BÁO HIỆU điều KHIỂN kết nối

Sơ đồ kết nối và giao thức báo hiệu và điều khiển giữa các thành phần của mạng NGNĐể có thể tạo ra các kết nối giữa các đầu cuối nhằm cung cấp dịch vụ, cácthiết bị này phải trao đổi các

BÁO HIỆU ĐIỀU KHIỂN KẾT NỐI

MỤC LỤC

Câu 1 Nguyên tắc và các thuộc tính cơ bản của hệ thống điều khiển.

Nguyên tắc:

Thủ tục quyết định điều khiển được cho bởi hình sau:

Khái niệm điều khiển thường được hiểu là điều khiểnvà quản lý

+Các lệnh điều khiển được xuất phát từnhững yêu cầu mong muốn của nhàđiều hành (PMD: People Making Decision)

+Các lệnh điều khiển này có thể trực tiếp xuất phát từ PMDhoặc gián tiếpqua các cơ chế điều khiển.Việc điều khiển có thể được tiến hành tự độnghoặc cũng có thể được thực hiện tùy thuộc vào trạng thái của hệthống

Hệ thống viễn thông (TCS) sẽ cung cấp những dịch vụ hữu ích cho ngườidùng.Người dùng sử dụng, trải nghiệm dịch vụ sẽ đánh giá dịch vụ đểphản ánh vào tham số chất lượng dịch vụ.Tham số chất lượng dịch vụ này

là những tham số quan trọng để điều khiển hệ thống viễn thông với xuhướng nâng cao chất lượng, phù hợp những yêu cầu đặt ra của nhà điềuhành

Như vậy, hệ thống viễn thông chịu sựđiều khiển tự động thông qua tham

số chất

lượng dịch vụ và trạng thái hệ thống

Hệ thống viễn thông ngày nay rất phức tạp Nó được mô hình hóa thànhmột loạt các mô hình con Mỗi một mô hình này phản ánh một đặc tínhcủa hệ thống chẳng hạn như đặc tính chung (tính toàn vẹn, tính ổn đinh,khả năng kiểm soát, độ tin cậy…) đặc tính cấu trúc (thành phần), kết nối,khảnăng mở rộng, độ phức tạp) đặc tính chức năng (độ bền, hiệu suất của

sử dụng, độchính xác, kinh tế) Con người không thểtrực tiếp điều khiểntoàn bộ hệ thống Việc điều khiển này dựa trên tiến hành tự động thôngqua việc xây dựng cơ sở dữ liệu và đưa ra các quyết định logic

Các đặc điểm cơ bản của điều khiển tình huống trong hệ thống viễn thông

có thể được phân tích như sau:

1 Xây dựng một lượng nhất định các cơ sở dữ liệu ban đầudựa trên thông tin về một đốitượng điều khiển, các luật hoạtđộng và tiếp cận cho điều khiển

2 Lựa chọn ngôn ngữ mô tả tình huống hiện thời của đối tượng (cáctham số chính và các mối quan hệ để phân loại các đặc tính và tạo rabước điều khiển đơn lẻ)

3 Ngôn ngữ định nghĩa tình huống phản ánh thực tế số học

và các mối quan hệđặc tính hóa đối tượng điều khiển và lượng hóacác hiểu biết

4 Phân loại các tình huống và tổ hợp vào trong các lớp

5 Hướng dẫn và luật điều khiển đóng vai trò quan trọng trong cácquyết định điều khiển Các luật này có tên là luật ánh xạ logic LTR(Logic TransfromationalRule)

6 Các hệ thống điều khiển tình huống không nhằm mục tiêu điềukhiển tối ưu mà chỉ hướng tới hiệu quả không xấu hơn với cơ chếđiều hành nhân công

7 Các quyết định từng bước không xác định chiến lược điềukhiển cho các đối tượng điều khiển thời gian thực Các đối tượngnày cần có các quyết định đệ quy đểcó được quyết định cuối cùng.Các vấn đềtrên cho thấy các hệ thống viễn thông sử dụng tiếp cận điềukhiển tình huống và cần có các tiêu chuẩn phù hợp để đánh giá định tínhhoặc định lượng các yêu cầu điều khiển

Thuộc tính cơ bản:

- Thuộc tính điều khiển: Điều khiển được là thuộc tính của một

hệ thống khi chuyển từ trạng thái nàysang trạng thái khác trongmột khoảng thời gian yêu cầu

- Thuộc tính giám sát: Khả năng giám sát được của hệ thống là khi

hệ thống đảm bảo khả năng thu thậpthông tin về mỗi thành phần củavector trạng thái

- Thuộc tính nhận dạng: Nhận dạng được là khả năng xây dựng

các mô hình toán học cho một hệ thốngvà thu thập thông tinđặc tính của hệ thống mô phỏng trên cơ sở kết quả giám sát

- Thuộc tính bền vững và bất biến: Thuật ngữ bền vững được sử

dụng để xác định các đặc tính cả các hệ thống phứctạp như hệ thốngđiều khiển viễn thông và các hệ thống điều khiển đơn giản Đặc tínhbất biến của hệ thống là khả năng duy trì một số trạng thái đầu ra khicómột số hoạt động khác biệt tại đầu vào

Câu 2 Định nghĩa, chức năng và phân loại báo hiệu theo các tiêu chí

và kỹ thuật mạng khác nhau.

