đồ án: Mô hình giao tiếp phần mềm trong mạng NGN

đồ án:Mô hình giao tiếp phần mềm trong mạng NGNdung đồ án của em gồm 3 chương:•Chương I: Tổng quan về NGN, bao gồm khái niệm, kiến trúc mạng, các phần tử mạng, dịch vụ……•Chương II: Tình hình triển khai mạng NGN tại Việt Nam, bao gồm các giải pháp và cấu trúc mạng NGN, giới thiệu giải pháp Surpass của Siemen, tình hình triển khai NGN tại Việt Nam….•Chương III: Mô hình giao tiếp phần mềm trong mạng NGN…Do thời gian có hạn và kiến thức còn hạn chế, đặc biệt là khả năng thực tiễn trong quá trình làm thiết kế thi công nên đồ án không thể tránh khỏi những thiết sót và còn đi nhiều vào lí thuyết. Vì vậy, tôi rất mong nhận được sự đóng góp của các thầy cô giáo trong bộ môn và các bạn để đồ án của tôi có thể được hoàn thiện hơn và có thể đi vào thực tiễn cho các nhà khai thác viễn thông sử dụng trong thời gian tới.

Đồ án tốt nghiệp đại học

LỜI MỞ ĐẦU

Cùng với sự phát triển của các ngành điện tủ - tin học, công nghệ viễn thông trong những năm vừa qua phát triển rất mạnh mẽ cung cấp ngày càng nhiều các loại hình dịch vụ mới đa dạng, an toàn, và chất lượng cao đáp ứng ngày càng tốt hơn yêu cầu của khách hàng

Trong xu hướng phát triển và hội tụ của viễn thông và tin học, cùng với sự phát triển nhanh chóng về nhu cầu của người dùng đối với những dịch vụ đa phương tiện chât lượng cao đã làm cho cơ sở hạ tầng thông tin và viễn thông đã có những thay đổi lớn về cơ bản Nhưng tổng đài chuyển mạch kênh truyền thống đã không còn có thể đáp ứng những đòi hỏi của người dùng về những dịch vụ tốc độ cao, chính vì thế đòi hổi cần phải có một giải pháp đáp ứng được yêu cầu đó Xu hướng viễn thông dưa trên nền tảng chuyển mạch gói tốc độ cao, dung lượng lớn và hội tụ được các loại dịch vụ trên cùng một hạ tầng là điều tất yếu

Mạng thế hệ sau ra đời đã đáp ứng được yêu cầu này Sự ra đời của NGN ngoài mặt có ý nghĩa về công nghê và dịch vụ, nó còn đem lại cơ hội cho những công ty nhỏ

ít tên tuổi hoặc những công ty mới tham gia vào thị trường viễn thông có thể đứng vững trên thị trường mà trước đây nằm trong sự kiểm soát của một số ít nhà sản xuất lớn

Đứng trước xu hướng tự do hoá thị trường, cạnh tranh và hội nhập, việc phát triển mạng viễn thông theo cấu trúc thế hệ sau (NGN) với các công nghệ phù hợp là bước đi tất yếu của viễn thông thế giới và mạng viễn thông Việt Nam Vì vậy em chọn

đề tài “Mô hình giao tiếp phần mềm trong mạng NGN” để làm đồ án tốt nghiệp, nội dung đồ án của em gồm 3 chương:

• Chương I: Tổng quan về NGN, bao gồm khái niệm, kiến trúc mạng, các phần tử mạng, dịch vụ……

• Chương II: Tình hình triển khai mạng NGN tại Việt Nam, bao gồm các giải pháp và cấu trúc mạng NGN, giới thiệu giải pháp Surpass của Siemen, tình hình triển khai NGN tại Việt Nam…

• Chương III: Mô hình giao tiếp phần mềm trong mạng NGN…

Do thời gian có hạn và kiến thức còn hạn chế, đặc biệt là khả năng thực tiễn trong quá trình làm thiết kế thi công nên đồ án không thể tránh khỏi những thiết sót và còn đi nhiều vào lí thuyết Vì vậy, tôi rất mong nhận được sự đóng góp của các thầy cô giáo trong bộ môn và các bạn để đồ án của tôi có thể được hoàn thiện hơn và có thể đi

Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong khoa viễn thông I, các thầy cô giáo trong bộ môn mạng viễn thông đặc biệt là Cô giáo Ths Dương Thanh Tú, người

đã trực tiếp hướng dẫn em hoàn thành đồ án này

Hà Nội, ngày tháng 9 năm 2008

Sinh Viên

Đoàn Thanh Tuấn

Đồ án tốt nghiệp đại học

Chương I: Tổng quan về mạng NGN

1.1 Mạng viễn thông thế hệ mới (Next Generation Network)

1.1.1 Định nghĩa.

Mạng viễn thông thế hệ mới có nhiều tên gọi khác nhau, chẳng hạn như:

- Mạng đa dịch vụ (cung cấp nhiều loại dịch vụ khác nhau)

- Mạng hội tụ (hỗ trợ cho cả lưu lượng thoại và dữ liệu, cấu trúc mạng hội tụ)

- Mạng phân phối (phân phối tính thông minh cho mọi phần tử trong mạng)

- Mạng nhiều lớp (mạng được phân phối ra nhiều lớp mạng có chức năng độc lập nhưng hỗ trợ nhau thay vì một khối thống nhất như trong mạng TDM)

Cho tới hiện nay, mặc dù các tổ chức viễn thông quốc tế và cùng các nhà cung cấp thiết bị viễn thông trên thế giới đề rất quan tâm và nghiên cứu về chiến lược phát triển NGN Nhưng vẫn có một định nghĩa cụ thể và chính xác nào cho mạng NGN Do

đó định nghĩa mạng NGN nêu ra ở đây không thể bao hàm hết mọi chi tiết về mạng thế hệ mới, nhưng nó có thể tương đối là khái niệm chung nhất khi đề cập đến NGN

Bắt nguồn từ sự phát triển của công nghệ thông tin, công nghệ chuyển mạch gói

và công nghệ truyền dẫn băng rộng, mạng thông tin thế hệ mới (NGN) ra đời là mạng

có cơ sở hạ tầng thông tin duy nhất dựa trên công nghệ chuyển mạch gói, triển khai các dịch vụ một cách khá đa dạng và nhanh chóng, đáp ứng sự hội tụ giữa thoại và số liệu, giữa cố định và di động

Như vậy, có thể xem mạng thông tin thế hệ mới là sự tích hợp mạng thoai PSTN, chủ yếu dựa trên kỹ thuật TDM, với mạng chuyển mạch gói, dựa trên kỹ thuật IP/ATM Nó có thể truyền tải tất cả các dịch vụ vốn có của PSTN đồng thời cũng có thể nhập một lượng dữ liệu rất lớn vào mạng IP, nhờ đó có thể giảm nhẹ gánh nặng của PSTN

Tuy nhiên, NGN không chỉ đơn thuần là sự hội tụ giữa thoại và dữ liệu mà còn

là sự hội tụ giữa truyền dẫn quang và công nghệ gói, giữa mạng cố định và di động Vấn đề chủ đạo ở đây là làm sao có thể tận dụng hết các lợi thế đem đến từ quá trình hội tụ này Một vấn đề quan trọng khác là sự bùng nổ nhu cầu của người sử dụng cho một khối lượng dịch vụ và ứng dụng phức tạp bao gồm cả đa phương tiện, phần lớn trong đó là không được trù liệu khi xây dựng các hệ thống mạng hiện nay

- Mạng NGN là mạng chuyển mạch gói, dựa trên một giao thức thống nhất.

