TÌM HIỂU MẠNG THẾ HỆ MỚI NGN

Ngành công nghệ thông tin và truyền thông Việt Nam đang cố gắng và nỗ lực hơn trong việc hội nhập khu vực và thế giới. Việc xây dựng cấu trúc mạng viễn thông thế hệ mới NGN (Next Generation Network) không chỉ là bước tiến của ngành viễn thông thế giới, mà NGN đã thực sự hiện hữu ở nước ta, là bước đi tất yếu của ngành viễn thông Việt Nam. Mạng viễn thông truyền thống là sự tập hợp của các mạng riêng lẻ: cố định, di động, internet. Mỗi một mạng riêng biệt đó chỉ phục vụ cho một loại dịch vụ viễn thông nhất định và không thể sử dụng cho mục đích khác. Mỗi mạng lại đòi hỏi môt đội ngũ vận hành, quản lý khác nhau dẫn đến chi phí khai thác cao. Do đó xu hướng tất yếu là xây dựng mạng thế hệ mới mang lại những thuận lợi về quản lý, đầu tư, cấu trúc mở cho phép nhiều công ty cung cấp thiết bị viễn thông tham gia xây dựng, các công ty phần mềm nội địa sẽ có cơ hội cung cấp giải pháp đặc thù của từng quốc gia vào hệ thống viễn thông dựa trên lớp giao diện API (Application Program Interface) để tuỳ biến lập trình. Sự chuyển biến hướng từ mạng truyền thống dựa trên công nghệ chuyển mạch kênh sang mạng NGN chuyển mạch gói của viễn thông Việt Nam cũng giống như cách thức phổ biến trên thế giới: thay thế dần. Nghĩa là sẽ có một cơ sở hạ tầng truyền tải cơ bản là mạng lõi IP, các trung tâm điều khiển chuyển mạch mềm softswitch của mạng NGN kết nối làm việc với hạ tầng viễn thông cũ qua các cổng giao tiếp truyền thông Media Gateway. Cách thức tịnh tiến sang NGN vừa đảm bảo khai thác những tiện ích mới của mạng mới vừa tận dụng được những cơ sở hạ tầng viễn thông đã có. Việc đưa mạng NGN vào hoạt động sẽ góp phần hoàn thiện cơ sở hạ tầng viễn thông nước ta theo hướng hiện đại đáp ứng nhu cầu phát triển kinh tế -xã hội. Mạng NGN ra đời ở Việt Nam chính là giải pháp khắc phục một trong những hạn chế của ngành viễn thông nước ta từ nhiều năm nay là chưa phát triển được nhiều dịch vụ hiên đại, tiên tiến như ở các nước trên thế giới. Với NGN, khách hàng sẽ được sử dụng những dịch vụ tiện ích ngày càng có chất lượng cao.

Nhận Xét Của Giáo Viên Hướng Dẫn

Tp.HCM, Ngày Tháng Năm 2009

GVHD ký tên

Nhận Xét Của Giáo Viên Phản Biện

Tp.HCM, Ngày Tháng Năm 2009

GVPB ký tên

LỜI MỞ ĐẦU

Ngành công nghệ thông tin và truyền thông Việt Nam đang cố gắng và nỗ lực hơn trong việc hội nhập khu vực và thế giới Việc xây dựng cấu trúc mạng viễn thông thế hệ mới NGN (Next Generation Network) không chỉ là bước tiến của ngành viễn thông thế giới, mà NGN đã thực sự hiện hữu ở nước ta, là bước đi tất yếu của ngành viễn thông Việt Nam

Mạng viễn thông truyền thống là sự tập hợp của các mạng riêng lẻ: cố định, di động, internet Mỗi một mạng riêng biệt đó chỉ phục vụ cho một loại dịch vụ viễn thông nhất định và không thể sử dụng cho mục đích khác Mỗi mạng lại đòi hỏi môt đội ngũ vận hành, quản lý khác nhau dẫn đến chi phí khai thác cao Do đó xu hướng tất yếu là xây dựng mạng thế hệ mới mang lại những thuận lợi về quản lý, đầu tư, cấu trúc mở cho phép nhiều công ty cung cấp thiết bị viễn thông tham gia xây dựng, các công ty phần mềm nội địa sẽ có cơ hội cung cấp giải pháp đặc thù của từng quốc gia vào hệ thống viễn thông dựa trên lớp giao diện API (Application Program Interface) để tuỳ biến lập trình Sự chuyển biến hướng từ mạng truyền thống dựa trên công nghệ chuyển mạch kênh sang mạng NGN chuyển mạch gói của viễn thông Việt Nam cũng giống như cách thức phổ biến trên thế giới: thay thế dần Nghĩa là sẽ có một cơ sở hạ tầng truyền tải cơ bản là mạng lõi IP, các trung tâm điều khiển chuyển mạch mềm softswitch của mạng NGN kết nối làm việc với hạ tầng viễn thông cũ qua các cổng giao tiếp truyền thông Media Gateway Cách thức tịnh tiến sang NGN vừa đảm bảo khai thác những tiện ích mới của mạng mới vừa tận dụng được những cơ sở hạ tầng viễn thông đã có Việc đưa mạng NGN vào hoạt động sẽ góp phần hoàn thiện cơ sở hạ tầng viễn thông nước ta theo hướng hiện đại đáp ứng nhu cầu phát triển kinh tế -

xã hội Mạng NGN ra đời ở Việt Nam chính là giải pháp khắc phục một trong những hạn chế của ngành viễn thông nước ta từ nhiều năm nay là chưa phát triển được nhiều dịch vụ hiên đại, tiên tiến như ở các nước trên thế giới Với NGN, khách hàng sẽ được sử dụng những dịch vụ tiện ích ngày càng có chất lượng cao

Khi thực hiện đồ án này em đã hết sức cố gắng để được hoàn chỉnh, song chắc chắn sẽ không tránh khỏi thiếu sót, vì vậy em rất mong nhận được sự góp ý của các thầy cô và các bạn

Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô Đại học Công Nghiệp Thành Phố Hồ Chí Minh, đặc biệt khoa Điện tử - Viễn Thông đã hỗ trợ em thực hiện đồ án này, đặc biệt em chân thành cảm ơn thầy Nguyễn văn An đã tận tình, chu đáo hướng dẫn em hoàn thành đồ án này

