Ip multimedia subsystem

Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh
Trường Đại Học Khoa Học Tự Nhiên
Khoa Điện Tử-Viễn Thông

&&
Đề tài

IMS
( IP MULTIMEDIA SUBSYSTEM )
GVGD: Th.s Trương Tấn Quang

Nhóm thực hiện: Nguyễn Thị Minh Châu
Trần Quốc Cường

Tp.HCM, ngày 20 tháng 12 năm 2009

0620003
0620006


IP Multimedia Subsystem

Mục lục
Danh mục các bảng............................................................................................................3
Danh mục các hình............................................................................................................. 3
Danh sách các từ viết tắt....................................................................................................3
Phần I: giới thiệu về hệ thống IMS.....................................................................................3
1. Tổng quan về hệ thống IMS.....................................................................................3
1.1

IMS là gì............................................................................................................ 3

1.2

Đơi nét về q trình chuẩn hóa IMS..................................................................3

1.3

Lợi ích IMS mang lại.........................................................................................3

Phần II: các thành phần trong hệ thống IMS......................................................................3
2. Thiết bị đầu cuối UE................................................................................................3
2.1

Nhận dạng người dùng......................................................................................3

2.2

Nhận dạng thiết bị.............................................................................................3

Phần III: Chức năng các thành phần trong hệ thống IMS...................................................3
3. Chức năng điều khiển cuộc gọi CSCF......................................................................3
3.1

P-CSCF.............................................................................................................3

3.2

I-CSCF..............................................................................................................3

3.3

S-CSCF.............................................................................................................3

4. Cơ sở dữ liệu HSS, SLF...........................................................................................3
4.1

HSS...................................................................................................................3

4.2

SLF.................................................................................................................... 3

5. Chức năng quyết định chính sách PDF....................................................................3
6. Chức năng dự trữ tài nguyên MRF...........................................................................3
7. Chức năng kết hợp với mạng CS CN.......................................................................3
7.1

BGCF................................................................................................................3

7.2

MGCF...............................................................................................................3
2


IP Multimedia Subsystem
7.3

IMS- MGW.......................................................................................................3

7.4

SGW.................................................................................................................. 3

8. Chức năng kết hợp với mạng PS..............................................................................3
8.1

SGSN................................................................................................................3

8.2

GGSN................................................................................................................ 3

9. Điểm tham chiếu trong hệ thống IMS......................................................................3
9.1

Điểm tham chiếu Gm.........................................................................................3

9.2

Điểm tham chiếu Go..........................................................................................3

9.3

Điểm tham chiếu Mw........................................................................................3

9.4

Điểm tham chiếu Mp.........................................................................................3

9.5

Điểm tham chiếu Mn.........................................................................................3

9.6

Điểm tham chiếu Dx..........................................................................................3

9.7

Điểm tham chiếu Cx..........................................................................................3

9.8

Điểm tham chiếu ISC........................................................................................3

Phần IV: Một số thủ tục thiết lập phiên trong IMS............................................................3
10.

Thủ tục liên quan đến đăng ký..............................................................................3

10.1 Thủ tục đăng ký.................................................................................................3
10.2 Thủ tục đăng ký lại............................................................................................3
11.

Thủ tục xóa đăng ký.............................................................................................3

11.1 Xóa đăng ký khởi tạo bởi UE............................................................................3
11.2 Xóa đăng ký khởi tạo bởi nhà khai thác mạng...................................................3
12.

Thủ tục thiết lập phiên trong mạng IMS...............................................................3

12.1 Thủ tục thiết lập phiên giữa 2 mạng IMS..........................................................3
12.2 Thủ tục thiết lập cuộc gọi giữa mạng IMS và mạng PSTN...............................3
Phần VI: Các giao thức sử dụng trong hệ thống IMS........................................................3
13.

SIP........................................................................................................................ 3

13.1 Tổng quan về SIP..............................................................................................3
13.2 Các thành phần chính........................................................................................3
13.3 Cấu trúc bản tin SIP...........................................................................................3
3


IP Multimedia Subsystem
14.

DIAMETER..........................................................................................................3

14.1 Tổng quan về DIAMETER................................................................................3
14.2 Các thành phần chính........................................................................................3
14.3 Cấu trúc bản tin Diameter..................................................................................3
14.4 Bảo mật trong bản tin Diameter.........................................................................3
14.5 Kiểm soát lỗi.....................................................................................................3
14.6 Kết nối và phiên trong Diameter.......................................................................3
14.7 Dịch vụ trong Diameter.....................................................................................3
15.

