Nghiên cứu xây giải pháp báo hiệu tập trung STP Gateway cho mạng di động

Nghiên cứu xây giải pháp báo hiệu tập trung STP Gateway cho mạng di động

LỜI MỞ ĐẦU 3

PHẦN I ĐẶT VẤN 4

1.1 XU THẾ PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ VIỄN THÔNG 4

1.1.1 Yêu cầu thị trường .4

1.1.1.1 Nhu cầu của khách hàng 4

1.1.1.2 Nhu cầu của doanh nghiệp 4

1.1.1.3 Yêu cầu đối với nhà khai thác .5

1.1.2 Xu thế phát triển mạng di động .5

1.1.3 Xu thế phát triển dịch vụ 8

1.1.4 Các dịch vụ mạng di động thế hệ mới .9

1.1.5 Kết luận 12

1.2 XU THẾ PHÁT TRIỂN MẠNG BÁO HIỆU 12

1.2.1 Giới thiệu về hệ thống báo hiệu số 7 .12

1.2.1.1 Vai trò của hệ thống báo hiệu số 7 12

1.2.1.2 Các khối chức năng chính của hệ thống CCS7 13

1.2.1.2.1 Sơ đồ khối chức năng 13

1.2.1.2.2 Mối tương quan giữa CCS7 và mô hình OSI 14

1.2.2 Truyền tải báo hiệu SS7 qua mạng IP 15

1.2.2.1 Giới thiệu chung 15

1.2.2.2 Tổng quan về SIGTRAN 16

1.2.2.2.1 Một số hạn chế sau của TCP 16

1.2.2.2.2 SIGTRAN 17

1.2.3 Giao thức báo hiệu trong mạng IP: SIP 25

1.2.3.1 Các đặc điểm của SIP .25

1.2.3.2 Các chức năng của SIP 26

1.2.3.3 Các thành phần của hệ thống SIP 27

1.2.3.4 Khái quát về hoạt động của SIP 28

1.2.4 Sự phát triển mạng đến mạng toàn IP 28

PHẦN 2 : GIẢI PHÁP MẠNG BÁO HIỆU TẬP TRUNG STP GATEWAY 30

2.1 CÁC CẤU TRÚC MẠNG BÁO HIỆU VIỄN THỐNG 30

2.1.1 Cấu trúc mạng báo hiệu hình lưới ( MESH ) 30

2.1.2 Cấu trúc mạng báo hiệu tập trung 31

2.2 CÁC TÍNH NĂNG CỦA STP GATEWAY 34

2.2.1 Chức năng MTP – SCCP 35

2.2.1.1 Khái quát 35

2.2.1.2 Các tính năng NRC 36

2.2.1.2.1 Điều khiển xử lý nghẽn do bản tin báo hiệu xử lý 36

2.2.1.2.2 Thủ tục khử nghẽn kênh giả 37

2.2.1.2.3 Chống nghẽn trên nhóm kênh mới đưa vào hoạt động 37

2.2.1.2.4 Chống sự nghẽn từ lưu lượng được tái định tuyến .37

2.2.1.2.5 Phát hiện định tuyến vòng MTP 38

2.2.1.2.6 Khởi động lại MTP 38

2.2.1.2.7 Định tuyến theo cụm và đa dạng quản lý 39

2.2.1.2.8 Định tuyến SCCP để đáp lại nghẽn MTP .39

2.2.1.2.9 Hỗ trợ mã SLS 8 bít 39

2.2.1.2.10 Các thủ tục dự phòng chống lại mất TFR/TCR 40

2.2.1.2.11 Điều khiển luồng MTP 40

2.2.1.3.1 Các chức năng định tuyến MTP nâng cao .40

2.2.1.3.2 Mã đa điểm .41

2.2.1.3.3 Phát mã SLS ngẫu nhiên 41

2.2.1.3.4 Các tính năng giao thức hỗn hợp: 41

2.2.1.4 Bảo vệ Gateway (Gateway Screening - GWS): 41

2.2.1.5 Bảo vệ MAP GSM 42

2.2.1.5.1 Khái quát .42

2.2.1.5.2 Xử lý bảo vệ MAP GSM .43

2.2.2 Chức năng Gateway 43

2.2.2.1 Gateway MTP 43

2.2.2.1.1 Phân biệt MSU ở mức 3 .43

2.2.2.1.2 Định tuyến MSU 43

2.2.2.1.3 Quản lý các mã điểm .44

2.2.2.1.4 Nghẽn kênh nội hạt 44

2.2.2.2 Tính năng Gateway X.25/SS7 44

2.3 HỆ THỐNG BÁO HIỆU TẬP TRUNG HỖ TRỢ CÁC DỊCH VỤ 45

2.3.1 Giải pháp bảo vệ truy cập từ bên ngoài (Access Screening) 45

2.3.2 Định tuyến nâng cao với chi phí thấp nhất 45

2.3.3 Phân tích tính cước 45

2.3.4 Thông tin thương mại 46

2.3.5 Định tuyến cuộc gọi đến cuộc gọi (call by call) 46

2.3.6 Phân phát tên cuộc gọi 47

2.3.7 Quản lý gian lận 47

2.3.8 Khả năng chuyển số nội hạt (Local Number Portability) 47

2.3.9 Các mã cấp phép theo khoảng cách xa: (Long Distance Authorization Codes) 48

2.3.10 Quản lý chuyển vùng (roaming) 48

2.3.11 Dịch vụ báo cuộc gọi nhỡ 48

2.3.12 Chuyển vùng mạng không dây .49

2.3.13 Các âm chuông báo cá 49

2.3.14 Sự dịch số 49

PHẦN 3 : GIẢI PHÁP ĐỀ XUẤT BÁO HIỆU TẬP TRUNG (STP GATEWAY) CHO MẠNG VIETTEL MOBILE 51

3.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 51

3.2 CẤU TRÚC MẠNG DI ĐỘNG VIETTEL HIỆN TẠI .51

3.2.1 Sơ đồ mạng .51

3.2.2 Đánh giá về cấu trúc mạng báo hiệu hiện tại 52

3.3 GIẢI PHÁP CHO MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG VIETTEL 52

3.3.1 Sự cần thiết STP Gateway trong mạng di động Viettel 52

3.3.2 Yêu cầu các tính năng STP Gateway khi triển khai vào mạng di động Viettel 54

3.4 CÁC BƯỚC TRIỂN KHAI .55

3.4.1 Giai đoạn 1: Thử nghiệm 55

3.4.2 Giai đoạn 2: Đưa vào hoạt động chính thức .56

3.4.3 Giai đoạn 3: giải pháp báo hiệu tập trung (STP Gateway) trong mạng NGN-Mobile (thế hệ 3G) 57

PHẦN 4 : KẾT LUẬN .59

THUẬT NGỮ VIẾT TẮT 60

TÀI LI ỆU THAM KHẢO 64

LỜI MỞ ĐẦU

Mạng thông tin di động đã phát triển nhanh chóng và rộng khắp trên toàn thế giới,trong mười năm qua với khả năng cung cấp đa dạng các loại hình dịch vụ Tuy nhiên, khiđời sống xã hội ngày càng phát triển thì nhu cầu trao đổi thông tin của con người cũngtăng lên Hiện nay, những nhu cầu đó không chỉ còn tập trung vào loại hình dịch vụ thoạitruyền thống như trước đây mà còn cả các dịch vụ thoại có hình ảnh, hội nghị đa phương,cầu truyền thông Thực tế này đòi hỏi mạng thông tin di động phải phát triển theo mộtcấu trúc mới tiên tiến hơn dựa trên nền IP, có khả năng cung cấp các dịch vụ thông tin đaphương tiện

Song song với sự phát triển của dịch vụ và cấu trúc mạng, quá trình báo hiệu cũngđặt ra những thách thức mới để giúp các thành phần trong mạng trao đổi thông tin vớinhau tốt hơn Xu thế tất yếu là phải tách báo hiệu thành một module độc lập để xử lý báohiệu tập trung Với cách nhìn nhận mới này module báo hiệu đóng vai trò như mộtgateway, định tuyến, xử lý báo hiệu từ các thành phần, các mạng khác nhau Bên cạnh đóbáo hiệu tập trung sẽ nâng cao độ an toàn, tin cậy của hệ thống, tạo tiền đề thuận lợi chocho nhà khai thác khi chuyển sang mạng IP nhờ tính năng xử lý báo hiệu qua mạng IP Nhằm khắc phục những hạn chế của mạng báo hiệu đang tồn tại và đáp ứng nhu cầuphát triển mạng trong tương lai, đề tài “Nghiên cứu xây giải pháp báo hiệu tập trung STPGateway cho mạng di động” được chúng tôi xây dựng và thử nghiệm trên mạng Viettelmobile, nó là giải pháp tối ưu cho mạng báo hiệu, dễ dàng phát triển các dịch vụ thôngminh và là tiền đề để tiến đến mạng di động thế hệ 3G Trong quá trình nghiên cứu vàthực hiện không tránh khỏi những thiếu sót, rất mong sự đóng góp chân thành của quý vị

để cho đề tài hoàn thiện hơn

Xin chân thành cảm ơn

Hà Nội, ngày tháng 03 năm 2006

NHÓM THỰC HIỆN ĐỀ TÀI

PHẦN I ĐẶT VẤN ĐỀ 1.1 XU THẾ PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ VIỄN THÔNG

1.1.1 Yêu cầu thị trường

Nhu cầu về các dịch vụ đa phương tiện của khách hàng sẽ định hướng con đườngphát triển cho các nhà khai thác dịch vụ viễn thông Hiện nay nhu cầu của khách hàngkhông chỉ dừng lại ở dịch vụ thoại mà họ còn mong muốn được sử dụng những dịch dữliệu Điểm thu hút khách hàng là họ có thể truy nhập các dịch vụ giải trí, thông tin liên lạcphong phú trong một môi trường thân thiện và hiệu quả Khách hàng cũng mong muốn cóthể truy nhập dịch vụ từ bất cứ đâu, bất kỳ khi nào dưới bất kỳ hình thức nào

Các kỹ thuật truy nhập băng rộng mới: VoIP, WLAN, WiFi đã phần nào xoá đi ràocản đối với các nhà cung cấp dịch vụ mới trong ngành công nghiệp viễn thông di động và

cố định Do vậy, hầu hết nhà khai thác hiện nay đều cần giải pháp để đưa dịch vụ tiếp cậnđến khách hàng đồng thời duy trì mối quan hệ với khách hàng và nâng cao nguồn doanhthu

1.1.1.1 Nhu cầu của khách hàng

Yêu cầu của khách hàng viễn thông hiện nay ngày càng cao Họ nhận thức tốt hơn trước và sẵn sàng đón nhận các dịch vụ thu hút sự quan tâm và phục vụ yêu cầu thực tiễn của mình Hơn nữa các dịch vụ tiên tiến và hấp dẫn sẽ đóng vai trò quan trọng tạo nên cảm nhận mới về phương tiện truyền thông, điển hình là dịch vụ tương tác Cơ chế thông tin và thiết bị đầu cuối hiện đại sẽ góp phần hỗ trợ người sử dụng và che dấu yếu tố kỹ thuật phức tạp

1.1.1.2 Nhu cầu của doanh nghiệp

Các doanh nghiệp luôn mong muốn điều hành hoạt động kinh doanh hiệu quả vàgiảm thiểu những chi phí, để tăng lợi nhuận Như vậy họ cần quản lý và giải quyết thôngtin linh hoạt ví dụ như di chuyển, thêm, thay đổi thông tin khách hàng

Bên cạnh các nhu cầu như đối với cá nhân, doanh nghiệp còn có một số yêu cầu đặctrưng riêng đối với môi trường làm việc của họ

Công nghệ mới cho phép làm việc hiệu quả hơn, ví dụ như điều hành, quản lý quátrình sản xuất kinh doanh từ xa - một hình ảnh, phương thức hoạt động khá mới mẻnhưng sẽ trở nên phổ biến trong thời gian tới Làm việc ở nhà, tại sân bay, trên đường đềurất thuận tiện khi bạn truy nhập đến cùng một dịch vụ như tại cơ quan bao gồm danh sáchngười thân, thông tin lưu trữ

Cùng với xu hướng làm việc bên ngoài công ty đang gia tăng, một yêu cầu thiết yếu

từ khách hàng là an ninh mạng Khách hàng cần truy nhập an toàn đến các chức năng trong môi trường mạng từ thiết bị di động cá nhân, quản lý và giám sát các ứng dụng an toàn, hiệu quả Đối với những doanh nghiệp đặc biệt là các doanh nghiệp lớn nhu cầu trao đổi thông tin giữa các module rất lớn, họ muốn chuyển đổi từ hệ thống hiện có sang cấu trúc dựa trên SIP và IP

1.1.1.3 Yêu cầu đối với nhà khai thác

Thông thường nhà khai thác luôn tìm kiếm giải pháp nhanh, linh hoạt nhằm nắm bắtcác cơ hội thương mại mới Khi khách hàng chuyển từ các dịch vụ thoại truyền thốngsang dịch vụ đa phương tiện, nhà khai thác phải có khả năng cung cấp liên tục và đáp ứngnhu cầu khách hàng bất cứ khi nào, bằng bất kỳ cách nào truy nhập đến dịch vụ

1.1.2 Xu thế phát triển mạng di động

Mạng thông tin di động đã phát triển mạnh mẽ và rộng khắp trên toàn thế giới trongmười năm vừa qua với khả năng cung cấp đa dạng các loại hình dịch vụ Hiện nay, nhucầu sử dụng dịch vụ dữ liệu ngày càng tăng cao, các dịch vụ dữ liệu chiếm một tỉ trọngđáng kể trong tổng doanh thu của nhà khai thác mạng thông tin di động

Trong vài năm tới các dịch vụ thông tin đa phương tiện dựa trên nền IP, sẽ là nguồndoanh thu chính khi doanh thu từ các dịch vụ thoại đang trở nên bão hoà Theo các nhàphân tích công nghệ dự đoán dữ liệu sẽ chiếm 90% của dòng lưu lượng của các mạngcông cộng trong khoảng từ 5 đến 10 năm nữa Các ứng dụng mới như thương mại điện

tử, duyệt web không dây, hội nghị đa phương tiện sẽ còn làm tăng hơn nữa tốc độ dữ liệu.Mặt khác do việc mở cửa thị trường viễn thông bãi bỏ các quy định, rào cản đang trởthành hiện tượng trên toàn cầu Nên giữa các nhà cung cấp dịch vụ sẽ có sự cạnh tranhgay gắt đòi hỏi nhà cung cấp dịch vụ phải có sự cân nhắc đáng kể về: Cấu trúc và phươngthức hoạt động của mạng… Điều này cũng mang đến cơ hội cho nhà cung cấp dịch vụ đểthúc đẩy họ đầu tư, tăng thêm các ứng dụng và dịch vụ mới, giảm giá thành các dịch vụđang có

Các xu hướng này đòi hỏi mạng thông tin di động phải phát triển theo một cấu trúcmới tiên tiến hơn, cấu trúc dựa trên nguyên tắc của mạng NGN (Next GenerationNetwork), với các tiêu chí cơ bản:

-Mạng hội tụ thoại và dữ liệu

-Mạng phân tách lớp điều khiển khỏi lớp truyền tải Khái niệm cấu trúc mạng

NGN xuất phát từ mạng thông tin cố định Theo khuyến nghị của Liên minh Viễn

thông thế giới (ITU), mạng thế hệ mới - Next Generation Network (NGN) được coi

là mạng gói có khả năng cung cấp các dịch vụ viễn thông, sử dụng băng tần rộng và các công nghệ truyền tải hỗ trợ QoS trong đó các chức năng liên quan đến dịch vụ

không phụ thuộc vào công nghệ truyền tải Hệ thống

hỗ trợ tính di động linh hoạt cho phép cung cấp dịch vụ cho thuê bao một cách ổn địnhmọi lúc, mọi nơi

NGN được hiểu là mạng dựa trên mạng chuyển mạch gói trong đó các phần tử thựchiện chức năng chuyển mạch định tuyến và các phần tử điều khiển được phân tách mộtcách logic và vật lý theo khả năng thông minh điều khiển dịch vụ hoặc cuộc gọi MạngNGN hỗ trợ rất đa dạng các loại hình dịch vụ dựa trên một cơ sở hạ tầng truyền dẫnchung, bao gồm từ các dịch vụ thoại cơ bản cho đến các dịch vụ số liệu, video, đaphương tiện, dịch vụ băng thông rộng, và các ứng dụng quản lý mạng thông minh

Cấu trúc mạng NGN bao gồm 5 lớp chức năng: lớp truy nhập dịch vụ (service accesslayer), lớp chuyển tải dịch vụ (service transport/core layer), lớp điều khiển (controllayer), lớp ứng dụng/dịch vụ (application/service layer) và lớp quản lý (managementlayer) Hình 1 thể hiện cấu trúc của NGN ở góc độ dịch vụ

Lớp ứngdụng/dịchvụ Lớp ứng dụng và dịch vụ cung cấp các ứng dụng và dịch

vụ như dịch vụ mạng thông minh IN (Intelligent network), trả tiền trước, dịch vụ giá trị gia tăng Internet cho khách hàng thông qua lớp điều khiển Hệ thống ứng dụng và dịch

vụ mạng này liên kết với lớp điều khiển thông qua các giao diện mở API Nhờ giao diện

mở này mà nhà cung cấp dịch vụ có thể phát triển các ứng dụng và triển khai nhanh chóng các dịch vụ trên mạng Trong môi trường phát triển cạnh tranh sẽ có rất nhiều thành phần tham gia kinh doanh trong lớp này

Lớp điều khiển Lớp điều khiển bao gồm các hệ thống điều khiển kết nối cuộc gọi

giữa các thuê bao thông qua việc điều khiển các thiết bị chuyển mạch (ATM+IP) của lớp chuyển tải và các thiết bị truy nhập của lớp truy nhập Lớp điều khiển có chức năng kết nối cuộc gọi thuê bao với lớp ứng dụng/dịch vụ Các chức năng như quản lý, chăm sóc

khách hàng, tính cước cũng được tích hợp trong lớp điều khiển

Lớp chuyển tải dịch vụ Bao gồm các nút chuyển mạch (ATM+IP) và các hệ

thống truyền dẫn (SDH, WDM), thực hiện chức năng chuyển mạch, định tuyến các cuộc gọi giữa các thuê bao của lớp truy nhập dưới sự điều khiển của thiết bị điều khiển cuộc gọi thuộc lớp điều khiển Hiện nay đang còn nhiều tranh cãi khi sử dụng ATM hay MPLScho lớp chuyển tải này

Lớp truy nhập dịch vụ Bao gồm các thiết bị truy nhập cung cấp các cổng kết nối

với thiết bị đầu cuối thuê bao qua hệ thống mạng ngoại vi cáp đồng, hoặc cáp quang, hoặc thông qua môi trường vô tuyến (thông tin di động, vệ tinh, truy nhập vô tuyến cố định )

Lớp quản lý Đây là lớp đặc biệt xuyên suốt các lớp trên Các chức năng quản lý

được chú trọng là: quản lý mạng, quản lý dịch vụ, quản lý kinh doanh

Hình 1.2: Cấu trúc luận lý của mạng NGN

Với yêu cầu cung cấp các dịch vụ số liệu, đặc biệt là dịch vụ truyền thông đaphương tiện, mạng thông tin di động hiện nay cũng đang phát triển theo cấu trúc NGN

Có thể nói, các tổ chức tiêu chuẩn 3GPP và 3GPP2 đóng vai trò chủ yếu trong việc xâydựng kiến trúc mạng NGN-Mobile cho các hệ thống thông tin di động dựa trên mạng lõiGSM và CDMA Xu hướng phát triển theo cấu trúc NGN của mạng lõi 3GPP bắt đầu từRelease 4 (R4), sau đó được hoàn thiện bởi Release 5 (R5) và Release 6 (R6) với khảnăng hỗ trợ các dịch vụ thông tin đa phương tiện Về nguyên tắc, có thể xây dựng mạngthông tin di động NGN-Mobile dựa trên các cấu trúc: mạng lõi R4 hoặc cấu trúc mạng lõiR5&R6

Việc lựa chọn giải pháp nâng cấp mạng của mỗi nhà khai thác cụ thể phụ thuộc vàonhiều yếu tố khác nhau, như hiện trạng mạng hiện tại; chiến lược phát triển mạng/dịch

vụ; chi phí đầu tư Điều này cho phép nhà khai thác lựa chọn phương án triển khai mạngphù hợp

• Tích hợp các dịch vụ tiên tiến: thuê bao có khả năng chỉnh sửa các thông tin sửdụng trong một phiên đa phương tiện thời gian thực Nhà cung cấp dịch vụ sẽcho phép người sử dụng tích hợp các dịch vụ đa phương tiện riêng rẽ hiện nayvào trong một phiên đơn, người sử dụng giám sát nhiều phiên tại cùng một thờiđiểm Ví dụ họ có thể gửi tin nhắn, một đoạn video hay file tài liệu trong khi vẫnkiểm soát cuộc gọi thoại hay video

Hình 1.3: Phát triển dịch vụ trong mạng IP

← • Tương tác dịch vụ tốt hơn: Các nhà khai thác có thể tạo ra các nhóm dịch

vụ đa phương tiện tiềm năng để tăng doanh thu Họ sẽ nâng cao cảm nhận của người sử dụng bằng việc tăng cường tương tác giữa các dịch vụ Ví dụ một người sử dụng duyệt web cũng có thể tạo ra một cuộc hội nghị truyền hình chỉ với một vài lần kích chuột

người dùng mạng biết về trạng thái và sự có mặt của những người dùng khác để

nâng cao, tuỳ biến phương tiện liên lạc Người dùng có thể chia sẻ thông tin về

vị trí của mình để xác định phương pháp liên lạc thích hợp và hiệu quả nhất hơn

là sử dụng các phương tiện giao thông

Với NGN, nhà cung cấp dịch vụ có thể đưa ra các ứng dụng đa phương tiện thờigian thực trên nền IP đến người dùng, yêu cầu phát triển là tích hợp các phiên đa phươngtiện thời gian thực và phi thời gian thực, tích hợp truyền thông máy tính -người sử dụng.NGN-Mobile cho phép các dịch vụ thông tin người sử dụng - người sử dụng qua một số

cơ chế sau:

phiên đa phương tiện Nó cung cấp định tuyến dựa trên các tiêu chuẩn, quản lý vị trí, cho phép các thuê bao kết hợp các dịch vụ linh hoạt từ miền chuyển mạch kênh và chuyển mạch gói

năng hoạt động liên mạng và tiếp cận thị trường nhanh hơn đối với các dịch vụ mới

ứng các yêu cầu của dịch vụ thời gian thực Người sử dụng có thể chỉ rõ chất lượng họ yêu cầu dựa trên loại dịch vụ và từng trường hợp cụ thể

chỉ cho phép các thuê bao tạo các phiên kết nối với một hay nhiều người

cho độ phức tạp tương tác giữa các phần tử dịch vụ khác nhau thuộc nhiều mạng

• Nhắn tin nhanh: Dịch vụ dữ liệu hiện tại có thể được cải tiến để lưu trữ bất kỳ

dạng nội dung nào Người dùng có thể kết nối thời gian thực không những sửdụng văn bản ký tự mà còn sử dụng hình ảnh, đoạn audio, video và chia sẻ tàiliệu

Hình 1.4: Sự thay đổi nội dung tin nhắn theo thời gian

gia tăng phổ biến của máy tính và điện thoại ngày nay, các dịch vụ trò chơi được mời chào một cách thoải mái hơn

toàn bất kể thời gian và nơi nào truy nhập đến các ứng dụng và thông tin từ bất kỳ thiết bị

IP hay mạng truy nhập nào

← • Push to talk: Nhà cung cấp có thể giảm gia thành qua dịch vụ điện thoại đơn công sử dụng mô hình dịch vụ radio đã tồn tại

← • Video thời gian thực: người sử dụng có thể chia sẻ hình ảnh video thời gian thực, đoạn video hay hình ảnh trong suốt cuộc gọi trên nền chuyển mạch kênh hay chuyển mạch gói

← • Chia sẻ tài liệu: người dùng có thể truy nhập, xem lại, biên tập một tài liệucùng với nhiều người dùng khác, tất cả mọi thay đổi là trong thời gian thực Họ có thể thảo luận những thay đổi qua điện thoại hay sử dụng tin nhắn nhanh theo chu trình xem xét liên tục Tài liệu có thể lưu tại một máy tính chủ với quyền truy nhập khác nhau mà cho phép những người sử dụng khác truy nhập vào từng nội dung riêng biệt: tư liệu, lịch năm, thông tin địa chỉ liên lạc

← • Chia sẻ thông tin chung: Trí tuệ tập thể, mô hình hoá, nỗ lực lập kế hoạch

sẽ nâng cao khi sử dụng một trang thông tin chung Tất cả người sử dụng trong

phiên đó có quyền truy nhập thời gian thực đến trang thông tin để xem lại, thêm, hiệuchỉnh nội dung

Hình 1.5: Tài nguyên chia sẻ qua các dịch vụ đa phương tiện

sẵn sàng thì tin nhắn gửi tới họ sẽ lưu trên mạng và được gửi ngay lập tức khi người sử dụng đó kết nối đến mạng

truyền thống Mỗi vị trí thiết lập một hội nghị truyền hình đến cầu trung tâm, tại đây sẽ liên kết các cuộc gọi và đưa ra mức dịch vụ phù hợp với yêu cầu chất lượng

← • Điện thoại truyền hình: Người sử dụng có thể tạo ra các cuộc gọi truyền hình, các phiên dữ liệu hay cuộc gọi thoại cũng có thể dễ dàng mở rộng để hỗ trợ điện thoại truyền hình Thêm vào đó khi đan xen một số dịch vụ như chia sẻ tài liệu hay chia

sẻ trang thông tin sẽ khiến các phiên truyền thông phong phú hơn

← • Thư thoại: Tin nhắn thoại có thể được biến đổi sang dạng file dữ liệu âm thanh và phân phối đến các thuê bao chuyển vùng qua hệ thống tin nhắn nhanh Thậm chí

có thể hỗ trợ dịch vụ thư thoại hình ảnh

kênh truyền thống sang cấu trúc IP, mặt khác các kênh của cấu trúc IP sẽ cung cấp dịch

vụ đa phương tiện và VoIP tiên tiến tới một phạm vi rộng lớn các thiết bị truyền thông

← • Hội nghị dựa trên web: dễ dàng tạo ra các cuộc hội nghị thoại hay đa phương tiện chỉ với vài lần click chuột để tạo phiên thông tin qua trình duyệt web

Trên đây chỉ là những minh hoạ của các dịch vụ đa phương tiện hấp dẫn mà cấutrúc NGN-Mobile sẽ cung cấp Nhà cung cấp dịch vụ cũng có thể tạo ra thay đổi lớn đểtiếp cận thị trường khi liên kết mạng cố định và di động Ví dụ như dịch vụ tin nhắn haychia sẻ nội dung giữa một thiết bị số cá nhân (PDA) và một PC

1.1.5 Kết luận

Để duy trì các khách hàng hiện có và thu hút khách hàng mới, nhà cung cấp dịch vụcần tạo một hình ảnh hấp dẫn về các dịch vụ đa phương tiện Việc triển khai thành côngcác công nghệ chuyển mạch, báo hiệu, cơ sở hạ tầng ứng dụng bản chất là tạo tiền đề và

mở ra cơ hội cho các dịch vụ thế hệ tiếp theo Nhà cung cấp mà phân phối các dịch vụtiên tiến, có giá trị sẽ chiếm thị phầm và thu nhiều lợi nhuận Giải pháp NGN-Mobile đãthực sự hoà nhập dịch vụ thời gian thực và phi thời gian thực nên nhà khai thác mạng cóthể đẩy nhanh thời gian tiếp cận thị trường

1.2 XU THẾ PHÁT TRIỂN MẠNG BÁO HIỆU

Như đã đề cập phần trên ta thấy, hội tụ mạng dữ liệu và mạng chuyển mạch kênhPSTN là xu hướng phát triển của mạng viễn thông thế giới cung như ở Việt Nam Có thểnói báo hiệu là một vấn đề rất quan trọng đối với bất kỳ một hệ thống nào, mạng NGNcũng không nằm ngoài quy luật đó Trong phần này sẽ trình bày về hệ thống báo hiệuSS7 trong mạng TDM và SS7 trên mạng IP

1.2.1 Giới thiệu về hệ thống báo hiệu số 7

1.2.1.1 Vai trò của hệ thống báo hiệu số 7

Hệ thống CCS7 được thiết kế tối ưu cho mạng quốc gia và quốc tế sử dụng trung kế

số Tốc độ đạt 64 kb/s, có cấu trúc phân lớp Hệ thống báo hiệu số 7 cũng có thể sử dụngtrên các đường dây tương tự (analog)

Hệ thống CCS7 được thiết kế không chỉ cho điều khiển thiết lập, giám sát các cuộcgọi điện thoại mà cho cả các dịch vụ phi thoại

SS7 là hệ thống báo hiệu kênh chung tối ưu để điều hành trong mạng viễn thông số,

nó có sự phối hợp với các tổng đài SPC

SS7 có thể thoả mãn các yêu cầu hiện tại và trong tương lai cho các hoạt động giaodịch giữa các bộ vi xử lý trong mạng viễn thông để báo hiệu điều khiển cuộc gọi, điềukhiển từ xa, báo hiệu quản lý và bảo dưỡng

SS7 cung cấp các phương tiện tin cậy để truyền thông tin theo trình tự chính xác,không bị mất hoặc lặp lại thông tin

Hình1.6: Mạng SS7 cơ bản

Hiện nay, CCS7 sẽ đóng vai trò rất

quan trọng đối với các dịch vụ trong các

mạng như: -Mạng điện thoại công cộng –

PSTN -Mạng số tích hợp đa dịch vụ –

ISDN -Mạng thông minh – IN

- Mạng thông tin di động mặt đất – PLMN

1.2.1.2 Các khối chức năng chính của hệ thống CCS7

1.2.1.2.1 Sơ đồ khối chức năng

Hệ thống CCS7 được chia thành một số khối chức năng chính như sau:

Hình1.7: Cấu trúc cơ bản của hệ thống CCS7

 Phần truyền bản tin (MTP: Message Transfer Part): đây là hệ thống vận chuyển chung

để truyền các bản tin báo hiệu giữa hai SP

MTP truyền các bản tin báo hiệu giữa các UP khác nhau và hoàn toàn độc lập với nộidung các bản tin được truyền

MTP chịu trách nhiệm chuyển chính xác bản tin từ một UP này tới một UP khác.Điều này có nghĩa là bản tin báo hiệu được chuyển sẽ được kiểm tra chính xáctrước khi chuyển cho UP

 Phần người sử dụng (UP: User Part): đây thực chất là một số định nghĩa phầnngười sử dụng khác nhau tuỳ thuộc vào kiểu sử dụng của hệ thống báo hiệu

UP là phần tạo ra và phân tích bản tin báo hiệu Chúng sử dụng MTP để chuyểnthông tin báo hiệu đến một UP khác cùng loại Hiện đang tồn tại một số UP trênmạng lưới:

- TUP (Telephone User Part): phần người sử dụng cho mạng thoại

- DUP (Data User Part): phần người sử dụng cho mạng số liệu

- ISUP (ISDN User Part): phần người sử dụng cho mạng ISDN

-MTUP (Mobile Telephone User Part): Phần người sử dụng cho mạng điện thoại

di động

1.2.1.2.2 Mối tương quan giữa CCS7 và mô hình OSI

Hệ thống CCS7 là một kiểu thông tin số liệu chuyển mạch gói, nó được cấu trúctheo kiểu module, rất giống với mô hình OSI nhưng nó chỉ có 4 mức Trong đó 3 mứcthấp nhất hợp thành phần chuyển bản tin (MTP), mức thứ tư gồm các phần ứng dụng(Hình 1.10)

Hình1.8: Mối tương quan giữa CCS7 và mô hình OSI

Lớp 1 xác định các đặc tính vật lý của tuyến liên kết số liệu báo hiệu và các phươngtiện để truy nhập nó Lớp 1 (tương ứng với lớp vật lý của OSI) có chức năng biến đổi sốliệu thành tín hiệu kết nối bình thường với mạng số liệu 64kbit/s Các chức năng mạngbáo hiệu có thể truy nhập vào lớp liên kết báo hiệu bằng hoạt động chuyển mạch

Lớp 2 thực hiện chức năng "liên kết báo hiệu" nó xác định các chức năng và thủ tục

để truyền các tin báo hiệu lên một đường liên kết số liệu Đường liên kết tin báo này nằmngoài các đường truyền tín hiệu thuê bao Mỗi một tin báo hiệu được truyền qua đườngliên kết báo hiệu trong các đơn nguyên tín hiệu có độ dài thay đổi Một đơn nguyên tínhiệu bao gồm thông tin điều khiển cộng thêm nội dung bản tin báo hiệu Lớp 2 còn cóchức năng kiểm tra lỗi trong đơn vị tín hiệu, phát hiện lỗi liên kết báo hiệu và phục hồiliên kết báo hiệu

Lớp 3 với chức năng mạng lưới báo hiệu, xác định các chức năng và thủ tục chung

để truyền bản tin báo hiệu không phụ thuộc các liên kết báo hiệu riêng lẻ Lớp này còn cóchức năng quản lý mạng như: điều khiển việc định tuyến, điều khiển và tái tạo lại cấuhình mạng

Nhằm đáp ứng nhu cầu của các dịch vụ mở rộng, ITU-T bổ sung phần điều khiểnđấu nối báo hiệu SCCP như trên hình 3 SCCP đưa ra dịch vụ vận chuyển sự kết nối củamạng và định hướng đấu nối của mạng SCCP đưa ra khả năng sử dụng mạng SS7 dựatrên MTP để trao đổi thông tin ở lớp cao hơn

Tóm lại, hệ thống báo hiệu SS7 của ITU-T là một hệ thống báo hiệu kênh chung

được tiêu chuẩn hoá SS7 được thiết kế cho mạng thông tin điện thoại và nhiều loại mạngviễn thông khác được phát triển trong tương lai SS7 cung cấp một phương tiện tin cậy đểchuyển thông tin đúng trình tự không thất lạc hoặc trùng lặp

1 1.2.2 Truyền tải báo hiệu SS7 qua mạng IP

2 1.2.2.1 Giới thiệu chung

Công nghiệp truyền thông đang trải qua một giai đoạn bùng nổ theo hướng hội tụcủa các dịch vụ Dữ liệu đã trở nên có ý nghĩa hơn trong toàn bộ lưu lượng truyền tải trênmạng so với lưu lượng thoại Các nhà khai thác đang tìm cách kết hợp giữa lưu lượngthoại và lưu lượng dữ liệu, giữa các mạng lõi và các dịch vụ Trong số các giải pháp côngnghệ được lựa chọn, công nghệ IP hiện đang được quan tâm với tư cách là giải pháp hứahẹn cho hỗ trợ đa phương tiện để xây dựng các dịch vụ tích hợp mới

Hiện nay, đang diễn ra sự tích hợp giữa mạng chuyển mạch kênh truyền thống vớimạng chuyển mạch gói như mạng IP Các nhà khai thác đang thay thế các mạng điệnthoại cố định và di động theo kiến trúc toàn IP và có cả hỗ trợ giao thức báo hiệu số 7.Công nhệ IP cho phép các nhà khai thác mạng có thể mở rộng mạng và xây dựng cácdịch vụ mới một cách có hiệu quả Thành phần các dịch vụ bổ sung thông dụng nhưSMS, … góp phần vào sự phát triển nhanh chóng của các mạng báo hiệu

Hình 1.9: Truyền tải báo hiệu đơn giản qua môi trường IP

Mạng IP có các ưu điểm nổi bật so với mạng trên cơ sở TDM như sau:

mạng SS7 hiện có và các tính năng nâng cao trong tương lai là “trong suốt”

← • Giá thành thiết bị thấp hơn: Không cần đầu tư nhiều đối với các phần tử

báo hiệu hiện có

lý E1/T1 qua mạng truyền tải SDH Sử dụng công nghệ truyền tải IP qua SDH, IP qua cáp quang, … có thể đạt thông lượng cao hơn nhiều

kết như trong SS7 và mạng IP linh động hơn rất nhiều so với mạng TDM

phát triển hàng loạt các giải pháp mới và các dịch vụ giá trị gia tăng phong phú

1.2.2.2 Tổng quan về SIGTRAN

1.2.2.2.1 Một số hạn chế sau của TCP

-Các cơ chế truyền đảm bảo sự tin cậy: TCP là giao thức cung cấp việc truyền dữliệu tincậy Việc này được thực hiện thông qua cơ chế xác nhận (acknowledgmentsmechanism) và cơ chế tuần tự (sequencing mechanism) Một số ứng dụng cần sự truyềntin cậy nhưng không cần sự hỗ trợ của 2 cơ chế trên nên việc sử dụng TCP trong nhữngtrường hợp này sẽ gây ra trễ

-Yêu cầu thời gian thực: Với việc gây ra trễ không cần thiết do sử dụng các cơ chếtrên đã làm cho TCP không thích hợp với các ứng dụng thời gian thực

-Cơ chế socket của TCP:Cơ chế này làm phức tạp việc cung cấp khả năng truyền tincậy của multi-homed host

-Vấn đề an toàn: TCP dễ bị sự cố với các tấn công từ chối dịch vụ

1.2.2.2.2 SIGTRAN

Những giới hạn đề cập trên đây của TCP là rất đáng phải quan tâm khi muốn truyềnbáo hiệu số 7 qua mạng IP và do đó, SIGTRAN là một tập các tiêu chuẩn mới do IETFđưa ra nhằm cung cấp một mô hình kiến trúc để truyền tải báo hiệu số 7 qua mạng IP.Kiến trúc giao thức SIGTRAN được định nghĩa gồm ba thành phần chính (hình ):

Hình 1.10: Mô hình kiến trúc SIGTRAN

Trong đó:

việc truyền tải báo hiệu Đây là một giao thức truyền tải mới (transport protocol) được xây dựng để thay thế TCP (Transmission Control Protocol) trong việc truyền tín hiệu SS7 SCTP không chỉ giải quyết được vấn đề truyền tải báo hiệu trong SIGTRAN mà còn

có khả năng đáp ứng cho nhiều ứng dụng khác

cầu bởi một giao thức ứng dụng báo hiệu riêng Một vài giao thức phân lớp thích ứng mớiđược định nghĩa bởi IETF như: M2UA, M2PA, M3UA, SUA

a Giao thức điều khiển luồng truyền tải – SCTP

SCTP là một giao thức truyền tải qua IP mới, tồn tại đồng mức với TCP và UDP.SCTP hiện cung cấp các chức năng tầng truyền tải cho nhiều ứng dụng trên cơ sởInternet SCTP được IETF đưa ra và đặc tả trong RFC 2960

Kiến trúc của SCTP

Về kiến trúc, SCTP nằm giữa tầng tương thích người dùng SCTP và tầng mạngchuyển gói phi kết nối như IP, … Dịch vụ cơ bản của SCTP là chuyển giao tin cậy cácbản tin của người dùng giữa các người dùng SCTP đồng mức SCTP là giao thức hướngkết nối vì vậy, SCTP thiết lập kết nối giữa hai điểm đầu cuối (gọi là liên hệ trong phiênSCTP) trước khi truyền dữ liệu người dùng của nó

Hinh1.11: Kiến trúc của SCTP

Chức năng của SCTP

Dịch vụ truyền tải SCTP có thể được phân thành một số chức năng Các chức năngnày được mô tả như sau (hình ):

 Thiết lập và hủy bỏ liên hệ: Một liên hệ được tạo ra bởi một yêu cầu từ ngườidùng SCTP Cơ chế cookie được dùng trong quá trình khởi tạo để cung cấp sự

hỗ trợ bảo vệ chống lại sự tấn công

 Phân phối tuần tự theo các luồng: Người dùng SCTP có thể xác định số lượngcác luồng được hỗ trợ trong liên hệ tại thời điểm thiết lập liên hệ đó

 Phân mảnh dữ liệu người dùng: SCTP hỗ trợ phân mảnh và tái hợp các bản tin

dữ liệu người dùng để đảm bảo cho các gói tin SCTP truyền xuống các tấng thấphơn phù hợp với MTU

 Xác nhận và tránh tắc nghẽn: SCTP gán cho mỗi bản tin dữ liệu người dùng (đượcphân mảnh hoặc không) một số tuần tự truyền dẫn (TSN) Đầu cuối thu sẽ xác nhậntoàn bộ các TSN và ngắt đoạn (nếu có) thu được

 Chunk bundling: Gói tin SCTP được phân phối đến tầng thấp hơn bao gồm hai thànhphần là tiêu đề chung và theo sau là một hoặc nhiều chunk Hình vẽ sau đây mô tảkiến trúc chung của một gói SCTP:

hỗ trợ:

 Hoạt động của các thực thể giao thức MTP3 đồng mức qua kết nối mạng IP

 Ranh giới giao tiếp MTP2/MTP3, quản lý các liên hệ truyền tải SCTP và lưulượng liên kết MTP2

 Thông báo không đồng bộ để quản lý sự thay đổi trạng thái

Đặc tả MTP yêu cầu mỗi nút có tầng MTP3 phải có một mã điểm SS7 Vì vậy, mỗiđiểm báo hiệu IP cũng cần phải có mã điểm SS7 của nó

Hình 3.7 mô tả một điểm báo hiệu SS7 kết nối thông qua một SG, được trang bị hỗtrợ cho cả mạng SS7 và IP, kết nối đến một điểm báo hiệu IP Hình 3.8 là một ví dụ khác,trong đó MTP3 được thích ứng với lớp SCTP nhờ sử dụng M2PA trong kiến trúc toàn IP

Hình 1.14 Vai trò và vị trí của M2PA Hình 1.15: Vai trò và vị trí M2PA trong mạng

toàn IP

Ở đây, các điểm báo hiệu IP MTP3 sử dụng lớp M2PA bên dưới nó thay cho MTP2.Giao tiếp giữa hai lớp – MTP3 hoặc M2PA được định nghĩa bằng cùng các hàm nguyên

thuỷ như trong giao tiếp MTP3/MTP2 M2PA thực hiện các chức năng tương tự nhưMTP2

M2UA

M2UA định nghĩa một giao thức để truyền tải các bản tin báo hiệu của ứng dụngMTP2 SS7 (ví dụ MTP3) qua IP sử dụng SCTP Chỉ có ứng dụng của MTP2 là MTP3.M2UA cung cấp sự hỗ trợ cho:

Ranh giới giao tiếp giữa MTP2/MTP3

Truyền thông giữa các modul quản lý tầng

Hỗ trợ cho quản lý các association tích cực

SG mong muốn nhận được báo hiệu SS7 qua một thiết bị kết cuối mạng SS7 chuẩn,

sử dụng MTP SS7 để cung cấp truyền tải các bản tin báo hiệu SS7 đến và từ một điểmdầu cuối báo hiệu SS7 Sau đó, SG cung cấp sự phối hợp hoạt động giữa các chức năngtruyền tải với IP SIGTRAN nhằm truyền tải các bản tin báo hiệu MTP3 đến điểm báohiệu IP của MTP3 sử dụng MTP2 của SG với tư cách là tầng thấp hơn của nó để sử dụngcác hàm nguyên thủy tương ứng được định nghĩa giữa các tầng Truyền thôngMTP3/MTP2 được định nghĩa là các bản tin M2UA và gửi qua kết nối IP

Hình 1.16: Vai trò và vị trí của M2UA

M3UA

M3UA định nghĩa giao thức hỗ trợ truyền tải bất kỳ báo hiệu người dùng MTP3 (ví

dụ như các bản tin ISUP/SCCP,…) qua IP sử dụng các dịch vụ của SCTP Giao thức nàythường được dùng giữa một SG và một MGC hoặc cơ sở dữ liệu thường trú IP M3UA

thích hợp với việc chuyển giao các bản tin của bất kỳ phần người dùng MTP3 nào Danhsách các giao thức này là không giới hạn và bao gồm ISUP, SCCP và TUP Chú ý rằngcác bản tin của giao thức TCAP và RANAP được M3UA truyền tải trong suốt dưới dạngtải SCCP bởi vì đó là các giao thức người dùng của SCCP

Tầng M3UA cung cấp một tập các hàm nguyên thủy tương đương tại tầng trên của

nó đến các người dùng MTP3 giống như MTP3 cung cấp cho các người dùng của nó tạicác đầu cuối báo hiệu số 7 Theo cách này, tầng ISUP và/hoặc SCCP không biết đượcrằng các dịch vụ MTP3 yêu cầu được cung cấp từ xa bởi tầng MTP3 ở SG hay là bởichính tầng MTP3 dưới nó Tầng MTP3 tại một SG cũng có thể không biết được rằngngười dùng của nó thực ra là người dùng trên nó hay là thành phần người dùng từ xa quaM3UA Thực tế thì M3UA mở rộng truy nhập đến các dịch vụ MTP3 thành ứng dụngtrên cơ sở IP từ xa

Hình 1.17: Vai trò và vị trí của M3UA

Ví dụ, hình 1.8 mô tả một SG chứa một thực thể của tầng giao thức SS7 SCCPthực hiện chức năng biên dịch tiêu đề toàn cục SCCP (GTT) đối với các bản tin đánh địachỉ đến SG SCCP Nếu kết quả của GTT cho một mã điểm SS7 đích (DPC) hoặcDPC/địa chỉ số phân hệ (SSN) của một SCCP đồng mức đặt trong miền IP, kết quả là yêucầu gửi đến M3UA để định tuyến ra ngoài đến IP đích sử dụng các dịch vụ của tầngSCTP/IP

Hình 1.18: Vai trò và vị trí của M3UA trong kiến trúc toàn IP

Trong ví dụ này, các bản tin SCCP được trao đổi trực tiếp giữa hai điểm báo hiệu IPbằng các thực thể giao thức người dùng SCCP như RANAP hoặc TCAP Ở đây không cókết nối với mạng SS7 do đó không quan tâm đến thông tin quản lý trạng thái mạng MTP3cho SCCP và các giao thức người dùng SCCP

SUA

SUA định nghĩa giao thức truyền tải báo hiệu người dùng SCCP SS7 (ví dụ như RANAP, TCAP,…) quan mạng IP sử dụng các dịch vụ của SCTP Giao thức này được thiết kế dạng modul hóa và đối xứng nên cho phép làm việc được trong các kiến trúc khác nhau như kiến trúc một SG đến điểm báo hiệu IP cũng như kiến trúc điểm đầu cuối báo hiệu IP đồng mức SUA hỗ trợ các chức năng sau:

Chuyển giao các bản tin phần người dùng SCCP (TCAP, RANAP,…)

Dịch vụ phi kết nối SCCP

Dịch vụ hướng kết nối SCCP

Quản lý các liên hệ truyền tải SCTP giữa các SG và một hay nhiều nút báo

hiệu IP

Các nút báo hiệu IP phân tán

Thông báo không đồng bộ để quản lý sự thay đổi trạng thái

Hình 1.19: Vai trò và vị trí của SUA

Trong kiến trúc này, các tầng SUA và SCCP giao tiếp trong SG Nhu cầu của chúng

là phối hợp giữa các tầng SCCP và SUA để cung cấp ranh giới chuyển giao các bản tinngười dùng và bản tin quản lý Đối với bản tin đến ASP, có hai trường hợp:

 SG là điểm đầu cuối: Trong trường hợp này, các bản tin SCCP phi kết nối đượcđịnh tuyến theo mã điểm và SSN Phân hệ xác định bởi SSN và phía ngoài mạngSS7 được xem như thuộc SG Điều này nghĩa là nhìn từ điểm SS7, người dùngSCCP được đặt tại SG

 SG là điểm chuyển tiếp: Một GTT phải được thực hiện tại SG trước khi có thểxác định được đích của bản tin Vị trí thực tế của người dùng SCCP không liênquan đến mạng SS7

Trong kiến trúc toàn IP có thể dùng cho một giao thức sử dụng các dịch vụ truyềntải của SCCP trong một mạng toàn IP Điều này cho phép các mạng phát triển linh độnghơn, đặc biệt là khi không cần tương tác giữa các báo hiệu hiện thời Hình 3.13 mô tảtrường hợp này

Hình 1.20: Vai trò và vị trí của SUA trong kiến trúc toàn IP

1.2.3 Giao thức báo hiệu trong mạng IP: SIP

1.2.3.1 Các đặc điểm của SIP

Theo định nghĩa của IETF, “Giao thức khởi tạo phiên” SIP (Session InitiationProtocol) là “giao thức báo hiệu lớp ứng dụng mô tả việc khởi tạo, thay đổi và giải phóngcác phiên kết nối tương tác đa phương tiện giữa những người sử dụng” SIP có thể sửdụng cho rất nhiều dịch vụ khác nhau trong mạng IP như dịch vụ thông điệp thoại, hộinghị thoại, E-mail, dạy học từ xa, quảng bá (MPEG, MP3 ), truy nhập HTML, XML,hội nghị video

SIP dựa trên ý tưởng và cấu trúc của HTTP (Hyper Text Transfer Protocol) - giaothức trao đổi thông tin của World Wide Web Nó được định nghĩa như một giao thứcClient-Server, trong đó các yêu cầu được chủ gọi (Client) đưa ra và bên bị gọi (Server)trả lời SIP sử dụng một số kiểu bản tin và các trường mào đầu của HTTP, xác định nộidung luồng thông tin theo mào đầu thực thể (mô tả nội dung - kiểu loại) và cho phép xácnhận các phương pháp sử dụng giống nhau được sử dụng trên Web Kinh nghiệm trong

sử dụng các giao thức Internet mail (SMTP) đã cung cấp rất nhiều cho việc phát triểnSIP, trong đó tập trung vào khả năng thích ứng của báo hiệu trong tương lai

SIP định nghĩa các bản tin INVITE và ACK giống như bản tin Setup và Connecttrong H.225, trong đó cả hai đều định nghĩa quá trình mở một kênh đáng tin cậy màthông qua đó cuộc gọi có thể đi qua Tuy nhiên khác với H.225, độ tin cậy của kênh nàykhông phụ thuộc vào TCP Việc tích hợp độ tin cậy vào lớp ứng dụng này cho phép kếthợp một cách chặt chẽ các giá trị điều chỉnh để ứng dụng, có thể tối ưu hoá VoIP

Ngoài ra, SIP dựa vào giao thức mô tả phiên SDP, một tiêu chuẩn khác của IETF,

để thực hiện sự sắp xếp tương tự theo cơ cấu chuyển đổi dung lượng của H.245 SDPđược dùng để nhận dạng mã tổng đài trong những cuộc gọi sử dụng một mô tả nguyên

bản đơn SDP cũng được sử dụng để chuyển các phần tử thông tin của giao thức báo hiệuthời gian thực RTSP để sắp xếp các tham số hội nghị đa điểm và định nghĩa khuôn dạngchung cho nhiều loại thông tin khi được chuyển trong SIP

Giao thức SIP được thiết kế với những tiêu chí hỗ trợ tối đa cho các giao thức khác

đã ra đời trước đó Giao thức SIP nó được tích hợp với các giao thức đã có của tổ chứcIETF, nó có khả năng mở rộng, hỗ trợ đầu cuối và với SIP thì việc cung cấp dịch vụ mớitrở nên dễ dàng và nhanh chóng khi triển khai SIP có 5 tính năng sau:

-Tích hợp với các giao thức đã có của IETF

-Đơn giản và có khả năng mở rộng

-Hỗ trợ tối đa sự di động của đầu cuối

-Dễ dàng tạo tính năng mới cho dịch vụ và dịch vụ mới

-Khả năng liên kết hoạt động với mạng điện thoại hiện tại

1.2.3.2 Các chức năng của SIP

SIP là một giao thức điều khiển lớp ứng dụng mà nó có thể thiết lập, sửa đổi và kếtthúc các phiên truyền thông đa phương tiện (các hội nghị) hay các cuộc gọi điện thoạiqua Internet SIP có thể mời các thành viên tham gia vào các phiên truyền thông đơnhướng hoặc đa hướng; bên khởi tạo phiên không nhất thiết phải là thành viên của phiên

đó Phương tiện và các thành viên có thể được bổ sung vào một phiên đang tồn tại SIP hỗ trợ việc ánh xạ tên và các dịch vụ chuyển tiếp một cách trong suốt, vì thế nócho phép thực hiện các dịch vụ thuê bao điện thoại của mạng thông minh và mạng ISDN.Những tiện ích này cũng cho phép thực hiện các dịch vụ của các thuê bao di động SIP hỗ trợ 5 khía cạnh của việc thiết lập và kết thúc các truyền thông đa phươngtiện sau:

 Định vị người dùng (User location): xác định hệ thống đầu cuối được sử dụngtrong 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 sẵn sàng của bên được gọi để tiến

Xét trên quan điểm Client

/ Server, các thành phần chính

của một hệ thống SIP bao gồm

(Hình ): -Đầu cuối SIP

(UAC/UAS) Proxy server

-Location server -Redirect

server -Registrar server

Hình 1.21: Cấu trúc của hệ thống SIP

User Agent là thiết bị đầu cuối trong mạng SIP, nó có thể là một máy điện thoại

SIP hay một máy tính chạy phần mềm đầu cuối SIP UA có thể khởi tạo, thay đổi hay giảiphóng cuộc gọi Trong đó phân biệt hai loại UA: UAC (User Agent Client) và UAS (UserAgent Server) UAC là một thực thể thực hiện việc khởi tạo một cuộc gọi còn UAS làmột thực thể thực hiện việc nhận cuộc gọi Nhưng cả UAC và UAS đều có thể giải phóngcuộc gọi

Proxy Server là phần mềm trung gian hoạt động cả như Server và cả như Client để

thực hiện các yêu cầu thay thế cho các đầu cuối khác Tất cả các yêu cầu được xử lý tạichỗ bởi Proxy Server (nếu có thể) hoặc nó chuyển đến cho các máy chủ khác Trongtrường hợp Proxy Server không trực tiếp đáp ứng các yêu cầu này thì Proxy Server sẽthực hiện khâu chuyển đổi hoặc dịch sang khuôn dạng thích hợp trước khi chuyển đi

Location Server là phần mềm định vị thuê bao, cung cấp thông tin về những vị trí

có thể của phía bị gọi cho các phần mềm Proxy Server và Redirect Server

Redirect Server là phần mềm nhận yêu cầu SIP và chuyển đổi địa chỉ SIP sang một

số địa chỉ khác và gửi lại những địa chỉ này cho đầu cuối Không giống như ProxyServer, Redirect Server không bao giờ hoạt động như một đầu cuối, tức là không gửi đibất cứ một yêu cầu nào Redirect Server cũng không thực hiện việc chấp nhận hay huỷcuộc gọi

Registrar Server là phần mềm nhận các yêu cầu đăng ký Register Trong nhiều

trường hợp Registrar Server đảm nhiệm luôn một số chức năng an ninh như xác nhậnngười sử dụng Thông thường Registrar Server được cài đặt cùng với Proxy hoặcRedirect Server hoặc cung cấp dịch vụ định vị thuê bao Mỗi lần đầu cuối được bật lên(thí dụ máy điện thoại hoặc phần mềm SIP) thì đầu cuối lại đăng ký với Server Nếu đầucuối cần thông báo với Server về địa điểm của mình thì bản tin Register được gửi đi Nóichung các đầu cuối đều thực hiện việc đăng ký lại một cách định kỳ

1.2.3.4 Khái quát về hoạt động của SIP

Trong hội thoại SIP, mỗi bên tham gia (bên chủ gọi và bên bị gọi) được gắn một địachỉ SIP hay còn gọi là SIP URL Người sử dụng phải đăng ký vị trí của họ với SIPServer Để tạo một cuộc gọi SIP, phía chủ gọi định vị tới máy phục vụ thích ứng và sau

đó gửi một yêu cầu SIP Hoạt động SIP thường xuyên nhất là lời mời các thành viên thamgia hội thoại Thành phần Register đóng vai trò tiếp nhận các yêu cầu đăng ký từ UA vàlưu trữ các thông tin này tại một dịch vụ phi SIP (Non-SIP)

1.2.4 Sự phát triển mạng đến mạng toàn IP

Các nhà khai thác mạng đang muốn chuyển dần mạng viễn thông tiến đến kiến trúcmạng IP Trong khi chưa thể chuyển ngay lên kiến trúc mạng toàn IP thì cả mạng IP vàcác mạng chuyển mạch kênh truyền thống đều song song tồn tại và cần phải được kết hợplại vào cơ sở hạ tầng mạng thống nhất Chắc chắn rằng mạch chuyển mạch kênh sẽ còntồn tại trong nhiều năm nữa cùng với các dịch vụ IP Kiến trúc kết hợp có thể là giải pháptốt nhất cho hầu hết các nhà khai thác vì nó đảm bảo mức độ rủi ro thấp trong quá trìnhphát triển mạng hiện tại trong khi vẫn cho phép đáp ứng được các dịch vụ mới

PHẦN 2 MẠNG BÁO HIỆU TẬP TRUNG

2.1 CÁC CẤU TRÚC MẠNG BÁO HIỆU VIỄN THỐNG

2.1.1 Cấu trúc mạng báo hiệu hình lưới ( MESH )

Đối với mạng loại này, chức năng STP được tích hợp vào các tổng đài MSC Các STP này được kết nối từng đôi với nhau theo dạng mắt lưới (Đây là mô hình các mạng Việt Nam đang sử dụng) Chức năng này dẫn đến một số ưu nhược điểm sau:

Hình 2.1: Mạng hình lưới

Nhược điểm:

-Số đường kết nối links báo hiệu lớn tạo thành hình lưới (mesh) trong mạng Do đó chi phí đầu tư ban đầu lớn Mặt khác khi đưa thêm phần tử mới vào mạng, sẽ xuất hiện các link kết nối mới đến tất cả các phần tử đang hoạt động khác Vì vậy việc thêm mới MSC rất phức tạp và tốn kém

-Quản lý link báo hiệu phức tạp vì có quá nhiều link

-Chi phí vận hành cao

-Khi thêm các dịch vụ VAS mới dễ bị ảnh hưởng đến năng lực của tổng đài

-Giảm năng lực xử lý cuộc gọi của tổng đài vì MSC phải xử lí thêm vấn đề báo

hiệu -Dung lượng và hiệu năng hoạt động của các MSC bị giảm thiểu

Ưu điểm:

-Mạng lưới có cấu hình này có độ tin cậy và dự phòng rất cao Khi một số STP bịhỏng thì mạng cũng vẫn không sập được Mạng loại này thích hợp cho các nhàđầu tư lớn và muốn có độ an toàn cao

2.1.2 Cấu trúc mạng báo hiệu tập trung

Đối với mạng tập trung, chức năng STP được tách rời khỏi tổng đài MSC và cácSTP trở thành điểm tập trung trong mạng và được gọi là STP Gateway Lúc này cáctuyến báo hiệu từ các Node mạng sử dụng SS7 được kết nối thẳng về STPGateway