Đồ án Xu hướng phát triển của mạng di động dùng mạng NGN

t đến như là một mạng di động mặt đất công cộng (PLMN). Kiến trúc của 3GPP PLMN được minh họa ở hình 2.7. Nó bao gồm một hoặc nhiều RAN được kết nối với nhau thông qua một mạng lõi (CN). Hình 2.7 : Kiến trúc mạng theo quan điểm của 3GPP(R5) Một RAN cung cấp các tài nguyên vô tuyến (ví dụ như các kênh vô tuyến, dải thông) cho ngưới sử dụng để truy nhập vào mạng lõi. Hiện tại, R5 hỗ trợ GSM/EDGE RAN (GERAN) và UTRAN. Làm việc dưới 3GPP là để định rõ các phương pháp để hỗ trợ các mạng truy nhập vô tuyến dải rộng, ví dụ như IEEE 802.11. Một GERAN được chia thành các BSS. Mỗi BSS bao gồm một hay nhiều BTS và BSC. Mỗi BTS duy trì giao diện vô tuyến. Nó thiết lập việc báo hiệu và xử lý tốc độ qua giao diện vô tuyến. Một BSC điều khiển các kết nối vô tuyến về đầu cuối di động cũng đảm bảo tốt như các kết nối đường dây về mạng lõi. Mỗi BSC có thể điều khiển một hay nhiều BTS. Một UTRAN được chia thành các RNS. Mỗi RNS bao gồm một hay nhiều nút B được điều khiển bởi một RNC. Mỗi nút B là một trạm gốc không dây, nó đóng vai trò như một BTS trong mạng GSM, và nó cung cấp các giao diện vô tuyến với các đầu cuối di động. Một RNC đóng vai trò tương tự như một BC trong mạng GSM, nó điều khiển các kết nối vô tuyến về phía các đầu cuối di động và các giao diện đường dây với mạng lõi. Mạng lõi CN thực hiện khả năng hỗ trợ cho cả các dịch vụ viễn thông chuyển mạch kênh và chuyển mạch gói tới các thuê bao di động. Các dịch vụ viễn thông này bao gồm cả các dịch vụ cơ bản và các dịch vụ mới. Các dịch vụ chuyển mạch kênh cơ bản bao gồm việc chuyển mạch kênh cho các cuộc gọi thoại và dữ liệu, các chức năng điều khiển cuộc gọi để hỗ trợ các cuộc gọi chuyển mạch kênh điểm-điểm cơ bản. Các dịch vụ chuyển mạch gói cơ bản bao gồm việc định tuyến và vận chuyển các gói IP của người dùng. Các dịch vụ mới, được đề cập chung như là các dịch vụ bổ sung hay là các dịch vụ được thêm vào, bao gồm bất cứ dịch vụ nào cung cấp các hữu ích ngoài các dịch vụ cơ bản. Ví dụ như các dịch vụ chuyển mạch kênh mới bao gồm các cuộc gọi trả trước, các cuộc gọi miễn thuế, cuộc gọi chuyển tiếp (ví dụ chuyển tiếp một cuộc gọi thoại này đến một cuộc gọi thoại khác hay đến một hòm thư)…Các dịch vụ chuyển mạch gói mới có thể bao gồm tất cả các dịch vụ hay tất cả các ứng dụng trên nền mạng IP ngoại trừ sự vận chuyển gói đơn giản. Một vài ứng dụng là dịch vụ thư điện tử, World-Wide-Web, các dịch vụ dựa vào sự phân vùng, các dịch vụ nhắn tin đa phương tiện, trò chơi trên mạng và dịch vụ thương mại điện tử. Mạng lõi CN được chia thành các khối chức năng như sau: Vùng chuyển mạch kênh (CS) Vùng chuyển mạch gói (PS) Phân hệ đa phương tiện IP (IMS) Các bộ dịch vụ thông tin Mỗi RAN sẽ định tuyến lưu lượng chuyển mạch kênh tới vùng CS của mạng lõi và định tuyến lưu lượng chuyển mạch gói tới vùng PS của mạng lõi. 2.2.1. Các thiết bị di động, các thuê bao, và các đặc điểm của chúng. Một thiết bị di động trong mạng GSM được gọi là trạm di động, MS đồng bộ với thiết bị người dùng(UE) trong UMTS. Hình 2.8 minh hoạ cấu trúc chức năng của một ME. UE bao gồm một thiết bị máy di