COPS....................................................................................................................3

15.1 Giới thiệu về COPS...........................................................................................3
15.2 Chức năng chính của COPS..............................................................................3
15.3 Bản tin COPS....................................................................................................3
16.

MEGACO/H.248..................................................................................................3

16.1 Tổng quan về MEGACO/H.248........................................................................3
16.2 Cấu trúc Gateway trong MEGACO/H.248........................................................3
16.3 Termination và Context.....................................................................................3
16.4 Một số lệnh trong MEGACO/H.248..................................................................3
16.5 Hoạt động của MEGACO/H.248.......................................................................3
Phần VII: Tổng kết............................................................................................................. 3

4


IP Multimedia Subsystem

Danh mục các bảng
Bảng 3-1 Bảng nén một số bản tin SIP...............................................................................3
Bảng 12-1 Trường method trong bản tin SIP Request........................................................3
Bảng 12-2 Bảng ví dụ các SIP URL...................................................................................3
Bảng 12-3 Trường Status Code trong bản tin SIP Response..............................................3
Bảng 12-4 Các Response-Phrase tương ứng với các loại status code.................................3
Bảng 12-5 Các Header trong bản tin SIP...........................................................................3
Bảng 12-6 Trường mô tả phiên trong phần thân của bản tin SIP........................................3
Bảng 12-7 Trường thời gian trong phần thân của bản tin SIP............................................3

Bảng 12-8 Trường truyền dẫn trong phần thân bản tin SIP................................................3
Bảng 13-1 Command Code trong Diameter.......................................................................3
Bảng 13-2 Bản tin đáp ứng trong trường hợp có lỗi xảy ra................................................3
Bảng 13-3 So sánh giao thức Diameter và giao thức RADIUS..........................................3
Bảng 14-1 Các loại Op code trong COPS header...............................................................3
Bảng 14-2 Trường C-Num trong Object format của bản tin COPS....................................3
Bảng 15-1 Một số lệnh trong giao thức MEGACO............................................................3

5


IP Multimedia Subsystem

Danh mục các hình
Hình 1-1Sự hội tụ mạng.....................................................................................................3
Hình 1-2 IMS tách biệt chức năng điều khiển với các chức năng khác..............................3
Hình 2-1Cấu trúc IMSI......................................................................................................3
Hình 2-2 Cấu trúc UICC....................................................................................................3
Hình 3-1 P-CSCF...............................................................................................................3
Hình 3-2 Thủ tục tìm địa chỉ IP của P-CSCF từ mạng GPRS............................................3
Hình 3-3 Tìm địa chỉ IP của P-CSCF bằng cách dùng DHCP và DNS Server...................3
Hình 3-4 Đăng ký có u cầu bảo mật...............................................................................3
Hình 3-5 Ví dụ cách xác định S-CSCF..............................................................................3
Hình 3-6 Mơ tả vai trị định tuyến của S-CSCF.................................................................3
Hình 4-1 SLF chỉ định HSS phù hợp.................................................................................3
Hình 6-1 Chức năng điều khiển thơng tin đa phương tiện MRF........................................3
Hình 7-1 Quá trình thiết lập cuộc gọi từ mạng IMS ra mạng CS CN và ngược lại............3
Hình 8-1 Điểm tham chiếu Gm..........................................................................................3
Hình 8-2 Điểm tham chiếu Go...........................................................................................3
Hình 8-3 Điểm tham chiếu Mw..........................................................................................3

Hình 8-4 Điểm tham chiếu Dx...........................................................................................3
Hình 8-5 Điểm tham chiếu Cx...........................................................................................3
Hình 8-6 Điểm tham chiếu ISC..........................................................................................3
Hình 9-1 Mơ hình đăng ký của UE....................................................................................3
Hình 9-2 Các bước thực hiện việc đăng ký........................................................................3
Hình 9-3 Thủ tục đăng ký lại của UE.................................................................................3
Hình 10-1 Thủ tục xóa đăng ký thực hiện bởi UE..............................................................3
Hình 10-2 Thủ tục xóa đăng ký khi hết thời gian đăng ký.................................................3
Hình 10-3 Thủ tục xóa đăng ký khởi tạo bởi HSS..............................................................3
6


