công nghệ chuyển mạch mềm (softswitch) trong mạng thế hệ sau

CÁC TỪ VIẾT TẮT Từ viết tắt Tên tiếng Anh Tên tiếng Việt Accounting Xác thực thuê bao, xác thực dịch vụ, tính cước ACM Address Complete Message Bản tin hoàn tất địa chỉ API Application

MỤC LỤC

MỤC LỤC 1 

CÁC TỪ VIẾT TẮT 4 

LỜI NÓI ĐẦU 7 

CHƯƠNG I – TỔNG QUAN VỀ MẠNG NGN 9 

I.  Mạng viễn thông ngày nay, ưu và nhược điểm 9 

I.1.  Giá thành chuyển mạch của tổng đài nội hạt 9 

I.2.  Không có sự phân biệt dịch vụ 9 

I.3.  Những giới hạn trong phát triển mạng 10 

I.4.  Khó khăn trong triển khai dịch vụ 10 

II.  Nhu cầu và xu hướng viễn thông trong giai đoạn hiện nay 10 

II.1.  Nhu cầu 10 

II.2.  Xu hướng phát triển 11 

III.  Giải pháp thay thế cho mạng PSTN hiện tại 12 

IV.  Sự hình thành mạng NGN – Next Generation Network 14 

CHƯƠNG II – CẤU TRÚC MẠNG NGN 17 

I.  Mô hình phân lớp và các mặt phẳng trong mạng NGN 17 

I.1.  Mô hình phân lớp 17 

I.1.1.  Lớp truyền thông (Transport Plane) 17 

I.1.2.  Lớp điều khiển và báo hiệu cuộc gọi (Call Control and Signaling Plane) 18 

I.1.3.  Lớp ứng dụng và dịch vụ 18 

I.1.4.  Lớp quản lý (Management Plane) 18 

I.2.  Mô hình mặt phẳng của NGN 19 

II.  Các phần tử trong mạng NGN 19 

II.1.  Thiết bị Softswitch 19 

II.2.  Cổng truyền thông (Media Gateway) 20 

II.3.  Cổng truy nhập (Access Gateway) 20 

II.4.  Cổng báo hiệu (Signaling Gateway) 20 

II.5.  Mạng trục IP 21 

III.  Softswitch – công nghệ chuyển mạch mềm 21 

III.1.  Công nghệ Softswitch theo quan điểm của một số nhà phát triển 21 

III.2.  Khái niệm Softswitch 23 

III.3.  Những lợi ích của Softswitch 24 

CHƯƠNG III – ĐẶC ĐIỂM KỸ THUẬT CỦA CÔNG NGHỆ SOFTSWITCH 27 

I.  Mô hình kiến trúc mạng thế hệ sau NGN và các chức năng của Softswitch 27 

I.1.  Kiến trúc mạng NGN 29 

I.2.  Các giao thức điều khiển và báo hiệu trong mạng NGN 29 

I.2.1.  Megaco/H.248 30 

I.2.2.  BICC 31 

I.2.3.  SIP 32 

I.2.4.  MGCP: Media Gateway Control Protocol 32 

I.2.5.  Chồng giao thức H.323 33 

II.  Báo hiệu SS7 trong mạng PSTN 39 

II.1.  Các MTP 42 

II.2.  ISUP – Phần ứng dụng ISDN 42 

II.3.  Giao thức điều khiển kết nối báo hiệu – SCCP 42 

II.4.  Phần ứng dụng khả năng giao dịch – TCAP 43 

III.  Liên kết báo hiệu giữa mạng SS7 và Chuyển mạch mềm 43 

III.1.  Giao thức SIGTRAN (SIGnaling TRANsport) 43 

III.2.  Các giao thức hỗ trợ truyền bản tin SS7 qua mạng IP trong SIGTRAN 45 

III.2.1.  Giao thức M2UA (MTP2 User Adaptation Layer) 45 

III.2.2.  Giao thức M2PA (MTTP2 User Peer-to-Peer Adaptation Layer) 46 

III.2.3.  M3UA (MTP level 3 User Adaptation Layer) 47 

III.2.4.  Truyền tải SCCP qua mạng IP 49 

IV.  Các mô hình giao tiếp dịch vụ và phát triển ứng dụng trong hệ thống Chuyển mạch mềm 52  IV.1.  IN trong mạng PSTN 53 

IV.1.1.  Giới thiệu mạng IN 53 

IV.1.2.  Kiến trúc IN 54 

IV.2.  Mô hình Parlay và JAIN 57 

IV.2.1.  Giới thiệu chung về Parlay và JAIN 57 

IV.2.2.  Parlay API và JAIN API 58 

IV.2.3.  Nền tảng phát triển dịch vụ viễn thông của Sun Microsystem 61 

V.  Giao tiếp dịch vụ qua H323 và SIP 62 

V.1.  SIP với vai trò kết nối dịch vụ 62 

V.2.  Sử dụng SIP cho giao tiếp dịch vụ trong chuyển mạch mềm 62 

CHƯƠNG IV– SẢN PHẨM VÀ GIẢI PHÁP SOFTSWITCH CỦA SIEMENS 66 

I.  Giải pháp SURPASS và dòng sản phẩm hiQ của Siemens 66 

I.1.  hiQ 9200 Softswitch 67 

I.2.  hiQ 4000 Open Service Platform 68 

I.3.  hiQ 10 Radius Server 68 

I.4.  hiQ 6200 SIP Server 69 

II.  Softswitch hiQ 9200 69 

II.1.  Call Feature Server – CFS 69 

II.2.  Mạng thông tin bên trong hiQ (Internal Communication Network) 71 

II.3.  Packet Manager PM 71 

II.4.  Cổng báo hiệu (Signaling Gateway – SG) 71 

II.5.  OAM&P Agent (thành phần hỗ trợ khai thác, quản lý, bảo dưỡng, giám sát hệ thống) 72 

III.  Một số ứng dụng triển khai trên cơ sở giải pháp SURPASS của Siemens 72 

III.1.  Trung kế ảo (Virtual Trunking –VT) 72 

III.2.  Chuyển mạch nội hạt (Packet Local Switch) 73 

III.3.  Thoại băng rộng (VoBB – Voice over Broadband) 74 

IV.  Kết luận 76 

KẾT LUẬN 77 

TÀI LIỆU THAM KHẢO 79 

CÁC TỪ VIẾT TẮT

Từ viết tắt Tên tiếng Anh Tên tiếng Việt

Accounting

Xác thực thuê bao, xác thực dịch vụ, tính cước

ACM Address Complete Message Bản tin hoàn tất địa chỉ

API Application Program Interface Giao diện lập trình ứng dụng

ATM Asynchronous Transfer Mode Chế độ truyền đồng bộ

BCF Bearer Control Function Chức năng điều khiển kênh mang

BICC Bearer Independent Call Control Giao thức điều khiển cuộc gọi độc lập

với kênh mang BIWF Bearer Inter Working Function Chức năng làm việc liên mạng kênh

mang BNC Backbone Network Connection Kết nối mạng xương sống

CSF Call Service Function Chức năng dịch vụ cuộc gọi

DSLAM Digital Subscriber Line Access

IAD Intergrated Access Device Thiết bị truy nhập tích hợp

IAM Initial Address Message Bản tin khởi tạo địa chỉ

ISN Interface Serving Node Điểm phục vụ giao diện

ISP Interface Service Provider Nhà cung cấp dịch vụ Internet

tích hợp đa dịch vụ ITU International Telecommunications Hiệp hội viễn thông quốc tế

Union

MC Multipoint Controller Bộ điều khiển đa điểm

MCU Multipoint Control Unit Khối điều khiển đa điểm

MGC Media Gateway Controller Bộ điều khiển thuê bao

MGCP Media Gateway Control Protocol Giao thức điều khiển Gateway truyền

thông

MTP Message Transfer Part Phần truyền dẫn bản tin

NGN Next Generation Network Mạng thế hệ sau

OAM&P Operation, Administration,

Maintainance, and Performance

Vận hành, quản trị, bảo dưỡng và giám sát hoạt động

PBX Private Branch eXchange Tổng đài nhánh dành riêng

POTS Plain Old Telephone Service Dịch vụ điện thoại truyền thống

PRI Primary Rate Interface Giao diện tốc độ cơ bản

PSTN Public Switch Telephone Network Mạng điện thoại công cộng

RAS Registration,Admision,Status Đăng ký, Cho Phép, Trạng Thái

RAS Remote Access Server Máy chủ truy cập từ xa

RTCP Real-Time Control Protocol Giao thức điều khiển thời gian thực RTP Real-Time Transport Protocol Giao thức truyền vận thời gian thực SCCP Signal Connection Control Part Phần ứng dụng điều khiển kết nối báo

hiệu SCN Switch Circuit Network Mạng chuyển mạch kênh

SCP Service Control Point Điểm điều khiển dịch vụ

SCTP Stream Control Transport Giao thức truyền vận điều khiển luồng

Protocol SDP Session Description Protocol Giao thức miêu tả phiên

SIGTRAN Signalling Transport Truyền vận báo hiệu

SIP Session Initiation Protocol Giao thức khởi tạo phiên

SSP Service Switching Point Điểm chuyển mạch dịch vụ

STP Signalling Transfer Point Điểm chuyển tiếp báo hiệu

SUA SCCP-User Adaptation layer Lớp tương thích người sử dụng SCCP

Application Part

Phần ứng dụng khả năng giao dịch

TCP Transmission Control Protocol Giao thức điều khiển truyền dẫn

TSN Transit Serving Node Điểm dịch vụ chuyển tiếp

UAS User Agent Server Bộ phục vụ tác nhn người sử dụng

LỜI NÓI ĐẦU

Ngày nay, chúng ta đang chứng kiến sự thay đổi mang tính cách mạng trong thị trường dịch vụ thông tin Sự thay đổi này không chỉ liên quan đến các nhà sản xuất, các nhà nghiên cứu thị trường viễn thông mà còn tới nhiều người trong lĩnh vực khác của xã hội Phương thức mà con người trao đổi thông tin, giao tiếp với nhau, kinh doanh với nhau đang dần thay đổi cùng với nền công nghiệp viễn thông Các đường điện thoại giờ đây không chỉ còn mang thông tin thoại mà còn truyền cả số liệu và video Lưu lượng thông tin số liệu hiện đã vượt xa lưu lượng thông tin thoại trên và vẫn tăng không ngừng với tốc độ tăng gấp 10 lần tốc độ tăng lưu lượng thông tin thoại Chuyển mạch kênh, vốn là đặc trưng của PSTN truyền thống trong suốt thế kỷ qua đã không còn thích hợp nữa và đang nhường bước cho chuyển mạch gói trong mạng thế

hệ sau NGN (Next Generation Network)

