Phát triển dịch vụ dựa trên giao thức Sip cho mạng 3G

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TẬP ĐOÀN BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG VIỆT NAM HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG --------------------------------------- LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT PHÁT TRIỂN DỊCH VỤ DỰA TRÊN GIAO THỨC SIP CHO MẠNG 3G CHUYÊN NGÀNH : KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ MÃ SỐ: 60.52.70 HỌC VIÊN: LÊ SỸ ĐỒNG NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC : TS. LÊ NGỌC GIAO HÀ NỘI - 2010 Luận văn được hoàn thành tại: Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông Tập đoàn Bưu chính Viễn thông Việt Nam Người hướng dẫn khoa học: TS. Lê Ngọc Giao Phản biện 1: …………………………………………………… …………………………………………………… Phản biện 2: …………………………………………………… …………………………………………………… Phản biện 3: …………………………………………………… …………………………………………………… Luận văn sẽ được bảo vệ trước hội đồng chấm luận văn tại Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông Vào lúc: ....... giờ ....... ngày ....... tháng ....... năm 2010. Có thể tìm hiểu luận văn tại: Thư viện Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông ……………………………………………………… MỞ ĐẦU Bắt đầu từ những nước có ngành công nghệ thông tin phát triển, sau hơn một thập kỷ ra đời, ứng dụng công nghệ SIP đã lan rộng toàn cầu, góp phần xã hội hoá ngành viễn thông thế giới, trong đó có Việt Nam. Tại Việt Nam, chuẩn SIP chỉ mới được đưa vào ứng dụng trong dịch vụ điện thoại Internet quốc tế từ cuối năm 2005. Để triển khai thành công và khai thác hiệu quả dịch vụ cho mạng 3G, việc sử dụng giao thức SIP được xem là một trong những mấu chốt trong tiến trình cung cấp dịch vụ mạng. Chính vì vậy: Chương 1: Tổng quan về mạng hội tụ cố định – đi động FMC Nội dung cơ bản của chương 1 đề cập đến các kiến trúc mạng cố định, di động truyền thống và đưa ra xu hướng hội tụ mạng. Chương 2: Giao thức khởi tạo phiên SIP Nội dung cơ bản của chương 2 đề cập đến cấu trúc, chức năng của giao thức SIP, nội dung bản tin SIP và hoạt động của giao thức. Chương 3: Ứng dụng SIP trong quá trình hội tụ mạng cố định và di động Nội dung chương 3 tập trung vào những nội dung chính là đưa ra kiến trúc và hoạt động của một số dịch vụ cơ bản của mạng 3G như Presence, IPTV, Conferencing và vấn đề đánh giá cũng như phải đảm bảo được chất lượng dịch vụ (QoS) cho các dịch vụ đó. Trong thời gian thực hiện luận văn, em đã nhận được sự giúp đỡ rất lớn từ thầy giáo hướng dẫn:“ TS. Lê Ngọc Giao – Viện khoa học Kỹ thuật Bưu điện - Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông“, các thầy cô trong Học viện, các bạn cùng lớp và các đồng nghiệp công tác trong VNPT. Vì thời gian và kiến thức còn hạn chế nên nội dung luận văn không tránh khỏi những thiếu sót, rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của thầy cô và các bạn, để kết quả của luận văn được tốt hơn, có ý nghĩa