động (ME) và Module nhận dạng thuê bao UMTS (USIM). USIM được phát triển dưa trên module nhận dạng thuê bao (SIM) được sử dụng trong các hệ thống GSM. Một ME bao gồm đầu cuối máy di động (MT) và thiết bị đầu cuối (TE). ME là thiết bị người dùng sử dụng để truy nhập vào các dịch vụ mạng. TE cung cấp các chức năng cho việc hoạt động của các giao thức truy nhập. Nói một cách khác, MT hỗ trợ việc truyền sóng vô tuyến và quản lý kênh. Tùy vào các ứng dụng mà một MT có thể có một kết nối của các bộ thích ứng đầu cuối khác. Thực tế, MT có thể là một máy di động cầm tay và TE có thể là máy tính xách tay. Ta cũng có thể tích hợp cả MT và TE trong cùng một thiết bị. Mỗi MT được xác định bởi một bộ nhận dạng thiết bị trạm di động quốc tế duy nhất toàn cầu. Mỗi trạm di động có thể được bố trí để truy nhập vào vùng PS hoặc chỉ vào vùng CS hoặc cả vùng CS và PS. Hình 2.8 : Kiến trúc chức năng của một thiết bị người dùng (UE) Mỗi thuê bao truy nhập vào các dịch vụ của mạng 3GPP được ấn định một bộ nhận dạng thuê bao di động quốc tế toàn cầu duy nhất (IMSI). Mỗi thuê bao có một IMSI cố định. Mỗi thuê bao sử dụng IMSI của mình là một phương pháp chung để truy nhập vào các dịch vụ PS, dịch vụ CS hay cả dịch vụ PS và CS cùng một lúc. IMSI của mỗi thuê bao được lưu trữ trên một USIM ở một tram di động. Mối thuê bao có thể di chuyển USIM của mình từ trạm di động này đến trạm di động khác để thuê bao đó có thể sử dụng các trạm di động khác nhau để truy nhập vào mạng trong khi nó đang được một mạng nhận dạng là cùng một thuê bao. Mạng sử dụng IMSI để nhận dạng một thuê bao và để nhận dạng các dịch vụ mạng và các nguồn tài nguyên mà thuê bao sử dụng cho các mục đích của mình. IMSI của một máy di động có thể được sử dụng như là bộ nhận dạng của di động ở các lớp đa giao thức trong mạng 3GPP, ví dụ như ở lớp vật lý, lớp liên kết và lớp mạng. Một IMSI có thể chỉ gồm các ký tự bằng số 0 đến 9. Nó gồm có 3 phần được trình bày ở hình 2.9. Hình 2.9 : Cấu trúc của bộ nhận dạng thuê bao di động quốc tế (IMSI) Mã quốc gia di động (MCC): Mỗi MCC nhận dạng duy nhất một quốc gia mà thuê bao di động thường trú. Mã mạng di động (MNC): Mỗi MNC xác định duy nhất một mạng PLMN thường trú của một thuê bao di động trong quốc gia thường trú của thuê bao di động đó. MNC có thể dài 2 hay 3 số, phụ thuộc vào giá trị của MCC. Số nhận dạng thuê bao di động (MSIN): Mỗi MSIN xác định duy nhất một thuê bao di động bên trong một PLMN. Sự cấp phát các MCC được quản lý bởi ITU-T. MNC+MSIN nói chung được đề cập tới là bộ nhận dạng thuê bao di động quốc gia (NMSI). Các NMSI được cấp phát bởi sự quản lý bằng số trong mỗi quốc gia. Khi có hơn một PLMN tồn tại trong một nước, một MNC duy nhất được ấn định cho mỗi mạng PLMN. Để giảm bớt sự cần thiết phải truyền IMSI- để nhận dạng duy nhất một thuê bao di động-qua không khí, 3GPP sử dụng bộ nhận dạng thuê bao di động tạm thời (TMSI) để xác định một di động bất cứ khi nào có thể. Mỗi TMSI là một số có 4-octet được ấn định tạm thời cho một máy di động bằng một MSC/VLR cho các dịch vụ chuyển mạch kênh hay bằng một SGSN cho các dịch vụ chuyển mạch gói. Hai bit có ý nghĩa nhất