Tp.HCM, Ngày 22 Tháng 12 Năm 2009

SVTH: Phan Thanh Vương

MỤC LỤC

MỤC LỤC 5

BẢNG LIỆT KÊ CÁC HÌNH VẼ 8

CÁC TỪ VIẾT TẮT TIẾNG ANH 9

Chương 1: Tổng quan về mạng viễn thông 13

1.1 Mạng viễn thông hiện tại 13

1.1.1 Khái niệm về mạng viễn thông 14

1.1.2 Các đặc điểm mạng viễn thông hiện nay 16

1.1.3 Các mạng viễn thông hiện nay 17

1.2 Sự hội hội tụ của hai loại công nghệ kết nối 19

1.2.1 Kết nối định hướng (CO: connection Oriented) 19

1.2.2 Kết nối không định hướng (CL: connectionless) 19

1.2.3 Xu hướng hội tụ CO và CL và sự ra đời chuyển mạch mới cho NGN 19

1.3 Nhu cầu mới về khai thác dịch vụ mạng viễn thông 20

1.3.1 Độ linh hoạt 20

1.3.2 Độ tương tác 20

1.3.3 Yêu cầu phát triển dịch vụ mới 21

1.3.4 Yêu cầu về phát triển mạng……… 21

Chương 2: Mạng viễn thông thế hệ sau NGN 24

2.1 Định nghĩa 24

2.2 Đặc điểm của NGN 25

2.3 Những vấn đề cần quan tâm khi phát triển NGN 28

Chương 3: Kiến trúc mạng NGN và công nghệ chuyển mạch mềm softswitch 29

3.1 Các khái niệm chuyển mạch mềm 29

3.2 Định nghĩa chuyển mạch mếm 31

3.3 Mô hình tham chiếu chuyển mạch mềm 32

3.3.1 Các mặt phẳng chức năng 32

3.3.1.1 Mặt phẳng truyền tải 33

3.3.1.2 Mặt phẳng báo hiệu và điều khiển cuộc gọi 34

3.3.1.3 Mặt phẳng ứng dụng và dịch vụ 35

3.3.1.4 Mặt phẳng quản lý và bảo dưỡng mạng 35

3.3.2 Các thực thể chức năng 35

3.3.2.1 Chức năng điều khiển cổng phương tiện (MGC-F) 36

3.3.2.2 Chức năng định tuyến cuộc gọi và tính cước (R-F, A-F) 38

3.3.2.3 Chức năng cổng báo hiệu và báo hiệu truy cập (SG-F/AGS-F) 38

3.3.2.4 Chức năng máy chủ ứng dụng (AS-F) 39

3.3.2.5 Chức năng cổng phương tiện (MG-F) 40

3.3.2.6 Chức năng máy chủ phương tiện 41

3.4 Kiến trúc của hệ thống chuyển mạch mềm 42

3.5 Các ưu điểm của chuyển mạch mềm 44

3.5.1 Quan điểm của các nhà quản trị mạng………44

3.5.2 Quan điểm của khách hàng……….45

Chương 4: Các giao thức cơ bản của chuyển mạch mềm 46

4.1 Tổng quan về báo hiệu trong chuyển mạch mềm 46

4.2 Giao thức H.323 47

4.3 Giao thức SIP 51

4.4 Giao thức MGCP-MEGACO/H.248 52

4.5 Giao thức SIGTRAN 53

Chương 5: Mô hình ứng dụng và hướng phát triển mạng NGN 55

5.1 Nguyên tắc triển khai mạng NGN 55

5.1.1 Yêu cầu chung 55

5.1.2 Mục tiêu xây dựng .55

5.1.3 Quá trình chuyển đổi từng bước 56

5.2 Hướng phát triển mạng NGN 56

5.3 Giải pháp đề xuất cho việc phát triển mạng NGN 58

5.3.1 Giải pháp xây dựng NGN trên cơ sở mạng hiện tại 58

5.3.2 Giải pháp xây dựng NGN hoàn toàn mới 59

KẾT LUẬN 61 TÀI LIỆU THAM KHẢO 62

Hình 1.5 Cấu trúc mạng và dịch vụ của NGN 30Hình 2.1 Mô hình tham chiếu chuyển mạch mềm ISC 32Hình 2.2 Các thực thể chức năng chuyển mạch mềm 34Hình 2.3 Mối liên hệ các khối chức năng của NGN 35Hình 2.4 Kết nối MGC với các thành phần khác của mạng NGN 36

CÁC TỪ VIẾT TẮT TIẾNG ANH

AAA Authentication, Authorization and

Accounting

Chủ quyền, xác minh và tính cước

ABNF Augumented Backus-Naur Form Chuẩn mã hóa văn bản

AGS-F Access Gateway

ATM Asynchronous Transfer Mode Chế độ chuyển giao không

đồng bộBAN Broadband Access Network Mạng truy nhập băng rộng

CCS7 Common Channel Signaling numer

7

Báo hiệu kênh chung số 7

DTMF Dual Tone Multi Frequency Âm báo mã đa tần

FRS Frame Relay Switch Chuyển mạch chuyển tiếp

khung

GSM Global System for Mobile

Telecommunication

Hệ thống thông tin di động toàn cầu

HTTP Hyper Text Transport Protocol Giao thức truyền tải siêu văn

bảnIAD Integrated Access Device Thiết bị truy nhập tích hợp

INAP IN Application Protocol Giao thức ứng dụng mạng IN

IPDC IP Device Control Điều khiển thiết bị IP

ITU, ITU-T International Telecommunication

Union, ITU-Telecom sector

Liên minh viễn thông quốc tế,

Bộ phận tiêu chuẩn hóa viễn thông của ITU

Consortium

Tổ chức chuyển mạch mềm quốc tế

ISP Internet Service Provider Nhà cung cấp dịch vụ InternetIUA ISDN User Adaptation Thích ứng người dùng ISDNIW-F Interworking-Function Chức năng liên kết mạng

MAP Mobile Application Part Phần ứng dụng di động

M2UA MTP Level 2 User Adaptaion Tương thích người dùng mức

2MCU Multipoint Control Unit Khối điều khiển đa điểm

MDCP Media Device Control Protocol Giao thức điều khiển thiết bị

phương tiệnMEGACO Media Gateway Controller Giao thức điều khiển cổng

phương tiện

MGC Media Gateway Controller Bộ điều khiển cổng phương

OSS Operational Support System Hệ thống hỗ trợ vận hànhPDU Protocol Datagram Unit Đơn vị gói giao thức

