Điện tử viễn thông đề CƯƠNG 2 trinh khotailieu

• Gồm các nút thực thi dịch vụ SENService Excution Node • Lớp ứng dụng liên kết với lớp điều khiển thông qua giao thức mở API Lớp quản lý • Lớp quản lý là một lớp đặc biệt xuyên suốt cá

NGN

Câu 1: Định nghĩa của mạng viễn thông thế hệ sau NGN theo khuyến nghị Y.2011? Nguyên lý, Kiến trúc chức năng của NGN?

TL:

Định nghĩa NGN: Mạng thế hệ sau là công nghệ mạng chuyển mạch gói, cung cấp

được các dịch vụ viễn thông khác nhau, cho phép nhiều công nghệ truyền dẫn băng rộng đảm bảo được chất lượng dịch vụ, cho phép người sử dụng truy nhập không hạn chế tới các nhà cung cấp dịch vụ Đồng thời hỗ trợ người dùng di động cho phép cung

cấp các dịch vụ khắp nơi , mọi thời điểm ổn định

Nguyên lý: Mạng NGN dựa trên công nghệ chuyển mạch gói

Kiến trúc chức năng của NGN:

Kiến trúc mạng NGN sử dụng chuyển mạch gói cho cả thoại và dữ liệu Nó phân chia cac khối vững chắc của tổng đài hiện nay thành các lớp mạng riêng

lẻ, các lớp này liên kết với nhau qua các giao diện mở tiêu chuẩn

Lớp truy nhập và truyền dẫn:

• Truyền dẫn:

 Bao gồm của chức năng truyền dẫn và chức năng chuyển mạch

1

 Có khả năng hỗ trợ các mức Qó khác nhau cho cùng 1 dịch vụ và cho các dịch vụ khác nhau Có khả năng lưu trữ lại các sự kiễn xảy ra trên mạng(kích thước gói, tốc độ gói, tỷ lệ mất gói, băng thông , độ trì

hoãn,…)

• Truy nhập

 Tạo ra các kết nối giữa các thiết bị đầu cuối và mạng đường trục(thuộc

lớp truyền dẫn) qua các cổng giao tiếp Media Gateway thích hợp

Lớp truyền thông

• Hỗ trợ khả năng tương thích các kỹ thuật truy nhập khác với kỹ thuật CM gói trong mạng lõi

• Lớp này chịu trách nhiệm chuyển đổi các loại môi trường ( PSTN, LAN,

vô tuyến….) sang môi trường truyền dẫn gói được áp dụng trên mạng lõi

và ngược lại

Lớp điều khiển

• Kết nối để cung cấp dịch vụ thông suốt từ đầu đến cuối với bất kỳ loại giao thức và báo hiệu nào

♦ Định tuyến lưu lượng giữa các khố chuyển mạch

♦ Thiết lập yêu cầu điều chỉnh và thay đổi các kết nối hoặc các luông điều khiển sắp xếp nhã giữa các giao diện cổng

♦ Phân bố lưu lượng và các chỉ tiêu chất lượng với mỗi kết nối

♦ Báo hiệu

♦ Quản lý và bảo dưỡng hoạt động của các tuyến kết nối thuộc phạm vi điều khiển

Lớp ứng dụng

• Cung cấp các dịch vụ có băng thông khác nhau và ở nhiều mức độ

• Gồm các nút thực thi dịch vụ SEN(Service Excution Node)

• Lớp ứng dụng liên kết với lớp điều khiển thông qua giao thức mở API

Lớp quản lý

• Lớp quản lý là một lớp đặc biệt xuyên suốt các lớp từ lớp ứng dụng đến lớp truyền dẫn và truy nhập

2

Câu 2: Khái niệm chuyển mạch mềm Softswitch, kiến trúc mạng chuyển mạch mềm

TL

Định nghĩa:

♦ 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

bịđầu cuối truy nhập bao gồm: điện thoại truyền thống, điện thoại IP, máy tính, máy nhắn tin, 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 chuyển mạch gói và có khả năng liên kết với mạng PSTN

