Phân hệ IMS trong kiến trúc NGN

c hiện bởi mạng vô tuyến. Điều này giải thích tính trong suốt của dịch vụ PoC đối với mạng tế bào và mạng cố định. Điều khiển phiên PoC dựa trên giao thức SIP và lưu lượng thoại được mang bởi giao thức RTP/RTCP. 3.3.2 Kiến trúc PoC Chuẩn PoC phiên bản đầu tiên (Release 1) của OMA bao gồm PoC client, PoC application server và PoC XML Document Management Server (PoC XDMS). XDMS được coi như là một phương tiện quản lý thiết lập cấu hình ứng dụng cũng như lưu trữ các thiết lập. Một XDMS server mà lưu trữ các dữ liệu riêng cho PoC gọi là “PoC XDMS”. Sử dụng điểm tham chiếu POC-8, PoC server có thể lấy các tài liệu liên quan đến PoC (ví dụ như danh sách truy nhập) và sử dụng điểm tham chiếu PoC- 5, PoC server có thể lấy được danh sách chung từ Shared XDMS. Các PoC server xử lý các ứng dụng riêng như điều khiển talk burst (nhóm gọi), điều khiển phiên PoC. Chúng cũng cung cấp các giao diện cho sự giám sát và hệ thống quản lý mạng, tạo Charging Detail Record (CDR). Hình 3.12. Kiến trúc PoC. PoC server kết nối với IMS thông qua điểm tham chiếu ISC. IMS nắm giữ các chức năng chung như nhận thực user cho PoC, định tuyến phiên và tính cước dựa trên SIP. PoC client thông thường là một phần mềm trong UE nhưng nó cũng có thể là một ứng dụng (trong PC). Thông thường, dịch vụ Presence kết hợp với PoC, khi Presence có thêm các dữ liệu PoC (ví dụ, user có thể biết được sự sẵn sàng liên lạc PoC của user khác). 3.3.3. Các đặc điểm của PoC. 3.3.3.1. Liên lạc PoC. PoC hỗ trợ nhiều chế độ liên lạc để phục vụ cho nhu cầu của các nhóm khác nhau. Sự khác nhau chính giữa những chế độ này liên quan đến chính sách nhóm và sự thiết lập phiên. Nói theo cách khác đó là, làm thế nào để user tạo một nhóm và thêm/xoá các thành viên trong nhóm. Làm thế nào để kích hoạt một phiên và điều khiển truy nhập như thế nào? Trong liên lạc nhóm quay số ra (dial-out group), một user mời một nhóm user tham gia một phiên nhóm. User được lời mời và họ có thể tham gia sử dụng chức năng trả lời tự động hay bằng tay. Nhóm được mời có thể là nhóm PoC chỉ định trước (pre-arrange PoC group) hoặc một danh sách được chọn từ danh bạ của user (ad hoc PoC group). Khả năng xem được sự sẵn sàng của user khác (sử dụng Presence) mang đến sự tiện ích hơn cho user. Có một vài quy luật đặc biệt cho nhóm người gọi có chỉ định trước. Đầu tiên, phiên PoC giữa các thành viên trong nhóm được thiết lập khi bất kì một thành viên nào gửi lời mời đến các thành viên khác tham gia. Thứ hai, sự liên lạc bắt đầu sau khi thành viên đầu tiên đầu tiên trong nhóm chấp nhận lời mời. Thứ ba, sự tham gia một phiên chỉ được cho phép đối với những thành viên đã xác định trước (thành viên trong nhóm chỉ định). Tương tự như vậy, cũng có một số luật cho ad hoc PoC group. Một nhóm ad hoc PoC được tạo ra khi một PoC user mời một hay nhìêu user vào một phiên PoC. Chỉ cho phép những người được mời, tức là một user muốn tham gia và phiên thì phải nhận được lời mời tham gia (ví dụ như SIP INVITE hay SIP REFER từ PoC server điều khiển) Trong liên lạc nhóm tham dự (join-in group) hay còn gọi là nhóm chat, các bên tham gia phải tự chủ động tham gia và nhó,user có đủ quyền điều khiển với nhóm mà user tham gia (user không bao giờ nhận được một dữ liệu nào nếu họ không tham gia vào nhóm). Sự điều hành có vẻ thích hợp cho những hoạt động được kế hoạch trước. Hình 3.13. Các chế độ liên lạc PoC. Sự tham gia vào chat group tương tự với các hoạt động hàng ngày như xem TV, tham gia một cuộc họp. User có thể tham gia vào nhiều phiên chat đồng thời. Chat group có thể là nhóm không hạn chế điều khiển truy nhập hoặc hạn chế với danh sách các thành viên. Nhóm không hạn chế được mở cho bất kì người nào biết định danh của nhóm (SIP URI của nhóm), tên này có thể được tìm thấy trong một phòng chat hay ở nhà điều hành. Nhóm hạn chế thích hợp cho việc thảo luận về các đề tài riêng hay trong một diễn đàn, nó chỉ cho phép truy nhập với các user xác định trước, user cần biết định danh nhóm và phải được cấp quyền tham gia. 3.3.3.2. Các phiên PoC đồng thời. So với các dịch vụ thoại truyền thống, PoC đưa ra khả năng tham gia nhiều hơn một phiên PoC tại cùng một thời điểm mà không cần phải giữ bất kì một phiên nào. Khả năng này được gọi là “chức năng phiên PoC đồng thời”. Ví dụ, khi một user A sử dụng chức năng này trên thiết bị của A, nó tự động tham gia vào những nhóm mà A đã cấu hình trước. Hơn nữa, chế độ này cũng cho phép user tham gia vào chat group trong khi vẫn có thể nhận one-to-one PoC với các user khác. Khi A muốn nói, chỉ việc chọn nhóm và nhấn nút. Việc nhận dòng phương tiện từ mạng đòi hỏi sự hỗ trợ từ server PoC của A. PoC server cần phải lọc lưu lượng của nhiều phiên để A nghe một phiên với quy luật sau: - User có thể tự khoá vào một nhóm, chỉ có lưu lượng từ nhóm đó được phân phối cho user - User có thể thiết lập một phiên như là phiên PoC primary (ưu tiên) - Trong số các phiên PoC secondary, lưu lượng được phân phối khi cuộc đối thoại vẫn còn duy trì. Sau một khoảng thời gian primary im lặng (độ dài khoảng lặng được quy định bởi nhà điều hành), PoC server sẽ chọn dòng phương tiện từ các phiên khác. 3.3.3.3. Các chế độ thiết lập phiên PoC. Có hai chế độ phiên: phiên thiết lập trước (pre-establish session) và phiên thiết lập khi yêu cầu (on-demand session). Sự khác biệt chính giữa các chế độ này là ở chỗ các tham số thương thảo. Trong chế độ phiên thiết lập trước, một user thiết lập một phiên đến Participating PoC và thương thảo tất cả các tham số về phương tiện trước khi đưa ra yêu cầu cho các user khác. Trong chế độ yêu cầu, các thông số được thương thảo khi user thực hiện yêu cầu cho một phiên PoC. Chế độ thiết lập trước cho phép PoC client mời các PoC client hay nhận phiên PoC mà không cần phải thương thảo lại các thông số, điều này giúp giảm thời gian thiết lập một phiên. Ở hình 3.14, phía trên, PoC client thực hiện phiên thiết lập trước. Ở phần phía dưới, khi Tobias muốn tiếp xúc với user tên là Tuomo. PoC client của Tobias phát ra một yêu cầu SIP REFER chứa danh định của Tuomo như là một user đích. PoC server của Tobias đóng vai trò chức năng điều khiển và cả chức năng tham gia, gửi yêu cầu SIP INVITE qua IMS đến mạng