Định nghỉa:Báo hiệu là những thông tin đặc biệt liên quan đến việc

thiết lập, giải phóng, điều khiển cuộc gọi và quản trị trong mạngviễn thông tự động

Chức năng: chức năng giám sát (giám sát trạng thái thuê bao, trung kế…),

chức năng tìm chọn (tìm chọn thông tin địa chỉ để điều khiển thiết lập cuộcgọi), chức năng khai thác và vận hành mạng (phục vụ việc khai thác mạngmột cách tối ưu nhất)

Phân loại:

Phân loại các kỹ thuật báo hiệu

- Báo hiệu trong băng và báo hiệu ngoài băng: Trong mạng

dữliệu, báo hiệu trong băng sử dụng cùng kênh ảo để mang thông tinbáo hiệu và thông tin dữ liệu Báo hiệu ngoài băng là thông tin báohiệu và dữ liệu được mang trên hai kênh ảo khác nhau Trong mạngviễn thông truyền thống, báo hiệu trong băng là báo hiệu sử dụng tần

số trong băng tần thoại (300 Hz – 3400 Hz) Báo hiệu ngoài băng làbáo hiệu sử dụng băng tần lớn hơn băng tần thoại (<4000 Hz) Báohiệu trong băng dễ bị ảnh hưởng bởi mã hóa thoại có thể dẫn tớigián đoạn không mong muốn Báo hiệu ngoài băng cần bổ sung cácthiết bị điện tử để hỗ trợ xử lý báo hiệu

- Báo hiệu trong kênh và báo hiệu kênh chung: Trong báo hiệu

trong kênh, kênh vật lý mang cả thông tin báo hiệu cũng như

là thoại/dữ liệu Báo hiệu kênh chung sử dụng kênh tách biệt đểmang thông tin báo hiệu cho một số kết nối Báo hiệu trong kênh vàbáo hiệu kênh chung trong mạng viễn thông tương tự như báohiệu trong băng và báo hiệu ngoài băng trong các mạng truyềnthông dữ liệu

- Báo hiệu kênh gắn kết và không gắn kết: Trong mạng viễn

thông, báo hiệu

kênh chung được chia thành hai loại: báo hiệu kênh gắn kết và báohiệu kênh không gắn kết Trong báo hiệu kênh chung gắn kết, cáckênh báo hiệu và đường dẫn dữliệu cùng đi qua một phần tử mạng(các kênh báo hiệu này không cùng chia sẻ kênh vật lý với luồng dữliệu) Trong báo hiệu kênh chung kênh không gắn kết, không có sựtương ứng giữa các kênh báo hiệu và các đường dẫn dữ liệu Trongmạng truyền thông dữ liệu, ý nghĩa của báo hiệu kênh gắn kết vàbáo hiệu kênh không gắn kết phụ thuộc vào công nghệ mạng.Trong báo hiệu kênh gắn kết, tất cả bản tin báo hiệu cho mỗi luồng

ảo được trao đổi qua kết nối ảo cố định (VCI=5) của luồng ảo đó.Trong báo hiệu kênh không gắn kết, các bản tin báo hiệu cho tất cảcác luồng được trao đổi trên một luồng ảo và kết nối ảo cốđịnh (VPI=0, VCI=5)

- Metasignalling: Metasignalling chỉ ra quá trình xử lý thiết lập các

kênh báo hiệu bằng các thủ tục báo hiệu Kênh báo hiệu cũng đựợcthiết lập để thiết lập các kênh cho truyền tải dữliệu

Câu 3 Kiến trúc, chức năng báo hiệu trong mạng NGN Điều khiển QoS trong NGN (RACS, RACF; so sánh).

Kiến trúc của mạng NGN là kiến trúc phân tán vì thế mà các chức năngbáo hiệu và xử lý báo hiệu, chuyển mạch, điều khiển cuộc gọi, được thựchiện bởi các thiết bị nằm phân tán trong cấu hình mạng

Sơ đồ kết nối và giao thức báo hiệu và điều khiển giữa các thành phần của mạng NGN

Để có thể tạo ra các kết nối giữa các đầu cuối nhằm cung cấp dịch vụ, cácthiết bị này phải trao đổi các thông tin báo hiệu và điều khiển được vớinhau Cách thức trao đổi các thông tin báo hiệu và điều khiển đó được quyđịnh trong các giao thức báo hiệu và điều khiển được sử dụng trong mạng

Về cơ bản, trong mạng NGN có các giao thức báo hiệu và điều khiểnsau:H.323, SIP, BICC, SIGTRAN, MGCP, MEGACO/H.248

- SS7: là hệ thống báo hiệu kênh chung tối ưu để điều hành trong mạngviễn thông, nó có sự phối hợp với các tổng đài SPC SS7 cung cấp cácphương tiện tin cậy để truyền thông theo trình tự chính xác, không mấtthông tin hoặc lặp lại

- Giao thức SIGTRAN: nhằm mục đích truyền các dữ liệu báo hiệu thờigian thực qua mạng IP SIGTRAN cho phép các nút phía mạng IP giaotiếp với các nút phía mạng SS7 như thể chúng là một phần của mạng báohiệu SS7 Nó cũng cho phép các nút SS7 có thể giao tiếp với nhau qua cácliên kết IP, làm giảm lưu lượng trên link báo hiệu, tránh tắc nghẽn

- SIP: giao thức khởi tạo phiên có chức năng điều khiển lớp ứng dụng, nó

có thểthiết lập, sửa đổi và kết thúc các phiên truyền thông đa phương tiệnhay các cuộc gọi điện thoại qua internet

- Giao thức MGCP, sử dụng để điều khiển các gateway thoại từ các thiết

bị điều khiển cuộc gọi (Media Gateway Controller)

- Giao thức H.323: tương tự như SIP, dùng để khởi tạo, thiết lập các phiêntruyền thông Nhưng đang dần được thay thế bằng SIP

- MEGACO/H.248: Điểu khiển các loại Media gateway khác nhau (TGW,RGW, AGW,MS…), hỗ trợ đàm phán, quyết định các thuộc tính cuộc gọi,

hỗ trợ QoS và đo lường lưu lượng

Các giao thức này có thể phân thành 2 loại: các giao thức ngang hàng(H.323, SIP, BICC) và các giao thức chủtớ (MGCP, MEGACO/H.248)

• Điều khiển QoS trong mạng NGN

Vấn đề cung cấp chất lượng dịch vụ mạng được thông qua các thỏathuận và

hợp đồng lưu lượng theo một số tham số QoS sau: thông lượnglượng mạng, độ

tin cậy, tổn thất gói, trễ và biến động trễ (Rec Y 1540).Các tham số nàyđược thể hiện qua thỏa thuận cung cấp dịch SLA (Service LevelAgreement) còn gọi là hợp đồng lưu lượng giữa người sử dụng và nhàcung cấp dịch vụ