trong một TMSI chỉ rõ TMSI nào là để cho các dịch vụ chuyển mạch gói. Một TMSI cho các dịch vụ chuyển mạch gói được đề cập đến là một Packet TMSI hay P-TMSI. Mỗi MSC hay SGSN sử dụng một TMSI để xác định duy nhất một di động. Còn TMSI sẽ chỉ được cấp phát ở dạng mật mã. Hơn nữa, việc thẩm định sẽ được diễn ra để đảm bảo sự tương thích giữa IMSI và TMSI của một thuê bao di động chỉ được máy di động và nút mạng (MSC hay SGSN) –nút được ấn định TMSI- biết đến. TMSI của thuê bao di động, thay vì IMSI của nó, sẽ vì vậy mà được sử dụng là bộ nhận dạng của thuê bao di động bất cứ khi nào có thể trong các tin nhắn báo hiệu được truyền qua không khí. Vì chỉ có thuê bao di động và MSC (hay SGSN) –nút được ấn định TMSI cho di động- biết sự tương thích giữa IMSI và TMSI của một thuê bao di động và vì vậy một TMSI có giá trị chỉ khi người dùng được MSC hay SGSN –nút được ấn định TMSI- phục vụ, hiệu quả an toàn của việc truyền TMSI không được mã hoá qua không khí sẽ thấp hơn sự truyền IMSI không được mã hoá. Để gửi và nhận các gói IP qua vùng PS của mạng lõi, một máy di động cũng cần phải được cấu hình với ít nhất là một địa chỉ IP. Thuê bao di động có thể sử dụng nhiều địa chỉ IP đồng thời. Mặc dù vậy, một thuê bao di động không cần đòi hỏi phải có một địa chỉ IP có giá trị ở tất cả các thời điểm trong khi nó được kết nối tới vùng PS. Để thay thế, một thuê bao di động có thể thu được một địa chỉ IP chỉ khi nó cần phải làm cho các dịch vụ dữ liệu gói hoạt động qua vùng PS của mạng lõi. 2.2.2. Vùng chuyển mạch kênh trong mạng lõi Vùng CS bao gồm tất cả các thực thể mạng lõi để cung cấp các dịch vụ thoại và dữ liệu chuyển mạch kênh cho các thuê bao di động. Vùng chuyển mạch kênh trong mạng lõi được xây dựng dựa trên các kỹ thuật của mạng lõi GSM. Các thực thể mạng chính của nó là: Tổng đài di động cổng Gateway MSC Cổng Gateway MSC Bộ ghi định vị tạm trú VLR Bộ phục vụ thuê bao thường trú HSS. Bộ ghi nhận thực thiết bị EIR và trung tâm nhận thực AuC. MSC đóng vai trò chuyển mạch và các chức năng điều khiển cuộc gọi cần thiết để cung cấp các dịch vụ chuyển mạch kênh cơ bản cho các đầu cuối di động. Mặt khác, nó cũng giữ chức năng quản lý di động, bao gồm các chức năng đăng ký vị trí và handoff cho các đầu cuối di động. MSC liên kết các RAN tới vùng CS trong mạng lõi. Một MSC có thể nối với nhiều BSS trong GSM hay với nhiều RNS trong UTRAN. Trong 3GPP Release 5, vùng CS trong mạng lõi có một sự cải tiến đáng kể so với các release trước: nó cho phép các chức năng chuyển mạch và điều khiển cuộc gọi của một MSC trở nên được tách rời và được thực hiện trên mỗi thực thể mạng riêng biệt: MSC Server cho việc xử lý chức năng điều khiển cuộc gọi và quản lý di động. CS Media Gateway (CS-MGW) cho việc xử lý chuyển mạch kênh, chuyển đổi phương tiện, và qúa trình xử lý trọng tải (ví dụ như loại bỏ tiếng vang, lập-giải mã) và vận chuyển trọng tải qua các mạch. Sự tách rời chức năng chuyển mạch và điều khiển cuộc gọi cho phép các kỹ thuật chuyển mạch và điều khiển cuộc gọi phát triển độc lập. Nó cũng giúp cho việc tăng khả năng mở rộng mạng. Ví dụ, một MSC Server có thể hỗ trợ nhiều CS-MGW và