đích. Hình 3.14. Phiên PoC thiết lập trước. PoC server của Tuomo nhận yêu cầu này và chấp nhận phiên ngay lập tức, nếu Tuomo đang sử dụng chế độ thiết lập phiên trước, và lập chế độ trả lời tự động cho Tuomo. Tuomo nhận bản tin Talk Burst Control từ PoC server, chỉ ra rằng cuộc gọi bắt nguồn từ Tobias, sau đó nó sẽ Ack bản tin này. Khi PoC server chức năng điều khiển nhận báo hiệu 200 OK, nó gửi bản tin Talk Burst Control cho Tobias để bắt đầu cuộc nói chuyện. Hình 3.15 minh hoạ chế độ thiết lập phiên yêu cầu. Khi Tobias muốn thiết lập một phiên với Tuomo, sẽ sinh ra một yêu cầu SIP INVITE bao gồm các thông tin phương tiện. PoC server của Tobias đóng cả vai trò chức năng và vai trò tham gia, nó gửi yêu cầu này qua IMS đến mạng đích. PoC server của Tuomo (chỉ đóng vai trò tham gia) nhận yêu cầu này và thiết lập chế độ trả lời của Tuomo. Trong trường hợp này do Tuomo đã thiết lập chế độ trả lời tự động trước, nên PoC server có nó gửi bản tin 183 Session Progress trở lại PoC server điều khiển. Hình 3.15. Thiết lập phiên PoC theo yêu cầu. Vào thời điểm gửi 183 Session Progress, cả PoC server của Tobias và Tuomo đều đồng thời thực hiện: PoC server tham gia của Tuomo gửi yêu cầu SIP INVITE đến UE của Tuomo, sau đó UE này đáp ứng lại bằng bản tin SIP 200 OK cho PoC server, khi đó PoC server gửi lại bản tin 200 OK. PoC điều khiển của Tobias gửi bản tin 200 OK đến UE của Tobias. 3.3.4. Mặt bằng người dùng (user plane). Mặt bằng người dùng của PoC bao gồm 3 thành phần: dòng phương tiện (gồm các Talk Burst), Talk Bust Control và phản hồi chất lượng (Qualify Feedback) (Hình 3.16) Hình 3.16. Mặt bằng người dùng trong PoC. PoC server tham gia chuyển tiếp bản tin Talk Burst, Talk Burst Control và phản hồi chất lượng dịch vụ giữa PoC server điều khiển và PoC client, ngoại trừ các trường hợp sau: - PoC client có một phiên thiết lập trước với PoC server - PoC client và PoC server hỗ trợ phiên đồng thời - PoC server cần ghi lại dòng phương tiện để hỗ trợ cho chức năng tính cước. - PoC server được sử dụng cho việc thích nghi các dòng phương tiện khác. - PoC server cần cho các cuộc ngăn xen theo luật - PoC server đóng vai trò là một Gateway giữa hai giao thức Talk Burst Control khác nhau. 3.3.4.1. Talk Burst. Talk Burst đơn giản là một dòng phương tiện từ một user đến PoC server điều khiển. PoC server điều khiên phân phối Talk Burst đến tất cả các thành viên tham gia vào phiên. Phiên PoC là một tầng chia sẻ, có nghĩa là chỉ một Talk Burst tại một thời điểm có thể được phân phối. Thêm vào đó, bởi vì trong một phiên PoC nhóm, có nhiều thành viên, cho nên cần một chức năng phân xử (arbitrator function) – quản trị tầng điều khiển cho ai được phép gửi dòng phương tiện tại bất kì một thời điểm nào cho trước. 3.3.4.2. Talk Burst Control. Để điều khiển tầng, PoC đưa ra Talk Burst Control Protocol (TBCP). TBCP được sử dụng để yêu cầu, từ chối và huỷ bỏ một tầng phiên PoC. Quản trị tầng, hay TBCP server luôn luôn được đặt trong PoC chức năng điều khiển. TBCP gồm có các bản tin sau: - TBCP Talk Burst Request (TB_Request): bản tin này được gửi bởi client. - TBCP Talk Burst Granted (TB_Granted): bản tin được gửi bởi PoC server cho client để thông báo rằng client được công nhận. Điều này có nghĩa là client được cho phép gửi một Talk Burst và sẽ được nghe bởi các thành viên khác. - TBCP Talk Burst Deny (TB_Deny): bản tin này được gửi bởi PoC server cho một PoC client để thông báo răng client đã bị từ chối. - TBCP Talk Burst Release (TB_Release): được gửi bởi PoC client cho PoC server để báo răng client đã gửi xong Talk Burst của nó. - TBCP Talk Burst Taken (TB_Taken): gửi từ PoC server đến tất cả các thành viên trong phiên PoC đang gửi một Talk Burst - TBCP Talk Burst Revoke (TB_Revoke): gửi bởi PoC server, server có thể ngắt một Talk Burst quá lâu. - TBCP Talk Burst Idel (TB_Idle) - TBCP Talk Burst Acknowledgement (TB_Ack) - TBCP Talk Burst Queue Status Response (TB_Queued) - TBCP Talk Burst Queue Status Request (TB_Position) - TBCP Connect (Connect): ở trong phiên thiết lập trước, bản tin này được gửi bởi PoC server đến PoC client để chỉ ra rằng một phiên mới đã được nhận và một tầng đựơc tạo ra cho phiên đó. - TBCP Disconnet (Disconnect): ở trong phiên thiết lập trước, bản tin này được gửi bởi PoC server đến PoC client chỉ ra rằng một phiên kết thúc, tầng tương ứng bị huỷ bỏ. 3.3.4.3. Phản hồi chất lượng dịch vụ. PoC server và client có thể tuỳ chọn tạo, gửi và xử lý các thông báo phản hồi chất lượng dịch vụ. Phía thu RTP có thể tạo ra phản hồi chất lượng ở hai dạng: Sender Report (SR) và Receiver Report (RR). Sự khác biệt giữa RR và SR là SR bao gồm thông tin về dữ liệu được gửi; cả hai đều chứa các thông báo về các gói đã nhận: tổng số gói RTP, tổng số octet của dữ liệu được nhận, thời gian truyền của các gói, jitter. Trong mặt bằng người dùng PoC, một PoC client tạo ra một SR mỗi khi nó gửi xong một Talk Burst (ví dụ, sau khi gửi TB_Release cho PoC server). PoC client gửi một RR khi một trong 2 điều sau đây xảy ra: - PoC client nhận một SR. - PoC client nhận chỉ thị răng Talk Burst đã kết thúc (ví dụ như bản tin TB_Idle) 3.3.5 Chế độ trả lời. PoC có hai chế độ trả lời: nhân công (manual) và tự động. Chế độ trả lời nhân công là chế độ trả lời được sử dụng trong thoại truyền thống. Khi đầu cuối nhậu một lời mời phiên PoC, nó thông báo cho user (sử dụng chuông). Tại thời điểm đó, user sẽ quyết định trả lời hay từ chối lời mời. Hình 3.17. Chế độ trả lời PoC nhân công. Hình 3.17 thể hiện dòng bản tin cho chế độ trả lời nhân công. Cần chú ý rằng các đầu cuối PoC không sử dụng đáp ứng xác thực tạm thời – reliable provisional responses (được sử dụng giữa các PoC server), cho nên không có sự chuyển dịch của bản tin PRACK sau đáp ứng 180 Ringing (2). Hình 3.18. Chế độ trả lời PoC tự động. Trong chế độ trả lời tự động, user thiết lập cho đầu cuối tự chấp nhận phiên PoC. Khi đầu cuối nhận được lời mời PoC, nó chấp nhận ngay lập tức và bắt đầu chạy các dòng phương tiện liên quan đến phiên. Tất nhiên là user có thể cấu hình để đầu cuối ở chế độ trả lời tự động chỉ đối với các phiên PoC từ các user riêng nào đó. Hình 3.18 cho thấy đầu cuối PoC đáp ứng trực tiếp với đáp ứng 200 OK. 3.4. Conferencing 