lý thuyết cũng như thực tiễn. Em xin chân thành cảm ơn. MỤC LỤC CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ MẠNG HỘI TỤ CỐ ĐỊNH - DI ĐỘNG FMC 1.1 Kiến trúc mạng truyền thống 1.1.1 Kiến trúc mạng cố định PSTN Đặc điểm chủ yếu của PSTN là: Truy nhập analog 300 - 3400 Hz Kết nối song công chuyển mạch kênh Băng thông chuyển mạch 64kb/s hoặc 300 - 3400 Hz đối với chuyển mạch analog. Không có khả năng di động hoặc di động với cự ly hạn chế. 1.1.2 Kiến trúc mạng di động GSM Một hệ thống GSM bao gồm ba thành phần chính là thiết bị đầu cuối di động GSM, phân hệ trạm gốc BSS và phân hệ chuyển mạch SS. 1.1.3 Xu hướng hội tụ mạng cố định và di động 1.1.3.1 Khái niệm hội tụ 1.1.3.2 Ví dụ điển hình về hội tụ mạng cố định - di động Hình 1.4: Ví dụ về hội tụ cố định - di động 1.2 Quá trình hội tụ mạng cố định và di động Quá trình hội tụ cố định và di động được tiến hành theo các bước sau: Bước 1: Hội tụ mạng lõi chuyển mạch gói của cả mạng cố định và di động Bước 2: Cung cấp các dịch vụ đa phương tiện dựa trên SIP Bước 3: Loại bỏ mạng chuyển mạch kênh và hội tụ hoàn toàn giữa mạng cố định và di động. 1.2.1 Hội tụ các mạng lõi chuyển mạch gói 1.2.2 Cung cấp các dịch vụ đa phương tiện sử dụng SIP Bước thứ hai bao gồm việc chuẩn bị cho các mạng truy nhập và mạng lõi cung cấp các dịch vụ đa phương tiện dựa trên IP trong khi vẫn đảm bảo được sự phát triển liên tục. 1.2.3 Hội tụ toàn bộ mạng Kiến trúc IMS được thiết kế nhằm thỏa mãn hai mục đích: Tái sử dụng năng lực của các giao thức SIP peer-to-peer và các giao thức có liên quan. Duy trì sự điều khiển ở phía nhà khai thác nhờ việc quản lý hiệu quả QoS, bảo mật các cơ chế xác thực dựa trên thẻ SIM và thiết lập các thỏa thuận chuyển vùng với các nhà khai thác khác trên toàn cầu. Hình 1.7: Kiến trúc IMS và mặt phẳng điều khiển chung CHƯƠNG II GIAO THỨC KHỞI TẠO PHIÊN SIP 2.1 Cấu trúc giao thức 2.1.1 Chức năng của SIP SIP là một giao thức điều khiển ở tầng ứng dụng cho phép thiết lập, duy trì và giải phóng các cuộc gọi hoặc các phiên truyền thông đa phương tiện như điện thoại hội nghị, điện thoại Internet và các ứng dụng tương tự khác. 2.1.2 Các thành phần của hệ thống SIP Một hệ thống SIP bao gồm nhiều phần tử logic khác nhau. Các phần tử logic này có thể độc lập hoặc được tích hợp với nhau trong cùng một phần tử vật lý. Cũng tương tự như H.323, SIP dựa trên kiến trúc phân tán. Hình 2.1: Các thành phần của hệ thống SIP SIP dựa trên ý tưởng và cấu trúc của HTTP. Nó là một giao thức Client -Server, nghĩa là các yêu cầu SIP được Client đưa ra và Server sẽ trả lời các yêu cầu này. User Agent là thiết bị đầu cuối trong mạng SIP. Proxy Server là một phần mềm trung gian. Nó có thể hoạt động như Server hoặc như Client để thực hiện các yêu cầu thay mặt các đầu cuối khác nhau. Location Server là phần mềm định vị thuê bao, cung cấp thông tin về vị trí của phía bị gọi cho các phần mềm Proxy Server và Redirect Server. Redirect Server là phần mềm nhận yêu cầu SIP và chuyển đổi địa chỉ SIP sang một số kiểu địa chỉ khác để gửi lại cho đầu cuối. Registrar Server là phần mềm nhận các yêu cầu đăng ký REGISTER. 