IP Multimedia Subsystem
Hình 10-4 Thủ tục xóa đăng ký thực hiện bởi S-CSCF......................................................3
Hình 11-1 Các bước thực hiện việc xóa đăng ký được thực hiện bởi S-CSCF...................3
Hình 11-2 Mơ hình thiết lập cuộc gọi giữa UE (IMS) và UE (PSTN)...............................3
Hình 11-3 Các bước thiết lập cuộc gọi giữa UE (IMS) và UE (PSTN)..............................3
Hình 12-1 Proxy Server.....................................................................................................3
Hình 12-2 Hoạt động của Proxy Server.............................................................................3
Hình 12-3 Redirect Server..................................................................................................3
Hình 12-4 Hoạt động của Redirect Server..........................................................................3
Hình 12-5 Cấu trúc bản tin SIP..........................................................................................3
Hình 12-6 Cấu trúc phần start line trong bản tin SIP..........................................................3
Hình 12-7 Cấu trúc phần thân bản tin SIP..........................................................................3
Hình 12-8 Bản tin SIP Request..........................................................................................3
Hình 12-9 Bản tin SIP Response........................................................................................3
Hình 13-1 Diameter Proxy Agent định tuyến các bản tin dựa vào bảng định tuyến...........3
Hình 13-2 Diameter Redirect Agent...................................................................................3
Hình 13-3 Diameter Translation Agent..............................................................................3
Hình 13-4 Cấu trúc bản tin Diameter.................................................................................3

Hình 13-5 Cấu trúc header của Diameter...........................................................................3
Hình 13-6 Cấu trúc AVP....................................................................................................3
Hình 13-7 Lỗi giao thức trong Diameter............................................................................3
Hình 13-8 Lỗi ứng dụng trong giao thức Diameter............................................................3
Hình 13-9 Luồng lưu lượng kết nối các thực thể Diameter................................................3
Hình 14-1 Mơ hình cops....................................................................................................3
Hình 14-2 COPS giữa PDF và GGSN/SBC.......................................................................3
Hình 14-3 Cấu trúc bản tin COPS......................................................................................3
Hình 14-4 COPS header.....................................................................................................3
Hình 14-5 Object format của bản tin COPS.......................................................................3
Hình 15-1 Q trình chuẩn hóa MEGACO/H248..............................................................3
7


IP Multimedia Subsystem
Hình 15-2 MEGACO/H248 kết nối điều khiển Gateway...................................................3
Hình 15-3 Cấu trúc Gateway trong MEGACO/H248........................................................3
Hình 15-4 Luồng giao thức của MEGACO/H248..............................................................3

Danh sách các từ viết tắt 
Từ viết

Tiếng Anh

Nghĩa

Asymmetric Digital Subscriber Line
Attribute Value Pairs
Breakout gateway control function

Đường dây thuê bao số bất đối xứng
Cặp giá trị thuộc tính
Chức năng điều khiển cổng truyền

Bearer Independent Call Control

thông
Giao thức điều khiển cuộc gọi độc

BSC
CCF
CGI
COPS

Base Station Controller
Charging Collection Function
Common Gateway Interface
Common Open Policy Services

lập với kênh sóng mang
Chức năng điều khiển trạm gốc
Chức năng tính phí tổng hợp
Cổng giao diện chung
Dịch vụ chính sách mở chung

CPL
CS
DHCP

Call Processing Language

Circuit Switched
Dynamic Host Configuration

Ngôn ngữ xử lý cuộc gọi
Chuyển mạch mạch
Giao thức cấu hình động máy chủ

DNS
EAP

Protocol
Domain Name System
Extensible Authentication Protocol

Hệ thống phân giải tên miền
Giao thức chứng thực mở rộng

ETSI

European Telecommunication

Viện tiêu chuẩn viễn thông châu Âu

FQDN
FTTH

Standards Institute
Fully qualified domain name
Fiber To The Home

Tên miền đầy đủ
Cáp quang đến nhà dân

GGSN
GPRS

Gateway GPRS Support Node
General Packet Radio Service

Nút hổ trợ cổng GPRS
Dịch vụ vơ tuyến gói chung

GSM

Global System for Mobile

Hệ thống thơng tin di động tồn cầu

HSS
HTTP

communications
Home Subscriber Server
Hypertext Transfer Protocol

Máy chủ thuê bao thường trú
Giao thức truyền siêu văn bản

tắt
ADSL

AVP
BGCF
BICC

8


IP Multimedia Subsystem
IANA

Internet Assigned Numbers

Tổ chức cấp phát số hiệu Internet

Authority
ICID

IMS Charging ID

Mã tính phí trong IMS

IETF
IMSI

Internet Engineering Task Force
International Mobile Subscriber

Lực Lượng Quản Lý Kỹ Thuật
Khóa nhận dạng thuê bao di động

ISDN
LPDP
MCC
MG
MGC
MGCF

Identifier
Integrated Services Digital Network
Local Policy Decision Point
Mobile Country Code
Media gateway
Media gateway controller
Media gateway control function