- Là mạng có dung lượng ngày càng tăng, có tính thích ứng cũng ngày càng tăng, có đủ dung lượng để đáp ứng nhu cầu:

Trước hết, do áp dụng cơ cấu mở mà:

+ Các khối chức năng của tổng đài truyền thống chia thành các phần tử mạng độc lập, các phần tử được phân theo các chức năng tương ứng, và phát triển một cách độc lập

+ Giao diện và giao thức giữa các bộ phận phải dựa trên các tiêu chuẩn tương ứng

Việc phân tách làm cho mạng viễn thông vốn có dần dần đi theo hướng mới, nhà kinh doanh có thể căn cứ vào nhu cầu dịch vụ để tự tổ hợp các phần tử khi tổ chức mạng mới Việc tiêu chuẩn hoá giao thức giữa các phần tử có thể thực hiện nối thông qua các mạng có cấu hình khác nhau

Tiếp đến, mạng NGN là mạng dịch vụ thúc đẩy, với đặc điểm của:

- Chia tách dịch vụ với điều khiển cuộc gọi.- Chia tách cuộc gọi với truyền tải

Mục tiêu chính của chia tách ra là làm cho dịch vụ thực sự độc lập với mạng, thực hiện một cách linh hoạt và có hiệu quả việc cung cấp dịch vụ Thuê bao có thể tự

bố trí và xác định đặc trưng dịch vụ của mình, không quan tâm đến mạng truyền tải dịch vụ và loại hình đầu cuối Điều đó làm cho việc cung cấp dịch vụ và ứng dụng có tính linh hoạt cao

NGN là mạng chuyển mạch gói, giao thức thống nhất Mạng thông tin hiện nay,

dù là mạng viễn thông, mạng máy tính hay mạng truyền hình cáp, đều không thể lấy một trong các mạng đó làm nền tảng để xây dựng cơ sở hạ tầng thông tin Nhưng mấy năm gần đây, cùng với sự phát triển của công nghệ IP, người ta mới nhận thấy rõ ràng

là mạng viễn thông, mạng máy tính và mạng truyền hình cáp cuối cùng rồi cũng tích hợp trong một mạng IP thống nhất, đó là xu thế lớn mà người ta thường gọi là “ dung

Đồ án tốt nghiệp đại học

hợp ba mạng” Giao thức IP làm cho các dịch vụ lấy IP làm cơ sở đều có thể thực hiện nối thông các mạng khác nhau; con người lần đầu tiên có được giao thức thống nhất

mà ba mạng lớn đều có thể chấp nhẫn được; đặt cơ sở vững chắc về mặt kỹ thuật cho

hạ tầng cơ sở thông tin quốc gia (NII)

Giao thức IP thực tế đã trở thành giao thức ứng dụng vạn năng và bắt đầu được

sử dụng làm cơ sở cho các mạng đa dịch vụ, mặc dù hiện tại vẫn còn ở thế bất lợi so với các chuyển mạch kênh về mặt khả năng hỗ trợ lưu lượng thoại và cung cấp chất lượng dịch vụ đảm bảo cho số liệu Tốc độ đổi mới nhanh chóng trong thế giới Internet, mà nó được tạo điều kiện bởi sự phát triển của các tiêu chuẩn mở sẽ sớm khắc phục những thiếu sót này

Hình 1.1: Topo mạng thế hệ sau

1.1.3 Động cơ xuất hiện mạng thế hệ mới.

Yếu tố hàng đầu là tốc độ phát triển theo hàm số mũ của nhu cầu truyền dẫn dữ liệu và các dịch vụ dữ liệu kết quả của tăng trưởng Internet mạnh mẽ Các hệ thống mạng công cộng hiện nay chủ yếu được xây dựng nhằm truyền dẫn lưu lượng thoại, truyền dữ liệu thông tin và video đã được những yêu cầu của chúng Do vây, một sự chuyển đổi sang hê thống mạng chuyển mạch gói tập trung là không thể tránh khỏi khi

mà dữ liệu thay thế vị trí của thoại và trở thành nguồn tạo ra lợi nhuận chính Cùng với

sự bùng nổ Internet trên toàn cầu rất nhiều khả năng mạng thế hệ mới sẽ dựa trên giao thức IP Tuy nhiên, thoại vẫn là một dịch vụ quan trọng và do đó, những thay đổi này dẫn tới yêu câu truyền thoại chất lượng cao qua IP

Nhựng lý do chính dẫn tới sự xuất hiện của mạng thế hệ mới:

» Cải thiện chi phí đầu tư

Công nghệ căn bản liên quan đến chuyển mạch kênh truyền thống được cải tiến chẫm trễ và chậm triển khai kết hợp với nền công nghiệp máy tính Các chuyển mạch kênh này đang chiếm phần lớn trong cơ sở hạ tầng PSTN Tuy nhiên chung chưa thật

sự tối ưu cho mạng truyền số liệu

Kết quả ngày nay là ngày càng có nhiều dòng lưu lượng số liệu trên mạng PSTN đến mạng Internet và sẽ xuất hiện một giải pháp với định hướng số liệu làm trọng tâm để thiết kế mạng chuyển mạch tương lai, nền tảng dựa trên công nghệ

chuyển mạch gói cho cả thoại và dự liệu

Các giao diện mở tại từng lớp mạng cho phép nhà khai thác lựa chọn nhà cung cấp có hiệu quả nhất cho từng lớp mạng của họ Truyền tải dựa trên gói cho phép phân

bổ băng tần linh hoạt, loại bỏ nhu cầu nhóm trung kế kích thước cố định cho thoại, nhờ

đó giúp các nhà khai thác quản lý mạng dễ dàng hơn, nâng cấp một cách hiệu quả phần mềm trong các nút điều khiển mạng, giảm chi phí khai thác hệ thống

» Xu thế đổi mới viễn thông

Khác với khía cạnh kỹ thuật, quá trình giải thể đang ảnh hưởng manh mẽ đến cách thức hoạt động của các nhà khai thác viễn thông lớn trên thế giới Xuyên suốt quá trình được gọi là “mạch vòng nội hạt không trọn gói” các luật lệ của chính phủ trên toàn thế giới đã ép buộc các nhà khai thác lớn phải mở của để các công ty mới tham gia thị trường cạnh tranh Trên quan điểm chuyển mạch, các nhà cung cấp thay thế phải có khả năng giành được khách hàng địa phương nhờ đâu tư trực tiếp vào “những dặm cuối cùng” của đường cáp đồng Điều này dẫn đến việc gia tăng cạnh tranh Các

Đồ án tốt nghiệp đại học

NGN thực sự phù hợp để hỗ trợ kiến trúc mạng và các mô hình được luật pháp cho phép khai thác

Hình 1.2: Xu thế đổi mới viễn thông

» Các nguồn doanh thu mới

Dự báo hiện nay cho thấy mức suy giảm trầm trọng của doanh thu thoại và xuất hiện mức tăng doanh thu đột biến do các dịch vụ giá trị gia tăng mang lai Kết quả là phần lớn các nhà khai thác truyền thống sẽ phải tái định mức mô hinh kinh doanh của

họ dưới ánh sáng của các dụ báo này Cùng lúc đó, các nhà khai thác mới sẽ tìm kiếm

mô hình kinh doanh mới cho phép họ nắm lấy thị phần, mang lại lợi nhuận cao hơn trên thi trường viễn thông

Các cơ hội kinh doanh mới bao gồm các ứng dụng đa dạng tích hợp với các dịch vụ mạng viễn thông hiện tại, số liệu Internet, các ứng dụng video.

