thiết kế hệ thống IMS trong NGN, chương 2 potx

Chương 2: Phân hệ IMS trong kiến
trúc NGN
2.2.1 Tổng quan IMS
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 giữa thoại, video, audio với dữ liệu v
à
h
ội tụ truy nhập giữa 2G, 3G và 4G với mạng không dây.
IMS được thiết kế dựa tr
ên SIP cho phép truyền bất kì phương
tiện truyền thông nào như thoại, video hay dữ liệu qua bất kì mạng
nào.
Phân h
ệ mạng lõi đa phương tiện IP bao gồm tất cả các thành
ph
ần mạng lõi (CN) để cung cấp các dịch vụ đa phương tiện IP.
Các thành ph
ần này bao gồm tất cả các thành phần liên quan đến
mạng báo hiệu và mạng mang như đã xác định ở 3GPP TS 23. 002:
"Network Architecture". Dịch vụ đa phương tiện IP được dựa trên
kh
ả năng điều khiển phiên, các mạng mang đa phương tiện, các
tiện ích của miền chuyển mạch gói (PS) do IETF xác định.
Để các đầu cuối đường dây có thể truy nhập độc lập với vận
hành và bảo dưỡng qua mạng Internet, phân hệ đa phương tiện IP
đ

ã cố gắng tương thích với các chuẩn IETF (chuẩn Internet). Trong
một số trường hợp là lấy chuẩn giao thức của IETF do đó các giao
diện này tương thích hợp lý với các chuẩn Internet ví dụ như giao
thức SIP. . . .
Phân hệ mạng lõi đa phương tiện IP cho phép các nhà vận hành
m
ạng di động mặt đất PLMN sẵn sàng phục vụ các dịch vụ đa
phương tiện cho khách hàng của họ bằng cách xây dựng lên các
ứng dụng, các dịch vụ với các giao thức Internet. Ở đây không có
mục đích là để chuẩn hóa các dịch vụ trong phạn vi của phân hệ
IM CN, mà mục đích chính là để các dịch vụ sẽ được phát triển do
các nhà khai thác mạng PLMN và hiệp hội các nhà cung cấp thứ ba
khác bao gồm cả không gian Internet đang sử dụng và phân hệ IM
CN. Phân hệ IM CN có thể cho phép hội tụ để truy nhập thoại,
hình ảnh, video, bản tin, dữ liệu và web dựa trên các công nghệ
cho người dùng đầu cuối không dây, v
à có thể phối hợp sự phát
triển về Internet với sự phát triển của truyền thông di động.
Giải pháp cuối cùng để có thể hỗ trợ các ứng dụng đa phương
tiện IP gồm có các đầu cuối, mạng truy nhập vô tuyến GERAN
hoặc UTRAN, mạng lõi GPRS tiên tiến, và các thành phần chức
năng đặc biệt của phân hệ IM CN được mô tả trong đồ án n
ày.
S
ự khác biệt của IMS với kiến trúc mạng truyền thống là lớp
ứng dụng v
à chuyển mạch rất gần với mạng truy nhâp, với kiến
trúc này nó có thể áp dụng cho bất kì mạng truy nhập nào như 3G,
Wifi, DSL, cable …
Các nhà cung c

ấp dịch vụ viễn thông đang chuyển dịch vụ thoại
truyền thống sang VoIP để tối ưu cho giá thành đầu tư và giá thành
dịch vụ. Tuy nhiên nếu chỉ chuyển sang mỗi mạng VoIP thì vẫn
không đủ để giải quyết hết những lo âu về giá thành đầu tư, giá
cước thu nhập v
à còn phải tăng nhiều chi phí mới. Khi dịch vụ
thoại chuyển sang mạng IP, nó sẽ trở thành một phần của bộ các
dịch vụ truyền thông hướng kết nối đa phương tiện thời gian thực
chạy trên mạng IP và cùng chia sẽ một sự sắp xếp client-server
chung như dịch vụ tin khẩn, cuộc gọi khẩn, hội nghị mạng và các
d
ịch vụ VoIP, 3G … Thêm vào đó để VoIP có thể hỗ trợ lớp các
dịch vụ mới như dich vụ đa phương tiện, dịch vụ tích hợp thì cần
có một nền tảng chuyển tiếp dịch vụ mới. Nền tảng ở đây được
chọn chính là IMS (IP Multimedia Subsystem) do 3GPP định
nghĩa và phát triển. Giải pháp của họ là thoại thế hệ kế tiếp với hệ
thống dữ liệu, phần mềm và các dịch vụ chuyên nghiệp, để đáp
ứng mạng cần hoạt động cả mạng đường dây v
à mạng không dây.
Tuy nhiên để các th
ành phần này hội tụ với các lớp dịch vụ mới
và đảm
bảo QoS thì mạng phải có một kiến trúc dịch vụ phù hợp
và có khả năng để hỗ trợ cho:
 Tách lớp đầu cuối và truyền tải khỏi lớp điều khiển phiên.
 Quản lí phiên qua các dịch vụ thời gian thực
 Tương thích với dịch vụ mạng thông minh tiên tiến.
 Tương tác trong suốt với các mạng TDM trước đây.
 Hội tụ dịch vụ mạng không dây và dịch mạng đường dây.
 Pha trộn thoại với các dịch vụ thời gian thực.

 Thống nhất kĩ thuật để chia sẻ thông tin thộc tính người dùng
qua d
ịch vụ
 Thống nhất kĩ thuật để nhận thực và quảng bá người dùng
đầu cuối.
 Mở ra giao diện chuẩn và giao diện lập trình ứng dụng
3GPP, ETSI và diễn đàn Parlay định nghĩa kiến trúc dịch vụ
IMS để hỗ trợ các y
êu cầu đã nói đến trước đây qua phiên bản sau:
P-CSCF
CSCF
MGCF
HSS
Cx
M¹ng ®a ph-¬ng tiÖn IP
IMS
-
MGW
PSTN
Mn
Mb
Mg
Mm
MRFP
Mb
Mr
Mb
M¹ng b¸o hiÖu di
®éng kÕ thõa
CSCF

Mw
Mw
Gm
BGCF
Mj
Mi
BGCF
Mk Mk
C, D,
Gc, Gr
UE
Mb
Mb
Mb
MRFC
SLF
Dx
M
p
PSTN
PSTN
Gq
Ph©n hÖ IM
Hình 2. 3: Sơ đồ kiến trúc IMS của 3GPP
Và kiến trúc IMS mức cao khi nó được đặt trong mạng cùng với
các giao diện tương ứng như sau:
UE
UE
BSS GERAN
RNC UTRAN

SGSN
GGSN
P-CSCF I-CSCF S-CSCF
MGCF BGCF
MGW T-SGW
MRFC
MRFP
SLF
HSS
M¹ng di ®éng kÕ thõa
Server øng dông
M¹ng IMS ngoµi
M¹ng PSTN kÕ thõa
R-SGW
HLR
Cx Cx
ISC
MRF
Ms
Mr
Mi
Mg
Mj
MwMw
Mm
Mm
Mk
Mp
Dx
Mh

Sh
Gi
Gc
Gr
D÷ liÖu vµ b¸o hiÖu
B¸o hiÖu
Iu
Iu
Go
Hình 2. 4: Kiến trúc IMS trong NGN
TÓM LẠI: IMS trong NGN thực hiện 3 chức năng chính:
 Hội tụ mạng di động và mạng cố định
 Hội tụ dịch vụ. Cung cấp dịch vụ truyền thông đa phương
tiện trên nền gói IP
 Hội tụ đầu cuối.