các MSC mới và/hoặc các CS-MGW có thể được thêm vào để tăng khả năng điều khiển cuộc gọi và/hoặc khả năng chuyển mạch. Một MSC riêng biệt được gọi là Gateway MSC (GMSC) có thể được sử dụng để kết nối với các mạng chuyển mạch kênh bên ngoài. Một GMSC có trách nhiệm trong việc định tuyến cuộc gọi chuyển mạch kênh tới các đích cuối cùng của nó trong các mạng bên ngoài. Các chức năng chuyển mạch và điều khiển cuộc gọi của một GMSC có thể cũng được tách ra và được thực hiện trên các thực thể mạng riêng biệt: CS-MGW cho việc chuyển mạch và điều khiển phương tiện và một GMSC Server cho việc điều khiển cuộc gọi. Một VLR duy trì vị trí và dịch vụ thu thập thông tin cho các di động tạm trú tạm thời trong khi chúng ở bên trong phần được điều khiển bởi VLRcủa mạng. Nó theo dõi vị trí của một di động tạm trú và báo tin cho HLR của di động tạm trú về vị trí hiện tại của di động. Nó khôi phục dịch vụ thu thập thông tin của một di động tạm trú từ HLR của di động đó, duy trì một bản sao thông tin trong khi di động tạm trú ở bên trong phần được điều khiển bởi VLR của mạng và sử dụng thông tin để cung cấp dịch vụ điều khiển cho di động tạm trú. Một VLR nói chung được hòa nhập với mỗi MSC bởi vì không có một giao diện chuẩn mở nào được xác định giữa một MSC và một VLR. Giao thức MAP (Mobile Application Part) được sử dụng trong việc báo hiệu giữa một VLR và một HLR. Các bộ phục vụ thông tin khác là HSS, EIR và AuC được chia sẻ bởi các vùng PS và CS. 2.2.3. Vùng chuyển mạch gói trong mạng lõi (PS CN Domain ) Vùng PS CN cung cấp các chức năng chính dưới đây để hỗ trợ cho các dịch vụ chuyển mạch gói: Điều khiển truy nhập mạng: xác định những thuê bao di động nào được cho phép để sử dụng vùng PS. Các chức năng này bao gồm việc đăng ký, việc nhận thực và việc uỷ quyền, điều khiển sự cho phép, việc chọn lọc tin nhắn, và thu thập dữ liệu sử dụng. Định tuyến và vận chuyển gói: định tuyến các gói tin người dùng đến các đích của chúng hoặc trong cùng một PLMN hoặc trong các mạng bên ngoài. Quản lý di động: Cung cấp các chức năng quản lý di động ở lớp mạng. Các chức năng này bao gồm việc theo dõi các vị trí của các đầu cuối di động, đánh dấu thời điểm bắt đầu để xác định vị trí chính xác của một di động cụ thể khi mạng có dữ liệu để gửi cho di động, và duy trì cập nhật mạng lõi định tuyến tới di động khi chúng di chuyển. Vùng PS được xây dựng trên nền mạng GPRS. Như trong GPRS, vùng PS CN 3GPP bao gồm hai loại nút mạng chính: Serving GPRS Support Node (SGSN) Gateway GPRS Support Node (GGSN) Một SGSN liên kết một hay nhiều RAN tới một PS CN. Một SGSN giữ các chức năng cụ thể sau đây: Điều khiển truy nhập: SGSN có trách nhiệm trong việc tạo ra đường đầu tiên của điều khiển truy nhập người dùng vào vùng PS CN. SGSN tạo ra một đường điều khiển tổng hợp để truy nhập vào vùng PS CN. Quản lý vị trí: SGSN theo dõi các vị trí của các di động sử dụng các dịch vụ chuyển mạch gói. Nó có thể báo cáo thông tin vị trí tới HLR, vì vậy thông tin vị trí này có thể được sử dụng, ví dụ, bằng GGSN để hoàn thành các trình tự mạng được khởi đầu để thiết lập kết nối với các di động. Quản lý định tuyến: SGSN có trách