Mạng thế hệ sau là mạng của các ứng dụng mới và các khả năng mang lại lợi nhuận mà chỉ đòi hỏi giá thành thấp Đó không chỉ là mạng phục vụ truyền số liệu mà

là một mạng thống nhất mang lại những ứng dụng cao cấp cho đời sống xã hội Mạng NGN có nhiều thay đổi về mặt cấu trúc so với mạng viễn thông cũ, trong đó nổi bật là việc tách riêng các dịch vụ với các mạng, cho phép đưa chúng ra một cách riêng biệt

và được phát triển độc lập NGN cho phép cung cấp các dịch vụ cũ và mới không phụ thuộc vào mạng và kiểu truy nhập đang sử dụng

Trái tim của mạng NGN là Softswitch Softswitch thực hiện việc báo hiệu và điều khiển chứ không thực hiện việc chuyển mạch cho các cuộc gọi Nó điều khiển các cuộc gọi theo mô hình cuộc hay còn gọi là cuộc gọi logic, tách việc thiết lập và điều khiển cuộc gọi ra khỏi việc truyền dẫn Nó cung cấp giao diện lập trình cho các mặt phẳng ứng dụng để dễ dàng tạo ra các dịch vụ mới và nó điều khiển mạng truyền dẫn

để thực hiện cuộc gọi Do vai trò quan trọng của Softswitch nên việc tìm hiểu về nó sẽ giúp chúng ta có thể hiểu hơn về mạng NGN – một mạng đang được triển khai mạnh trong thực tế

Trên cơ sở tích lũy được trong thời gian học cao học tại Đại học Mở Hà Nội và

được sự giúp đỡ chỉ bảo tận tình của thầy PGS-TS Phạm Minh Việt đã giúp em hoàn thành luận văn: “Công nghệ chuyển mạch mềm (Softswitch) trong mạng thế hệ sau” Nội dung luận văn bao gồm 4 phần:

1 Chương I: Đặc điểm mạng viễn thông ngày nay, xu hướng phát triển của mạng

viễn thông trong tương lai: NGN

2 Chương II: Trình bày mô hình, cấu trúc cơ bản của mạng NGN, các phần tử

trong mạng NGN Chương II cũng đề cập đến khái niệm Softswitch và vai trò của Softswitch trong mạng NGN

3 Chương III: Đi vào tìm hiểu các đặc điểm của công nghệ Softswitch Trong

chương này tập trung vào vai trò báo hiệu của Softswitch trong mạng NGN Trong chương này cũng chỉ ra một số mô hình giao tiếp dịch vụ và phát triển ứng dụng trong hệ thống chuyển mạch mềm, xu hướng phát triển

4 Chương IV: Lựa chọn dòng sản phẩm SURPASS của Siemens làm hướng

nghiên cứu chủ đạo, trong đó đi sâu vào nghiên cứu san rphẩm Softswitch hiQ9200 Từ đó chỉ ra các ứng dụng, dịch vụ đã, đang và có thể triển khai trên mạng NGN tại Việt Nam

Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo PGS-TS Phạm Minh Việt cùng các thầy

cô giáo trong khoa Điện tử viễn tử viễn thông trường Đại học Mở Hà Nội đã nhiệt tình giúp đỡ em trong quá trình thực hiện đề tài này

CHƯƠNG I – TỔNG QUAN VỀ MẠNG NGN

I Mạng viễn thông ngày nay, ưu và nhược điểm

Hiện nay cơ sở hạ tầng chuyển mạch viễn thông công cộng bao gồm rất nhiều mạng, công nghệ và các hệ thống khác nhau, trong đó hệ thống chuyển mạch kênh sử dụng công nghệ ghép kênh phân chia theo thời gian (TDM – Time Division Multiplex)

đã phát triển khá toàn diện về dung lượng, chất lượng và quy mô mạng lưới Mạng PSTN ngày nay nói chung đáp ứng được rất tốt nhu cầu dịch vụ thoại của khách hàng Tuy nhiên, trong lĩnh vực cung cấp dịch vụ thoại còn có nhiều vấn đề chưa được giải quyết một cách thực sự thỏa đáng, chưa nói đến những dịch vụ mới khác

Trong mạng chuyển mạch kênh ngày nay, chỉ có các khách hàng cỡ vừa và lớn được hưởng lợi từ sự cạnh tranh trong thị trường dịch vụ viễn thông, họ có thể thuê một số luồng E1 để đáp ứng nhu cầu của mình Các khách hàng doanh nghiệp nhỏ, tầm

16 line trở xuống được hưởng rất ít ưu đãi Trong khi đó thì trường các khách hàng nhỏ mạng lại lợi nhuận khá lớn cho các nhà khai thác dịch vụ Các nhà khai thác vẫn thu được rất nhiều từ các cuộc gọi nội hạt thời gian ngắn, từ các các cuộc gọi đường dài, và từ các dịch vụ tùy chọn khác như Voicemail… Hiện nay, tất cả các dịch vụ thoại nội hạt đều được cung cấp thông qua các tổng đài nội hạt theo công nghệ chuyển mạch kênh do vẫn chưa có giải pháp nào khác thay thế Điều này gây cản trở đối với

sự phát triển của dịch vụ, bởi những nguyên nhân chính sau đây:

I.1 Giá thành chuyển mạch của tổng đài nội hạt

Thị trường thiết bị chuyển mạch nội hạt do một số nhà sản xuất lớn kiểm soát

và họ thu lợi nhuận lớn từ thị trường này Các tổng đài nội hạt của các nhà sản xuất này được thiết kế để phục vụ hàng chục ngàn, thậm chí hàng trăm ngàn thuê bao Song giá thành thiết bị quá cao (một tổng đài nội hạt thường ở khoảng vài triệu USD) làm nản lòng các nhà cung cấp dịch vụ do khả năng thu hồi vốn rất chậm Chính vì lẽ đó,

họ chỉ dám tham gia vào các thị trường lớn nhất

I.2 Không có sự phân biệt dịch vụ

Các tổng đài chuyển mạch kênh nội hạt cung cấp cùng một tập tính năng cho các dịch vụ tùy chọn như đợi cuộc gọi đến, chuyển cuộc gọi, xác định số chủ gọi, hạn chế cuộc gọi … Hầu hết các dịch vụ này đều đã ra đời từ rất lâu, các dịch vụ mới còn quá ít ỏi, không đáp ứng được nhu cầu ngày càng gia tăng của người dùng Nguyên nhân chính là bởi vì việc phát triển và thử nghiệm các dịch vụ mới rất tốn kém, đồng thời với một máy điện thoại bàn thông thường, khách hàng cũng chỉ có thể thực hiện được số lượng dịch vụ nói trên mà thôi

I.3 Những giới hạn trong phát triển mạng

Các tổng đài chuyển mạch nội hạt đều sử dụng kỹ thuật chuyển mạch kênh Trong hệ thống chuyển mạch, thông tin thoại tồn tại dưới dạng các luồng số 64Kbps, tại các cổng vào và ra của chuyển mạch, các luồng số 64Kbps này được ghép/tách kênh phân chia theo thời gian vào các luồng số tốc độ cao Quá trình định tuyến và điều khiển cuộc gọi được gắn liền với cơ cấu chuyển mạch

I.4 Khó khăn trong triển khai dịch vụ

Các dòng tổng đài phục vụ mạng công cộng đều do một số hãng lớn phát triển độc lập, xây dựng từ nền tảng phần cứng tới các module phần mềm Mặc dù các hãng đều cam kết tuân theo các tiêu chuẩn của ITU nhưng trên thực tế khả năng để một hãng thứ ba kế thừa và phát triển các thành quả của nhà cung cấp thiết bị là không có

Do đó, việc phát triển các dịch vụ mới cho nhà khai thác hoàn toàn phụ thuộc vào hãng cung cấp thiết bị Quá trình triển khai, cài đặt, thử nghiệm và đưa vào hoạt động các dịch vụ mới thường tốn nhiều thời gian, chi phí của cả hai bên

