer
Trả lời về dữ liệu người dùng
UDP
User Datagram Protocol
Giao thức UDP
UDR
User-Data-Request
Yêu cầu dữ liệu người dùng
UE
User Equipment
Thiết bị của người dùng

Thoại nhờ thức Internet
W
WAP
Wireless Application Protocol
Giao thức ứng dụng vô tuyến
WCDMA
Wideband Code Division Multiple Access
Đa truy nhập phân chia theo mã băng rộng
WIN
Wireless Intelligent Network
Mạng thông minh không dây
WLAN
Wireless Local Area Network
Mạng nội vùng không dây
UTRAN
UMTS Terrestrial Radio Access Network
Mạng truy nhập vô tuyến mặt đất UMTS
X
XCAP
XML Configuration Access Protocol
Giao thức truy nhập cấu hình XML
XDM
XML Document Management
Quản lý tài liệu XML
XDMC
XML Document Management Client
Khách quản lý tài liệu XML
XDMS
XMLDocument Management Server
Máy chủ quản lý tài liệu XML

Hình 1.10. Sự chuyển đổi báo hiệu trong SGW. 30
Hình 1.3.7 Cấu trúc IMS và các điểm tham chiếu 31
Hình 1.11. HSS giải pháp sử dụng SLF. 33
Hình 2.1. Quá trình đăng ký. 38
Hình 2.2. I-CSCF tìm S-CSCF 39
Hình 2.3. Sự đăng ký IMS 39
Hình 2.4. Dò tìm P-CSCF bằng cơ chế GPRS. 40
Hình 2.5. Dò tìm P-CSCF bằng cơ chế thông thƣờng – DHCP DNS. 40
Hình 2.6. Cấu trúc tính cƣớc offline IMS 41
Hình 2.7: Hệ thống tính cƣớc online trong IMS. 43
Hình 2.8. Sự kết hợp bảo mật dùng trên UDP 44
Hình 2.9. Sự kết hợp bảo mật dùng trên TCP 45
Hình 2.10. Lƣu lƣợng qua hai cổng bảo mật 45
Hình Hình 2.11. Các giao diện bảo mật mạng 45
Hình 2.12. Thiết lập kết nối TLS 46
Hình 2.13. Sơ đồ dùng S/MINE mật mã thân bản tin 47
Hình 2.14. Sơ đồ dùng S/MINE giải mã thân bản tin 47
Hình 2.15. Phiên truyền dẫn 49
Hình 2.16. Mào đầu giao dịch SIP 53
Hình 2.17. Quy luật SigComp 54
Hình 2.18. SDP offer/answer trong IMS 55
Hình 2.19. SDP offer/answer và các tiền điều kiện khi thiết lập phiên SIP 56
Hình 2.20. Truyền tài thông tin trao quyền media 57

Trang-14-
Hình 2.21. UE nằm ở mạng tạm trú thiết lập phiên. 58
Hình 2.22. UE nằm ở mạng thƣờng trú thiết lập phiên. 59
Hình 3.1. P-CSCF thêm SRF vào yêu cầu INVITE 61
Hình 3.2. P-CSCF thêm SRF vào phản hồi 183 62
Hình 3.3. Sự kích hoạt PDP Context 62

Hình 3.38. Dùng yêu cầu REFER giới thiệu một user vào hội nghị 89
Hình 3.39. Sự đăng ký trạng thái hội nghị 90
Hình 3.40. Dùng CPCP tạo phiên hội nghị 90
Hình 3.41. Cập nhật thay đổi trạng thái, không dùng RLS 93
Hình 3.42. Cập nhật thay đổi trạng thái, có dùng RLS. 93

Trang-15-
Hình 4.1. Lộ trình phát triển lên hệ thống IMS – Huawei 95
Hình 4.2. Nâng cấp từ NGN softswitch lên IMS - Huawei 96
Hình 4.3. Chi tiết các thành phần nâng cấp từ PSTN->NGN->IMS 96
Hình 4.4. Mô hình mạng IMS đầy đủ của Huawei 97
Hình 4.5. Nâng cấp từ softswitch lên AGCF 99
Hình 4.6. Nâng cấp từ softswitch lên MGCF 99
Hình 4.7. Mô hình dịch vụ VCC 100
Hình 4.8. Dich vụ Presence 101
Hình 4.9. Dịch vụ nhắn tin tích hợp 102
Hình 4.10. Sơ đồ tổng quan giải pháp IMS Ericsson 104
Hình 4.11. Vị trí HSS trong mạng 105
Hình 4.12. Cấu hình phân lớp IMS weShare 106
Hình 4.14. Lộ trình IMS của Alcatel Lucent 109
Hình 4.15. Cấu hình mạng IMS – Alcatel-Lucent 110
Hình 4.16. Mô hình cung cấp dịch vụ PoC của Alcatel – Luccent 114
Hình 4.17. Mô tả dịch vụ nhắn tin tức thời của Alcatel – Luccent 114
Hình 4.18. Cấu hình tổng thể hệ thống mạng GPRS của Vinaphone 116

