IMS (IP Multimedia Subsystem) จุดศูนย์รวมมัลติมีเดียแห่งเครือข่าย
โดย บุญชัย ศรีพลแผ้ว
สวัสดีครับ สำหรับในวันนี้เราจะมาทำความรู้จักกับมาตรฐานหนึ่งที่จะช่วยทำให้ความผันด้าน Fixed Mobile Convergence เป็นจริงยิ่งขึ้น นั่นก็คือ IMS (IP Multimedia Subsystem) นั่นเอง
จากความนิยมในโปรโตคอล IP ที่ถือกำเนิดจากอินเทอร์เน็ตที่เติบโตขึ้นอย่างมาก ทำให้เทคโนโลยีการสื่อสารในปัจจุบันเน้นการสื่อสารด้วยโปรโตคอล IP กันมากขึ้น และทำให้เกิดความคิดที่จะรวบรวมบริการต่าง ๆ ทั้งของเครือข่ายไร้สายและเครือข่ายมีสายเข้ามาอยู่ด้วยกัน ทั้งนี้เพื่อให้ลูกค้าของเครือข่ายทั้งสองชนิดจะเข้ามาใช้ได้ นั่นก็คือ คอนเซ็ปต์ของ FMC (Fixed Mobile Convergence) นั่นเอง
นอกจากนี้จากเดิมที่การสื่อสารในแต่ละเครือข่ายจะเน้นเฉพาะการสื่อสารด้วยเสียงแต่เพียงอย่างเดียว เช่น เครือข่ายโทรศัพท์ต่าง ๆ ก็ได้มีความนิยมในการสื่อสารที่ไม่ใช่เสียง (Non-voice) กันมากขึ้น ซึ่งทำให้ผู้ให้บริการเครือข่ายต่าง ๆ ได้ปรับตัวเพื่อให้บริการแบบ Non-voice นี้กันอย่างมาก และนับเป็นทิศทางก้าวไปข้างหน้าของการสื่อสารยุคต่อไป
ด้วยสาเหตุทั้งสองประการข้างต้นนี่เอง จึงทำให้ 3GPP ได้ทำการพัฒนาระบบ IMS ขึ้นในปี 1999 เพื่อให้เป็นตัวกลางในการเชื่อมต่อเครือข่ายต่าง ๆ ไปยังบริการแบบมัลติมีเดีย เพื่อให้เครือข่ายต่าง ๆ สามารถที่จะใช้งานบริการมัลติมีเดียได้โดยที่ไม่ต้องดัดแปลงใด ๆ โดยมี IMS เป็นตัวกลางให้นั่นเอง
และจากการที่พัฒนาโดย 3GPP แรกเริ่มเดิมทีของ IMS นั้นมีจุดมุ่งหมายเพื่อที่จะให้บริการแก่ระบบเครือข่าย GSM/UMTS ในการใช้บริการมัลติมีเดียต่าง ๆ และกำหนดให้เฉพาะการใช้งานจากเครือข่ายแบบ GPRS เป็นพื้นฐาน แต่ต่อมาได้พัฒนาจนกระทั่งครอบคลุมเครือข่ายอื่น ๆ เช่น CDMA, WLAN และเครือข่ายอื่น ๆ ด้วย ซึ่งทำให้ความฝันของ FMC เป็นจริงขึ้นมาได้
ทำไมต้อง IMS?
IMS ได้ถือกำเนิดมาไม่ใช่เพื่อที่จะกำหนดมาตรฐานให้กับบริการต่าง ๆ ที่จะมาใช้งานกับเครือข่าย แต่หากจะให้ IMS นั้นเป็นตัวกลางในการใช้งานบริการต่าง ๆ จากเครือข่ายต่าง ๆ ดังนั้นจึงต้องมีการแยกบริการออกจากเครือข่าย หรือแยก Access Layer ออกจาก Service Layer นั่นเอง โดยที่จะใช้ IMS เป็นตัวกั้นกลางและประสานเลเยอร์ทั้งสองนี้เข้าด้วยกัน และด้วยความที่ IMS เป็นเพียงผู้ประสาน แต่ไม่ได้ไปกำหนดมาตรฐานนั่นเอง จึงทำให้ขึ้นอยู่กับความต้องการหลาย ๆ ด้าน และทำให้ในช่วงแรกนั้นไม่ได้รับความสนใจเท่าที่ควร เพราะว่าจะต้องใช้ประสบการณ์หลาย ๆ ด้าน อีกทั้งบริการที่มีในตอนนั้นก็ยังไม่มากพอ จึงทำให้หลักการรวมบริการเข้าด้วยกันไม่ได้รับความสนใจเท่าที่ควร
ข้อดีของการใช้งาน IMS
รู้จักกับ IMS เพิ่มขึ้นอีกสักนิด
จากความต้องการในการพัฒนามาตรฐานนี้ให้เป็นไปอย่างรวดเร็ว จึงได้พัฒนามาตรฐานนี้จากมาตรฐานต่าง ๆ ของ IETF ซึ่งมีพื้นฐานจากมาตรฐาน IP จึงทำให้โปรโตคอลภายใน IMS แบ่งได้เป็น 2 กลุ่มหลัก ๆ คือ