II Nhu cầu và xu hướng viễn thông trong giai đoạn hiện nay

II.1 Nhu cầu

Sự phát triển của nhu cầu dịch vụ dữ liệu được phản ánh trong sự tăng trưởng trong băng thông và lưu lượng dữ liệu Lưu lượng dữ liệu bao gồm dữ liệu thuần túy (data) và các loại lưu lượng dạng khác như thông điệp, âm thanh, hình ảnh được truyền bằng các công nghệ dữ liệu (chuyển mạch gói) đang phát triển rất nhanh Lưu lượng

dữ liệu tăng trưởng cùng với sự phát triển của Internet và các loại dịch vụ trên đó Hiện nay, các mạng thoại đang song song tồn tại với lưu lượng gần tương đương nhau Tuy nhiên mức độ phát triển về lưu lượng của mạng số liệu gấp 10 đến 15 lần so với mạng thoại Nguyên nhân không chỉ là do sự bùng nổ các loại hình dịch vụ trên Internet mà còn các loại lưu lượng trên mạng chuyển mạch kênh như thoại và fax đang được truyền ngày càng nhiều trên các mạng dữ liệu Mạng chuyển mạch gói tòan cầu dựa trên công nghệ TCP/IP vươn tới các thiết bị đầu cuối không chỉ là điện thoại, thiết

bị di động, máy tính cá nhân, các máy trò chơi, thiết bị đo, các máy móc tự động và hàng loạt các thiết bị khác như máy ảnh, máy quay phim, các thiết bị gia dụng … tạo

ra động lực tăng trưởng to lớn trong nhiều năm tới của lưu lượng dữ liệu gói

Hình 1.1 So sánh sự tă ng trưởng băng thông trong mạng gói và mạng TDM Hình 1.1 minh họa sự tăng trưởng của băng thông của lưu lượng dữ liệu chuyển mạch gói cùng với sự chững lại của công nghệ TDM truyền thống

II.2 Xu hướng phát triển

Sự tăng nhanh của lưu lượng IP buộc các nhà cung cấp dịch vụ phải xem xét lại chiến lược phát triển với trọng tâm là: các mạng hiện nay đang có xu thế phát triển trên nền một giao thức đơn giản, thống nhất mà hiệu quả, đó là IP Bất kỳ ứng dụng nào cũng có thể hoạt động trên cơ sở hạ tầng này Với các lợi thế của IP, giá của ứng dụng tại đầu cuối sẽ giảm xuống vì rằng nhiều cấu trúc mạng thế hệ sau có thể được triển khai dựa trên giao thức này

Điều đặc biệt đúng với dịch vụ điện thoại VoIP Lợi nhuận trực tiếp từ việc này của các nhà cung cấp dịch vụ hiện thời sẽ không tăng mà thậm chí còn giảm đi trong vài năm tới Thậm chí chính các nhà cung cấp dịch vụ mạng không dây cũng không tránh khỏi sự ảnh hưởng: mạng kôhng dây chỉ không dây ở phần truy nhập và sự cạnh tranh (trực tiếp từ các nhà cung cấp dịch vụ không dây khác và gián tiếp từ các nhà cung cấp dịch vụ mạng cố định) sẽ đẩy mức giá xuống thấp Đối với họ, việc duy trì hoặc gia tăng doanh thu trung bình/1 người dùng trở thành động lực chính Điều đó chỉ được thực hiện bằng cách đưa ra các dịch vụ giá trị gia tăng

Một trong những giải pháp để giải quyết vấn đề giảm cước phí là làm tăng giá trị của các dịch vụ thông thường Bằng cách này có thể tránh được sự cạnh tranh giá cả

và tạo ra nền tảng cho sự khác biệt với các nhà cung cấp dịch vụ khác khi mà thị trường đã có quá nhiều nhà cung cấp trong khi thị trường người sử dụng dịch vụ thì có hạn

Nói chung, dưới những áp lực này, tất cả các nhà cung cấp dịch vụ đều có xu

hướng tập trung ở một mô hình đa dịch vụ sử dụng cơ sở hạ tầng mạng tích hợp để

cung cấp càng nhiều loại dịch vụ và càng cho nhiều khách hàng càng tốt Bí quyết

để đi đến thành công là khả năng đổi mới liên tục và có hiệu quả của các nhà cung cấp

đa dịch vụ Các nhà cung cấp dịch vụ truyền thống lớn sẽ phải đương đầu với những khó khăn từ các nhà cung cấp dịch vụ mới, sử dụng các công nghệ mới để đánh vào các điểm yếu của họ vì họ vẫn phải duy trì cơ sở hạ tầng mạng PSTN cũ, không có lý

do gì để buộc khách hàng không sử dụng điện thoại thông thường và chuyển sang sử dụng dịch vụ mới

Mạng đa dịch vụ được triển khai phải cho phép sự đổi mới liên tục các ứng dụng và dịch vụ thì mới giải quyết được những khó khăn này

III Giải pháp thay thế cho mạng PSTN hiện tại

Những lợi ích về mặt kinh tế của thoại gói đang thúc đẩy sự phát triển của cả mạng truy nhập và mạng đường trục từ chuyển mạch kênh sang gói Và bởi vì thoại gói đang dần được chấp nhận rộng rãi trong cả mạng truy nhập và mạng đường trục, các tổng đài chuyển mạch kênh nội hạt truyền thống đóng vai trò cầu nối của cả hai mạng gói này Việc chuyển đổi gói sang kênh phải được thực hiện tại cả hai đầu vào ra của chuyển mạch kênh, làm phát sinh những chi phsi phụ thuộc không mong muốn và tăng thêm trễ truyền dẫn cho thông tin, đặc biệt ảnh hưởng tới những thông tin nhạy cảm với trễ đường truyền như tín hiệu thoại

Nếu tồn tại một giải pháp mà trong đó các tổng đài nội hạt có thể cung cấp dịch

vụ thoại và các dịch vụ tùy chọn khác ngay trên thiết bị chuyển mạch gói, thì sẽ không phải thực hiện các chuyển đổi không cần thiết nữa Điều này mang lại lợi ích kép làm giảm chi phí và tăng chất lượng dịch vụ (giảm trễ đường truyền), và đó cũng là một bước quan trọng tiến gần tới các đích cuối cùng – mạng NGN

Hình 1.2 Cấu trúc mạng và báo hiệu của mạng PSTN

Mô hình tổ chức của mạng viễn thông thường thấy hiện nay là: một mạng tổng đài TDM cấp thấp nhất (lớp 5, tổng đài nội hạt, MSC của mạng di động …) được nối với nhau bằng một mạng lưới trung kế điểm – điểm khá phức tạp và nối tới tổng đài chuyển tiếp cấp cao hơn (lớp 3, 4) Khi một cuộc gọi diễn ra giữa hai tổng đài cấp thấp, thông tin sẽ đi trên trung kế nối trực tiếp giữa hai tổng đài, nếu đường nối trực tiếp đã sử dụng hết, cuộc gọi có thể được định tuyến thông qua tổng đài chuyển tiếp Một số cuộc gọi (ví dụ như truy nhập hộp thư thoại hay quay số bằng giọng nói …) lại được định tuyến trực tiếp tới tổng đài chuyển tiếp để sử dụng các tài nguyên tập trung phục vụ cho các dịch vụ cao cấp Kiến trúc này đã được sử dụng nhiều năm nay và cũng đã được cải tiến rất nhiều nhằm phục vụ các ứng dụng thoại Tuy nhiên, nó vẫn

có một số giới hạn:

5 Chi phí điều hành và bảo dưỡng cao, mất thời gian; việc định lại cấu hình và nâng cấp mạng lưới phải tiến hành liên tục nhằm tránh bị nghẽn mạng Hơn nữa, luôn phải thiết lập mạng lớn hơn nhu cầu thực tế cho các tổng đài chuyển tiếp Ví

dụ, khi một tổng đài nội hạt được thêm vào mạng lưới, phải xây dựng các nhóm trung kế từ tổng đài đó tới tổng đài chuyển tiếp và tới một số tổng đài nội hạt khác

6 Các trung kế điểm – điểm hoạt động với hiệu suất không cao vì chúng được thiết kế để hoạt động được trong những giờ cao điểm, và những giờ cao điểm này lại khác nhau trong các vùng của mạng (ví dụ ở thành phố là ban ngày còn ở ngoại

ô lại là buổi đêm)

7 Nếu có nhiều tổng đài chuyển tiếp trong mạng, mỗi tổng đài đó lại nối với một nhóm các tổng đài nội hạt, cuộc gọi có thể phải chuyển qua nhiều tổng đài chuyển

tiếp để đến được nơi lưu giữ tài nguyên mạng (như trong trường hợp dịch vụ hộp thư thoại)

Hình 1.3 So sánh kiến trúc của PSTN và NGN Trong mạng NGN, các tổng đài TDM sẽ được thay thế bằng các tổng đài chuyển mạch mềm (Softswitch) Kết nối các Softswitch là mạng chuyển mạch gói đa dịch vụ IP/ATM/MPLS Phần tiếp cận thuê bao của mạng NGN là các BAN (Broadband Access Node) và IAD (Integrated Access Device) hỗ trợ các loại đầu cuối như máy tính, máy điện thoại IP, máy điện thoại thông thường … Mạng NGN giao tiếp với các mạng khác như mạng PSTN và mạng di động qua các Media Gateway

IV Sự hình thành mạng NGN – Next Generation Network

Như chúng ta đã biết, công nghệ cơ bản liên quan đến tổng đài chuyển mạch kênh hiện nay đã phát triển quá chậm chạp so với tốc độ thay đổi và tốc độ chấp nhận liên quan đến công nghiệp máy tính Chuyển mạch kênh là các phần tử có độ tin cậy cao trong kiến trúc PSTN Tuy nhiên, xét về mặt kỹ thuật chúng không bao giờ là tối

ưu đối với chuyển mạch gói Còn khi xem xét ở khía cạnh kinh doanh thu lợi nhuận thì:

8 Thứ nhất, do các nhà khai thác dịch vụ cạnh tranh và các nhà khai thác cấp trên cùng phụ thuộc vào một tập hữu hạn các sản phẩm tổng đài điện thoại nội hạt, chính điều đó buộc họ phải cung cấp các dịch vụ giống nhau Và khi đã cung cấp các dịch vụ giống nhau thfi chỉ có một con đường duy nhất để thu hút khách hàng

đó là chính sách giá cả - muốn có một lượng khách hàng lớn thì phải giảm giá cước dịch vụ Nếu có giải pháp nào đó mà cho phép tạo ra các dịch vụ thật sự mới và hấp dẫn thì các nhà khai thác sẽ có cơ hội tạo sự khác biệt về mặt dịch vụ chứ không chỉ về giá cước

