MỤc lục trang

• 
  Cung cấp một kết nối vật lý đến mạng báo hiệu.
  
• 
  Truyền thông tin báo hiệu giữa MGC và SG thông qua mạng IP.
  
• 
  Cung cấp đường thoại, dữ liệu và các dạng thông tin khác.
  

3. 
   Cổng phương tiện (MG)
   

• 
  Truyền dữ liệu thoại sử dụng giao thức thời gian thực (RTP - Real Time Protocol).
  
• 
  Cung cấp khe thời gian T1 hay tài nguyên xử lý tín hiệu số (DSP - Digital Signal Processing) dưới sự điều khiển của MGC. Đồng thời quản lý tài nguyên DSP cho dịch vụ này.
  
• 
  Hỗ trợ các giao thức đã có như loop-start, ground-start, E&M, CAS, QSIG và ISDN qua T1.
  
• 
  Quản lý tài nguyên và kết nối T1.
  
• 
  Cung cấp khả năng thay nóng các card T1 hay DSP.
  
• 
  Cho phép khả năng mở rộng MG về: cổng (ports), cards, các nút, mà không làm thay đổi các thành phần khác.
  

4. 
   Máy chủ phương tiện (MS)
   

• 
  Chức năng thư thoại.
  
• 
  Hộp thư fax tích hợp, hay các thông báo có thể sử dụng thư điện tử, hay các bản tin ghi âm trước (pre-recorded message).
  
• 
  Khả năng nhận dạng tiếng nói (nếu có).
  
• 
  Khả năng hội nghị truyền hình (video conference).
  
• 
  Khả năng chuyển thoại sang văn bản (speech-to-text).
  

Máy chủ đặc tính là một máy chủ ở mức ứng dụng, chứa một loạt các dịch vụ của doanh nghiệp. Chính vì vậy nó còn được gọi là máy chủ ứng dụng thương mại. Do hầu hết các máy chủ tự quản lý các dịch vụ và truyền thông qua mạng IP nên chúng không ràng buộc nhiều với chuyển mạch mềm về việc phân chia hay nhóm các thành phần ứng dụng.

Các dịch vụ bổ sung có thể trực thuộc Call Agent, hoặc cũng có thể thực hiện một cách độc lập. Những ứng dụng này giao tiếp với Call Agent thông qua các giao thức như: SIP, H.323,… Chúng thường độc lập với phần cứng nhưng lại yêu cầu truy nhập cơ sở dữ liệu đặc trưng.

Chức năng chính

Xác định tính hợp lệ và hỗ trợ các thông số dịch vụ thông thường cho hệ thống đa chuyển mạch.

4. 
   Khái niệm phân hệ IMS
   

• 
  Dịch vụ không yêu cầu thời gian thực như tin nhắn đa phương tiên MMS.
  
• 
  Dịch vụ gần thời gian thực như Push to talk, dịch vụ game.
  
• 
  Dịch vụ thời gian thực như thoại, audio/video, hội nghị truyền hình.
  

Lớp đầu tiên là lớp mạng, truyền tải dung lượng báo hiệu và dữ liệu. Lớp này bao gồm các Switch, Router, Media GateWay, Media Server. Lớp này có thể kết nối tới nhiều loại mạng khác nhau:

• 
  Mạng đi động 3G (UMTS, CDMA, WCDMA)
  
• 
  Mạng di động 2.5G (GPRS)
  
• 
  Mạng IP có dây (xDSL, Cable) và không dây (WLAN, WiMAX) PSTN, IDSL
  

Lớp thứ ba là lớp dịch vụ. Lớp này bao gồm các Server ứng dụng AS như Server ứng dụng SIP, Server truy nhập dịch vụ dành cho nhà cung cấp thứ 3 và các điểm điều khiển dịch vụ. IMS điều khiển dịch vụ thông qua mạng thuê bao nhà và các thành phần mạng báo hiệu trong lớp dịch vụ và lớp điều khiển.

5. 
   Cấu trúc phân hệ IMS
   

Kiến trúc IMS được phân thành 3 lớp : lớp ứng dụng, lớp điều khiển (hay còn gọi là lớp IMS hay IMS lõi) và lớp vận tải (hay lớp người dùng).

• 
  Lớp dịch vụ bao gồm các máy chủ ứng dụng  AS (Application Server) và các máy chủ thuê bao thường trú HSS (Home Subscriber Server).
  
• 
  Lớp điều khiển bao gồm nhiều hệ thống con trong đó có hệ thống IMS lõi.
  
• 
  Lớp vận tải bao gồm thiết bị người dùng UE (User Equipment), các mạng truy nhập kết nối vào mạng lõi IP. Hai thực thể chức năng NASS và RACS định nghĩa bởi TISPAN có thể được xem như thuộc lớp vận tải hay thuộc lớp điều khiển ở trên.
  

