BÁO HIỆU TRONG IMS

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP.HCM
KHOA:ĐIỆN-ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG

BÁO CÁO CHUYỂN MẠCH & BÁO HIỆU
ĐỀ TÀI:

BÁO HIỆU TRONG IMS
GVHD : TH.S LẠI NGUYỄN DUY
NHÓM: 7
LỚP :
TP.HCM, 4-2018
www.themegallery.com

Company Logo


Contents

2


1.Kiến trúc phân hệ IMS
1.1. Mô hình kiến trúc IMS
-Mục tiêu của kiến trúc IMS là cung cấp nhiều giá trị gia
tăng hơn 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.
-Một mạng IMS được định nghĩa trong một kiến trúc mặt
phẳng ngang gồm 3 lớp chức năng:

3


1.Kiến trúc phân hệ IMS
1.1. Mô hình kiến trúc IMS
+ Lớp đầu tiên là lớp mang:
Lớp này truyền tải dung lượng báo hiệu và các luồng
lưu lượng đa phương tiện. Lớp này bao gồm các thiết
bị phần cứng như thiết bị chuyển PTIT 115 mạch, bộ
định tuyến và các thực thể xử lý phương tiện như cổng
đa phương tiện hay máy chủ phương tiện. IMS đóng
vai trò như một lớp truy nhập không phụ thuộc mạng
để kết nối đến nhiều loại mạng khác nhau hiện có.

4


1.Kiến trúc phân hệ IMS
1.1. Mô hình kiến trúc IMS
+ Lớp thứ hai trong kiến trúc IMS là lớp điều khiển:
Bao gồm các phần tử của mạng báo hiệu như CSCF, HSS,
MGCF…để hỗ trợ điều khiển phiên chung, điều khiển phương
tiện và chức năng điều khiển truy nhập qua các giao thức báo
hiệu như SIP, Diameter, H248. Lớp điều khiển là chức năng
cốt lõi của IMS để truyền thông báo hiệu và các yêu cầu điều
khiển tới các thành phần thiết bị trong phiên.

5

1.Kiến trúc phân hệ IMS
1.1. Mô hình kiến trúc IMS
+ Lớp thứ 3 trong kiến trúc IMS là lớp dịch vụ:
Lớp này bao gồm các Server ứng dụng như server ứng dụng
SIP, Server truy nhập dịch vụ mở bên thứ 3 và các điểm điều
khiển dịch vụ mở kế thừa từ các hệ thống truyền thống. IMS
đưa ra các điều khiển dịch vụ thông qua mạng thuê bao nhà,
các thành phần của mạng báo hiệu được phân phối trong lớp
dịch vụ và lớp điều khiển.

6


1.Kiến trúc phân hệ IMS
1.2. Các thành phần chức năng
1.2.1. Thực thể chức năng điều khiển phiên cuộc gọi (CSCF)
- Thực thể chức năng điều khiển phiên cuộc gọi (CSCF) thực chất
là một máy chủ SIP và đóng vai trò trung tâm của IMS. CSCF có
nhiệm vụ xử lý báo hiệu SIP trong IMS.
-Có ba loại chức năng điều khiển phiên khác nhau:
+ CSCF uỷ quyền (ProxyCSCF: P-CSCF)
+ CSCF phục vụ (Serving-CSCF: S-CSCF)
+ CSCF tham vấn (Interrogating-CSCF: I-CSCF)

7


1.Kiến trúc phân hệ IMS
1.2. Các thành phần chức năng

1.2.1. Thực thể chức năng điều khiển phiên cuộc gọi (CSCF)
 CSCF đại diện (ủy quyền):
+ P-CSCF là điểm kết nối, giao tiếp đầu tiên của các thuê bao
trong hệ thống IMS. Có nghĩa là tất cả lưu lượng báo hiệu SIP từ
UE sẽ được gửi tới P-CSCF.
+ P-CSCF thực hiện các chức năng sau:
Chuyển tiếp các yêu cầu SIP REGISTER tới CSCF truy vấn (ICSCF) dựa trên tên miền do UE cung cấp.
Chuyển tiếp các yêu cầu và đáp ứng SIP của UE tới CSCF phục
vụ (S-CSCF).
Chuyển tiếp các yêu cầu và đáp ứng SIP tới UE.
Phát hiện các yêu cầu thiết lập phiên.
8