9 Thứ hai, khi xét về khía cạnh đầu tư, thì đối với bất kỳ một nhà đầu tư nào trước khi có ý định đầu tư vào việc xây dựng mạng thì yếu tố quan trọng đầu tiên

mang tính quyết định đó là thời gian triển khai dự án đầu tư và thời gian hoàn vốn

Do thời gian phát triển nhanh và chi phí vận hành cũng như bảo dưỡng các mạng chuyển mạch gói thấp hơn nhiều so với chuyển mạch kênh nên các nhà điều hành mạng ngày nay tập trung chú ý đến công nghệ chuyển mạch gói IP

Do vậy, khi ngày càng nhiều lưu lượng dữ liệu chảy vào mạng qua Internet thì hiển nhiên là cần phải có một giải pháp mới đặt trọng tâm vào dữ liệu cho việc thiết kế chuyển mạch của tương lai dựa trên công nghệ gói để chuyển tải chung cả thoại và dữ liệu Như một sự lựa chọn, các nhà cung cấp dịch vụ đã và đang cố gắng hướng tới

việc xây dựng một mạng thế hệ mới Next Generation Network – NGN trên đó hội tụ

các dịch vụ thoại, số liệu, đa phương tiện – sử dụng công nghệ chuyển mạch gói trên mạng xương sống (Backbone Network) Đây là mạng của các ứng dụng mới và có khả

năng mang lại lợi nhuận mà chỉ đòi hỏi mức đầu tư ở mức thấp Đó không chỉ là

mạng phục vụ thông tin thoại, cũng không chỉ là mạng phục vụ truyền số liệu mà

đó là một mạng thống nhất, mạng hội tụ đem lại ngày càng nhiều các dịch vụ tiên tiến đáp ứng nhu cầu ngày một tăng, và khắt khe hơn từ phía khách hàng

Đứng trên một khía cạnh khác, cần phải thấy được rằng mạng NGN không phải

là một cuộc cách mạng về mặt công nghệ mà nó là một bước phát triển tất yếu khi mà

cơ sở hạ tầng mạng PSTN không thể thay thế trong một sớm một chiều Vì thế NGN phải tương thích tốt với môi trường mạng sẵn có và phải kết nối hiệu quả với mạng PSTN

Những vấn đề mà mạng thế hệ mới cần giải quyết gồm:

10 Vấn đề báo hiệu và điều khiển trên nhiều loại giao thức khác nhau cho hội tụ thông tin thoại, fax, số liệu, đa phương tiện

11 Vấn đề kết nối mạng chuyển mạch kênh hiện hữu, đặc biệt là kết nối phần báo hiệu mạng (SS7)

12 Vấn đề phát triển dịch vụ

Đặc điểm của mạng NGN

Một đặc điểm nổi bật của mạng NGN là việc tách riêng các dịch vụ với các mạng; cho phép đưa chúng ra một cách riêng biệt và được phát triển độc lập Nó phân chia một cách rõ ràng chức năng của dịch vụ và chức năng truyền tải Một giao diện được mở ra cả hai phía NGN cho phép cung cấp các dịch vụ cũ và mới không phụ thuộc vào mạng và kiểu truy nhập đang sử dụng Việc tách riêng ra chức năng cung cấp dịch vụ cho phép tạo ra và triển khai các dịch vụ mới trên mạng NGN mà không cần thay đổi phần cứng của mạng

Với các ưu điểm của mình, mạng NGN là lựa chọn tất yếu của các nhà cung cấp viễn thông; và ở Việt Nam quá trình triển khai mạng NGN đang được tiến hành trên

diện rộng Tuy vậy, NGN không phải là không có nhược điểm của nó - đó là chưa có được sự thống nhất hoàn toàn về quan điểm kiến trúc mạng NGN nên tồn tại nhiều mô hình về mạng NGN đã được xây dựng trong thực tế, tùy theo từng giải pháp mà nhà cung cấp khác nhau đã đưa ra Có nhiều chuẩn tương tự nhau về các dịch vụ cung cấp nhưng khác nhau về cấu tạo nên phải tạo ra nhiều giao diện giữa các mạng

Mặt khác, tuy cùng mạng backbone nhưng các dịch vụ khác nhau vẫn cần các mạng truy nhập riêng biệt mà chưa có một kiểu mạng truy nhập duy nhất có một thiết

bị đầu cuối tích hợp được các loại dịch vụ trên nó

CHƯƠNG II – CẤU TRÚC MẠNG NGN

I Mô hình phân lớp và các mặt phẳng trong mạng NGN

I.1 Mô hình phân lớp

Cho đến nay mạng thế hệ sau NGN vẫn chưa có một khuyến nghị chính thức của ITU nên có rất nhiều cấu trúc của mạng NGN được các hãng cung cấp thiết bị đưa

ra Nhưng nhìn chung NGN được phân thành các lớp cơ bản sau:

13 Lớp truyền thông (Transport Plane)

14 Lớp điều khiển và báo hiệu cuộc gọi (Call Control and Signaling Plane)

15 Lớp ứng dụng và dịch vụ (Service and Application Plane)

16 Lớp quản lý (Management Plane)

I.1.1 Lớp truyền thông (Transport Plane)

Chức năng cơ bản của lớp truyền thông là xử lý, chuyển vận gói tin Lớp này bao gồm các thiết bị đảm nhiệm đóng mở gói, định tuyến, chuyển gói tin dưới sự điều khiển của lớp Điều khiển và báo hiệu cuộc gọi (Call Control and Signaling Plane) Lớp truyền thông được phân chia làm ba miền con (Sub-domain):

Miền truyền tải thông tin theo giao thức IP (IP Transport Domain)

Miền này bao gồm:

17 Mạng truyền thông xương sống (Backbone Network)

18 Các thiết bị mạng như: Router, Switch

19 Các thiết bị cung cấp cơ chế QoS

Miền liên kết mạng (Interworking Domain)

Miền liên kết mạng bao gồm các thiết bị với nhiệm vụ chính là nhận các dữ liệu đến và từ nó đi tới các mạng khác, sau đó 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 và Interworking Gateway, trong đó, Signaling Gateway thực hiện chức năng cầu nối giữa mạng PSTN

và mạng IP và tiên shành 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 nhậpkhông dựa trên giao thức IP (Non-IP Access Domain)

Trong miền này bao gồm các thiết bị truy cập cung cấp các cổng kết nối cho thiết bị đầu cuối thuê bao Các thiết bị đầu cuối thuê bao có thể là máy điện thoại cố định, các thiết bị truy nhập tích hợp IADs, đầu cuối ISDN, đầu cuối Modem/Multimedia Terminal Adaptor (MTAs) Các thiết bị truy nhập cung cấp các

cổng thuê bao như: POST, ISDN-BA, ISDN-PRA, IP, xDSL, WDM, ATM, Frame Relay … Các thiết bị truy nhập này thực hiện chức năng chuyển đổi các loại lưu lượng khác nhau thành dạng tín hiệu gói dưới sự điều khiển của lớp điều khiển và báo hiệu

I.1.2 Lớp điều khiển và báo hiệu cuộc gọi (Call Control and Signaling Plane)

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 cuối đến đầu cuối end) Với bất cứ loại giao thức và báo hiệu nào Thực thi quá trình giám sát các kết nối cuộc gọi giữa các thuê bao thôgn qua việc điều khiển các thành phần của lớp truyền thông – Transport Plane Quá trình xử lý và báo hiệu cuộc gọi về bản chất có nghĩa là

(end-to-xử lý các yêu cầu của thuê bao về việc thiết lập và hủy bỏ cuộc gọi thông qua các bản tin báo hiệu Lớp này còn 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 server hay GateKeeper

I.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 các giao diện lập trình mở API – Application Programing Interface Cũng chính nhờ đó mà việc cập nhật, tạo mới và triển khai ứng dụng, dịch vụ mạng trở nên vô cùng nhanh chóng và hiệu quả Trên lớp này sử dụng các thiết bị như Application Server, Feature Server Lớp này cũng có thể thực thi việc điều khiển những thành phần đặc biệt như Media Server, một thiết bị được biết đến với tập các chức năng như Conferencing, IVR, xử lý tone …

I.1.4 Lớp quản lý (Management Plane)

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 hoặc các chuẩn riêng và các APIs – giao diện lập trình mở Dựa vào mô hình mạng NGN ở trên, Softswitch phải thực hiện các chức năng sau:

20 Trung tâm báo hiệu và 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

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

22 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 môi trường cung cấp dịch

II.1 Thiết bị Softswitch

Là thiết bị đầu não trong mạng NGN Nó làm nhiệm vụ điều khiển cuộc gọi, báo hiệu và các tính năng khác để tạo một cuộc gọi trong mạng NGN hoặc xuyên qua

nhiều mạng khác như PSTN, ISDN Softswitch còn được gọi là Call Agent (vì các chức năng điều khiển cuộc gọi của nó) hoặc Media Gateway Controller – MGC (vì chức năng điều khiển các cổng truyền thông Media Gateway)

Softswitch có khả năng tương tác với mạng PSTN thông qua các cổng báo hiệu (Signaling Gateway) và cổng truyền thông (Media Gateway) Softswitch điều khiển cuộc gọi thông qua các báo hiệu, có 2 loại chính:

23 Ngang hàng (peer-to-peer): giao tiếp giữa Softswitch và Softswitch, giao thức

sử dụng là BICC hoặc SIP

24 Điều khiển truyền thông: giao tiếp giữa Softswitch và Gateway, giao thức sử dụng là MGCP hoặc MEGACO/H.248

II.2 Cổng truyền thông (Media Gateway)

