Bản tin SIP
SIP sử dụng các bản tin để khởi tạo, hiệu chỉnh và kết thúc phiên giữa các người dùng.
Tính năng của SIP
Giao thức SIP được thiết kế với những chỉ tiêu sau: Tích hợp với các giao thức đã có của
IETF Đơn giản và có khả năng mở rộng Hỗ trợ tối đa sự di động của đầu cuối Dễ dàng tạo tính năng mới cho dịch vụ
- Tích hợp với các giao thức đã có của IETF
Các giao thức của IETF có thể được sử dụng để phát triển các ứng dụng SIP, cho phép SIP hoạt động kết hợp với nhiều giao thức khác như RSVP, RTP, RTSP, SAP, SDP, MIME, HTTP, COPS và OSP.
- Đơn giản và có khả năng mở rộng
- Hỗ trợ tối đa sự di động của đầu cuối
- Dễ dàng tạo tính năng mới và dịch vụ mới
3.2.1 - Tổng quan về giao thức Diameter
Giao thức Diameter chia ra 2 phần: Diameter Base Protocol và Diameter Application
Giao thức Diameter Base Protocol là yếu tố quan trọng cho việc phân phối dữ liệu, cho phép thương lượng, kiểm soát lỗi và đảm bảo khả năng mở rộng Diameter hoạt động hiệu quả trên giao diện truyền thông.
Sh giữa HSS, AS, S-CSCF
3.2.2 - Cấu trúc giao thức Diameter
Diameter bao gồm ba thành phần chính: Server, Client và Agent Client là thiết bị biên thực hiện các truy vấn và sử dụng dịch vụ, trong khi Diameter Agent đóng vai trò quan trọng trong việc xử lý và chuyển tiếp thông tin giữa các thành phần này.
Proxy, Relay, Redirect Agent va dịch các bản tin Diameter Server quản lý các yêu cầu về AAA cho một hệ thống
Bản tin Diameter bao gồm một header và nhiều cặp giá trị thuộc tính AVP Header này chứa các trường dữ liệu nhị phân tương tự như header của giao thức IP.
Hình 1.0 Cấu trúc header của Diameter
AVP bao gồm thông tin chứng thực và ủy quyền, cùng với thông tin tài khoản người dùng, nhằm mục đích định tuyến và bảo mật Nó cũng chứa các thông tin cấu hình cần thiết liên quan đến yêu cầu và phản hồi bản tin.
3.2.4 - Bảo mật trong bản tin Diameter
Trong giao thức Diameter, client cần hỗ trợ chuẩn IPSec và có khả năng hỗ trợ TLS, trong khi server phải hỗ trợ cả hai chuẩn này Để đảm bảo an toàn, nên sử dụng IPSec cho các nút trong cùng một miền, như giữa client và proxy, và áp dụng TLS để bảo mật trong các giao dịch giữa các miền khác nhau.
3.2.5 - Khả năng kiểm soát lỗi của giao thức Diameter
Lỗi trong giao thức Diameter chia thành 2 loại: lỗi giao thức và lỗi ứng dụng
3.3.1 - Tổng quan về giao thức COPS
COPS, giao thức được chuẩn hóa bởi IETF, được thiết kế để quản lý, cấu hình và áp đặt chính sách trong mạng Giao thức này hoạt động theo mô hình Client-Server, cho phép các thiết bị giao tiếp hiệu quả để thực hiện các nhiệm vụ quản lý chính sách.
3.3.2 - Chức năng chính của COPS
Giao thức này phân công nhiệm vụ cho Client trong mô hình Client/Server, nơi Client gửi các bản tin yêu cầu, cập nhật và xóa đến PDP, và PDP sẽ trả lại những quyết định cho PEP.
3.4.1 Tổng quan về giao thức Megaco/H.248
Megaco, được phát triển bởi IETF và ra mắt vào cuối năm 1998, cùng với H.248, được giới thiệu bởi ITU-T vào tháng 5/1999, đã dẫn đến sự hợp tác giữa IETF và ITU-T để thống nhất giao thức điều khiển.
MG, kết quả là vào tháng 6/2000 chuẩn Megaco/H 248 ra đời
Megaco/H248 là giải pháp toàn diện cho việc điều khiển các MG, hỗ trợ đa phương tiện và dịch vụ hội thoại nâng cao Giao thức này cung cấp cú pháp lập trình tiên tiến, giúp tăng hiệu quả cho các tiến trình đàm thoại, đồng thời hỗ trợ mã hóa text và binary, cũng như mở rộng định nghĩa cho các gói tin.