2.1.3 Kiến trúc phân lớp SIP có thể được mô tả như một kiến trúc phân lớp trong đó các hoạt động được chia thành từng giai đoạn xử lý độc lập và ít liên quan đến nhau. Thấp nhất trong kiến trúc này là lớp lệnh và mã hóa lệnh. Tiếp theo là lớp vận chuyển. Lớp này định nghĩa cách thức một người dùng hay server gửi các bản tin yêu cầu và các bản tin trả lời. Tất cả các phần tử SIP đều chứa lớp vận chuyển. Lớp thứ ba và cũng là thành phần cơ bản nhất của SIP là lớp giao dịch. Mỗi giao dịch là một yêu cầu và các trả lời tương ứng cho yêu cầu đó. Lớp này quản lý các hoạt động nhưng gửi lại ứng dụng, tìm các trả lời phù hợp với các request hay kiểm soát thời gian. Lớp này xuất hiện tại UA và các Stateful Proxy. Với các Proxy này, khi xử lý một yêu cầu bất kỳ nó sẽ xét đến trạng thái của các yêu cầu trước đó và nếu có lỗi thì sẽ xử lý lỗi trước khi gửi trả lời đến Client. Ngược lại, Stateless Proxy trả lời các yêu cầu một cách độc lập và cũng không chứa lớp giao dịch. Lớp thứ tư là lớp TU. Ngoại trừ, Stateless Proxy, mỗi phần tử SIP đều là một TU, tức đều là đối tượng giao dịch của lớp giao dịch. Các yêu cầu gửi bởi TU được coi là các Client của tầng giao dịch và được gửi cùng với địa chỉ IP, địa chỉ port đến đích trả lời yêu cầu. 2.2 Bản tin SIP 2.2.1 Cấu trúc chung SIP là giao thức dạng TEXT sử dụng bộ ký tự UTF-8. Điều này tạo cho SIP tính linh hoạt cao và dễ sử dụng cùng với các ngôn ngữ lập trình bậc cao như Java, Tol, Perl. Cú pháp của SIP gần giống với giao thức HTTP cho phép đơn giản hóa sự liên kết giữa SIP Server với Web Server. Một bản tin SIP có thể là một yêu cầu từ Client tới Server hay một trả lời từ Server về phía Client. Cấu trúc này được tóm tắt như sau: generic-message = start-line *message-header [message-body] 2.2.2 Request-Line trong bản tin yêu cầu Các bản tin SIP được phân biệt với nhau dựa vào dòng khởi đầu. Trong đó, các bản tin yêu cầu có dòng khởi đầu là một Request-Line chứa tên phương thức, một Request-URI và phiên bản của giao thức. Các thành phần này được ngăn cách với nhau bằng một ký tự trống Request-Line = Method Request-URI SIP-Version 2.2.2.1 Trường Method Trong SIP định nghĩa 6 phương thức (method) cơ bản sau: REGISTER INVITE, ACK, BYE, CANCEL, OPTIONS. 2.2.2.1.1 REGISTER Trong hội thoại SIP, mỗi bên tham gia (bên bị gọi và bên gọi) được gắn một địa chỉ SIP hay còn gọi là SIP URI. SIP URI được dùng trong các bản tin SIP để thông báo về nơi gửi, đích hiện thời và nơi nhận cuối cùng của một yêu cầu SIP và chỉ rõ địa chỉ gián tiếp. 2.2.2.1.2 INVITE Để tạo một cuộc gọi SIP, phía bị gọi định vị tới Server tương ứng và gửi đi một yêu cầu SIP. Lúc này bản tin INVITE được dùng để thông báo rằng một người dùng hoặc một dịch vụ được mời tham gia vào một phiên hội thoại. 