Nhiệm vụ chủ yếu của Media Gateway là chuyển đổi việc truyền thông từ một định dạng truyền dẫn này sang một định dạng khác, thông thường là từ định dạng mạch (circuit) sang dạng gói (packet) hoặc từ dạng mạch analog/ISDN sang dạng gói Việc chuyển đổi này được điểu khiển bằng Softswitch Media Gateway thực hiện việc

mã hóa, giải mã và nén dữ liệu thoại

Ngoài ra, Media Gateway còn hỗ trợ các giao tiếp với mạng điện thoại truyền thống và các giao thức khác như CAS (Channel Associated Signaling) và ISDN Tóm lại, Media Gateway cung cấp một phương tiện truyền thông để truyền tải thoại, dữ liệu, fax và hình ảnh giữa hai mạng PSTN và mạng gói IP

II.3 Cổng truy nhập (Access Gateway)

Cổng truy nhập (Access Gateway) là một định dạng của Media Gateway Nó có khả năng giao tiếp với máy PC, thuê bao của mạng PSTN, xDSL và giao tiếp với mạng gói IP qua giao tiếp STM Ở mạng hiện nay, lưu lượng thoại từ thuê bao được kết nối đến tổng đài chuyển mạch PSTN khác bằng việc giao tiếp V5.2 thông qua cổng truy nhập Tuy nhiên, trong mạng NGN, cổng truy nhập được điều khiển từ Softswitch thông qua giao thức MGCP hoặc MEGACO/H.248 Lúc này lưu lượng thoại từ các thuê bao sẽ được dóng gói và kết nối vào mạng trục IP

II.4 Cổng báo hiệu (Signaling Gateway)

Cổng báo hiệu (Signaling Gateway) đóng vai trò như một cổng giao tiếp giữa mạng báo hiệu số 7 (SS7 – Signaling System 7, được dùng trong PSTN) và các điểm được quản lý bởi Softswitch trong mạng IP Cổng Signaling Gateway đòi hỏi một đường kết nối vật lý đến mạng SS7 và phải sử dụng các giao thức phù hợp Signaling Gateway tạo ra một cầu nối giữa mạng SS7 và mạng IP, dưới sự điều khiển của Softswitch Signaling Gateway làm cho Softswitch giống như một điểm nút bình

thường trong mạng SS7 Một điều cần lưu ý là Signaling Gateway chỉ điều khiển SS7, còn Media Gateway điều khiẻn các mạch thoại được thiết lập bởi cơ chế SS7

II.5 Mạng trục IP

Mạng trục được thể hiện là mạng IP kết hợp công nghệ ATM hoặc MPLS Vấn

đề sử dụng ATM hay MPLS còn đang tách thành 2 xu hướng Các dịch vụ và ứng dụng trên mạng NGN được quản lý và cung cấp bởi các máy chủ dịch (Server) Các máy chủ này hoạt động trên mạng thông minh (IN – Intelligent Network) và giao tiếp với mạng PSTN thông qua SS7

Bên cạnh các thành phần cơ bản trên, mạng NGN còn có các thành phần khác:

25 SIP Server: Có vai trò chức năng định tuyến và các bản tin báo hiệu SIP giữa

các SIP Client Nếu trong mạng chỉ có một SIP server thì nó vừa đóng vai trò là Proxy Server, Redirect Server và Location Server Tính năng của từng server sẽ được giải thích rõ trong phần giao thức SIP

26 Gatekeeper: Cho phép các thuê bao H323 đăng ký, nhận thực, đồng thời giám

sát các kết nối Multimedia giữa các đầu cuối H323

27 Media Server: Nó cho phép sự tương tác giữa 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

28 IP Client: là các thiết bị đầu cuối IP hỗ trợ các giao thức H323, 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, …

III Softswitch – công nghệ chuyển mạch mềm

III.1 Công nghệ Softswitch theo quan điểm của một số nhà phát triển

Vậy công nghệ chuyển mạch mềm Softswitch là gì? Đây là một câu hỏi đã được rất nhiều nhà phát triển đặt ra Softswitch được nhắc đến như lfa một khái niệm mang tính thương mại nhiều hơn, và những tranh luận với mục đích nhằm đạt đến một định nghĩa kỹ thuật thống nhất, chính xác về Softswitch vẫn còn đang tiếp diễn Có thể nói rằng, mỗi nhà phát triển nhìn Softswitch dưới những góc độ khác nhau Và để tìm hiểu xem Softswitch là gì dưới đây chúng ta sẽ xem xét định nghĩa về Softswitch của một số nhà phát triển:

29 Theo Nortel, Softswitch là một thành tố quan trọng nhất của mạng thế hệ mới

(NGN – Next Generation Network) Theo Nortel định nghĩa thì Softswitch là một phần mềm theo mô hình mở có thể thực hiện được những chức năng thông tin phân tán trên một môi trường máy tính mở và có những tính năng của mạng chuyển mạch thoại TDM truyền thống Chuyển mạch mềm có thể tích hợp thông tin thoại,

số liệu và video Nó có thể phiên dịch giao thức giữa các mạng khác nhau ví dụ như giữa mạng vô tuyến và mạng cáp Softswitch cũng cho phép triển khai các dịch vụ VoIP mang lại lợi nhuận Một chuyển mạch mềm kết hợp tính năng của các chuyển mạch thoại lớp 4 (tổng đài chuyển tiếp/liên đài) và lớp 5 (tổng đài nội hạt) với các cổng VoIP, trong khi vẫn hoạt động trên môi trường máy tính mở chuẩn Các hệ thống máy tính kiến trúc mở sử dụng các thành phần đã được chuẩn hóa và sử dụng rộng rãi của nhiều nhà cung cấp khác nhau Ở đây, hệ thống máy tính có thể là một máy tính cỡ nhỏ cho tới những server cỡ lớn như Netra của Sun Microsystem Sử dụng các hệ thống máy tính mở cho phép các nhà khai thác phát triển dịch vụ một cách độc lập với phần cứng và hưởng lợi ích từ định luật Moore trong ngành công nghiệp máy tính

30 Theo MobileIN, Softswitch là ý tưởng về việc tách phần cứng mạng ra khỏi

phần mềm mạng Trong mạng chuyển mạch kênh truyền thống, phần cứng và phần mềm không độc lập với nhau Mạng chuyển mạch kênh dựa trên những thiết bị chuyên dụng cho việc kết nối và được thiết kế với mục đích phục vụ thông tin thoại Những mạng dựa trên chuyển mạch gói hiệu quả hơn thì sử dụng giao thức Internet (IP) để định tuyến thông tin thoại và số liệu thông qua các con đường khác nhau và qua các thiết bị được chia sẻ

31 Còn theo CopperCom, Softswitch là tên gọi dùng cho một phương pháp tiếp

cận mới trong chuyển mạch thoại có thể giúp giải quyết được các thiếu sót của các chuyển mạch trong tổng đài nội hạt truyền thống Công nghệ Softswitch có thể làm giảm giá thành của các chuyển mạch nội hạt, và cho ta một công cụ hữu hiệu để tạo

ra sự khác biệt về dịch vụ giữa các nhà cung cấp dịch vụ và đơn giản hóa quá trình dịch chuyển từ mạng truyền thống sang mạng hỗ trợ thoại gói từ đầu cuối đến đầu cuối (end-to-end) trong tương lai

Hình 2.3 Kiến trúc máy tính mở đã giúp phát triển công nghệp phần mềm

Few proprietary applications

on proprietry hardware

III.2 Khái niệm Softswitch

Mạng PSTN được xây dựng nên bởi hệ thống mạng lưới các tổng đài chuyển mạch kênh Một tổng đài gồm các mô đun chính như phân hệ giao tiếp, phân hệ chuyển mạch, phân hệ điều khiển và báo hiệu, phân hệ vận hành bảo dưỡng

Hình 2.4 Mô hình tổng đài điện tử chuyển mạch kênh truyền thống Phần ma trận chuyển mạch, điều khiển và báo hiệu đều nằm trong một tổ hợp phần cứng vật lý mà trên đó các lớp phần mềm lần lượt được phát triển từ mức thấp tới mức cao, lớp sau kế thừa lớp trước để tạo ra các tính năng dịch vụ cũng như độ thông minh của tổng đài Các hãng chế tạo ngoài việc thiết kế và sản xuất các mô đun phần cứng còn phải duy trì một đội ngũ đông đảo các kỹ sư phần mềm chỉ chuyên làm việc trên dòng sản phẩm của hãng Trong vòng mấy thập kỷ, công nghệ này đã được phát triển tới mức hoàn chỉnh và có khả năng tạo ra các tổng đài cung cấp dịch vụ công cộng với:

32 Độ tin cậy và độ khả dụng cao

33 Dung lượng rất lớn có thể phục vụ tới hàng trăm ngàn thuê bao hay xử lý hàng trăm cuộc gọi đồng thời

34 Có hệ thống tính cước, lưu trữ và xử lý dữ liệu cước hoàn thiện và ổn định

35 Hệ thống trợ giúp quản lý, vận hành và bảo dưỡng tốt

Đây cũng là những tiêu chí bắt buộc mà công nghệ chuyển mạch mềm phải đáp ứng nếu muốn trở thành sự thay thế cho công nghệ tổng đài chuyển mạch kênh Trước

khi đi vào khái niệm công nghệ chuyển mạch mềm, chúng ta phải đặt Softswitch trong bối cảnh mạng thế hệ sau NGN

Mạng thế hệ sau (NGN) đang dần được định hình, đó không phải là một cuộc cách mạng mà là một bước phát triển Hạ tầng mạng PSTN không thể được thay thế chỉ trong một sớm một chiều, vì thế NGN phải tương thích được với môi trường mạng

có sẵn

Mạng NGN là mạng tập trung vào khách hàng, cung cấp mọi loại dịch vụ trên bất kỳ giao thức nào Mạng thế hệ sau là mạng của các ứng dụng mới và các khả năng mang lại lợi nhuận mà chỉ đòi hỏi giá thành thấp Đó là một mạng thống nhất mang lại những ứng dụng cao cấp cho đời sống xã hội