3.4.1. Giới thiệu Conference (hội nghị) là một cuộc nói chuyện giữa nhiều bên tham gia. Có nhiều dạng conference khác nhau bao gồm: loosely coupled conferences, fully distributed multiparty conferences và tightly coupled conferences. Phần này chỉ giới thiệu conference liên quan đến IMS là tightly coupled conferences. Conference không chỉ giới hạn trong audio, mà còn phổ biến cho video và text (chatting). Sự phổ biến này phụ thuộc vào khả năng của conference: chia sẻ file, video trong thời gian thực. 3.4.2. Kiến trúc Trong tightly coupled conference, luôn có một điểm điều khiển trung tâm, nơi mà mỗi thành viên tham gia hội nghị đều phải kết nối vào. Điểm này cung cấp nhiều dịch vụ khác nhau: trộn các dòng phương tiện, chuyển mã và khai báo danh sách các bên tham gia. Điểm này được gọi là “focus” – là một SIP UA – được đánh địa chỉ bởi SIP URI. URI conference xác định một conference và focus thiếp lập báo hiệu giữa các thành viên. Có nhiều cách để tạo ra một conference. Dùng SIP tạo ra ad hoc conference, là conference không lập chương trình trước và chỉ tồn tại trong thời gian ngắn. Scheduled conference (có lập chương trình trước) được tạo ra sử dụng giao thức điều khiển conference, cho phép user tạo và điều khiển conference cùng với chính sách của nó cũng như quản lý các thành viên trong hội nghị. 3.4.3. Gói Event SIP cho thông tin trạng thái conference Khai báo trạng thái conference sử dụng SIP bằng các gói SIP Event (cũng giống như trong dịch vụ Presence). Gói Event trạng thái của conference được sử dụng để xem sự thay đổi các thành viên, hay nói cách khác là sự tham gia hay rời conference. Gói này cũng cho phép các thành viên xem trạng thái của các thành viên khác trong conference. User có thể đăng kí bằng cách gửi yêu cầu SIP SUBCRIBE đến conference URI được xác định trong focus. Điểm focus đóng vai trò là một notifer cho các gói Event (Gói tin Event là một gói tin tập hợp các thông tin về trạng thái được thông báo bởi một notifier cho một subscriber). Tên của gói Event là “conference” xuất hiện trong Event header của yêu cầu SUBSCRIBE. Phần còn lại mang thông tin về trạng thái conference: tình trạng của user hiện tại - được gán nhãn là activity-status - và thông tin về các thành viên vào hay rời khỏi conference (được gán nhãn là history-status). Activity status mang các thông tin như: connected, disconnected hay on-hold. Trong khi History-status mang thông tin về: dialled-in, dialled-out, tham gia, rời khỏi … 3.4.4. Các luồng báo hiệu trong điều hành dịch vụ conference 3.4.4.1. Tạo một conference với một conference URI Khi tạo một conference với một conference URI, các bên tham gia phải khởi tạo yêu cầu INVITE Hình 3.19. Khởi tạo conference sử dụng conference fatory URI. Conference server tạo ra một điểm focus, gán cho nó một URI và đáp ứng lại bằng 200 OK. URI chứa một thông số “isfocus” để chỉ ra đây là một focus URI. Khi nhận được đáp ứng 200 OK với thông số “isfocus” được chỉ ra trong Contact header, bên tham gia lưu nội dung trong Contact header như là conference URI. 3.4.4.2. Chỉ một user đến conference sử dụng yêu cầu REFER Khi tạo ra một yêu cầu REFER gửi đến một user để mời user đó vào một conference, Refer-To header của yêu cầu REFER được đặt conference URI bao gồm thông số “isfocus”. User đưa ra yêu cầu REFER sẽ xem xét bản tin NOTIFY được gửi trả lại. Một cách khác để mời một user vào một conference là gửi yêu cầu REFER với focus và URI của chính nó và đặt vào Refer-To header. Điều này giải thích tại sao focus tạo ra một yêu cầu INVITE để mời user vào conference. Hình 3.20. Mời một user vào conference. 3.4.4.3. Đăng kí vào trạng thái conference. Hình 3.21. Đăng kí vào trạng thái conference. 3.5. IMS và xu hướng hội tụ di động – cố định. 3.5.1. Giới thiệu. Khái niệm hội tụ cố định – di động thường được sử dụng để ám chỉ việc tích hợp công nghệ hữu tuyến và công nghệ vô tuyến. Tuy nhiên, khái niệm hội tụ không chỉ dừng lại ở đó mà còn mở rộng thành sự hội tụ giữa media, số liệu và viễn thông và có thể được chia thành 3 nhóm khác nhau là hội tụ dịch vụ, hội tụ thiết bị và hội tụ mạng. Hội tụ dịch vụ là khả năng truyền tải dịch vụ đến thuê bao sử dụng bất kỳ một thiết bị cầm tay sử dụng bất kỳ công nghệ truy nhập nào. Hội tụ thiết bị là việc một thiết bị có khả năng hỗ trợ nhiều công nghệ truy nhập khác nhau như CDMA2000, WCDMA, GSM, hữu tuyến băng rộng và WLAN. Hội tụ mạng là việc hợp nhất mạng để cung cấp nhiều dịch vụ khác nhau với chất lượng cao mà không phụ thuộc vào công nghệ truy nhập, đem lại hiệu quả kinh tế cho nhà khai thác mạng. Hiện nay, hội tụ được coi là một cơ hội để giành khách hàng cũng như cung cấp giá trị gia tăng cho khách hàng. Ví dụ về các dịch vụ và công nghệ tích hợp hiện có là: • Dịch vụ khách hàng: thuê bao trọn gói cho dịch vụ cố định, di động và băng rộng, triple play, một số - một hộp thư thoại. • Thiết bị: đồng thời hỗ trợ WLAN/2G/3G, điện thoại di động sử dụng băng tần có phép và không phép, thiết bị di động có tính năng đa phương tiện và máy tính PC. • Mạng: kiến trúc nhiều lớp với IMS. Do khái niệm hội tụ là một khái niệm tương đối mở, trong đề tài này đề cập đến kiến trúc của mạng hội tụ với mục tiêu như sau: • Sử dụng một cơ sở hạ tầng truyền tải chung dựa trên công nghệ IP. • Có kiến trúc báo hiệu IP chung cho các dịch vụ đa phương tiện có yêu cầu báo hiệu (các dịch vụ truyền số liệu sẽ không cần báo hiệu IP). • Môi trường kiến tạo dịch vụ mở, có giao diện chuẩn mở với phần báo hiệu IP, cho phép triển khai dịch vụ của nhà khai thác cũng như của bên thứ 3. • Cho phép truy nhập mạng bằng nhiều công nghệ truy nhập khác nhau (như xDSL, WLAN, 3G). Trong môi trường kinh doanh biến động hôm nay, các nhà khai thác khác nhau sẽ có các cách tiếp cận khác nhau. Tuy nhiên, rõ ràng rằng hội tụ sẽ có một vai trò quan trọng với mọi loại nhà khai thác và mọi hướng tiếp cận khác nhau. Nhà khai thác phải phản ứng nhanh nhạy với thị trường và thích nghi nhanh với môi trường kinh doanh cũng như có các chương trình marketing để tạo đà cho tăng trưởng và giảm chí phí. Một môi trường dịch vụ cho phép triển khai các gói dịch vụ tích hợp nhanh chóng là một điều không thể thiếu để đi đến thành công. Hình 3.22. Kiến trúc