♦ 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 chuyển

mạch gói và có khả năng liên kết với mạng PSTN

Kiến trúc mạng

Kiến trúc chuyển mạch mềm có thể được chia thành các Khối phần mềm Các

Khối này thể hiện sự phân chia giữa các thực thể chức năng trong mạng VoIP Có

4 Khối chức năng riêng biệt được thực hiện bởi chuyển mạch mềm để mô tả chức

năng của mạng VoIP đâu cuối tới đầu cuối:

- Khối truyền tải

- Khối điều khiển cuộc gọi và báo hiệu

- Khối dịch vụ và ứng dụng

- Khối quản lý

3

-

Ki ến trúc của Softswitch

• Kh ối truyền tải: Thực hiện xử lý và truyền tải các bản tin báo hiệu cuộc gọi,

cuộc gọi và thiết lập phương tiện qua mạng VoIP Cơ chế truyền tải được sử

dụng dựa trên bất kỳ công nghệ nào phù hợp với các tiêu chuẩn như SS7, ANSI

hoặc ITU

Khối truyền tải có thể được chia làm 3 miền :

- Mi ền truyền tải IP: Miền này bao gồm

 Mạng đường trục truyền tải và định tuyến/trường chuyển mạch

 Các thiết bị như: các bộ định tuyến và các chuyển mạch

 Các thiết bị cung cấp các cơ chế chất lượng dịch vụ (QoS) và các chính sách truyền tải thuộc về miền này

- Mi ền tương tác (Interworking): Gồm có các thiết bị thực hiện biến đổi báo

hiệu hoặc phương tiện nhận được từ các mạng ngoài và có thể gửi đến cho các

thực thể trong mạng VoIP.Chẳng hạn như, cổng báo hiệu SG (biến đổi báo hiệu truyền tải giữa các lớp truyền tải khác nhau), cổng

phương tiện MG ( biến đổi phương tiện giữa các mạng truyền tải và phương

tiện khác nhau), và các cổng tương tác IWG (Interworking Gateway) (tương

tác báo hiệu trên cùng một lớp truyền tải nhưng giao thức khác nhau)

- Mi ền truy nhập không IP: Ứng dụng cơ bản đối với các thiết bị đầu cuối

không IP và các mạng vô tuyến truy nhập tới mạng VoIP Gồm có: các cổng

4

truy nhập AG hoặc các cổng thường trú RG cho các thiết bị hoặc máy điện thoại không IP, các thiết bị ISDN, các thiết bị truy nhập tích hợp (IAD) cho các

mạng DSL, modem cáp/bộ tương thích thiết bị đa phương tiện (MTA) cho các

mạng HFC, và các cổng phương tiện cho mạng truy nhập vô tuyến di động GSM/3G

• Kh ối điều khiển cuộc gọi và báo hiệu :

- Thực hiện điều khiển các thành phần cơ bản của mạng VoIP, đặc biệt là các thành phần trong Khối truyền tải Khối này là trái tim của hệ thống, thực

hiện xử lý cuộc gọi và báo hiệu, cụ thể như: xử lý các yêu cầu của thuê bao

để thiết lập và giải phóng kênh thoại, thực hiện điều khiển cuộc gọi dựa trên

cơ sở các bản tin báo hiệu nhận được, điều khiển các thành phần trong Khối truyền tải, đảm bảo việc biên dịch số và định tuyến theo các con số danh

bạ,…

- Mặt bằng này gồm có các thiết bị như: Bộ điều khiển cổng phương

tiện MGC (hay Call Agent hoặc Bộ điều khiển cuộc gọi), Gatekeeper và các máy chủ LDAP

• Kh ối dịch vụ và ứng dụng:

- Cung cấp việc điều khiển chức năng và thực thi của máy chủ đặc tính và các ứng dụng khác như các mạng thông minh, tức là cung cấp các dịch vụ khác nhau tới thuê bao Các thiết bị trong khối này điều khiển luồng cuộc

gọi dựa trên chức năng thực thi dịch vụ và đạt được điều này nhờ việc trao đổi thông tin với các thiết bị khác trong khối điều khiển cuộc gọi và báo

hiệu Ngoài ra, khối cũng thực hiện việc điều khiển các thành phần mang đặc biệt như các máy chủ phương tiện, thực hiện các chức năng: hội nghị, IVR, xử lý âm báo…

- Khối này bao gồm các thiết bị như: các máy chủ ứng dụng và các máy chủ đặc tính

• Kh ối quản lý:

- Cung cấp các chức năng hỗ trợ vận hành, tính hoá đơn cước và các công

việc quản lý mạng khác Khối này có thể tương tác với bất kỳ Khối nào trong ba mặt bằng trên thông qua các tiêu chuẩn hoặc các giao thức thích

hợp và các API Điều đó có nghĩa là Khối trên tạo ra một vùng vận hành và

bảo dưỡng

5

-

Câu 3:Các chức năng chính của bộ điều khiển cổng giao tiếp (MGC – Media Gateway Controller)? ( trong chuyển mạch mềm):

TL:

Các ch ức năng chính của MGC (Media Gateway Controller)

 Điều khiển cuộc gọi, duy trì trạng thái của mỗi cuộc gọi trên một MG (Media Gateway)

 Điều khiển và hỗ trợ hoạt động của MG (Media Gateway), SG (Signaling Gateway)

 Trao đổi các bản tin cơ bản giữa 2 MG-F

 Xử lý bản tin SS7 (khi sử dụng SIGTRAN)

 Xử lý bản tin liên quan QoS

 Phát hoặc nhận bản tin báo hiệu

 Định tuyến (bao gồm bảng định tuyến, phân tích số và dịch số)

 Tương tác với AS-F để cung cấp dịch vụ hay đặc tính cho người sử dụng

 Có thể quản lý các tài nguyên mạng (port, băng tần )

Các giao thức Media Gateway Controller có thể sử dụng:

 Để thiết lập cuộc gọi: H.323; , SIP

 Điều khiển Media Gateway : MGCP, Megaco/H.248

 Điều khiển Signaling Gateway: SIGTRAN (SS7)

 Để truyền thông tin : RTP, RTCP

Minh h ọa mô tả quá trình thực hiện cuộc gọi khi sử dụng chuyển mạch mềm (1) Khi có một thuê bao nhấc máy (thuộc PSTN) và chuẩn bị thực hiện cuộc gọi thì

tổng đài nội hạt quản lý thuê bao đó sẽ nhận biết trạng thái off-hook của thuê bao Và Signaling Gateway (SG) nối với tổng đài này thông qua mạng SS7 cũng nhận biết được trạng thái mới của thuê bao

(2) SG gọi sẽ báo cho Media Gateway Controller (MGC) trực tiếp quản lý mình thông qua CA-F đồng thời cung cấp tín hiệu dial-tone cho thuê baoquay số cho thuê bao Ta

gọi MGC này là caller-MGC (MGC gọi)

(3) Caller-MGC gởi yêu cầu tạo kết nối đến Media Gateway (MG) gọi nối với tổng đài nội hạt ban đầu nhờ MGC-F

(4) Các s ố do thuê bao nhấn sẽ được SG thu thập và chuyển tới caller-MGC

(5) Caller-MGC sử dụng những số này để quyết định công việc tiếp theo sẽ thực hiện Các số này sẽ được chuyển tới chức năng R-F và R-F sử dụng thông tin lưu trữ của các server để có thể định tuyến cuộc gọi Trường hợp đầu cuối đích cùng loại với đầu

cuối gọi đi (nghĩa là cùng là một thuê bao của mạng PSTN):

6

+ Nếu thuê bao bị gọi cũng thuộc sự quản lý của caller-MGC thì thực hiện bước (7)

+ Nếu thuê bao này thuộc sự quản lý của một MGC khác thì thực hiện bước (6) + Nếu thuê bao này là một đầu cuối khác loại thì MGC sẽ đồng thời kích hoạt

chức năng IW-F để khởi động bộ điều khiển tương ứng và chuyển cuộc gọi đi Lúc này thông tin báo hiệu sẽ được một loại Gateway khác xử lý Quá trình truyền thông tin sẽ diễn ra tương tự như kết nối giữa 2 thuê bao thoại thông thường

(6) Caller-MGC sẽ gởi yêu cầu thiết lập cuộc gọi đến một MGC khác Nếu chưa đến đúng MGC của thuê bao bị gọi (ta gọi là callee-MGC) thì MGC này sẽ tiếp tục chuyển yêu cầu thiết lập cuộc gọi đến MGC khác cho đến khi đến đúng callee-MGC Trong quá trình này, các MGC trung gian luôn phản hồi lại MGC đã gởi yêu cầu đến nó Các công việc này được thực hiện bởi CA-F

(7) Callee-MGC gởi yêu cầu tạo kết nối với MG nối với tổng đài nội hạt của thuê bao

bị gọi (callee-MG)

(8) Đồng thời callee-MGC gởi thông tin đến callee-SG, thông qua mạng SS7 sẽ làm rung chuông thuê bao bị gọi

(9) Khi callee-SG nhận được bản tin báo trạng thái của thuê bao bị gọi (giả sử là rỗi) thì nó sẽ gởi ngược thông tin này trở về callee-MGC

(10) Và callee-MGC sẽ phản hồi về caller-MGC để báo mình đang liên lạc với người được gọi

(11) Callee-MGC gởi thông tin để cung cấp tín hiệu ring back tone cho caller-MGC, qua caller-SG đến người gọi

(12) Khi thuê bao bị gọi nhấc máy thì quá trình thông báo tương tự các bước trên xảy ra: qua nút báo hiệu số 7, thông tin nhấc máy qua callee-SG đến callee-MGC, rồi đến caller-MGC, qua caller-SG rồi đến thuê bao thực hiện cuộc gọi

(13) Kết nối giữa thuê bao gọi đi và thuê bao bị gọi được hình thành thông qua

caller-MG và callee-caller-MG

(14) Khi chấm dứt cuộc gọi thì quá trình sẽ diễn ra tương tự như lúc thiết lập

7

IAM: Initial Address Message (khởi tạo địa chỉ thông điệp)

ACM: Address Complete Message (Hoàn thành địa chỉ thông điệp)

CPG: Call Progress Message (xử lý cuộc gọi thông điệp)

ANM: Answer Message (trả lời thông điệp)

CRCX: CReate Connection (tạo kết nối)

MDCX: Modify Connection (xác nhận kết nối)

8

Câu 4: Mô hình VPN di động trên nền NGN, nguyên lý cơ bản của phương pháp SIP DIAL-UP?

Như trong hình chúng ta giả định có 2 mô hình sử dụng đó là truy cập LAN tại nhà và truy cập LAN văn phòng

Truy cập LAN tại nhà một người sử dụng thiết bị di động thiết lập 1 phiên VPN bằng cách sử dụng getway của nhà mình.Các phiên VPN cung cấp cho các thiết bị đầu cuối

di động với một địa chỉ IP hợp lí giao diện trên mạng con Ip của mạng home-LAN cho phép thiết bị đầu cuối tương thích với các thiết bị khác trong LAN

Mô hình dựa trên mạng LAN văn phòng còn được gọi là mô hình ngang hàng hay ngang cấp (peer-to-peer), trong đó các cổng VPN được tách ra từ một bộ định tuyến tường lửa ở rìa của doanh nghiệp và được sắp xếp gần người sử dụng

9

Phương thức VPN từ xa gọi là SIP dial-up

SIP bổ sung Internet Key Exchange (IKE) và IPSec cho điều khiển biên

dựa trên phiên và bảo đảm chất lượng dịch vụ dành riêng Hơn nữa, SIP cũng

tạo điều kiện vượt qua tường lửa và chuyển giao giữa các phiên VPN

10

Câu 5: Kiến trúc của mạng NGN dựa trên MPLS LSP, thủ tục chuyển giao nhanh (fast handover) sử dụng các thông tin từ Layer 2 (L2)

Kiến trúc của mạng NGN dựa trên MPLS LSP

 MPLS Core Network: Mạng lõi chuyển mạch nhãn

 MICS (Mobility Information Control Server): Hệ thống kiểm soát thông tin di động , quản lý địa chỉ trung tâm, quản lý địa chỉ MAC, địa chỉ IP cố định (IP_PA) và địa chỉ IP cục bộ (IP_LA) của nút di động (MN) cũng như địa chỉ

IP của quản lý điều khiển bàn giao (HCA) , và quản lý các thông tin ràng buộc liên quan đến truyền thông giữa MN và nút thông tin (CN)

 HCA (Handover Control Agent): Quản lý địa chỉ cục bộ, quản lý địa chỉ MAC, IP_PA, và IP_LA của MN, đóng gói và truyền dữ liệu

 PoA (Point of Access): Điểm truy cập, chuyển tiếp địa chỉ MAC tới HCA khi

một MN đi vào khu vực của nó

 AN (Access Network): Mạng truy nhập Mỗi mạng truy nhập được quản lý bởi

một HCA

 LSP (Label-Switched Paths):Đường chuyển mạch nhãn giữa, LSP giữa HCA

và MICS được sử dụng để truyền tải thông điệp báo hiệu cho MM

Th ủ tục chuyển giao nhanh sử dụng thông tin từ Lớp 2 (L2)

11

Khi một MN đi vào AP#1, AP#1 lấy địa chỉ MAC nút di động và sau đó gửi một thông điệp báo cáo vị trí tới HCA #1.HCA #1 tạo ra một bản ghi cho MN trong bảng

quản lý địa chỉ cục bộ của nó, và gửi một thông báo đăng ký vị trí với MICS, gửi địa

chỉ đến MN trong bảng quản lý địa chỉ trung tâm MICS có địa chỉ MAC và địa chỉ

cục bộ (IP_LA) của MN, cũng như địa chỉ IP của HCA#1 Trong quá trình xử lý của MICS, MN gửi một thông điệp ACK thông tin địa chỉ đến HCA #1 để đáp lại thông tin địa chỉ từ HCA# 1 Khi HCA# 1 nhận thông điệp ACK thông tin địa chỉ, nó sẽ gửi

một thông điệp cập nhật địa chỉ đến MICS

Khi MN di chuyển từ AN#1 đến AN#2, AP#2 bắt được địa chỉ MAC của MN và gửi

một báo cáo vị trí tới HCA#2 HCA#2 tạo ra một bản ghi cho MN trong L-AMT của

nó, ghi địa chỉ MAC của MN và IP_LA, và gửi một thông điệp đăng ký vị trí đến MICS và cập nhật các bản ghi của MN của C-AMT của chính nó, và gửi thông điệp

phản hồi vị trí tới HCA#2 trong lúc gửi thông điệp phản hồi vị trí khác tới HCA#3 để duy trì kết nối với các nút di động Kết quả là, chuyển giao nhanh chóng của nút di động có thể được hỗ trợ bởi HCA và MICS

12

Câu 6: Khái niệm và lợi ích của IPv6 multihoming Sự khác nhau giữa IPv4 và IPv6 multihoming

Khái niệm và lợi ích của IPv6 multihoming

A Khái ni ệm multihoming

IPv6 multihoming là một site (mạng) hoặc một nút có một vài kết nối mạng qua cùng nhà cung cấp dịch vụ mạng hoặc qua các nhà cung cấp dịch vụ mạng khác nhau / qua nhiều giao diện mạng / qua nhiều địa chỉ mạng Các site và nút chọn cho IPv6 multihoming theo một vài lý do, đặc biệt là để tăng khả năng chịu lỗi, hiệu năng cân

bằng tải, hỗ trợ khả năng di động…

B Các đặc tính của Multihoming trên IPv6 (cho nó thành lợi ích luôn :v)

cho phép một mạng truy nhập có nhiều kết nối tới cùng mạng lõi hoặc nhiều kết

nối nhiều mạng lõi

cho phép một đối tượng di động có các giao diện với nhiều hơn một mạng hoặc nhiều địa chỉ mạng trên một giao diện mạng; một địa chỉ liên kết cục bộ, một địa chỉ

trọng phạm vi site, địa chỉ duy nhất trên toàn cầu…

Với nhiều kết nối mạng, nhiều giao diện mạng và nhiều địa chỉ mạng, một đối tượng di động có thể có (hoặc mất) các địa chỉ bổ sung động (ví dụ qua sự

di chuyển của đối tượng di động hoặc giao thức đánh lại số của máy chủ) Và một đối tượng di động có thể có (hoặc mất) các giao diện bổ sung động (ví dụ qua nhiều giao

diện hoặc cấu hình đường hầm) và một site có thể có (hoặc mất) các tiền tố bổ sung động (ví dụ qua giao thức đánh lại số bộ định tuyến)

S ự khác nhau giữa IPv4 và IPv6 multihoming (chưa biết làm)

13