2.2.2.1.3 ACK Sau khi nhận được trả lời 200 OK rằng phía bị gọi sẵn sàng tham gia hội thoại, bên gọi cần xác nhận đã được trả lời bằng cách gửi đi một yêu cầu ACK. 2.2.2.1.4 BYE UAC sử dụng phương thức BYE để thông báo cho Server rằng nó muốn giải phóng cuộc gọi. 2.2.2.1.5 CANCEL Yêu cầu CANCEL được dùng để hủy bỏ một yêu cầu trước đó hiện đang được xử lý bởi Server tiếp nhận yêu cầu. 2.2.2.1.6 OPTION Phương thức OPTION dùng để hỏi về khả năng của SIP Server. 2.2.2.2 Trường Request-URI Trường Request-URI chứa SIP URI của người dùng hay dịch vụ đã tạo ra bản tin yêu cầu. Khác với trường To, Request-URI có thể được ghi lại bởi Proxy. Khi sử dụng như một Request-URI, SIP URI phải chứa các tham số transport-param, maddr-param, ttl-param và các thành phần tiêu đề. 2.2.2.3 Trường SIP-Version Tương tự như trong bản tin HTTP, cả bản tin Request và Response đều chứa trường này để chỉ ra phiên bản SIP đang được sử dụng. Hiện nay, có hai phiên bản SIP khác nhau là SIP và SIP v2.0. 2.2.3 Status-line trong bản tin trả lời Các bản tin SIP được phân biệt với nhau dựa vào dòng khởi đầu. Nếu trong các bản tin yêu cầu, dòng khởi đầu là một Request-Line thì trong các bản tin trả lời dòng khởi đầu là một dòng trạng thái (Status-Line). Mỗi thành phần cũng được phân biệt với nhau bằng một ký tự trống. Status-Line = SIP-Version Status-Code Reason-Phrase Mã trạng thái là một số nguyên 3 digit biểu thị kết quả đáp ứng một yêu cầu. Trong 3 digit của mã trạng thái, digit đầu tiên được dùng để định nghĩa loại trả lời SIP v2.0 liệt kê 6 giá trị của digit đầu tiên như sau: 1xx: Provisional : yêu cầu được nhận và tiếp tục được xử lý. 2xx: Success : hành động được chấp nhận. 3xx: Redirect : cần thêm các hành động khác để thực hiện yêu cầu. 4xx: Client Error : yêu cầu bị lỗi cú pháp hoặc gửi sai server. 5xx: Server Error : yêu cầu hợp lệ nhưng server không thể đáp ứng. 6xx: Global Failure: yêu cầu không được đáp ứng tại bất kỳ server nào. 2.2.3.1 Provisional 1xx Trả lời tạm thời (Provisional Response) cho biết Server nhận yêu cầu đang xử lý yêu cầu đó và vẫn chưa đưa ra trả lời cuối cùng. Sau đây là một số mã trạng thái phổ biến. (1) 100 Trying (2) 180 Ringing (3) 181 Call Is Being Forwarded (4) 182 Queued 2.2.3.2 Successful 2xx *Trả lời 200 OK Cho biết yêu cầu đã được thực hiện thành công. Nội dung thông tin kèm trong bản tin trả lời tùy thuộc vào phương thức của yêu cầu. 2.2.3.3 Redirection 3xx Các trả lời 3xx đưa ra thông tin về vị trí mới của User hoặc về các dịch vụ bổ sung có thể sử dụng để phục vụ cho các cuộc gọi. 2.2.3.4 Request Failure 4xx Trả lời 4xx là các thông báo lỗi từ một Server cụ thể. Khi nhận được trả lời này Client bắt buộc phải thay đổi phần nào đó trong bản tin yêu cầu trước khi gửi lại đến Server đó. 2.2.3.5 Server Failure 5xx Trả lời 5xx được gửi đi khi chính Server bị lỗi 2.2.3.6 Global Farlures 6xx Đáp ứng 6xx chỉ ra rằng yêu cầu không được đáp ứng tại mọi Server. 