1.1.4 Những vấn đề cần quan tâm khi phát triển NGN

Trước hết các nhà cung cấp dịch vụ chính thống phải xem xét cơ sở TDM mà

họ đã lắp đặt và do vậy phải đối đầu với quyết định khó khăn về việc nâng cấp hệ thống này, nên đầu tư vốn cho thiết bị chuyển mạch kênh và xây dựng một mạng NGN xếp chồng, hay thậm chí nên thay thế các tổng đài truyền thống bằng những chuyển mạch công nghệ mới sau này Họ cũng phải xem xet ảnh hưởng của sự gia tăng lưu lượng Internet quay số trực tiếp với thời gian giữ mày ngắn hơn nhiều Để duy trì cạnh tranh các nhà khai thác này cần tìm ra phương pháp cung cấp các dịch vụ mới cho các nhà khách hàng của họ trong thời kỳ quá độ trước khi cách mạng của họ tiến triển sang NGN một cách đầy đủ

Vấn đề lớn nhất cần cân nhắc khi sắp tới cần hỗ trợ dịch vụ thoại qua IP và hàng loạt các dịch vụ giá trị gia tăng khác là cơ chế “best effort” phân phối các gói tin không còn đủ đáp ứng nữa Một thách thức căn bản ở đây là mở rộng mạng IP theo nhiều hướng, khả năng cung cấp đa dịch vụ trong khi vẫn giữ được ưu thế của mạng

IP Để đảm bảo QoS cần thiết, các nhà khai thác sẽ phải có khả năng cam kết cung cấp các thoả thuận về đinh mức dịch vụ (SLA), các yêu cầu về băng tần và cá tham số chất lượng

Một khía cạnh khác bảo đảm chất lượng là quy mô mạng phải đủ lớn để cung cấp cho khách hàng nhằm chống lại hiện tượng nghẽn cổ chai trong lưu lượng của mạng lõi Một trong những đặc trưng của NGN chính là khả năng tăng số lượng của các giao diện mở, nhưng điều đó cũng hàm chứa các nguy cơ đe doạ an ninh của

mạng Do đó, đảm bảo an toàn thông tin trở thành vấn đề sống còn các nhà khai thác nhằm bảo vệ mạng chống lại sự tấn công từ phía các tin tặc Các công cụ an ninh và mật mã hoá phải luôn luôn sẵn sàng

Trong vòng hai thập kỷ vừa qua, công nghệ quang đã chứng minh được là một phương tiên truyền tải thông tin hiệu quả trên khoảng cách lớn, và hiện nay nó là công nghê chủ đạo trong truyền dẫn trên mạng lõi Với các cải tiến hiện nay, như công nghệ ghép kênh phân chia theo mật độ bước sóng DWDM, nâng cao đáng kể hiệu quả kinh

tế về truyền tải trên mạng cáp quang Ngay nay, IP theo dự kiến sẽ trở thành giao diện hoàn thiện thực sự cho các mạng lõi NGN Vấn đề quan trọng ở đây là mạng cáp quang phải tối ưu cho điều khiển lưư lượng IP Một giải pháp có tính thuyết phục hiên nay là hội tụ các lớp dữ liệu và các lớp quang trong mạng lõi Việc hội tụ này mạng lại

và công sức trước khi hệ thống quản lý mạng được triển khai, nhưng muc tiêu này vẫn

có giá trị thuyết phục và sẽ mang lại nhiều lợi ích như giảm chi phí khai thác, dịch vụ

đa dạng

Tất cả những yếu tố trên này dường như làm cho NGN mang đậm sự phức tạp Tuy nhiên nên nhìn mạng NGN trong mạng thông tin toàn cầu ngày nay, trong đó các mạng chuyển mạch kênh truyền thống và chuyển mạch gói song song tồn tại, các mạng di động và cố định không đơn giản trong việc cùng khai thác, và thậm chí các thành phần mạng khác nhau trên hướng về một cái gì đó hết sức phức tạp, nhưng sẽ cho phép tiết kiệm chi phí khai thác một cách thích đáng

1.1.5 Tìm hiểu các công nghệ

a Công nghệ truyền dẫn

Trong cấu trúc mạng thế hệ mới, truyền dẫn là một thành phần của lớp kết nối (bao gồm chuyền tải và truy nhập) Công nghệ truyền dẫn của mạng thế hệ mới là SDH, WDM với khả năng hoạt động mềm dẻo, linh hoạt, thuận tiện cho khai thác và điều hành quản lý

Các tuyến truyền dẫn SDH hiện có đang được tiếp tục triển khai rộng rãi trên mạng viễn thông là sự phát triển đúng hướng theo cấu trúc mạng mới Cần tiếp tục phát triển cá hệ thống truyền dẫn công nghệ SDH và WDM, hạn chế sử dụng công nghệ PDH

WDM cho phép sử dụng độ rộng băng tần rất lớn của sợi quang bằng cách kết hợp một số tín hiệu ghép kênh theo thời gian với độ dài các bước sóng khác nhau và ta

có thể sử dụng được các của sổ không gian, thời gian và độ dài bước sóng Công nghệ WQM cho phép nâng tốc độ truyền dẫn lên 5Gb/s, 10Gb/s và 20 Gb/s

• Vô tuyến:

Vi ba: Công nghệ truyền dẫn SDH cũng phát triển trong lĩnh vực vi ba, tuy nhiên do những hạn chế của môi trường truyền dẫn sóng vô tuyến nên tốc độ và chất lượng truyền dẫn không cao so với công nghệ truyền dẫn quang

Vệ tinh: Vệ tinh quỹ đạo thấp (LEO – Low Earth Orbit), vệ tinh quỹ đạo trung bình (MEO – Medium Earth Orbit) Thị trường thông tin vệ tinh trong khu vực đã có

sự phát triển mạnh trong những năm gần đây và sẽ còn tiếp tục trong những năm tới Các loại hinh dịch vụ vệ tinh đã rất phát triển như: DTH tương tác, truy nhập internet, các dịch vụ băng rộng, HDTV… Ngoài các ứng dụng phổ biến đối với nhu cầu thông tin quảng bá, viên thông nông thôn, với sự kết hợp sử dụng các ưu điểm của công nghệ CDMA, thông tin vệ tinh ngày càng có xu hướng phát triển đặc biệt trong lĩnh vực thông tin di động, thông tin cá nhân

b Công nghệ mạng truy nhập

Trong xu hướng phát triển NGN sẽ duy trì nhiều loại hình mạng truy nhập vào một mối truyền dẫn chung như:

- Mạng truy nhập quang

- Mạng truy nhập vô tuyến

- Các phương thức truy nhập cáp đồng: HDSL, ADSL

- Xu hướng phát triển mạng truy nhập băng rộng

c Công nghệ chuyển mạch

Chuyển mạch cùng là thành phần trong lớp mạng chuyền tải của cấu trúc NGN nhưng có những thay đổi lớn về mặt công nghệ so với các thiết bị chuyển mạch TDM trước đây Công nghệ chuyển mạch của mạng thế hệ mới là IP, ATM, ATM/IP hay MPLS thì hiện nay vẫn chưa xác định rõ, tuy nhiên nói chung là dựa trên công nghệ chuyển mạch gói, cho phép hoạt động với nhiều tốc độ và dịch vụ khác nhau

Công nghệ chuyển mạch quang: các kết quả nghiên cứu ở mức thử nghiệm đang hướng tới việc chế tạo các chuyển mạch quang Trong tương lai sẽ có các chuyển

Lớp truyền tải được phân chia thành ba miền con:

Miền truyền tải thông tin theo giao thức IP Miền này bao gồm:

+ Các thiết bị mạng như: Router, Switch+ Các thiết bị cung cấp cơ chế QoS

Miền liên kết mạng:

Miền liên kết mạng với nhiệm vụ chính nhận các dữ liệu đến, chuyển đổi khuôn dạng dữ liệu cho phù hợp để thông tin có thể truyền thông một cách trong suốt trên toàn bộ mạng Trong miền này là tập hợp các Gateway như Signaling Gateway, Media Gateway Trong đó Signaling Gateway thực hiện chức năng cầu nối giữa mạng PSTN

và mạng IP và tiến hành phiên dịch thông tin báo hiệu giữa hai mạng này Media Gateway thực hiện quá trình chuyển đổi khuôn dạng dữ liệu giữa các môi trường truyền thông khác nhau

Miền truy nhập không dựa trên giao thức IP:

Trong miền này bao gồm các thiết bị truy cập cung cấp các cổng kết nối cho thiết bị đầu cuối thuê bao, cung cấp các dịch vụ như POTS, IP, VoIP, ATM FR, xDSL, X25, IP-VPN…

1.2.1.2 Lớp điều khiển và báo hiệu cuộc gọi

Đây là lớp trung tâm của hệ thống thực thi quá trình điều khiển, giám sát và xử

lý cuộc gọi nhằm cung cấp các dịch vụ thông suốt từ đầu đến cuối (end-to-end) với bất

kì loại giao thức và báo hiệu nào Thực thi quá trình giám sát các kết nối cuộc gọi giữa thuê bao thông qua việc điều khiển các thành phần của lớp truyền tải (Transport Plane) Quá trình xử lý và báo hiệu cuộc gọi về bản chât có nghĩa là xử lý các yêu cầu thuê bao về việc thiết lập và huỷ bỏ cuộc gọi thông qua các bản tin báo hiệu Lớp này

có chức năng kết nối cuộc gọi thuê bao với lớp ứng dụng và dịch vụ (Service and Application Plane) Các chức năng này sẽ được thực thi thông qua các thiết bị như Media Gateway Controller (hay Call Agent hay Call Controller), các SIP Service hay Gatekeeper

1.2.1.3 Lớp ứng dụng và dịch vụ

Lớp ứng dụng và dịch vụ là lớp cung cấp các ứng dụng và dịch vụ như mạng thông minh IN (Intelligent Networks), các dịch vụ giá trị gia tăng… Lớp này liên kết với lớp điều khiển và báo hiệu thông qua cá giao diện lập trình mở API (Application Programing Interface) Cũng nhờ chính đó mà việc cập nhật, tạo mới và triển khai ứng dụng, dịch vụ mạng trở nên vô cung nhanh chóng và hiệu quả Trên lớp này sử dụng

Đồ án tốt nghiệp đại học

các thiết bị như Application Server, Feature Server Lớp này cũng có thể thực thi việc điều khiển nhưng thành phần đặc biệt như Media Server, một thiết bị được biết đến với tập các chức năng như conferencing, IVR, xử lý tone…

1.2.1.4 Lớp quản lý

Lớp quản lý mạng có nhiệm vụ cung cấp các chức năng như giám sát các dịch

vụ và khách hàng, tính cước và các tác vụ quản lý mạng khác Nó có thể tương tác với bất kỳ hoặc cả ba lớp còn lại thông qua các chuẩn công nghiệp ví dụ như SNMP hoăc các chuẩn riêng APIs – giao diện lập trình mở

Dựa vào mô hình mạng NGN chuyển mạch mềm Softswitch phải thực hiện các chức năng sau:

- Trung tâm báo hiệu điều khiển cuộc gọi trong toàn mạng, quản lý và điều khiển các loại Gateway truy nhập mạng, hoạt động theo tất cả các loại giao thức báo hiệu từ H323, SIP đến MGCP/MEGACO

- Giao tiếp với báo hiệu mạng PSTN (chủ yếu là kết nối với mạng báo hiệu SS7) và liên kết với hệ thống Softswitch khác

- Tạo ra các môi trường lập trình mở để cho phép các hãng thứ ba dễ dàng tích hợp và phát triển ứng dụng (trên nền IP) và kết nối với các môi trường cung cấp dịch vụ đã sẵn có (ví dụ IN)

1.2.2 Các phần tử trong mạng NGN

Các phần tử trong mạng NGN dựa trên hình 1.4, bao gồm

- Softswitch: là phần tử có chức năng điều khiển cuộc gọi, mà thành phần tương tác chính của nó là các Media Gateway, và các Access Gateway thông qua các giao thức điều khiển Gateway truyền thông như MGCP/H248 MEGACO Mặt khác nó cũng có khả năng tương tác với mạng H323, và SIP cho phép người sử dụng thực hiện các cuộc gọi, PC to Phone, PC to PC, Phone to PC

- SIP Server: Có vai trò chức năng định tuyến các bản tin báo hiệu SIP giữa các SIP client Nếu trong mạng chỉ có một SIP server thi nó vừa đóng vai trò là Proxy Server, Redirect Server, Location Server

- Gatekeeper: cho phép các thuê bao H232 đăng ký, nhận thực, đồng thời giám sát các kết nối Multimedia giữa các đầu cuối H232

- Singnalling Gateway: thực hiện chức năng Gateway báo hiệu

- Media server: Nó cho phép sự tương tác giữa các thuê bao và các ứng dụng thông qua thiết bị điện thoại, ví dụ như nó có thể trả lời cuộc gọi, đưa ra một lời thông báo, đọc thư điện tử, thực hiện chức năng của IVR

Hình 1.4: Mô hình mạng NGN

- Media Gateway: là thiết bị truyền thống kết nói với mạng chuyển mạch kênh hiện tại và mạng NGN Nó cung cấp các cổng kết nối trực tiếp với đường trung

kế của mạng PSTN và mạng di động và biến đổi các luồng TDM đó thành những gói

IP và ngược lại Các Gateway hoạt động đơn thuần như một thiêt bị kết nối trung gian được điều khiển bởi Softswitch

- Access Gateway: là Gateway truy cập có thể cung cấp truy cập đa dịch vụ như xDSL, VoDSL, POTS/ISDN…

- IP client: là các thiết bị đầu cuối IP hỗ trợ các giao thức H232, SIP, các đầu cuối này có thể thực hiện những cuộc gọi Multimedia trong mạng của nó hay gọi thoại

ra mạng PSTN thông qua softswitch Các đầu cuối này có thể là IP phone, PBX trên nền IP

1.2.3 Các dịch vụ trong mạng NGN.

1.2.3.1 Ứng dụng làm SS7, PRI Gateway (giảm tải internet)

Đồ án tốt nghiệp đại học

Ứng dụng này nhằm vào các nhà khai thác dich vụ thoại, những doanh nghiệp đang tìm kiếm một giải pháp giá thành thấp cho chuyển mạch kênh truyền thống để cung cấp giao diện PRI cho các nhà cung cấp dịch vụ Internet (ISP) phục vụ các

đường truy nhập Dial-up

Hiện nay khi nhu cầu truy cập internet bùng nổ, các ISP có khuynh hướng mở rộng các kết nối PRI giữa các Access Server của họ nối với các tổng đài chuyển mạch

số làm cho các nhà cung cấp dịch vụ nhanh chóng cạn hết cổng PRI hiện có Mặt khác

nó còn cung cấp các dịch vụ như mạng riêng ảo VPN cho phép người sử dụng quay số truy cập vào các mạng Lan (kết hợp với mang IP của nhà cung cấp) như Intranet, Extranet, dich vụ này rất hữu dụng cho những người đi công tác xa