nhiệm trong việc duy trì một bộ định tuyến tới một GGSN cho mỗi di động và để chuyển tiếp lưu lượng người dùng giữa di động và GGSN. Đánh số trang: SGSN có trách nhiệm trong các hoạt động đánh số trang khởi đầu vào lúc dữ liệu người dùng nhận được đi đến các di động đơn lẻ. Giao diện với các nền điều khiển dịch vụ: SGSN là điểm tiếp xúc với các chức năng CAMEL cho các dịch vụ GPRS và IP cơ bản. CAMEL (Customized Applicatión for Mobile Enhanced Logic) là một tập hợp các thủ tục và các giao thức cho phép một mạng hoạt động để tạo ra các dịch vụ hoạt động đặc biệt tới các thuê bao của nó thậm chí khi các thuê bao hiện tại đang thuộc các mạng ở ngoài nước. Ví dụ, CAMEL có thể được sử dụng để cung cấp các dịch vụ trả trước, chẳng hạn như các cuộc gọi trả trước và dịch vụ bản tin ngắn trả trước (SMS). Một GGSN phục vụ như là giao diện giữa vùng PS CN và mạng gói khác (ví dụ như Internet, intranet, phân hệ đa phương tiện IP 3GPP). Một GGSN có thể được sử dụng để hỗ trợ cho cả các GERAN và các UTRAN. Một GGSN cung cấp các chức năng đặc biệt sau đây: Trung tâm định tuyến và chuyển tiếp gói: Một GGSN hoạt động như là một trung tâm định tuyến và chuyển tiếp gói cho các gói tin người dùng. Tất cả các gói tin người dùng tới và từ một di động trong một PLMN sẽ được gửi đầu tiên tới một GGSN, GGSN mà chúng ta sẽ đề cập tới là GGSN phục vụ của di động. GGSN phục vụ của di động sau đó sẽ chuyển tiếp các gói tin người dùng này về phía các điểm đích cuối cùng của chúng. Quản lý định tuyến và di động: GGSN phục vụ của một di động theo dõi SGSN là mỗi di động phục vụ hiện tại (SGSN mà chúng ta đề cập tới là SGSN phục vụ của di động). GGSN duy trì một bộ định tuyến tới SGSN phục vụ của di động và sử dụng bộ định tuyến để trao đổi lưu lượng người dùng với SGSN. IP được sử dụng là một giao thức cơ bản trong việc vận chuyển lưu lượng giữa các SGSN và giữa một SGSN với một GGSN. IP cũng là giao thức định tuyến giữa các GGSN và giữa một GGSN với bất kỳ một mạng IP khác. Các địa chỉ IP riêng có thể được sử dụng để định vị các SGSN và các GGSN bên trong một PLMN. Khi một PLMN sử dụng các địa chỉ IP riêng, các bộ chuyển địa chỉ mạng (Network Address Translators NAT) sẽ là cần thiết để chuyển đổi giữa các địa chỉ IP riêng được sử dụng bên trong một PLMN và các địa chỉ IP công cộng được sử dụng trong mạng công cộng, do vậy các di động bên trong mạng PLMN có thể giao tiếp với các đầu cuối bên ngoài PLMN. Mỗi PLMN có thể có nhiều mạng IP được tách riêng một cách logic được đề cập đến là các vùng địa chỉ IP. Mỗi vùng địa chỉ IP có thể cũng sử dụng các địa chỉ IP riêng có sẵn. Các Gateway và firewall có thể được sử dụng để liên kết các vùng địa chỉ IP. Các SGSN và GGSN cũng được xác định bằng các SGSN Number và GGSN Number một cách tương ứng. Các SGSN Number và GGSN Number được sử dụng đầu tiên với các giao thức non-IP, ví dụ như các giao thức MAP hay giao thức báo hiệu số 7. Các SGSN và GGSN có thể là cần thiết để sử dụng các giao thức non-IP nay để giao tiếp, ví dụ như giao tiếp với HSS. 2.3. PHÂN HỆ ĐA PHƯƠNG TIỆN IMS (IP Multimedia Subsystem) 3GPP Release 5 đã giới thiệu IMS để cung cấp các thực thể mạng lõi giúp cho việc hỗ trợ dịch vụ thoại thời gian thực và các dịch vụ IP đa phương tiện. IMS sử dụng SIP (Session Initiation Protocol) một giao thức báo hiệu ở lớp ứng dụng được IETF xác định-cho việc báo hiệu và điều khiển phiên cho tất cả các dịch vụ đa phương tiện thời gian thực. Sử dụng các giao thức IETF chuẩn cho phép IMS được thực hiện không cần lệ thuộc vào các giao thức báo hiệu được xác định cho các mạng chuyển mạch kênh truyền thống. 