1. Session Control Protocol
สำหรับโปรโตคอลกลุ่มนี้นั้น IMS ได้เลือกใช้โปรโตคอล SIP (Session Initiation Protocol) ที่กำหนดโดย IETF และมีพื้นฐานมาจากโปรโตคอล IP ซึ่งมีความแพร่หลายและง่ายการใช้งาน ซึ่งจะใช้งานโปรโตคอล SIP กับงานสัญญาณควบคุมต่าง ๆ ในระบบ IMS นั้น
2. โปรโตคอลในกลุ่ม AAA
โปรโตคอลที่อยู่ในกลุ่มนี้จะเน้นไปที่งาน Authorization, Authentication and Accounting ตามชื่อเรียก สำหรับโปรโตคอลกลุ่มนี้ IMS เลือกใช้งานโปรโตคอลที่ชื่อว่า Diameter ที่พัฒนามาจากโปรโตคอล Radius เพื่อใช้ในการตรวจสอบผู้ใช้งานว่าเป็นยูสเซอร์จริงหรือไม่อย่างไร มีสิทธิ์ในการใช้งานอย่างไรบ้าง ซึ่งจะเป็นการติดต่อกับ HSS และ SLF เป็นส่วนใหญ่
นอกจากโปรโตคอล 2 กลุ่มนี้แล้ว ยังมีโปรโตคอลอื่นที่มีการใช้งานบ้าง เช่น H.248 ที่ใช้งานกับอุปกรณ์ Media Gateway โปรโตคอล RTCP และ RTP สำหรับสัญญาณเรียลไทม์ เป็นต้น
สถาปัตยกรรมของ IMS
สำหรับ IMS เราสามารถที่จะแบ่งได้เป็น 2 กลุ่มหลัก ๆ ก็คือส่วนที่เป็น Access Network ซึ่งได้แก่เครือข่ายที่ยูสเซอร์ใช้งานอยู่ เช่น เครือข่ายมีสายอย่างโทรศัพท์บ้านที่มีการใช้งานอินเทอร์เน็ตผ่าน ADSL เครือข่ายไร้สายต่าง ๆ เช่น เครือข่ายไวไฟและเครือข่ายโทรศัพท์เคลื่อนที่ในปัจจุบันอย่างระบบ GSM และระบบ CDMS เป็นต้น
ส่วนอีกกลุ่มในสถาปัตยกรรมของ IMS ก็คือส่วน Core ของ IMS ซึ่งเป็นส่วนหลักของ IMS และทำหน้าที่ร่วมกันเป็นเครือข่ายหลักในการให้บริการ IP Multimedia ต่าง ๆ แก่เครือข่ายที่ยูสเซอร์ใช้งาน ส่วนนี้เราสามารถที่จะแบ่งเป็นส่วนย่อย ๆ ได้ดังนี้
รูปที่ 1 สถาปัตยกรรมของ IMS
1. CSCF (Call / Session Control Function)
2. User Database
3. MRF (Media Resource Function)
4. BGCF (Breakout Gateway Control Function)
5. ชุด Media Gateway
6. ส่วน Application Server
เราจะมาความรู้จักแต่ละส่วนกันอย่างย่อ ๆ เพื่อให้เข้าใจ IMS มากขึ้น
1. CSCF (Call / Session Control Function)
เป็นส่วนที่ทำหน้าที่ควบคุม Session การติดต่อสื่อสารต่าง ๆ ภายใน IMS โดยที่จะใช้โปรโตคอล SIP เป็นหลัก เราสามารถที่จะแบ่งหน้าที่การทำงานของ CSCF ออกได้เป็น 3 ส่วนหลัก ๆ แต่อาจจะอยู่ในอุปกรณ์ชุดเดียวกันหรือแยกชุดกันก็ได้แล้วแต่การออกแบบ ซึ่ง 3 ส่วนที่ว่านั้นได้แก่
ประกอบด้วย HSS (Home Subscriber Server) หรือ USPF (User Profile Server Function) และ SLF (Subscriber Location Function) โดย HSS จะทำหน้าที่เก็บโพรไฟล์ของยูสเซอร์ ทำหน้าที่ตรวจสอบยูสเซอร์ด้วยการทำ Authentication and Authorization และเก็บตำแหน่งที่อยู่ของยูสเซอร์ว่าขณะนั้นอยู่ที่ใด ใน S-CSCF ใด ซึ่งหลักการจะคล้ายคลึงกับ HLR/AUC (Home Location Register and Authentication Center) ในระบบ GSM