Bên cạnh việc thiếu các kênh PRI, lưư lượng truy cập Internet qua đường

Dial-up làm quá tải và tắc nghẽn cho mạng chuyển mạch kênh Bởi vì chuyển mạch kênh vốn được thiết kế để phục vụ các cuộc gọi có độ dài trung bình ngắn, nên khi khoảng thời gian trung bình tăng thêm do truy cập Internet, có xu hướng làm giảm tài nguyên tổng đài hoặc cung cấp cho các ISP các kênh PRI có lưư lượng tải thấp

Hình 1.5: Sơ đồ truy cập Internet qua PRI

Ứng dụng Softswitch là SS7 PRI Gateway là một trong những giải pháp trong tình huống này Mô hình truy cập Internet qua PRI và SS7 được thể hiên trên hình 1.5

và hình 1.6, trong đó khi thuê một thuê bao khởi tạo một cuộc gọi tới ISP thông qua

phần mềm máy tính, GW sẽ kết cuối phiên PPP, nó cung cấp cho user một địa chỉ IP, trong dải địa chỉ IP của nó Sau đó số bị gọi được gửi cho Softswitch, và Softswitch sẽ

ra lênh cho GW truyền thông tin kích hoạt thủ tục login vào mạng thông qua phương thức RAS, báo hiệu giữa MG và MGC là MGCP Thông thường trong thủ tục login vào mạng thì sẽ thực hiện những thủ tuch sau nhẫn thực truy cập Authentication, nhận thực sử dụng dịch vụ Authorization, tính cước Accouting qua AAA Server

Hình 1.6: Sơ đồ truy cập Internet qua trung kế SS7

1.2.3.2 Trung kế ảo - Tổng đài chuyển mạch gói chuyển tiếp

Như đã nói ở trên mô hình mạng tổng đài chuyển mạch số hiện nay tình hình cây nên khi một cuộc gọi xuất phát từ tổng đài host vùng 1 gọi sang tổng đài host của vùng 2 thì cuộc gọi phải trải qua rất nhiều các tổng đài chuyển tiếp, do đó rất tốn nhiều tài nguyên của mạng Mặt khác chi phí vận hành bảo dưỡng mạng tổng đài cao và mất nhiều thời gian

Chuyển mạch mềm chính là giải pháp cho vấn đề trên Hình 1.7 cho thấy MGC cùng với các MG thay thế chức năng của các tổng đài chuyển mạch kênh trước đây, các tổng đài nội hạt kết nối tới các MG bằng các giao diện chuẩn TDM thông thường

và với MGC bằng báo hiệu số 7

Đồ án tốt nghiệp đại học

Ví dụ khi Sub A gọi cho Sub B thì thông tin thoại sẽ từ thuê bao A đến tổng đài A-MG A qua mạng IP đến MG B rồi để tổng đài B cuối cùng kết nối cuộc gọi tại thuê bao B, về mặt logic ta thấy Softswitch kết hợp với các MG như một tổng đài chuyển tiếp cho cuộc gọi giữa hai thuê bao A và B

Hình 1.7 Ứng dụng tổng đài chuyển mạch gói tandem

Mô hình này mạng lại một số lợi ích với mô hình mạng chuyển mạch kênh:Loại bỏ lưới trung kế hoạt động hiệu suất không cao, thay thế chúng bằng các

“siêu xa lộ” trong mạng IP/ATM phục vụ cho các cuộc gọi cần chuyển tiếp, giảm tải cho các tổng đài chuyển tiếp truyền thống hoặc bot chúng hoàn toàn

Giảm được chi phí vận hành vì giảm được số tổng đài chuyển tiếp, số trung kế

ít hơn (so với một mạng lưới trước đây) và tránh không phải thiết kế các mạch TDM phức tạp

Giảm được một số lượng các cổng chuyển mạch dùng cho các trung kế giữa các tổng đài nội hạt với nhau

Truy cập các tài nguyên tập trung một cách hiệu quả hơn

Hợp nhất thông tin thoại và số liệu vào một mạng duy nhất, qua đó giảm vốn đầu tư và chi phí so với các mạng riêng biệt hiện nay cho thoại và số liệu

Một ứng dụng khác của mô hình trên là dịch vụ gọi đường dài VoIP dịch vụ này có khả năng đem lại cước phú bằng 30% cước phí của cuộc gọi qua mạng điện thoại chuyển mạch công cộng PSTN Điều này đem lại lợi ich to lớn cho các doanh nghiệp, đặc biệt là những doanh nghiệp mới

1.2.3.3 Tổng đài chuyển mạch nội hạt

Đây chính là mô hình phát triển dịch vụ của NGN, trong đó các Access

Gateway, và các Resident Gateway với dung lượng từ vài trăm đến hàng ngàn thuê bao Chúng có thể dùng cho các doanh nghiệp, các khách sạn, khu dân cư Khái niệm tổng đài nội hạt ở đây có ý nghĩa là Softswitch + Access hay các Resident Gateway Như ỏ hình 1.8 mô hình tổng đài chuyển mạch kênh truyền thống thì các tổng đài chia làm các cấp ví dụ host, tandem, toll…Trong mạng NGN thì không có khái niệm phân cấp như vậy mọi tổng đài nội hạt đều có vai trò như nhau chúng đều có chung một Call center là softswitch Ở các tổng đài này sẽ cung cấp cho người sử dụng rất nhiều dịch vụ như: thoại, truy cấp Internet bằn rông ADSL, kết nối với mạng truy cập khác qua giao diện V5.x, kết nối trung kế PRI, trung kế SS7

Đồ án tốt nghiệp đại học

Hình 1.8: Kiến trúc tổng đài chuyển mạch gói nội hạt

1.2.3.4 Thoại trên băng rộng

Hình 1.9 Các phần tử trong ứng dụng VoBBThoại trên băng rộng là giải pháp cung cấp thoại và các dịch vụ thế hệ tiếp theo cũng như cá feature cho các thuê bao trên nền tảng gói và các thiết bị đầu cuối được kết nối tới NGN thông kỹ thuật truy cập băng thông rộng.

Về mặt kỹ thuật có hai cách để các thuê báo có thể sử dụng giải pháp thoại trên băng thông rộng được thể hiên ở hình 1.9

- Các thiết bị IP của người sử dụng (IP Customer Premise)

Đồ án tốt nghiệp đại học

Hình 1.10: Sơ đồ kết nối IAD, và Customer Premise GW

Có hai loại thiết bị phổ biến nhât:

Thiết bị truy cập tích hợp, tín hiệu thoại POTS/ISDN sẽ được số hoá và ghép kênh với tín hiệu dữ liệu trước khi truyền lên đường truyền DSL tới DSLAM

Gateway thuộc khách hàng: Thiết bị nay linh hoạt hơn nữa, nó hộ trợ thuê bao

và các dịch vụ như IAD nhưng được kết nối với mạng IP bằng giao diện như các cable modem, DSL modem hay truy cập bằng mạch vòng nội hạt không dây cũng như Powerline

IP clinet và IP terminal

Dịch vụ này được áp dụng cho trường hợp thoai giữa các thuê bao sử dụng đầu cuối IP thông qua các giao thức H232, SIP Nó phát triển ngày càng mạnh mẽ đem lại hiệu quả hết sức to lớn cho con người, ví dụ như thoại, hội nghị truyền hình, video demmand…

Hình 1.11: Ứng dụng NGN với đầu cuối IP, và IP clientCho phép máy tính của bạn có đủ các thuộc tính của một điện thoại

Là điện thoại IP nếu bạn muốn sử dụng thiết bị điện thoại thông thường

Một IP Client như một tổng đài IP (IP PBX)

Ngoài ra mạng H232, SIP người sử dụng có thể gọi cho mạng PSTN chi phí rất thấp Trong kiến trúc mạng NGN cũng hỗ trợ các phần tử điều khiển trung tâm của mạng H232, SIP là Gatekeeper và SIP