1. 
   Lớp dịch vụ 
   

Máy chủ quản lý thuê bao thường trú HSS (Home Subscriber Server) có thể xem như là một cải tiến của bộ đăng ký định vị thường trú HLR (Home Location Register).

HSS là một cơ sở dữ liệu lưu trữ thông tin của tất cả khách hàng thuê bao. Nó chứa đựng các thông tin như nhận dạng người dùng, tên của S-CSCF gán cho người dùng, hồ sơ roaming, thông số xác nhận thực cũng như thông tin về dịch vụ thuê bao.  Trong trường hợp có nhiều HSS trong cùng một mạng, chức năng định vị người dùng SLF (Subscriber location Function) sẽ được thiết lập nhằm xác định HSS nào đang chứa hồ sơ của người dùng tương ứng. 

2. 
   Lớp lõi IMS
   

• 
  CSCF (Call Session Control Function) có nhiệm vụ thiết lập, theo dõi, hỗ trợ và giải phóng các phiên đa phương tiện cũng như quản lý những tương tác dịch vụ của người dùng. CSCF được phân ra 3 loại : Serving-CSCF, Proxy-CSCF và Interogating-CSCF.
  
• 
  Proxy-CSCF (P-CSCF) là một proxy SIP. Sở dĩ gọi là proxy vì nó có thể nhận các yêu cầu dịch vụ, xử lý nội bộ hoặc chuyển tiếp yêu cầu đến các bộ phận khác trong hệ thống IMS. Đây là điểm kết nối đầu tiên giữa hạ tầng IMS và người dùng IMS/SIP. Một vài hệ thống mạng có thể dùng SBC (Session Border Controller) để thực hiện chức năng này. Để kết nối với hệ thống IMS, người dùng trước tiên phải đăng ký với P-CSCF trong mạng mà nó đang kết nối. Địa chỉ của P-CSCF được truy cập thông qua giao thức DHCP hoặc sẽ được cung cấp khi người dùng tiến hành thiết lập kết nối PDP (Packet Data Protocol) trong mạng thông tin di động gói tế bào. Chức năng của P-CSCF bao gồm:
  
• 
  P-CSCF nằm trên đường truyền của tất cả các thông điệp báo hiệu trong hệ thống IMS. Nó có khả năng kiểm tra bất kỳ thông điệp nào. P-CSCF có nhiệm vụ đảm bảo chuyển tải các yêu cầu từ UE đến máy chủ SIP (ở đây là S-CSCF) cũng như những thông điệp phản hồi từ máy chủ SIP về UE.
  
• 
  P-CSCF xác thực người dùng và thiết lập kết nối bảo mật IPSec với thiết bị IMS của người dùng. Nó còn có vai trò ngăn cản các tấn công như spoofing, replay để đảm bảo sự bảo mật và an toàn cho người dùng.  
  
• 
  P-CSCF cũng có thể nén và giải nén các thông điệp SIP để giảm thiểu khối lượng thông tin báo hiệu truyền trên những đường truyền tốc độ thấp.
  
• 
  P-CSCF có thể tích hợp chức năng quyết định chính sách PDF (Policy Decision Function) nhằm quản lý và đảm bảo QoS cho các dịch vụ đa phương tiện.
  
• 
  P-CSCF cũng tham gia vào quá trình tính cước dịch vụ.
  

Tiến hành các đăng ký SIP nhằm thiết lập mối liên hệ giữa địa chỉ người dùng (địa chỉ IP của thiết bị) với địa chỉ SIP. S-CSCF đóng vai trò như một máy chủ Registar trong hệ thống SIP.

S-CSCF tham gia trong tất cả các quá trình báo hiệu từ hệ thống IMS về người dùng. Nó có thể kiểm tra bất kỳ thông điệp nào nếu muốn.

S-CSCF giữ vai trò quyết định chọn lựa AS nào sẽ cung cấp dịch vụ cho người dùng.  Nó giữ vai trò định tuyến dịch vụ thông qua việc sử dụng giải pháp DNS/ENUM (Electronic Numbering).

S-CSCF thực hiện các chính sách của nhà cung cấp dịch vụ.  S-CSCF tương tác với máy chủ AS để yêu cầu các hỗ trợ dịch vụ cho khách hàng. S-CSCF liên lạc với HSS để lấy thông tin, cập nhật thông tin về hồ sơ người dùng và tham gia vào quá trình tính cước dịch vụ.