quốc tế
Mạng dịch vụ số tích hợp
Điểm quyết định chính sách cục bộ
mã di động quốc gia
Cổng truyền thông
Điều khiển cổng truyền thông
Chức năng điều khiển cổng phương

MGW
MINE

Media gateway
Multipurpose Internet Mail

tiện

Cổng phương tiện
Mạng thư điện tử đa mục đích mở

MMS
MNC
MRFC

Extension
Multimedia Message Service
Mobile Network Code
Multimedia Resource Function

rộng
Dịch vụ tin nhắn đa phương tiện
Mã mạng di động
Chức năng điều khiển nguồn tài

Controller

nguyên

MRFP
MSC
MSIN

Media Resource Function Processor
Mobile Switching Center
Mobile Subscriber Identification

Chức năng xử lý nguồn tài nguyên

Trung tâm chuyển mạch di động
Số xác định thuê bao di động

NASREQ

Number
Network Access Server Application

Truy cập máy chủ ứng dụng

NASS
NMSI
OCF
OMA
OSP

Network Attachment Subsystem
National Mobile Station Identity
Online Charging Function
Open Mobile Alliance
Open Settlement Protocol

Phân hệ mạng bổ sung
Nhận dạng trạm di động quốc gia
Chức năng tính phí trực tuyến
Liên minh di động mở
Giao thức thanh toán mở

PDF
PDP

PEP

Policy Decision Function
Packet Data Protocol
Policy enforcement point

Chức năng quyết định chính sách
Giao thức dữ liệu gói
Điểm thực hiện chính sách
9


IP Multimedia Subsystem
PoC
PS
PSTN
RACS

Push-to-Talk over Cellular
Packet Switched
Public Switched Telephone Network
Resource Admission Control

Bộ đàm
Chuyển mạch gói
Mạng điện thoại cơng cộng tồn cầu
Chức năng xác nhận và điều khiển

RADIUS

Functionality
Remote Authentication Dial In User

tài nguyên
Dịch vụ chứng thực người dùng

R-SGW
RSVP
RTP

Service
Roaming Signaling Gateway
Resource Reservation Protocol
Realtime Transport Protocol

quay số từ xa
Cổng báo hiệu chuyển vùng
Giao thức lưu trữ tài nguyên mạng.
Giao thức điều khiển luồng dữ liệu

RTSP

Real Time Streaming Protocol

thời gian thực
Giao thức luồng dữ liệu thời gian

SAP

Session Advertisement Protocol

thực
Giao thức quảng cáo trong phiên kết

Session Border Controller

nối
Công nghệ điều khiển đường biên

SBLP
SCIP

Service Based Local Policy
Simple Conference Invitation

của phiên
Chính sách dịch vụ cục bộ cơ bản
Giao thức thiết lập hội nghị đơn giản

SCTP

Protocol
Stream Control Transmission

giao thức điều khiển truyền dòng

SDP
SGSN
A-RACF

Protocol
Session Description Protocol
Signaling GPRS support nút
Access Resource and admission

phương tiện
Giao thức mô tả phiên
Nút báo hiệu hổ trợ GPRS
Chức năng điều và khiển chấp nhận

S-PDF

Control Function
Serving Policy Decision Function

truy cập tài nguyên
Chức năng quyết định chính sách

Signaling gateway
Session Initial Protocol
Simple Network Time Protocol

dịch vụ
Cổng báo hiệu
Giao thức khởi tạo phiên
Giao thức đơn giản thời gian trong

