thiết kế hệ thống IMS trong NGN, chương 3 ppt

Chương 3: Chức năng các phần tử trong
IMS
CSCF có thể có một số vai trò khác nhau khi được sử dụng
trong phân hệ đa phương tiện IP. Nó có thể hoạt động như một
Proxy-CSCF (P-CSCF), như một Serving-CSCF (S-CSCF), và có
th
ể như một Interrogating-CSCF (I-CSCF). Hình sau thể hiện kiến
trúc CSCF với các giao diện của nó.
Hình 2. 5: Kiến trúc các CSCF
2.2.2.1 P-CSCF (Proxy-CSCF)
P-CSCF là điểm giao tiếp đầu tiên trong phân hệ IM CN. Địa
chỉ của nó được UE phát hiện sau khi tích cực thành công một PDP
Context. P-CSCF xử lí như một người đại diện ví dụ tiếp nhận hay
yêu cầu rồi phục vụ hoặc gửi chúng đi. P-CSCF sẽ không thay đổi
các URI yêu cầu trong bản tin INVITE SIP. P-CSCF có thể cư xử
như một UA nhưng nó có thể kết thúc độc lập với giao dịch SIP.
Chức năng điều khiển hợp đồng (PCF) là một thực thể logic của P-
CSCF.
P-CSCF th
ực hiện các chức năng sau:
 Chuyển tiếp yêu cầu đăng kí SIP nhận được từ UE tới một I-
CSCF đã xác định sử dụng tên miền mạng nhà khi được UE
cung cấp.
 Chuyển tiếp một bản tin SIP nhận được từ UE tới một Server
SIP (e.g S-CSCF) với tên của P-CSCF đã nhận được từ thủ
tục đăng kí.
 Gửi đáp ứng hoặc yêu cầu tới UE.
Phát hiện hoặc điều khiển các yêu cầu thiết lập phiên khẩn cấp như
các thủ tục điều khiển lỗi.
 Phát ra các CDRs.
 Bảo dưỡng hệ thống bảo mật giữa nó và UE

 Thực hiện nén hoặc giải nén các bản tin SIP
 Trao quyền quản lí mạng mang và quản lí QoS
2.2.2.2 I-CSCF (Interrogating-CSCF )
I-CSCF là điểm giao tiếp trong phạm vi mạng của nhà khai thác
cho t
ất cả các kết nối tới thuê bao của nhà khai thác mạng, hoặc
một thuê bao chuyển mạng hiện tại nằm trong phạm vi vùng phục
vụ của nhà khai thác mạng. Trong một mạng có thể có nhiều I-
CSCF.
I-CSCF th
ực hiện các chức năng sau:
 Đăng kí.
 Phân bổ một S-CSCF cho một người dùng thực hiện
đăng kí SIP.
 Các luồng liên quan đến phiên và không liên quan đến phiên
 Định tuyến yêu cầu SIP nhận được từ mạng khác tới S-
CSCF.
 Nhận địa chỉ của S-CSCF từ HSS.
 Gửi yêu cầu hoặc đáp ứng SIP tới S-CSCF đã xác định
trong bước tr
ên.
 Sử dụng tài nguyên và thanh toán.
 Phát ra các CDRs
 Cổng liên mạng ẩn cấu hình: trong việc thực hiện các chức
năng trên nhà khai thác có thể sử dụng chức năng cổng li
ên
m
ạng ẩn cấu hình (THIG) trong I-CSCF hoặc kĩ thuật khác
để ẩn cấu h
ình và khả năng của mạng khỏi các mạng ngoài.

Khi m
ột I-CSCF được chọn để ẩn cấu hình thì để truyền
phiên qua các miền mạng khác nhau I-CSCF(THIG) sẽ gửi
yêu cầu hoặc đáp ứng SIP tới I-CSCF(THIG) khác được phép
vận hành và bảo dưỡng độc lập cấu hình.
2.2.2.3 S-CSCF (Serving-CSCF)
S-CSCF thực hiện dịch vụ điều khiển phiên cho UE. Nó bảo
dưỡng trạng thái một phi
ên khi cần thiết để nhà khai thác mạng hỗ
trợ các dịch vụ. Trong phạm vi mạng của nhà khai thác các S-
CSCF khác nhau có th
ể có các chức năng khác nhau. S-CSCF thực
hiện các chức năng như sau:
 Đăng kí
 Có thể xử lí như một REGISTRAR, nó tiếp nhận yêu
c
ầu đăng kí và thiết lập thông tin khả dụng cho nó qua
server vị trí (e.g HSS).
 Lưu lượng liên quan đến phiên và không liên quan đến phiên
 Điều khiển phiên cho các đầu cuối đã đăng kí. Nó sẽ từ
chối truyền thông IMS từ/ tới nhận dạng người dùng
chung đã bị ngăn chặn khỏi IMS sau khi đã hoàn thành
các th
ủ tục đăng kí.
 Nó có thể xử lí như một Proxy Server, nó tiếp nhận các
yêu cầu và phục vụ tại chỗ hoặc gửi chúng đi.
 Nó có thể xử lí như một UA. Nó có thể kết thúc mà
không ph
ụ thuộc vào phiên giao dịch SIP.
 Tương tác với mặt bằng dịch vụ để hỗ trợ các loại dịch