PLMN Public Land Mobile Network Mạng di động mặt đất công

cộngPRI Primary Rate Interface Giao diện tốc độ sơ cấp

PSDN Public Switched Data Network Mạng dữ liệu chuyển mạch

công cộngPSTN Public Switched Telephone

Network

Mạng điện thoại chuyển mạch công cộng

RAN Radio Access Network Mạng truy nhập vô tuyến

RANAP RAN Application Part Phần ứng dụng mạng truy cập

vô tuyến

SPC Stored Programme Control Điều khiển theo chương trình

lưu trữSCTP Stream Control Transport Protocol Giao thức truyền tải điều

khiển dòng

SGCP Simple Gateway Control Protocol Giao thức điều khiển cổng

đơn giảnSIP Session Intiation Protocol Giao thức khởi đầu phiên

SUA SCCP User Adaptation Thích ứng người dùng SCCPTCP Transmission Control Protocol Giao thức điều khiển truyền

tảiTDM Time Division Multiplexing Ghép kênh theo thời gianUDP User Datagram Protocol Giao thức gói tin người dùng

WDM Wavelenght Division Multiplexing Ghép kênh phân chia theo

bước sóngSTP Signal Transfer Point Điểm truyền tải báo hiệu

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ MẠNG VIỄN THÔNG

1.1 Mạng viễn thông hiện tại

1.1.1 Khái niệm về mạng viễn thông

Mạng viễn thông là phương tiện truyền đưa thông tin từ đầu phát tới đầu thu Mạng có nhiệm vụ cung cấp các dịch vụ cho khách hàng Mạng viễn thông bao gồm các thành phần chính: thiết bị chuyển mạch, thuyết bị truyền dẫn, môi trường truyền và thiết bị đầu cuối.

Hình 1.1: Các thành phần chính của mạng viễn thông

- Thiết bị chuyển mạch bao gồm các tổng đài nội hạt và tổng đài chuyển tiếp Các thuê bao được nối vào tổng đài nội hạt và tổng đài nội hạt nối vào tổng đài chuyển tiếp Nhờ các thiết bị chuyển mạch mà đường truyền dẫn được dùng chung

và mạng có thể sử dụng một cách kinh tế

- Thiết bị truyền dẫn dùng để nối thiết bị đầu cuối với tổng đài, hay giữa các tổng đài để thực hiện việc truyền đưa các tín hiệu điện Thiết bị truyền dẫn chia làm hai loại: Thiết bị truyền dẫn phía thuê bao và thiết bị truyền dẫn cáp quang Thiết bị truyền dẫn phía thuê bao dùng môi trường thường là cáp kim loại, tuy nhiên có một số trường hợp môi trường truyền là cáp quang hoặc vô tuyến

- Môi trường truyền bao gồm truyền hữu tuyến và vô tuyến Truyền hữu tuyến bao gồm cáp kim loại, cáp quang Truyền vô tuyến bao gồm vệ tinh và vi ba

- Thiết bị đầu cuối cho mạng thoại truyền thống gồm máy điện thoại, máy Fax, máy vi tính, tổng đài nhánh riêng (PABX)

Mạng viễn thông cũng có thể định nghĩa như sau: Mạng viễn thông là một hệ thống gồm các nút chuyển mạch được nối với nhau bằng các đường truyền dẫn Nút được phân thành nhiều cấp và kết hợp với các đường truyền dẫn tạo thành các cấp mạng khác nhau.

Nút cấp 1: Trung tâm chuyển mạch chuyển tiếp quốc tế.

Nút cấp 2: Trung tâm chuyển mạch chuyển tiếp đường dài

Nút cấp 3: Trung tâm chuyển mạch chuyển tiếp nội hạt

Nút cấp 4: Trung tâm chuyển mạch nội hạt

Nút cấp 5: Trung tâm chuyển mạch từ xa

1.1.2 Các đặc điểm mạng viễn thông hiện nay

Hiện nay, các mạng viễn thông hiện tại có đặc điểm chung là tồn tại một cách riêng rẽ, ứng với mỗi loại dịch vụ thông tin lại có ít nhất một loại mạng viễn thông riêng biệt để phục vụ dịch vụ đó

Mạng Telex: dùng để gửi các bức điện dưới dạng các ký tự đã được mã hoá

bằng mã 5 bit (mã Baudot) Tốc độ truyền rất thấp (từ 75 tới 300 bit/s).

Mạng điện thoại công cộng, còn gọi là mạng POST (Plain Old Telephone Service): ở đây thông tin tiếng nói được số hoá và chuyển mạch ở hệ thống chuyển mạch điện thoại công cộng PSTN (Public Swiched Telephone Network)

Mạng truyền số liệu: bao gồm các mạng chuyển mạch gói để trao đổi số liệu giữa các máy tính dựa trên các giao thức của X.25 và hệ thống truyền số liệu chuyển mạch kênh dựa trên các giao thức X.21

Các tín hiệu truyền hình có thể được truyền theo ba cách: truyền bằng sóng vô tuyến, truyền qua hệ thống mạng truyền hình CATV (Community Antenna TV) bằng cáp đồng trục hoặc truyền qua hệ thống vệ tinh, còn gọi hệ thống truyền qua

hệ thống vệ tinh, còn gọi hệ thống truyền hình trực tiếp DBS (Direct Broadcast System)

Trong phạm vi cơ quan, số liệu giữa các máy tính được trao đổi thông qua

mạng cục bộ LAN (Local Area Network) mà nổi tiếng nhất là mạng Ethernet,

Token Bus và Token Ring

Mỗi mạng trên được thiết kế cho các dịch vụ riêng biệt và không thể sử dụng cho các mục đích khác Ví dụ, ta không thể truyền tiếng nói qua mạng chuyển mạch gói X.25 vì trễ qua mạng này quá lớn

Hậu quả là hiện nay có rất nhiều loại mạng khác nhau cùng song song tồn tại Mỗi mạng lại yêu cầu phương pháp thiết kế, sản xuất, vận hành, bảo dưỡng khác nhau Như vậy hệ thống mạng viễn thông hiện tại có rất nhiều nhược điểm mà quan trọng nhất là:

- Chỉ truyền được các dịch vụ độc lập tương ứng với từng mạng

- Thiếu mềm dẻo: Sự ra đời của các thuật toán nén tiếng nói, nén ảnh và tiến

bộ trong công nghệ VLSI ảnh hưởng mạnh mẽ tới tốc độ truyền tín hiệu Ngoài

ra còn có nhiều dịch vụ truyền thông trong tương lai mà hiện nay chưa dự đoán trước được, mỗi loại dịch vụ sẽ có tốc độ truyền khác nhau Ta dễ dàng nhận thấy rằng hệ thống hiện nay rất khó thích nghi với yêu cầu của các dịch vụ khác nhau trong tương lai

- Kém hiệu quả trong việc bảo dưỡng, vận hành cũng như việc sử dụng tài nguyên Tài nguyên sẵn có trong một mạng không thể chia sẻ cho các mạng khác cùng sử dụng.