Terminal Access Controller Access

mạng

Hệ thống truy cập và điều khiển từ

Control System

xa

SBC

SGW
SIP
SNTP
TACACS

10


IP Multimedia Subsystem
TCP
TISPAN

Transmission Control Protocol
Telecoms and Internet converged

Giao thức điều khiển truyền
Tổ chức tích hợp giao thức, dịch vụ

Services and Protocols for Advanced

mạng và viễn thông

TLS
T-SGW
UA
UAC
UAS
UE
UICC
URL
USIM

Networking
Transport layer Security
Transport Singnalling Gateway
User Agent
User Agent Client
User Agent Server
User Equipment
Universal Integrated Circuit Card
Universal Resource Locator
Universal Subscriber Identity

Bảo mật lớp vận chuyển
Cổng truyền báo hiệu
Người sử dụng
Thành phần người sử dụng
Thành phần máy chủ
Thiết bị người dùng
Thẻ tích hợp tồn cầu
Bộ định vị tài ngun toàn cầu
Module nhận dạng thuê bao toàn cầu

VoIP
XML

Module
Voice over Internet Protocol
Extensible Markup Language

Thoại trên nền giao thức Internet
Ngôn ngữ đánh dấu mở rộng

11


IP Multimedia Subsystem

Phần I: giới thiệu về hệ thống IMS
1. Tổng quan về hệ thống IMS
1.1 IMS là gì
Trong hai thập kỉ qua, các mạng cố định và di đông đã có một sự chuyển đổi lớn, đóng
vai trị khơng thể thiếu trong cuộc sống con người.Trong lĩnh vực di động, thế hệ đầu tiên
(1G) đã được giới thiệu vào thập niên 1980.Các mạng này cung cấp các dịch vụ cơ bản
cho người dùng, quan trọng nhất là truyền thoại và dịch vụ liên quan đến truyền thoại.
Thế hệ di động thứ 2 (2G) được ra đời vào những năm 1990 đưa ra một số dịch vụ dữ
liệu và các dịch vụ người dùng tinh vi hơn. Thế hệ di động thứ 3 (3G) (vừa được triển
khai tại Việt Nam không lâu) cho phép tốc độ truyền dữ liệu cao hơn và cung cấp các
dịch vụ đa phương tiện.Trong lĩnh vực điện thoại cố định, mạng điện thoại truyền thống
PSTN và mạng dịch vụ số tích hợp ISDN đã chiếm lĩnh thị trường về thoại và truyền
thông video.Trong những năm gần đây, Internet đã phát triển nhanh chóng và ngày càng
nhiều người dùng thấy được lợi ích của kết nối này. Internet ngày càng nhanh hơn, mạnh

hơn và giá thành thấp hơn như dịch vụ ADSL, FTTH, … Các kết nối này luôn được đảm
bảo thông suốt, giúp người dùng có thể sử dụng các dịch vụ yêu cầu thời gian thực như
chat, chơi game trực tuyến, VoIP, …
Tại thời điểm hiện tại, sự hội tụ giữa mạng di động và mạng cố định là một xu thế tất yếu.
Nhu cầu sử dụng cũng như sự phát triển vượt bật của cơng nghệ đã thúc đẩy sự gia tăng
nhanh chóng của các thiết bị di động. Các thiết bị ngày càng tích hợp nhiều tính năng tiên
tiến và kiểu dáng, màu sắc phù hợp với hầu hết mọi đối tượng như: màn hình hiển thị
chính xác hơn, to hơn, máy ảnh, máy nghe nhạc và nhiều tài nguyên cho các ứng dụng
khác. Thế hệ tiếp sau của nhiều thiết bị không chỉ đáp ứng các nhu cầu client-server cơ
12


IP Multimedia Subsystem
bản, mà còn các dịch vụ peer-to-peer, thuận lợi cho việc chia sẻ trình duyệt, chia sẻ bảng,
kinh nghiệm chơi games, trò chuyện hai chiều như bộ đàm (Push to talk Over Cellular) .
Để có thể truyền thơng với nhau, các ứng dụng trên nền IP phải có một cơ chế để đạt
được sự phù hợp với hệ thống mạng hiện có.Mạng điện thoại hiện tại cung cấp nhiệm vụ
chính là thiết lập kết nối.Trong mạng IP, khi có một yêu cầu thiết lập phiên, mạng có thể
thiết lập một mạng ad-hoc kết nối hai điểm.Điều này dẫn đến tình trạng các nhà cung cấp
dịch vụ và khai thác mạng tạo ra một môi trường cô lập, các dịch vụ đơn lẻ, khơng có
tính cạnh tranh và nhất là người dùng không thể đồng thời sử dụng các dịch vụ khác nhau
từ các nhà khai thác khác nhau trên một thiết bị.Thêm vào đó, các mạng truyền tải dữ liệu
không cần thời gian thực được sử dụng chủ yếu trong thế hệ Internet đầu tiên thì ngày
nay các dịch vụ thời gian thực (hoặc gần thực) với chất lượng dịch vụ QoS cao ngày càng
được phát triển rộng rãi.Hơn nữa, người dùng trong tương lai mong muốn có các dịch vụ
đa phương tiện chất lượng cao, mang tính cá nhân, có khả năng tương tác thời gian thực
mọi lúc mọi nơi trên mọi thiết bị sử dụng.Điều này đặt ra những yêu cầu mới cho kiến
trúc hạ tầng mạng viễn thơng.Trong bối cảnh đó, IMS được xem như là một giải pháp
hứa hẹn để thỏa mãn được các yêu cầu về hội tụ, tích hợp các dịch vụ trên một kết nối
cho một thế hệ mạng tương lai.