2.2.4 Các trường tiêu đề 2.2.4.1 Định dạng chung Một trường tiêu đề SIP có cấu trúc chung như sau: header = header-name: header-value *(, header-value) Định dạng các giá trị của từng trường tiêu đề phụ thuộc vào bản thân trường tiêu đề đó. Tuy nhiên một định dạng chung nhất có thể được sử dụng là: field-name: field-value *(;parameter-name=parameter-value) 2.2.4.2 Các trường tiêu đề chung Trường tiêu đề chung có thể xuất hiện ở cả bản tin yêu cầu và bản tin trả lời. 2.2.4.3 Các trường tiêu đề thực thể Các trường tiêu đề thực thể định nghĩa thông tin về thân bản tin hoặc nếu thân bản tin không có thì nó thể hiện các tài nguyên để định danh theo yêu cầu. 2.2.4.4 Các trường tiêu đề yêu cầu Các trường tiêu đề yêu cầu cho phép Client chuyển qua các thông tin bổ sung theo yêu cầu và các thông tin về Client đến Server. 2.2.4.5 Các trường tiêu đề trả lời Trường tiêu đề trả lời cho phép Server bỏ qua các thông tin bổ sung về trả lời khi không thể đặt trong Status-Line. Các trường tiêu đề này đưa ra thông tin về Server và về các truy nhập đến tài nguyên được định danh bởi Request-URI. 2.3 Hoạt động của SIP Một cuộc gọi hay một phiên hội thoại gồm tất cả các thành viên trong phiên và được nhận biết bởi Call-ID. Sự kết hợp giữa Call-ID, To và From tạo thành Call leg và nó chỉ ra một hội thoại duy nhất giữa hai Client. 2.3.1 Ví dụ về hoạt động của SIP SIP hoạt động theo cơ chế trao đổi các yêu cầu và các trả lời tương ứng. Dưới đây là một ví dụ về báo hiệu SIP trong quá trình trao đổi thông tin giữa hai người sử dụng A và B. Hình 2.2: Hoạt động của SIP 2.3.1.1 Định vị người dùng Phía bị gọi có thể di chuyển giữa các hệ thống đầu cuối khác nhau tại các thời điểm khác nhau. Những vị trí đó được đăng ký với SIP server. Chức năng định vị người dùng được đảm nhiệm bởi Location Server. 2.3.1.2 Thay đổi một phiên hiện tại Trong trường hợp cần thay đổi các thông số của một phiên hội thoại hiện tại, ví dụ như thêm một thành viên thì cần phải phát lại bản tin INVITE. 2.3.2 Hoạt động của SIP Client và SIP Server SIP có thể sử dụng cả giao thức UDP và TCP như những giao thức truyền tải ở tầng Transport mà không phải thay đổi khuôn dạng bản tin SIP. 2.3.2.1 Xử lý các yêu cầu Server sẽ loại bỏ những yêu cầu giống nhau và gửi lại các trả lời thích hợp. Riêng yêu cầu CANCEL không đòi hỏi phải có trả lời tương ứng. 2.3.2.2 Xử lý các trả lời Nếu một Server như Stateful Proxy, UAS, Redirect Server hay Registrar Server không thể đưa ra trả lời cuối cùng cho một yêu cầu trong khoảng thời gian quy định (200ms), nó sẽ gửi đi một hoặc nhiều trả lời tạm thời 1xx 2.3.3 Hoạt động của UA (User-Agent) 2.3.3.1 Phía gọi phát yêu cầu INVITE Khi một UAC muốn khởi tạo một cuộc gọi, nó sẽ đưa ra một yêu cầu INVITE. Trường To trong yêu cầu chứa địa chỉ người được gọi. Trường Request-URI chứa cùng địa chỉ đó. Trường From chứa địa chỉ của phía gọi. 2.3.3.2 Phía bị gọi gửi trả lời Khi phía bị gọi nhận được yêu cầu INVITE, nó có thể chấp nhận, gửi lại hay huỷ bỏ cuộc gọi. 2.3.4 Hoạt động của SIP Proxy và Redirect Server 2.3.4.1 Redirect Server Redirect Server không thể phát ra các yêu cầu SIP cho chính nó. Sau khi nhận được một yêu cầu bất kỳ (trừ yêu cầu CANCEL), nó thu thập danh sách các vị trí thay đổi và trả lại một đáp ứng cuối cùng (3xx) hoặc trừ chối yêu cầu. 2.3.4.2 UAS UAS hoạt động giống như Redirect Server, chúng có thể chấp nhận các yêu cầu và gửi lại một đáp ứng loại 2xx. 2.3.4.3 Proxy Server SIP Proxy là các thành phần có nhiệm vụ định tuyến các yêu cầu SIP đến UAS và định tuyến các trả lời đến UAC. Một yêu cầu có thể phải qua nhiều Proxy trước khi đến được UAS. Mỗi Proxy sẽ định tuyến và thay đổi một phần yêu cầu trước khi chuyển tiếp đến các Proxy khác. 2.3.4.4 Forking Proxy Server trả lại một yêu cầu ngay lập tức bằng đáp ứng 100. CHƯƠNG 3 ỨNG DỤNG SIP TRONG QUÁ TRÌNH HỘI TỤ MẠNG CỐ ĐỊNH VÀ DI ĐỘNG 3.1 Dịch vụ Presence 3.1.1 Giới thiệu chung Presence có thể được hiểu là trạng thái của một User đối với người khác. Nó cho phép các user điều khiển việc truyền thông một cách hiệu quả hơn. Presence bao gồm các thông tin về tính sẵn sàng của user và thiết bị đầu cuối, phương thức liên lạc cũng như dịch vụ user đó sử dụng (voice, video,…) Hình 3.1: Presence - Nền tảng của tất cả các dịch vụ 3.1.2 Kiến trúc của dịch vụ Presence Kiến trúc tổng quát của dịch vụ Presence có thể được thấy như trong hình 3.2 với các thành phần chính là thực thể Presence, Presence User Agent (PUA), người xem và Presence Agent (PA). Hình 3.2: Kiến trúc dịch vụ Presence Hình 3.3: Kiến trúc mạng dựa trên SIP 3.1.3 Hoạt động của dịch vụ Presence Người xem bất kỳ khi muốn xem thông tin hiện diện của một người khác thì phải thực hiện việc đăng ký với thực thể Presence đó. 3.2 Dịch vụ Cuộc gọi hội nghị (Conferencing) 3.2.1 Giới thiệu chung 3.2.2 Kiến trúc dịch vụ Hình 3.6: Kiến trúc dịch vụ cuộc gọi hội nghị 3.3.2 Hoạt động Hình 3.6 mô tả chi tiết quá trình báo hiệu cho một cuộc gọi hội nghị. Hình 3.7: Thiết lập cuộc gọi hội nghị 2) Mời thành viên tham gia hội nghị Để mời thành viên tham gia hội nghị, User thiết lập cuộc gọi gửi bản tin Refer chứa URI của cuộc gọi hội nghị đến thành viên được mời 3) Các bên bị gọi tham gia vào cuộc gọi hội nghị Nếu đồng ý tham gia vào cuộc gọi hội nghị, người được mời sẽ sử dụng địa chỉ URI của cuộc gọi hội nghị và URI của máy chủ cuộc gọi hội nghị để thực hiện các thủ tục đăng ký tham gia. 4) Thông báo cho user thiết lập hội nghị về các thành viên tham gia hội nghị Mỗi thành viên khi tham gia vào cuộc gọi hội nghị phải thông báo lại cho User thiết lập cuộc gọi hội nghị bằng bản tin NOTIFY. 