1.1.3 Các mạng viễn thông hiện nay

PSTN (Public Switching Telephone Network) là mạng chuyển mạch thoại công cộng PSTN phục vụ thoại và bao gồm hai loại tổng đài: Tổng đài nội hạt cấp 5 và tổng đài tandem (tổng đài chuyển tiếp nội hạt cấp 4) Tổng đài chuyển tiếp nội hạt được nối với các tổng đài Toll để giảm mức phân cấp Phương pháp nâng cấp các tổng đài chuyển tiếp là bổ sung cho mỗi nút một lõi ATM Các lõi ATM sẽ cung cấp các dịch vụ băng rộng cho thuê bao đồng thời hợp nhất các mạng số liệu hiện nay vào mạng chung ISDN Các tổng đài cấp 4 và cấp 5 là các tổng đài loại lớn Các tồng đài này có kiến trúc tập trung, cấu trúc phần mềm và phần cứng độc quyền

ISDN (Integrated Service Digital Network) là mạng số tích hợp đa dịch vụ ISDN cung cấp nhiều loại ứng dụng thoại và phi thoại trong cùng một mạng và xây dựng giao tiếp người sử dụng – mạng đa dịch vụ bằng một số giới hạn các kết nối ISDN cung cấp nhiều ứng dụng khác nhau bao gồm các kết nối chuyển mạch và không chuyển mạch Các kết nối chuyển mạch của ISDN bao gồm nhiều chuyển mạch thực, chuyển mạch gói và chuyển mạch kết hợp của chúng Các dịch vụ mới phải tương hợp với các kết nối chuyển mạch số 64 kbit/s ISDN phải chứa sự thông minh để cung cấp cho các dịch vụ, bảo dưỡng và các chức năng quản lý mạng Sử dụng kiến trúc phân lớp là đặc trưng của truy xuất ISDN Truy xuất của người sử dụng đến ISDN có thể khác nhau tùy thuộc vào dịch vụ yêu cầu và tình trạng ISDN của từng quốc gia

PSDN (Public Switching Data Network) là mạng chuyển số liệu công cộng PSDN chủ yếu cung cấp các dịch vụ số liệu Mạng PSDN bao gồm các PoP (Point of Persence: điểm hiện diện) và các thiết bị truy cập từ xa Hiện nay PSDN đang phát triển với tốc độ nhanh do sự bùng nổ các dịch vụ Internet và các mạng riêng ảo (Virtual Private Network)

Mạng di động GSM (Global System for Mobile Telecom) là mạng cung cấp dịch vụ thoại tương tự như PSTN nhưng qua đường truy nhâp vô tuyến Mạng này chuyển mạch dựa trên công nghệ ghép phân kênh phân chia thời gian và công nghệ ghép kênh phân chia tần số Các thành phần cơ bản của mạng này là

bộ điều khiển trạm gốc (BSC – Base Station Controller), trạm chuyển tiếp gốc (BTS – Base Transfer Station), đăng ký định vị thường trú (HLR – Home Location Register), đăng ký định vị tạm trú (VLR – Visitor Location Register)

và thuê bao di động (MS – Mobile Subscriber)

Hiện nay các nhà cung cấp các dịch vụ thu được lợi nhuận phần lớn từ các dịch vụ như thuê kênh riêng, chuyển tiếp khung, ATM và các dịch kết nối cơ bản Tuy nhiên xu hướng giảm lợi nhuận từ các dịch vụ này bắt buộc các nhà khai thác phải tìm các dịch vụ mới dựa trên nền IP để bảo đảm lợi nhuận lâu dài VPN là một hướng đi của các nhà khai thác Các dịch vụ dựa trên nền IP cung cấp kết nối giữa một nhóm người sử dụng xuyên qua mạng hạ tầng công cộng VPN có thể đáp ứng các nhu cầu của khách hàng bằng các kết nối bằng dạng nhiều tới nhiều (any-to-any), các lớp đa dịch vụ, các dịch vụ giá thành quản lý thấp, riêng tư, tích hợp xuyên suốt cùng các mạng Intranet/Extranet Một nhóm người sử dụng Intranet và Extranet có thể hoạt động thông qua mạng có định tuyến IP Các mạng riêng ảo có chi phí vận hành thấp hơn hằn so với mạng riêng trên phương tiện quản lý, băng thông, dung lượng VPN là một mạng mở rộng tự quản như một sự lựa chọn cơ sở hạ tầng của mạng WAN VPN có thể liên kết người sử dụng thuộc một nhóm kín hay giữa các nhóm khác nhau VPN được định nghĩa bằng một chế độ quản lý Các thuê bao VPN có thể di chuyển đến một kết nối mềm dẻo trải từ mạng cục bộ đến mạng hoàn chỉnh Các thuê bao này có thể dùng trong cùng hoặc khác tổ chức Tuy nhiên cần lưu ý rằng hiện nay mạng PSTN/ISDN vẫn là mạng cung cấp các dịch vụ dữ liệu

1.2 Sự hội hội tụ của hai loại công nghệ kết nối

1.2.1 Kết nối định hướng (CO: connection Oriented)

Kết nối định hướng là các kết nối được thực hiện với trình tự: quay số, xác lập kết nối, gửi và nhận thông tin, kết thúc Các cuộc gọi trong mạng viễn thông PSTN, ISDN, ATM là điển hình của hoạt động kết nối định hướng.

Mạng điện thoại chuyển mạch công cộng (PSTN) và mạng số liên kết đa dịch

vụ (ISDN) có ưu điểm là chất lượng mạng tốt, thiết kế tối ưu cho dịch vụ thoại và phi thoại với độ trễ thấp, độ sẵn sàng cao, luôn đảm bảo chất lượng dịch vụ thông tin Tuy nhiên nhược điểm của hai mạng này là băng thông hẹp, không linh hoạt, lãng phí băng thông khi các mạch đều rỗi, chi phí thiết lập và khai thác cao Để khắc phục nhược điểm trên thì công nghệ ATM ra đời cho phép phát triển các dịch

vụ băng thông rộng và nâng cao chất lượng dịch vụ hơn nữa

1.2.2 Kết nối không định hướng (CL: connectionless)

Khác với các cuộc gọi quay số trực tiếp theo phương pháp kết nối định hướng

là kết nối không định hướng Đó là các hoạt động thông tin dựa vào giao thức IP như truy cập Internet không yêu cầu việc xác lập trước các kết nối, vì vậy chất lượng dịch vụ có thể không được đảm bảo, độ sẵn sàng không ổn định, không tối

ưu cho dịch vụ thoại Tuy nhiên do tính đơn giản tiện lợi với chi phí thấp các dịch

vụ thông tin theo phương thức hoạt động không kết nối phát triển mạnh theo xu hướng nâng cao chất lượng dịch vụ và tiến tới cạnh tranh các dịch vụ thông tin theo phương thức kết nối định hướng