mạng hội tụ. Xu thế sử dụng công nghệ IP trong mọi lĩnh vực của viễn thông đã tương đối rõ ràng. Một mạng IP chung cung cấp các tính năng chung và do đó giảm chi phí kế hoạch và vận hành. Khả năng cắt giảm chi phí cho nhà khai thác cũng là một trong những động lực thúc đẩy việc hội tụ mạng. Ngoài ra, khi cấu trúc nền tảng mạng đã được chuẩn hoá, các dịch vụ mới dành riêng cho một phân đoạn thị trường nào đó sẽ được phát triển và triển khai dễ dàng và hiệu quả hơn. IMS – IP Multimedia Subsystem – là một chuẩn quốc tế đã được công nhận, nó được tích hợp hoàn chỉnh với mạng dữ liệu và mạng thoại trong khi vẫn đáp ứng nhiều đặc tính cốt lõi của lĩnh vực IT. Điều đó cho phép IMS trở thành một thành phần không thể thiếu cho xu hướng hội tụ di động-cố định. Hiện nay, IMS là sự lựa chọn tối ưu cho việc phân phát dịch vụ hội tụ và đa phương tiện, cũng như cho phép cung cấp các dịch vụ IP trên cả mạng di động và cố định. Chính vì vậy, trong kiến trúc mạng NGN, IMS là một thành phần không thể thiếu để đi đến mục đích cuối cùng là hội tụ. Để làm được điều này cần phát triển mạng cố định và mạng di động một cách đồng thời, mục tiêu cuối cùng là hai mạng có thể hoạt động liên thông cả về truyền tải cũng như dịch vụ dựa trên kiến trúc chuẩn IMS. 3.5.2. Tình hình chuẩn hoá và thương mại hoá. Hiện có 3 tổ chức đang hoạt động tích cực trong việc xây dựng một kiến trúc mạng IP thích hợp cho việc hội tụ cố định - di động là 3GPP, 3GPP2 và ETSI-TISPAN. Tổ chức 3GPP là liên minh được thành lập năm 1998 nhằm xây dựng một tiêu chuẩn quốc tế cho mạng không dây 3G. Tiêu chuẩn của 3GPP bao gồm chuẩn GSM (GPRS và EDGE) và 3G. Tổ chức 3GPP2 cũng là một hiệp hội quốc tế xây dựng chuẩn mạng không dây 3G, tập trung vào công nghệ CDMA. TISPAN (The Telecoms & Internet converged Services & Protocols for Advanced Networks) là nhóm tiêu chuẩn của ETSI, tập trung vào phần hội tụ mạng cố định và Internet. Kiến trúc mạng IP cần thiết cho hội tụ cố định – di động đều dựa trên kiến trúc IMS của 3GPP. Vị trí của IMS trong kiến trúc NGN của ETSI (tổng quan hơn kiến trúc mạng của 3GPP) được thể hiện trong hình 3.23. Về cơ bản, kiến trúc mạng NGN cũng gồm các lớp tương tự như kiến trúc mạng NGN của ITU-T. Trong kiến trúc này, phân hệ đa phương tiện IP (IMS – IP Multimedia Subsystem) nằm giữa và liên kết các lớp truyền tải (mạng truy nhập thông qua phân hệ điều khiển tài nguyên và mạng lõi) và lớp dịch vụ, tương ứng với lớp Báo hiệu IP. Hình 3.23. Kiến trúc mạng NGN (nguồn ETSI 2005). Được đề xuất bởi tổ chức 3GPP như một lớp điều khiển và tích hợp dịch vụ đa phương tiện cho mạng di động dựa trên công nghệ GSM, IMS đã được các tổ chức khác như 3GPP2, ETSI, và cả ITU-T ứng dụng vào kiến trúc mạng thế hệ sau của mình. Nói một cách ngắn ngọn thì IMS là một kiến trúc báo hiệu mở, cho phép hỗ trợ các loại dịch vụ IP trên nền mạng chuyển mạch gói cũng như chuyển mạch kênh với công nghệ truy nhập hữu tuyến cũng như vô tuyến. 3.5.3. Phương án phát triển mạng cố định. Để bảo toàn nguồn vốn và phục vụ các thuê bao hiện có một cách liên tục, các nhà khai thác mạng không thể ngay lập tức bỏ mạng cũ và xây dựng mạng mới. Quá trình chuyển đổi công nghệ cần thực dần hiện từng bước. Mỗi nhà khai thác có phương pháp, lộ trình chuyển đổi riêng theo hoàn cảnh và đặc tính riêng của họ. Tuy vậy, các kịch bản chuyển đổi lên NGN đều dựa vào việc phân tách các chức năng trong mạng: truyền tải, điều khiển, dịch vụ, và quản lý. Việc triển khai các giải pháp mạng NGN được thực hiện thông qua một hay nhiều bước tuỳ thuộc vào mức độ mở rộng của từng giải pháp. 3.5.3.1. Giai đoạn 1: Phỏng tạo PSTN/ISDN. Kịch bản chuyển đổi từ PSTN/ISDN sang PBN (Packet Based Network) được sử dụng nhiều nhất đó là mạng PSTN/ISDN PBN cùng tồn tại trong giai đoạn chuyển giao. Giải pháp này được thực hiện thông qua 2 bước. Bước 1: Tại bước này một vài tổng đài nội hạt LE được thay thế bằng các AG. Các chức năng của LE sẽ được cung cấp bởi AG và CS (Circuit Switching). Các thiết bị truy nhập khác như: thiết bị truy nhập của khách hàng (UAM – User Access Mode), các thiết bị truy nhập từ xa của khách hàng (RUAM – Remote UAM) và các tổng đài nội bộ (PABX) kết nối với các tổng đài LE đã bị thay thế sẽ kết nối trực tiếp với AG. Trong bước này cũng có thể triển khai các AG bổ sung để cung cấp dịch vụ cho các thuê bao mới. Các TG – Trungking Gateway và SG được triển khai để phối hợp kết nối giữa PBN và mạng PSTN/ISDN của các nhà cung cấp dịch vụ khác. Tất cả các AG và TG được điều khiển bởi CS. Bước 2 : Trong bước này, tất cả các tổng đài nội hạt LE còn lại sẽ được thay thế bằng các AG và các tổng đài chuyển tiếp (TE) sẽ được loại bỏ, các chức năng của TE sẽ được thực hiện tại CS. Các TG và SG được triển khai để phối hợp kết nối giữa PBN và mạng PSTN/ISDN của các nhà cung cấp dịch vụ khác. Tất cả các AG và TG được điều khiển bởi CS. 3.5.3.2. Giai đoạn 2: Phỏng tạo và mô phỏng PSTN/ISDN. Giai đoạn này sử dụng đồng thời emulation và simulation PSTN/ISDN. Điều này cho phép nhà khai thác triển khai đồng thời mạng mới dựa trên NGN R1 cho các dịch vụ mới và mạng cũ sử dụng phỏng tạo dựa trên CS (CS-based emulation). Khi đó cần có sự phối hợp hoạt động giữ mạng dựa trên chuyển mạch kênh và mạng dựa trên NGN R1. Giao thức SIP là một giải pháp để thực hiện việc phối hợp hoạt động này. 3.5.3.3. Giai đoạn 3: Mô phỏng PSTN/ISDN. Trong giai đoạn này mạng được chuyển đổi lên kiến trúc mạng lõi NGN R1. Các thuê bao sẽ sử dụng trực tiếp các thiết bị đầu cuối NGN hoặc các thiết bị đầu cuối truyền thống kết nối thông qua NGN-AG để kết nối với mạng. Cấu trúc mạng theo NGN R1 cho phép mạng mới có thể cung cấp, bên cạnh các dịch vụ tương tự như các dịch vụ được cung cấp bởi mạng PSTN/ISDN, các dịch vụ NGN khác cho các đầu cuối NGN. Các TG và SG được triển khai để phối hợp kết nối giữa mạng NGN với mạng PSTN/ISDN của các nhà cung cấp dịch vụ khác. 3.5.3.4. Giai đoạn 4: Mạng NGN. Trong giai đoạn cuối cùng này, các khối softswitch trong mạng phỏng tạo hay mô phỏng PSTN/ISDN còn lại sẽ được bổ sung các tính năng của các CSCF (Call Session Control Function). Cơ sở dữ liệu người dùng được tập trung tại các nút HSS (Home Subscriber Server). Chức năng SLF (Subscription Locator