ในส่วนของ SLF (Subscriber Location Function) จะทำหน้าที่เชื่อมโยงยูสเซอร์เข้ากับ HSS ที่มีข้อมูลของยูสเซอร์รายนั้นอยู่เพื่อค้นหาว่ายูสเซอร์นั้นขึ้นกับ HSS ใด HSS และ SLF นั้นจะทำการติดต่อสื่อสารด้วยโปรโตคอล Diameter ทั้งคู่
3. MRF (Media Resource Function)
เป็นอุปกรณ์ที่ใช้งานภายในเครือข่ายเท่านั้น โดยจะทำหน้าที่ให้บริการด้านมีเดียต่าง ๆ ภายใน เช่น Announcement ต่าง ๆ , การให้สัญญาณโทนเสียงต่าง ๆ , การเป็นตัวกลาง Telephone Conference รวมถึงการแปลงข้อมูลเสียงที่เข้ารหัสแบบหนึ่งให้เป็นรหัสเสียงอีกแบบหนึ่ง
ส่วนประกอบของ MRF ได้แก่ MRFC (MRF Controller) ซึ่งจะเป็นตัวประมวลผลและติดต่อสื่อสารกับ S-CSCF ผ่าน MR Interface และ MRFP (MRF Processor) ที่จะทำหน้าที่แลกเปลี่ยนข้อมูลสัญญาณเสียง โดยได้รับการควบคุมผ่าน H.248 จาก MRFC
4. BGCF (Breakout Gateway Control Function)
ส่วนนี้เป็นส่วนเชื่อมโยงโครงข่ายยุคเก่าเข้ามา โดยเชื่อมโยงกับเครือข่ายยุคเก่าที่เป็นโทรศัพท์พื้นฐานหรือโครงข่ายที่ไม่มี IMS โดย BGCF จะได้รับการควบคุมจาก S-CSCF มาอีกทีหนึ่ง โดยจะวิเคราะห์เลขหมายปลายทางว่าเป็นเครือข่ายใดที่จะติดต่อด้วย และทำการเรียก MGCF เพื่อให้มีการแปลงการเข้ารหัสระบบ IP เป็น PCM ที่ใช้ในเครือข่ายยุคเก่าที่เป็นโทรศัพท์พื้นฐานและเชื่อมต่อกัน
5. Media Gateway ในส่วนนี้จะทำหน้าที่เป็นเกตเวย์ (Gateway) ในการติดต่อกับ PSTN Network ที่มีทั้งการเชื่อมต่อโดยใช้ Signaling แบบ CCS7 ที่มี ISUP และ MTP แทนการใช้งาน SIP บน IP ในเครือข่าย IMS และใช้ PCM แทนการใช้งาน RTP บนเครือข่าย IMS
ในส่วนของ Media Gateway จะประกอบด้วยส่วนต่าง ๆ ก็คือ MGCF (Media Gateway Control Function) ที่ทำหน้าที่เป็นสมองหลักของส่วน Media Gateway จะคอยดูด้าน Signaling ในการติดต่อ ทำหน้าที่แปลงโปรโตคอล SIP ให้เป็น ISUP ภายในเครือข่าย PSTN
ส่วนที่ 2 คือ SGW (Signaling Gateway) จะทำหน้าที่แปลงโปรโตคอลระดับล่าง ตัวอย่างเช่น SCTP (Stream Control Transmission Protocol) เป็น MTP ภายในเครือข่าย PSTN และดูแลทางด้าน Signaling เป็นหลัก
ส่วนสุดท้ายก็คือ MGW (Media Gateway) ซึ่งเป็นส่วนที่ดูแลในด้านทราฟฟิก (Traffic) ที่จะแปลงจาก RTP เป็น PCM เพื่อให้สามารถที่จะทำการติดต่อสื่อสารได้อย่างถูกต้องไม่ผิดเพี้ยน
6. Application Server เป็นส่วนสุดท้ายที่จะให้บริการต่าง ๆ และเป็นส่วนที่จะแยกจากส่วน Access โดยมี IMS เป็นตัวแยกเพื่อให้ไม่ขึ้นกับเครือข่ายที่ยูสเซอร์ใช้งานแต่อย่างใด
ในครั้งนี้เรามาแนะนำ IMS ให้รู้จักอย่างสั้น ๆ กันก่อนครับ คราวหน้าเราจะมาทำความรู้จักอย่างลึกซึ้งกว่านี้ว่า IMS ทำงานอย่างไรในรายละเอียด โดยจะยกเป็นกรณี ๆ ตั้งแต่มีการเปิดเครื่อง ลงทะเบียน และใช้งานในรูปแบบต่าง ๆ ...สำหรับครั้งนี้ ขอบคุณครับ
Credit : http://www.mvt.co.th/viewarticle.php?cid=3&nid=128&page=2
----------------------------