Một đặc điểm nữa là Softswitch không phải là nhiệm vụ cung cấp kênh kết nối như tổng đài vì liên kết thông tin đã được cơ sở hạ tầng mạng NGN thực hiện theo các công nghệ chuyển mạch gói Tức là công nghệ chuyển mạch mềm không thực hiện bất

cứ “chuyển mạch” gì Tất cả công việc của Softswitch được thực hiện với một hệ thống các mô đun phần mềm điều khiển và giao tiếp với các phần khác của mạng NGN, chạy trên một hệ thống máy chủ có hiệu năng, độ tin cậy và độ sẵn sàng ở cấp

độ nhà cung cấp dịch vụ (Carrier – Class)

Dựa vào những điều trên, chuyển mạch mềm có thể tạm định nghĩa là tập hợp các sản phẩm, giao thức, và các ứng dụng cho phép bất kỳ thiết bị nào truy cập các dịch vụ truyền thông qua mạng xây dựng trên nền công nghệ chuyển mạch gói thường

là IP (Internet Protocol) Những dịch vụ đó bao gồm thoại, fax, video, dữ liệu và các dịch vụ mới có thể được phát triển trong tương lai Những thiết bị đầu cuối truy nhập bao gồm điện thoại truyền thống, điện thoại IP, máy tính, PDAs, máy nhắn tin (pager),

… Một sản phẩm Softswitch có thể bao gồm một hoặc nhiều phần chức năng, các chức năng có thể cùng nằm trên một hệ thống hoặc phân tán trên những hệ thống thiết bị khác nhau

III.3 Những lợi ích của Softswitch

36 Do tính chất phân tán về mặt chức năng, Softswitch cho phép dễ dàng trong việc cung cấp và phát triển dịch vụ với chi phí thấp

37 Công nghệ mạng và công nghệ chuyển mạch thế hệ mới cho ra đời những dịch

vụ giá trị gia tăng hoàn toàn mới, hội tự ứng dụng thoại, số liệu và video

38 Với mạng thế hệ mới cho phép mối quan hệ giữa nhà cung cấp và khách hàng

sẽ ngày một trở nên gần gũi và gắn bó hơn

39 Dễ dàng mở rộng mạng, cải thiện dịch vụ trong khi vẫn tiết kiệm chi phí xây dựng, bảo dưỡng mạng

40 Giảm chi phí điều hành mạng và chi phí hoạt động trung bình

41 Thời gian tiếp cận thị trường ngắn

42 An toàn đối với vốn đầu tư

Một số những ứng dụng và dịch vụ đã được triển khai gồm: Internet call waiting, Internet call screening, UMS (Unified Messaging), Web-Enabled Call Center, Toll-free numbers, Dịch vụ thoại hội nghị, Prepaid-Calling Card, Leased-line, International Roaming, Call Forward Busy Line

Hình 2.5 Kiến trúc mạng PSTN và mạng thế hệ mới Next Generation Network Dưới đây là một số so sánh giữa công nghệ Chuyển mạch mềm và Tổng đài điện tử chuyển mạch kênh

Kiến trúc Phân tán, theo các chuẩn mở Riêng biệt của từng nhà sản

xuất Khả năng tích hợp với ứng

Giá thành của cấu hình cơ

bản

Thấp, giá thành thay đổi gần như tuyến tính theo số lượng thuê bao Cấu hình cơ bản có thể sử dụng cho mạng doanh nghiệp

Rất cao, tổng đài PSTN không thích hợp cho mạng doanh nghiệp

Lưu lượng Thoại, fax, dữ liệu, video … Chủ yếu là thoại và fax Thiết kế cho độ dài cuộc gọi Không hạn chế Ngắn (chỉ vài phút)

CHƯƠNG III – ĐẶC ĐIỂM KỸ THUẬT CỦA CÔNG NGHỆ SOFTSWITCH

I Mô hình kiến trúc mạng thế hệ sau NGN và các chức năng của Softswitch

Công nghệ chuyển mạch mềm vẫn đang trong quá trình phát triển nên một sự đặc tả kỹ thuật rõ ràng và chi tiết về Softswitch tại thời điểm này là không thể Do công nghệ còn fquá mới nên các tổ chức tiêu chuẩn chính như ITU hay IETF cũng chưa bắt đầu quá trình chuẩn hóa chuyển mạch mềm Hiện tại, một vài diễn đàn kỹ thuật mới xuất hiện nhưng đã quy tụ hầu hết các tên tuổi lớn trong lĩnh vực viễn thông bao gồm cả các nhà khai thác và cung cấp sản phẩm

Hình 3.1 Hoạt động của một hệ thống chuyển mạch mềm Mặc dầu vậy, trên thị trường công nghệ Chuyển mạch mềm Softswitch hiện đang phát triển rất nhanh chóng Mỗi hãng đều có dòng sản phẩm với những đặc điểm riêng biệt Nhưng các chức năng và tập các giao thức hỗ trợ cho kết nối là tương đối giống nhau và phần lớn tuân theo mô hình của mạng NGN của ISC (International Softswitch Consortsium) và MSF (Multiservice Switching Forum), hai diễn đàn chính

về công nghệ Chuyển mạch mềm và kiến trúc mạng NGN

Vì thế, trong chương này, sẽ phân tích Softswitch theo các chức năng mà nó đảm nhiệm trong mô hình mạng NGN Các chức năng này được thể hiện qua các giao tiếp của chuyển mạch mềm với các phần khác của mạng Tại từng giao tiếp có thể dùng nhiều loại giao thức để kết nối trao đổi thông tin

Như đã đề cập ở phần trên, ý tưởng chủ yếu nhằm thiết kế một hệ thống chuyển mạch mềm Softswitch được dựa trên việc tạo các hệ thống phần mềm phân tán có khả năng mở rộng, độc lập trên nền tảng phần cứng và hệ điều hành có độ ổn định và hiệu

năng cao; và đặc biệt phải hoạt động tốt, tin cậy với các sản phẩm, ứng dụng của các nhà phát triển thứ ba Cũng đã có rất nhiều nhà phát triển xây dựng hệ thống giải pháp Softswitch, được gọi dưới các thương hiệu khác nhau và bao gồm các thành phần cấu trúc khác nhau Nói chung, có thể xem Softswitch bao gồm các thành phần sau:

43 Gateway Controller hay Call Agent: Đây là một trong những đơn vị chức

năng chính của Softswitch, trong đó bao hàm các luật, giao thức xử lý cuộc gọi và

nó sử dụng Media Gateway cùng với Signaling Gateway để thực hiện chức năng này Nó có nhiệm vụ của một Signaling Gateway để thực hiện việc thiết lập và hủy

bỏ cuộc gọi Ngoài ra, Gateway Controller còn giao tiếp với hệ thống OSS và BSS Gateway Controller đôi khi còn được biết đến như là một tác nhân cuộc gọi – Call Agent hay Media Gateway Controller (MGC) MGC liên kết với các thành phần khác của Softswitch và với mạng ngoài thông qua hệ thống các giao thức sẽ được

đề cập đến ở phần sau

44 Signaling Gateway

45 Media Gateway

46 Media Server

47 Feature Server: cung cấp tính năng để cung cấp các dịch vụ (các dịch vụ này

có thể được đặt trên những thành phần khác) như tính cước, hội nghị đa điểm Các hãng có thể định nghĩa phần lõi Call Agent (hoặc Gateway Controller) như

là một chuyển mạch mềm có chức năng tối thiểu hoặc một hệ thống bao gồm tất cả các thành phần nêu trên tạo thành một giải pháp Softswitch đầy đủ Thành phần SG có thể được bao gồm trong Chuyển mạch mềm hoặc tách riêng Một số hãng gộp cả Media Gateway – một thành phần thuộc cơ sở hạ tầng mạng hơn vào một giải pháp chung

I.1 Kiến trúc mạng NGN

Hình 3.2 Mô hình kiến trúc mạng NGN

I.2 Các giao thức điều khiển và báo hiệu trong mạng NGN

Có thể nói chức năng điều khiển và báo hiệu cuộc gọi là phần cốt lõi của Softswitch Các chức năng này được thực hiện thông qua một loại các giao thức báo hiệu Các giao thức báo hiệu chính sử dụng trong các hệ thống chuyển mạch mềm là:

48 H.323

49 SIP (Session Initiation Protocol)

50 MGCP (Media Gateway Control Protocol) – phiên bản mới là H.248/Megaco Công nghệ VoIP – truyền thoại trên mạng IP phát triển mạnh mẽ trong những năm gần đây Các chuẩn và mô hình báo hiệu khác nhau trong mạng VoIP lần lượt được sử dụng bắt đầu từ H.323 đến SIP và MGCP Mạng NGN kế thừa, tiếp tục sử dụng các chuẩn này Trong mạng NGN các cuộc gọi thoại đều là các cuộc gọi VoIP Các ứng dụng liên quan tới Video cũng có thể sử dụng các chuẩn này

Hình 3.3 Các giao thức báo hiệu trong mạng NGN

I.2.1 Megaco/H.248

MEGACO và H.248 giống nhau, đều là các giao thức điều khiển Media Gateway MEGACO được phát triển bởi IETF (đưa ra vào cuối năm 1998) còn H.248 được đưa ra vào 5/1999 bởi ITU-T Sau đó cả IETF và ITU-T cùng hợp tác thống nhất giao thức điều khiển Media Gateway, kết quả là tháng 6/2000 chuẩn MEGACO/H.248

ra đời MEGACO/H.248 là báo hiệu giữa SW/MGC với Media Gateway (Trunking Media Gateway, Lines Media Gateway hoặc IP Phone Media Gateway) MEGACO/H.248 điều khiển Media Gateway để kết nối các luồng từ ngoài Sơ đồ điều khiển Media Gateway của MEGACO/H.248 được thể hiện trong hình 3.4