1.2.3 Xu hướng hội tụ CO và CL và sự ra đời chuyển mạch mới cho NGN

Hai xu hướng phát triển này dần tiệm cận và hội tụ với nhau tiến tới ra đời công nghệ chuyển mạch mới ATM/IP Sự phát triển mạnh mẽ của nhu cầu dịch vụ

và các công nghệ mới tác động trực tiếp đến sự phát triển cấu trúc mạng Đó là nguồn gốc động lực cho sự ra đời và phát triển của mạng thế hệ sau NGN

Khái niệm mạng thế hệ sau ra đời bắt nguồn từ sự phát triển của công nghệ thông tin, công nghệ chuyển mạch gói va công nghệ truyền dẫn băng rộng

1.3 Nhu cầu mới về khai thác dịch vụ mạng viễn thông

1.3.1 Độ linh hoạt

Nhiều nhà khai thác trên một mạng viễn thông Khách hàng không bị ảnh hưởng từ các quá trình tập trung, xử lý và truyền dẫn thông tin phức tạp của hệ thống Nó cho phép khách hàng truy xuất và sử dụng các dịch vụ mạng một cách đơn giản hơn bao gồm các giao diện người dùng cho phép tương tác tự nhiên giữa khách hàng và mạng Khách hàng được cung cấp thông tin hướng dẫn các tùy chọn các tương tác quản lý xuyên suốt các dịch vụ.

Linh hoạt về điểm khai thác dịch vụ Mục tiêu đặt ra là khách hàng có thể lấy thông tin họ muốn ở bất kỳ dạng nào, trong bất kỳ điều kiện nào, tại mọi nơi và dung lượng tùy ý Liên lạc thông tin rộng khắp, thời gian thực, đa phương tiện, đảm bảo độ tin cậy, thân thiện trong liên kết thuê bao, truy nhập tốc độ cao và truyền tải thông tin với bất kỳ phương tiện nào vào mọi lúc mọi nơi…

Trong khi các dịch vụ hiện tại vẫn được các nhà cung cấp giữ lại thì khách hàng lại sẽ hướng đến các dịc vụ đa phương tiện băng rộng vả các dịch vụ mang nhiều thông tin Khách hàng có thể tương tác với nhau thông qua mạng nhờ các thiết bị CPE tinh vi và có thể chọn trên phạm vi rộng chất lượng dịch vụ (QoS) và giải tần Trong tương lai, mạng thông minh sẽ không chỉ tạo ra các tuyến kết nối bằng cách dựa trên cơ sở dữ liệu đơn giản mà còn có thể mang nhiều thông tin rộng hơn như: quản lý phiên (session) đa phương tiện, các kết nối đa cộng nghệ, điều khiển/quản lý thông minh, bảo mật cao, các dịch vụ chỉ dẫn trực tiếp, các phần tử giám sát

1.3.2 Độ tương tác

Các mạng viễn thông hiện tại có đặc điểm chung là tồn tại một cách riêng lẻ, ứng với mỗi loại dịch vụ thông tin lại có ít nhất có một loại mạng viễn thông riêng biệt để phục vụ dịch vụ đó Mỗi mạng được thiết kế cho các dịch dụ riêng biệt và không thể sử dụng cho các mục đích khác Ví dụ ta không thể truyền tiếng nói qua mạng chuyển mạch gói X.25 vì trễ qua mạng náy quá lớn Ta cần xem xét các mạng viễn thông đang sử dụng hiện nay:

- Xét về góc độ dịch vụ thì gồm các mạng sau: Mạng điện thoại cố định, Mạng điện thoại di động và mạng truyền số liệu

- Xét về góc độ kỹ thuật bao gồm các mạng chuyển mạch, mạng truyền dẫn, mạng truy cập, mạng báo hiệu và mạng đồng bộ.

Trong môi trường có tích hợp nhiều loại dịch vụ phạm vi thị trường của các dịch vụ có thể sử dụng được mở rộng một cách lớn mạnh gồm các loại hình dịch

vụ khác nhau và liên kết thông minh Môi trường xử lý phân tán sẽ giải phóng tính thông minh của các phần tử vật lý trên mạng Do vậy tính thông minh trên mạng

có thể được phân tán đến các vị trí thích hợp trong mạng hoặc nếu có thể, đến cả CPE

Cấu trúc phân lớp chia điều khiển dịch vụ/phiên từ các phương thức truyền tải

cơ sở Điều này cho phép các nhà cung cấp lựa chọn (cho từng trường hợp cụ thể) các phương thức truyền tải thông tin không phụ thuộc vào phần mềm điều khiển Điều khiển có thể được phân tách thành điều khiển đặc tính (feature), điều khiển dịch vụ/phiên, điều khiển kết nối Sự phân tách giữa truy cập, dịch vụ và điều khiển phiên trong lớp dịch vụ cho phép mỗi phiên được xử lý độc lập với các phiên khác Do đó nhiều phiên dịch vụ có thể được bắt đầu từ một phiên truy nhập Tương tự, các phiên liên lạc có thể được xử lý riêng lẻ với các phiên dịch vụ nói chung mà chúng là bộ phận (bằng cách đó cho phép điều khiển cuộc gọi và kết nối một cách riêng lẻ) Điều quan trọng nhất là các phân tách này cho phép các dịch vụ được phát triển độc lập với truyền dẫn và kết nối Do vậy các nhà phát triển dịch vụ có thể không cần hiểu hết các dịch vụ họ đang phát triển

Do đó để các nhà khai thác dịch vụ viễn thông trên các dịch vụ khác nhau có thể tương tác với nhau cần phải: Tách lớp dịch vụ viễn thông ra khỏi tồng đài

1.3.3 Yêu cầu phát triển dịch vụ mới

Sự gia tăng cả về chất lượng lẫn số lượng của nhu cầu dịch vụ ngày càng phức tạp từ phía khách hàng đã kích thích sự phát triển nhanh chóng của công nghệ thông tin và viễn thông Chúng ta cần xem xét xu hướng phát triển các dịch vụ trong tương lai

Các dịch vụ tiên tiến ngày càng phát triển nhiều hơn, các dịch vụ này hầu hết đếu là sự kết hợp của thoại và dữ liệu Bằng việc sử dụng hệ thống nhận dạng

tiếng nói, bất kỳ đầu cuối nào kể cả chiếc điện thoại truyền thống cũng có thể truy nhập các dịch vụ tiên tiến Chẳng hạn truy nhập thoại tới internet cho phép thuê bao điện thoại có thể tìm kiếm một tên gọi trên cửa sổ địa chỉ trực tuyến Sau khi