3.4.2 Cấu trúc Gateway trong Megaco/H.248
Hình 1.3 Cấu trúc Gateway trong Megaco/H.248
Termination là một thực thể luận lý trên MG như là các nguồn hoặc các luồng điều khiển, …
Termination có duy nhất một số nhận dạng (Termination ID) được phân phối bởi MG ở thời điểm chúng được tạo ra
Context là một sự kết hợp giữa một số Termination Có một Context đặc biệt được gọi là
Context rỗng chứa các Termination độc lập, không kết hợp với nhau Các Termination này có thể có tham số được khảo sát hoặc sửa đổi, và có thể xảy ra các sự kiện trên chúng.
3.4.4 - Một số lệnh của Megaco/H.248
Add, Modify, Subtract, Move, Auditvalue, Auditcapabilities, Notify, ServiceChange
3.5 - Các luồng xử lý trong IMS
3.5.1 - Đăng ký vào mạng IMS Đăng ký vào mạng IMS được chia thành 2 loại
Xóa đăng ký bao gồm
- Xóa đăng ký khởi tạo bởi UE
- Xóa đăng ký khởi tạo mạng
3.5.3 - Thủ tục thiết lập phiên
Thủ tục thiết lập phiên bao gồm:
- Thủ tục thiết lập phiên giữa thuê bao thuộc hai mạng IMS
- Thiết lập phiên giữa thuê bao thuộc mạng IMS và mạng PSTN
IV - Kết quả giải pháp triển khai IMS tại VNPT
4.1 - Giới thiệu viễn thông Việt Nam
Theo số liệu thống kê tháng 6 năm 2011 từ Tổng cục Thống kê Bộ Thông tin và Truyền thông, số lượng thuê bao điện thoại cố định đã được ghi nhận và trình bày trong bảng biểu hình 3.1.
4.2 - Kiến trúc mạng viễn thông Việt Nam
Mạng viễn thông Việt Nam được tạo nên bởi các mạng khác nhau:
- Mạng điện thoại di động
Đến năm 2010, VNPT đã hoàn thành hai giai đoạn triển khai mạng NGN, cung cấp nhiều dịch vụ mới thành công và hiện đang mở rộng mạng lưới trên toàn quốc.
VNPT xây dựng mạng NGN theo 2 bước:
- Bước 1: xây dựng mạng lõi NGN truyền tải dịch vụ dữ liệu, Internet, VoIP
- Bước 2: chuyển lưu lượng thoại từ PSTN sang NGN
4.4 - Giải pháp triển khai IMS tại VNPT
Tổng quan giải pháp triển khai IMS
Vào ngày 8/9/2010, VNPT/VTN đã lựa chọn Alcatel-Lucent để cung cấp giải pháp tổng thể IMS đầu tiên tại Việt Nam, nhằm đáp ứng yêu cầu về khả năng ứng dụng và phát triển của IMS Dự án này sẽ giúp VNPT/VTN trở thành nhà cung cấp hàng đầu trong lĩnh vực dịch vụ mạng thế hệ mới.
Generation Networks - NGN) và nâng cao chất lượng dịch vụ thông tin và truyền thông dành cho các khách hàng của mình
4.4.2 - Kiến trúc triển khai hệ thống IMS của VNPT
Mô hình triển khai hệ thống IMS của VNPT được thể hiện như hình 3.11
Hệ thống quản lý dịch vụ và khách hàng, cùng với quản lý thiết bị như HSS, EMS/NMS, OSS, được triển khai tại các trung tâm của VTN Các đơn vị viễn thông tỉnh sẽ được trang bị thiết bị máy khách để truy cập, khai thác và vận hành hiệu quả hệ thống.
Các thiết bị hiêṇ taị:
Lớp dịch vụ bao gồm các máy chủ như VoiceMail, CRBT và hội nghị, cung cấp dịch vụ khách hàng chất lượng Tất cả các máy chủ dịch vụ này được lắp đặt tại VTN Hà Nội.
Các thiết bị hiêṇ taị:
- Trung tâm của hệ thống điều khiển là phân hệ IMS bao gồm các thiết bị S/P/I/E-CSCF,
MRS, MGCF… Các thiết bị thuộc lớp dịch vụ và lõi IMS được lắp đặt và vận hành tại các trung tâm vùng của VTN tại HN, ĐN, HCM
Các thiết bị hiêṇ taị:
IMS core: 5450 ISC (I/S/P-CSCF, BGCF)
Phần lớp truy nhập được chia thành hai loại chính: Thứ nhất, các thiết bị truy nhập trực tiếp với khách hàng như A-BGF, MSAN, IP DSLAM, MxU, IAD và IP phone sẽ được quản lý và khai thác bởi các viễn thông tỉnh Thứ hai, các thiết bị trung kế thoại (Media Gateway - MGW) dùng để chuyển tải lưu lượng giữa mạng PSTN và mạng chuyển mạch mềm hoặc IMS sẽ được lắp đặt tại các viễn thông tỉnh nhưng do VTN quản lý.
Các thiết bị hiêṇ taị:
MGW: 7510 MGW (A-BGF, I-BGF, TGW)
Một mạng chuyển tải bao gồm lõi IP/MPLS và các MAN-E, đảm bảo kết nối giữa phần điều khiển của hệ thống IMS với lớp truy cập, đồng thời cung cấp băng thông và chất lượng dịch vụ (QoS) cần thiết.
4.4.3 - Dịch vụ VoIP triển khai trên IMS
Hiện tại VNPT đang triển khai phương án thử nghiệm dich vụ VoIP trên nền IMS
Tổ chức dịch vụ VoIP minh hoạ trong hình dưới đây:
4.5 - Mô phỏng trên Open IMS Core
4.5.1 - Giới thiệu chung OPEN IMS Core [11]
Là một dự án triển khai IMS trên mã nguồn mở của FOKUS (Fraunhofer Institute for Open Communication Systems )
Open IMSCore được đưa ra tại website http://openimscore.org/ Đầu cuối IMS (IMS Client) Đặc điểm của Open IMS Client :
+ Xây dựng các IMS API chuẩn
+ Có khả năng thay đổi một cách mềm dẻo theo yêu cầu
+ Tương thích đa nền (Windows XP, Windows CE, Linux)
+ Được triển khai trên Java hoặc NET
+ Dễ dàng kết nối với các thiết bị khác
+ Tuân theo các chuẩn IEFT, 3GPP, TISPAN…
Open IMS SIP AS is a SIP Application Server that integrates two service environments: SIP and HTTP, facilitating the development of advanced services.
Parlay X Gateway (OCS-X) cho phép các nhà phát triển dịch vụ xây dựng ứng dụng trên nền tảng web, trong khi kiến trúc IMS Management cung cấp giải pháp quản lý và điều khiển tất cả các thành phần thiết yếu cho mạng lõi IMS.
XML Document Management Server ( XDMS )
Máy chủ cung cấp hướng dẫn người dùng về thông tin dịch vụ và cách truy cập…
Hỗ trợ các dịch vụ như :
+ Voicemail, lưu lại bản tin rồi gửi vào mail
Fokus Home Subcriber Server (FHoSS)
Trong phần mềm Open IMS do FOKUS phát triển, khối HSS được còn được gọi là FHoSS
FHoSS được xây dựng 3 giao diện dựa trên giao thức Diameter (RFC 3588)
+ Giao diện Sh để cho Application Server truy cập vào HSS
+ Giao diện Cx dùng trong các quá trình đăng ký (cụ thể là giao diện kết nối với I-CSCF và
+ Giao diện Zh để thiết lập các kênh HTTPS tới các ứng dụng
Triển khai mô hình mô phỏng
Người dùng có thể thực hiện các dịch vụ thoại, thoại hình ảnh, chat, truyền dữ liệu và xem IPTV-VoD thông qua Open Source IMS Core khi kết nối với mạng lõi IMS Lớp điều khiển được mô phỏng trên máy tính sử dụng hệ điều hành Ubuntu 11.2, trong khi lớp truyền tải được triển khai trên máy tính khác với mạng lõi MPLS thông qua phần mềm GNS3 hoặc NS2 Đối với lớp truy cập, người dùng có thể sử dụng một hoặc nhiều máy khách softphone hỗ trợ IMS như Mercuro Client, UCT Client và OpenIC_Lite.
Counterpath X-lite…, thông qua hệ thống mô phỏng ta có thể thực hiện các giao dịch hoàn toàn tương tự như thực tế