1 2.4 Giao thức trong mạng NGN

Các yêu cầu cấu trúc được các nhóm giao thức phân tích quyết định:

- Việc ánh xạ các giao thức “NGN” tới các giao thức đang tồn tại để nhận dạng đảm bảo tính phù hợp

- Nâng cao yêu cầu các giao thức đang tồn tại và xác định các cải tiến đó

- Khi một giao thức mới được yêu cầu, xác định giao thức mới này

Các giao thức chính trong mạng NGN có thể xác định dựa trên các mặt phẳng như trong hình 3:

Đồ án tốt nghiệp đại học

Hình 1.12 Quan hệ giữa các giao thức trong mạng

Các giao thức giữa mặt phẳng dịch vụ/ứng dụng với mặt phẳng báo hiệu và điều khiển là các API mở như (IN/ INAP, SIP, Camel, Jain, Parlay )

Các giao thức giữa mặt phẳng báo hiệu và điều khiển với mặt phẳng truyền tải

là các giao thức Megaco, SIP-T, MGCP, RANAP, MAP, ISUP Ngoài ra, trong mặt phẳng đều có các giao thức giữa các phần tử như:

Giữa các SCP với giao thức INAP trong mặt phẳng dịch vụ/ứng dụng, hay giữa các Call Agent với giao thức BICC, SIP-T

BICC

Là giao thức được SG 11 của ITU-T phát triển dựa trên cơ sở ISUP trong SS7 với đặc điểm định nghĩa và thi hành một cách nhanh chóng và dễ dàng liên kết hoạt động với ISUP

- BICC là giao thức được định nghĩa cho việc áp dụng trên mạng truyền dẫn gói (IP, ATM) Với CS1 ứng dụng cho việc truyền dẫn ATM: AAL1, AAL2, CS2 ứng dụng cho cả truyền dẫn IP và ATM, CS3 nâng cao việc liên kết hoạt động với các giao thức khác bao gồm cả SIP ( hiện nay đang phát triển)

- Cấu trúc: Cung cấp các phương tiện cho việc hỗ trợ các dịch vụ mạng băng hẹp (PSTN, ISDN) qua mạng nền tảng gói mà không ảnh hưởng tới các giao diện mạng đang tồn tại và các dịch vụ kết cuối

Hình 1.13 Mô hình giao thức BICC

- Điều khiển cuộc gọi: Không nhận biết truyền dẫn mang thực tế, thông tin kết nối xác định tải được sử dụng cho từng trường hợp cuộc gọi và từng tải

- Điều khiển mang: (Bearer control): Phụ thuộc vào công nghệ mang được sử dụng ở lớp dưới

Megaco

- Giao thức Megaco/H248 dựa trên mô hình chủ/tớ và là chuẩn quốc tế cho việc điều khiển gateway trong mạng phân tán và là chuẩn mở được phát triển kết hợp giữa ITU và IETF

- Megaco/H.248 tuy còn đơn giản nhưng hiệu quả và rất linh hoạt trong việc mở rộng, cho phép xây dựng phân chia các chức năng gateway bên dưới lớp điều khiển cuộc gọi (như SIP, H.323 ) Nó rất linh hoạt cho việc phát triển phần lớn các dịch vụ với các yêu cầu chất lượng, giá cả khác nhau cũng như hỗ trợ và phát triển các mạng vốn có

- SIP là giao thức điều khiển cuộc gọi ngang hàng, được phát triển như là một chuẩn mở của IETF, và là đối thủ của H.323 Khác với H.323, nó dựa trên nguồn gốc Web (HTTP) và có thiết kế kiểu modul, đơn giản và dễ dàng mở rộng với các ứng dụng thoại SIP

- Định vị người dùng thông qua địa địa chỉ tương tự như email

- Năng lực người dùng : các tham số phiên có thể thương lượng giữa hai phía

- Lợi ích người dùng: Xác định dựa trên kiểu bên bị gọi muốn tiến hành truyền thông

SIP đang tăng trưởng nhanh trong cả hệ thống và lớp thiết bị SIP là giao thức thích hợp với giao diện ngang hàng cho các chuẩn khác hay các gateway phân tán

SIP-T

- Sử dụng giao thức SIP cho mục đích liên kết hoạt động báo hiệu qua mạng gói với PSTN

- SIP-T không phải là một giao thức mới có thể coi nó là ứng dụng của SIP

- Ngoài ra để đáp ứng các yêu cầu trong kết nối PSTN-IP

+ Đáp ứng được các thông tin ISUP+ Có khả năng định tuyến các bản tin SIP phụ thuộc vào bản tin ISUP + Truyền dẫn các bản tin báo hiệu ISUP trung gian

SIP-T phải đảm bảo các chức năng sau:

+ Phải chứa đựng được ISUP trong bản tin SIP+ Thông tin ISUP được chuyển sang trong mào đầu SIP

+ Sử dụng phương pháp INFO cho các chức năng SIP-T báo hiệu các cuộc gọi trung gian

Đồ án tốt nghiệp đại học

- H.323 hiện nay được dùng phổ biến cho việc liên kết hoạt động các lớp hệ thống, nhất là trong môi trường thương mại, một số điện thoại dựa trên H.323 và các máy PC có cài phần mềm thoại H.323 đang được đưa vào sử dụng

MGCP

- MGCP (giao thức điều khiển gateway media) đã khởi đầu như đề nghị cho giao thức Megaco/H.248, và nó cũng dựa trên kiểu chủ/tớ Trong khi MGCP sớm phát triển và được triển khai trong một số mạng, nó không đáp ứng được đầy đủ xu hướng công nghiệp hiện tại mà cũng không thực sự là một chuẩn mở MGCP có các hạn chế trong việc hỗ trợ các mạng khác PSTN, nó ít mềm dẻo và khó mở rộng hơn

Megaco/H.248 do đó ít được sử dụng

ISUP

- Đây là giao thức rất phổ biến, hỗ trợ cho việc điều khiển cuộc gọi giữa các tổng đài số, được ITU-T phát triển ISUP là một giao thức báo hiệu số 7, cung cấp các chức năng báo hiệu cho các dịch vụ cơ bản, dịch vụ bổ xung trong các ứng dụng thoại

và phi thoại của mạng số đa dịch vụ

- ISUP sử dụng các dịch vụ do phần chuyển giao tin báo MTP cung cấp và trong một số trường hợp sử dụng các dịch vụ cung cấp bởi phần điều khiển đấu nối báo hiệu SCCP ISUP hỗ trợ ISDN, trao đổi báo hiệu kênh , các lớp dịch vụ và kết nối giữa ISDN với các mạng không phải ISDN

INAP

Đây là chuẩn mở được ITU-T phát triển.Giao thức INAP được thực hiện với 3 phần chức năng sau:

- Xác định các nguyên tắc giữa SACF/MACF

- Xác định các tiến trình hoạt động truyền dẫn giữa các thực thể

- Xác định hoạt động xảy ra tại mỗi thực thể

Các nguyên tắc SACF/MACF được xác định trong khuyến nghị X.680 và hoạt động này được xác định dưới dạng biểu đồ trạng thái truyền dẫn Chỉ dẫn kế tiếp các hoạt động này được thực hiện dựa trên việc nhận hoạt động có thể thu được từ việc diễn tả các dòng thông tin liên quan trong khuyến nghị Q.1224

INAP là giao thức người dùng ROSE (xem khuyến nghị X.219 và X.229) Giao thức ROSE được chứa đựng trong các lớp con thành phần của TCAP (xem khuyến nghị Q.771 tới Q.775) và DSS1 (xem khuyến nghị Q.932) Hiện tại, các ROSE APDU (đơn vị dữ liệu giao thức ứng dụng) được truyền trong các bản tin lớp con truyền dẫn

trong SS7, trong Q.931 REGISTER, FACILITY và trong các bản tin điều khiển cuộc gọi ở DSS1 Các giao thức hỗ trợ khác vẫn được bổ sung.