Interrogating-CSCF (I-CSCF) trong hệ thống mạng của một nhà cung cấp dịch vụ là điểm liên lạc cho tất cả các kết nối hướng đến một UE nằm trong mạng đó. Địa chỉ IP của I-CSCF được công bố trong máy chủ DNS của hệ thống. Chức năng của I-CSCF bao gồm:

Định tuyến thông điệp yêu cầu SIP nhận được từ một mạng khác đến S-CSCF tương ứng. Để làm được điều này, I-CSCF sẽ liên lạc với HSS (thông qua DIAMETER) để cập nhật địa chỉ S-CSCF tương ứng của người dùng. Nếu như chưa có S-CSCF nào được gán cho UE, I-CSCF sẽ tiến hành gán một S-CSCF cho người dùng để nó xử lý yêu cầu SIP. 

Ngược lại, I-CSCF sẽ định tuyến thông điệp yêu cầu SIP hoặc thông điệp trả lời SIP đến một S-CSCF/I-CSCF nằm trong mạng của một nhà cung cấp dịch vụ khác. 

BGCF (Breakout Gateway Control Function) là một máy chủ SIP chứa đựng chức năng định tuyến dựa trên số điện thoại. Nó được sử dụng khi một thiết bị IMS thực hiện cuộc gọi đến mạng nối chuyển mạch hay mạng điện thoại cố định truyền thống PSTN. BGCF hỗ trợ khả năng kết nối liên mạng thông qua việc định tuyến yêu cầu SIP trong trường hợp S-CSCF xác định rằng không thể định tuyến yêu cầu này bằng DNS/ENUM.  BGCF sẽ xác định nút mạng tiếp theo trên đường định tuyến, hoặc là MGCF hoặc là một BGCF của mạng khác rồi chuyển báo hiệu đến nút mạng tương ứng.  

MGCF ( Media Gateway Control Function) có nhiệm vụ quản lý cổng phương tiện, bao hàm các chức năng như: liên lạc với S-CSCF để quản lý các cuộc gọi trên kênh phương tiện, làm trung gian chuyển đổi (conversion) giữa giao thức báo hiệu ISUP và SIP. MGCF quản lý một hay nhiều  IM-MGW (IP Multimedia-Media Gateway). IM-MGW sẽ tương tác với MGCF để quản lý tài nguyên. IM-MGW đóng vai trò là điểm chuyển đổi nội dung đa phương tiện giữa mạng chuyển nối gói và chuyển nối mạch khi thông tin truyền từ mạng này sang mạng khác.

3. 
   Lớp vận tải
   

• 
  NASS ( Network Attachment Subsystem): Chức năng chính của NASS bao gồm:
  
• 
  Cung cấp một cách linh hoạt địa chỉ IP cũng như các thông số cấu hình khác cho UE (sử dụng DHCP)
  
• 
  Xác nhận thực người dùng trước và trong quá trình cấp phát địa chỉ IP
  
• 
  Cấp phép cho mạng truy nhập dựa trên hồ sơ mạng
  
• 
  Quản lý định vị người dùng
  
• 
  Hỗ trợ quá trình di động và roaming của người dùng.
  
• 
  RACS (Resource & Admission Control Functionality) bao gồm 2 chức năng chính là: chức năng quyết định chính sách dịch vụ (S-PDF) và chức năng điều khiển chấp nhận kết nối và tài nguyên truy nhập (A-RACF).
  

6. 
   Các thành phần của phân hệ IMS
   

• 
  P-CSCF (Proxy-CSCF)
  

• 
  I-CSCF (Interrogating-CSCF )
  

• 
  S-CSCF (Serving-CSCF)
  

• 
  BGCF (Breakout Gateway Control Function)
  

• 
  HSS (Home subscriber Server)
  

• 
  MGCF (Media Gateway Control Function)
  

• 
  MRF (Multimedia resource function)
  

• 
  IMS-MGW (IP multimedia sbsystem-Media gatewayfunction)
  

• 
  SGW (Signalling gateway function)
  

7. 
   Kết luận chương II
   

IMS là một giải pháp hứa hẹn cho việc quản lý dịch vụ trong thế hệ mạng tiếp theo. IMS là một bước đi mang tính chiến lược lâu dài của nhiều công ty và tập đoàn viễn thông. Trong thời gian ngắn sắp tới, sẽ còn nhiều thay đổi xoay quanh giải pháp IMS nhằm hoàn thiện những điểm yếu của nó. Tất cả những giải pháp IMS hiện tại chỉ là một giải pháp sớm (early IMS). Giải pháp IMS đầy đủ (full IMS) vẫn còn đang trong giai đoạn nghiên cứu và chuẩn hóa.

1. 
   So sánh công nghệ chuyển mạch mềm với phân hệ IMS
   
   1. 
      Giống nhau