Cấu trúc logic của thỏa thuận cung cấp chất lượng dịch vụ

Các thuật toán điều khiển chính thường gồm điều khiển tình huống,cận tối ưu

thay vì điều khiển tất định thông qua các tiếp cận xác suất

Các kỹ thuật cung cấp QoS cho mạng viễn thông

-Các kỹ thuật cho mặt bằng điều khiển: điều khiển chấp nhận cuộcgọi; kỹ thuật

định tuyến QoS; kỹ thuật dự trữ tài nguyên

-Các kỹ thuật cho mặt bằng dữ liệu: Đó là một nhóm kỹ thuật liên quantrực tiếp tới cácluồng lưu lượng người sử dụng Một số kỹ thuật điểnhình như quản lý bộ đệm,

tránh tắc nghẽn, lập lịch và xếp hàng, phân loại và chia cắt lưu lượng.-Các kỹ thuật liên quan tới mặt bằng quản lý: Đo kiểm để kiểm tracác tham sốluồng dữ liệu thực tế để so sánh với giá trị yêu cầutrong SLA; Giao thức dự phòng tài nguyên RSVP (Resourcereservation Protocol)

Kiến trúc của phân hệ RACS

- RACF: xác định tài nguyên khả dụng và thực hiện điều khiển quản trịtài nguyên.RACF gồm hai khối chức năng: PD-FE (thực thi các chínhsách và luật yêu cầu) và TRC-FE (điều khiển tài nguyên lớp truyền)

Kiến trúc của phân hệ RACF

- So sánh:

+ kiến trúc RACF xem xét tiến trình quản lý cho tất cả các phần mạng để

cung cấp QoS theo yêu cầu trong khi RACS không xem xét đến mức lõi mạng (so sánh này ko chắc chắn lắm)

+ kiến trúc RACF cung cấp nhiều kịch bản quản lý nguồn tài nguyênmạng hơn kiến trúc RACS

Câu 4 Kiến trúc mạng hội tụ cố định và vai trò của báo hiệu trong mạng này.

Tiếp cận IMS được coi là giải pháp tiềm năng hiện nay cho mục tiêu hội tụmạng di động và mạng cố định và đựợc gọi là FMC (Fixed MobileConvergence)

Đối với mạng di động, các giải pháp công nghệ mạng sau đây có thể được

sử dụng để

thực hiện việc hội tụ với mạng cố định

-Miền IMS: liên quan đến việc sử dụng miền IMS của 3GPP đểcung cấp các dịch vụdựa trên SIP

-PLMN-CS: miền chuyển mạch kênh cung cấp dịch vụ thoại (khôngđược điều khiểnbởi IMS)

-PLMN-PS: miền chuyển mạch gói cung cấp các dịch vụ chuyểnmạch gói (khôngđược điều khiển bởi IMS)

Mạng cố định có thể được phân thành 3 loại công nghệ truy nhập cố địnhsau đây, có

thể thực hiện hội tụ với mạng di động:

-Mạng vô tuyến: Thiết bị đầu cuối truy nhập với mạng cố định qua giaodiện vô tuyến

(ví dụ: các chuẩn IEEE 802.11, 802.15 và 802.16)

-Truy nhập cố định băng rộng: Thiết bị đầu cuối truy nhập mạng

cố định qua kết nốihữu tuyến

-Mạng chuyển mạch điện thoại công cộng PSTN: Thiết bị đầu cuối

là điện thoại cốđịnh truyền thống

Cấu trúc FMC dựa trên IMS, giả thiết rằng một nền tảng dịch vụ IMSchung được thực hiện để cung cấp các dịch vụ cả mạng cốđịnh và di động

Mô hình tham chiếu cấu trúc FMC dựa trên IMS mô tả các miền mạng cho

cả mạng cố định và di động để thể hiện mức hội tụ khác nhau có thể đạtđược với cấu trúc này

Cấu trúc FMC dựa trên IMS được thực hiện theo các nguyên tắc sau:

- Cấu trúc hỗ trợ các dịch vụ trên nền IMS trên bất kỳ thiết bị đầucuối nào có hỗ trợ tính năng IMS

- Thiết bị đầu cuối thuê bao có thể kết nối với bất kỳ miền truyền tảitruy nhập chuyển mạch gói nào với các giao diện tương thích

có khả năng truyền tải giao thức giữa thiết bị thuê bao với mạngIMS một cách trong suốt

- Các miền truyền tải truy nhập có thể kết nối đến một miềntruyền tải lõi không phụ thuộc vào công nghệ truy nhập Điều đó

có nghĩa là các giao diện giữa miền truy nhập và lõi giống nhaukhông phụ thuộc vào công nghệ truy nhập

- Các giao diện giữa miền truyền tải lõi và nền tảng dịch vụ IMS cầndựa trên các tính năng yêu cầu hỗ trợ các tính năng và dịch vụ trênnền IMS; không loại trừ việc sử dụng các nền tảng dịch vụ khác để

hỗ trợ giao diện này

- Các giao diện cần hỗ trợ việc chia sẻ phương tiện giữa miền truyềntải lõi và miền truy nhập sử dụng nhiều nhà cung cấp nền tảng dịch

vụ khác nhau

 Vai trò của báo hiệu trong mạng: Như vậy, có thể thấy rằng xu

hướng hội tụ mạng giữa mạng cố định và internet cần thiết có cácgiao thức điều khiển liên mạng giữa các MGC và thực hiện chuyểnđổi thông tin báo hiệu giữa SS7 và mạng IP Trong khi đó, báohiệu điều khiển liên mạng của kiến trúc FMC dựa trên IMS đượcthực hiện thông qua giao thức SIP

Câu 5 Hệ thống báo hiệu số 7

a Mô hình chồng giao thức.

Mô hình kiến trúc chức năng của hệ thống báo hiệu số 7 được thamchiếu tới mô hình OSI gồm 4 lớp Các dịch vụ từ lớp 1 đến lớp 3 của OSIđược cung cấp bởi các phần chuyển tải bản tin MTP (Message TransportPart) và phần điều khiển kết nối báo hiệu SCCP (Signalling ConnectionControl Part) Từ lớp 4 đến lớp 7 tương ứng với mức 4 - phần người dùngtrong SS7 như hình vẽ:

-Phần truyền bản tin MTP: là hệ thống vận chuyển chung để truyền

các bản tin báo hiệu giữa hai điểm báo hiệu SP (Signalling Point) MTPtruyền các bản tin báo hiệu giữa các phần người dùng UP khác nhau vàhoàn toàn độc lập với nội dung các bản tin được truyền MTP chịutrách nhiệm chuyển chính xác bản tin từ một UP này tới một UP khác.Điều nàycó nghĩa là bản tin báo hiệu được chuyển sẽ được kiểm trachính xác trước khi chuyển cho UP Trong mạng báo hiệu dựa trên cơ sởTDM, lớp vật lý của SS7 được gọi là phần truyền bản tin MTP1, lớp lkdl

là MTP2, lớp mạng là MTP3

+ MTP1: là những khe thời gian trên luồng E1 hoặc T1 Thôngtin báo hiệu có thể nằm trên cùng luồng vật lý với lưu lượnghoặc sẽ có hai mạng vật lý riêng, một dùng cho báo hiệu, mộtcho thoại và định tuyến có thể khác nhau

+ MTP2: nhằm đảm bảo truyền tin cậy các bản tin báo hiệu Nóđóng gói bản tin báo hiệu thành các gói SS7 độ dài khác nhau,được gọi là đơn vị tín hiệu SU MTP2 cung cấp việc nhậndạng biên giới các SU, sắp xếp các SU, quản lý và sửa lỗi+ MTP3 thực hiện 2 chức năng

 Xử lý bản tin báo hiệu: phân phối các bản tin đến đúnguser và định tuyến các bản tin ra đến đúng đích

 Quản trị mạng báo hiệu SNM: quản lý các chùm kênhbáo hiệu và chùm tuyến báo hiệu, chỉ thị trạng thái nútmạng cho lưu lượng được định tuyến khi cần thiết SNMcũng cung cấp các thủ tục khắc phục sự cố khi có lỗi xảyra

-Giao thức SCCP: giao thức điều khiển kết nối báo hiệu, khi kết hợp với

MTP nó cung cấp cả dịch vụ kết nối có định hướng và kết nối không định

hướng Ngoài ra nó có thể chuyển những thông tin báo hiệu gắn liền vớikênh lưu lượng, tuy nhiên chỉ là ngoại lệ

-Giao thức TCAP: giao thức ứng dụng khả năng truyền tải, hỗ trợ chức

năng kết nối với cơ sở dữ liệu để lấy thông tin Thông tin hoặc dữ liệu trảlời được gửi dưới khuôn dạng bản tin TCAP Ngoài ra nó cũng hỗ trợ chokhả năng điều khiển từ xa của những thực thể mạng

- OMAP: phần ứng dụng điều hành và bảo dưỡng cung cấp chức năng

trao đổi thông tin và điều khiển mạng thông qua trung tâm điều hành.Ngoài ra nó còn có chức năng quản trị cơ sở dữ liệu, truy nhập bảo dưỡng

và thực hiện toàn bộ việc giám sát các thực thể trong mạng

b Chức năng các lớp tương ứng

- Các thành phần phân lớp MTP gồm 3 lớp: liên kết dữ liệu báo hiệu, liên

kết báo hiệu và mạng báo hiệu

+Lớp liên kết dữ liệu báo hiệu: thực chất là lớp đường truyền vật lý, lớp

này không quan tâm tới nội dung thông tin đang mang mà chỉ quan tâmtới tính chất và tình trạng kênh truyền Kênh báo hiệu là đường truyền dẫnhai chiều và có thể là số hay tương tự Lớp liên kết dữ liệu báo hiệu xácđịnh các tính chất vật lý và đặc điểm chức năng của kênh báo hiệu

+Lớp liên kết báo hiệu: điều khiển việc nhận và gửi các bản tin báo hiệu

giữa các điểm báo hiệu một cách tin cậy và chính xác không cólỗi và không bị trùng lặp Về mặt chức năng, lớp liên kết báo hiệu thựchiện các nhiệm vụ: đồng bộ cờ hiệu và định dạng giới hạn các bản tin;phát hiện và sửa các bản tin lỗi; đồng bộ ban đầu; điều khiển ngừng hoạtđộng bộ xử lý khi xảy ra sự cố và điều khiển luồng dữ liệu lớp 2

+Lớp mạng báo hiệu:chia thành hai phần chức năng chính: Phần xử lý

bản tin báo hiệu và quản lý mạng báo hiệu

• Phần xử lý bản tin báo hiệu gồm hai chức năng: nhận dạng và phânphối bản tin báo hiệu; định tuyến bản tin báo hiệu

• Phần quản lý mạng báo hiệu gồm 3 phần quản lý: lưu lượng báohiệu; kênh báo hiệu; tuyến báo hiệu Ngoài ra còn có chức năngkiểm thửvà bảo dưỡng mạng báo hiệu

Lưu ý: phần điều khiển đấu nối báo hiệu SCCP hỗ trợ cho MTP để cungcấp các dịch vụ mạng không đấu nối có định hướng , cũng như các khảnăng phiên dịch địa chỉ để truyền các thông tin báo hiệu có liên quan tớimạng chuyển mạch kênh , mạng di động , dịch vụ cơ sở dữ liệu SCCP

cùng với MTP mức 3 cung cấp một dịch vụ mạng tương đương với lớpmạng trong mô hình OSI.

-Phần người dùng bao gồm TUP và ISUP

Phần người sử dụng thực chất là một số định nghĩa phần người sử dụngkhác nhau tuỳ thuộc vào kiểu sử dụng của hệ thống báo hiệu.UP là phầntạo ra và phân tích bản tin báo hiệu.Chúng sử dụng MTP để chuyển thôngtin báo hiệu đến một UP khác cùng loại Hiện đang tồn tại một số UPtrên mạng lưới: TUP (Telephone User Part): phần người sửdụng chomạng thoại; DUP (Data User Part): phần người sử dụng cho mạngsốliệu; ISUP (ISDN User Part): phần người sử dụng cho mạng ISDN;MTUP (Mobile Telephone User Part): phần người sử dụng cho mạng điệnthoại di động

+ Trong đó phần người dùng điện thoại TUP xác định các chức năng báohiệu cần thiết trong mạng báo hiệu số 7 cho lưu lượng quốc gia cũng nhưquốc tế Nó cung cấp các đặc tính báo hiệu điện thoại giống như các đặctính báo hiệu khác của ITU TUP sử dụng các khả năng vận chuyển củaMTP để cung cấp các báo hiệu liên quan đến mạng chuyển mạch kênhtrong điều khiển các cuộc gọi điện thoại bao gồm cả hai loại trung kế số vàtrung kế tương tự

+ISUP chức năng cơ bản của phần sử dụng mạng số đa dịch vụ là điềukhiển các đấu nối mạng trong chuyển mạch kênh giữa đường thuê bao vàcác kết cuối của tổng đài Bao gồm các kết cuối cho các dịch vụ thoại cơbản, số liệu và các dịch vụ hỗ trợ ISUP cung cấp mọi chức năng cho cảphần sử dụng điện thoại TUP và sử dụng số liệu DUP và nó đang có xuhướng sẽ thay thế các áp dụng này ISUP cung cấp các chức năng từ lớp 3đến lớp 7 trong mô hình phân lớp của OSI

c.Cấu trúc các đơn vị báo hiệu

- MSU: đơn vị báo hiệu mang thông tin có thể là dữ liệu trao đổi giữa

các user hoặc thông tin quản lý mạng

- LSSU: đơn vị báo hiệu mang thông tin về tình trạng kênh báo hiệuđược sử dụng để quản lý tình trạng các kênh báo hiệu LSSU chỉ được traođổi ở lớp 2 của các MTP

- FISU: đơn vị báo hiệu điền đầy được sử dụng để phát hiện lỗi đườngtruyền trên các kênh báo hiệu trong trường hợp không còn đơn vị bản tinMSU

Cấu trúc 3 loại đơn vị báo hiệu trên:

d.Xử lý định tuyến

-Một mạng SS7 điển hình gồm các kiểu node trong mạng SS7 như: Điểmchuyển mạch dịch vụ SSP, Điểm chuyển tiếp dịch vụ STP và điểm điềukhiển dịch vụ SCP Sáu dạng liên kết được định nghĩa trong mạng SS7gồm:

o Liên kết truy nhập (A-link) kết nối các SSP tới STP, hoặc SCP tới STP

o Liên kết cầu nối (B-link) kết nối các STP không cùng lớp

o Liên kết chéo (C-link) kết nối chéo các STP cùng lớp

o Liên kết trực giao (D-link) kết nối các SSP tới các STP của vùng khác

o Liên kết mở rộng (E-link) sử dụng để kết nối một SSP tới STPcủa vùng khác

o Liên kết đủ (F-link) sử dụng để kết nối trực tiếp hai nhóm SSP

-Định tuyến các bản tin báo hiệu trong mạng SS7 được thực hiện theophương pháp từng chặng (hop-by-hop) và dựa trên một tập luật định tuyếndưới đây:

o Một bản tin phát ra từ SSP tới một SSP kết nối trực tiếp sẽchọn đườngF-link trước Nếu F-link không tồn tại, bản tin sẽ chọn A-link là tuyếnđường dẫn cho bản tin

o Một bản tin từ một SSP tới một SSP khác được phục vụ bởi một cặpSTP được định tuyến theo đường A-link tới STP của vùng sau đómới được chuyển tiếp

o Một bản tin đã tới STP của vùng đích lựa chọn A-link để kết nốitới SSPđích, nếu A-link không tồn tại, bản tin theo đường C-link tới STPcùng cặp để kết nối tới SSP đích

o Một bản tin đã tới STP của vùng đích có thể chọn E-link tới SSP đích,nếu E-link không tồn tại, bản tin được định tuyến tới STP của vùng nguồntheo B-link Lựa chọn tiếp theo là sử dụng B-link tới vùng đích thứhai của SSP hoặc sử dụng C-link tới các vùng khác có kết nối tới SSPđích

o Một bản tin từ một SSP tới một SCP thực hiện định tuyến trên F-linknếu F-link tồn tại, nếu F-link không tồn tại, bản tin sẽ được địnhtuyến tới STP nguồn trên đường A-link để kết nối tới SCP

Việc định tuyến bản tin báo hiệu được thực hiện dựa vào các bit trong cáctrường hợp thông tin dịch vụ SIO và nhãn định tuyến trong trường thôngtin báo hiệu SIF của bản tin báo hiệu

Trường SIO trong đơn vị báo hiệu MSU chứa dữ liệu chỉ thị dịch vụ

SI và trường dịch vụ con SSF Chỉ thị dịch vụ SI để thực hiện việc phânphối bản tin theo dịch vụ định sẵn và trường dịch vụ con SSF chứa các bitchỉ thị mã quốc gia, bit dự phòng phục vụ cho định tuyến bản tin

Nhãn định tuyến tiêu chuẩn có độ dài 32 bit được đặt ở đầu trườngthông tin báo hiệu SIF Nhãn chứa toàn bộ thông tin cần thiết để địnhtuyến bản tin tới đích cuối cùng Mã điểm báo hiệu DPC xác định điểmđích của bàn tin Mã điểm báo hiệu nguồn OPC xác định điểm xuất phátcủa bản tin Các mã này thuần túy ở dạng nhị phân Trường chọn kênh báohiệu SLS được sử dụng khi cần thiết, thực hiện nhiệm vụ chia tải

Chức năng định tuyến bản tin chủ yếu dựa trên thông tin DPC vàSLS chứa trong nhãn định tuyến Tuy nhiên, trong một số trường hợp địnhtuyến sử dụng cả trường SI cho từng dịch vụ Mỗi điểm báo hiệu SSP đều

có bảng định tuyến cho phép SSP xác định kênh báo hiệu để gửi bản tintrên cơ sở DPC và trường SLS Nhằm chia tải, định tuyến cho phép truyềntrên kênh khác hay chùm kênh khác theo nhiều đường dẫn khác nhau

Câu 6 Hệ thống báo hiệu số 7 ứng dụng triển khai trên mạng PSTN, GMS và UMTS

Báo hiệu số 7 trong mạng

và tối thiểu hóa việc gián đoạn mạng Khi triển khai SS7 trong PSTN thìchỉ lắp đặt thêm một số phần cứng Còn phần mềm của nút chuyểnmạch thì được cập nhật mới với tính năng SS7 Trong mạng báo hiệu số

7 một nút chuyển mạch có tính năng SS7 được coi như một điểmchuyển mạch dịch vụ SSP (có nghĩa SSP không phải là một nút mớitrên mạng) Thêm nữa SS7 không triển khai những phương tiện vật lýmới cho các đường báo hiệu mà nó sử dụng luôn các khe thời gian củacác đường trung kế sẵn có Tại mỗi nút, thiết bị giao tiếp SS7 phải táchđược thông tin trên các khe thời gian dành cho báo hiệu để đưa vào xử

lý Hệ thống SS7 cũng đưa ra thành phần mới là các nút STP, SCP.Tuy nhiên các nút chuyển mạch và những phương tiện sẵn có trongPSTN vẫn tồn tại MTP chịu trách nhiệm chuyển chính xác bản tin từmột UP này tới một UP khác Các thành phần phân lớp MTP gồm 3 lớp:liên kết dữ liệu báo hiệu, liên kết báo hiệu và mạng báo hiệu

PSTN sử dụng 2 giao thức TUP và ISUP trong SS7 để thiết lập vàgiải phóng các kênh lưu lượng TUP không thể có được những dịch vụ

và tính năng như của ISUP bởi vì ngay từ đầu ISUP được thiết kế hỗ trợdịch vụ ISDN Trong thực tế TUP được coi như đã quá lạc hậu và đangdần được thay thế bằng ISUP

Báo hiệu số 7 trong mạng

GSM

Các giao thức SS7 được sử dụng trong mạng GSM để cung cấp thông tinbáo hiệu cho việc thiết lập và giải phóng các kết nối cũng như chia sẻnhững thông tin trong cơ sở dữ liệu cho các thực thể của mạng Ngăn xếpcủa SS7 sử dụng cho mạng di động được thể hiện trên hình 3.3

MSC kết nối với mạng cố định thông qua giao thức ISUP hoặc TUP.Cùng với MTP và SCCP, còn có thêm một số các giao thức khác để MSCgiao tiếp với các thực thể khác trong hệ thống GSM

Phần ứng dụng di động MAP là giao thức của SS7 hỗ trợ cho mạng diđộng Nó định nghĩa những hoạt động giữa các thành phần mạng nhưMSC, HLR, VLR, EIR và mạng cố định Các lớp truyền tải, phiên vàtrình diễn không sử dụng trong SS7, các chức năng này được nhóm tronglớp ứng dụng sử dụng ISUP và TUP Các giao thức MAP được thiết kế làMAP/B và MAP/H tuỳ thuộc vào chức năng của giao tiếp

Các hoạt động điều hành của MAP có thể chia thành 5 phần chính nhưsau: quản lý di động; vận hành và bảo dưỡng; xử lý cuộc gọi; hỗ trợ dịch

vụ bổ sung; dịch vụ bản tin ngắn SMS

( Đến đây là có thể đủ nếu câu hỏi ít điểm và cần trả lời ngắn gọn)

Quản lý di động

Các tác vụ quản lý di động gồm một số các nội dung sau: Quản lý vị trí,tìm kiếm vị trí của MS, quản lý truy nhập, chuyển giao vùng, quản lýnhận thực, quản lý bảo mật, quản lý IMEI, quản lý thuê bao, nhận dạngthuê bao và khôi phục lỗi

Để hạn chế các thông tin trao đổi giữa HRL, các HRL chỉ chứa các thôngtin về MSC/VRL quản lý thuê bao hiện thời Việc quản lý vị trí gồm một

số tác vụ như: Cập nhật vùng, loại bỏ vùng, gửi nhận dạng, xác định MS.Chuyển vùng giữa các MSC được thực hiện bởi một chuỗi các thủ tục báohiệu gồm: Chuẩn bị chuyển vùng, gửi tín hiệu tới kết cuối, xử lý báo hiệutruy nhập, chuyển báo hiệu truy nhập và chuyển vùng Các thủ tục cơ bảnđược thể hiện qua ví dụ trên hình 3.5 dưới đây Các thủ tục được thựchiện qua giao thức MAP/E, cập nhật vị trí mới của MS được thực hiệnqua MAP/D không thể hiện trong hình vẽ

Vận hành và bảo dưỡng

Vận hành và bảo dưỡng được chia thành hai vùng chính: Giám sát thuêbao và nhiệm vụ hỗn hợp Giám sát thuê bao gồm hai trạng thái kích hoạt

và không kích hoạt, trạng thái kích hoạt giám sát thuê bao được khởi tạo từHRL yêu cầu VRL kiểm tra trạng thái của thuê bao và gửi về MSC đểgiám sát MS Nhiệm vụ hỗn hợp sử dụng trong mạng GSM hiện nay chỉthực hiện nhiệm vụ trao đổi thông tin về thuê bao giữa HRL và VRL

Xử lý cuộc gọi

Các thủ tục xử lý cuộc gọi chủ yếu dựa trên các thông tin định tuyến, khicác thuê bao tìm kiếm và xác nhận các địa chỉ MSC đích, các thủ tục doMAP không còn cần thiết Riêng việc xử lý cuộc gọi qua gateway củatrung tâm chuyển mạch di động GMSC thì vẫn phải sử dụng các giao thứcMAP/C

Trong trường hợp một thuê bao từ mạng cố định PSTN gọi sang mạng diđộng, các bản tin khởi tạo ISUP IAM được gửi tới gateway chứa thông tin

số bị gọi Dựa trên các con số này, mạng PSTN định tuyến cuộc gọi tớiGMSC thích hợp GMSC chứa nhận dạng thuê bao di động trong cơ sở dữliệu sẽ sử dụng điều hành MAP tới HRL để tim kiếm MS Nếu thuê baođang trong trạng thái chuyển vùng, các thông tin trao đổi giữa HRL vàVRL được thực thi để đảm bảo quá trình định tuyến thành cong Hình 3.6chỉ ra thủ tục của MAP trong trường hợp cuộc gọi từ mạng PSTN

Hỗ trợ dịch vụ bổ sung

Các dịch vụ bổ sung được thực thi qua các điều hành MAP gồm có một sốtác vụ như: Đăng ký dịch vụ bổ sung, xoá dịch vụ bổ sung, kích hoạt dịch

vụ bổ sung, huỷ bỏ kích hoạt dịch vụ bổ sung, liên kết điều hành dịch vụ

bổ sung, đăng ký mật khẩu và lấy mật khẩu

Dịch vụ bản tin ngắn SMS

Dịch vụ bản tin ngắn SMS là một trong các dịch vụ cơ bản của hệ thống diđộng GSM, các điều hành dịch vụ bản tin ngắn SMS gồm có một số tácvụ: Chuyển bản tin ngắn, gửi thông tin định tuyến cho bản tin ngắn, báocáo trạng thái bản tin, cảnh báo từ trung tâm nhắn tin và thông tin củatrung tâm dịch vụ Các thông tin trao đổi giữa MSC được thực hiện quagiao thức MAP/E được chỉ ra trên hình vẽ 3.7 dưới đây

Báo hiệu số 7 trong UMTS tớ không tìm hiểu được, hơn nữa thầy bảo phần này tập trung vào các giao diện

Câu 7 Bộ giao thức H.323 (Thành phần chức năng, thành phần mạng, thủ tục thiết lập

cuộc gọi theo các kịch bản khác nhau).

b.Thành phần mạng và chức năng các thành phần tương ứng

Kiến trúc H.323 được sử dụng thông dụng ở mạng cục bộ LAN hoặc mạnggói diện rộng

• Chuẩn H.225 cho quá trình báo hiệu và thiết lập cuộc gọi

• Chuẩn H.245 cho việc trao đổi khả năng của đầu cuối và để tạo các kênhthông tin

• RAS cho việc đăng ký và điều khiển các hoạt động quản lý khác với GK

• RTP/RTCP được sử dụng cho việc truyền các gói tin đa phương tiện

• Các chuẩn mã hoá thoại

 Gateway

• Thực hiện chức năng chuyển đổi báo hiệu và dữ liệu giữa mạng IP vàcác mạng khác Làm cầu nối cho phép các mạng hoạt động dựa trên cácgiao thức khác nhau có thể phối hợp với nhau Cấu trúc của Gatewaybao gồm một Bộ điều khiển cổng đa phương tiện MGC (MediaGateway controller), cổng đa phương tiện MG (Media Gateway) vàcổng báo hiệu SG (Signalling Gateway)

• Các đặc tính cơ bản của một Gateway trong giao thức H.323

Một Gateway phải hỗ trợ các giao thức báo hiệu hoạt động trong mạngH.323 và mạng sử dụng chuyển mạch kênh

Về phía H.323, Gateway phải hỗ trợ báo hiệu điều khiển H.245 cho quátrình trao đổi khả năng hoạt động của đầu cuối cũng như của Gateway, báohiệu cuộc gọi H.225, báo hiệu RAS

Về phía SCN, Gateway phải hỗ trợ các giao thức hoạt động trong mạngchuyển mạch kênh (như SS7 sử dụng trong PSTN).Chuyển đổi mã audio

và video

 Gatekeeper

Một Gatekeeper được xem là bộ não của mạng H.323, nó chính là khốitrung tâm cho mọi cuộc gọi trong mạng H.323 Mặc dù là thành phần tuỳtrọn nhưng Gatekeeper cung cấp các dịch vụ quan trọng như biên dịch địachỉ, sự phân quyền và nhận thực cho thiết bị đầu cuối và Gateway, quản lýbăng thông, thu thập số liệu và tính cước

 Khối điều khiển đa điểm MCU

MCU là thành phần hỗ trợ dịch vụ hội nghị điểm đa điểm nếu phiên làmviệc có sự tham gia của từ 2 đầu cuối H.323 trở lên.Mọi đầu cuối tham giavào hội nghị đều phải thiết lập một kết nối với MCU MCU gồm hai chứcnăng cơ bản: Điều khiển đa điểm và nhận, xử lý các luồng dữ liệu chophiên đa điểm

c Thủ tục thiết lập cuộc gọi theo các kịch bản khác nhau

Kịch bản kết nối trực tiếp từ PC đến điện thoại

Thiết lập cuộc gọi

Giải phóng cuộc gọi

Kịch bản định tuyến qua GateKeeper

Thiết lập cuộc gọi

Giải phóng cuộc gọi

Các bước thủ tục tóm tắt như sau

Giai đoạn thiết lập cuộc gọi Trong quá trình này, đầu cuối chủ

gọi

thông báo cho bên bị gọi yêu cầu mở một kênh audio Giai đoạn này cũngxác định bản tin với mục đích thông báo cho chủ gọi là bên bị gọi đã nhậnđược thông báo về cuộc gọi Độ chính xác của tín hiệu thiết lập cuộc gọituỳ

thuộc vào cấu hình mạng, cụ thể là sự tồn tại và vị trí của các GatekeeperTrong mọi trường hợp, đầu cuối chủ gọi sẽ bắt đầu một kết nối có chưa địachỉ IP kênh điều khiển H245 với mục đích thiết lập kênh truyền thôngbằng

bản tin H.245

Giai đoạn truyền thông và khả năng trao đổi Khi hoàn thành giai đoạn

thiết lập cuộc gọi, cả 2 đầu cuối sẽ bước sang giai đoạn B Giaiđoạn này

liên quan đến thiết lập kênh điều khiển H.245 thông qua việc trao đổithông

tin có liên quan đến khả năng của từng điểm trong cuộc gọi Trongtrường

hợp này là khả năng liên quan đến kiểu loại kênh truyền thông được hỗtrợ

Ví dụ các gateway H.323 phải hỗ trợ cho các kênh audio Song có nhiềuloại

gateway lại không hỗ trợ cho video hoặc kênh truyền thông được địnhnghĩa

theo H.323

Giai đoạn thiết lập và truyền thông audio Trong giai đoạn này, các đầu

cuối sẽ trao đổi để thiết lập các kênh logic sẽ truyền tải các luồng thôngtin

Đối với thông tin audio, mỗi đầu cuối cuộc gọi sẽ mở một kênh duy nhấtbởi

vì sẽ không có một yêu cầu nào có cùng mã hoặc tốc độ bit được sửdụng

theo cả hai hướng

Giai đoạn Tham số cuộc gọi : Tham số cuộc gọi là những thay

gateway và đầu cuối

Giai đoạn Giải phóng cuộc gọi: Thiết bị muốn giải phóng cuộc gọi H.323

đơn giản bằng cách cho phép chuyển các bản tin xoá cuộc gọigiống như chuyển các bản tin thiết lập cuộc gọi được sử dụng lúcbắt đầu cuộc gọi Cũng giống như khi thiết lập, các thủ tục giải phóngcuộc gọi khác nhau tuỳ thuộc vào vai trò của Gatekeeper trong cuộc gọi

Thủ tục được tóm tắt hơn như sau:

-Trước hết cả 2 thiết bị đầu cuối phải được đăng ký tại Gatekeeper thôngqua kênh RAS

-Đầu cuối A gửi yêu cầu tới Gatekeeper đề nghị thiết lập cuộc gọi

-Đầu cuối A gửi bản tin SETUP tới đầu cuối B

-Đầu cuối B trả lời bằng bản tin xử lý cuộc gọi(call proceeding) và đồngthời liên lạc với Gatekeeper để xác nhận quyền thiết lập cuộc gọi

-Đầu cuối B gửi bản tin thông báo(Alerting) và bản tin kết nối(connect)-Hai đầu cuối trao đổi một số bản tin H245 để xác định chủ/tớ,khả năng xử

lý của đầu cuối và thiết lập kết nối RTP

-Giải phóng cuộc gọi bằng cách truyền các bản tin xóa cuộc gọi

Chú ý: Đề bài hỏi thủ tục nào thì nêu thủ tục đó, nếu hỏi thủ tục thiết lập cuộc gọi thì k cần nêu thủ tục kết thúc cuộc gọi Tương tự với bài tập, nếu hỏi thủ tục thiết lập thì không tính thêm số bản tin để kết thúc cuộc gọi còn nếu hỏi hết thì nêu cả 2 thủ tục thiết lập và kết thúc

Câu 8 Giao thức khởi tạo phiên SIP (Chức năng, thành phần mạng, thủ tục thiết lập cuộc

gọi theo các kịch bản khác nhau).

a Kiến trúc chức năng.

-Lớp đầu tiên trong giao thức là lớp cú pháp và mã hóa Lớp này sửdụng văn phạm ABNF để đưa ra các nguyên tắc mã hóa và khuôn dạng cúpháp cho bản tin SIP

-Lớp thứ hai trong cấu trúc SIP là lớp truyền tải Đây là lớp chỉ thịcho client gửi yêu cầu và nhận các đáp ứng và server nhận yêu cầu và gửicác đáp ứng như thế nào

-Lớp thứ ba trong cấu trúc SIP là lớp giao dịch Lớp giao dịch xử lýviệc tương thích đáp ứng cho yêu cầu Các giao dịch sử dụng lớp truyền tải

để gửi và nhận yêu cầu và đáp ứng

-Lớp thứ tư là lớp giao dịch chứa bốn cơ chế trạng thái giao dịch.Mỗi cơ chế trạng thái giao dịch có các tham số định thời, nguyên tắc phátlại và nguyên tắc kết cuối riêng biệt

b.Chức năng

-Theo định nghĩa của IETF, “Giao thức khởi tạo phiên” SIP(Session Initiation Protocol) là “giao thức báo hiệu lớp ứng dụng mô tảviệc khởi tạo, thay đổi và giải phóng các phiên kết nối tương tác đaphương tiện giữa những người sử dụng”

-SIP là một giao thức điều khiển lớp ứng dụng mà có thể thiết lập,sửa đổi và kết thúc các phiên truyền thông đa phương tiện SIP có thể mờicác thành viên tham gia vào các phiên truyền thông đơn hướng hoặc đahướng SIP hỗ trợ việc ánh xạ tên và các dịch vụ chuyển tiếp một cáchtrong suốt, vì thế cho phép thực hiện các dịch vụthuê bao điện thoại củamạng thông minh và mạng ISDN SIP hỗ trợ 5 khía cạnh của việc thiếtlập và kết thúc các truyền thông đa phương tiện sau:

• Định vị người dùng (User location): xác định hệ thống đầu cuốiđược sử dụng trong truyền thông

• Các khả năng người dùng (User capabilities): xác định phương tiện

và các thông số phương tiện được sử dụng

• Tính khả dụng người dùng (User Availability): xác định sự sẵnsàng của bên được gọi để tiến hành truyền thông

• Thiết lập cuộc gọi (Call setup): thiết lập các thông số của cuộc gọitại cả hai phía bị gọi và chủ gọi

• Xử lý cuộc gọi (Call handling): bao gồm truyền tải và kết thúc cuộcgọi

c.Thành phần mạng

Các thành phần chính của một hệ thống SIP bao gồm các thànhphần sau: Đầu cuối SIP (UAC/UAS); Proxy server; Location server;Redirect server; Registrar server