Hình 3.4 Sơ đồ điều khiển Media Gateway của MEGACO/H.248

MEGACO/H.248 tương tự với MGCP về mựat cấu trúc và mối liên hệ giữa bộ điều khiển và cổng Gateway Tuy nhiên, MEGACO/H.248 hỗ trợ đa dạng hơn các loại mạng

I.2.2 BICC

BICC (Bearer Independent Call Control) là giao thức báo hiệu giữa 2 MGC/Call Server, có thể từ các nhà cung cấp khác nhau, nhằm mục đích đảm bảo lưu lượng thoại dùng kỹ thuật gói VoP – Voice over Packet) Theo ITU-T, BICC được thiết kế để có thể tích hợp hoàn toàn với các mạng hiện hữu và bất kỳ hệ thống nào có

hỗ trợ việc chuyển tải bản tin nhắn thoại

BICC hỗ trợ các dịch vụ băng hẹp (PSTN, PDSN) một cách độc lập với đường truyền và kỹ thuật chuyển tải bản tin báo hiệu Bản tin BICC chuyên chở cả thông tin điều khiển cuộc gọi và điều khiển đường truyền BICC góp phần đơn giản hóa các báo hiệu sử dụng cho việc giao tiếp hoạt động giữa mạng truyền thống và mạng NGN Nói cách khác, mạng NGN với nền tảng mạng chuyển mạch gói có thể cung cấp đầy đủ các dịch vụ băng hẹp thông qua báo hiệu BICC Trong BICC, giao thức báo hiệu điều khiển đường truyền phụ thuộc vào công nghệ đường truyền lớp dưới như ATM, IP/MPLS

Hình 3.5 mô tả ứng dụng của BICC trong việc liên kết hoạt động giữa mạng truyền thống và mạng NGN Hai thuê bao điện thoại truyền thống liên lạc với nhau thông qua sự điều khiển của Softswitch theo báo hiệu BICC Báo hiệu SIP sử dụng trong trường hợp 2 thuê bao IP phone hoặc một thuê bao IP phone liên lạc với một thuê bao điện thoại truyền thống

Hình 3.5 Báo hiệu BICC trong mạng liên kết NGN và PSTN

I.2.3 SIP

SIP (Session Initiation Protocol) là giao thức điều khiển lớp ứng dụng được thiết kế và phát triển bởi IETF Giao thức SIP được sử dụng để khởi tạo, điều chỉnh và chấm dứt các phiên làm việc với một hay nhiều yếu tố tham dự Một phiên được hiểu

là một tập hợp nơi gửi, nơi nhận liên lạc với nhau và trạng thái bên trong mối liên lạc

đó Ví dụ trạng thái có thể bao gồm cuộc gọi điện thoại Internet, tín hiệu đa phương tiện phân tán, hội nghị truyền thông đa phương tiện thậm chí là trò chơi máy tính phân tán

SIP là giao thức tín hiệu mở, mềm dẻo và có khả năng mở rộng SIP khai thác tối đa công cụ Internet để tạo ra nhiều dịch vụ mới trong mạng NGN Sơ đồ giao thức báo hiệu SIP được thể hiện trong hình 3.6 SIP còn được dùng làm báo hiệu giữa 2 Softswitch như thể hiện trên hình 3.5

Giao thức khởi tạo phiên SIP thâm nhập vào thiết kế Softswitch không chỉ như một giao thức báo hiệu cuộc gọi mà còn đóng vai trò của một cơ cấu vận chuyển cho các giao thức khác và cho báo hiệu của thiết bị Softswitch đến các server ứng dụng và cho các hệ thống đáp ứng thoại tương tác hai chiều Hiện nay, SIP được dùng phổ biến cho VoIP và đang trở thành lựa chọn thay thế cho H.323 để trở thành giao thức điểm nối điểm (end-to-end protocol) trong công nghệ Softswitch

Hình 3.6 Các thành phần trong báo hiệu SIP

I.2.4 MGCP: Media Gateway Control Protocol

MGCP là giao thức VoIP và là một chuẩn được xác định bởi IETF, được dùng

để điều khiển Media Gateway từ MGC/SW MGCP là giao thức chủ - tớ (master/slave) mà qua đó Media Gateway sẽ thực thi các lệnh được gửi từ MGC/SW Media Gateway truyền tải các loại tín hiệu như thoại, dữ liệu, hình ảnh giữa mạng IP

và mạng truyền thống Có thể hiểu, trong mô hình MGCP, các Media Gateway chú

trọng vào chức năng phiên dịch tín hiệu âm thanh, trong khi Softswitch đảm nhận chức năng xử lý báo hiệu và cuộc gọi

Một điều cần chú ý là MGCP và MEGACO/H.248 đều là giao thức điều khiển Media Gateway từ MGC/SW Tuy nhiên, MEGACO/H.248 là giao thức mới hơn và đang có xu hướng thay thế MGCP Một số thiết bị được các hãng sản xuất hỗ trợ cả hai giao thức cùng một lúc

Hình 3.7 Qúa trình chuẩn hóa MEGACO

Hình 3.8 Quan hệ giữa các giao thức trong mạng

I.2.5 Chồng giao thức H.323

Tập hợp chuẩn ITU-T H.323 “Hệ thống truyền thông đa phương tiện dựa trên công nghệ gói”, hướng tới hệ thống truyền thông đa dịch vụ thời gian thực bao gồm cho cả thoại, video và dữ liệu đi kèm Mặc dù H.323 có nhiều công dụng nhưng trọng tâm chính của thị trường đối với khuyến nghị này là khả năng audio để thực hiện thoại

IP Thực tế, trong giai đoạn đầu công nghệ VoIP sử dụng chuẩn H.323 làm giao thức báo hiệu cuộc gọi trong mạng và vì thế VoIP chỉ sử dụng một phần cấu trúc H.323 Trong mạng NGN tương lai, H.323 vẫn có thể được sử dụng để báo hiệu cho các VoIP gateway hoặc đầu cuối đa phương tiện

Cấu trúc H.323 có thể được sử dụng một cách thông dụng ở mạng LAN hoặc mạng gói diện rộng Tất nhiên các khả năng của H.323 có thể mở rộng cho mạng WAN nếu các kết nối được thiết lập giữa các thiết bị H.323 Đây là chức năng chính

của các thiết bị Gatekeeper H.323, các thiết bị này là tùy chọn ở H.323 Nếu không có các Gatekeeper, tất cả các thiết bị phải có khả năng tự đưa ra các bản tin báo hiệu trực

tiếp Một hoặc nhiều các gateway H.323 kết nối với mạng bên ngoài

Hình 3.9 Mô hình các thành phần H.323

Application G.XXX H.261

RTCP

H.255.0 terminal to gatekeeper signalling (RAS)

H.255.0 call signalling

Link layer

Physical layer

Hình 3.10 Chồng giao thức H.323 H.323 có thể được sử dụng với PSTN toàn cầu, N-ISDN hoặc B-ISDN sử dụng

ATM Thậm chí là một điện thoại hoặc một đầu cuối cũng có thể tham gia vào hội

nghị H.323 nhưng chỉ với khả năng audio Khi H.323 được sử dụng với mạng ISDN,

nó có thể làm việc với nhiều loại đầu cuối như điện thoại ISDN hoặc các kết cuối

H.320 cho B-ISDN và ATM, kết cuối H.322 cho QoS các mạng LAN, kết cuối H.323

cho truyền thông hội nghị, và H.324 dành cho các kết nối kiểu quay thoại 33,6kb/s

Nói chung, H.323 có mối liên quan chặt chẽ với các chuẩn H.32x, là các chuẩn truyền

thông video cho mạng ISDN

H.225

Chuẩn H.225.0 của ITU mô tả phương thức kết hợp dữ liệu, âm thanh, tín hiệu

video và tín hiệu điều khiển, phương thức mã hóa và đóng gói cho quá trình truyền tải

thông tin giữa hai thành phần của mạng H.323 Chuẩn H225.0 cũng mô tả các giao

thức và định dạng các bản tin cho gateway H.323, qua đó liên quan đến các thiết bị

đầu cuối H.320, H.324 hoặc H.310, H.321 trên các mạng N-ISDN cũng như B-ISDN

tương ứng Ngoài ra, chuẩn H.225.0 còn mô tả các giao thức và định dạng các bản tin

cho quá trình truyền thông giữa gateway H.323 và gateway H.322 cũng như các điểm

cuối trọng mạng H.322 với sự đảm bảo về chất lượng dịch vụ (QoS)

Chuẩn H.225.0 được thiết kế để làm việc trên nhiều loại hình mạng khác nhau

bao gồm cả IEEE 803.2, Token Ring … Do đó, chuẩn H.225.0 được định nghĩa như

một lớp nằm bên trên lớp transport như TCP/UDP/IP Trọng tâm của chuẩn H.225.0 là

sự liên lạc giữa các thành phần trong mạng H.323 mà sử dụng chung một giao thức

truyền tải

Chuẩn H.225.0 sử dụng giao thức RTP và RTCP phục vụ quá trình đóng gói và

đồng bộ luồng đa phương tiện với tất cả các loại mạng sử dụng phương thức truyền dữ

liệu dưới dạng gói (việc sử dụng giao thức RTP và RTCP không bao hàm nghĩa gắn

chặt với việc sử dụng giao thức TCP/UDP/IP) Chuẩn H.225.0 đưa ra mô hình cuộc

gọi trong đó báo hiệu ban đầu trên cơ sở một địa chỉ truyền tải non-RTP, được sử dụng