đã tìm được tên, thuê bao có thể yêu cấu một kết nối thoại được thiết lập chỉ đơn giản bẳng cách nói một từ khóa “call”

Tính di động là một động lực then chốt của các dịch vụ tiên tiến Sẽ không có

sự hạn chế nào đối với đầu cuối di động Tính di động người dùng cho phép một thuê bao sử dụng bất kỳ thiết bị đầu cuối nào để truy nhập vào môi trường dịch vụ tại nhà của họ nhằm sử dụng được tất cả các dịch vụ đã đăng ký Một tính năng quan trọng của các dịch vụ tiên tiến là chúng được cung cấp một cách thông suốt qua các thiết bị đầu cuối khác nhau, cả di dộng lẫn cố định

Chúng ta sẽ thấy các dịch vụ đa phương tiện mới (chẳng hạn như các cuộc gọi hiện hình giữa người này và người kia, cùng sử dụng chung tài liệu hay các cuộc gọi nhiều bên bằng tiếng nói và hình ảnh) Các dịch vụ điện thoại chủ đạo và việc làm chủ các ứng dụng cũng đem lại nhiều dịch vụ tiên tiến khác mà bản thân chúng đóng vai trò như một động lực để tiếp tục mở rộng thị trường các dịch vụ thoại

Sự phát triển của các dịch vụ truyền thông hiện nay sẽ hướng tới các nhà cung cấp phải mềm dẻo, linh hoạt để phục vụ cả thị trường lớn và nhỏ Khi có nhiều phương tiện truyền tin, nhà cung cấp dịch vụ, nhà cung cấp thiết bị và các doanh nghiệp thương mại đến việc cung cấp dịch vụ, liên mạng và các hệ thống thương mại sẽ trở nên càng quan trọng

Để đáp ứng sự phát triển của các dịch vụ hiện nay cần phải có giao diện và cấu trúc mở, Đặc biệt môi trường phát triển mở dựa trên giao diện lập trình ứng dụng (API) sẽ cho phép các nhà cung cấp dịch vụ, các nhà phát triển ứng dụng và các khách hàng tiềm năng tạo và giới thiệu các ứng dụng một cách nhanh chóng Nó cũng mở ra nhiều cơ hội để tạo ra và phân phối các dịch vụ cho nhiều khách hàng hơn Như vậy, khả năng cung cấp các dịch vụ mới và sáng tạo sẽ chỉ bị giới hạn

bởi chính sự sáng tạo của chúng ta mà thôi Do vậy để đáp ứng được yêu cầu phát triển mạng thì chức năng điều khiển phải tách ra khỏi tổng đài.

1.3.4 Yêu cầu về phát triển mạng

Hiện nay để đảm bảo truyền các dịch vụ một cách thông suốt toàn trình (end to end) thì phải thống nhất trong cách quản lý mạng, quản lý dịch vụ đến quản lý kinh doanh Do đó một mạng hiện đại phải có quản lý mạng, quản lý dịch vụ và quản lý kinh doanh Tất cả tạo nên một thể thống nhất, nên lớp quản lý là lớp đặc biệt xuyên suốt 3 lớp: lớp truy nhập, lớp thời gian lớp chuyển tải và lớp điều khiển

Mô hình các lớp chức năng quản lý mạng TMN do ITU đưa ra bao gồm:

- Quản lý phần tử mạng

- Quản lý mạng

- Quản lý dịch vụ

- Quản lý kinh doanh

So với mô hình quản lý mạng do ITU đưa ra thì các chức năng quản lý được chú trọng đối với mạng NGN là:

- Quản lý mạng

- Quản lý dịch vụ

- Quản lý kinh doanh

Theo mô hình chung của cấu trúc mạng mới lớp quản lý là một lớp đặc biệt nhằm đảm bảo các đáp ứng các yêu cầu của khách hàng một cách thông suốt từ đầu cuối đến đầu cuối Nguyên tắc quản lý như vậy được TINA-C phân tích và trình bày chi tiết trong mô hình cấu trúc thông tin quản lý viễn thông

CHƯƠNG 2 MẠNG VIỄN THÔNG THẾ HỆ SAU NGN

2.1 Định nghĩa

Mạng viễn thông thế hệ sau (NGN) có nhiều tên gọi khác nhau chẳng hạn như:

- Mạng đa dịch vụ (cung cấp nhiều loại dịch vụ khác nhau)

- Mạng hội tụ (hỗ trợ cho cả lưu lượng thoại và dữ liệu)

- Mạng phân phối (phân phối tính thông minh cho mọi phần tử trong mạng)

- Mạng nhiều lớp (mạng được phận phối ra nhiều lớp mạng có chức năng độc lập nhưng hỗ trợ nhau thay vì một khối thống nhất như trong mạng TDM)

Cho tới hiện nay mặc dù các tổ chức viễn thông quốc tế và các nhà cung cấp thiết bị viễn thông trên thế giới đều rất quan tâm và nghiên cứu về chiến lược phát triển NGN nhưng vẫn chưa có định nghĩa cụ thể và chính xác nào cho mạng NGN

Do đó định nghĩa mạng NGN nêu ra ở đây không thể bao hàm hết mọi chi tiết về mạng thế hệ sau, nhưng nó có thể tương đối là khái niệm chung nhất khi đề cập đến NGN

Bắt nguồn từ sự phát triển của công nghệ thông tin, công nghệ chuyển mạch gói và công nghệ truyền dẫn băng rộng, mạng thông tin thế hệ sau ra đời là mạng

có cơ sở hạ tầng thông tin duy nhất dựa trên công nghệ chuyển mạch gói, triển khai các dịch vụ một cách đa dạng và nhanh chóng, đáp ứng sự hội tụ giữa thoại

và số liệu, giữa cố định và di động

Như vậy có thể xem mạng thông tin thế hệ sau là sự tích hợp mạng thoại PSTN, chủ yếu dựa trên kỹ thuật TDM, với mạng chuyển mạch gói, dựa trên kỹ thuật IP/ATM Nó có thể truyền tải tất cả các dịch vụ vốn có của PSTN đồng thời cũng có thể nhập một lượng dữ liệu lớn vào mạng IP, nhờ đó có thể giảm nhẹ gánh nặng cho PSTN

Tuy nhiên NGN không chỉ đơn giản là sự hội tụ giữa thoại và dữ liệu mà còn là

sự hội tụ giữa truyền dẫn quang và công nghệ gói, giữa mạng cố định và di động Vấn đề chủ đạo là ở đây phải làm sao có thể tận dụng hết mọi lợi thế đem đến từ quá trình hội tụ này Một vấn đề quan trọng khác ở đây là sự bùng nổ nhu cầu của người sử dụng cho một khối lượng lớn dịch vụ và ứng dụng phức tạp bao gồm cả

đa phương tiện

2.2 Đặc điểm của NGN

- Nền tảng là hệ thống mạng mở

- Mạng NGN là do mạng dịch vụ thúc đẩy nhưng dịch vụ phải thực hiện độc lập với mạng lưới.