Function) cũng được triển khai để giúp cho việc xác định thông tin thuê bao. Chức năng NASS (Network Attachment Subsystem) cũng cần đuợc bổ sung để có thể quản lý thuê bao xDSL kết nối vào mạng. Khả năng liên vận giữa mạng di động và cố định được đảm bảo ở mức tối đa. Lộ trình hội tụ bên phần mạng cố định đã hoàn tất. 3.5.4. Phương án phát triển mạng di động. 3.5.4.1. Giai đoạn 1: Gói hoá mạng di động. Mạng di động hiện tại của VNPT gồm phần mạng lõi chuyển mạch kênh (cho dịch vụ thoại) và phần lõi chuyển mạch gói (cho dịch vụ truyền số liệu). Bước đầu tiên trong lộ trình phát triển mạng là tích hợp lưu lượng thoại và lưu lượng truyền số liệu vào mạng lõi IP có hỗ trợ QoS. Các bước cần thực hiện là: 1. Xây dựng mạng lõi IP có hỗ trợ chất lượng dịch vụ. 2. Tách MSC (Mobile Switching Centre) thành MSC server và MGW. Giai đoạn này chưa đem lại sự thay đổi nào trong dịch vụ thuê bao. Tuy nhiên, việc tích hợp lưu lượng vào một mạng lõi IP sẽ giúp giảm chi phí vận hành mạng một cách đáng kể, hỗ trợ việc giảm cước phí dịch vụ thoại, tăng tính cạnh tranh trong lĩnh vực thông tin di động. 3.5.4.2. Giai đoạn 2: Bổ sung chức năng điều khiển phiên. Việc chuyển đổi được tiếp tục với việc bổ sung thêm chức năng CSCF vào lớp điều khiển mạng thông qua các bước sau: 1. Chuyển đổi chức năng của MSC server thành MGCF (Media Gateway Control Function) (chỉ có nhiệm vụ chuyển đổi báo hiệu SS7/IP thành báo hiệu SIP, và điều khiển các media gateway trong mạng). 2. Bổ sung CSCF vào lớp điều khiển. 3. Bổ sung chức năng chuyển đổi giữa báo hiệu IN với báo hiệu của IMS (IM SSF), cho phép giao tiếp giữa CSCF với dịch vụ IN hiện có. 4. Nâng cấp khối HLR thành HSS. 5. Nâng cấp thiết bị đầu cuối di động để hỗ trợ IMS (hỗ trợ SIP, VoIP). 6. Nếu cần thiết, nâng cấp mạng truy nhập vô tuyến lên 3/4G. Có thể thấy là trong giai đoạn này, lưu lượng thoại và lưu lượng số liệu vẫn được chuyển tải trên 2 mạng riêng (mặc dù vẫn trong cùng một mạng chuyển tải IP chung). Về dịch vụ, có thể tập trung triển khai các dịch vụ IMS phi thời gian thực. Ngoài ra, nếu mạng truy nhập 3G được triển khai thì các dịch vụ video streaming và online game có thể được cung cấp. 3.5.4.3. Giai đoạn 3: Hoàn thiện lớp điều khiển IMS. Chuyển đổi mạng của giai đoạn 2 thành mạng tuân thủ IMS (3GPP Release 7) theo các bước sau: 1. MGW không kết nối trực tiếp với RNC mà kết nối qua mạng GPRS. 2. Các chức năng cần thiết khác như PEF (tại GGSN) hay PDF cũng cần được bổ sung (tại P-CSCF). 3. Nâng cấp thiết bị di động đầu cuối để hỗ trợ IP QoS. Tại thời điểm này, mạng di động và mạng cố định có thể hoạt động liên vận hoàn toàn và hỗ trợ di động giữa hai mạng. Cấu hình mạng hội tụ có thể chỉ gồm 1 hoặc 2 phần điều khiển IMS trong toàn bộ mạng. Thay vì mỗi công ty vùng sở hữu một phần IMS thì có thể cung cấp 1 hệ thống IMS cho phần mạng cố định và một hệ thống khác cho mạng di động.  CHƯƠNG 4: PHÂN TÍCH VÀ ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ TRIỂN KHAI IMS. 4.1. Phân tích và so sánh hiệu quả IMS với các giải pháp riêng (PS). Trong những năm gần đây, IMS là chủ đề được thảo luận nhiều nhất khi nói đến NGN. Xét về công nghệ và khả năng đáp ứng yêu cầu hội tụ thì IMS là sự lựa chọn hợp lý. Tuy nhiên, để một công nghệ mới được áp dụng rộng rãi thì hiệu quả kinh tế của nó lại là vấn đề các nhà cung cấp dịch vụ quan tâm nhất. Trong mục này, căn cứ vào các kết quả nghiên cứu thực tế để đưa ra những phân tích, đánh giá về khả năng tiết kiệm chi phí vận hành mạng và thời gian đưa sản phẩm ra thị trường (Time-to-Market) của IMS so với các giải pháp triển khai dịch vụ trước đây. 4.1.1. Các giải pháp triển khai dịch vụ trước đây. Từ trước đến nay, mỗi khi muốn đưa ra thị trường những dịch vụ mới, các nhà cung cấp dịch vụ thường phải triển khai từng ứng dụng riêng biệt. Giải pháp này gọi là "Giải pháp riêng” – PS (Point Solution). Đây là một giải pháp triển khai từng ứng dụng độc lập trên các server ứng dụng tập trung. Mỗi giải pháp riêng – bao gồm tất cả các chức năng cần thiết để cung cấp một ứng dụng như: các server cần thiết, cơ sở dữ liệu (CSDL) của khách hàng cho mỗi ứng dụng. Như vậy có nghĩa là mỗi một dịch vụ mới, nhà cung cấp dịch vụ có thể phải lặp lại những thao tác như nhau, thêm các phần mềm, thêm CSDL riêng cho mỗi ứng dụng,… Sau đó, tích hợp các ứng dụng này để tạo thành dịch vụ hoàn chỉnh. Việc kết hợp các ứng dụng rất phức tạp và đòi hỏi nhà cung cấp dịch vụ phải đầu tư khá nhiều. 4.1.2. Giải pháp riêng và IMS. Gần đây, với xu hướng phát triển của mạng thế hệ sau, vấn đề triển khai dịch vụ sử dụng cơ sở hạ tầng IMS được rất nhiều nhà cung cấp dịch vụ quan tâm. IMS có kiến trúc mạng chia sẻ nên việc triển khai dịch vụ có nhiều điểm khác biệt so với giải pháp riêng mà các nhà cung cấp vẫn quen sử dụng. Bảng 1 trình bày một số điểm khác biệt cơ bản của hai phương pháp triển khai dịch vụ: Giải pháp riêng và IMS. Bảng 4.1. Sự khác nhau của hai phương pháp triển khai dịch vụ PS và IMS. Giải pháp riêng (PS) IMS Mỗi giải pháp cần có tất cả các chức năng cần thiết để cung cấp một dịch vụ: server ứng dụng, CSDL thuê bao,… Có thể sử dụng các server, các ứng dụng có sẵn để triển khai dịch vụ mới Không tái sử dụng được chức năng của các dịch vụ đã có mặc dù chúng giống nhau Những ứng dụng khác nhau cùng chia sẻ các chức năng chung Có thể tích hợp các ứng dụng riêng lẻ nhưng rất phức tạp Dễ dàng kết hợp các ứng dụng để tạo thành dịch vụ mới 4.1.3. Phương pháp phân tích. Các nhà cung cấp dịch vụ vẫn thường cố gắng triển khai các ứng dụng dịch vụ riêng biệt và độc lập với nhau để đáp ứng yêu cầu kinh doanh. Cách triển khai dịch vụ như trên được gọi là “Giải pháp riêng”. Vì mỗi dịch vụ được thực hiện độc lập với nhau nên sau khi đưa ra các dịch vụ, nhà cung cấp phải đối mặt với nhiệm vụ tích hợp các giải pháp, phối hợp quản lý rất phức tạp và chi phí khá lớn. Trong khi đó, IMS được thiết kế để tạo ra một môi trường chia sẻ các chức năng chung cho mọi ứng dụng, đồng thời, có thể dễ dàng phối hợp hoạt động của các ứng dụng. Đánh giá sự thành công của IMS sẽ phụ thuộc vào khả năng cung cấp các dịch vụ mới nhanh chóng và doanh thu mà nhà cung cấp nhận được sau khi đưa dịch vụ ra thị trường. Để so sánh 2 giải pháp: Giải pháp riêng (PS) và IMS, Bell Labs đã sử dụng nhiều mô hình tiêu chuẩn và các phương pháp phân tích: mô hình tính chi phí hoạt động với những nhiệm vụ cụ thể, sử dụng chuẩn eTOM (mô hình quản lý eTOM được xây dựng mô tả toàn bộ các tiến trình công việc cần thiết cho một doanh nghiệp cung cấp dịch vụ viễn thông và cung cấp nhiều mức độ chi tiết của dịch vụ phù hợp với sự quan trọng của tiến trình trong hoạt động kinh doanh), phương pháp mô hình hóa và phân tích chi phí hoạt động (do Bell Labs phát triển). Mục tiêu là xác định và đánh giá hiệu quả của việc phát triển và quản lý các ứng dụng mới theo từng yêu cầu cụ thể, từ đó có thể nhận thấy hai giải pháp này cho hiệu quả khác nhau đối với các nhà cung cấp dịch vụ. Kết quả là IMS giúp nhà cung cấp dịch vụ tiết kiệm 20-25% tổng chi phí vận hành mạng, giảm 20% thời gian đưa sản phẩm ra thị trường trong thời gian 5 năm tiến hành nghiên cứu. Bell Labs đã sử dụng hệ phương pháp luận và các giả thiết để nghiên cứu như sau: Quá trình nghiên cứu là một lộ trình gồm 5 bước: 1. Chọn các ứng dụng (dịch vụ) sẽ triển khai và đưa ra kế hoạch 2. Ước tính các yêu cầu cần thiết 3. Xây dựng mô hình 2 giải pháp và xác định qui mô mạng 4. Sử dụng mô hình eTOM để xác định quá trình phát triển và quản lý ứng dụng mới: - Hoạt động chi tiết cho từng công việc - Ước tính thời gian cần thiết để thực hiện mỗi nhiệm vụ - Xác định mức độ rủi ro đối với các yếu tố đầu tư (chi phí rủi ro/đơn vị thời gian). - Xác định thời gian cần thiết để tính toán thời gian đưa sản phẩm ra thị trường. 5. So sánh tìm ra sự khác biệt giữa hai giải pháp Trong phạm vi nghiên cứu này, giả sử rằng một nhà cung cấp dịch vụ với qui mô trung bình có kế hoạch đưa ra thị trường 8 dịch vụ mới trong 3 năm. Tuy nhiên, nghiên cứu này mở rộng trong 5 năm để theo dõi những diễn biến tiếp theo của chi phí hoạt động trong trạng thái tĩnh (khi không phát triển thêm dịch vụ mới). Hai kịch bản cụ thể được đưa ra như sau: Kịch bản 1: Nhà cung cấp dịch vụ có mạng sử dụng thiết bị điều khiển trung tâm là Softswitch và sử dụng giải pháp riêng để triển khai dịch vụ mới. Kịch bản 2: Nhà cung cấp dịch vụ có hệ thống mạng trên nền IMS và sử dụng IMS để triển khai dịch vụ. Giả thiết rằng mọi hoạt động kinh doanh và vận hành mạng của nhà cung cấp dịch vụ đều tuân theo chuẩn eTOM. Yêu cầu về các ứng dụng (dịch vụ): - 8 dịch vụ được lựa chọn là các dịch vụ có nhu cầu sử dụng và đem lại doanh thu cao theo các nghiên cứu thị trường trước đó. Một tiêu chí khác để lựa chọn là các dịch vụ này thể hiện trên các phần tử mạng và phương pháp truy nhập khác nhau. 8 dịch vụ sẽ được lần lượt đưa ra thị trường trong 3 năm theo thứ tự như Bảng 2. - Doanh thu từ dịch vụ cho năm 2010 được tính toán dựa vào nghiên cứu thị trường trên nhiều nhóm đối tượng khách hàng. - Sử dụng đường cong dạng chữ S để tính toán dự báo qua từng năm. Đây là mô hình tăng trưởng mẫu dùng để dự đoán sự gia tăng về số lượng: dân cư, khách hàng,… của một khu vực, tổ chức do tác động của các điều kiện bên ngoài. Nghiên cứu sử dụng dạng đường cong này để dự báo số lượng khách hàng qua từng năm khi nhà cung cấp dịch vụ lần lượt đưa các dịch vụ mới ra thị trường. Ban đầu, lượng khách hàng tăng chậm, sau đó tăng nhanh theo hàm mũ, cuối cùng tăng chậm dần và không đổi khi không còn dịch vụ nào được đưa ra (điều kiện ổn định). Trong kết quả dự báo, trung bình mỗi thuê bao sử dụng 2,5 dịch vụ. Bảng 4.2. Triển khai các ứng dụng theo từng năm. Dịch vụ Năm triển khai Loại truy nhập Đặc điểm dịch vụ Wireline VoIP 1 Wireline Thoại với các chức năng Class Push Messaging 1 Wireless Người dùng nhận được thông báo có các tiêu đề thư thoại và nội dung tin nhắn WiFi Roaming 2 Converged Điện thoại cần có hai chế độ để sử dụng WiFi trong nhà Instant Messaging 2 Wireless Tương tự dịch vụ on-line Presence-Enabled Phonebook 2 Converged Biết trạng thái các thành viên Push Coatcat 3 Wireless Người dùng nhận được những thông tin(đã đăng ký trước) tùy theo vị trí Locator 3 Wireless Người dùng có thể biết vị trí thành viên trong danh sách On-line Call Messagement 3 Converged Người dùng có thể quản lý từng cuộc gọi Mô hình mạng: Hai mô hình mạng được đưa ra so sánh trong nghiên cứu là một giải pháp riêng sử dụng kiến trúc Softswitch và một giải pháp sử dụng kiến trúc IMS. Hai hệ thống mạng này có kiến trúc điều khiển và lớp ứng dụng khác nhau nên hai phương pháp triển khai dịch vụ mới cũng có nhiều khác biệt như đã trình bày trong phần đầu. Căn cứ vào lượng khách hàng và dự báo trước cho các ứng dụng mới, các mạng sẽ có số lượng server cần thiết, phù hợp với yêu cầu. Đây là một yếu tố quan trọng để tính chi phí vận hành mạng. Mô hình hoạt động: Các công ty dịch vụ viễn thông từ trước đến nay vẫn tiến hành phân tích chi phí hoạt động của mạng để xác định thành phần nào trong mạng chiếm chi phí lớn trong quá trình hoạt động bình thường bao gồm cả hệ thống do con người điều khiển hay có sự trợ giúp của OSS. Chi phí vận hành mạng chiếm phần lớn trong toàn bộ tổng chi phí dành cho mạng của nhà cung cấp dịch vụ. Sau khi IMS được lựa chọn làm nền tảng cho mạng thế hệ sau, khả năng tiết kiệm chi phí của mạng IMS trên nền gói và của các mạng TDM là một vấn đề được quan tâm khá nhiều. Mô hình phân tích chi phí hoạt động (OCAM) là một phương pháp hệ thống để quyết định chi phí hoạt động có ảnh hưởng như thế nào trong môi trường của nhà cung cấp dịch vụ. OCAM được phát triển để tham chiếu cho các lớp mạng và quá trình kinh doanh trong chuẩn eTOM. Các tham số đầu vào như: lượng thuê bao, tỷ lệ tăng trưởng, quy mô mạng, số lần sử dụng của người dùng (Ví dụ: yêu cầu tính cước) và có báo lỗi, tỷ lệ % ứng dụng cho người dùng cả không dây và cố định,… đều được sử dụng để xác định chi phí hoạt động. Giá trị các tham số sử dụng trong OCAM được lấy từ nhiều nguồn như: các tiêu chuẩn được sư dụng phổ biến, các báo cáo phân tích, báo cáo của Ủy ban Truyền thông Liên bang Mỹ FCC (Federal Communications Commission), các quy luật TOC (Total Operations Competency-tập hợp các tham số đánh giá hiệu quả hoạt động của mạng và dịch vụ) do Bell Labs phát triển, những bản đánh giá uy tín, có tính đến các điều kiện và những yếu tố thay đổi khác. Mô hình này không chỉ giới hạn trong các ứng