tảng dịch vụ này cho phép cung cấp các phiên truyền đa phương tiện cho mạng di động. Việc
chuẩn hóa cấu trúc IMS cho mạng cố định được bắt đầu với Release 1 của TISPAN. Trong
cấu trúc TISPAN, với việc bổ xung thêm các phân hệ điều khiển NASS và RACS đảm bảo
cho việc tích hợp với mạng cố định (PSTN và mạng băng rộng cố định) có khả năng thực
hiện được. Chính vì vậy, khi nghiên cứu về cấu trúc IMS chúng ta có hai cách nhìn khác
nhau: theo quan điểm của mạng di động và theo khía cạnh đối với mạng cố định. Trong
khuôn khổ đề tài này, xin được đưa ra hướng nghiêu cứu cấu trúc IMS theo cách nhìn từ phía
mạng di động.
Bố cục đề tài được xây dựng với các nội dung cơ bản như sau:
CHƢƠNG 1
Vị trí, vai trò của IMS trong hệ thống thông tin di động cho NGN.
CHƢƠNG 2
Một số chức năng của IMS trong hệ thống thông tin di động.
CHƢƠNG 3
Các dịch vụ triển khai trên nền IMS di động.
CHƢƠNG 4
Phân tích, đánh giá thiết bị, giải pháp IMS của một số nhà khai thác trên thế giới và ở
việt Nam của VNPT. Một số khuyến nghị.

vụ đa phương tiện khác nhau thông qua việc sử dụng các giao thức Internet thông
thường. [3]
Sự tích hợp của dịch vụ thoại và số liệu làm tăng hiệu quả triển khai các ứng dụng mới
như dịch vụ hiển thị, ―chat‖ đa phương tiện, push to talk (ấn nút nói) trong thông tin điểm-
điểm, điểm-đa điểm đơn công và videoconfrencing (hội nghị truyền hình).
Để hiểu rõ vai trò, nhiệm vụ của IMS di động trong hệ NGN, sau đây chương I của
luận văn sẽ đề cập tới một số nét chung nhất về:
- Lịch sử IMS.
- Vị trí-vai trò - nhiệm vụ của IMS trong thông tin di động hệ NGN
- Kiến trúc IMS theo tiêu chuẩn 3GPP. Trang-18-
1.1. NGUỒN GỐC KHÁI NIỆM IMS
Môi trường thông tin hội tụ di động và cố định. với giải pháp IMS hỗ trợ việc kiểm
soát phiên truyền dẫn trên miền PS (chuyển mạch gói), đồng thời cũng mang tới cho PS các
chức năng của miền chuyển mạch kênh (CS). IMS là công nghệ chủ chốt sử dụng cho sự hội
tụ mạng (FMC) trên nền NGN được khái quát bởi (Hình 1.1)

Hình 1.1. IMS trong các mạng hội tụ. [3]
1.1.1 Từ GSM tới 3GPP Release 7 (phiên bản 7)
Viện Nghiên cứu Tiêu chuẩn Viễn thông Châu Âu (ETSI) định nghĩa các tiêu chuẩn
liên quan đến hệ thống thông tin di động GSM từ những năm 80 và 90. ETSI cũng đã định
nghĩa cấu trúc mạng GPRS. Chuẩn GSM cuối cùng đã được ban hành vào năm 1998 và cùng
năm đó 3GPP cũng được hình thành bởi các tổ chức tiêu chuẩn từ châu Âu, Nhật Bản, Hàn
Quốc, Mỹ và Trung Quốc để chuẩn hóa cấu trúc hệ thống 3G dựa trên công nghệ truy nhập
vô tuyến băng rộng WCDMA, công nghệ truy nhập vô tuyến đa truy nhập phân chia theo thời
gian/ mã (TD-CDMA) và mạng lõi GSM, chỉ tiêu kỹ thuật đầu tiên được ban hành trong
phiên bản Release 99 của 3GPP.
Trong Release 99, công nghệ truy nhập vô tuyến WCDMA là cải tiến cơ bản nhất đối