Giao thức INAP và ROSE được chỉ định sử dụng ASN.1 (Abstract syntax notation one) (xem khuyến nghị X.680) Việc mã hoá kết quả các PDU sẽ sử dụng các nguyên tắc mã hoá cơ bản (xem khuyến nghị X.690)

Giao thức INAP sẽ hỗ trợ các ánh xạ chức năng tới các thực thể vật lý chứa các chức năng SCF,SSF, SRF Trong mạng NGN, các thực thể vật lý này có thể là các máy chủ ứng dụng, call agent,

Đồ án tốt nghiệp đại học

Chương II: Tình hình triển khai NGN ở

Việt Nam 2.1 Giới thiệu giải pháp Surpass tại Việt Nam

Trong lĩnh vực viễn thông, Siemen vốn đã nổi tiếng với dòng tổng đài chuyển mạch kênh truyền thống EWSD dung lượng lớn nhiều tính năng Dưa trên nền tảng đó Siemen đã phát triển lên các phần tử trong mạng NGN với giải pháp Surpass đang được sử dụng rộng rãi trên thế giới Đã có một số nhà cung cấp dịch vụ viễn thông là VNPT và VP Telecom sử dụng giải pháp của Siemen trong dự án xây dựng mạng NGN của họ, do đó chương trình này tập trung vào phân tích kiến trúc và các thành phân trong giải pháp Surpass của Siemen cũng như tình hình triển khai mạng NGN tại Việt Nam

Giải pháp Surpass của Siemen

Hệ thống Surpass của Siemen bao gồm tất cả các sản phẩm trong một giải pháp NGN tổng thể Hệ thống Surpass hướng tới mục tiêu sau:

- Tách biệt điều khiển cuộc gọi/dịch vụ với môi trường truyền thông tin để cho phép các nhà cung cấp dịch vụ giữ được các khoản đầu tư phát triển dịch vụ của

họ và đồng thời tận dụng những công nghệ mới nhất trong lĩnh vực truyền dẫn, chuyền tải thông tin

- Hướng tới mạng hội tụ đa dịch vụ, nhiều loại hình truy cập dịch vụ

- Tận dụng các nhà đầu tư đã có trên hệ thống chuyển mạch TDM truyền thống, nơi mà Siemen có nhiều năm kinh nghiệm phát triển các ứng dụng, dịch vụ thoại và các tính năng thông minh của tổng đài EWSD, bằng việc đưa ra các giải pháp nâng cấp thuận lợi sang môi trường mạng đa dịch vụ chuyển mạch gói

Những mô hình ứng dụng của Surpass bao gồm:

- Carrier class Dial-in: giải pháp Internet offload dung lượng lớn cho các thuê bao diaup, qua các MediaGateway (được điều khiển bằng MGCP/MEGECO)

- Virtual Trunking: giải pháp VoIP đường dài (thay thế hệ thống tổng đài Class 4)

- Next Generation Local Switch: giải pháp tổng đài nội hạt Class 5 thế hệ sau, với nhiều loại hình truy nhập (POTS, xDSL, ISDN, V5.x ) hỗ trợ nhiều loại giao diện ATM, Frame Relay, SMDS, leased line… đa dạng các loại dịch vụ trên nền IN, H232, SIP.

- Tổng đài thế hệ sau với giao thức SIP để tận dụng các ưu điểm trong phát triển và triển khai dịch vụ của SIP

- Mô hình cho các ứng dụng đa phượng tiện với các khối xây dựng ứng dụng

cơ bản có sẵn, dễ phát triển (Application Building Block) trên nền tảng các modum hiQ

Hình 2.1: Mô hình tổng quan giải pháp SurpassPhần chính của giải pháp Surpass là hệ thống Surpass hiQ, đây có thể coi là hệ thống chủ tập chung cho lớp điều khiển của mạng với chức năng như một hệ thống cổng (gateway) mạnh để kết nối với nhiều mạng khác nhau Trên hệ thống này có khối

Đồ án tốt nghiệp đại học

chuyển đổi báo hiệu số 7 của mạng PSTN/ISDN sang giao thức điều khiển công trung gian MGCP Tuỳ theo chức năng và dung lượng, Surpass hiQ được chia thành các loại Surpass hiQ 10, 20 hay Surpass hiQ 9100, 9200, 9400

Hình 2.2 Các báo hiệu của SurpassCác thành phần trong giải pháp Surpass

Media Gateway hiG:

Media Gateway là phần tử cơ bản trong khái niệm Surpass của Siemen Nó có trách nhiệm kết nối mạng giữa mạng thoại và mạng dữ liệu Nó có đường kết nối trực tiếp với các trung kế của PSTN điều đó cho phép chuyển đổi lưu lượng dữ liệu quay số sang gói IP thông qua sự điều khiển của hiQ 9200 Surpass hiG được phân chia thành nhiều loại chức năng và dung lượng tư Surpass hiG 500, 700, 1000, 1200 đến Surpass hiG 2000, 2500

Nó hỗ trợ mọi kiểu lưu lượng thoại fax, modem ISDN data…đồng thời nó cũng

có khả năng dự phòng cao và sự tin cậy thông qua kiến trúc dự phòng 1+1 Trễ thoại

và chất lượng thoại được quản lý qua các mức ưu tiên của QoS, bộ đệm Jitter tương thích, tính năng giảm ảnh hưởng của mất gói, triệt khoảng lặng, loại bo echo, tạo độ ồn nền…

Tín hiệu cảnh báo của hiG chuyển trực tiếp cho hiQ do đó hiQ có thể thực hiện được việc định tuyến dưa theo các cảnh báo QoS

Bên cạnh chức năng thoại nó cũng hỗ trợ chức năng khác như: fax, modem data… chịu sự quản lí của Surpass hiQ qua giao thức MGCP và có chức năng:

- Cổng cho quản lý truy nhập từ xa (RAS): chuyển đổi số liệu từ modem hay ISDN thành số liệu IP hoặc ngược lại

- Công nghệ VoATM: Nhận lưư lượng thoại từ PSTN, nén tạo gói và chuyển thành các tế bào ATM, chuyển lên mạng ATM và ngược lai

Hình 2.3: Kiến trúc hiG 1200HiG 1200 bao gồm 4 khối chức năng chính:

- DXM (Digital Exchange Module) kết nối với mạng PSTN qua giao diện DS3

- IPM (IP Module) đóng gói tín hiệu từ mạng PSTN thàng các gói tin và ngược lại

- CPE (Call Processor Engine): điều khiển việc trao đổi báo hiệu của thủ tục MGCP với hiQ9200 và quản lý các tài nguyên

- Mạng truyền thông nội bộ: bất kỳ một hệ thống chuyển mạch với kiến trúc phân tán thì thông tin truyền giữa các hệ thống con là các bản tin Mạng truyền thông

nội bộ được xây dựng dựa trên nền tảng HDLC, hướng phát triển sắp tới là sử dụng mạng LAN.