dụng đã lựa chọn. Nếu thêm một ứng dụng mới thì cần có thêm vào dữ liệu đặc trưng cho ứng dụng đó, và tất nhiên là yêu cầu triển khai ứng dụng có thể thay đổi. Mô hình này cũng có một số thay đổi để thấy được kiến trúc đặc trưng và nhóm các chức năng theo yêu cầu của nhà cung cấp dịch vụ. Tuy nhiên, ở đây chỉ tính đến chi phí hoạt động mà không xét đến chi phí chuyển đổi hoặc nâng cấp hệ thống OSS/BSS cũ và dữ liệu hỗ trợ hai môi trường IMS và Giải pháp riêng. Các kết quả và phân tích Tiết kiệm chi phí vận hành Các lĩnh vực hoạt động trong OCAM được trích từ mô hình eTOM, có 4 nhóm hoạt động ở mức cao (high-level) trong OCAM: - Kết hợp mạng/dịch vụ/ứng dụng - Quản lý khách hàng - Quản lý mạng/dịch vụ/ứng dụng - Yêu cầu về nguồn nhân lực Mỗi nhóm hoạt động ở mức cao được phân tích thành các nhiệm vụ chi tiết. Tổng cộng có trên 80 nhiệm vụ với các thông tin về chi phí riêng. Sau khi phân tích chi tiết và so sánh mỗi nhiệm vụ của từng hoạt động trong 5 năm nghiên cứu, chúng ta có thể thấy một số kết quả như sau: - Từ sau năm 2006, IMS tiết kiệm chi phí 20~25% (Hình 2) - Quản lý khách hàng tiết kiệm được nhiều chi phí nhất (biểu đồ góc dưới bên phải Hình 2) - Mối quan hệ giữa các mức tiết kiệm chi phí hoạt động được thể hiện trong Hình 2 và Bảng 3 Trong phần tiết kiệm chi phí của IMS, một nửa con số đó có được nhờ sử dụng nền tảng CSDL duy nhất. Có nghĩa là, nếu không dùng CSDL duy nhất này, IMS chỉ có thể tiết kiệm được 10~13% chi phí hoạt động. Hình 4.1. Biểu đồ tiết kiệm chi phí hoạt động của IMS. Trong hình 4.1 cho thấy IMS có thể tiết kiệm chi phí ngay từ năm đầu tiên đưa ra dịch vụ (năm 2006). Tiết kiệm chi phí tăng từ 13% của năm đầu tiên lên 20~25% sau 4 năm. Điều này có thể thấy rõ qua 4 nhóm hoạt động đã nêu trên và hoạt động tiết kiệm nhiều chi phí nhất là quản lý khách hàng (trong năm 2008, quản lý khách hàng chiếm 70% trong tổng số 21% chi phí hoạt động tiết kiệm được với 2/3 là nhờ tiết kiệm chi phí quản lý sự cố của khách hàng). Bảng 4.3 liệt kê các thành phần có nhiều ưu điểm trong IMS. Bảng 4.3. Các thành phần có nhiều ưu điểm trong IMS. Lĩnh vực có nhiều ưu điểm Ảnh hưởng đối với các hoạt động Các nền tảng chia sẻ -  Số lượng các phần tử mạng hỗ trợ cho các ứng dụng ít hơn -  Giảm thời gian kết nối các thiết bị -  Giảm chi phí đào tạo nguồn nhân lực -  Có lợi cho việc cập nhật/cấu hình HW/SW/FW Framework nhất quán -  Phát hiện và cô lập lỗi mạng nhanh hơn -  Dễ dàng cung cấp các thông tin thống nhất về toàn cảnh mạng -  Xác định kiến trúc, các yêu cầu, quá trình thực hiện và giao diện dễ dàng hơn Các giao diện chuẩn hóa mở -  Độ phức tạp khi tích hợp hệ thống nhỏ hơn -  Giảm chi phí đào tạo nguồn nhân lực Hợp nhất dữ liệu dịch vụ -  Cung cấp dữ liệu dịch vụ người dùng thống nhất cho nhiều ứng dụng khác nhau -  Loại bỏ sự cố/xử lý các yêu cầu cung cấp thông tin liên quan đến một dịch vụ cụ thể của người dùng dễ dàng hơn -  Giảm độ phức tạp khi cung cấp dịch vụ cho thuê bao Chỉ có một giản đồ dữ liệu - Giảm thời gian quản lý xử lý sự cố -  Cung cấp một điểm truy nhập dữ liệu và các thông tin tổng hợp về hiện trạng mạng -  Tăng số lượng các vấn đề được xử lý tại lớp 1 -  Giảm chi phí đào tạo nguồn nhân lực -  Giảm số lượng nhân viên hỗ trợ dịch vụ -  Các giao diện dữ liệu được đơn giản hóa Quy trình thực hiện nhất quán, tái sử dụng các giao thức và hệ thống quản lý -  Giảm chi phí đào tạo nguồn nhân lực -  Giảm số lượng nhân viên hỗ trợ dịch vụ Một số nguyên nhân cơ bản dẫn đến các kết quả này là: - Giải pháp riêng có thể yêu cầu tách riêng tên lỗi và các thông tin về lỗi cho từng ứng dụng - PS yêu cầu phải lặp lại các thao tác ra quyết định và cô lập lỗi cho mỗi ứng dụng. Trong khi đó, kiến trúc chia sẻ của IMS cung cấp thông tin cho nhiều ứng dụng nên giảm số lần phải lặp lại các hoạt động xử lý lỗi - PS có các thủ tục khác nhau cho mỗi cặp ứng dụng trong khi IMS có nền tảng chung nên có thể đơn giản hóa thủ tục, giảm lượng các nhiệm vụ phải thực hiện - PS yêu cầu tìm thông tin thuê bao cho mỗi ứng dụng riêng còn IMS có server dữ liệu thuê bao chung, chỉ tìm một lần cho nhiều ứng dụng khác nhau. b. Tiết kiệm thời gian đưa sản phẩm ra thị trường: Quá trình thực hiện đưa sản phẩm ra thị trường trong OCAM theo mô hình eTOM: Có 6 quá trình được nghiên cứu là: - Giới thiệu dịch vụ mới - Phát triển dịch vụ mới - Tạo và thực hiện dịch vụ - Kiểm tra tính sẵn sàng của dịch vụ - Triển khai đưa dịch vụ ra thị trường - Phân tích sau khi cung cấp dịch vụ Mỗi quá trình ở mức cao cũng được chia thành các nhiệm vụ chi tiết (từ mức 2 trở xuống). Có tổng cộng trên 110 bước thủ tục cần thực hiện với các thông tin cụ thể trong OCAM. Trong Hình 4.1, chúng ta có thể thấy mức độ tiết kiệm thời gian của 6 quá trình trong các thủ tục đưa sản phẩm ra thị trường. Nhìn chung, xét về mặt đưa sản phẩm ra thị trường, IMS hiệu quả hơn Giải pháp riêng khoảng 20%. Những hoạt động chính giúp tiết kiệm thời gian nhờ sử dụng cơ sở hạ tầng IMS được nêu chi tiết trong Hình 4.2. Các hoạt động Lợi ích khi dùng IMS Tiết kiệm chi phí Giới thiệu dịch vụ mới Phát triển dịch vụ mới Thực hiện tạo ra dịch vụ Kiêm tra tính sẵn sàng của dịch vụ Triển khai dịch vụ Phân tích sau khi triển khai dịch vụ - Ý tưởng cho dịch vụ mới. - Kế hoạch triển khai dịch vụ. - Marketing dịch vụ. Phân tích và định nghĩa dịch vụ được thực hiện trong một framework chung. Tiết kiệm nhiều chi phí nhất 21% - Các yêu cầu và định nghĩa dịch vụ - Phân tích tính sẵn sàng của mạng và các hoạt động. Các hoạt động có thể kết hợp với nhau vì cùng chia sẻ các phần tử mạng. 14% - Cài đặt thiết bị mạng. - Bộ cấu hình và hỗ trợ hoạt động. - Đào tạo nhân viên. IMS có thời gian tích hợp các ứng dụng ít hơn so với PS, ít thiết bị hơn, độ phức tạp nhỏ hơn. 24% - Kiểm tra tính năng dịch vụ. - Dùng thử các dịch vụ. IMS có nhiều tiện ích và tiết kiệm thời gian hơn vì cấu trúc có sự thống nhất cao hơn. 9% - Triển khai dịch vụ điều khiển. - Triển khai toàn bộ dịch vụ. Không có sự khác biệt. 0% - Phân tích dịch vụ. - Phân tích time to market Có một vài ưu điểm nhưng không đáng kể. 4% Hình 4.2. Ưu điểm của IMS so với Giải pháp riêng (PS) trong quá trình đưa sản phẩm ra thị trường 4.1.4. Kết luận. Qua các kết quả nghiên cứu thực tế