2.3.1. Kiến trúc IMS IMS cung cấp tất cả các thực thể mạng và các thủ tục để hỗ trợ dịch vụ thoại thời gian thực và các ứng dụng IP đa phương tiện. Nó sử dụng SIP để hỗ trợ báo hiệu và điều khiển phiên cho các dịch vụ thời gian thực. Hình 2.10 minh hoạ cấu trúc chức năng của IMS. Chức năng chính của IMS là chức năng điều khiển trạng thái cuộc gọi (CSCF). Một CSCF là một bộ phục vụ SIP. Phụ thuộc vào từng nhiệm vụ cụ thể của một CSCF mà các CSCF có thể được chia ra làm ba loại chính: CSCF phục vụ (S-CSCF). CSCF uỷ nhiệm (P-CSCF). CSCF thẩm vấn (I-CSCF). Một CSCF cung cấp các dịch vụ điều khiển phiên cho một người dùng. Nó duy trì các trạng thái phiên cho các phiên đang hoạt động của một người dùng được đăng ký và nó còn có các chức năng sau: Đăng ký: Một S-CSCF có thể hoạt động như là một bộ đăng ký SIP để chấp nhận các yêu cầu đăng ký SIP của người dùng, thực hiện đăng ký SIP và chấp nhận thông tin về vị trí có giá trị để định vị các bộ phục vụ như là các HSS. Điều khiển phiên: Một S-CSCF có thể thực hiện các chức năng điều khiển phiên cho một người dùng đă được đăng ký. Chuyển tiếp các yêu cầu và đáp ứng SIP giữa thực thể gọi và thực thể được gọi. Bộ phục vụ uỷ nhiệm: Một S-CSCF có thể hoạt động như là một bộ phục vụ uỷ nhiệm SIP để cho phép chuyển tiếp các tin nhắn SIP giữa những người dùng và các CSCF khác hay các bộ phục vụ SIP. Hoạt động tương tác với các bộ phục vụ ứng dụng: Một S-CSCF hoạt động như là giao diện với các bộ phục vụ ứng dụng và IP khác hay các nền dịch vụ có sẵn. Các chức năng khác: Một S-CSCF còn có một vài chức năng khác. Ví dụ nó cung cấp các khai báo sự kiện có liên quan đến dịch vụ cho người dùng và tạo ra các báo cáo đặc điểm cuộc gọi (Call Detail Record CDR) cần thiết cho việc tính cước và báo giá. Hình 2.10: Phân hệ đa phương tiện IP của 3GPP Một P-CSCF là điểm tiếp xúc đầu tiên của một thuê bao di động bên trong một IMS cục bộ (hay tạm trú). Nó hoạt động như là một một bộ phục vụ uỷ nhiệm SIP. Nói một cách khác, P-CSCF chấp nhận các đòi hỏi SIP từ các di động và sau đó phục vụ các đòi hỏi nội tại này hoặc chuyển tiếp chúng tới các bộ phục vụ khác. P-CSCF bao gồm chức năng điều khiển hoạt động (PCF) để điều khiển việc các vật mang trong GGSN nên được sử dụng như thế nào. P-CSCF có các chức năng đặc biệt sau đây: Chuyển tiếp yêu cầu trên thanh ghi SIP từ một di động đến mạng thường trú của di động đó. Một I-CSCF được sử dụng trong mạng thường trú của di động thì P-CSCF sẽ chuyển tiếp yêu cầu trên thanh ghi SIP đến I-CSCF. Mặt khác, P-CSCF sẽ chuyển tiếp yêu cầu trên thanh ghi SIP đến một S-CSCF trong mạng thường trú của di động. P-CSCF xác định vị trí mà yêu cầu trên thanh ghi SIP