- Phần quản lý gói: Nó thực hiện được kết nối cho thoại, Multimedia, các thông báo với hiR200 Đồng thời Packet Manager cũng là điểm kết cuối của báo hiệu H323, SIP, user, quản lý tài nguyên Gateway như Port, Codec

- Signalling Gateway: Gateway báo hiệu là điểm cuối báo hiệu cho các link SS7 và các link tốc độ cao từ mạng tổng đài chuyển mạch kênh Các bản tin báo hiệu

có thể truyền trên IP hay TDM

- OAM&P Agent (thành phần hỗ trợ khai thác Operation, quản lý

Administration, bảo dưỡng Maintenance, giám sát Provision) bao gồm các chức năng

để quản lý hiQ9200, gửi các thông tin tới hệ thống quản lí mạng và tính cước

HiQ10 (AAA Server): thực hiện chức năng nhận thực thuê bao, nhận thực dịch

vụ và đối soát cước trong dịch vụ truy cập internet quay bằng số

HiQ20: thực hiện chức năng Gatekeeper trong mạng H323, bao gồm chức năng RAS, điều khiển cuộc gọi, bảo mật, dịch số từ E164 sang địa chỉ IP, giao tiếp với các Gatekeeper khác Tuỳ vào cấu hình mạng, mà hiQ20 có thể được sử dụng ở chế độ thích hợp, hay đứng một mình Khi ở chế độ thích hợp thì hiQ20 chỉ thực hiên chức năng RAS, nó kết hợp với hiQ9200 Softswitch để thực hiện mọi chức năng của

Gatekeeper HiQ20 tuân theo chuẩn của H323 version 2, và nó có thể cập nhật được các phiên bản tiếp theo của H232

HiQ4000: là một server hỗ trợ cho việc thực hiện các ứng dụng của mạng thế hệ mới Nó cung cấp nền tảng môi trường lập trình chuẩn dưa trên phần cứng máy chủ SUN, hệ điều hành SOLARIS… Với hiQ4000 Siemen có thể ứng dụng các dịch vụ sẵn có như quay số Web, Web conference cũng như các ứng dụng của các nhà viết dịch vụ hiQ4000 là phần bổ sung của hiQ9200 khi có yêu cầu phát triển mạng Các ứng dụng đa phương tiện có thể thông qua hiQ4000 để mở các chức năng xử lý cuộc gọi của hiQ9200 hiQ4000 cung cấp cao giao diện lập trình ứng dụng dựa trên các giao thức chuẩn như giao diện liên mạng giữa Internet và PSTN (PINT), giao thức khởi tạo phiên SIP, CORBA

Với đặc tính trên, hiQ4000 cho phép:

- Phát triển các ứng dụng và triển khai nhanh hơn so với môi trường viễn thông Do đó các nhà cung cấp các dịch vụ viễn thông có khả năng tiếp cận nhanh chóng nhu cầu của thị trường và cung cấp dịch vụ một cách nhanh chóng và hiệu quả nhất

Đồ án tốt nghiệp đại học

- Các nhà cung cấp dịch vụ viễn thông có thể phát triển các ứng dụng riêng của họ, hoặc sử dụng các ứng dụng của đối tác khác…

- Ban đầu thì những khả năng sau đây của hiQ9200 sẵn có trên hiQ4000:

 Thiết lập cuộc gọi PSTN

 Thiết lập cuộc gọi VoIP

 Giải phóng cuộc gọi

 Khởi tạo các bản ghi AMA

Những nhiệm vụ chính của hiQ30:

- Chứa cơ sở dữ liệu về thông tin của khách hàng và các dịch vụ tương ứng theo cấu trúc cơ sở dữ liệu LDAP

- Các trang Web quản trị cho phép việc quản trị dễ dàng tạo sửa, xoá các thông tin thông qua web browser

- Dữ liệu thuê bao có thể tổ chức một cách hiệu quả qua các đối tượng như nước, tổ chức, các tổ chức con

- Với một thuê bao, thì một dịch vụ có thể dễ dàng được kích hoạt hay bị cấm

HiQ6200: phục vụ các đầu cuối và ứng dụng SIP, có thể được cấu hình dang Proxy Server hoặc Redirect Server với các dịch vụ đăng ký và các chức năng định tuyến cuộc gọi theo thời gian trong ngày

HiR 250: là Media Server cung cấp các chức năng phát thông báo và IVR Nó

có thể lưu trữ hơn 10.000 thông báo phục vụ: trung kế, dịch vụ thoại, gía cước, loại dịch vụ, đổi số, gọi đường dài, nó cũng có thể thông báo số dư tài khoản cho dịch vụ trả tiền trước

HiA 7500: Đóng vai trò Access Gateway cung cấp truy cập trực tiếp vào mạng

xDSL bao gồm: ADSL tốc độ đầy đủ (G.992.1), G.Lite hoặc ADSL thông dụng

(G.992.2), SDSL, thoại truyền thống, ISDN BRI, PRI và các giao diện TR8/GR303, các đường trung kế SS7 và R2 Nó cung cấp khả năng kết nối tới các Gateway, phục

vụ Voice-IP hoăch Voice-ATM Surpass hiA được phân chia thành nhiều loại theo các giao diện hỗ trợ (hỗ trợ thoại xDSL, truy cập băng rộng, leased-line kết nối Internet trực tiếp Kết hợp chức năng công trung gian tích hợp, gồm cả VoIP/VoATM thành các loại Surpass hiA 7100 7300, 7500

Hình 2.5 Kiến trúc Surpasss hiA 7500

2.2Tình hình triển khai mạng NGN tại Việt Nam

2.2.1 Nguyên tắc tổ chức mạng thế hệ mới NGN.

2.2.1.1 Phân vùng lưu lượng

Cấu trúc mạng thế hệ mới được xây dựng dựa trên phân bố thuê bao theo vùng địa lý, không tổ chức theo địa bàn hành chính mà được phân theo vùng lưư lượng Trong một vùng có nhiều khu vực và trong một khu vực có thể có một hoặc nhiều tỉnh thành Số lượng các tỉnh thành trong một khu vực tuỳ thuộc vào số lượng thuê bao của các tỉnh thành đó Căn cứ vào phân bố thuê bao, mạng NGN của VNPT được phân thành 5 vùng lưu lượng sau:

- Vùng 1: Các tỉnh phía Bắc trừ Hà Nội, Bắc Ninh, Bắc Giang, Hưng Yên

- Vùng 2: Hà Nội, Bắc Ninh, Bắc Giang, Hưng Yên

Node ứng dụng và dịch vụ được kêt nối ở mức Gigabit Ethernet 1+1 với node điều khiển và được đặt tại các trung tâm mạng NGN tại Hà Nội và Sài Gòn cùng các node điều khiển.

2.2.1.3 Tổ chức lớp khiểnđiều

Lớp điều khiển được tổ chức thành một cấp cho toàn mạng thay vì có 4 cấp như hiện nay (quốc tế, liên tỉnh, tandem nội hạt và nội hạt) và được phân theo vùng lưu lượng, nhằm giảm tối đa cấp mạng và tân dụng năng lực xử lý cuộc gọi cực lớn của thiết bị điều khiển thế hệ mới, giảm tri phí đầu tư trên mạng

Lớp điều khiển có chức năng điều khiển lớp chuyền tải và lớp truy nhập cung cấp các dịch vụ của mạng NGN, gồm nhiều module điều khiển kết nối ATM, điều khiển đinh tuyến kết nối IP, điều khiển kêt nối cuộc gọi thoại, báo hiệu số 7…

Số lượng node điều khiển phụ thuộc vào lưu lượng phát sinh của từng vùng lưu lượng, được tổ chức thành cặp (Plane A&B) nhằm đảm bảo tính an toàn hệ thống Mỗi một node điều khiển được kết nối với 1 cặp node chuyển mạch ATM + IP đường trục

Trong giai đoạn đầu mỗi vùng được trang bị ít nhất 2 node với năng lực xử lý 4 triệu BHCA đặt tại trung tâm truyền dẫn của vùng Cấu hình kết nối lớp ứng dụng và điều khiển được mô tả hình 3.6