của Bell Labs, có thể thấy những lợi ích cơ bản mà cơ sở hạ tầng IMS đem đến cho nhà cung cấp dịch vụ. Với nền tảng chia sẻ duy nhất, cập nhật thông tin hiệu quả, lược đồ dữ liệu thống nhất và quy trình thực hiện nhất quán, sử dụng IMS tiết kiệm 20~25% chi phí hoạt động, chủ yếu nhờ giảm chi phí quản lý khách hàng. Thời gian đưa sản phẩm ra thị trường cũng giảm đi đáng kể (khoảng 20%) do IMS có một framework và platform chung và khả năng tái sử dụng các công việc đã thực hiện với những ứng dụng trước đó. Đây là một trong những lý do chính để các nhà cung cấp dịch vụ lựa chọn IMS cho hệ thống mạng của mình. 4.2. Điểm yếu hiện tại của IMS. Có thể nói IMS sẽ là một lựa chọn tối ưu cho các nhà khai thác mạng trong thế hệ mạng kế tiếp NGN. Tuy nhiên, IMS vẫn còn đang trên đường phát triển và chuẩn hóa, vì vậy trong thời điểm hiện tại chắc chắn rằng IMS vẫn còn nhiều điểm yếu cần được khắc phục và hoàn thiện trong tương lai. IMS đang thiếu một mô hình kinh doanh có sức thuyết phục để các nhà cung cấp mạng chấp nhận triển khai IMS. Điểm nổi bật của IMS là hướng đến một mô hình mạng hội tụ. Tuy nhiên, điều này không dễ dàng thuyết phục một nhà cung cấp mạng triển khai IMS. Với IMS, khách hàng đăng ký với một nhà cung cấp mạng network operator) có thể dùng dịch vụ của nhiều nhà cung cấp dịch vụ (service providers)  khác nhau. Do vậy, IMS sẽ dẫn đến sự cạnh tranh giữa nhà cung cấp mạng và những nhà cung cấp dịch vụ nội dung của thế giới Internet (Microsoft, Google…). Thay vì tăng thêm lợi nhuận nhờ các dịch vụ giá trị gia tăng, nhà cung cấp mạng có thể sẽ phải chịu thất bại trong việc cạnh tranh với các nhà cung cấp dịch vụ. Do vậy, nhiều nhà cung cấp mạng đang còn rất dè dặt khi quyết định triển khai IMS. Đây là một vấn đề mang tính chiến lược chứ không phải là một vấn đề về công nghệ. Về mặt kỹ thuật, một trong những điểm yếu mà nhiều người nhắc đến nhiều nhất là tính bảo mật của IMS. Trong các yếu tố về bảo mật có thể kể đến các vấn đề liên quan đến quản lý nhận dạng người dùng bao gồm các lỗi như Call ID spoofing, ăn cắp ID, tấn cống DoS/DDoS, spam. Điểm yếu bảo mật nằm ở thiết bị SIP vì nó chưa có một cơ chế chứng nhận thực tốt như trong mạng thông tin di động tế bào (ví dụ bảo mật qua SIM). Thêm vào đó là sự hội tụ giữa nhiều loại hình mạng cũng gây không ít khó khăn trong việc quản lý bảo mật. Hiện tại, Release 8 của 3GPP đang xem xét một cách nghiêm túc vấn đề bảo mật này. IMS hướng đến hội tụ, hướng đến việc nhiều hệ thống, nhiều mạng có thể tương vận với nhau. Tuy nhiên, đây cũng chính là một khó khăn mà IMS đang gặp phải. Việc các thiết bị có nguồn gốc từ nhiều nhà sản xuất khác nhau có thể tương vận được với nhau không phải là một điều dễ dàng. Bên cạnh đó, nhiều giao thức cũng chưa được chấp nhận và triển khai rộng rãi, ví dụ như trường hợp của giao thức DIAMETER. IMS chỉ tập trung đến quản lý dịch vụ, do đó thiếu các ứng dụng “hấp dẫn” mang đặc thù riêng của IMS. Đa phần các dịch vụ mà IMS hiện đang hỗ trợ điều có thể thực hiện được không cần đến IMS (ví dụ sử dụng SIP). Hệ thống IMS khá phức tạp và chi phí để triển khai một hệ thống như thế là không nhỏ. Bên cạnh đó, hiện chưa có giải pháp cho việc chuyển tiếp dần từ mạng hiện tại lên IMS. Và một câu hỏi đặt ra là liệu các nhà cung cấp mạng có thể sử dụng lại những dịch vụ đã tồn tại mà không cần phải thay đổi quá nhiều. IMS hướng đến dịch vụ đa phương tiện, tuy nhiên tính đến thời điểm này các dịch vụ như P2P, IPTV, VPN còn chưa được tích hợp và chuẩn hóa trên nền IMS.   Mặc dù IMS nhắm đến việc đảm bảo chất lượng dịch vụ nhưng việc đảm bảo chất lượng dịch vụ khi chuyển đổi từ loại hình mạng này sang loại hình mạng khác (trong môi trường mạng hội tụ), hay từ mạng của nhà cung cấp mạng này sang mạng của nhà cung cấp mạng khác vẫn còn là một vấn đế chưa được giải quyết. Kiến trúc IMS thiếu một thực thể trung tâm để quản lý tài nguyên chung. Bài toán quản lý di động, chuyển giao giữa nhiều loại hình mạng khác nhau, cũng đặt ra những khó khăn nhất định cho việc cung cấp quản lý dịch vụ IMS. Bên cạnh các chức năng kể trên, muốn vận hành tốt IMS cần phải có các chức năng theo dõi, quản lý và sữa lỗi của hệ thống. Trong môi trường mạng hội tụ, nếu một cuộc gọi bị rớt, chưa có một cơ chế nào để có thể xác định vị trí diễn ra lỗi (debugging). 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. KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI IMS đang là tiêu điểm thảo luận của các tổ chức chuẩn hóa viễn thông và các công ty điện tử tin học, với phạm vi đề tài không thể trình bày hết các khía cạnh của IMS, đề tài chỉ đưa ra cái nhìn tổng quan nhất về IMS, qua đó thấy được vai trò và chức năng của nó trong kiến trúc mạng NGN. Việc xây dựng mạng lõi IMS trong kiến trúc NGN là một nhu cầu tất yếu, phù hợp với xu thế phát triển của ngành viễn thông, mở ra cánh cửa cho sự hội tụ di động – cố định với khả năng đa truy nhập và cung cấp nhiều loại hình dịch vụ khác nhau trên một nền tảng mạng duy nhất, đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của người sử dụng. Trong tiến trình phát triển và chuẩn hóa IMS, còn rất nhiều vấn đề cần được tìm hiểu. Hướng phát triển của đề tài có thể đi sâu vào tìm hiểu các thủ tục trên các giao diện IMS để nó có thể hỗ trợ các ứng dụng đa phương tiện IP, nghiên cứu và đưa ra giải pháp cho vấn đề bảo mật trong IMS… Do quá trình thực hiện đề tài chỉ dựa trên cơ sở lý thuyết, chưa có các mô hình thực tiễn để tiếp cận và còn hạn chế về mặt thời gian, nên nhiều vấn đề chưa thể trình bày rõ và chắc chắn không thể tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong được sự thông cảm và đóng góp ý kiến của thầy cô và các bạn để đồ án được hoàn chỉnh hơn. TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng Việt: [1]. Nguyễn Việt Anh, (2004), Nghiên cứu, đề xuất định hướng phát triển các dịch vụ mới trên mạng NGN của TCT đến năm 2010, Viện KHKT Bưu Điện. [2]. Đào Anh Hà, (2008), đồ án: Nghiên cứu và phát triển chức năng HSS và SLF cho kiến trúc IMS. [3]. Internet. Tài liệu tiếng Anh: [4]. Gonzalo Camarillo, Miguel A . Garcia- Martin, (2006), The 3G IP Multimedia Subsystem (IMS): Merging the Internet and the Cellular Worlds, Second Edition, John Wiley & Sons.