1.Kiến trúc phân hệ IMS
1.2. Các thành phần chức năng
1.2.1. Thực thể chức năng điều khiển phiên cuộc gọi (CSCF)
 CSCF đại diện (ủy quyền):
 Tạo thông tin tính cước để gửi cho nút tính cước CCF.
 Bảo vệ toàn vẹn báo hiệu SIP và duy trì liên kết ảo mật giữa
UE và P-CSCF. Chức năng này được cung cấp bởi giao thức
bảo mật IPsec và tải tin bảo mật đóng gói ESP.
 Nén và giải nén các bản tin SIP từ UE. P-CSCF hỗ trợ nén
bản tin dựa trên ba RFC: [RFC3320], [RFC3485] và
[RFC3486].
9


1.Kiến trúc phân hệ IMS
1.2. Các thành phần chức năng

1.2.1. Thực thể chức năng điều khiển phiên cuộc gọi (CSCF)
 CSCF đại diện (ủy quyền):
 Chức năng kiểm tra phương tiện. P-CSCF có thể kiểm tra
nội dung tải tin giao thức mô tả phiên (SDP) và kiểm tra
xem nó chứa các loại phương tiện hay codec. Khi SDP
không phù hợp với chính sách của nhà khai thác thì PCSCF sẽ loại bỏ yêu cầu và gửi bản tin báo lỗi SIP tới UE.

10


1.Kiến trúc phân hệ IMS
1.2. Các thành phần chức năng
1.2.1. Thực thể chức năng điều khiển phiên cuộc gọi (CSCF)
 CSCF đại diện (ủy quyền):
 Duy trì bộ định thời phiên. Các bộ định thời phiên cho phép
P-CSCF phát hiện và giải phóng tài nguyên do các phiên đang
bị treo chiếm dụng. PTIT 118
 Tương tác với chức năng quyết định chính sách (PDF). PDF
chịu trách nhiệm triển khai chính sách vùng theo dịch vụ
(SBLP). Trong Release 5, PDF là một thực thể logic của PCSCF, còn trong Release 6 PDF đứng riêng một mình.

11


1.Kiến trúc phân hệ IMS
1.2. Các thành phần chức năng
1.2.1. Thực thể chức năng điều khiển phiên cuộc gọi (CSCF)
 CSCF truy vấn:
CSCF truy vấn (I-CSCF) là một SIP Proxy nằm tại biên giới
của vùng quản lý. Địa chỉ của các I-CSCF trong một miền sẽ

đƣợc liệt kê trong các bản ghi DNS của miền đó.
-I-CSCF thực hiện các chức năng sau:
 Liên lạc với HSS để thu được tên của S-CSCF đang phục
vụ khách hàng.
 Đăng ký (gán) một S-CSCF dựa trên dung lượng nhận
được từ HSS.
12


1.Kiến trúc phân hệ IMS
1.2. Các thành phần chức năng
1.2.1. Thực thể chức năng điều khiển phiên cuộc gọi (CSCF)
 CSCF truy vấn:
 Tạo và gửi thông tin tính cước tới nút tính cước CCF.
 Cung cấp chức năng che giấu. I-CSCF có chứa một tính
năng gọi là THIG – cổng liên mạng che giấu cấu hình.
THIG được sử dụng để che cấu hình và dung lượng của
mạng từ phía bên ngoài mạng của nhà khai thác.