เป็นเทคโนโลยีที่ได้รับการพัฒนาขึ้นมาเพื่อเป็นเครื่องมือในการบริการจัดการต่าง ๆ ที่ใช้ IP (Internet Protocol) เป็นรูปแบบในการสื่อสารให้สามารถใช้งานบนเครือข่ายสื่อสารเดียวกันได้ (Convergence) เป็นเครือข่าย Multimedia รองรับการใช้บริการได้ทุกแบบ ไม่ว่าจะเป็นเสียง ข้อมูล และภาพในเวลาเดียวกันและบนอุปกรณ์ Terminal เดียวกัน สามารถใช้งานแบบ Triple Play (ภาพ เสียง ข้อมูล) ได้สมบูรณ์แบบ ระบบยังถูกออกแบบให้สามารถใช้งานกับอุปกรณ์สื่อสารที่มีอยู่เดิมและโครงข่ายเดิมได้อย่างมีประสิทธิภาพ สามารถเพิ่มขนาดการใช้งานจากขนาดเล็กไปเป็นขนาดใหญ่ได้ (Scalable) มาตรฐาน IMS พัฒนาโดย 3GPP (3 rd Generation Partnership Project) และ IETF เป็นมาตรฐานที่สามารถทำให้โครงข่ายต่างๆ สามารถสื่อสารกันได้และสามารถใช้งานบริการแบบ Multimedia ร่วมกันได้ แม้ว่าจะมีโครงข่ายสื่อสารที่ต่างชนิดกัน ซึ่งมาตรฐาน IMS นั้นเป็นส่วนหนึ่งของ Next Generation Networks หรือ NGN
Credit : http://www.ircp.co.th/projects/A1-telecom/
Credit : http://www.slideshare.net/shubhabratamukherjee1/ims-architacture-nodes
----------------------------
สวัสดีครับ สำหรับในวันนี้เราจะมาทำความรู้จักกับมาตรฐานหนึ่งที่จะช่วยทำให้ความผันด้าน Fixed Mobile Convergence เป็นจริงยิ่งขึ้น นั่นก็คือ IMS (IP Multimedia Subsystem) นั่นเอง
จากความนิยมในโปรโตคอล IP ที่ถือกำเนิดจากอินเทอร์เน็ตที่เติบโตขึ้นอย่างมาก ทำให้เทคโนโลยีการสื่อสารในปัจจุบันเน้นการสื่อสารด้วยโปรโตคอล IP กันมากขึ้น และทำให้เกิดความคิดที่จะรวบรวมบริการต่าง ๆ ทั้งของเครือข่ายไร้สายและเครือข่ายมีสายเข้ามาอยู่ด้วยกัน ทั้งนี้เพื่อให้ลูกค้าของเครือข่ายทั้งสองชนิดจะเข้ามาใช้ได้ นั่นก็คือ คอนเซ็ปต์ของ FMC (Fixed Mobile Convergence) นั่นเอง
นอกจากนี้จากเดิมที่การสื่อสารในแต่ละเครือข่ายจะเน้นเฉพาะการสื่อสารด้วยเสียงแต่เพียงอย่างเดียว เช่น เครือข่ายโทรศัพท์ต่าง ๆ ก็ได้มีความนิยมในการสื่อสารที่ไม่ใช่เสียง (Non-voice) กันมากขึ้น ซึ่งทำให้ผู้ให้บริการเครือข่ายต่าง ๆ ได้ปรับตัวเพื่อให้บริการแบบ Non-voice นี้กันอย่างมาก และนับเป็นทิศทางก้าวไปข้างหน้าของการสื่อสารยุคต่อไป
ด้วยสาเหตุทั้งสองประการข้างต้นนี่เอง จึงทำให้ 3GPP ได้ทำการพัฒนาระบบ IMS ขึ้นในปี 1999 เพื่อให้เป็นตัวกลางในการเชื่อมต่อเครือข่ายต่าง ๆ ไปยังบริการแบบมัลติมีเดีย เพื่อให้เครือข่ายต่าง ๆ สามารถที่จะใช้งานบริการมัลติมีเดียได้โดยที่ไม่ต้องดัดแปลงใด ๆ โดยมี IMS เป็นตัวกลางให้นั่นเอง
และจากการที่พัฒนาโดย 3GPP แรกเริ่มเดิมทีของ IMS นั้นมีจุดมุ่งหมายเพื่อที่จะให้บริการแก่ระบบเครือข่าย GSM/UMTS ในการใช้บริการมัลติมีเดียต่าง ๆ และกำหนดให้เฉพาะการใช้งานจากเครือข่ายแบบ GPRS เป็นพื้นฐาน แต่ต่อมาได้พัฒนาจนกระทั่งครอบคลุมเครือข่ายอื่น ๆ เช่น CDMA, WLAN และเครือข่ายอื่น ๆ ด้วย ซึ่งทำให้ความฝันของ FMC เป็นจริงขึ้นมาได้
ทำไมต้อง IMS?