- Mạng NGN là mạng chuyển mạch gói dựa trên một giao thức thống nhất

- Là mạng có dung lượng ngày càng tăng có tính thích ứng cũng ngày càng tăng, có đủ dung lượng để đáp ứng nhu cầu

Trước hết, do áp dụng cơ cấu mở mà:

- Các khối chức năng của tổng đài truyền thống chia thành các phần tử mạng độc lập, các phần tử được phân theo chức năng tương ứng, và phát triển một cách độc lập

- Giao diện và giao thức giữa các bộ phận phải dựa trên các tiêu chuẩn tương ứng

Việc phân tích làm cho mạng viễn thông vốn có dần dần đi theo hướng mới, nhà kinh doanh có thể căn cứ vào nhu cầu dịch vụ để tự tổ hợp các phần tử khi tổ chức mạng lưới Việc tiêu chuẩn hóa giao thức giữa các phần tử có thể thực hiện kết nối thông giữa các mạng có cấu hình khác nhau

Tiếp đến, mạng NGN là mạng dịch vụ thúc đẩy với đặc điểm:

- Chia tách dịch vụ với điều khiền cuộc gọi

- Chia tách cuộc gọi với truyền tải

Mục tiêu chính của chia tách là làm cho dịch vụ thực sự độc lập với mạng, thực hiện một cách linh hoạt và có hiệu quả việc cung cấp dịch vụ Thuê bao có thể tự

bố trí và xác định đặc trưng dịch vụ của mình, không quan tâm đến mạng truyền tải dịch vụ và loại hình đầu cuối Điều đó làm cho việc cung cấp dịch vụ và ứng dụng có tính linh hoạt

Thứ ba, NGN là mạng chuyển mạch gói giao thức thống nhất Mạng thông tin hiện nay, dù là mạng viễn thông, mạng máy tính hay mạng truyền hình cáp, đều không thể lấy một trong các mạng đó làm nền tảng cơ sở để xây dựng cơ sở hạ tầng thông tin Nhưng mấy năm gần đây cùng với sự phát triển công nghệ IP, người ta mới nhận thấy rõ ràng là mạng viễn thông, mạng máy tính và mạng truyền hình cáp cuối cùng rồi cũng tích hợp trong một mạng IP thống nhất, đó là

xu thế mà người ta thường gọi là dung hợp ba mạng Giao thức IP làm cho các dịch vụ lấy IP làm cơ sở đều có thể thực hiện nối thông các mạng khác nhau; con người lần đầu tiên có được giao thức thống nhất mà ba mạng lớn đều có thể chấp nhận được; đặt cơ sở vững chắc về mặt kỹ thuật cho hạ tầng cơ sở thông tin quốc gia.

Giao thức IP thực tế đã trở thành giao thức ứng dụng vạn năng và bắt đầu được

sử dụng làm cơ sở cho các mạng đa dịch vụ, mặc dù hiện tại vẫn còn ở thế bất lợi

so với chuyển mạch kênh về mặt khả năng hỗ trợ lưu lượng thoại và cung cấp chất lượng dịch vụ đảm bảo cho số liệu Tốc độ đổi mới nhanh chóng trong thế giới Internet, mà nó được tạo điều kiện bởi sự phát triển của các tiêu chuẩn mở sẽ sớm khắc phục những thiếu sót này

Hình 1.4: Topo mạng thế hệ sau

Hai đặc điểm quan trọng nhất của mạng thế hệ sau NGN đó là: Mạng tích hợp

đa dịch vụ và phát triển cơ sở hạ tầng viễn thông sẵn có với kiến trúc mở và công nghệ chuyển mạch gói Lớp chức năng được tích hợp theo chiều ngang nghĩa là cùng chung một cơ sở hạ tầng thực hiện hội tụ các chức năng mạng trên lớp truyền dẫn chung dựa trên cơ sở công nghệ chuyển mạch gói và được chia sẻ bởi các dịch

vụ khác nhau Lớp điều khiển được tách độc lập với lớp truyền dẫn và có khả năng cung cấp các giao diện lập trình mở (API) nhằm đảm bảo môi trường tạo dịch vụ

mới một cách mềm dẻo, đa năng và có hiệu quả Chính nhờ sự độc lập giữa chức năng truyền dẫn và điều khiển kết nối việc cung cấp dịch vụ mới chỉ đơn giản là

bổ sung thêm các server vào lớp dịch vụ nằm phía trên lớp truyền dẫn

2.3 Những vấn đề cần quan tâm khi phát triển NGN

Xu hướng chung hiện nay là hình thành và xây dựng các mạng NGN thông qua việc chuyển đổi mạng PSTN trên nền cơ sở hạ tầng chuyển mạch kênh TDM sang

cơ sở hạ tầng chuyển mạch gói và công nghệ IP Do đó các nhà cung cấp dịch vụ chính thống phải xem xét cở sở TDM mà họ đã lắp đặt và quyết định về việc nâng cấp hệ thống này, nên đầu tư vốn cho thiết bị chuyển mạch kênh và xây dựng một mạng NGN xếp chồng hay thậm chí nên thay thế các tổng đài truyền thống bằng những công nghệ chuyển mạch mới sau này Họ cũng phải xem xét ảnh hưởng của

sự gia tăng lưu lượng Internet quay số trực tiếp với thời gian ngắn hơn nhiều Để duy trì sự cạnh tranh các nhà khai thác này cần tìm ra phương pháp cung cấp các dịch vụ mới cho các khách hàng của họ trong thời kỳ quá độ trước khi các mạng của họ tiến triển sang NGN một cách đầy đủ

Vấn đề lớn nhất cần nhắc khi sắp tới cần hỗ trợ dịch vụ thoại qua IP và hàng loạt các dịch vụ giá trị gia tăng là cơ chế “best effort” (cố gắng tối đa) phân phối các gói tin không còn đủ đáp ứng nữa Một thách thức căn bản ở đây là mở rộng mạng IP theo nhiều hướng, khả năng cung cấp dịch vụ vẫn giữ được ưu thế của mạng IP Để đảm bảo QoS cần thiết, các nhà khai thác sẽ phải có khả năng cam kết cung cấp các thỏa thuận về mức dịch vụ (SLA), các yêu cầu về băng tần và các tham số chất lượng