13


1.Kiến trúc phân hệ IMS
1.2. Các thành phần chức năng
1.2.1. Thực thể chức năng điều khiển phiên cuộc gọi (CSCF)
 CSCF phục vụ:
- Là một máy chủ SIP đóng vai trò trung tâm của mặt bằng báo
hiệu với chức năng chủ yếu là điều khiển phiên.
-S-CSCF thực hiện các chức năng sau:
Điều khiển các yêu cầu đăng ký như một register. S-CSCF nhận

biết đƣợc địa chị IP của UE và P-CSCF nào đang được UE sử
dụng như một điểm truy cập IMS.
Nhận thực người dùng bằng cơ chế nhận thực và đồng thuận
khoá IMS (AKA) giữa UE và mạng nhà.
14


1.Kiến trúc phân hệ IMS
1.2. Các thành phần chức năng
1.2.1. Thực thể chức năng điều khiển phiên cuộc gọi (CSCF)
 CSCF phục vụ:
 Tải thông tin người dùng và dữ liệu liên quan đến dịch vụ từ
HSS trong suốt quá trình đăng ký hoặc khi xử lý một yêu cầu
tới người dùng không được đăng ký.
 Định tuyến lưu lượng đầu cuối di động tới P-CSCF và định
tuyến lưu lượng khởi xướng từ di động tới I-CSCF, thực thể
chức năng điều khiển cổng thoát BGCF) hay máy chủ ứng
dụng (AS).
 Thực hiện chức năng điều khiển phiên. S-CSCF có thể hoạt
động giống như một máy chủ đại diện.
15


1.Kiến trúc phân hệ IMS
1.2. Các thành phần chức năng
1.2.1. Thực thể chức năng điều khiển phiên cuộc gọi (CSCF)
 CSCF phục vụ:
 Tương tác với các nền tảng dịch vụ.
 Phiên dịch số E.164 tới URI dùng để nhận dạng tài nguyên
hợp nhất sử dụng cơ chế phiên dịch hệ thống tên miền (DNS).

Chức năng này là cần thiết do việc định tuyến cho một bản tin
SIP trong IMS chỉ sử dụng các SIP URI, nghĩa là trong trường
hợp một khách hàng quay một số điện thoại thay vì sử dụng
SIP URI thì S-CSCF phải sử dụng các dịch vụ phiên dịch số.
 Giám sát bộ định thời đăng ký và có thể đăng ký lại khi cần.
16


1.Kiến trúc phân hệ IMS
1.2. Các thành phần chức năng
1.2.1. Thực thể chức năng điều khiển phiên cuộc gọi (CSCF)
 CSCF phục vụ:
 Thực hiện kiểm tra phƣơng tiện. S-CSCF có thể kiểm tra nội
dung tải tin SDP và kiểm tra xem nó chứa các loại phương tiện
hay codec. Khi SDP không phù hợp với chính sách của nhà
điều hành hoặc yêu cầu dịch vụ của khách hàng thì SCSCF sẽ
loại bỏ yêu cầu và gửi đi bản tin báo lỗi SIP.
 Duy trì bộ đinh thời phiên. Nó cho phép S-CSCF phát hiện và
giải phóng các tài nguyện do các phiên đang chiếm dụng.
 Tạo và gửi thông tin tính cƣớc tới nút tính cước CCF để tính
cước offline và tới hệ thống OCS để tính cước online.
17


1.Kiến trúc phân hệ IMS
1.2. Các thành phần chức năng
1.2.2. Cơ sở dữ liệu HSS/HLR:
- Về khía cạnh kỹ thuật, máy chủ thuê bao mạng nhà HSS là sự
cải tiến từ HLR. Trong IMS, HSS là trung tâm lưu trữ thông
tin của khách hàng, bao gồm tất cả dữ liệu liên quan đến việc

xử lý các phiên đa phương tiện cho khách hàng đó.
- Chức năng HLR được sử dụng để hỗ trợ cho các thực thể miền
PS như SGSN và GGSN. Nó cho phép thuê bao truy nhập tới
các dịch vụ miền PS. HLR cũng hỗ trợ cho các thực thể miền
CS như MSC hay các server MSC. Nó cho phép thuê bao truy
nhập tới các dịch vụ miền CS và hỗ trợ roaming tới các mạng
miền CS GSM/UMTS.
18