IMS ได้ถือกำเนิดมาไม่ใช่เพื่อที่จะกำหนดมาตรฐานให้กับบริการต่าง ๆ ที่จะมาใช้งานกับเครือข่าย แต่หากจะให้ IMS นั้นเป็นตัวกลางในการใช้งานบริการต่าง ๆ จากเครือข่ายต่าง ๆ ดังนั้นจึงต้องมีการแยกบริการออกจากเครือข่าย หรือแยก Access Layer ออกจาก Service Layer นั่นเอง โดยที่จะใช้ IMS เป็นตัวกั้นกลางและประสานเลเยอร์ทั้งสองนี้เข้าด้วยกัน และด้วยความที่ IMS เป็นเพียงผู้ประสาน แต่ไม่ได้ไปกำหนดมาตรฐานนั่นเอง จึงทำให้ขึ้นอยู่กับความต้องการหลาย ๆ ด้าน และทำให้ในช่วงแรกนั้นไม่ได้รับความสนใจเท่าที่ควร เพราะว่าจะต้องใช้ประสบการณ์หลาย ๆ ด้าน อีกทั้งบริการที่มีในตอนนั้นก็ยังไม่มากพอ จึงทำให้หลักการรวมบริการเข้าด้วยกันไม่ได้รับความสนใจเท่าที่ควร
ข้อดีของการใช้งาน IMS
- เป็นระบบรวมมัลติมีเดียเข้าด้วยกัน จึงทำให้เราสามารถที่จะควบคุมจัดการบริการต่าง ๆ ทั้งหมดได้จากจุดเดียว ทั้งการควบคุมบริการต่าง ๆ แก่ยูสเซอร์ การกำหนด Policy การกำหนด QoS เป็นต้น
- เป็นระบบที่ทำให้คอนเซ็ปต์ของ FMC ที่ไม่ว่าจะอยู่ในเครือข่ายมีสายหรือเครือข่ายไร้สายก็ตาม เราก็ยังสามารถใช้บริการเดียวกันได้นั้นเป็นจริงขึ้นมา อีกทั้งเป็นระบบที่ทำให้บริการจากเครือข่าย IP สามารถที่จะใช้งานได้จากทุกเครือข่ายเป็นไปได้
- สามารถที่จะทำ Roaming Agreement ได้กับเครือข่ายอื่น ๆ ทำให้การเคลื่อนย้ายไปใช้งานยังเครือข่ายต่าง ๆ หรือแม้กระทั่งกับผู้ให้บริการในต่างประเทศนั้นเป็นไปได้อย่างง่ายดาย
- สามารถที่จะพัฒนาบริการใหม่ ๆ ได้รวดเร็ว เพราะไม่อิงกับเครือข่ายใดเครือข่ายหนึ่งอีกต่อไป และไม่จำกัดว่าจะต้องใช้บริการสำหรับเครือข่ายชนิดใดชนิดหนึ่งเพียงอย่างเดียว แต่สามารถที่่จะใช้เครือข่ายใดก็ได้ในการใช้งาน
รู้จักกับ IMS เพิ่มขึ้นอีกสักนิด
จากความต้องการในการพัฒนามาตรฐานนี้ให้เป็นไปอย่างรวดเร็ว จึงได้พัฒนามาตรฐานนี้จากมาตรฐานต่าง ๆ ของ IETF ซึ่งมีพื้นฐานจากมาตรฐาน IP จึงทำให้โปรโตคอลภายใน IMS แบ่งได้เป็น 2 กลุ่มหลัก ๆ คือ
1. Session Control Protocol
สำหรับโปรโตคอลกลุ่มนี้นั้น IMS ได้เลือกใช้โปรโตคอล SIP (Session Initiation Protocol) ที่กำหนดโดย IETF และมีพื้นฐานมาจากโปรโตคอล IP ซึ่งมีความแพร่หลายและง่ายการใช้งาน ซึ่งจะใช้งานโปรโตคอล SIP กับงานสัญญาณควบคุมต่าง ๆ ในระบบ IMS นั้น
2. โปรโตคอลในกลุ่ม AAA
โปรโตคอลที่อยู่ในกลุ่มนี้จะเน้นไปที่งาน Authorization, Authentication and Accounting ตามชื่อเรียก สำหรับโปรโตคอลกลุ่มนี้ IMS เลือกใช้งานโปรโตคอลที่ชื่อว่า Diameter ที่พัฒนามาจากโปรโตคอล Radius เพื่อใช้ในการตรวจสอบผู้ใช้งานว่าเป็นยูสเซอร์จริงหรือไม่อย่างไร มีสิทธิ์ในการใช้งานอย่างไรบ้าง ซึ่งจะเป็นการติดต่อกับ HSS และ SLF เป็นส่วนใหญ่
นอกจากโปรโตคอล 2 กลุ่มนี้แล้ว ยังมีโปรโตคอลอื่นที่มีการใช้งานบ้าง เช่น H.248 ที่ใช้งานกับอุปกรณ์ Media Gateway โปรโตคอล RTCP และ RTP สำหรับสัญญาณเรียลไทม์ เป็นต้น
สถาปัตยกรรมของ IMS
สำหรับ IMS เราสามารถที่จะแบ่งได้เป็น 2 กลุ่มหลัก ๆ ก็คือส่วนที่เป็น Access Network ซึ่งได้แก่เครือข่ายที่ยูสเซอร์ใช้งานอยู่ เช่น เครือข่ายมีสายอย่างโทรศัพท์บ้านที่มีการใช้งานอินเทอร์เน็ตผ่าน ADSL เครือข่ายไร้สายต่าง ๆ เช่น เครือข่ายไวไฟและเครือข่ายโทรศัพท์เคลื่อนที่ในปัจจุบันอย่างระบบ GSM และระบบ CDMS เป็นต้น
ส่วนอีกกลุ่มในสถาปัตยกรรมของ IMS ก็คือส่วน Core ของ IMS ซึ่งเป็นส่วนหลักของ IMS และทำหน้าที่ร่วมกันเป็นเครือข่ายหลักในการให้บริการ IP Multimedia ต่าง ๆ แก่เครือข่ายที่ยูสเซอร์ใช้งาน ส่วนนี้เราสามารถที่จะแบ่งเป็นส่วนย่อย ๆ ได้ดังนี้
รูปที่ 1 สถาปัตยกรรมของ IMS
2. User Database
3. MRF (Media Resource Function)
4. BGCF (Breakout Gateway Control Function)
5. ชุด Media Gateway
6. ส่วน Application Server
เราจะมาความรู้จักแต่ละส่วนกันอย่างย่อ ๆ เพื่อให้เข้าใจ IMS มากขึ้น
1. CSCF (Call / Session Control Function)
เป็นส่วนที่ทำหน้าที่ควบคุม Session การติดต่อสื่อสารต่าง ๆ ภายใน IMS โดยที่จะใช้โปรโตคอล SIP เป็นหลัก เราสามารถที่จะแบ่งหน้าที่การทำงานของ CSCF ออกได้เป็น 3 ส่วนหลัก ๆ แต่อาจจะอยู่ในอุปกรณ์ชุดเดียวกันหรือแยกชุดกันก็ได้แล้วแต่การออกแบบ ซึ่ง 3 ส่วนที่ว่านั้นได้แก่
- P-CSCF (Proxy CSCF) ชื่อนี้บอกค่อนข้างชัดเจนว่าเป็น Proxy ซึ่งทำหน้าที่เป็นหน้าด่านในการติดต่อกับยูสเซอร์หรืออุปกรณ์ Subscriber จะทำหน้าที่ตรวจสอบทุก ๆ แมสเสจ (Message) ที่วิ่งผ่านมันไป และมีหน้าที่ในการตรวจสอบยูสเซอร์ที่ติดต่อเข้ามา ซึ่งอาจจะเป็นภายในเครือข่าย Home Network หรือเครือข่ายที่ยูสเซอร์ไป Roaming อยู่ก็ได้ โดยจะมีการกำหนด P-CSCF ให้ในครั้งแรกที่มีการ Register เข้ากับเครือข่ายผ่าน DHCP หรือผ่าน PDP Context ในกรณี GPRS และใช้งาน P-CSCF นั้นไปตลอดจนกระทั่งย้ายไปยังเครือข่ายอื่น
- I-CSCF (Interrogating CSCF) จะทำหน้าที่ในการนำ SIP Message ไปยังปลายทาง โดยอาจจะเป็น Remote Server ที่ต้องการติดต่อกับยูสเซอร์ปลายทาง หรือเป็นอุปกรณ์ที่ใช้ IMS เช่นเดียวกันก็จะติดต่อผ่าน P-CSCF จากนั้น P-CSCF ก็จะนำแมสเสจนั้นส่งต่อมาที่ I-CSCF อีกทีหนึ่งเพื่อนำส่งไปยังปลายทาง ดังนั้น I-CSCF อาจอยู่ในเครือข่าย Roaming หรือในเครือข่าย Home Network ก็ได้
หลังจากที่ I-CSCF ไำด้รับแมสเสจแล้วจะนำมาตรวจสอบกับ SLF ว่าอุปกรณ์หรือยูสเซอร์รายนั้นขึ้นกับ HSS ใด แล้วจึงทำการตรวจสอบกับ HSS นั้นว่าขณะนั้นอุปกรณ์หรือยูสเซอร์นั้นอยู่ที่ใดเพื่อที่จะได้เชื่อมต่อ SIP Message นั้นไปยัง S-CSCF ที่ยูสเซอร์รายนั้นอยู่ โดยโปรโตคอลที่ใช้ในการตรวจสอบกับ SLF และ HSS นั้นจะใช้ Diameter ในการตรวจสอบ และเพื่อความปลอดภัย I-CSCF จะเข้ารหัสข้อมูลที่ใช้ในการสื่อสารกับ S-CSCF และ P-CSCF เพื่อไม่ให้มีใครดักจับข้อมูลไปได้
- S-CSCF (Serving CSCF) จะอยู่ในเครือข่าย Home Network โดยที่จะมีหน้าที่เป็นตัวควบคุม SIP Control ของยูสเซอร์ในการใช้งานตัดสินใจเลือก Application Server ในการส่ง SIP Message นั้นต่อไป และควบคุม Policy ในการใช้งานของยูสเซอร์ ดังนั้นจึงต้องดาวน์โหลดข้อมูลยูสเซอร์มาจาก HSS โดยใช้โปรโตคอล Diameter เพื่อที่จะนำข้อมูลนั้นมาช่วยในการตัดสินใจการควบคุม SIP ของยูสเซอร์นั้น ๆ และเชื่อมโยง SIP Address นั้นเข้ากับ IP Address ของยูสเซอร์เพื่อให้มีการเชื่อมต่อได้อย่างถูกต้องและเหมาะสม
ประกอบด้วย HSS (Home Subscriber Server) หรือ USPF (User Profile Server Function) และ SLF (Subscriber Location Function) โดย HSS จะทำหน้าที่เก็บโพรไฟล์ของยูสเซอร์ ทำหน้าที่ตรวจสอบยูสเซอร์ด้วยการทำ Authentication and Authorization และเก็บตำแหน่งที่อยู่ของยูสเซอร์ว่าขณะนั้นอยู่ที่ใด ใน S-CSCF ใด ซึ่งหลักการจะคล้ายคลึงกับ HLR/AUC (Home Location Register and Authentication Center) ในระบบ GSM
ในส่วนของ SLF (Subscriber Location Function) จะทำหน้าที่เชื่อมโยงยูสเซอร์เข้ากับ HSS ที่มีข้อมูลของยูสเซอร์รายนั้นอยู่เพื่อค้นหาว่ายูสเซอร์นั้นขึ้นกับ HSS ใด HSS และ SLF นั้นจะทำการติดต่อสื่อสารด้วยโปรโตคอล Diameter ทั้งคู่
3. MRF (Media Resource Function)
เป็นอุปกรณ์ที่ใช้งานภายในเครือข่ายเท่านั้น โดยจะทำหน้าที่ให้บริการด้านมีเดียต่าง ๆ ภายใน เช่น Announcement ต่าง ๆ , การให้สัญญาณโทนเสียงต่าง ๆ , การเป็นตัวกลาง Telephone Conference รวมถึงการแปลงข้อมูลเสียงที่เข้ารหัสแบบหนึ่งให้เป็นรหัสเสียงอีกแบบหนึ่ง
ส่วนประกอบของ MRF ได้แก่ MRFC (MRF Controller) ซึ่งจะเป็นตัวประมวลผลและติดต่อสื่อสารกับ S-CSCF ผ่าน MR Interface และ MRFP (MRF Processor) ที่จะทำหน้าที่แลกเปลี่ยนข้อมูลสัญญาณเสียง โดยได้รับการควบคุมผ่าน H.248 จาก MRFC
4. BGCF (Breakout Gateway Control Function)
ส่วนนี้เป็นส่วนเชื่อมโยงโครงข่ายยุคเก่าเข้ามา โดยเชื่อมโยงกับเครือข่ายยุคเก่าที่เป็นโทรศัพท์พื้นฐานหรือโครงข่ายที่ไม่มี IMS โดย BGCF จะได้รับการควบคุมจาก S-CSCF มาอีกทีหนึ่ง โดยจะวิเคราะห์เลขหมายปลายทางว่าเป็นเครือข่ายใดที่จะติดต่อด้วย และทำการเรียก MGCF เพื่อให้มีการแปลงการเข้ารหัสระบบ IP เป็น PCM ที่ใช้ในเครือข่ายยุคเก่าที่เป็นโทรศัพท์พื้นฐานและเชื่อมต่อกัน
5. Media Gateway ในส่วนนี้จะทำหน้าที่เป็นเกตเวย์ (Gateway) ในการติดต่อกับ PSTN Network ที่มีทั้งการเชื่อมต่อโดยใช้ Signaling แบบ CCS7 ที่มี ISUP และ MTP แทนการใช้งาน SIP บน IP ในเครือข่าย IMS และใช้ PCM แทนการใช้งาน RTP บนเครือข่าย IMS
ในส่วนของ Media Gateway จะประกอบด้วยส่วนต่าง ๆ ก็คือ MGCF (Media Gateway Control Function) ที่ทำหน้าที่เป็นสมองหลักของส่วน Media Gateway จะคอยดูด้าน Signaling ในการติดต่อ ทำหน้าที่แปลงโปรโตคอล SIP ให้เป็น ISUP ภายในเครือข่าย PSTN
ส่วนที่ 2 คือ SGW (Signaling Gateway) จะทำหน้าที่แปลงโปรโตคอลระดับล่าง ตัวอย่างเช่น SCTP (Stream Control Transmission Protocol) เป็น MTP ภายในเครือข่าย PSTN และดูแลทางด้าน Signaling เป็นหลัก
ส่วนสุดท้ายก็คือ MGW (Media Gateway) ซึ่งเป็นส่วนที่ดูแลในด้านทราฟฟิก (Traffic) ที่จะแปลงจาก RTP เป็น PCM เพื่อให้สามารถที่จะทำการติดต่อสื่อสารได้อย่างถูกต้องไม่ผิดเพี้ยน