5) Duy trì và kết thúc cuộc gọi hội nghị Khi cuộc gọi hội nghị đã được thiết lập, các phần tử mạng đảm bảo dòng truyền thông thời gian thực giữa các thành viên tham gia hội nghị. 3.3 Dịch vụ IPTV 3.3.1 Giới thiệu chung IPTV, còn gọi là truyền hình Internet, Telco TV, TV băng rộng,… cung cấp các dịch vụ truyền hình quảng bá chất lượng cao hay âm thanh và hình ảnh có nội dung theo yêu cầu trên mạng băng thông rộng. Đối với người sử dụng đầu cuối, IPTV giống như một dịch vụ truyền hình có trả tiền chuẩn. 3.3.2 Kiến trúc dịch vụ Hình 3.12: Kiến trúc dịch vụ IPTV 3.3.3 Hoạt động 3.3.3.1 Video theo yêu cầu (VoD) Dịch vụ này cho phép khách hàng tìm đến một thư viện lưu trữ phim, ca nhạc và truyền hình số, đồng thời có thể chọn lựa nội dung ưu thích để xem. Những thành phần cơ bản của kiến trúc IP-VoD, bao gồm server video IP, giao thức truyền tải và phần mềm khách hàng. 3.3.3.2 Truyền hình quảng bá Truyền hình quảng bá sử dụng một kỹ thuật được gọi là IP multicast để cung cấp một kênh TV quảng bá tới nhiều khách hàng đồng thời. Với kỹ thuật này, chỉ cần một bản sao duy nhất của mỗi kênh video truyền trên mạng bất kể số người xem là bao nhiêu. Nó giúp giảm lưu lượng yêu cầu của mạng và bảo toàn băng thông. Hình 3.14: Yêu cầu kênh quảng bá 3.4 Các vấn đề về QoS 3.4.1 Điều khiển phiên Đây là vấn đề trọng tâm quan trọng nhất trong quá trình hội tụ các mạng cố định và di động. Trong kiến trúc IMS, chức năng này được thực hiện bởi CSCF nhằm đảm bảo liên lạc thông suốt giữa các hệ thống mạng khác nhau và quản lý (thiết lập, duy trì và điều khiển) phiên tại lớp ứng dụng từ đầu cuối đến đầu cuối. Quá trình này liên quan đến các hoạt động như: Đăng ký vị trí và thông tin thuê bao Xác định năng lực người dùng hay cụ thể hơn là tính năng của các thiết bị đầu cuối của người dùng Điều chỉnh các yêu cầu và thiết lập các tham số cho phiên truyền thông đa phương tiện Thay đổi và chấm dứt một phiên hiện tại. 3.4.2 Điều khiển QoS từ đầu cuối đến đầu cuối (End-to-End) IMS đã định nghĩa các cơ chế điều khiển QoS trong mạng di động không dây. Tuy nhiên, hiện tại chưa có một cơ chế hoàn chỉnh nào cho việc điều khiển QoS từ đầu cuối đến đầu cuối cho mạng tích hợp cố định và di động. Kiến trúc DiffServ hiện đang được sử dụng rộng rãi trong các mạng lõi hiện nay yêu cầu phải cấu hình các tham số một cách đồng nhất để có thể đạt được một chỉ số QoS cụ thể. Để có thể làm được điều này, các ứng dụng được chia thành bốn lớp khác nhau (CoS), mỗi lớp có các tham số QoS riêng và tầng vận chuyển sẽ đảm bảo chất lượng dịch vụ dựa trên các tham số này. Bảng 3.1: CoS tại lớp ứng dụng CoS Premium Gold Silver Best Effort Đặc tính Trễ và Jitter thấp, thời gian thực song hướng,… Thời gian thực đơn hướng Cần bản tin trả lời cho các bản tin yêu cầu Trễ lớn Ứng dụng VoIP, Video Conferencing,.. Thoại và video thông thường Web, Telnet E-mail, FTP 3.4.2.1 Điều khiển từ đầu cuối đến đầu cuối các chính sách ở tầng dịch vụ Phương pháp điều khiển QoS này sử dụng cơ chế quản lý mạng dựa trên các chính sách. Để thực hiện điều này, CSCF phải tương tác với các server ứng dụng khác như PDF, SIP UE để điều chỉnh các tham số