ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP: ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ CHUYỂN MẠCH MỀM TRONG MẠNG IP

Trong những năm gần đây, cùng với sự tiến bộ vượt bậc của khoa học kỹ thuật, các công nghệ mới trong ngành bưu chính, viễn thông xuất hiện ngày càng nhiều hơn nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của khách hàng. Ngày nay, nhu cầu khách hàng viễn thông không chỉ dừng lại ở dịch vụ thoại thông thường, mà còn có nhiều nhu cầu khác như số liệu, video, truyền hình chất lượng cao, dịch vụ về chuyển khoản, quản lý kinh tế, quản lý nhân sự… Bên cạnh đó, sự tiến bộ vượt bậc về công nghệ trong lĩnh vực phần mềm, giao vận, liên kết đã tạo tiền đề cho các nhà cung cấp dịch vụ liên kết với nhau và tạo ra các dịch vụ có thể gọi là các dịch vụ hội tụ. Các dịch vụ khác nhau như thoại nội hạt, di động, đường dài với các dịch vụ nhắn tin, truy nhập Intenet ngày nay có thể thống nhất lại trong các dịch vụ khách hàng nên nhà cung cấp phải chuyển sang thế hệ mạng mới có thể tích hợp dịch vụ và cung cấp dịch vụ chất lượng cao. Trong khi đó, mạng chuyển mạch kênh truyền thống chủ yếu được xây dựng nhằm truyền dẫn lưu lượng thoại, không có khả năng để đáp ứng các nhu cầu trên của khách hàng. Vì vậy, mạng thế hệ sau (Next General Network NGN) ra đời nhằm thỏa mãn những nhu cầu trên. Đây không chỉ là mạng phục vụ thông tin thoại, truyền số liệu là 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 của khách hàng mà giải pháp cốt lõi trong mạng NGN chính là công nghệ Softswitch– Công nghệ chuyển mạch mềm.Trong quá trình chuyển đổi này đã có rất nhiều các giải pháp mạng của các nhà cung cấp khác nhau được đưa ra , việc lựa chọn giải pháp và thiết bị nào phù hợp với thực trạng nước mình là điều trăn trở của các nhà khai thác dịch vụ viễn thông của các nước đang phát triển, trong đó có Việt NamVới những suy nghĩ đó đã thôi thúc tôi thực hiện đồ án tốt nghiệp với đề tài: “Ứng dụng công nghệ chuyển mạch mềm trong mạng IP” Sau một thời gian nghiên cứu và tìm hiểu thực tế với nỗ lực của mình tôi đã cố gắng nghiên cứu xây dựng theo nội dung đồ án.Tìm hiều các xu hướng ra đời công nghệ chuyển mạch mềm.Đặc điểm kỹ thuật của công nghệ chuyển mạch mềm. Ứng dụng công nghệ chuyển mạch mềm với giải pháp Surpass của Siemens tại VNPT.Mặc dù đã cố gắng nhưng với thời gian và trình độ còn hạn chế nên nội dung đồ án không tránh khỏi những sai sót. Em rất mong nhận được sự góp ý của các thầy giáo, cô giáo và các bạn đồng nghiệp.Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Lê Nhật Thăng và các thầy cô giáo trong học viện và khoa viễn thông, các bạn đồng nghiệp đã giúp đỡ em hoàn thành đồ án này.

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG

KHOA VIỄN THÔNG 1

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Đề tài:

ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ CHUYỂN MẠCH MỀM TRONG MẠNG IP

Giáo viên hướng dẫn: TS Lê Nhật Thăng

Sinh viên thực hiện: Đỗ Tiến Long

Lớp: H07 VTTĐ

Khóa: 2007 - 2009

Hà Nội - 2010

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG

KHOA VIỄN THÔNG 1

-o0o -CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc -o0o -

ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Họ và tên: Đỗ Tiến Long

Lớp : H07 - VTTĐ

Khóa : 2007 - 2009

Ngành : Điện tử - Viễn thông

Tên đề tài: ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ CHUYỂN MẠCH MỀM TRONG MẠNG IP

Nội dung đồ án:

- Tìm hiều các xu hướng ra đời công nghệ chuyển mạch mềm

- Đặc điểm kỹ thuật của công nghệ chuyển mạch mềm

- Ứng dụng công nghệ chuyển mạch mềm với giải pháp Surpass của Siemens tạiVNPT

Ngày giao đề tài:

Ngày nộp đề tài:

Ngày tháng năm 2010 Giáo viên hướng dẫn

TS LÊ NHẬT THĂNG

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

Điểm: (bằng chữ …… )

Ngày tháng …… năm 2010

Giáo viên hướng dẫn

TS LÊ NHẬT THĂNG

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

Điểm: (bằng chữ ……… )

Ngày tháng …… năm 2010

Giáo viên phản biện

MỤC LỤC

CHƯƠNG I: CÁC XU HƯỚNG RA ĐỜI CÔNG NGHỆ CHUYỂN MẠCH MỀM 10

1.1 Sự phát triển của nhu cầu dịch vụ dữ liệu 10

1.2 Môi trường cạnh tranh trong lĩnh vực viễn thông: 10

1.3 Sự hình thành của Mạng thế hệ tiếp theo NGN-Next Genration Network 12

1.4 Softswitch – Công nghệ Chuyển mạch mềm 13

1.4.1 Công nghệ chuyển mạch mềm theo quan điểm của một số nhà phát triển 13

1.4.2 Khái niệm Softswitch 14

1.5 Những lợi ích của Softswitch – Công nghệ chuyển mạch mềm 15

1.5.1 Những cơ hội mới về kinh doanh 15

1.5.2 Khả năng thu hút, ‘lắng nghe’ nhu cầu khách hàng 16

1.5.3 Dễ dàng mở mạng, cải thiện dịch vụ trong khi vẫn tiết kiệm chi phí xây dựng, bảo dưỡng mạng 16

1.5.4 Giảm chi phí điều hành mạng và chi phí hoạt động trung bình 17

1.5.5 Thới gian tiếp cận thị trường ngắn 17

1.5.6 An toàn đối với vốn đầu tư 17

1.6 Kết luận 18

CHƯƠNG II: ĐẶC ĐIỂM KỸ THUẬT CỦA CÔNG NGHỆ CHUYỂN MẠCH MỀM 19

2.1 Mô hình kiến trúc mạng thế hệ mới – NGN và các chức năng của Softswitch 19

2.1.1 Cấu trúc mạng thế hệ mới NGN 19

2.1.1.1 Khái niệm mạng NGN: 19

2.1.1.2 Phân tích cấu trúc Tổng quan mạng NGN 20

2.2 Các giao thức báo hiệu và điều khiển trong mạng NGN 26

2.2.1 Bộ giao thức H323 27

2.2.1.1 Cấu trúc của H.323 27

2.2.1.2 Thiết bị đầu cuối 28

2.2.1.3 Gatekeeper 29

2.2.1.4 Khối điều khiển đa điểm 30

2.2.2 Tập giao thức H323 30

2.2.2.1 Báo hiệu RAS 30

2.2.2.2 Báo hiệu điều khiển cuộc gọi H225 31

2.2.2.3 Giao thức H.245 31

2.2.2.4 Các thủ tục báo hiệu cuộc gọi 33

2.2.3 Giao thức khới tạo phiên SIP 36

2.2.3.1 Khái quát về SIP 36

2.2.3.2 Khả năng tìm gọi song song của SIP 38

2.2.3.3 Các quá trình thiết lập cuộc gọi của SIP 39

2.2.3.4 So sánh giữa H.323 và SIP 40

2.2.4 MGCP (Media Gateway Controller Protocol) 43

2.2.4.1 Các chức năng của MGCP 43

2.2.4.2 Các thành phần của MGCP 43

2.2.4.3 Các khái niệm cơ bản trong MGCP 43

2.2.5 SIGTRAN (Signaling Transport Protocol) 44

2.2.6 SCTP (Stream Control Transport Protocol) 46

2.3 Kết luận 49

CHƯƠNG III: ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ CHUYỂN MẠCH MỀM VỚI GIÁI PHÁP SURPASS CỦA SIEMENS TẠI VNPT 50

3.1 Triển khai dịch vụ NGN tại VNPT 50

3.2 Giải pháp Surpass và dòng sản phẩm hiQ của Siemens 52

3.2.1 Giới thiệu thiết bị NGN của Siemens 52

3.2.2 Giới thiệu thiết bị Surpass hiG1000 54

3.2.3 Giới thiệu thiết bị Surpass hiQ 9200 58

3.3 Surpass HiE9200 – giải pháp cho cấu trúc các mạng thế hệ mới 61

3.3.1 Nâng cấp từ HiQ 9200 lên HiE 9200 61

3.3.2 Các đặc điểm nổi bật của HiE 9200 64

3.3.3 Các khối chức năng của HiE 9200 66

3.3.4 Các kết nối và các giao thức chính của HiE 9200 68

3.3.4.1 Bộ điều khiển cổng phương tiện (MGC) HiE 9200 68

3.3.4.2 Điều khiển GateWay trung kế MEGACO/H.248 69

3.3.4.3 MG-HiG 69

3.3.5 Kết luận 71

KẾT LUẬN 72

TÀI LIỆU THAM KHẢO 73

DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 2.1: Cấu trúc mạng thế hệ sau góc độ mạng……….…………