6. Application Server เป็นส่วนสุดท้ายที่จะให้บริการต่าง ๆ และเป็นส่วนที่จะแยกจากส่วน Access โดยมี IMS เป็นตัวแยกเพื่อให้ไม่ขึ้นกับเครือข่ายที่ยูสเซอร์ใช้งานแต่อย่างใด
ในครั้งนี้เรามาแนะนำ IMS ให้รู้จักอย่างสั้น ๆ กันก่อนครับ คราวหน้าเราจะมาทำความรู้จักอย่างลึกซึ้งกว่านี้ว่า IMS ทำงานอย่างไรในรายละเอียด โดยจะยกเป็นกรณี ๆ ตั้งแต่มีการเปิดเครื่อง ลงทะเบียน และใช้งานในรูปแบบต่าง ๆ ...สำหรับครั้งนี้ ขอบคุณครับ
Credit : http://www.mvt.co.th/viewarticle.php?cid=3&nid=128&page=2
----------------------------
เป็นเทคโนโลยีที่ได้รับการพัฒนาขึ้นมาเพื่อเป็นเครื่องมือในการบริการจัดการต่าง ๆ ที่ใช้ IP (Internet Protocol) เป็นรูปแบบในการสื่อสารให้สามารถใช้งานบนเครือข่ายสื่อสารเดียวกันได้ (Convergence) เป็นเครือข่าย Multimedia รองรับการใช้บริการได้ทุกแบบ ไม่ว่าจะเป็นเสียง ข้อมูล และภาพในเวลาเดียวกันและบนอุปกรณ์ Terminal เดียวกัน สามารถใช้งานแบบ Triple Play (ภาพ เสียง ข้อมูล) ได้สมบูรณ์แบบ ระบบยังถูกออกแบบให้สามารถใช้งานกับอุปกรณ์สื่อสารที่มีอยู่เดิมและโครงข่ายเดิมได้อย่างมีประสิทธิภาพ สามารถเพิ่มขนาดการใช้งานจากขนาดเล็กไปเป็นขนาดใหญ่ได้ (Scalable) มาตรฐาน IMS พัฒนาโดย 3GPP (3 rd Generation Partnership Project) และ IETF เป็นมาตรฐานที่สามารถทำให้โครงข่ายต่างๆ สามารถสื่อสารกันได้และสามารถใช้งานบริการแบบ Multimedia ร่วมกันได้ แม้ว่าจะมีโครงข่ายสื่อสารที่ต่างชนิดกัน ซึ่งมาตรฐาน IMS นั้นเป็นส่วนหนึ่งของ Next Generation Networks หรือ NGN
Credit : http://www.ircp.co.th/projects/A1-telecom/
Credit : http://www.slideshare.net/shubhabratamukherjee1/ims-architacture-nodes
----------------------------
IMS (IP Multimedia Subsystem) นั้นสามารถ map protocol ของ CS voice call ลงบน PS ได้ ทำให้การดีเลย์นั้น แทบจะไม่รู้สึก และไม่ต้องเปลือง Signaling ในการตัดต่อสัญญาณออกไปได้อีกด้วย โดยเจ้า IMS นี้ จะสามารถทำการ Anchoring call (เหมือนการ Handover ปกติ บน 2G/3G) ของเราบน LTE ลงไปบน CS Core Network ของ 2G/3G ได้เลย รวมถึงเวลาที่โทรศัพท์มือถือเคลื่อนออกจากพื้นที่ที่มีสัญญาณ LTE ก็จะทำการ Handover ลงไปยังระบบ 2G/3G ได้อย่างปกติอีกด้วย (ณ ปัจจุบัน ยังต้องพึ่งพา CSFB เพื่อลง 2G/3G ในการเริ่มต้น Voice Call อย่างเดียว Voice Call + Data ไม่สามารถอยู่บน LTE ได้)
*** จริงๆ IMS มีการเปิดตัวมาตั้งแต่สมัย Rel5 ที่เริ่มมี HSDPA แล้วแหละ เพียงแต่มันจะทำงานได้อย่างยอดเยี่ยม กับ Voice Call บน LTE โดยเฉพาะ Feature ที่มีเพิ่มมาใน Rel10 เหมือนเป็นเทวดามาโปรดยังงัยยังงั้น
Credit : http://mahalarp.com/2012/05/29/voice-over-lte-voims-srvcc/
Credit : http://mahalarp.com/2012/05/29/voice-over-lte-voims-srvcc/
-----------------------------------
The concept of IMS
The concept of IMS
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น