1.Kiến trúc phân hệ IMS
1.2. Các thành phần chức năng
1.2.3. Máy chủ ứng dụng(AS)
- AS ở đây được mô tả như một phần chức năng IMS do thực
thể này cung cấp các dịch vụ đa phương tiện giá trị thặng dư
trong IMS.
- Chức năng chính của AS bao gồm:
• Khả năng xử lý và tác động tới phiên SIP thu được.
• Khả năng tạo ra các yêu cầu SIP.
• Khả năng gửi thông tin thanh toán tới bộ phận tính cước

19


1.Kiến trúc phân hệ IMS
1.2. Các thành phần chức năng
1.2.4. Thực thể chức năng quản lý tài nguyên và
phương tiện MRF
Thực thể chức năng quản lý tài nguyên và phương tiện
(MRF) có chức năng cung cấp tài nguyên đa phương tiện

trong mạng nhà, các luồng phương tiện hỗn hợp, chuyển mã
giữa các bộ codec, thu nhận thông tin thống kê và phân tích
các loại phương tiện.

20


1.Kiến trúc phân hệ IMS
1.2. Các thành phần chức năng
1.2.5. Thực thể chức năng điều khiển cổng phương
tiện (MGCF):
Nó thực hiện các chức năng sau:
•Điều khiển những phần của trạng thái cuộc gọi gắn liền với điều
khiển kết nối cho các kênh phương tiện trong một IMS-MGW.
•Truyền thông với các thực thể CSCF, BGCF, và PSTN.
• Quyết định trạm tiếp theo phụ thuộc vào số định tuyến cho
những cuộc gọi vào từ các mạng truyền thống.

21


1.Kiến trúc phân hệ IMS
1.2. Các thành phần chức năng
1.2.5. Thực thể chức năng điều khiển cổng phương
tiện (MGCF):
• Thực hiện chuyển đổi giao thức giữa những giao thức điều
khiển cuộc gọi ISUP/TCAP và phân hệ IMS .
• Thông tin ngoài băng nhận được trong MGCF được đẩy tới
CSCF/IMS-MGW. PTIT 122
• Gửi thông tin tính cước tới CCF.

22


1.Kiến trúc phân hệ IMS
1.2. Các thành phần chức năng
1.2.6. Thực thể chức năng điều khiển cổng (BGCF):

BGCF chịu trách nhiệm lựa chọn lối thoát đến miền CS. Quá
trình này có thể lựa chọn ra lối thoát trong chính mạng cấp phát
BGCF hoặc lối thoát tới mạng khác.

23


1.Kiến trúc phân hệ IMS
1.3. Các giao thức trong IMS
Khi phát triển IMS, 3GPP thực hiện phân tích các nội dung ETSI
đã thực hiện khi chuẩn hóa các giao thức cho GSM để thiết kế bổ
sung các giao thức cho IMS. Phần lớn các giao thức báo hiệu và
điều khiển trong IMS đều mang tính kế thừa và đơn giản trong
tích hợp hệ thống

24


1.Kiến trúc phân hệ IMS
1.3. Các giao thức trong IMS
Giao thức điều khiển phiên: Các giao thức điều khiển phiên
đóng một vai trò then chốt với bất kỳ một cấu trúc mạng

truyền thông do liên quan trực tiếp tới hiệu năng hệ thống
mạng. 3GPP lựa chọn giao thức SIP để thiết lập và quản lý các
phiên đa phương tiện truyền trên mạng IP và trong IMS

25