20 Hình 2.2: Cấu trúc mạng NGN góc độ dịch vụ……… 20

Hình 2.3: Cấu trúc tổng quan mạng NGN……… 20

Hình 2.4: Các thành phần của Softswitch……… ……….22

Hình 2.5: Cấu trúc mạng chuyển mạch đa dịch vụ……….………… 23

Hình 2.6: Phân loại giao thức báo hiệu trong chuyển mạch mềm……… … 26

Hình 2.7: Các giao thức báo hiệu trong mạng chuyển mạch mềm….………

27 Hình 2.8: Kiến trúc mạng H.323 và các phần tử……….………… 27

Hình 2.9: Cấu trúc thiết bị đầu cuối H.323……….……… 29

Hình 2.10: Hai đầu cuối đăng ký cùngGK Báo hiệu cuộc gọi trực tiếp….……… 35

Hình 2.11:Quá trình thiết lập cuộc gọi qua Proxy server……….……… 39

Hình 2.12: Quá trình thiết lập cuộc gọi ở chế độ Redirect Server………40

Hình 2.13: Kiến trúc giao thức SIGTRAN……….………44

Hình 2.14: Bộ giao thức SIGTRAN……… ……… 45

Hình 2.15: Các chức năng của SCTP……….………47

Hình 2.16: Cấu trúc của một gói tin SCTP ……….……….48

Hình 3.1: Cấu trúc mạng VNPT 52 ……… ………51

Hình 3.2: Mô hình các giao thức trong Mạng VNPT 52……… ……….51

Hình 3.3: Kết cấu cho mạng NGN theo giải pháp của Siemens………52

Hình 3.4: Surpass trong cấu trúc mạng NGN của Siemens……… 53

Hình 3.5: Các họ sản phẩm SURPSS của Siemens……….54

Hình 3.6:Cấu trúc chức năng của hiQ 9200………59

Hình 3.7: Giao diện báo hiệu của Surpass hiQ 9200……….60

Hình 3.8: Chức năng của HiE 9200……… 62

Hình 3.9: SURPASS HiE – the master of control……… …64

Hình 3.10: Các khối chức năng của HiE 9200……….…….67

Hình 3.11 Các kết nối và giao thức chính của HiE 9200……… 68

THUẬT NGỮ VIẾT TẮT

ADSL Asymetric Digital Subscriber Line Đường thuê bao số không đối xứng

Standard Institute

Viện tiêu chuẩn viễn thông châu Âu

GSM Global System for Mobile communcation Hệ thống toàn cầu về di động

INAP Intelligent Network Application Part Phần ứng dụng mạng thông minh

ITU International Telecommuncation Union Liên minh viễn thông thế giới

dịch vụ

mới

TMN Telecommuncation Management Networks Mạng quản lý viễn thông

dây

WSP Wireless Session Protocol Giao thức phiên không dây

LỜI NÓI ĐẦU

Trong những năm gần đây, cùng với sự tiến bộ vượt bậc của khoa học kỹ thuật, cáccông nghệ mới trong ngành bưu chính, viễn thông xuất hiện ngày càng nhiều hơn nhằm đápứng nhu cầu ngày càng tăng của khách hàng Ngày nay, nhu cầu khách hàng viễn thông khôngchỉ dừng lại ở dịch vụ thoại thông thường, mà còn có nhiều nhu cầu khác như số liệu, video,truyền hình chất lượng cao, dịch vụ về chuyển khoản, quản lý kinh tế, quản lý nhân sự… Bêncạnh đó, sự tiến bộ vượt bậc về công nghệ trong lĩnh vực phần mềm, giao vận, liên kết đã tạotiền đề cho các nhà cung cấp dịch vụ liên kết với nhau và tạo ra các dịch vụ có thể gọi là cácdịch vụ hội tụ Các dịch vụ khác nhau như thoại nội hạt, di động, đường dài với các dịch vụnhắn tin, truy nhập Intenet ngày nay có thể thống nhất lại trong các dịch vụ khách hàng nênnhà cung cấp phải chuyển sang thế hệ mạng mới có thể tích hợp dịch vụ và cung cấp dịch vụchất lượng cao

Trong khi đó, mạng chuyển mạch kênh truyền thống chủ yếu được xây dựng nhằmtruyền dẫn lưu lượng thoại, không có khả năng để đáp ứng các nhu cầu trên của khách hàng Vìvậy, mạng thế hệ sau (Next General Network - NGN) ra đời nhằm thỏa mãn những nhu cầutrên Đây không chỉ là mạng phục vụ thông tin thoại, truyền số liệu là đó là một mạng thốngnhất, mạng hội tụ đem lại ngày càng nhiều các dịch vụ tiên tiến đáp ứng nhu cầu ngày một tăng

và khắt khe của khách hàng mà giải pháp cốt lõi trong mạng NGN chính là công nghệSoftswitch– Công nghệ chuyển mạch mềm

Trong quá trình chuyển đổi này đã có rất nhiều các giải pháp mạng của các nhà cungcấp khác nhau được đưa ra , việc lựa chọn giải pháp và thiết bị nào phù hợp với thực trạngnước mình là điều trăn trở của các nhà khai thác dịch vụ viễn thông của các nước đang pháttriển, trong đó có Việt Nam

Với những suy nghĩ đó đã thôi thúc tôi thực hiện đồ án tốt nghiệp với đề tài: “Ứng dụng công nghệ chuyển mạch mềm trong mạng IP” Sau một thời gian nghiên cứu và tìm

hiểu thực tế với nỗ lực của mình tôi đã cố gắng nghiên cứu xây dựng theo nội dung đồ án

- Tìm hiều các xu hướng ra đời công nghệ chuyển mạch mềm

- Đặc điểm kỹ thuật của công nghệ chuyển mạch mềm

- Ứng dụng công nghệ chuyển mạch mềm với giải pháp Surpass của Siemens tại VNPT

Mặc dù đã cố gắng nhưng với thời gian và trình độ còn hạn chế nên nội dung đồ ánkhông tránh khỏi những sai sót Em rất mong nhận được sự góp ý của các thầy giáo, cô giáo vàcác bạn đồng nghiệp

Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Lê Nhật Thăng và các thầy cô giáo trong học

viện và khoa viễn thông, các bạn đồng nghiệp đã giúp đỡ em hoàn thành đồ án này

CHƯƠNG I: CÁC XU HƯỚNG RA ĐỜI CễNG NGHỆ CHUYỂN MẠCH MỀM

1.1 Sự phỏt triển của nhu cầu dịch vụ dữ liệu

Sự phát triển của nhu cầu dịch vụ dữ liệu đợc phản ánh trong sự tăng trởng trongbăng thông và lu lợng dữ liệu Lu lợng dữ liệu bao gồm dữ liệu thuần tuý (data) và cácloại lu lợng dạng khác nh thông điệp, âm thanh, hình ảnh đợc truyền bằng các côngnghệ dữ liệu (chuyển mạch gói) đang phát triển rất nhanh Lu lợng dữ liệu tăng trởngcùng với sự phát triển của Intemet và các loại dịch vụ trên đó Đồng thời là quá trìnhtoàn cầu hoá diễn ra nhanh chóng làm cho môi trờng kinh doanh, cùng với đó là môi tr-ờng tính toán mạng trải rộng ra tất cả các châu lục

Hiện nay các mạng số liệu và mạng thoại đang song song tồn tại với lu lợng gầntơng đơng nhau Tuy nhiên mức độ phát triển về lu lợng của mạng số liệu gấp 10-15 lần

so với mạng thoại Nguyên nhân không chỉ do sự bùng nổ các loại hình dịch vụ trênInternet mà còn các loại lu lợng trên mạng chuyển mạch kênh nh thoại Fax đang đợctruyền ngày càng nhiều trên các mạng dữ liệu, mạng chuyển mạch gói toàn cầu dựa trêncông nghệ TCP/IP vơn tới các thiết bị đầu cuối không chỉ là điện thoại, thiết bị di động,máy tính cá nhân, các máy trò chơi, thiết bị đo, các máy móc tự động và hàng loạt cácthiết bị khác nh máy ảnh, máy quay phim , các thiết bị gia dụng … tạo ra động lực tăng tạo ra động lực tăngtrởng to lớn trong nhiều năm tới của lu lợng dữ liệu gói Mặc dù trong một hai năm qua,lĩnh vực thông tin đã chịu những suy giảm do sự phát triển quá mức trớc đó

1.2 Mụi trường cạnh tranh trong lĩnh vực viễn thụng:

Trớc đây việc cung cấp các dịch vụ viễn thông công cộng đều do các công ty độcquyền nắm giữ, các công ty này đều nằm dới sự kiểm soát của Chính phủ, nhận thức đợctầm quan trọng của lĩnh vực viễn thông đối với nền toàn bộ kinh tế và cả xã hội, cácquốc gia đều bằng những cách thức khác nhau dần tạo ra một thị trờng viễn thông cạnhtranh Lợi nhuận cao đã dẫn đến việc ra đời hàng loạt các nhà khai thác viễn thông mới.Riêng đối với các nớc dang phát triển, quá trình mở của hội nhập tạo ra cạnh tranhkhông chi từ bên trong mà còn từ bên ngoài Bớc sang thế'ki 21, quá trình cạnh tranh sẽdiễn ra càng quyết liệt

Các nhà khai thác mới ra đời có lợi thế là đi thẳng vào công nghệ mới nhất Ngợclại, đối với nhng nhà khai thác mạng truyền thống, họ cần phải cân nhắc kỹ lỡng trongviệc đầu t nâng cấp hệ thống cơ sở hạ tầng trên nền công nghệ TDM để đáp ứng các nhucầu trong tơng lai hay thay thế hoàn toàn các thiết bị của công nghệ cũ với các cơ sở hạtầng hoàn toàn mới trên nền công nghệ của tơng lai Họ cần phải xem xét đến việc lu l-ợng trên mạng Intemet sẽ bùng nổ nay mai trong khi vẫn còn có các "cổ chai" trên phầnmạng PSTN truyền thống Để duy trì đợc tính cạnh tranh của mình, tất cả các nhà khaithác sẽ phải đa ra các dịch vụ mới kể cả trong quá trình quá độ lên mạng thế hệ tiếp sauNGN

Khoảng 10 năm trớc đây các công ty viễn thông khá giống nhau, ngày nay do sựcạnh tranh khốc liệt các nhà cung cấp dịch vụ phải tạo ra hớng đi cho riêng mình, vì thế

sẽ tạo ra sự khác biệt Một số sẽ tập trung vào dịch vụ truyền số liệu trong khi một sốkhác tập trung vào dịch vụ thoại Một số tập trung vào khách hàng trong khi một sốkhác lại tập trung vào việc kinh doanh mua bán lu lợng

Sự tăng nhanh của lu luợng IP buộc các nhà cung cấp dịch vụ phải xem xét lạichiến lợc của họ và kết quả là nhiều trong số họ đã đa ra những kết luận khá giốngnhau, IP sẽ trở thành yếu tố cốt lõi ở tất cả các mạng Bất kì ứng dụng nào cũng có thể

hoạt động trên cơ sở này Với các lợi thế của IP, giá của các ứng dụng đầu cuối sẻ giảmxuống Vì rằng nhiều cấu trúc mạng thế hệ sau có thể đợc triển khai, nên cớc dịch vụgiảm xuống là điều không trãnh khỏi.

Điều này đặc biệt đúng với dịch vụ điện thoại Lợi nhuận trực tiếp từ dịch vụ nàycủa các nhà cung cấp dịch vụ hiện thời không tăng mà thậm chí còn giảm đi trong vàinăm tới Thậm chí các nhà cung cấp dịch vụ mạng không dây cũng không tránh khỏi sự

ảnh hởng: mạng không dây chỉ không dây ở phần truy nhập và sự cạnh tranh ( trực tiếp

từ các nhà cung cấp dịch vụ không dây khác và gián tiếp từ các nhà cung cấp dịch vụmạng cố định ) sẽ đẩy mức giá xuống thấp Đối với họ việc duy trì hoặc gia tăng doanhthu trung bình/1 ngời dùng trở thành động lực chính cho sự đổi mới chiến lợc Điều đóchỉ dợc thực hiện bằng cách đa ra các dịch vụ giá trị gia tăng

Tình trạng cũng tơng tự cho các mạng truyền hình cáp phơng pháp gia tăngdoanh thu trên đầu ngời nhờ đổi mới công nghệ và dịch vụ sẽ là nền tảng cho chiến lợcphát triển mạng

Có một cách để các nhà cung cấp dịch vụ có thể giải quyết khó khăn này là mở

rộng về mặt địa lí - xây dựng các mạng truy nhập ở cả thị trờng hiện tại và ở cả thị trờng

mới Sự mong muốn vơn ra các thị trờng mới sẽ làm gia tăng hơn nữa mức độ cạnhtranh Vì thế, việc triển khai cơ sở hạ tầng để hỗ trợ sự đổi mới các ứng dụng và dịch

vụ trở thành một vấn đề quan trọng đối với các nhà khai thác mạng

Giải pháp thứ hai để giải quyết vấn đề giảm cớc phí là làm tăng giá trị của cácdịch vụ thông thờng Bằng cách này có thể tránh đợc sự cạnh tranh giá cả và tạo ra nềntảng cho sự khác biệt

Nói chung, dù mục tiêu chiến lợc khác nhau, nhng dới những áp lực này, tất cácác nhà cung cấp dịch vụ dều có xu hớng tập trung ở một mô hình đa dịch vụ sử dụngcơ sở hạ tầng mạng tích hợp để cung cấp càng nhiều loại dịch vụ và càng cho nhiềukhách hàng càng tốt Liệu họ có thành công hay không, điều này phụ thuộc vào khảnăng đổi mới liên tục và có hiệu quả của các nhà cung cấp đa dịch vụ Các nhà cungcấp dịch vụ truyền thống lớn sẽ phải đơng đầu với những khó khăn từ các nhà cung cấpmới, sử dụng các công nghệ mới để đánh vào các điểm yếu của họ Mạng đa dịch vụ

đtrợc triển khai phải cho phép sự đổi mới liên tục các ứng dụng và dịch vụ thì mới giảiquyết đợc những khó khăn này

1.3 Sự hỡnh thành của Mạng thế hệ tiếp theo NGN-Next Genration Network

Nh chúng ta đã biết công nghệ cơ bản liên quan đến chuyển mạch kênh hiện nay

đã phát triển qua chậm chạp so với tốc độ thay đổi và tốc tộ chấp nhận liên quan đếncông nghệ máy tính Chuyển mạch kê là các phần tử có độ tin cây cao trong kiến trúcPSTN Tuy nhiên, chúng không bao giờ là tối u đối với chuyển mạch gói, đó là xét vềmặt kỹ thuật Còn khi xem xét ở khía cạnh kinh doanh thu nhuận thì :

Thứ nhất do các nhà khai thác dịch vụ cạnh tranh và các nhà khai thác cấp trêncùng 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 vụgiống nhau thì chỉ có một con đờng duy nhất để thu hút khách hàng đó là chính sách giácả, muốn có một lợng khách hàng lớn thì phải giảm giá cớc Nhng chỉ tạo sự chênh lệch

về mặt giá cả vốn đã không phải là một chiến lợc kinh doanh lâu dài tốt trong lĩnh vựcviễn thông Nếu có giải pháp nào đó mà cho phép tạo ra các dịch vụ thật sự mới và hấp

dẫn thì các nhà khai thác sẽ có cơ.hội tạo sự khác biệt về mặt dịch vụ chứ không chỉ về

giá cớc

Thứ hai, khi xét về khía cạnh đầu t, thì đối với bất kỳ một nhà đầu t nào, trớc khi

có ý định đầu t vào việc xây dựng mạng, thì yếu tố quan trọng dầu tiên mang tính quyết

định đó là thời gian đầu t và hoàn vốn, mà động lực của nó là tỷ lệ giữa sự đổi mới vàkết quả dự báo về kinh tế của công nghệ lõi đợc chọn trong mạng Do thời gian pháttriển nhanh và chi phí vận hành cũng nh bảo dỡng các mạng chuyển mạch gói thấp hơnnhiều sơ 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 lu lợng dữ liệu chảy vào mạng qua Internet thìhiển nhiên là cần phải có một giải pháp mới, đặt trọng tâm vào dữ liệu, cho việc thiết kếchuyển.mạch của tơng lai dựa trên công nghệ gói để chuyển tải chung cả thoại và dữliệu Nh một sự lựa chọn, các nhà cung cấp dịch vụ đã và đang cố gắng hớng tới việcxây dựng một mạng thế hệ mới Next Genration network – NGN trên đó hội tụ cácdịch vụ thoại, số liệu, đa phơng tiện trên một mạng duy nhất- sử dụng công nghệ chuyểnmạch gói trên mạng xơng sống (Backbone Network) Đây là mạng của các ứng dụngmới và các khả năng mang lại lợi nhuận là chỉ đòi hỏi giá thành thấp Và đó không phải

là mạng phục vụ thông tin thoại, cũng không chỉ là mạng phục vụ truyền số liệu là đó làmạng thống nhất, mạng hội tụ đem lại ngày các nhiều các dịch vụ tiên tiến đáp ứng nhucầu ngày một tăng, và khắt khe hơn từ phía khách hàng

Chúng ta cũng cần phải nhấn mạnh một điều ràng, mạng thế hệ mới NGN khôngphải là một cuộc cách mạng về mặt công nghệ mà nó là một bớc phát triển một xu hớngtất yếu Hạ tầng cơ sở mạng của thế kỷ 20 không thể đợc thay thế trong một sớm mộtchiều, vì thế NGN phải tơng thích với môi trờng mạng sẵn có và phải kết nối hiệu quảvới mạng PSTN

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

- Vấn đề báo hiệu và điều khiển trên nhiều loại giao thức khác nhau cho hội tụthông tin thoại, fax, số liệu, đa phơng tiện

- Vấn đề kết nối với mạng chuyển mạch kênh hiện hữu, đặc biệt là kết nối

phần báo hiệu (mạng SS7)

- Vấn đề phát triển dịch vụ

Giải pháp cốt lõi trong mạng NGN chính là công nghệ Softswitch- công nghệchuyển mạch mềm

1.4 Softswitch – Cụng nghệ Chuyển mạch mềm

1.4.1 Cụng nghệ chuyển mạch mềm theo quan điểm của một số nhà phỏt triển

Vậy Công nghệ chuyển mạch mềm Softswitch là gì ? Đây là một câu hỏi đã đợc rấtnhiều nhà phát triển đặt ra Softswitch đợc nhắc đến nh là một khái niệm mạng tính th-

ơng mại nhiều hơn, và những tranh luận về nhằm đạt đến một định nghĩa kỹ thuật thốngnhất, chính xác về Softswitch vẫn còn đang tiếp diễn Có thể nói rằng, mỗi nhà pháttriển nhìn softswitch dới những góc độ khác nhau Và để tìm hiểu xem Softswitch là gì ?

dới đây chúng ta sẽ xem xét định nghĩa về Softswitch của một số nhà phát triển:

- Theo Nortel, Softswitch là một thành tố quan trọng nhất của mạng thế hệ mới(NGN - Next Generation Network) Theo Nortel định nghĩa thì Softswich là một phầnmềm theo mô hình mở có thể thực hiện đợc những chức năng thông tin phân tán trên

môi trờng máy tính mở và có những tính năng của mạng chuyển mạch thoại TDM

truyền thống Chuyển mạch mềm có thể tích hợp thông tin thoại, số liệu và video, nó có

thể phiên dịch giao thức giữa các mạng khác nhau ví dụ giữa mạng vô tuyến và mạngcáp Softswtich cũng cho phép triển khai các dịch vụ VoIP mang lại lợi nhuận; Mộtchuyển mạch mềm kết hợp tính năng của các chuyển mạch thoại lớp 4 (tổng đài chuyểntiếp/1 1iên đài) và lớp 5 (tổng đài nội hạt) với các cổng VOIP Trong khi vẫn hoạt độngtrên môi trờng máy tính mở chuẩn Các hệ thống máy tính kiến trúc sử dụng các thànhphần đã đợc chuẩn hoá và sử dụng rộng rãi của nhiều nhà cung cấp khác nhau ở đây hệthống máy tính có thể là một máy tính cỡ nhỏ cho tới những server cỡ lớn nh Netra củaSun Microsystem Sử dụng các hệ thống máy tính mở cho phép các nhà khai thác pháttriển dịch vụ một cách độc lập với phần cứng và hởng lợi ích từ định luật Moore trongngành công nghiệp máy tính

- Theo MobileIN, Softswitch là ý tởng về việc tách phần cứng mạng ra khỏi phầnmềm mạng Trong mạng chuyển mạch kênh truyền thống, phần cứng và phần mềmkhông độc lập với nhau Mạng chuyển mạch kênh dựa trên những thiết bị chuyên dụngcho việc kết nối và đợc thiết kế với mục đích phục vụ thông tin thoại Những mạng dựatrên chuyển mạch gói hiệu quả hơn thì sử dụng giao thức Intemet (IP) để định tuyếnthông tin thoại và số liệu qua các con đờng khác nhau và qua các thiết bị đợc chia sẻ

- Còn theo Coppercom, Softswitch là tên gọi dùng cho một phơng pháp tiếp cậnmới trong chuyển mạch thoại có thể giúp giải quyết đợc các thiếu sót trong chuyểnmạch trong tổng đài nội hạt truyền thống Công nghệ Softswitch có thể làm giảm giáthành của các chuyển mạch nội hạt, và cho ta một công cụ hữu hiệu để tạo ra sự khácbiệt về dịch vụ và đơn giản hoá quá trình dịch chuyển mạng truyền thống sang mạng hộtrợ thoại gói từ đầu cuối đến đầu cuối trong tơng lai

1.4.2 Khỏi niệm Softswitch

Mạng PSTN đợc xây dựng nên bởi hệ thống mạng lới các tổng đài chuyển mạchkênh Một tổng đài gồm các mô đun chính nh phân hệ giao tiếp, phân hệ chuyển mạch,phân hệ điều kiển và báo hiệu, phân hệ vận hành bảo dỡng

Phần Ma trận chuyển mạch, điều kiển và báo hiệu nằm trong một tổ hợp phần cứngvật lý mà trên đó các lớp phần mềm lần lợt đợc phát triển từ mức thấp tới mức cao, lớpsau kế thừa lớp trớc để tạo ra các tính năng dịch vụ cũng nh độ thông minh của tổng đài.Các hãng chế tạo ra các mô đun phần cứng còn phải duy trì một đội ngũ đông đảo các kĩ

s phần mềm chỉ chuyên làm việc trên dòng sản phẩm của hãng Trong vòng mấy thập kỉcông nghệ này đã đợc phát triển tới mức độ hoàn chỉnh và có khả năng sáng tạo ra cáctổng đài chung cấp dịch vụ công cộng với:

- Độ tin cậy cao

- Dung lợng rất lớn có thể phục vụ tới hàng trăm ngàn thuê bao hay xử lí hàngtrăm cuộc gọi đồng thời

- Có hệ thống tính cớc, lu trữ và xử lí dữ liệu cớc hoàn thiện và ổn định

- Hệ thống trợ giúp quản lí, vận hành và bảo dỡng tốt

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

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

Mạng thế hệ sau (NGN) đang dần đợc định hình, đó không phải là mộc cuộccách mạng mà là một bớc phát triển Hạ tầng mạng PSTN không thề đợc thay thể chỉtrong một sớm một chiều, vì thế NGN phải tơng thích đợc với môi trờng mạng có sẵn

Trong quá trình phát triển, vốn đầu t sẽ dần dịch chuyển từ hạ tầng mạng chuyển mạchkênh hiện nay sang hạ tầng mạng thế hệ sau.

Mạng NGN là mạng tập trung vào khách hàng, cung cấp mọi loại địch vụ vớitrên bất kì giao thức nào

Mạng thế hệ sau là mạng của các ứng dụng mới và các khả năng mang lại lợinhuận mà chỉ đòi hỏi giá thành thấp Đó là một mạng thống nhất mang lại những ứngdụng cao cấp cho đời sống xã hội

Một đặc điểm nữa là Softswitch không phải làm nhiệm vụ cung cấp kênh kết nối

nh tổng đài vì liên kết thông tin đã đợc cơ sở hạ tầng mạng NGN thực hiện theo côngnghệ 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 đợc thực hiện với một hệ thốngcác mô đun phần mềm điều khiển và giao tiếp khác của mạng NGN, chạy trên một hệthống máy chủ có hiệu năng, độ tin cậy và độ sẵn sàng ở cấp độ nhà cung cấp dịch vụ(Carrier – Class)

Dựa vào những điều trên, chuyển mạch mềm có thể tạm định nghĩa nh là tập hợp cácsản phẩn, giao thức và các ứng dụng cho phép bất kỳ thiết bị nào truy cập các dịch vụtruyền thông qua mạng xây dựng trên nền công nghệ chuyển mạch gói thờng là IP(Internet Protcocol) Những dịch vụ đó bao gồm thoại, fax, video, dữ liệu và các dịch vụmới có thể đợc phát triển trong tơng lai Những thiết bị đầu cuối truy nhập bao gồm điệnthoại truyền thống, điện thoại IP, máy tính, PDAs, máy nhắn tin … tạo ra động lực tăngMột sản phẩmSoftswitch có thể gồm một hoặc nhiều phần chức năng có thể cùng nằm trên một hệthống hoặc phân tán trên những hệ thống thiết bị khác nhau

1.5 Những lợi ớch của Softswitch – Cụng nghệ chuyển mạch mềm

Do tính chất phân tán về mặt chức năng, Softswitch cho phép dễ dàng trong việccung cấp và phát triển dịch vụ với chi phí thấp Cũng chính do tính chất phân tán về mặtchức năng này mà chuyển mạch trở nên đơn giản hơn, hiệu quả hơn và rẻ hơn Chuyểnmạch sẽ chỉ tập trung vào chuyển mạch còn các thành phần khác sẽ cung cấp các dịch

vụ và khả năng quản lý mạng Dịch vụ phân tán có nghĩa là việc phát triển ứng dụng sẽkhông bắt buộc phải tập trung trong việc tạo lập, điều khiển và cung cấp dịch vụ màthay vào đó các dịch vụ có thể đợc tạo lập và phát triển tại các thành phần khác nhau.Lợi ích mà Softswitch mang lại là lợi ích kép, lợi ích cả về phía nhà khai thác và phíangời sử dụng

Đối với Softswitch, không chỉ có việc triển khai dịch vụ mới đợc nhanh chóng

mà cả việc sau đó nâng cấp dịch vụ cũng trở nên nhanh chóng hơn do đặc điềm các dịch

vụ đợc cung cấp thông qua các mô đun phần mềm

1.5.1 Những cơ hội mới về kinh doanh

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

vụ giá trị gia tăng hoàn toàn mới, hội tụ ứng dụng thoại, số liệu và video Ví dụ, mộttrong các dịch vụ mới này có thể bao gồm khả năng khởi tạo một cuộc gọi điện thoạibằng việc ‘kích chuột’ vào một số máy điện thoại theo chuẩn E.164, từ một văn bản

HTML Do vậy, các dịch vụ mới này hứa hẹn sẽ đem lại doanh thu cao hơn nhiều so với

các dịch vụ thoại truyền thống vốn đang suy giảm do sự gia tăng cạnh tranh trong nhữngnăm vừa qua

Hội nghị đa điểm cũng nh IP- Centrex là các dịch vụ cao cấp mới mô phỏng cáctính năng dịch vụ của tổng đài điện thoại truyền thống bằng công nghệ IP Các nhà cungcấp dịch vụ Internet (ISP) có thể sử dụng Softswitch để xây dựng nhiều dịch vụ có tínhnăng thoại Cấu trúc phân tán vốn thuộc về bản chất của Softswitch vẫn sẽ cho phépmạng thoại phát triển vì các nhà cung cấp vẫn có thể thêm các dịch vụ khi nào và tại đâu

họ muốn

1.5.2 Khả năng thu hỳt, ‘lắng nghe’ nhu cầu khỏch hàng.

Với các dịch vụ vô cùng phong phú cùng với khả năng mở rộng dịch vụ nhanhchóng của mình mạng thế hệ tiếp sau sẽ trợ giúp rất nhiều trong công việc kinh doanhcũng nh trong cuộc sống của khách hàng Các nhà cung cấp dịch vụ có thể sử dụng côngnghệ Softswitch để cho phép khách hàng của mình khả năng tự lựa chọn và kiểm soátcác dịch vụ thông tin do mình sử dụng Viễn cảnh hấp dẫn này sẽ làm cho khách trở nêntrung thành với nhà cung cấp dịch vụ

Một khả năng to lớn khác mà ta không thể không nhắc đến ở đây đó là: với mạngthế hệ mới cho phép mối quan hệ giữa nhà cung cấp và khách hàng sẽ ngày một trở nêngần gũi và gắn bó hơn Khách hàng có thể dùng Web để yêu cầu cung cấp các dịch vụmới cũng nh từ chối đăng ký dịch vụ, thay đổi thông tin khách hàng, kiểm tra và thanhtoàn cớc… tạo ra động lực tăng do đó tạo điều kiện cho nhà cung cấp dịch vụ nắm bắt đợc nhu cầu cũng nh

dự báo đợc nhu cầu khách hàng, từ đó lựa chọn ra đợc phơng thức kinh doanh, đầu t hợp

Đó sẽ là nguyên nhân mà Softswitch sẽ đợc nhanh chóng chấp nhận trong thế giới viễnthông

Giao diện thực thi truyền thông giữa Softswitch và thành phần phần cứng MG(Media Gateway) dựa trên các giao thức mở nh là MGCP(Media Gateway ControlProtocol), H248/Megaco and SIP-Session Intiation Protocol Giao diện giữa Softswitch

và các Server ứng dụng cũng dựa trên các tập giao thức chuẩn mở nh SIP, H323 và các

công cụ nh Ngôn ngữ đánh dấu mở rộng XML - Extensible Mark Languace, Java trongmạng thông minh IN - Intelligent Network Nó cho phép các nhà thiết kế mạng dễ dàngtrong việc lựa chọn các thành phần phần cứng cũng nh phần mềm tốt nhất từ nhiều nhàcung cấp khác nhau

Cấu trúc phân tán đầy đủ (Fully-distributed architecture) cho phép topo mạngbao gồm các thành phần có thể dàn trải trong toàn bộ mạng, trong khi Softswitch chophép khả năng cung cấp các dịch vụ và điều khiển tập trung Vì vậy mạng có thể đợc

mở rộng rất nhanh mà không cần phải đầu t thêm các tổng đài chuyển mạch kênh vốnrất đắt mỗi khi có một thị trờng mới Chi phí cho các hệ thống Softswitch sẽ theo dạngchi phí cho phần mềm chứ không còn theo kiểu chi phí cho các cơ cấu chuyển mạchkênh nh trớc nữa, và do đó đầu t vào Softswitch sẽ tăng gần nh tuyến tính theo số lợngkhách hàng mà không phải là một khoản đầu t ban đầu rất lớn nh trớc đây

Đối với các nhà khai thác mới, ban đầu với một lợng khách hàng hạn chế thì họchỉ cán mua các tính năng cần thiết và thêm dần các tính năng mới khi mà quy môkhách hàng đợc mở rộng Và mặc dù chỉ khởi đầu với số lợng khách hàng nhỏ, các nhàkhai thác này vẫn có thể cung cấp đầy đủ các dịch vụ cho khách hàng thông qua nh cácnhà khai thác lớn hơn Đây là điểm khác biệt vì chuyển mạch truyền thống luôn đợcthiết kế với tập tính năng và qui mô lớn hơn nhiều số lợng khách hàng và nhu cầu dịch

vụ thực tế

Với cấu trúc phân tán và phân tán đầy đủ (Fully-distributed architecture) Việckhoanh vùng sự cố khi có lỗi trong hệ thống cũng trở nên dễ dàng hơn so với PSTN, làmgiảm thiểu thời gian, chi phí phục hồi, sửa chữa cũng nh bảo dỡng hệ thống

1.5.4 Giảm chi phớ điều hành mạng và chi phớ hoạt động trung bỡnh

Softswitch cho phép khách hàng tự lựa chọn, kiểm soát quá trình sử dụng dịch vụcủa mình, điều đó giúp giảm thiểu công việc cho các nhà điều hành mạng Với khả năngcho phép tự động hoá thực hiện nhiều công đoạn nh quản lý thuê bao, giám sát dịch vụ,giám sát cớc… tạo ra động lực tăngđiều đó cũng cho phép giảm chi phí từ 60-70% Đồng thời việc giảm chiphí trong thời gian dài cũng là không phải bàn cãi bởi với Softswitch sẽ không còn cáctổmg đài lớn tập trung giá thành cao, tiêu tốn năng lợng và nhân lực điều hành, chuyểnmạch giờ đây sẽ là các máy chủ đặt phân tán trong mạng, đợc điều khiển bởi các giaodiện đồ hoạ thân thiện với ngời sử dụng (GUI - Graphic User Interface)

1.5.5 Thời gian tiếp cận thị trường ngắn.

Softswitch có một cấu trúc mở Nh chúng ta đã biết, đặc tính quan trọng nhất của mạngthế hệ mới NGN là kiến trúc mở Softswitch với cấu trúc mở sẽ cho phép chọn lựa đợcsản phẩm tốt nhất cả về phần cứng, phần mềm và dịch vụ từ nhà cung cấp khác nhau.Các nhà cung cấp dịch vụ có thể lựa chọn những dòng sản phẩm tốt nhất từ đó cho phép

họ triển khai đợc rất nhiều tính năng, dịch vụ mới mà không cần quan tâm tới hãng cungcấp

Do cấu trúc mở, mà các công ty phần mềm thứ ba có thể phát triển các sản phẩmphục vụ cho thoại và dữ liệu miễn là tuân theo các giao thức chuẩn và các API mở nhSIP, JAIN, XML hay thậm chí cả H323 hoặc qua các cấu trúc Middleware nh COBRA.Nhờ đó các nhà cung cấp dịch vụ sẽ triển khai đợc ngày càng nhiều các dịch vụ hội tụtrong thời gian ngắn và chi phí thấp hơn nhiều so với PSTN Bởi lẽ, theo truyền thốngnhững công ty điện thoại mua phần mềm và các thông tin cấp nhật từ các hãng sản xuấttổng đài, sau đó tải nó vào mỗi hệ thống chuyển mạch dùng để cung cấp dịch vụ Màthực tế thì các công ty điện thoại thờng có nhiều sản phẩm tổng đài từ các hãng khácnhau Do vậy quá trình đa dịch vụ mới vào dịch vụ sẽ chậm Trễ hơn bởi vì những cậpnhật phần mềm cần phải đợc phối hợp giữa nhtểu hãng sản xuất tổng đài khác nhau

1.5.6 An toàn đối với vốn đầu tư

Mạng NGN hoạt động song song với hạ tầng mạng có sẵn, vì vậy các nhà khaithác vẫn thu hồi đợc vốn đã đầu t vào thiết bị mạng truyền thống, cùng lúc đó vẫn triểnkhai đợc những dịch vụ mới hoạt động tốt trên môi trờng mạng có kiến trúc phức tạp.không đồng nhất

Softswitch phát triển các cơ sở dữ liệu mạng đã có, cho phép các dịch vụ mới

t-ơng tác với cơ sở dữ liệu đợc kế thừa Chức năng phiên dịch giao thức đảm bảo tínhthích ứng giữa nhiều hệ thống báo hiệu khác nhau nh SS7, H248/Megaco,IP,SIP,H323,Q931 v.v… tạo ra động lực tăng và giữa các mạng riêng biệt nh giữa hệ thống vô tuyến và hệ thốngmạng cáp

Điều đáng nói là Softswitch hoại động một cách "trong suốt." đối với ngời sửdụng, cho phép họ hởng thụ chất lợng dịch vụ của thông tin thoại số liệu, video qua đ-ờng dây điện thoại vốn có của mình (cùng tới một chiếc PC) mà chàng cần quan tâm tớikiến trúc hạ tầng mạng Các hệ thống Softswitch tích hợp đợc tới các thành phần mạngkhác nhau cung cấp các dịch vụ phức tạp, cao cấp cho phép điều khiến cuộc gọi đa giaothức và hỗ trợ các ứng dụng đa phơng tiện Ngời sử dụng hoàn toàn không biết bằngcách nào cuộc gọi của mình đến đợc đích hay làm thế nào các dịch vụ đó tới đợc bànlàm việc của mình, bởi vì họ vẫn sử dụng những giao diện quen thuộc, ví dụ là chiếc

điện thoại với những phím bấm quen thuộc phục vụ cho đàm thoại, fax hay những dịch

vụ thoại khác

Bên cạnh việc lặp lại các chức năng của điện thoại truyền thống trên một mạng IPchi phí thấp hơn nhiều, Softswitch cho phép các nhà cung cấp xác lập, triển khai và điều

hành các dịch vụ mới, tính toán mức độ sử dụng các dịch vụ đó để tính cớc khách hàngtrong của hai hệ thống trả sau hay trả trớc Bằng cách sử dụng các giao diện lập trình mở(API) trong Softswitch, các nhà phát triển có thể tích hợp dịch vụ mới hay thêm cácServer ứng dụng mới dễ dàng Các nhà khai thác cũng có thể truy nhập tới các danh mục

có sẵn để hỗ trợ cho các dịch vụ nhận dạng cuộc gọi (Caller ID) hay trả lời có chọn lọc(Selective Ringing)

1.6 Kết luận

Cựng với sự phỏt triển của cỏc cụng nghệ viễn thụng, hệ thống chuyển mạchmềm ra đời với cỏc tớnh năng ưu việt, khắc phục được phần lớn cỏc hạn chế của hệthống chuyển mạch kờnh truyền thống Hệ thống chuyển mạch mềm đó trở thành mộtthành tố quan trọng bậc nhất trong mạng thế hệ mới NGN

Trong tương lai, mạng thế hệ mới NGN sẽ hoàn toàn dựa trờn cơ sở hạ tầng làmạng gúi Do mạng PSTN hiện tại vẫn hoạt động tốt và cung cấp dịch vụ khỏ tin cậy(99,999%) nờn việc chuyển cả mạng truy nhập và mạng lừi của PSTN thành mạng gúi

là rất tốn kộm Để tận dụng cơ sở hạ tầng của PSTN và ưu điểm của chuyển mạch gúi,cấu hỡnh mạng NGN bao gồm chuyển mạch kờnh và chuyển mạch gúi cú thể chuyểnmạch thoại ở cả dạng kờnh và gúi với sự tớch hợp của phần mềm xử lý gọi Điều nàyđược thực hiện bằng cỏch tỏch riờng chức năng xử lý cuộc gọi khỏi chức năng chuyểnmạch vật lý Thiết bị đú chớnh là bộ điều khiển cổng phương tiện MGC sử dụng chuyểnmạch mềm (softswitch) Hay núi cỏch khỏc chuyển mạch mềm chớnh là thiết bị thựchiện việc xử lý cuộc gọi trong mạng NGN

CHƯƠNG II: ĐẶC ĐIỂM KỸ THUẬT CỦA CÔNG NGHỆ CHUYỂN MẠCH MỀM

2.1 Mô hình kiến trúc mạng thế hệ mới – NGN và các chức năng của Softswitch

2.1.1 Cấu trúc mạng thế hệ mới NGN

2.1.1.1 Khái niệm mạng NGN:

Trong nhiều năm gần đây, Nền công nghiệp viễn thông vẫn đang trăn trở về vấn

đề phát triển công nghệ căn bản nào và dùng mạng gì để hỗ trợ các nhà khai thác mạngtrong bối cảnh luật viễn thông đang thay đổi nhanh chóng, Sự cạnh tranh ngày càng giatăng mạnh mẽ Khái niệm mạng thế hệ mới (Hay còn gọi là mạng thế hệ kế tiếp - NGN)

ra đời cùng với việc tái kiến trúc mạng, tận dụng các ưu thế về công nghệ tiên tiếnnhằm đưa ra dịch vụ mới, mang lại nguồn thu mới, góp phần giảm chi phí khai thác vàđầu tư ban đầu cho các nhà kinh doanh

Mạng viễn thông thế hệ tiếp theo (NGN) là một mạng có hạ tầng thông tin duynhất dựa trên công nghệ gói để có thế triển khai nhanh chóng các loại hình dịch vụ khácnhau dựa trên sự hội tụ giữa thoại và số liệu, giữa cố định và di động.Trong đó:

- Có sự phân cách rõ ràng giữa các lớp truyền tải, truy cập, điều khiển và dịchvụ

- Liên kết hoạt động giữa các lớp và mạng khác nhau qua giao diện mở

- Điều khiển trong suốt qua các công nghệ truyền tải khác nhau (ATM, IP,TDM,…)

- Sử dụng các thành phần trên cơ sở đã chuẩn hoá

Mạng NGN bao gồm các lớp chức năng sau:

- Lớp quản lý (Management);

- Lớp ứng dụng (Application);

- Lớp điều khiển (Control);

- Lớp chuyển tải (Transport);

- Lớp truy nhập (Access)

Trong các lớp trên, lớp điều khiển hiện nay rất phức tạp với nhiều loại giao thức,khả năng tương thích giữa các thiết bị của các hãng khác nhau là vấn đề mà nhà khaithác quan tâm.Để thấy rõ hơn ta xét cấu trúc mạng NGN dưới các góc độ khác nhau :

Giao diện mở API

Giao diện mở API

Giao diện mở API

Giao diện mở API

Hình 2.2: Cấu trúc mạng NGN góc độ dịch vụ

2.1.1.2 Phân tích cấu trúc Tổng quan mạng NGN

Lớp truy nhập Lớp truyền tải Lớp điều khiển Lớp ứng dụng

Các Server ứng dụng

Các doanh nghiệp lớn

Các công ty nhỏ/

Văn phòng

Thuê bao

di động Khách hàng

tại nhà

Media Gateway

Media Gateway controller

Hình 2.3: Cấu trúc tổng quan mạng NGN

Kiến trúc mạng NGN sử dụng mạng chuyển mạch gói cho cả thoại và dữ liệu

Nó phân chia các khối của tổng đài hiện nay thành các lớp mạng riêng rẽ, các lớp nayliên hệ với nhau qua các giao diện mở tiêu chuẩn

Sự thông minh trong xử lý cuộc gọi cơ bản trong chuyển mạch của PSTN thựcchất là được tách ra từ phần cứng của ma trận chuyển mạch Bây giờ sự thông minh đónằm trong một thiết bị tách rời gọi là chuyển mạch mềm (Softswitch) cũng được gọi làmột bộ điều khiển truyền thông cổng truyền thông (Media Gateway Controller) hoặc làmột tác nhân cuộc gọi (Call Agent), đóng vai trò phần tử điều khiển trong kiến trúc mạngmới

Các giao diện mở hướng tới các ứng dụng mạng thông minh (IN- IntelligentNetwork) và các server ứng dụng mới tạo điều kiện dễ dàng cho việc nhanh chóng cungcấp dịch vụ và đảm bảo đưa ra thị trường trong thời gian ngắn Các giao diện mở củakiến trúc mới này cho phép các dịch vụ mới được giói thiệu nhanh chóng Đồng thờichúng cũng tạo thuận tiện cho việc giới thiệu các phương thức kinh doanh mới bằngcách chia tách chuỗi giá trị truyền thống hiện tại thành nhiều dịch vụ có thể do nhiềunhà cung cấp khác nhau cung cấp

Hệ thống chuyển mạch NGN được phân thành 4 lớp riêng biệt thay vì tích hợpthành một hệ thống như công nghệ chuyển mạch kênh hiện nay Các giao diện mở có

sự tách biệt giữa dịch vụ và truyền dẫn cho phép các dịch vụ được triển khai nhanhchóng, dễ dàng Các nhà khai thác có thể chọn các thiết bị của những nhà cung cấpkhác nhau cho từng lớp trong mô hình cấu trúc mạng NGN

Lớp quản lý là một lớp đặc biệt xuyên suốt các lớp từ lớp kết nối cho đến lớpứng dụng Tại lớp này, người ta có thể triển khai kế hoạch xây dựng mạng giám sát viễnthông TMN, như một mạng riêng theo dõi và điều phối các thành phần mạng viễn thôngđang hoạt động Tuy nhiên cần phân biệt các chức năng quản lý với các chức năng điềukhiển Vì căn bản NGN sẽ dựa trên các giao diện mở và cung cấp rất nhiều loại hìnhdịch vụ trong một mạng đơn, cho nên mạng quản lý phải làm việc trong một môi trường

đa nhà đầu tư, đa nhà khai thác, đa dịch vụ

 Thành phần: Lớp ứng dụng gồm các nút thực thi dịch vụ SEN (Service Excution

Node), thực chất là các server dịch vụ cung cấp các ứng dụng cho khách hàng thôngqua lớp truyền tải

 Chức năng: Cung cấp các dịch vụ có băng thông khác nhau ở nhiều mức độ (như

dịch vụ thoại, VPN, VoD, multimedia, e-commerce, realtime games ) Một số loạidịch vụ sẽ thực hiện làm chủ việc thực hiện điều khiển logic của chúng và truy nhập

trực tiếp tới lớp ứng dụng, còn một số dịch vụ khác sẽ được điều khiển từ lớp điềukhiển (như dịch vụ thoại truyền thống…) Lớp ứng dụng liên kết với lớp điều khiểnthông qua các giao diện mở API Nhờ đó mà các nhà cung cấp dịch vụ có thể phát triểncác ứng dụng và triển khai nhanh chóng trên các dịch vụ mạng

 Thành phần:Lớp điều khiển bao gồm các hệ thống điều khiển mà thành phần chính

là Softswitch còn gọi là Media Gateway Controller hay Call Agent được kết nối với cácthành phần khác để kết nối cuộc gọi hay quản lý địa chỉ IP như: SGW (SignalingGateway), MS (Media Server), FS (Feature server), AS(Application Server)

Hình 2.4: Các thành phần của Softswitch

Theo MSF (MultiService Switching Forum), Lớp điều khiển cần được tổ chứctheo kiểu module và có thể bao gồm một số bộ điều khiển độc lập.Ví dụ các bộ điềukhiển riêng cho các dịch vụ: Thoại/Báo hiệu số 7, ATM/SVC, IP/MPLS…

Hình 2.5: Cấu trúc mạng chuyển mạch đa dịch vụ

 Chức năng: Lớp điều khiển có nhiệm vụ kết nối để cung cấp các dịch vụ thông suốt

từ đầu cuối tới đầu cuối với bất kỳ loại giao thức và báo hiệu nào.Cụ thể lớp điều khiểnthực hiện các chức năng sau :

- Định tuyến lưu lượng giữa các khối chuyển mạch

- Thiết lập yêu cầu, điều chỉnh và thay đổi các kết nối hoặc các luồng, điều khiểnsắp xếp nhãn (lable mapping) giữa các giao diện cổng

- Phân bổ lưu lượng và các chỉ tiêu chất lượng đối với mỗi kết nối và thực hiện giám sát điều khiển để đảm bảo QoS

- Báo hiệu đầu cuối từ các trung kế, các cổng trong kết nối với lớp Media.Thống

kê và ghi lại những thông số về chi tiết cuộc gọi và đồng thời thực hiện các cảnh báo

- Thu nhận thông tin báo hiệu từ các cổng và chuyển các thông tin này tới các thành phần thích hợp trong lớp điều khiển

- Quản lý và bảo dưỡng hoat động của các tuyến kết nối thuộc phạm vi điều khiển Thiết lập và quản lý hoạt động của các luồng yêu cầu đối với chức năng dịch vụ rong mạng Báo hiệu với các thành phần ngang cấp

Các chức năng quản lý, chăm sóc khách hàng cũng được tích hợp trong lớp điềukhiển Nhờ có giao diện mở nên có sự tách biệt giữa dịch vụ và truyền dẫn, việc nàycho phép các dịch vụ mới được triển khai nhanh chóng và dễ dàng hơn

 Thành phần: Là các cổng truyền thông (MG - Media Gateway) bao gồm:

- Các cổng truy nhập: AG (Access Gateway) kết nối giữa mạng lõi với mạng truynhập, RG (Residental gateway) kết nối mạng lõi với mạng thuê bao tại nhà

- Các cổng giao tiếp : TG (Trunking Gateway) kết nối giữa mạng lõi với mạngPSTN/ISDN, WG (Wireless Gateway) kết nối mạng lõi với mạng di động,

 Chức năng: Chuyển đổi các loại môi trường (chẳng hạn như PSTN, FrameRelay,

LAN, vô tuyến ) sang môi trường truyền dẫn gói được áp dụng trên mạng lõi và ngượclại Lớp chuyển tải có khả năng tương thích các kỹ thuật truy nhập khác với kỹ thuậtchuyển mạch gói IP hay ATM ở mạng đường trục Nhờ đó, các nút chuyển mạch (ATM+ IP) và các hệ thống truyền dẫn sẽ thực hiện chức năng chuyển mạch, định tuyến cuộcgọi giữa các thuê bao của lớp truy nhập dưới sự điều khiển của các thiết bị thuộc lớpđiều khiển

- Các nút chuyển mạch/Router (IP/ATM hay IP/MPLS), các chuyển mạch kênhcủa mạng PSTN, các khối chuyển mạch PLM nhưng ở mạng đường trục Kỹthuật chuyển tải chính là IP hay IP/ATM Ngoài ra còn có các hệ thống chuyểnmạch, hệ thống định tuyến cuộc gọi

 C¸c chøc n¨ng cña Softswitch

Trong mạng viễn thông thế hệ mới có rất nhiều thành phần cần quan tâm, nhưng ởđây ta chỉ nghiên cứu một thành phần chính thể hiện rõ nét sự tiên tiến của NGN so vớimạng viễn thông truyền thống Cụ thể là:

- Softswitch (còn gọi là Media Gateway Controller hoặc Call Agent);

Softswitch đưa ra các quy luật xử lý cuộc gọi, còn MG và SG sẽ thực hiện các quyluật đó Softswitch điều khiển SG thiết lập và kết thúc cuộc gọi

Softswitch chính là chiếc cầu nối giữa các mạng có đặc tính khác nhau, nhưPSTN, SS7, IP Softswitch chịu trách nhiệm quản lý lưu lượng thoại và dữ liệu qua các

o Thiết lập cuộc gọi thoại : H.323, SIP;

o Điều khiển truyền thông: MGCP, Megaco, H.248;

o Quản lý SS7: SIGTRAN (SS7 over IP) ), ISUP (ISDN User Part – SS7)

- Quản lý lớp dịch vụ và chất lượng dịch vụ;

- Xử lý báo hiệu SS7;

- Quản lý các bản tin liên quan QoS như RTCP;

- Thực hiện định tuyến cuộc gọi;

- Ghi lại các thông tin chi tiết của cuộc gọi để tính cước (CDR - Call DetailRecord);

- Điều khiển quản lý băng thông;

- Đối với MG:

o Xác định và cấu hình thời gian thực cho các DSP;

o Phân bổ kênh DS0;

o Truyền dẫn thoại (mã hóa, nén, đóng gói)

- Đối với SG, Softswitch cung cấp:

- Chủ yếu làm việc với lưu lượng IP, do đó yêu cầu các kết nối tốc độ cao;

- Hỗ trợ nhiều loại giao thức

- Độ sẵn sàng cao

2.2 Các giao thức báo hiệu và điều khiển trong mạng NGN

Hệ thống chuyển mạch mềm có kiến trúc phân tán, các chức năng báo hiệu và xử

lý báo hiệu, chuyển mạch, điều khiển cuộc gọi được thực hiện bởi các thiết bị phântán trong cấu hình mạng Để có thể tạo ra các kết nối giữa các đầu cuối nhằm cung cấpdịch vụ cho người dùng các thiết bị này phải trao đổi các thông tin báo hiệu Cách thứctrao đổi các thông tin báo hiệu được quy định bởi các giao thức báo hiệu Các giao thức

cơ bản trong hệ thống chuyển mạch mềm bao gồm:

- H.323

- SIP

- MGCP, MEGACO/H.248

- SIGTRAN

Các giao thức này có thể phân thành hai loại: giao thức ngang cấp (H.323, SIP)

và giao thức Chủ-tớ (MGCP, MEGACO/H.248) Mỗi loại giao thức có ưu điểm vànhược điểm riêng của mình với các chức năng khác nhau, tồn tại trong mạng ở các cấpkhác nhau:

- Giao thức ngang cấp H.323, SIP được sử dụng để trao đổi thông tin báo hiệu vàđiều khiển giữa các MGC, giữa MGC và các máy chủ

- Giao thức chủ tớ MGCP, MEGACO/H.248 là giao thức báo hiệu điều khiển giữaMGC và các cổng kết nối (trong đó MGC điều khiển cổng kết nối)

- Giao thức SIGTRAN là giao thức báo hiệu giữa MGC và cổng báo hiệu Chứcnăng của giao thức này là chuyển đổi báo hiệu SS7 và IP

Hình 2.6 Phân loại giao thức báo hiệu trong chuyển mạch mềm

Hình 2.7 Các giao thức báo hiệu trong mạng chuyển mạch mềm

Các giao thức ngang cấp thực hiện chức năng mạng ở cấp cao hơn, quy định cách thứcgiao tiếp giữa các thực thể cùng cấp để cùng phối hợp thực hiện cuộc gọi hay các ứng dụngkhác Trong khi đó các giao thức chủ-tớ là sản phẩm của việc phân bố không đồng đều trí tuệmạng, phần lớn trí tuệ mạng được tập trung trong các thực thể chức năng điều khiển (đóng vaitrò là chủ), thực thể này sẽ giao tiếp (điều khiển) với nhiều thực thể khác qua các giao thứcchủ-tớ nhằm cung cấp dịch vụ Mạng thực tế thường kết hợp cả hai loại giao thức báo hiệu nêutrên Chúng ta sẽ tìm hiểu chi tiết hơn về mỗi giao thức trong các phần dưới đây :

2.2.1 Bộ giao thức H323

2.2.1.1 Cấu trúc của H.323

Internet

PSTN Intranet

H.324 Terminal (POTS) Speech Only H.323 Terminal

Hỡnh 2.8 - Kiến trỳc mạng H.323 và cỏc phần tử

Về chức năng khái niệm Media Gateway của NGN và mạng H323 là tơng tự nhnhau do đó ở phần này chỉ đề cập đến các đầu cuối H323 mà cha đề cập hay có phần tửtơng đơng trong mạng NGN đã đề cập ở trên

Nh trên hình ta thấy cấu trúc của H323 gồm các phần tử nh sau:

2.2.1.2 Thiết bị đầu cuối

Video I/O equipment

Audio I/O equipment

User Data Applications

T.120, etc.

System Control

User Interface

Video Codec H.261, H.263

Audio Codec G.711, G.722, G.723, G.728, G.729

System Control H.245 Control

Call Control H.225.0 RAS Control H.225.0

Receive Path Delay

H.225.0 Layer

Local Area Network Interface Scope of Rec H.323

Hỡnh 2.9 –Cấu trỳc thiết bị đầu cuối H.323

 Các thiết bị nằm ngoài phạm vi khuyến nghị H.323

- Thiết bị vào ra Video

- Thiết bị vào ra Audio

- Thiết bị vào ra số liệu

- Giao diện mạng LAN

- Giao diện ngời sử dụng

 Các phần tử nằm trong phạm vi khuyến nghị

- Bộ mã hoá và giải mã Video

- Bộ mã hoá và giải mã Audio

- Bộ đệm nhận dữ liệu

- Khối điều khiển hệ thống

 Khối điều khiển theo chuẩn H.245

Sử dụng kênh điều khiển H.245 để mang các bản tin điều khiển điểm - điểm

điều khiển hoạt động của thực thể H.323 đó bao gồm : khả năng trao đổi, mở và

đóng các kênh logic, các yêu cầu chế độ hoạt động thích hợp, điều khiển luồng bảntin, phát các lệnh và các chỉ thị

 Chức năng báo hiệu cuộc gọi

Sử dụng báo hiệu cuộc gọi theo khuyến nghị H.225 để thiết lập một kết nối giữahai đầu cuối H.323 Kênh báo hiệu cuộc gọi độc lập với kênh RAS và kênh điềukhiển H.245 Trong hệ thống không có Gatekeeper thì kênh báo hiệu cuộc gọi đợcthiết lập giữa hai đầu cuối H.323 tham gia cuộc gọi Còn trong hệ thống cóGatekeeper thì kênh báo hiệu cuộc gọi đợc thiết lập giữa các đầu cuối và Gatekeeperhoặc giữa hai đầu cuối với nhau, việc lựa chọn phơng án thiết lập kênh báo hiệu cuộcgọi nh thế nào là do Gatekeeper quyết định

 Chức năng báo hiệu RAS

Sử dụng các bản tin H.225 để thực hiện : đăng ký, cho phép dịch vụ, thay đổibăng thông, trạng thái, các thủ tục tách rời giữa các đầu cuối và Gatekeeper

 Điều khiển truy cập

Gatekeeper cho phép một truy cập mạng LAN bằng cách sử dụng các bản tinH.225 là ARQ/ACF/ARJ Việc điều khiển này dựa trên sự cho phép cuộc gọi, băngthông, hoặc một vài thông số khác do nhà sản xuất quy định Nó có thể là chức năngrỗng có nghĩa là chấp nhận mọi yêu cầu truy nhập của đầu cuối

 Điều khiển độ rộng băng thông

Gatekeeper hỗ trợ các bản tin BRQ/BRJ/BCF cho việc quản lý băng thông Nó

có thể là chức năng rỗng nghĩa là chấp nhận mọi yêu cầu thay đổi băng thông

 Quản lý vùng :ở đây chữ vùng là tập hợp tất cả các phần tử H.323 gồm thiết bị đầu

cuối, Gateway, MCU có đăng ký hoạt động với Gatekeeper để thực hiện liên lạc giữacác phần tử trong vùng hay từ vùng này sang vùng khác

Các chức năng không bắt buộc của Gatekeeper:

 Điều khiển báo hiệu cuộc gọi

Gatekeeper có thể lựa chọn hai phơng thức điều khiển báo hiệu cuộc gọi là: hoànthành báo hiệu cuộc gọi với các đầu cuối và xử lý báo hiệu cuộc gọi chính bản thân

nó, hoặc Gatekeeper có thể ra lệnh cho các đầu cuối kết nối một kênh báo hiệu cuộcgọi hớng tới nhau Theo phơng thức này thì Gatekeeper không phải giám sát báo hiệutrên kênh H.225

 Cho phép cuộc gọi

Thông qua việc sử dụng báo hiệu H.225, Gatekeeper có thể loại bỏ các cuộc gọikhông đợc phép Những nguyên nhân từ chối bao gồm hạn chế tới hoặc từ một đầucuối cụ thể, hay các Gateway, và hạn chế truy nhập trong các khoảng thời gian nhất

định

 Quản lý băng thông

Gatekeeper có thể hạn chế một số các đầu cuối H.323 cùng một lúc sử dụngmạng Thông qua việc sử dụng kênh báo hiệu H.225, Gatekeeper có thể loại bỏ cáccác cuộc gọi từ một đầu cuối do sự hạn chế băng thông Điều đó có thể xảy ra nếuGatekeeper thấy rằng không đủ băng thông sẵn có trên mạng để trợ giúp cho cuộcgọi Việc từ chối cũng có thể xảy ra khi một đầu đang tham gia một cuộc gọi yêucầu thêm băng thông Nó có thể là một chức năng rỗng nghĩa là mọi yêu cầu truynhập đều đợc đồng ý

 Quản lý cuộc gọi

Một ví dụ cụ thể về chức năng này là Gatekeeper có thể một danh sách tất cả cáccuộc gọi H.323 hớng đi đang thực hiện để chỉ thị rằng một đầu cuối bị gọi đang bận

và cung cấp thông tin cho chức năng quản lý băng thông

2.2.1.4 Khối điều khiển đa điểm

Khối điều khiển đa điểm (MCU) đợc sử dụng khi một cuộc gọi hay hội nghị cầngiữ nhiều kết nối hoạt động Do có một số hữu hạn các kết nối đồng thời, nên cácMCU giám sát sự thoả thuận giữa các đầu cuối và sự kiểm tra mọi đầu cuối về cáckhả năng mà chúng có thể cung cấp cho hội nghị hoặc cuộc gọi Các MCU gồm haiphần: Bộ điều khiển đa điểm (MC) và Bộ xử lý đa điểm (MP)

Bộ điều khiển đa điểm có trách nhiệm trong việc thoả thuận và quyết định khảnăng của các đầu cuối Trong khi đó Bộ xử lý đa điểm đợc sử dụng để xử lý đa ph-

ơng tiện (multimedia), các luồng trong suốt quá trình của một hội nghị hoặc mộtcuộc gọi đa điểm MP có thể không có hoặc có rất nhiều vì chúng có trách nhiệmtrộn và chuyển mạch các luồng phơng tiện truyền đạt và việc xử lý các bít dữ liệu âmthanh và hình ảnh MC không phải tơng tác trực tiếp với các luồng phơng tiện truyền

đạt, đó là công việc của MP Các MC và MP có thể cài đặt nh một thiết bị độc lậphoặc là một phần của các phần tử khác của H.323

2.2.2 Tập giao thức H323

2.2.2.1 Bỏo hiệu RAS

Cung cấp các thủ tục điều khiển tiền cuộc gọi trong mạng H.323 có GK Kênhbáo hiệu RAS đợc thiết lập giữa các đầu cuối và các GK trớc các kênh khác Nó độclập với kênh báo hiệu cuộc gọi và kênh điều khiển H.245 Các bản tin RAS đợctruyền qua mạng thông qua kết nối UDP, thực hiện việc đăng ký, cho phép, thay đổibăng thông, trạng thái và các thủ tục huỷ bỏ cuộc gọi Báo hiệu RAS gồm nhữngquá trình sau:

Khi các đầu cuối và GK chỉ có địa chỉ bí danh của một đầu cuối thì chúng có thểthực hiện định vị đầu cuối để thu đợc địa chỉ truyền vận của đầu cuối Các bản tin

định vị gửi tới địa chỉ kênh RAS của GK hoặc địa chỉ quảng bá tìm kiếm GK

 Cho phép, thay đổi băng thông, trạng thái và huỷ quan hệ

Kênh báo hiệu cuộc gọi cũng đợc sử dụng để truyền những bản tin cho phép,thay đổi băng thông, trạng thái, huỷ quan hệ Các bản tin này đợc trao đổi giữa một

đầu cuối và GK để điều khiển cho phép và các chức năng quản lý băng thông

2.2.2.2 Bỏo hiệu điều khiển cuộc gọi H225

Trong mạng H.323, thủ tục báo hiệu cuộc gọi đợc dựa trên khuyến nghị H.225của ITU Khuyến nghị này chỉ rõ cách sử dụng và trợ giúp của các bản tin báo hiệuQ.931 Một kênh điều khiển cuộc gọi tin cậy đợc thiết lập qua mạng IP trên TCPcổng 1720 Cổng này khởi tạo các bản tin điều khiển cuộc gọi Q.931 giữa 2 đầu cuốicho mục đích kết nối, giám sát và ngắt kết nối cuộc gọi Sau khi khởi tạo thiết lậpcuộc gọi Các bản tin điều khiển cuộc gọi và các bản tin giữ cho kênh báo hiệu cuộcgọi tồn tại (keepalive) đợc chuyển tới các cổng

Định tuyến kênh báo hiệu cuộc gọi

Các bản tin báo hiệu cuộc gọi có thể đợc truyền đi theo 2 cách Phơng pháp thứnhất là GK định tuyến báo hiệu cuộc gọi tức là các bản tin báo hiệu cuộc gọi sẽ đợc

định tuyến thông qua GK giữa các đầu cuối Phơng pháp thứ hai là các bản tin báohiệu cuộc gọi đợc truyền trực tiếp giữa các đầu cuối

Trong mạng H.323 không có GK, các bản tin báo hiệu đợc truyền trực tiếp giữa

đầu cuối chủ gọi và bị gọi bằng cách sử dụng địa chỉ truyền vận báo hiệu cuộc gọicủa đầu cuối bị gọi do đó có thế truyền thông trực tiếp với nhau

2.2.2.3 Giao thức H.245

H245 xử lý các bản tin điều khiển từ đầu cuối đến đầu cuối giữa các thực thểH.323 Các thủ tục H.245 thiết lập các kênh logic cho việc truyền tín hiệu âm thanh,hình ảnh, dữ liệu và thông tin kênh điều khiển Báo hiệu H.245 đợc thiết lập giữa 2

đầu cuối, một đầu cuối với một MC hoặc một đầu cuối với GK Đầu cuối chỉ thiếtlập duy nhất một kênh điều khiển H.245 cho mỗi cuộc gọi mà nó tham gia Một đầucuối, MCU, GK có thể hỗ trợ nhiều cuộc gọi cùng một lúc do vậy có nhiều kênh

điều H.245 tơng ứng Kênh điều khiển tin cậy tạo ra qua mạng IP sử dụng cổng TCPgán động, thông tin về cổng TCP này có trong bản tin báo hiệu cuộc gọi cuối cùng(Connect)

Kênh H.245 đợc sử dụng để mang các bản in điều khiển từ đầu cuối đến đầu cuốibao gồm khả năng trao đổi, đóng mở kênh logic, yêu cầu các chế độ chuẩn, các bảntin điều khiển luồng, các lệnh và cảnh báo Điều khiển H.245 cho phép phân táchkhả năng phát và thu nh các chức năng có thể đàm phán ví dụ nh quyết định bộ mãhoá nào đợc sử dụng

Khi GK định tuyến báo hiệu cuộc gọi thì có hai phơng pháp để định tuyến kênh

điều khiển H.245 là kênh điều khiển H.245 đợc thiết lập trực tiếp giữa các đầu cuối

và GK định tuyến kênh điều khiển H.245 Khuyến nghị H.245 định nghĩa một sốthực thể giao thức độc lập trợ giúp cho báo hiệu từ đầu cuối đến đầu cuối nh sau:

 Trao đổi khả năng: Xác định khả năng trao đổi dữ liệu và âm thanh của từng đầu

cuối tham gia cuộc gọi

 Quyết định master-slave: Là các thủ tục quyết định đầu cuối nào là chủ đầu cuối nào

là tớ trong một cuộc gọi xác định Ví dụ nh hai đầu cuối cùng trở thành MC trongmột hội nghị hoặc cả hai đầu cuối đang cố mở một kênh hai chiều

 Trễ vòng (Round Trip delay): Là các thủ tục dùng để xác định trễ giữa đầu cuối

nguồn và đầu cuối đích

 Báo hiệu kênh logic (Logical channel signaling): Kênh logic dùng để mang thông tin

từ bên phát tới một hoặc nhiều bên thu Nó đợc định danh bởi số hiệu kênh logic, sốhiệu này là duy nhất với mỗi hớng truyền dẫn

 Các thủ tục kết nối nhanh: Kết nối nhanh cho phép sự thiết lập kết nối truyền thông

cho các cuộc gọi cơ bản điểm tới điểm với chỉ một lần trao đổi bản tin vòng (bản tin

đi từ đầu cuối nguồn tới đầu cuối đích rồi lại trở về đầu cuối nguồn) Theo cách thiếtlập này thì bản tin thiết lập ban đầu do đầu cuối chủ gọi gửi đi phải có tr ờng

faststart (khởi động nhanh).

 H245 ngầm (Tuneling H.245)

Các bản tin H.245 có thể đợc đóng gói ở trong kênh báo hiệu cuộc gọi H.225thay vì tạo ra một kênh điều khiển H.245 riêng biệt Phơng pháp này cải thiện đợcthời gian thiết lập cuộc gọi và thời gian định vị tài nguyên Đồng thời nó cho phép sự

đồng bộ giữa báo hiệu cuộc gọi và điều khiển Có thể đóng gói nhiều bản tin H.245vào bất kỳ bản tin H.225 nào Vào một thời điểm bất kỳ, mỗi đầu cuối có thể chuyểnsang một kết nối H.245 riêng biệt

2.2.2.4 Cỏc thủ tục bỏo hiệu cuộc gọi

Một cuộc gọi trải qua các bớc nh sau:

 Thiết lập cuộc gọi

 Khởi tạo truyền thông và trao đổi khả năng

 Thiết lập kênh truyền thông nghe nhìn

 Dịch vụ cuộc gọi

 Kết thúc cuộc gọi

(1) Thiết lập cuộc gọi

Trong quá trình thiết lập cuộc gọi, các điểm cuối trao đổi các bản tin để đồng ý tiếnhành các thủ tục điều khiển cuộc gọi tiếp theo Điểm cuối A có thể gửi bản tin Setup

đến điểm cuối B Sau khi gửi bản tin Setup điểm cuối sẽ phải chờ nhận đợc bản tinAlerting trả lời từ phía thuê bao bị gọi trong thời gian chỉ thị với ngời sử dụng có cuộcgọi tới Trong trờng hợp thoại liên mạng sử dụng gateway thì gateway sẽ gửi bản tinAlerting khi nó nhận đợc tín hiệu chuông từ phía mạng chuyển mạch kênh SCN Quátrình kết thúc khi điểm cuối A nhận đợc bản tin Connect từ đầu cuối B

(2) Khởi tạo liên kết và trao đổi khả năng

Sau khi cả hai điểm cuối thực hiện thủ tục thiết lập cuộc gọi, chúng sẽ thiết lập kênh

điều khiển H.245 để có thể trao đổi khả năng và thiết lập kênh truyền ảo Trong trờnghợp không nhận đợc bản tin Connect hoặc một thuê bao gửi bản tin Release Completethì kênh điều khiển H.245 sẽ bị đóng

Các thông tin về khả năng đợc trao đổi qua bản tin terminalCapabilitySet Đây làbản tin đầu tiên đợc gửi để xác định khả năng trao đổi dữ liệu và âm thanh của mỗi điểmcuối Trớc khi tiến hành cuộc gọi mỗi điểm cuối phải biết đợc khả năng nhận và giải mãtín hiệu của điểm cuối còn lại Biết đợc khả năng nhận của điểm cuối nhận, điểm cuốitruyền sẽ giới hạn thông tin mà nó truyền đi ngợc lại với khả năng của điểm cuối truyền

nó sẽ cho phép điểm cuối nhận chọn chế độ nhận phù hợp Tập hợp các khả năng của

điểm cuối cho nhiều luồng thông tin có thể đợc truyền đi đồng thời và điểm cuối có thểkhai báo lại tập hợp các khả năng của nó bất kỳ lúc nào Tập hợp các khả năng của mỗi

điểm cuối đợc cung cấp trong bản tin terminalCapabilitySet

Sau khi trao đổi khả năng hai thuê bao sẽ thực hiện việc quyết định chủ tớ để xác

định vai trò của hai thuê bao trong quá trình liên lạc tránh khả năng xung đột xảy ra khihai điểm cuối cùng thực hiện đồng thời các công việc giống nhau trong khi chỉ có một

sự việc diễn ra tại một thời điểm

(3) Thiết lập kênh truyền ảo

Sau khi trao đổi khả năng (tốc độ nhận tối đa, phơng thức mã hoá ) và xác địnhchủ tớ, thủ tục điều khiển kênh H.245 sẽ thực hiện việc mở kênh logic để truyền thôngtin Các kênh này là kênh H.225 Sau khi mở kênh logic để truyền thông tin thì các điểmcuối sẽ gửi đi bản tin h2250MaximumSkewIndicaton để xác định thông số truyền.Trong giai đoạn này các điểm cuối có thể thực hiện thủ tục thay đổi cấu trúc kênh, thay

đổi khả năng chế độ truyền cũng nh chế độ nhận

Việc sử dụng chỉ thị videoIndicateReadyToActive đợc định nghĩa trong chuẩnH.245 là không bắt buộc nhng thờng đợc sử dụng khi truyền tín hiệu video Đầu tiênthuê bao chủ gọi sẽ không đợc truyền video cho đến khi thuê bao bị gọi chỉ thị sẵn sàng

để truyền video Thuê bao chủ gọi sẽ truyền bản tin videoIndicateReadyToActive saukhi kết thúc quá trình trao đổi khả năng, nhng nó sẽ không truyền tín hiệu video cho đếnkhi nhận đợc bản tin video Indicate Ready To Active hoặc nhận đợc luồng tín hiệuvideo từ phía thuê bao bị gọi

Trong chế độ truyền một địa chỉ, một điểm cuối sẽ mở một kênh logic đến một

điểm cuối khác hoặc một MCU (khối xử lí đa điểm bao gồm các MC và MP-điều khiển

và xử lí đa điểm) Địa chỉ của các kênh chứa trong bản tin open Logical Channel vàopen Logical Channel Ack Trong chế độ truyền theo địa chỉ nhóm địa chỉ nhóm sẽ đợcxác định bởi MC và đợc truyền đến các điểm cuối trong bản tin communication ModeCommand Một điểm cuối sẽ báo cho MC việc mở một kênh logic với địa chỉ nhómthông qua bản tin openLogical Channel và MC sẽ truyền bản tin đó tới tất cả các điểmcuối trong nhóm

(4) Cung cấp dịch vụ

Dịch vụ cuộc gọi là những sự thay đổi các tham số cuộc gọi đã đợc thoả thuận trong

3 giai đoạn trên Các dịch vụ cuộc gọi nh thế bao gồm cả điều chỉnh băng tần mà cuộcgọi đòi hỏi, bổ sung hoặc loại bỏ các thành phần tham gia cuộc gọi hoặc trao đổi trạngthái "keep alive" giữa gateway và /hoặc đầu cuối

(5) Giải phóng cuộc gọi

Một thiết bị đầu cuối có thể giải phóng cuộc gọi theo các bớc sau:

(1) Dừng việc truyền tín hiệu video khi kết thúc truyền một ảnh, sau đó đóng tất cảcác kênh logic phục vụ việc truyền video

(2) Dừng việc truyền số liệu và đóng tất cả các kênh logic phục vụ việc truyền sốliệu

(3) Dừng việc truyền tín hiệu thoại và đóng tất cả các kênh logic phục vụ việc truyềnthoại

(4) Truyền bản tin endSessionCommand trên kênh điều khiển H.245 đến điểm cuốibên kia chỉ thị dừng cuộc gọi và dừng truyền các bản tin H.245

(5) Chờ nhận đợc bản tin end Session Command từ phía điểm cuối bên kia và sau đó

đóng kênh điều khiển H.245

(6) Nếu kênh báo hiệu cuộc gọi đang mở thiết bị đầu cuối sẽ gửi bản tinReleaseComplete để đóng kênh báo hiệu cuộc gọi

(7) Giải phóng cuộc gọi ở các lớp dới

Trong quá trình giải phóng cuộc gọi phải tiến hành tuần tự các bớc từ (1) đến (7)trừ bớc (5) có thể không cần nhận bản tin endSessionCommand phúc đáp từ phía điểmcuối bên kia Trong một cuộc gọi không có sự tham gia của gatekeeper chỉ cần thựchiện các bớc từ (1) đến (6)

§Çu cuèi bÞ gäi GateKeeper 1

§Çu cuèi gäi

Hình 2.10 – Hai đầu cuối đăng ký cùngGK Báo hiệu cuộc gọi trực tiếp

ARQ

ACF

H.245 Terminal Capability

H.245 Terminal Capability