nên được chuyển tiếp dựa vào tên vùng thường trú trong yêu cầu trên thanh ghi SIP nhận được từ di động. Chuyển tiếp các tin nhắn SIP khác từ một di động đến một bộ phục vụ SIP (ví dụ là S-CSCF của di động trong mạng thường trú của di động đó). P-CSCF xác định đến bộ phục vụ SIP nào mà tin nhắn được chuyển tiếp tới dựa trên kết quả xử lý của việc đăng ký SIP. Chuyển tiếp các tin nhắn SIP từ mạng đến một di động. Thực hiện các thay đổi cần thiết cho các yêu cầu SIP trước khi chuyển tiếp chúng tới các thực thể mạng khác. Duy trì sự liên kết an toàn với di động. Tìm ra phiên khẩn cấp. Tạo nên các CDR. Một I-CSCF có chức năng tuỳ ý, được sử dụng để che đi cấu trúc bên trong của mạng hoạt động từ mạng bên ngoài khi một I-CSCF được sử dụng. Nó hoạt động như một điểm tiếp xúc trung tâm bên trong một mạng hoạt động cho tất cả các phiên được chọn đến một thuê bao của mạng đó hay của mạng tạm trú hiện thời của một người dùng khi chuyển vùng. Chức năng chính của nó là để lựa chọn một S-CSCF cho một phiên của một người dùng, định tuyến các yêu cầu SIP đến S-CSCF được lựa chọn và tạo ra các CDR. I-CSCF lựa chọn một S-CSCF chủ yếu dựa trên các thông tin sau: dung lượng các yêu cầu của người dùng, dung lượng và ích lợi của các S-CSCF và thông tin hình học ví dụ như vị trí của một S-CSCF và vị trí của các P-CSCF của người dùng nếu như chúng ở trong cùng mạng hoạt động với các S-CSCF. Chức năng điều khiển Media Gateway (MGCF) và IM Media Gateway (IM-MGW) có trách nhiệm trong việc báo hiệu và môi trường làm việc liên kết, lần lượt, giữa vùng chuyển mạch gói và các mạng chuyển mạch kênh (ví dụ như PSTN). Bộ xử lý chức năng nguồn đa phương tiện (MRFP) điều khiển vật mang trên giao diện Mb, bao gồm xử lý các luồng phương tiện (ví dụ như chuyển mã audio). Bộ điều khiển chức năng nguồn đa phương tiện (MRFC) làm sáng tỏ thông tin báo hiệu từ một S-CSCF hay một bộ phục vụ ứng dụng dựa trên giao thức SIP và điều khiển các luồng tài nguyên trong MRFP sao cho phù hợp. MRFC cũng có trách nhiệm trong việc tạo ra các CDR. Chức năng điều khiển Breakout Gateway (BGCF) sẽ chọn tới mạng PSTN nào mà một phiên nên được chuyển tiếp. Sau đó nó sẽ có trách nhiệm trong việc chuyển tiếp phiên báo hiệu tới MGCF và BGCF thích hợp trong mạng PSTN đích. 2.3.2. Đánh địa chỉ trạm di động để truy nhập vào IMS Hình 2.11: Đánh địa chỉ cho trạm di động để truy nhập vào dịch vụ IMS Để cho một thuê bao di động sử dụng các dịch vụ được cung cấp bởi một IMS tạm trú, di động cần phải có một địa chỉ IP (ví dụ như địa chỉ PDP của di động đó). Địa chỉ IP này là phần logic của vùng địa chỉ IP của IMS tạm trú như minh họa ở hình 2.11. Một nội dung PDP sẽ được kích hoạt cho địa chỉ này để cho các gói được đánh địa chỉ tới địa chỉ IP này có thể được chuyển tiếp tới di động do tác động của vùng gói 3GPP. Không gian địa chỉ IP được IMS sử dụng và trong một RAN có thể được tách rời ra. Điều này cũng tương tự như trong trường hợp RAN là một LAN không dây. Trong một viễn cảnh như vậy, các gói IP được đánh địa chỉ tới một địa chỉ IP trong không gian địa chỉ IP của IMS có thể không được định tuyến tới di động thông qua các cơ cấu