vụ.
 Cung cấp cho các điểm đầu cuối bằng việc cung cấp
các thông tin.
 Thay mặt cho một điểm đầu cuối khởi tạo (e.g thuê bao
kh
ởi tạo hoặc UE)
o Nhận địa chỉ của I-CSCF từ cơ sở dữ liệu để nhà khai
thác m
ạng phục vụ thuê bao đích từ tên người dùng
đích (e.g Số điện thoại được quay hoặc URL SIP), khi
thuê bao đích là khách từ một nh
à khai thác mạng
khác gửi yêu cầu hoặc đáp ứng SIP tới I-CSCF đó.
o Khi tên của thuê bao đích (số điện thoại được quay
hoặc URL SIP) và thuê bao khởi tạo là khách của
cùng một nhà khai thác mạng gửi yêu cầu hoặc đáp
ứng SIP tới một I
-CSCF trong phạm vi mạng của nhà
khai thác.
o Phụ thuộc vào chính sách của nhà khai thác mà yêu
c
ầu hoặc đáp ứng SIP gửi tới server SIP khác đặt
trong phạm vi một miền ISP bên ngoài phân hệ IM
CN.
o Gửi yêu cầu hoặc đáp ứng SIP tới BGCF để định
tuyến cuộc gọi tới miền PSTN hoặc miền chuyển
mạch kênh.
 Thay mặt điểm đầu cuối đích (thuê bao kết cuối hoặc
UE)
o Gửi đáp ứng hoặc yêu cầu SIP tới một P-CSCF cho

th
ủ tục MT tới một thuê bao nhà trong phạm vi mạng
nhà, hoặc cho một thuê bao chuyển mạng trong phạm
vi mạng khách mà ở đó mạng nhà không có một I-
CSCF trong tuy
ến.
o Gửi đáp ứng hoặc yêu cầu SIP tới một I-CSCF trong
th
ủ tục MT cho thuê bao chuyển mạng trong phạm vi
một mạng khách mà ở đó mạng nhà không có I-CSCF
trong tuy
ến này.
o Gửi đáp ứng hoặc yêu cầu SIP tới một BGCF để định
tuyến cuộc gọi tới PSTN hoặc miền chuyển mạch
kênh.
 Sử dụng tài nguyên và thanh toán
 Phát ra các CDRs
2.2.2.4 BGCF (Breakout Gateway Control Function)
Chức năng điều khiển cổng chuyển mạng (BGCF) lựa chọn
mạng PSTN hoặc mạng chuyển mạch kênh (CSN) mà lưu lượng sẽ
được định tuyến sang. Nếu BGCF xác định được rằng lưu lượng
chuyển mạng đó sẽ tới mạng PSTN hay CSN nằm trong cùng
m
ạng với BGCF thì nó sẽ lựa chọn một MGCF để đáp ứng cho liên
m
ạng với PSTN hay CSN. Nếu lưu lượng chuyển sang mạng
không nằm cùng với BGCF thì BGCF sẽ gửi báo hiệu phiên này
t
ới BGCF đang quản lí mạng đích đó.
BGCF thực hiện các chức năng như sau:

 Nhận yêu cầu từ S-CSCF để lựa chọn một điểm chuyển lưu
lượng ph
ù hợp sang PSTN hay CSN
 Lựa chọn mạng đang tương tác với PSTN hay CSN. Nếu như
sự tương tác ở trong một mạng khác thì BGCF sẽ gửi báo
hiệu SIP tới BGCF của mạng đó. Nếu như sự tương tác nằm
trong một mạng khác và nhà khai thác yêu cầu ẩn cấu hình
m
ạng đó thì BGCF gửi báo hiệu SIP thông qua một I-
CSCF(THIG) v
ề phía BGCF của mạng đó.
 Lựa chọn MGCF trong mạng đang tương tác với PSTN hoặc
CSN và gửi báo hiệu SIP tới MGCF đó. Điều này không thể
sử dụng khi tương tác nằm trong một mạng khác.
 Đưa ra các CDRs
BGCF có thể sử dụng thông tin nhận được từ các giao thức khác
hoặc sử dụng thông tin quản lí khi lựa chọn mạng sẽ tương tác.
2.2.2.5 HSS (Home subscriber Server)
Đây là cơ sở dữ liệu chung cho tất cả các người dùng, nó chứa
cả HLR trong thể thức mạng GPRS. Nó chịu trách nhiệm lưu trữ
danh sách các đặc điểm v
à thuộc tính dịch vụ của người dùng đầu
cuối. Danh sách này được sử dụng để kiểm tra vị trí và các biện
pháp truy nhập thuê bao. Nó cung cấp thông tin thuộc tính người
dùng một cách trực tiếp hoặc thông qua các server. Thuộc tính thuê
bao lưu trữ gồm: nhận dạng người dùng, dịch vụ đã thuê bao,
thông tin trao quy
ền. HSS chứa các chức năng đa phương tiện IP
để truyền tải thông tin tới các thực thể thích hợp trong mạng l
õi để