Hình 1.3. Cấu trúc các phần tử chức năng cơ bản của IMS [3GG]
Các thực thể chức năng cơ bản của IMS được thể hiện trên hình vẽ bao gồm:
 Thực thể Chức năng điều kiển cuộc gọi ủy quyền - Proxy-Call State Control Function
(P-CSCF): Đây là điểm truy nhập đầu tiên của IMS. Thực thể này nằm trong cùng
một mạng với GGSN . Chức năng cơ bản của thực thể này là chọn I-CSCF phù hợp
trong mạng thường trú của thuê bao. Ngoài ra, nó cũng thực hiện một số tính năng nội
bộ (vd: đọc số nhận thuê bao, xác định chính sách QoS ).
 CSCF tham vấn - Interrogating-CSCF (I-CSCF): Đây là phần tử chức năng cổng giao
tiếp chính của IMS trong mạng thường trú. Phần tử này có chức năng chọn S-CSCF
phù hợp để phục vụ cho thuê bao (chức năng này được thực hiện với sự trợ giúp của
HSS).
 SCSCF phục vụ - Serving-CSCF (S-CSCF): Phần từ này thực hiện việc xử lý phiên
truyền dẫn: xử lý các yêu cầu SIP, thực hiện các công việc phù hợp (như: yêu cầu
mạng thường trú và tạm trú thiết lập các kênh mang) và chuyển tiếp yêu cầu đó tới S-
CSCF / mạng IP bên ngoài của thuê bao đầu bên kia (khi cần). Một S-CSCF có thể
cung cấp một số dịch vụ nhất định.
 Các thực thể và chức năng liên mạng không được thể hiện trên Hình 1.3. Các thực thể
này được chuẩn hóa để thực hiện chức năng kết nối IMS với các mạng truyền thống
(PSTN, GSM, GSM+GPRS, UMTS….) bao gồm các thực thể như: BGCF, IMS-
MGW Lưu ý: từ phiên bản Release 5 trở đi, chức năng HLR được gọi là "HSS"
(Home Subscriber Server) để thể hiện rằng cơ sở dữ liệu này không chỉ chứa các số
liệu liên quan đến vị trí mà còn chứa các số liệu đăng ký như: danh sách các dịch vụ
có thể sử dụng của thuê bao và các tham số liên quan khác.
Trình tự làm việc của hệ thống mạng lõi có IMS: Đầu tiên, thiết lập kênh mang trong
miền PS (ngữ cảnh PDP trong mạng GPRS) để sử dụng truyền tải báo hiệu IMS giữa UE và
S-CSCF. Sau khi thỏa thuận, các kênh mang miền PS khác được thiết lập giữa UE và đầu
cuối tham gia thông tin để truyền tải số liệu tạo ra bởi ứng dụng IMS.

Trang-21-
1.1.3 Các vấn đề liên quan đến mã hóa và dịch vụ hội thoại

Về cơ bản mô hình chức năng của mạng NGN- Mobile có thể được cho trên Hình 1.4.
Trong mô hình này, mạng NGN- Mobile được chia thành các phân lớp cơ bản: lớp truy nhập,
lớp truyền tải, lớp điều khiển và lớp ứng dụng. Mỗi phân lớp có chứa một số phần tử chức
năng cơ bản như: máy chủ cuộc gọi (Call Sever, MSC Server) hay còn gọi là Chuyển mạch

Trang-22-
mềm (SoftSwitch), Cổng truy nhập (Media Gateway), Cổng báo hiệu (Signalling Gateway)
và Máy chủ dịch vụ (Feature Server).