định tuyến và chuyển tiếp IP hợp lệ. 2.4. KIẾN TRÚC DỊCH VỤ. Hình 2.12: Kiến trúc dịch vụ cho các dịch vụ thời gian thực Theo các đặc điểm của 3GPP, mỗi di động có một mạng thường trú và có thể đăng ký một tập hợp các dịch vụ với mạng thường trú của nó (Home Subscribed Services). Theo các đặc điểm của 3GPP đòi hỏi mạng thường trú của di động cung cấp sự điều khiển dịch vụ cho các dịch vụ được đăng ký thường trú của di động thậm chí khi di động đang ở trong một mạng tạm trú. Đặc biệt S-CSCF của một di động sẽ luôn là một S-CSCF trong mạng thường trú của di động. Yêu cầu này dẫn đến hình thành 2 kiến trúc dịch vụ cơ bản để cung cấp các dịch vụ thời gian thực như minh họa ở hình 2.12. Hai cấu trúc có khác nền dịch vụ không thuộc về mạng thường trú của di động hay bộ cung cấp dịch vụ bên ngoài đến mạng thường trú của di động đó. Một nền dịch vụ cung cấp sự điều khiển dịch vụ cho các dịch vụ thời gian thực. Một nền dịch vụ có thể là một tập hợp các bộ phục vụ ứng dụng dựa trên giao thức SIP hay một nền dịch vụ có sẵn, ví dụ bộ phục vụ CAMEL (Customized Applications for Mobile Enhanced Logic). I-CSCF trong hình 2.12 được thể hiện là một hình hộp vẽ bằng đường nét đứt để chỉ ra rằng I-CSCF là không bắt buộc. Với cả hai kiến trúc dịch vụ, yêu cầu SIP đầu tiên từ một di động chuyển động từ vị trí ban đầu đến P-CSCF tạm trú đầu tiên, sau đó chuyển yêu cầu này tới I-CSCF (nếu như được sử dụng) trong mạng thường trú của di động gốc. I-CSCF này sẽ lựa chọn một S-CSCF trong mạng thường trú cho phiên người dùng này và chuyển yêu cầu SIP tới S-CSCF được lựa chọn. Từ điểm tiếp theo này, các tin nhắn SIP sau đó cho phiên của di động sẽ di chuyển trực tiếp giữa P-CSCF tạm trú và S-CSCF trong mạng thường trú của di động. Hình 2.13: Hoạt động tương tác giữa S-CSCF và các nền dịch vụ S-CSCF có vai trò là mặt tiếp giáp với các nền dịch vụ trong và ngoài như minh hoạ ở hình 2.13. Có 3 loại nền dịch vụ chuẩn: (1) bộ phục vụ ứng dụng SIP, (2) bộ phục vụ khả năng dịch vụ (SCS) truy nhập dịch vụ mở (OSA), (3) chức năng chuyển mạch dịch vụ đa phương tiện IP (IM-SSF). Các dịch vụ được chúng đưa ra là các dịch vụ có giá trị được thêm vào (VAS) hay các dịch vụ hoạt động đặc biệt. S-CSCF sử dụng cùng giao diện, giao diện điều khiển dịch vụ IMS (ISC), để tiếp xúc với tất cả các dịch vụ. Giao thức báo hiệu qua giao diện ISC là SIP. Giao diện OSA SCS và giao diện IM-SSF lần lượt tới bộ phục vụ ứng dụng OSA và môi trường dịch vụ CAMEL (CSE). Mặc dù từ sự trông xa của S-CSCF, chúng vẫn thể hiện tất cả cùng một hình thái giao diện ISC. Các dịch vụ được miêu tả vắn tắt: SIP Application Server: Ngoài điều khiển phiên, một bộ phục vụ SIP có thể cũng cung cấp các dịch vụ đa dạng có giá trị được thêm vào. Một bộ phục vụ chỉ dựa một phần rất nhỏ trên giao diện SIP cho phép CSCF sử dụng các dịch vụ trên giao diện SIP và hoạt động với các bộ phục vụ ứng dụng SIP mà không cần các thành phần thêm vào. CAMEL Service Environment (CSE): CSE cung cấp các dịch vụ mạng thông minh (IN). Nó cho phép các bộ hoạt động thúc đẩy cơ sở hạ tầng có sẵn cho các dịch vụ IMS. Vì được xác định sớm hơn, CSCF có tác động qua lại vớ