thiết lập cuộc gọi/ phiên, an ninh, trao quyền vv. Nó cũng truy
nhập vào các server nhận thực như AUC, AAA.
2.2.2.6 MGCF (Media Gateway Control Function)
Thành phần này là điểm kết cuối cho PSTN/ PLMN cho một
mạng xác định.
MGCF thực hiện các chức năng sau:
 Điều khiển trạng thái cuộc gọi gắn liền với điều khiển kết nối
cho các kênh phương tiện trong một MGW
 Truyền thông với CSCF
 MGCF lựa chọn CSCF phụ thuộc vào số định tuyến cho các
cuộc gọi lối vào từ các mạng kế thừa
 Thực hiện chuyển đổi giao thức giữa mạng kế thừa (ví dụ
ISUP, R1/ R2 vv) và các giao thức điều khiển cuộc gọi mạng
R00
 Giải sử MGCF nhận được thông tin ngoài băng thì nó có thể
chuyển tiếp thông tin này tới CSCF/ MGW
2.2.2.7 MRF (Multimedia resource function)
Kiến trúc liên quan đến chức năng tài nguyên đa phương tiện
(MRF) được thể hiện trong hình như sau:
Hình 2. 6: Kiến trúc MRF
MRF được phân tách thành bộ điều khiển chức năng tài nguyên
đa phương tiện MRFC và bộ xử lí chức năng tài nguyên đa phương
tiện MRFP như hình vẽ trên thể hiện.
Nhiệm vụ của của MRFC như sau:
 Điều khiển tài nguyên phương tiện trong MRFP
 Dịch thông tin đến từ AS và S-CSCF (Ví dụ nhận dạng
phiên) để điều khiển MRFP một cách ph
ù hợp
Nhiệm vụ của MRFP như sau:
 Điều khiển phần mang giữa MRFP và GGSN

 Cung cấp tài nguyên để MRFC điều khiển
 Trộn các luồng phương tiện lối vào
 Tài nguyên luồng phương tiện
 Xử lí luồng phương tiện
2.2.2.8 IMS-MGW (IP multimedia sbsystem-Media gateway
function)
Một IMS-MGW có thể kết thúc các kênh mang từ mạng chuyển
mạch kênh và các luồng phương tiện từ mạng chuyển mạch gói (ví
dụ dòng RTP trong mạng IP). IMS-MGW có thể hỗ trợ chuyển đổi
phương tiện điều khiển mang v
à xử lí tải trọng (ví dụ mã hóa, triệt
vọng, cầu hội nghị). Nó có thể:
 Tương tác với MRCF để điều khiển tài nguyên
 Tự nó điều khiển tài nguyên như triệt tiếng vọng…
 Có thể cần phải mã hóa
IMS-MGW s
ẽ được cung cấp tài nguyên cần thiết để hỗ trợ các
phương tiện truyền tải UMTS/ GSM. Hơn nữa IMS
-MGW còn
ph
ải bổ sung thêm nhiều bộ mã hóa và các giao thức khung và hỗ
trợ các chức năng đặc tả di động.
2.2.2.9 SGW (Signalling gateway function)
Chức năng cổng báo hiệu được sử dụng để kết nối các mạng báo
hiệu khác nhau ví dụ mạng báo hiệu SCTP/ IP và mạng báo hiệu
SS7. Chức năng cổng báo hiệu có thể triển khai như một thực thể
đứng một m
ình hoặc bên trong môj thực thể khác. Các luồng phiên
trong đặc tả này không thể hiện SGW nhưng khi làm việc với
PSTN hay miền chuyển mạch kênh thì cần có một SGW để chuyển

đổi truyền tải báo hiệu. SGW được triển khai như hai node logic
sau:
Cổng báo hiệu chuyển mạng (R-SGW)
Vai trò của R-SGW liên quan đến chuyển mạng từ/ tới miền
chuyển mạch kênh 2G/ R99 và miền GPRS tới/ từ miền dịch vụ
thoại MUTS R00 và miền GPRS UMTS. Để chuyển mạng đúng
cách R-SGW thực hiện chuyển đổi báo hiệu tại lớp transport
Cổng báo hiệu truyền tải T-SGW (Transport Singnalling Gateway)
Thành phần này trong mạng R4/5 là các điểm kết cuối PSTN/
PLMN trong một mạng xác định. Nó ánh xạ báo hiệu cuộc gọi từ/
tới PSTN/ PLMN lên mạng mang IP và gửi nó từ/ tới MGCF.