Hình 1.4. Cấu trúc phân lớp của mạng NGN- Mobile. [1]
1.2.2 Các chức năng cơ bản của IMS trong hệ thống NGN di động [5]
Cấu trúc NGN di động đựa trên phiên bản 3GPP R4 với việc sử dụng phần tử điều
khiển cuộc gọi Call server là Softswitch ở lớp điều khiển cuộc gọi được thể hiện trên Hình
1.4. Khi phiên bản IMS đầu tiên (ứng với 3GPP R5) được triển khai trong cấu trúc này. Về
cơ bản các phần tử chức năng chính (CSCF) của IMS sẽ thực hiện việc xử lý cuộc gọi tại lớp
điều khiển. Ngoài ra, trong IMS còn có một số phần tử chức năng khác hỗ trợ kết nối với các
hệ thống mạng hiện có và các hệ thống IMS khác. Lớp chuyển tải vẫn tận dụng cấu trúc
mạng cũ (như các phần tử SGSN/GGSN). Bên cạnh đó, các máy chủ ứng dụng SIP (thuộc
lớp ứng dụng) cũng là những thành phần không thể thiếu được trong cấu trúc hệ thống IMS.
Như vậy, IMS sẽ đem đến những thay đổi trong cấu trúc mạng cũ chủ yếu tại lớp điều khiển
và lớp ứng dụng.
Các chức năng cơ bản của IMS tại lớp điều khiển và lớp ứng dụng trong cấu trúc IMS
bao gồm:
 Điều phối và quản lý phiên Multimedia: IMS sử dụng giao thức SIP để điều phối
và quản lý phiên multimedia. IMS về bản chất là một mạng SIP di động được thiết kế
để hỗ trợ chức năng này, trong đó IMS hỗ trợ định tuyến, định vị mạng, và các chức
năng đánh địa chỉ. Khác với miền chuyển mạch kênh CS và miền chuyển mạch gói
PS, miền IMS cho phép thiết lập bất kỳ loại phiên media nào (ví dụ, voice, video,
text, ). Nó cũng cho phép bộ tạo dịch vụ kết hợp các dịch vụ từ miền CS và miền PS


của người sử dụng đầu cuối yêu cầu.
- Thông báo cho các server ứng dụng về thứ tự trong đó những dịch vụ nào sẽ
được thực thi trong trường hợp có nhiều dịch vụ cần được thực hiện trong mỗi
server ứng dụng. Cho phép các MNO sử dụng IMS như platform cơ sở hạ tầng
tái sử dụng bằng cách cho phép chúng điều khiển và quản lý một cách hiệu
quả các quá trình lọc, thực thi tương tác dịch vụ.
 Kết nối với bên thứ ba: IMS cung cấp kiến trúc chuẩn cho phép triển khai dịch vụ IP
tiên tiến. Nhiều loại dịch vụ IMS có thể được phát triển một cách độc lập và tại thời

Trang-24-
điểm sử dụng các tính năng chung của kiến trúc IMS. Khả năng này cho phép linh
hoạt việc tích hợp dịch vụ cũng như hoạt động liên mạng bao gồm cả chức năng
roaming tự động.
1.3 CẤU TRÚC IMS THEO TIÊU CHUẨN 3GPP [12]
1.3.1 Kết nối IP
Yêu cầu cơ bản đối với một cấu trúc IMS là các thiết bị phải được hỗ trợ kết nối IP để
truy nhập hệ thống. Các ứng dụng ngang hàng yêu cầu kết nối đầu cuối (end to end). Mà sự
kết nối này có thể dễ dàng đạt được với IP phiên bản 6 (IPv6) trở lên. Vì thế, 3GPP quan tâm,
nghiên cứu vấn đề IMS hỗ trợ IPv6 [3GPP TS 23.221]. Tuy nhiên, những hệ thống IMS triển
khai trong thời gian đầu vẫn có thể sử dụng ở IPv4. 3GPP đã đưa ra các yêu cầu về phiên bản
IP nào sẽ được sử dụng ở IMS trong báo cáo [3GPP TR 23.981].
Kết nối IP có thể đạt được từ mạng thường trú hoặc mạng tạm trú. Trên Hình 1.5 phần
bên trái thể hiện trường hợp thiết bị thuê bao (UE) được cấp địa chỉ IP từ một mạng tạm trú.
Trong mạng UMTS, phân hệ truy nhập vô tuyến (RAN), Nút hỗ trợ dịch vụ GPRS (SGSN)
và Nút hỗ trợ cổng GPRS (GGSN) nằm trong mạng tạm trú khi một thuê bao chuyển vùng
(roamming) đến mạng này. Phần bên phải thể hiện trường hợp UE được cấp địa chỉ IP từ
mạng thường trú. Trong mạng UMTS, RAN và SGSN nằm trong mạng tạm trú.
Như vậy, chúng ta cần lưu ý rằng thuê bao có thể chuyển vùng và thực hiện kết nối IP với
mạng thường trú. Điều này sẽ cho phép thuê bao sử dụng các dịch vụ IMS ngay cả khi họ
đang chuyển vùng ở nơi không có mạng IMS nhưng vẫn hỗ trợ kết nối IP. Về lý thuyết thì có