QoS phù hợp cho phiên truyền thống. PDF sẽ có trách nhiệm thực hiện các chính sách ở tầng ứng dụng và xác thực các yêu cầu kênh từ các SIP Proxy. Hình 3.15: Các khối chức năng và hoạt động cơ bản của PDF 3.4.2.2 Cơ chế QoS ở tầng vận chuyển Các phần tử mạng cơ bản tại tầng vận chuyển bao gồm Router biên, Media Gateway, Media Server và các thiết bị đầu cuối SIP. Chức năng chính của tầng này là tạo kết nối đầu cuối - đầu cuối cho dòng lưu lượng, điều khiển chấp nhận kết nối, thực hiện các chính sách lưu lượng và phân bổ tài nguyên. 3.4.3 Quản lý dịch vụ và ứng dụng Với sự hỗ trợ của SIP, kiến trúc IMS cho phép chia sẻ dữ liệu thuê bao (được lưu trong HSS) cho nhiều ứng dụng khác nhau. Nó cũng cho phép chia sẻ tài nguyên hệ thống nhằm đạt hiệu quả sử dụng cao nhất. SIP cũng hoàn toàn có khả năng cung cấp một cơ chế hỗ trợ việc quản lý các dịch vụ và ứng dụng. 3.5 Kết luận và khuyến nghị Cùng với sự hỗ trợ của SIP và việc đưa các dịch vụ này vào mạng hội tụ cố định - di động, việc truy cập và sử dụng các dịch vụ này sẽ trở nên dễ dàng và tiện lợi hơn rất nhiều. Đây cũng là mục tiêu hướng tới của kiến trúc mạng hội tụ trong tương lai. Vì thế định hướng nghiên cứu tiếp theo của luận văn là: Thực hiện đo kiểm, đánh giá thực tế về chất lượng một số dịch vụ đã đưa ra trong luận văn. Tìm hiểu, xây dựng và triển khai thêm nhiều loại hình dịch vụ mới cho mạng 3G Trong quá trình hoàn thành luận văn, em cũng đã đánh giá thực trạng phát triển mạng viễn thông nói chung và dịch vụ cho mạng 3G dựa trên SIP nói riêng. Qua đó, em cũng đưa ra một số khuyến nghị để phát triển bền vững các dịch vụ mới cho mạng 3G cũng như hệ thống viễn thông : SIP ngày càng trở nên phổ biến và đã trở thành một giao thức báo hiệu chính trong mạng NGN. Vì vậy việc tiêu chuẩn hóa giao thức báo hiệu SIP cho mạng viễn thông Việt nam là cần thiết. Tiêu chuẩn mới nhất cho phần lõi của SIP (SIP-core) được ban hành bởi IETF trong tài liệu RFC 3261. Sau SIP-core, nhiều mở rộng của SIP đã được phát triển như các mở rộng của SIP cho mạng NGN như SIP-profile trong cấu trúc IMS của 3GPP, SIP-profile cho dịch vụ VoIP của MSF. Việc chuẩn hóa phần mở rộng của SIP cần phải thực hiện khi đã xác định được mô hình và cấu trúc mạng NGN. Song song với việc chuẩn hóa giao thức SIP, cần phải chuẩn hóa SDP vì SDP được SIP sử dụng như một phương tiện mô tả phiên. Xây dựng mô hình thử nghiệm mạng 3G và sau 3G với các dịch vụ hội tụ mới như dịch vụ video đa phương tiện, dịch vụ hội tụ cố định/di động, Internet vô tuyến và các dịch vụ trong nhà… Nâng cấp mạng chuyển tải đảm bảo chất lượng QoS cao. Xây dựng hệ thống bảo an thống nhất. Chuyển từ IPv4 sang IPv6. Nâng cấp mạng truy nhập: phát triển mạng thuê bao hữu tuyến FTTH, phát triển mạng truy nhập vô tuyến băng rộng WLAN, HPI, 3G, 4G. Xây dựng mô hình mạng mở để đáp ứng được các loại hình dịch vụ. Hội tụ cố định - di động thành mạng IP duy nhất dựa trên kiến trúc IMS.