để thiết lập cuộc gọi và trao đổi khả năng (được mô tả đầy đủ trong chuẩn H.323 và

chuẩn H.245) và cuộc gọi sẽ được thực hiện sau khi một vài kết nối RTP và RTCP

được thiết lập Chuẩn H.225.0 cũng bao gồm chi tiết việc sử dụng hai giao thức RTP

và RTCP

Chuẩn H.225.0 còn được thiết kế để một gateway H.323 có khả năng phối hợp

hoạt động với các loại thiết bị đầu cuối H.320 bao gồm cả các loại thiết bị hoạt động

theo các phiên bản trước đây (phiên bản năm 1990, 1993 hay 1996) cũng như các

phiên bản trong tương lai Ngoài ra, chuẩn H.225.0 còn bảo đảm chất lượng dịch vụ

của thiết bị đầu cuối H.320 có thể được thay đổi phù hợp với đặc tính và khả năng của

gateway H.323

Application G.XXX H.261

RTCP

H.255.0 terminal to gatekeeper signalling (RAS)

H.255.0 call signalling

Network layer Link layer

mở kênh logic, yêu cầu chế độ ưu tiên, điều khiển luồng, ra lệnh và chỉ thị Các bản tin được truyền trên kênh điều khiển H.245 tương ứng với kênh logic 0 Mỗi cuộc gọi chỉ

có một kênh điều khiển H.245 được mở cố định từ giai đoạn thiết lập chức năng điều khiển H.245 đến khi kênh logic 0 được giải phóng Các thủ tục thông thường phục vụ việc đóng mở kênh logic sẽ không được áp dụng với kênh điều khiển H.245

Báo hiệu H.245 được thiết lập giữa hai điểm cuối, đó có thể là thiết bị đầu cuối,

MC, gateway hoặc gatekeeper Chuẩn H.245 mô tả các khối giao thức độc lập hỗ trợ quá trình báo hiệu bao gồm:

51 Quyết định master/slave

52 Trao đổi khả năng

53 Báo hiệu của kênh logic

54 Đóng kênh logic bởi yêu cầu của thiết bị đầu cuối nhận

55 Thay đổi cách tiếp cận bảng ghép kênh H.223

56 Yêu cầu chế độ dữ liệu và âm thanh

57 Quyết định độ trễ vòng

58 Duy trì vòng lặp

59 Ra lệnh và chỉ thị

Vai trò của Gatekeeper

Gatekeeper cung cấp các dịch vụ điều khiển cuộc gọi cho các điểm cuối trong

hệ thống H.323 Nó thực hiện các chức năng quản lý hoạt động của hệ thống Khi có mặt Gatekeeper trong hệ thống, mọi thành phần trong hệ thống phải thực hiện thủ tục đăng ký với Gatekeeper Tất cả các điểm cuối H.323 (terminal, gateway, MCU) đã đăng ký với Gatekeeper tạo thành một vùng H.323 (H.323 Zone) do Gatekeeper đó

quản lý Hầu hết các hệ thống H.323 trong thực tế đều có Gatekeeper do nó cung cấp các chức năng sau:

60 Dịch địa chỉ: Dịch thử địa chỉ alias (ví dụ pc@abc.com) hoặc một số điện thoại

ảo của một điểm cuối sang địa chỉ IP tương ứng

61 Điều khiển kết nạp (Admission Control)

62 Điều khiển băng thông (Bandwidth Control)

63 Quản lý vùng (Zone Management)

Ngoài ra, Gatekeeper có thể cung cấp các chức năng tùy chọn sau:

64 Báo hiệu điều khiển cuộc gọi (Call Control Signaling)

65 Điều khiển cho phép cuộc gọi (Call Authorization)

66 Quản lý băng thông (Bandwidth Management)

67 Quản lý cuộc gọi (Call Management)

68 Tính cước (Billing)

Để làm việc được với các hệ thống H.323, chuyển mạch mềm phải có thành phần thực hiện chức năng Gatekeeper

I.2.1 So sánh giữa H.323 và SIP

Giữa H.323 và SIP có nhiều điểm tương đồng Cả hai đều cho phép điều khiển, thiết lập và hủy cuộc gọi Cả H.323 và SIP đều hỗ trợ tất cả các dịch vụ cần thiết Tuy nhiên, có một số điểm khác biệt giữa hai chuẩn này đó là:

69 H.323 hỗ trợ hội nghị đa phương tiện rất phức tạp Hội nghị H.323 về nguyên tắc có thể cho phép các thành viên sử dụng những dịch vụ như bảng thông báo, trao đổi dữ liệu, hoặc hội nghị video

70 SIP hỗ trợ SIP-CGI (SIP - Common Gateway Interface) và CPL (Call Processing Language)

71 SIP hỗ trợ điều khiển cuộc gọi từ một đầu cuối thứ 3 Hiện nay, H.323 đang được nâng cấp để hỗ trợ chức năng này

Khởi điểm

Dựa trên mạng Internet và Web

Cú pháp và bản tin tương tự như HTTP

Cơ sở là mạng thoại Giao thức báo hiệu tuân theo chuẩn ISDN Q.SIG

Đầu cuối Đầu cuối thông minh SIP Đầu cuối thông minh H.323

Các server lõi SIP Proxy, redirect, location, và

registration servers H.323 Gatekeeper

Tình hình hiện nay

Giai đoạn thử nghiệm khả năng cùng hoạt động của thiết bị của các nhà cung cấp khác nhau đã kết thúc SIP nhanh chóng trở nên phổ biến

Đã được sử dụng rộng rãi

Trễ thiết lập cuộc

gọi

1.5 RTT (round-trip time, tức chu

kỳ gửi bản tin và nhận bản tin trả lời hay xác nhận)

Phiên bản 1 và 2: máy chủ phải giám sát trong suốt thời gian cuộc gọi và phải giữ trạng thái kết nối TCP => hạn chế khả năng mở rộng và giảm độ tin cậy

Chất lượng dịch vụ

Sử dụng các giao thức khác như RSVP, OPS, OSP để đảm bảo chất lượng dịch vụ

Gatekeeper điều khiển băng thông

Bảo mật Đăng ký tại registrar server, có xác

nhận đầu cuối và mã hóa

Chỉ đăng ký khi trong mạng có Gatekeeper, xác nhận và mã hóa theo chuẩn H.235

Định vị đầu cuối và

định tuyến cuộc gọi

Dùng SIP URL để đánh địa chỉ

Định tuyến nhờ sử dụng Redirect

và Location Server

Định vị đầu cuối sử dụng E.164 hoặc tên ảo H.323 và phương pháp ánh xạ địa chỉ nếu trong mạng có Gatekeeper Gatekeeper thực hiện chức năng định tuyến

Tính năng thoại Hỗ trợ các tính năng của cuộc gọi

lý tập trung Tạo tính năng và

dịch vụ mới Dễ dàng, sử dụng SIP-CGI và CPL H.450.1

Mở rộng Dễ dàng Hạn chế

Tích hợp với Web Rất tốt, hỗ trợ click-to-dial Kém

II Báo hiệu SS7 trong mạng PSTN

Hệ thống báo hiệu số 7 (SS7) là một hệ thống báo hiệu kênh chung được công

bố vào những năm 80 ở sách vàng của CCITT Ban đầu, SS7 được thiết kế cho các ứng dụng điều khiển cuộc gọi trong mạng thoại nhưng cho tới nay các ứng dụng SS7

đã được mở rộng rất lớn bao gồm các chức năng như truy vấn cơ sở dữ liệu, giao dịch, vận hành mạng, mạng số tích hợp đa dịch vụ (ISDN)

SS7 thực hiện báo hiệu ngoài băng trong mạng PSTN SS7 hỗ trợ mạng PSTN

xử lý, thiết lập cuộc gọi, trao đổi thông tin định tuyến, vận hành, tính cước, và hỗ trợ các dịch vụ mạng thông minh (IN)

Hình 3.12 Cấu trúc mạng SS7 Mạng SS7 bao gồm những phần tử sau:

để hoàn thành cuộc gọi Ngoài ra, việc truy cập cơ sở dữ liệu được sử dụng trong các dịch vụ mạng thông minh và các dịch vụ đặc biệt

Các SSP thực hiện chức năng chuyển đổi các hệ thống báo hiệu trực tiếp

STP có chức năng chuyển tiếp các bản tin báo hiệu đến các SSP hoặc đến STP khác STP cung cấp các kết nối logic giữa các SSP do đó không yêu cầu cần phải có các kết nối trực tiếp giữa các SSP Thông thường, STP được đặt cấu hình theo từng cặp và được kết nối với nhau nhằm mục đích dự phòng và đảm bảo cho mạng báo hiệu

có độ sẵn sàng cao Cặp STP thực hiện các chức năng giống hệt nhau và được gọi là STP địa phương nếu chúng kết nối trực tiếp với SSP hoặc SCP

SCP là điểm truy cập cơ sở dữ liệu khách hàng của các nhà cung cấp dịch vụ

Nó cũng là nơi lưu trữ các thông tin và dịch vụ của thuê bao cũng như các thủ tục xử

lý các dịch vụ mà thuê bao cài đặt Giao thức truy cập trao đổi thông tin chủ yếu dựa trên giao thức X.25

Các liên kết báo hiệu chính là các kết nối các điểm báo hiệu trong mạng SS7 với nhau Các liên kết này là các đường truyền song công độc lập hợac được xen vào trong các đường trung kế E1

 Các liên kết báo hiệu và chùm liên kết báo hiệu

Các bản tin báo hiệu số 7 được trao đổi giữa các phần tử mạng thông qua các kênh 64kbps – các link báo hiệu Các liên kết báo hiệu trong mạng SS7 được xác định theo chức năng tương ứng với các điểm báo hiệu mà chúng được dùng để liên kết

Hình 3.13 Các kiểu liên kết báo hiệu

Có 6 loại liên kết báo hiệu sau: