Nghiên cứu hệ thống chuyển mạch mềm và giải pháp của alcatel lucent

LUẬN VĂN THẠC SỸ Chương 1 MẠNG NGN VÀ CHUYỂN MẠCH MỀM 1.2 Công nghệ chuyển mạch mềm Soft switch 1.2.1 Những hạn chế của tổng đài chuyển mạch kênh Hiện nay cơ sở hạ tầng chuyển mạch vi

Trang 1

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

-

NGUYỄN HOÀI NAM

NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG CHUYỂN MẠCH MỀM VÀ GIẢI PHÁP CỦA ALCATEL-LUCENT

Chuyên ngành : KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS NGUYỄN VIẾT NGUYÊN

Hà Nội – Năm 2010

Trang 2

LUẬN VĂN THẠC SỸ LỜI CAM ĐOAN

i

Lời cam đoan

Tôi xin cam đoan: Bản luận văn tốt nghiệp này là công trình nghiên cứu thực sự của cá nhân, được thực hiện trên cơ sở nghiên cứu lý thuyết, nghiên cứu khảo sát

tình hình thực tiễn và dưới sự hướng dẫn khoa học của Tiến sĩ Nguyễn Viết Nguyên

Các số liệu, hình vẽ, bảng biểu và những kết quả trong luận văn là trung thực, xuất phát từ thực tiễn và kinh nghiệm, chưa từng được công bố dưới bất cứ hình thức nào

Một lần nữa, tôi xin khẳng định về sự trung thực của lời cam kết trên!

Tác giả luận văn

Nguyễn Hoài Nam

Trang 3

LUẬN VĂN THẠC SỸ MỤC LỤC

ii

Mục lục

Lời cam đoan i

Mục lục ii

Từ và thuật ngữ viết tắt v

Danh lục hình ix

Danh lục bảng xi

Lời nói đầu 1

Chương 1 MẠNG THẾ HỆ KẾ TIẾP – NGN VÀ CÔNG NGHỆ CHUYỂN MẠCH MỀM.- SOFTSWITCH 3

1.1 Tổng quan về mạng NGN và công nghệ chuyển mạch mềm 3

1.2 Công nghệ chuyển mạch mềm( Soft switch) 5

1.2.1 Những hạn chế của tổng đài chuyển mạch kênh 5

1.2.1 Định nghĩa về chuyển mạch mềm 7

1.2.2 Những lợi ích mạng lại từ công nghệ chuyển mạch mềm 9

1.3 Đặc điểm và kiến trúc mạng NGN 12

1.3.1 Kiến trúc mạng NGN 12

1.3.2 Các phần tử trọng mạng NGN 14

1.4 Các dịch vụ chính trong mạng NGN 16

1.4.1 Ứng dụng làm SS7, PRI Gateway ( giảm tải Internet ) 16

1.4.2 Trung kế ảo - tổng đài chuyển mạch gói chuyển tiếp 18

1.4.3 Tổng đài chuyển mạch nội hạt 20

1.4.4 Thoại trên băng thông rộng 21

1.5 Tóm tắt chương 25

Chương 2 TỔNG QUAN VỀ PHÂN HỆ ĐA PHƯƠNG TIỆN IP – IP MULTIMEDIA SUBSYSTEM 26

2.1 Khái niệm chung về IMS 26

2.2 Lịch sử phát triển của IMS 29

2.2.1 Từ GSM tới 3 GPP Release 7 29

2.2.2 Phiên bản Release 99 của 3GPP 29

Trang 4

iii

2.2.3 Bản Release 4 của 3GPP 30

2.2.4 Release 5, 6 và 7 30

2.3 Cấu trúc IMS theo tiêu chuẩn 3 GPP 34

2.3.1 Cấu trúc phân lớp 34

2.3.2 Mềm dẻo trong truy nhập 35

2.3.3 Mô tả mối quan hệ các thực thể và các chức năng trong IMS 36

2.3.4 Các điểm tham chiếu IMS 46

2.4 So sánh softswtich và IMS 64

2.4.1 So sánh Softswitch và IMS 64

2.4.2 Chuyển đổi từ Softswitch lên IMS 67

Chương 3 TRIỂN KHAI MẠNG NGN VỚI GIẢI PHÁP IMS CỦA HÃNG ALCATEL-LUCENT 70

3.1 Giới thiệu giải pháp IMS của hang Alcatel-Lucent 70

3.1.1 Tổng quan giải pháp 70

3.1.2 Hệ thống thiết bị IMS của Alcatel-Lucent 71

3.2 Sơ đồ cấu trúc mạng IMS sử dụng sản phẩm Alcatel-Lucent 75

3.3 Thiết bị điều khiển cổng đa phương tiện 5020 MGC-8 76

3.3.1 Tổng quát về chức năng thiết bị 5020 MGC-8 76

3.3.2 Chức năng điều khiển cổng đa phương tiện MGCF 78

3.3.3 Chức năng IBCF 80

3.4 Thiết bị máy chủ báo hiệu cuộc gọi IP 5060 ICS 81

3.4.1 Vị trí 5060 ICS trong mạng 81

3.4.2 Các chức năng của thiết bị 5060 ICS trong mạng 82

3.4.3 Cấu trúc phần cứng và phần mềm thiết bị 5060 ICS 85

3.4.4 Khối điều khiển dịch vụ IP 5450 ISC của thiết bị 5060 ICS trong mạng IMS 86

3.4.5 Khối điều khiển nguồn tài nguyên IP 5450 IRC của thiết bị 5060 ICS 88

3.5 Thiết bị tài nguyên phương tiện 5900 MRF 90

3.6 Máy chủ điều khiển vận hành trung tâm OMC-P 92

3.7 Thiết bị dịch vụ tin nhắn tích hợp 5100 CMS 94

3.8 Thiết bị tính cước hội tụ tức thời 8610 ICC 95

Trang 5

iv

3.9 Cổng kết nối 7510 MGW 96

3.10 Thiết bị kiểm soát gói tin giữa hai mạng đồng cấp ACME 9200 97

3.11 Thiết bị an ninh Fortinet Fortigate -5000 99

Chương 4 KẾT NỖI HỆ THỐNG MẠNG NGN ALCATEL-LUCENT VỚI THIẾT BỊ HUAWEI 101

4.1 Giới thiệu 101

4.2 Tổng hợp kết quả đo kiểm tra 103

4.2.1 Thiết bị điều khiển cổng phương tiện Alcatel-Lucent kết nối với thiết bị truy nhập Huawei 104

4.2.2 Thiết bị điều khiển cổng phương tiện Huawei kết nối với thiết bị truy nhập Alcatel-Lucent 107

4.2.3 Giao thức SIP-I giữa thiết bị điều khiển Alcatel-Lucent với thiết bị Huawei 111

4.3 Đánh giá 113

4.4 Một số bản tin traces đo kiểm điển hình 114

4.4.1 Sơ đồ thủ tục đăng ký SIP 114

4.4.2 Phân tích các bản tin 116

4.4.3 Bản tin traces quá trình dăng ký SIP (IMS Alcatel-Lucent) 120

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 129

TÀI LIỆU THAM KHẢO 130

Trang 6

LUẬN VĂN THẠC SỸ TỪ VÀ THUẬT NGỮ VIẾT TẮT

v

Từ và thuật ngữ viết tắt

Từ viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt

(A-RACF) Access Resource

Admission Control Function

Chức năng điểu khiển tài nguyên truy cập

3GPP 3rd Generation

Partnership Project

Dự án hợp tác về mạng viễn thông thế hệ thứ 3

AAL2/ATM ATM Adaptation Layer Lớp thích ứng ATM

AKA Authentication and Key

Chức năng điều khiển cổng vào ra

BICC Bearer Independent Call

Control

Điều khiển cuộc gọi độc lập với kênh mang

CAMEL Customized Applications

for Mobile network Enhanced Logic

Giao thức hỗ trợ tối ưu các dịch vụ trên mạng di động

CDR Charging Data Record Bản ghi dữ liệu tính cước

CS Circuit Switch Chuyển mạch kênh

CSE Customized Service

Enviroment

Môi trường tối ưu dịch vụ

Trang 7

GERAN GSM/Edge Radio

Dịch vụ vô tuyến gói thông thường

HSS Home Subscriber Server Máy chủ thuê bao thường trú

ICCF Chức năng thu thập tính cước cục bộ I-CSCF Interrogating-CSCF CSCF tham vấn

Số nhận dạng thuê bao di động quốc tế

IP Internet Protocol Giao thức Internet

ISIM IP Multimedia Services

Trang 8

MSC Mobile Switching Centre Trung tâm chuyển mạch di động

OSA Open Services

Architecture

Kiến trúc các dịch vụ mở

PCRF Policy anh Charging

Rule Function

Chức năng luật tính cước và chính sách

P-CSCF Proxy-CSCF CSCF uỷ quyền

PS Packet Switch Chuyển mạch gói

PSI Public Service Identity Nhận dạng dịch vụ công cộng

PSTN Public Switched

Telephone Network

Mạng điện thoại chuyển mạch công cộng

RACF+A75 Resource Access Control

Yêu cầu kết thúc đăng ký

SA Security Association Sự kết hợp bảo mật

Trang 9

SGW Signalling Gateway Cổng vào ra báo hiệu

SIM Subscriber Identity

Module

Modun nhận dạng thuê bao

THIG Topology Hiding

Inter-network Gateway

Cổng vào ra ẩn cấu hình giữa các mạng

UAR

User-Authorization-Request

Yêu cầu trao quyền người dùng

UE User Equipment Thiết bị của người dùng

UMTS Universal Mobile

Telecommunications System

Hệ thống viễn thông di động toàn cầu

WCDMA Wideband Code Division

Mạng nội vùng không dây

UTRAN UMTS Terrestrial Radio

Access Network

Mạng truy nhập vô tuyến mặt đất UMTS

USIM UMTS Subscriber

Identity Module

Modun nhận dạng thuê bao UMTS

Trang 10

LUẬN VĂN THẠC SỸ DANH MỤC HÌNH

ix

Danh lục hình

Hình 1-1 Cấu trúc mạng PSTN 7

Hình 1-2 Kiến trúc PSTN và Softswitch 11

Hình 1-3 Mô hình kiến trúc mạng NGN 12

Hình 1-4 Mô hình mạng NGN 15

Hình 1-5 Sơ đồ truy nhập Internet qua PRI 17

Hình 1-6 Sơ đồ truy nhập Internet qua trung kế SS7 18

Hình 1-7 Ứng dụng tổng đài chuyển mạch tandem 19

Hình 1-8 Kiến trúc tổng đài chuyển mạch gói nội hạt 21

Hình 1-9 Các phần tử trong ứng dụng VoBB 21

Hình 1-10 Sơ đồ kết nối IAD và Customer Premise GW 23

Hình 1-11 Ứng dụng NGN với đầu cuối IP và IP client 24

Hình 2-1 IMS trong các mạng hội tụ 28

Hình 2-2 Vai trò của IMS trong các mạng chuyển mạch gói 30

Hình 2-3 Cấu trúc lớp và IMS 34

Hình 2-4 Truy nhập tự do trong IMS 36

Hình 2-5 S-CSCF định tuyến và tạo lập phiên IMS cơ bản 40

Hình 2-6 Cấu trúc HSS 41

Hình 2-7 Mỗi quan hệ giữa các loại máy chủ 43

Hình 2-8 Sự chuyển đổi báo hiệu trong SGW 45

Hình 2-9 Cấu trúc IMS 47

Hình 2-10 HSS giải pháp sử dụng SLF 54

Hình 2-11 So sánh kiến trúc Softswitch và IMS 65

Hình 3-1 Cấu trúc logic mạng IMS với các thiết bị Alcatel-lucent 76

Hình 3-2 Vị trí thiết bị 5020 MGC-8 trên mạng NGN 77

Hình 3-3 Thiết bị 5020 MGC-8 thực hiện chức năng MGCF 78

Hình 3-4 Chức năng IBCF trong MGC-8 80

Hình 3-5 Vị trí thiết bị 5060 ICS trên mạng 81

Hình 3-6 Sơ đồ khối chức năng 5060 ICS 84

Hình 3-7 Cấu trúc phần cứng 5060 ICS 86

Hình 3-8 Thiết bị MRF trong mạng IP 90

Hình 4-1 Thiết bị IMS Alcatel-Lucent kết nối vỡi IMS hãng Huawei 102

Hình 4-2 Softswitch Huawei kết nối truy nhập Alcatel-Lucent 107

Trang 11

LUẬN VĂN THẠC SỸ DANH MỤC HÌNH

x

Hình 4-3 Đo kiểm giao thức SIP-I giữa thiết bị điều khiển Alcatel-Lucent với thiết bị Huawei 111Hình 4-4 Sơ đồ bản tin đăng ký 115

Trang 12

LUẬN VĂN THẠC SỸ DANH MỤC BẢNG

xi

Danh lục bảng

Bảng 1-1 So sánh chuyển mạch kênh và chuyển mạch mềm 10

Bảng 2-1 Các đặc tính của IMS theo các phiên bản của 3GPP 33

Bảng 2-2 Các lệnh Cx 51

Bảng 2-3 Các lệnh Sh 55

Bảng 2-4 Tổng kết các điểm tham chiếu 64

Bảng 2-5 Đối chiếu sự tương quan giữa các phần tử của Softswitch và IMS 65

Bảng 2-6 Sự khác nhau giữa Softswitch và IMS 67

Bảng 2-7 Tách các chức năng cảu SBC theo mô hình lõi IMS của ETSI 69

Bảng 3-1 Thiết bị lớp ứng dụng 72

Bảng 3-2 Thiết bị lớp điều khiển phiên 74

Bảng 3-3 Thiết bị lớp truy cập và biên 74

Bảng 3-4 Các sản phẩm và chức năng hỗ trợ 75

Bảng 3-5 Các giao diện của thiết bị 5020 MGC-8 79

Bảng 3-6 Các giao diện khối 5450 ISC 88

Bảng 3-7 Các giao diện SPDF của khối 5450 IRC 89

Bảng 3-8 Các giao diện PCRF của khối 5450 IRC 90

Bảng 3-9 Các giao diện của 5900 MRF 92

Bảng 3-10 Các giao diện của server quản lý OMC-P 93

Bảng 3-11 Các giao diện của thiết bị 5100 CMS 94

Bảng 3-12 Các giao diện của thiết bị 8610 ICC 96

Bảng 3-13 Các giao diện của thiết bị 7510 97

Bảng 3-14 Các giao diện của thiết bị ACME 9200 98

Bảng 4-1 Danh mục thiết bị kết nối 102

Bảng 4-2 Kết quả đo kiểm tra MGC Alcatel-Lucent kết nối với AG Huawei 107 Bảng 4-3 Kết quả đo kiểm tra MGC Huawei kết nối với AG Alcatel-Lucent 111 Bảng 4-4 Kết quả kiểm tra MGC Huawei kết nối với MGC Alcatel-Lucent 113

Bảng 4-5 Phân tích các bản tin 120

Trang 13

LUẬN VĂN THẠC SỸ LỜI NÓI ĐẦU

1

Lời nói đầu

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

Trong xu hướng phát triển và hội tụ của viễn thông và tin học, cùng với sự phát triển nhanh chóng về nhu cầu của người dùng đối với những dịch vụ đa phương tiện chất lượng cao đã làm cho cơ sở hạ tầng thông tin và viễn thông đã có những thay đổi lớn về cơ bản Những tổng đài chuyển mạch kênh truyền thống đã không còn có thể đáp ứng được những đòi hỏi của người dùng về những dịch vụ tốc

độ cao, chính vì thế đòi hỏi cần phải có một giải pháp đáp ứng được yêu cầu đó Xu hướng viễn thông dựa trên nền tảng chuyển mạch gói tốc độ cao, dung lượng lớn và hội tụ được các loại dịch vụ trên cùng một hạ tầng mạng là điều tất yếu

Trước đây, mạng NGN bắt đầu được xây dựng với mô hình chuyển mạch mềm (Softswitch) và đã thu được một số thành công nhất định Nhưng từ khi 3GPP giới thiệu IMS (Phân hệ đa phương tiện IP – IP Multimedia Subsystem) thì IMS đã chứng tỏ được khả năng vượt bậc hơn so với Softswitch về nhiều mặt, và IMS dần trở thành tiêu chuẩn chung để xây dựng mạng NGN ngày nay

Phần đầu luận văn, em tập trung tìm hiểu và so sánh giữa Softswitch và IMS

để thấy được những ưu điểm rõ ràng của IMS so với Softswitch Từ đó thấy được giải pháp IMS để xây dựng trong NGN là một giải pháp ưu việt nhất hiện nay Phần sau, để mình họa rõ hơn về giải pháp này, em xin trình bày cụ thể giải pháp IMS hãng cung cấp thiết bị viễn thông Alcatel-Lucent sẽ được triển khai thực tế tại Việt Nam Luận văn gồm các nội dung cơ bản như sau:

Chương 1: Mạng thế hệ kế tiếp –NGN và công nghệ chuyển mạch mềm

Chương 2: Tổng quan về IMS

Chương 3: Triển khai mạng NGN với giải pháp IMS của hãng Alcatel-Lucent

Trang 14

LUẬN VĂN THẠC SỸ LỜI NÓI ĐẦU

2

Chương 4: Kết nối hệ thống mạng NGN Alcatel-Lucent với thiết bị Huawei Bài luận văn tốt nghiệp đã được hoàn thành với sự hướng dẫn, giúp đỡ nhiệt tình của Tiến sỹ Nguyễn Viết Nguyên

Em xin chân thành cảm ơn Tiến sỹ Nguyễn Viết Nguyên nói riêng, và khoa điện

tử Viễn Thông, Trường Đại Học Bách Khoa Hà nội nói chung

Đồng thời cho phép em được bày tỏ lời cảm ơn đến các cán bộ kỹ thuật của công ty: Công ty liên doanh thiết bị viễn thông Alcatel, Công ty Alcatel-Lucent Việt Nam, Viện khoa học kỹ thuật Bưu điện đã tạo điều kiện thuận lợi cho em hoàn thành tốt bài luận văn này

Do thời gian có hạn nên bản luận văn này chắc chắn không tránh khỏi những thiếu sót, em rất mong nhận được các ý kiến đóng góp của các thầy cô giáo và các bạn

Em xin chân thành cảm ơn !

Hà Nội, ngày 18 tháng 10 năm 2010

Học viên

Nguyễn Hoài Nam

Trang 15

LUẬN VĂN THẠC SỸ Chương 1 MẠNG NGN VÀ CHUYỂN MẠCH MỀM

hệ thống mạng hiện tại để làm rõ hơn về xu hướng và tính tất yếu của việc xây dựng

hệ thống mạng này Mở đầu em xin trình bày tổng quan về mạng thế hệ kế tiếp NGN

1.1 Tổng quan về mạng NGN và công nghệ chuyển mạch mềm

Sự gia tăng cả về số lượng và chất lượng của các nhu cầu dịch vụ ngày trở nên phức tạp từ phía khách hàng đã kích thích sự phát triển nhanh chóng của thị trường công nghệ Điện tử – Tin học – Viễn thông Tuy nhiên, các công nghệ cơ bản liên quan đến các tổng đài chuyển mạch kênh hiện nay đã phát triển quá chậm 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, chúng không bao giờ là tối ưu đối với chuyển mạch gói Khi lưu lượng của mạng ngày càng trở nên phong phú và đa dạng thì hiển nhiên phải có một công nghệ, giải pháp mới cho thiết kế chuyển mạch của mạng tương lai, đó là xét về mặt

kỹ thuật Còn khi xem xét ở khía cạnh kinh doanh thu lợi nhuận thì:

Thứ nhất, 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 thì 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 Nhưng chỉ tạo sự chênh lệch về mặt giá cả vốn đã không phải là một chiến lược kinh doanh lâu dài tốt trong lĩnh vực viễn thông Nếu có giải pháp nào đó mà cho phép tạo ra các

Trang 16

lệ giữa sự đổi mới và kết quả dự báo về kinh tế của công nghệ lõi được chọn trong mạng 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 càng ngày càng nhiều lưu lượng dữ liệu chảy vào mạng qua Internet, thì 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 trên một mạng duy nhất - sử dụng công nghệ chuyển mạch gói trên mạng xương sống (Backbone Network) Đây

là mạng của các ứng dụng mới và các khả năng mang lại lợi nhuận mà chỉ đòi hỏi giá thành thấp Và đó không chỉ là mạng phục vụ thông tin thoại, cũng không chỉ là mạng phục vụ tryền 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

Mạng thế hệ mới NGN không phải là một cuộc cách mạng về mặt công nghệ

mà nó là một bước phát triển, một xu hướng tất yếu Hạ tầng cơ sở mạng của thế kỷ

20 không thể được 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:

Trang 17

1.2 Công nghệ chuyển mạch mềm ( Soft switch)

1.2.1 Những hạn chế của tổng đài chuyển mạch kênh

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 các thực sự thoả 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,

cỡ 16 line trở xuống được hưởng rất ít ưu đãi Trong khi đó thị trường các khách hàng nhỏ mang 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 cuộc gọi đường dài, và từ các dịch vụ tuỳ 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

Trang 18

6

chuyển mạch kênh, đơn giản bởi vì chẳng có giải pháp nào khác Chính điều này là cản trở đối với sự phát triển của dịch vụ, bởi những nguyên nhân chính sau đây:

a Giá thành chuyển mạch của tổng đài nội hạt

Hầu hết thị phần thiết bị chuyển mạch nội hạt do một số nhà sản xuất lớn kiểm soát 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 Vấn đề đặt ra ở đây là chúng không thích hợp khi được sử dụng cho vài trăm cho đến vài ngàn thuê bao, bởi vì giá thành thiết bị cao Giá thấp nhất của một tổng đài nội hạt thường

ở khoảng vài triệu USD, con số có thể làm nản lòng các nhà cung cấp dịch vụ, buộc họ chỉ dám tham gia vào các thị trường lớn nhất

b Không có sự phân biệt dịch vụ

Các tổng đài bao giờ cũng chỉ cung cấp tập các dịch vụ cho người sử dụng 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 tồn tại từ nhiều năm qua, các dịch vụ hoàn toàn mới tương đối hiếm Thứ nhất bởi vì sẽ rất tốn kém khi phát triển và thử nghiệm các dịch vụ mới, thứ hai cũng bởi vì tập các dịch vụ hiện có đã bao hàm hầu hết các khả năng mà một khách hàng có thể thực hiện trên các nút bấm điện thoại của mình

c Giới hạn trọng phát triển mạng

Thông thường sơ đồ đấu nối của mạng tổng đài chuyển mạch kênh là hình cây, được thể hiện trên hình 1.1, ở trên là các tổng đài quốc tế, đến tổng đài Toll, tổng đài tandem, tổng đài host Cứ mỗi tổng đài mới được lắp thì nó phải nối với các tổng đài đài cấp cao hơn với sơ đồ đầu nối phức tạp, mỗi hướng kết nối thì phải tạo riêng các luồng truyền dẫn để kết nối với hai tổng đài điều này gây khó khăn cho việc đấu nối chuyền dẫn, mặt khác khi bổ xung tổng đài mới thì lưu lượng thoại ở các trung kế nối các tổng đài lớp trên ngày càng cao đến một lúc

Trang 19

7

nào đó thì phải nâng cấp mở rộng dung lượng của trung kế đó Khi khai mới một đầu số trong toàn mạng thì phải khai hết tất cả trong các tổng đài, điều này gây mất rất nhiều thời gian và có thể gặp những sự cố không đáng có

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 điểmưđiểm khá phức tạp và nối tới tổng đài chuyển tiếp cấp cao hơn (lớp 3, 4)

Hình 1-1 Cấu trúc mạng PSTN

1.2.1 Định nghĩa về chuyển mạch mềm

Chuyển mạch mềm có thể được định nghĩa như 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

Trang 20

8

(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

Softswitch nhìn chung cung cấp các chức năng giống như các chức năng của hệ thống chuyển mạch kênh, nó chỉ khác là được thiết kế cho mạng chuyển mạch gói

và có khả năng liên kết với mạng PSTN Các tính chất khác biệt của một hệ thống chuyển mạch mềm bao gồm:

 Là hệ thống có khả năng lập trình để xử lý cuộc gọi và hỗ trợ các giao thức của mạng PSTN, ATM và IP

 Hoạt động trên nền các máy tính và các hệ điều hành thương mại

 Điều khiển các Gateway trung kế ngoài (External Trunking Gateway), Gateway truy nhập(Access Gateway) và các Server truy nhập từ xa RAS(Remote Access Server)

 Nó tái sử dụng các dịch vụ IN thông qua giao diện danh bạ mở, mềm dẻo

 Cung cấp các giao diện lập trình ứng dụng mở API cho các nhà phát triển thứ 3 nhằm tạo ra các dịch vụ thế hệ sau

 Nó có chức năng lập trình cho các hệ thống Back office

 Có hệ thống quản lý tiên tiến trên cơ sở máy chủ (policy-Server-based) cho tất các module phần mềm

Một đặc điểm nữa của Softswitch là Softswitch không phải làm 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 các công việc của Softswitch được thực hiện với một hệ thống các mô đun phần mềm điều khiển và

Trang 21

9

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)

1.2.2 Những lợi ích mạng lại từ công nghệ chuyển mạch mềm

Mạng thế hệ sau có khả năng cho ra đời những dịch vụ giá trị gia tăng hoàn toàn mới hội tụ ứng dụng thoại, số liệu và video Các dịch vụ này hứa hẹn đem lại doanh thu cao hơn nhiều so với các dịch vụ truyền thống

• Do các dịch vụ của NGN được viết trên các phần mềm Do đó việc triển khai, nâng cấp, cũng như việc cung cấp các dịch vụ mới cũng trở nên dễ dàng

• Khả năng thu hút khách hàng của mạng NGN rất cao, từ sự tiện dụng hội tụ cả thoại dữ liệu, video đến hàng loạt các dịch vụ khác mà nhà cung cấp dịch vụ có thể cung cấp cho khách hàng, thêm nữa họ có khả năng kiểm soát các dịch vụ thông tin của mình điều này làm cho khách hàng luôn luôn thoả mãn và lệ thuộc hơn vào nhà cung cấp dịch vụ, cơ hội kinh doanh của nhà cung cấp sẽ lớn hơn, và ổn định hơn

• Giảm chi phí xây dựng mạng: Khi xây dựng một mạng hoàn toàn mới cũng như

mở rộng mạng có sẵn , thì mạng chuyển mạch mềm có chỉ phí ít tốn kém hơn nhiều

so với mạng chuyển mạch kênh Điều này làm cho trở ngại khi tham gia thị trường của những nhà khai thác dịch vụ mới không còn lớn như trước nữa Hiện nay, sự cạnh tranh giữa các nhà khai thác dịch vụ chính là những dịch vụ gì mà họ có thể cung cấp cho khách hàng, và độ hài lòng của khách hàng khi sử dụng những dịch vụ

đó, nên hầu hết các nhà khai thác đều tập trung đầu tư vào việc viết phần mềm phát triển dịch vụ

• Giảm chi phí vận hành bảo dưỡng và quản lý mạng hiệu quả hơn: Softswitch không còn các tổng đài lớn tập trung, tiêu tốn năng lượng và nhân lực điều hành, chuyển mạch giờ đây sẽ là các máy chủ đặt phân tán trong mạng, được điều khiển bởi các giao diện thân thiện người sử dụng (GUI) do đó chi phí điều hành và hoạt động của mạng được giảm đáng kể

Trang 22

10

• Sử dụng băng thông có hiệu quả hơn: Do mạng truyền vận của NGN là mạng chuyển mạch gói cho nên với cùng một cơ sở hạ tầng truyền dẫn thì hiệu suất sử dụng băng thông của nó cao hơn nhiều so với mạng chuyển mạch kênh Thêm nữa, theo như thống kê đối với thoại thì 60% thời gian cuộc gọi là khoảng lặng, mạng thế hệ mới có cơ chế triệt khoảng lặng nên làm tăng hiệu suất sử dụng băng thông một mức đáng kể

Dưới đây là một số so sánh giữa công nghệ Chuyển mạch mềm và Tổng đài chuyển mạch kênh:

Phương pháp chuyển mạch Phần mềm Điện tử

Kiến trúc Phân tán, mở Riêng biệt từng nhà sản xuất

Chủ yếu thoại, fax

Thiết kế cho độ dài cuộc gọi Không hạn chế Ngắn(vài phút)

Bảng 1-1 So sánh chuyển mạch kênh và chuyển mạch mềm

So sánh kến trúc giữa PSTN và softswitch

Trang 23

11

Hình 1-2 Kiến trúc PSTN và Softswitch

Trang 24

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

o Mạng truyền dẫn backbone

o Các thiết bị mạng như : Router, Switch

Trang 25

 Miền truy nhập không dựa trên giao thức IP

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

b Lớp điều khiển và báo hiệu cuộc gọi

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

lý cuộc gọi nhằm cung cấp các dịch vụ thông suốt từ đầu 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 thông qua việc điều khiển các thành phần của lớp truyền tải -Transport Plane Quá trình xử lý và báo hiệu cuộc gọi về bản chất có nghĩa là xử lý các yêu cầu của thuê bao về việc thiết lập và huỷ 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

(end-to-c Lớp ứng dụng và dịch vụ

Trang 26

14

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 nh- Application Server, Feature Server Lớp này cúng

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

d Lớp quản lý

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

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

Dựa vào mô hình mạng NGN ở trên, Chuyển mạch mềm Softswitch phải thực hiện các chức năng sau :

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

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

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

1.3.2 Các phần tử trọng mạng NGN

Các phần tử của mạng NGN được thể hiện trên hình 2.2, bao gồm:

Trang 27

15

 Softswitch: là phần tử có chức năng điều khiển cuộc gọi, mà thành phần

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

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

các SIP client Nếu trong mạng chỉ có một SIP server thì, nó vừa đóng vai trò

là Proxy Server, Redirect Server, Location Sever

 Gatekeeper: cho phép các thuê bao H323 đăng ký , nhận thực, đồng thời

giám sát các kết nối Multimedia giữa các đầu cuối H323

 Signalling Gateway: thực hiện chức năng Gateway báo hiệu

 Media Sever: 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

Hình 1-4 Mô hình mạng NGN

Trang 28

16

 MediaGateway: là thiết bị truyền thông kết nối với mạng chuyển mạch kênh

hiệntại và mạng NGN Nó cung cấp các cổng kết nối trực tiếp với đường trung kế của mạng PSTN và mạng di động và biến đổi các luồng TDM đó thành những gói IP vàngược lại Các Gateway này hoạt động đơn thuần như một thiết bị kết nối trung gian, được điều khiển bởi Softswitch

 Access Gateway: là Gateway truy cập có thể cung cấp truy cập đa dịch vụ

nhưxDSL, VoDSL, POTS/ISDN

 IP client: là các thiết bị đầu cuối IP hỗ trợ các giao thức H323, SIP các đầu

cuốinày có thể thực hiện những cuộc gọi Multimedia trong mạng của nó hay gọi thoại ramạng PSTN thông qua softswitch Các đầu cuối này có thể là IP phone, PBX trên nền IP

1.4 Các dịch vụ chính trong mạng NGN

1.4.1 Ứng dụng làm SS7, PRI Gateway ( giảm tải Internet )

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

vụ các đường truy nhập Dial-up

Hiện nay khi nhu cầu truy cập internet bùng nổ , các ISP có khuynh hướng

mở rộng các kết nối PRI giữa Access Server của họ nối với các tổng đài chuyển mạch số làm cho các nhà cung cấp dịch vụ nhanh chóng cạn hết cổng PRI hiện có Mặt khác nó còn cung cấp các dịch vụ như mạng riêng ảo VPN cho phép người sử dụng quay số truy cập vào các mạng Lan (kết hợp với mạng IP của nhà cung cấp) như Intranet, Extranet, dịch vụ này rất hữu dụng cho những người đi công tác xa

Bên cạnh việc thiếu các kênh PRI, lưu lượng truy cập Internet qua đường dail-up làm quá tải và tắc nghẽn cho mạng chuyển mạch kênh Bởi vì chuyển mạch kênh vốn được thiết kế để phục vụ các cuộc gọi có độ dài trung bình ngắn, nên khi

Trang 29

17

khoảng thời gian trung bình tăng thêm do truy cập Internet, có xu hướng làm giảm tài nguyên tổng đài hoặc cung cấp cho các ISP các kênh PRI có lưu lượng tải thấp

Hình 1-5 Sơ đồ truy nhập Internet qua PRI

Ứng dụng Softswitch làm SS7 PRI Gateway là một trong những giải pháp trong tình huống này Mô hình truy cập Internet qua PRI và SS7 được thể hiện trên hình 5, hình 6, trong đó khi một thuê bao khởi tạo một cuộc gọi tới ISP thông qua phần mềm máy tính , GW sẽ kết cuối phiên PPP, nó cung cấp cho user một địa chỉ

IP, trong dải địa chỉ IP của nó Sau đó số bị gọi được gửi cho Softswitch, và Softswitch sẽ ra lệnh cho GW truyền thông kích hoạt thủ tục login vào mạng thông qua phương thức RAS, báo hiệu giữa MG và MGC là MGCP Thông thường trong thủ tục login vào mạng thì sẽ thực hiện những thủ tục sau nhận thực truy cập Authentication, nhận thực sử dụng dịch vụ Authorization, tính cước Accouting qua AAA Server

Trang 30

18

Hình 1-6 Sơ đồ truy nhập Internet qua trung kế SS7

1.4.2 Trung kế ảo - tổng đài chuyển mạch gói chuyển tiếp

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

Chuyển mạch mềm chính là giải pháp cho vấn đề trên Như hình 2.5 cho thấy MGC cùng với các MG thay thế chức năng của các tổng đài chuyển mạch kênh trước đây, các tổng đài nội hạt kết nối tới các MG bằng các giao diện chuẩn TDM thông thường và với MGC bằng báo hiệu số 7

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

Trang 31

19

Hình 1-7 Ứng dụng tổng đài chuyển mạch tandem

Mô hình này mang lại một số lợi ích so với mô hình mạng chuyển mạch kênh:

 Loại bỏ lưới trung kế hoạt động hiệu suất không cao, thay thế chúng bằng các “siêu xa lộ” trong mạng IP/ATM phục vụ cho các cuộc gọi cần chuyển tiếp, giảm tải cho các tổng đài chuyển tiếp truyền thống hoặc loại bỏ chúng hoàn toàn

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

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

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

 Truy nhập các tài nguyên tập trung một cách hiệu quả hơn

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

Trang 32

20

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

1.4.3 Tổng đài chuyển mạch nội hạt

Đây chính là mô hình phát triển triển dịch vụ của NGN, trong đó các Access Gate way , và các Resident Gateway với dung lượng từ vài trăm đến hàng ngàn thuê bao Chúng có thể dùng cho các doanh nghiệp, các khách sạn, khu dân cư Khái niệm tổng đài nội hạt ở đây có ý nghĩa là Softswitch+Access Gateway hay các Resident Gateway

Như trên hình 7, mô hình tổng đài chuyển mạch kênh truyền thống thì các tổng đài chia làm các cấp ví dụ host, tandem, toll Trong mạng NGN thì không có khái niệm phân cấp như vậy , mọi tổng đài nội hạt đều có vai trò như nhau chúng đều có chung một Call center là softswitch ở các tổng đài này sẽ cung cấp cho người sử dụng rất nhiều dịch vụ như: thoại , truy cập internet băng rộng ADSL, kết nối với mạng truy cập khác qua giao diện V5.x, kết nối trung kế PRI, trung kế SS7

Trang 33

21

Hình 1-8 Kiến trúc tổng đài chuyển mạch gói nội hạt

1.4.4 Thoại trên băng thông rộng

Hình 1-9 Các phần tử trong ứng dụng VoBB

Trang 34

22

Thoại trên băng thông rộng là giải pháp cung cấp thoại và các dịch vụ thế hệ tiếp theo cũng như các feature cho các thuê bao trên nền tảng gói và các thiết bị đầu cuối được kết nối tới NGN thông kỹ thuật truy cập băng thông rộng

Về mặt kỹ thuật có hai cách để các thuê bao có thể sử dụng giải pháp thoại trên băng thông rộng được thể hiện trên hình 9

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

- Các IP client và IP terminal

IP Customer Premise

Là một thiết bị truy cập mà nó định vị tại nhà của khách hàng và có khả năng cung cấp các dịch vụ thoại truyền thống hay đường kết nối với PBX Cả thoại và dữ liệu đều có thể truyền từ đầu cuối tới đầu cuối qua mạng IP Hình 10 thể hiện mô hình của IP Customer Premise trong mạng NGN

Trang 35

23

Hình 1-10 Sơ đồ kết nối IAD và Customer Premise GW

Có hai loại thiết bị phổ biến nhất:

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

- Gateway thuộc khách hàng: Thiết bị này linh hoạt hơn nữa, nó hỗ trợ thuê bao và các dịch vụ như IAD nhưng được kết nối với mạng IP bằng giao diện

dữ liệu như các cable modem, DSL modem hay truy cập bằng mạch vòng nội hạt không dây, cũng như Powerline

IP client và IP terminal

Trang 36

24

Hình 1-11 Ứng dụng NGN với đầu cuối IP và IP client

Dịch vụ này được áp dụng cho trường hợp thoại giữa các thuê bao sử dụng đầu cuối IP thông qua các giao thức H323, SIP Nó phát triển ngày càng mạnh mẽ đem lại hiệu quả hết sức to lớn cho người, ví dụ như thoại, hội nghị truyền hình, Video on demand…

Cho phép máy tính của bạn có đủ các thuộc tính của một điện thoại

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

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

Ngoài ra từ mạng H323, SIP người sử dụng có thể gọi cho mạng PSTN chi phí rất thấp Trong kiến trúc mạng NGN cũng hỗ trợ các phần tử điều khiển trung tâm của mạng H323, SIP là Gatekeeper và SIP

Trang 37

25

1.5 Tóm tắt chương

Trong chương đầu tiên, em đã trình bày một cách tổng quát về mạng thế hệ mới NGN, bao gồm những khái niệm cơ bả, kiến trúc mạng và những dịch vụ ưu việt của nó Đi kèm đó, em cũng đã trình giải pháp softswitch trong triển khai mạng NGN

Trong giai đoạn đầu triển khai, mạng NGN được xây dựng với mô hình chuyển mạch mềm (Softswitch) và đã thu được một số thành công nhất định Nhưng từ khi 3GPP giới thiệu IMS (Phân hệ đa phương tiện IP – IP Multimedia Subsystem) thì IMS đã chứng tỏ được khả năng vượt bậc hơn so với Softswitch về nhiều mặt, và IMS dần trở thành tiêu chuẩn chung để xây dựng mạng NGN ngày nay Để hiểu rõ hơn về giải pháp này cũng như những ưu điểm của nó so với giải pháp Softswitch, trong chương kế tiếp em xin trình bày chi tiết về Hệ thông đã phương tiện IP – IP

Để hiểu rõ hơn về giải pháp này cũng như những ưu điểm của nó so với giải pháp Softswitch, trong chương kế tiếp em xin trình bày chi tiết về Hệ thông đã phương tiện IP – IP Multimedia Subsystem

Trang 38

LUẬN VĂN THẠC SỸ Chương 2 TỔNG QUAN VỀ IMS

26

Chương 2 TỔNG QUAN VỀ PHÂN HỆ ĐA PHƯƠNG TIỆN IP – IP

MULTIMEDIA SUBSYSTEM

Trong chương thứ hai, em xin trình bày chi tiết về Phân hệ IP đa phương tiện IP,

IP Multimedia Subsystem (viết tắt là IMS) Trong những phần đầu, em đưa ra những lý thuyết cơ bản về IMS Ở phần sau của chương, em đi sâu vào so sánh, đánh giữa hai giải pháp Softswitch và IMS từ đó làm nổi rõ những những khả năng

ưu việt của giải pháp IMS Đầu tiên em xin trình bày nhưng khái niệm cơ bản

2.1 Khái niệm chung về IMS

Các mạng cố định và di động đã phát triển liên tục trong hơn 20 năm qua Trong mạng thông tin di động, các hệ thống thế hệ 1 (1G) đã được giới thiệu triển khai từ giữa thập niên 80 Các mạng này đã hỗ trợ những dịch vụ cơ bản cho thuê bao, chủ yếu là các dịch vụ thoại và các dịch vụ có liên quan tới thoại Các hệ thống thế hệ 2 (2G) từ những năm 1990 đã hỗ trợ thuê bao một số dịch vụ truyền số liệu và nhiều dịch vụ bổ sung khác Thế hệ 3G hiện nay đang cho phép truyền tốc độ số liệu nhanh hơn với nhiều dịch vụ đa phương tiện khác nhau Ở mạng cố định, như mạng điện thoại chuyển mạch công cộng (PSTN) và mạng số đa dịch vụ tích hợp (ISDN), các dịch vụ thông tin video và thông tin thoại truyền thống vẫn còn thống trị Những năm gần đây, do các kết nối Internet ngày càng nhanh và rẻ cho nên đã làm bùng nổ

số lượng thuê bao sử dụng dịch vụ này Dịch vụ Internet được sử dụng phổ biến hiện nay là dịch vụ đường dây thuê bao số bất đối xứng (ADSL) Các loại kết nối Internet này cho phép luôn ở trạng thái liên kết, giúp cho thuê bao dùng chúng với các mục đích thông tin thời gian thực, ví dụ như các ứng dụng cho chat hoặc game online, thoại qua IP (VoIP)

Hiện nay, chúng ta đang trải qua sự hội tụ nhanh của mạng cố định và di động với sự thâm nhập nhanh chóng của các thiết bị di động Những thiết bị di động với màn hiển thị rộng và rõ ràng hơn, được tích hợp camera và nhiều tài nguyên ứng dụng khác Để thực hiện việc thông tin, các ứng dụng trên nền IP cần phải sử dụng các kỹ thuật kết nối Mạng điện thoại hiện nay hỗ trợ các tác vụ then chốt cho

Trang 39

27

sự thiết lập 1 kết nối Bằng việc quay số ngang hàng, mạng có thể thiết lập một kết nối ad hoc giữa bất kỳ 2 đầu cuối nào qua mạng IP Khả năng kết nối IP này chỉ được sử dụng trong các môi trường nhà hỗ trợ dịch vụ đơn độc và phân tán trong mạng Internet; trong các hệ thống đóng này, cạnh tranh dựa trên nền tảng thuê bao Tuy vậy, ở các hệ thống này, thuê bao chỉ được giới hạn trong các dịch vụ chỉ được

hỗ trợ bởi hệ thống Vì vậy, để đa dạng hóa các loại hình dịch vụ và đơn giản quá trình hỗ trợ dịch vụ, chúng ta cần 1 hệ thống toàn cầu IMS cho phép các ứng dụng ở các thiết bị hỗ trợ IP thiết lập các kết nối ngang hàng (peer-to-peer) và peer-to-content dễ dàng và an toàn

Vậy IMS được định nghĩa là cấu trúc truy nhập độc lập, không giới hạn; cấu trúc điều khiển dịch vụ và kết nối dựa trên nền IP hỗ trợ cho thuê bao rất nhiều loại dịch vụ đa phương tiện khác nhau thông qua việc sử dụng các giao thức Internet thông thường

Sự tích hợp của dịch vụ thoại và số liệu làm tăng hiệu quả triển khai các ứng dụng mới như dịch vụ hiển thị, chat đa phương tiện, push to talk và hội nghị Kỹ năng phối hợp tính di động và mạng IP sẽ quyết định sự thành công của dịch vụ trong tương lai

Hình 2-1 chỉ ra một mạng thông tin hội tụ môi trường di động và cố định IMS hỗ trợ việc kiểm soát phiên truyền dẫn trên miền chuyển mạch gói, đồng thời cũng mang tới miền chuyển mạch gói (PS) các chức năng của miền chuyển mạch kênh (CS) IMS là công nghệ chủ chốt sử dụng cho sự hợp nhất mạng

Trang 40

28

Hình 2-1 IMS trong các mạng hội tụ

Định dạng
Số trang	142
Dung lượng	3,04 MB