13


IP Multimedia Subsystem

Hình1-1Sự hội tụ mạng
IMS là một kiến trúc mạng nhằm tạo sự thuận tiện cho việc phát triển và phân phối các
dịch vụ đa phương tiện đến người dùng, bất kể là họ đang kết nối thông qua mạng truy
nhập nào. IMS hỗ trợ nhiều phương thức truy nhập như GSM, UMTS, CDMA2000, truy
nhập hữu tuyến băng rộng như cáp xDSL, cáp quang, cáp truyền hình, cũng như truy
nhập vô tuyến băng rộng WLAN, WiMAX. IMS tạo điều kiện cho các hệ thống mạng
khác nhau có thể vận hành cùng với nhau.IMS hứa hẹn mang lại nhiều lợi ích cho cả
người dùng lẫn nhà cung cấp dịch vụ. IMS đã và đang được tập trung nghiên cứu cũng
như thu hút được sự quan tâm lớn của giới công nghiệp …..

1.2 Đơi nét về q trình chuẩn hóa IMS
IMS được định hình và phát triển bởi diễn đàn cơng nghiệp 3GPP, thành lập năm 1999.
Kiến trúc ban đầu của IMS được xây dựng bởi 3GPP và sau đó đã được chuẩn hóa bởi
3GPP trong Release 5 cơng bố tháng 3 năm 2003. Trong phiên bản đầu tiên này, mục
14


IP Multimedia Subsystem
đích của IMS là tạo thuận lợi cho việc phát triển và triển khai dịch vụ mới trên mạng
thơng tin di động. Tiếp đến, tổ chức chuẩn hóa 3GPP2 đã xây dựng hệ thống CDMA2000
Multimedia Domain (MMD) nhằm hỗ trợ các dịch vụ đa phương tiện trong mạng
CDMA2000 dựa trên nền 3GPP IMS. Trong Release 6 của 3GPP IMS, cùng với khuynh
hướng tích hợp giữa mạng tế bào và mạng WLAN, mạng truy nhập WLAN đã được đưa
vào như một mạng truy nhập bên cạnh mạng truy nhập tế bào.

IMS khởi đầu như một chuẩn cho mạng vô tuyến. Tuy nhiên, cộng đồng mạng hữu tuyến,
trong quá trình tìm kiếm một chuẩn thống nhất, sớm nhận thấy thế mạnh của IMS cho
truyền thơng hữu tuyến. Khi đó ETSI đã mở rộng chuẩn IMS thành một phần của kiến
trúc mạng thế hệ tiếp theo NGN mà họ đang xây dựng. Tổ chức chuẩn hóa TISPAN trực
thuộc ETSI, với mục đích hội tụ mạng thơng tin di động và Internet, đã chuẩn hóa IMS
như một hệ thống con của NGN. Kết hợp với TISPAN, trong Release 7 của IMS, việc
cung cấp dịch vụ IMS qua mạng cố định đã được bổ sung. Năm 2005, phiên bản Release
1 của TISPAN về NGN được coi như một sự khởi đầu cho hội tụ cố định-di động trong
IMS. Gần đây, 3GPP và TISPAN đã có được một thỏa thuận để cho ra phiên bản Release
8 của IMS với một kiến trúc IMS chung, có thể hỗ trợ các kết nối cố định và các dịch vụ
như IPTV.
Đa phần các giao thức sử dụng trong IMS được chuẩn hóa bởi IETF, điển hình nhất là
giao thức khởi tạo phiên SIP. Rất nhiều các phát triển và cải tiến của SIP ra đời để hỗ trợ
các chức năng theo yêu cầu của hệ thống IMS đã được đề nghị và chuẩn hóa bởi IETF
như SIP hỗ trợ tính cước, bảo mật v.v… Bên cạnh IETF và TISPAN, một tổ chức chuẩn
hóa khác mà 3GPP hợp tác chặt chẽ trong việc phát triển IMS là Liên minh di động mở
OMA nhằm phát triển các dịch vụ trên nền IMS. Một trong những dịch vụ do OMA phát
triển là Push-to-Talk over Cellular (PoC) hay OMA SIMPLE Instant Messaging.

15


IP Multimedia Subsystem
1.3 Lợi ích IMS mang lại
Một trong những mục đích đầu tiên của IMS là giúp cho việc quản lý mạng trở nên dễ
dàng hơn bằng cách tách biệt chức năng điều khiển và chức năng vận tải thông tin.Một
cách cụ thể, IMS là một mạng phủ, phân phối dịch vụ trên nền hạ tầng chuyển mạch gói.
IMS cho phép chuyển dần từ mạng chuyển mạch mạch sang chuyển mạch gói trên nền
IP, tạo thuận lợi cho việc quản lý mạng thông tin di động. Việc kết nối giữa mạng cố định
và di động đã góp phần vào tiến trình hội tụ mạng viễn thơng trong tương lai. IMS cho

phép người dùng có thể sử dụng một hay nhiều loại thiết bị khác nhau, di chuyển từ mạng
này sang mạng khác mà vẫn có thể dùng cùng một dịch vụ.

Hìn
h 1-2IMS tách biệt chức năng điều khiển với các chức năng khác

16


IP Multimedia Subsystem
Kiến trúc IMS cung cấp nhiều dịch vụ gia tăng cho nhà cung cấp mạng, người phát triển
ứng dụng, người cung cấp dịch vụ cũng như người sử dụng các thiết bị đầu cuối. Kiến
trúc IMS giúp các dịch vụ mới được triển khai một cách nhanh chóng với chi phí thấp.
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. Khách hàng sẽ chỉ nhận một bảng tính
cước phí duy nhất từ một nhà cung cấp mạng. IMS hứa hẹn mang đến nhiều dịch vụ đa
phương tiện theo yêu cầu và sở thích của từng khách hàng.
Với IMS, nhà cung cấp mạng sẽ không chỉ làm công tác truyền tải thông tin một cách
đơn thuần mà trở thành tâm điểm trong việc phân phối dung lượng thông tin trong mạng,
đóng vai trị quan trọng trong việc đảm bảo chất lượng dịch vụ (QoS) cũng như kịp thời
thay đổi để đáp ứng các tình huống khác nhau của khách hàng.
Tóm lại, IMS tạo thuận lợi cho các nhà cung cấp dịch vụ trong việc xây dựng và triển
khai các ứng dụng mới, giúp nhà cung cấp mạng giảm chi phí triển khai, vận hành và
quản lý, đồng thời tăng lợi nhuận nhờ các dịch vụ mới và những dịch vụ mới hướng đến
sự tiện lợi cho khách hàng.

17

IP Multimedia Subsystem

Phần II: các thành phần trong hệ thống IMS
2. Thiết bị đầu cuối UE
Là thiết bị đầu cuối thực hiện các yêu cầu dịch vụ. Người dùng sử dụng các thiết bị này
để giao tiếp với mạng và thực hiện các dịch vụ. Ở trạng thái bình thường, UE chứa thông
tin về: địa chỉ của P-CSCF, tên miền Home Network, thuật tốn mã hóa, bảo mật, khóa
nhận dang thuê bao chung và khóa nhận dạng thuê bao riêng. Phần địa chỉ P-CSCF và
thuật tốn mã hóa, bảo mật sẽ được trình bày ở những phần sau. Chúng ta sẽ tìm hiểu về
khóa nhận dạng người dùng

2.1 Nhận dạng người dùng
2.1.1

Khóa nhận dạng người dùng riêng

Mỗi người dùng trong phân hệ IMS đều có một khóa nhận dạng người dùng riêng.Khóa
này được cung cấp bởi nhà điều hành mạng, được sử dụng trong thủ tục đăng ký, chứng
thực, quản lý th bao và tính cước. Khóa nhận dạng người dùng riêng có những đặc tính
sau:
 Khơng được sử dụng để định tuyến các bản tin SIP.
 Khóa nhận dạng người dùng riêng chứa các thông tin phục vụ cho việc đăng ký
(bao gồm cả đăng ký lại và xóa đăng ký) người dùng vào IMS Home Network.
 Khóa nhận dạng người dùng riêng được chứa trong ISIM và HSS.
 Là mã nhận dạng toàn cầu duy nhất và cố định ứng với UE. Do đó, khóa này dùng
để xác định UE, khơng phải xác định th bao.
 Khóa này giống như IMSI trong mạng GSM

18

IP Multimedia Subsystem
2.1.2

Khóa nhận dạng người dùng chung

Mỗi người dùng trong phân hệ IMS có thể có một hoặc nhiều khóa nhận dạng người dùng
chung. Khóa này được người dùng sử dụng khi truyền thơng với các người dùng
khác.Khóa này được cơng khai và có thể trao đổi với người dùng khác thông qua danh
bạ, trang web hoặc business card. Trong giai đoạn đầu triển khai IMS, vẫn còn tồn tại
những mạng khác nhau như PSTN/ISDN, GSM, Internet,…. Do đó, người dùng IMS
phải truyền thông được với người dùng ở các mạng này. Để đáp ứng nhu cầu này, mỗi
người dùng IMS sẽ có thêm một số viễn thơng, ví dụ: +840975975975 để liên lạc với
miền CS và có địa chỉ URL để giao tiếp với người dùng Internet, ví dụ:
Khóa nhận dạng người dùng chung có các đặc điểm sau:
 Khóa này có thể được tạo nên từ số điện thoại hoặc tên miền trên internet, do nhà
khai thác mạng qui định.Khóa này có thể được sử dụng như SIP URL, được định
nghĩa trong IETF RFC 3261 và IETF RFC 2396.
 Một ISIM lưu trữ ít nhất một khóa nhận dạng người dùng chung.
 Khóa này khơng được sử dụng trong q trình chứng thực th bao.
 Khóa nhận dạng người dùng chung phải được đăng ký trước khi khởi tạo phiên
IMS và những phiên không liên quan thủ tục như bản tin: MESSAGE,
SUBSCRIBE, NOTIFY,….
 Có thể đăng ký nhiều khóa nhận dạng người dùng chung trong cùng một yêu cầu
đăng ký từ UE. Để đăng ký khóa nhận dạng người dùng chung của một người
dùng, ta phải mất một khoảng thời gian. Do đó, nếu người dùng có 4 khóa nhận
dạng người dùng chung thì phải mất khoảng thời gian nhiều hơn 4 lần. Để khắc
phục điều này, tổ chức 3GPP đã phát triển phương pháp đăng ký nhiều khóa nhận
dạng người dùng chung trong cùng một yêu cầu đăng ký gọi là đăng ký ẩn. Để
thực hiện đăng ký ẩn, UE gởi bản tin SUBSCRIBE yêu cầu đăng ký ẩn đến SCSCF. Khi S-CSCF nhận được bản tin này, nó sẽ đáp ứng lại bằng bản tin

NOTIFY chấp nhận đăng ký ẩn.
19


IP Multimedia Subsystem

2.1.3

Tạo khóa nhận dạng người dùng để truyền thông với mạng khác

Trong phần trên ta đã đề cập đến khái niệm khóa nhận dạng người dùng.Các khóa này
được lưu trong IMSI của UE.Khi hệ thống IMS được triển khai, có rất nhiều UE đã và
đang sử dụng thuộc các miền CS và PS khác nhau mà không hỗ trợ ứng dụng IMSI. Do
vậy, một cơ chế để truy cập vào IMS mà không cần IMSI đã được phát triển.
Trong mơ hình này, khóa nhận dạng người dùng chung, khóa nhận dạng người dùng
riêng, tên miền sẽ được tạo ra từ các thông số của IMSI. Cơ chế này thích hợp với những
UE có USIM.
2.1.3.1 Tạo ra khóa khóa nhận dạng người dùng riêng
Theo 3GPP [TS 23.003] IMSI có cấu trúc như sau:

Hình 2-3Cấu trúc IMSI
Các thơng số bao gồm:
 MCC: mã di động quốc gia, gồm 3 số
Vd: MCC của việt nam là 452
20