Một khía cạnh khác đảm bảo chất lượng là quy mô mạng phải đủ lớn để cung cấp cho khách hàng nhằm chống lại hiện tượng nghẽn cổ chai trong lưu lượng của mạng lõi Một trong những đặc trưng của NGN chính là khả năng tăng số lượng của các giao diện mở nhưng điều đó cũng hàm chứa các nguy cơ đe dọa an ninh của mạng Do đó đảm bảo an toàn thông tin trở thành vấn đề sống còn của các nhà khai thác nhằm bảo vệ mạng chống lại sự tấn công phía các tin tặc Các công cụ an ninh và mật mã hóa phải luôn luôn sẵn sàng

Công nghệ quang đã chứng minh được là một phương tiện truyền tải thông tin hiệu quả trên khoảng cách lớn, và hiện nay nó là công nghệ chủ đạo trong truyền dẫn trên mạng lõi Với các cải tiến hiện nay như công nghệ ghép kênh phân chia theo mật độ bước sóng DWDM nâng cao đáng kể hiệu quả kinh tế về truyền tải trên mạng cáp quang Ngày nay IP sẽ trở thành giao diện thực sự cho các mạng lõi NGN Vấn đề quan trọng ở đây là mạng cáp quang phải tối ưu cho điều khiển lưu lượng IP Một giải pháp có tính thuyết phục hiện nay là hội tụ các lớp dữ liệu và các lớp quang trong mạng lõi Viện hội tụ này mang lại một số lợi thế như cung cấp các dịch vụ tốc độ cao, bảo vệ dòng thông tin liên tục cho mạng quang với chuyển mạch nhãn đa giao thức chung MPLS.

Một vấn đề không kém phần quan trọng là vấn đề các giải pháp quản lý thích hợp cho mạng NGN Trong khi mong muốn xây dựng một mạng quản lý phải làm việc trong môi trường đa nhà đầu tư, đa nhà khai thác, đa dịch vụ còn mang tính logic Mặc dù còn phải mất nhiều thời gian và công sức trước khi hệ thống quản lý mạng được triển khai nhưng nó sẽ mang lại nhiều lợi ích như giảm chi phí khai thác, dịch vụ đa dạng…

CHƯƠNG 3 KIẾN TRÚC MẠNG NGN VÀ CÔNG NGHỆ CHUYỂN MẠCH

MỂM SOFTSWITCH

3.1 Các khái niệm chuyển mạch mềm

Các ý kiến khác nhau về chuyển mạch mềm cũng xuất phát từ góc độ nhìn nhận khác nhau về kiến trúc, chức năng và các đặc trưng của mạng Trước khi đi

tới một khái niệm chung chúng ta có thể một số quan điểm của một số hãng khác nhau.

CommWorks: (www.commworks.com) Chuyển mạch mềm softswitch bao gồm các mô-đun phần mềm tiêu chuẩn, có chức năng điều khiển cuộc gọi, báo hiệu, có giao thức liên kết và khả năng thích ứng với các dịch vụ mới trong một mạng hội tụ Thêm vào đó chuyển mạch mềm thực hiện chuyển mạch cuộc gọi mà không phụ thuộc vào phương thức truyền dẫn cũng như cách truy nhập mạng, các dạng lưu lượng khác nhau được xử lý trong suốt Thông qua mạng IP chuyển mạch mềm cung cấp các dịch vụ IP với các yêu cầu ngày càng cao của khách hàng

MobileIN: (www.mobileIN.com) Chuyển mạch mềm là khái niệm trong đó bao hàm việc tách phần cứng mạng ra khỏi phần mềm mạng Trong mạng chuyển mạch kênh truyền thống, phần cứng và phần mềm của hệ thống không độc lập với nhau mà là thực thể toàn vẹn của một nhà cung cấp Mạng chuyển mạch kênh dựa trên những thiết bị chuyên dụng cho việc kết nối và được thiết kế với mục đích phục vụ thông tin thoại Những mạng chuyển mạch gói với hiệu năng cao hơn sẽ

sử dụng giao thức IP để định tuyến thông tin thoại và số liệu qua các tuyến khả dụng và các thiết bị dùng chung

Alcatel (www.alcatel.com) Với sản phẩm 5421Softswitch sử dụng để giảm tải Internet và chạy các ứng dụng VoIP H.323, hệ thống 1000 softswitch ứng dụng làm tổng đài chuyển tiếp gói Chuyển mạch mềm là trung tâm điều khiển trong cấu trúc mạng viễn thông Nó cung cấp khả năng chuyển tải thông tin một cách mềm dẻo, an toàn và đáp ứng được các đặc tính mong đợi khác của mạng Đó là các sản phẩm có chức năng quản lý dịch vụ, điều khiển cuộc gọi Gatekeeper, thể hiện việc hội tụ các công nghệ IP, ATM, TDM trên nền cơ sở hạ tầng sẵn có Hơn nữa, 1000 softswitch còn có khả năng tương thích giữa chức năng điều khiển cuộc gọi và các chức mới sẽ được phát triển sau

Theo Nortel: Softswitch là một thành tố quan trọng nhất của mạng thế hệ mới Softswitch là một phần mềm theo mô hình mở có thể thực hiện được những chức

năng thông tin phân tán trên một môi trường 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 như giữa mạng vô tuyến và mạng cáp Softswitch cũng cho phép triển khai các dịch vụ VoIP mạng lại lợi nhuận Một chuyển mạch mềm kết hợp với tính năng của các chuyển mạch thoại lớp 4 (tổng đài chuyển tiếp/liên đài)

và lớp 5 (tổng đài nội hạt) với các cổng VoIP, trong khi vẫn hoạt động trên môi trường máy tính mở chuẩn Các hệ thống máy tính kiến trúc mở sử dụng các thành phần đã được chuẩn hóa và sử dụng rộng rãi của nhiều nhà cung cấp khác nhau

Sử dụng hệ thống máy tính mở cho phép các nhà khai thác phát triển dịch vụ một cách độc lập với phần cứng và hưởng lợi ích từ định luật Moore trong ngành công nghiệp máy tính

Như vậy tùy thuộc vào thị trường của mình các nhà cung cấp khác nhau có quan điểm khác nhau về chuyển mạch mềm, tuy nhiên các quan điểm đó bổ sung cho nhau để hình thành một định nghĩa chung về chuyển mạch mềm Chuyển mạch mềm là hệ thống chuyển mạch thực hiện đầy đủ chức năng của chuyển mạch truyền thống, có khả năng kết hợp các loại dịch vụ, có thể đáp ứng nhiều loại lưu lượng, khả năng kết nối với nhiều loại mạng, nhiều loại thiết bị, dễ dàng nâng cấp cũng như tương thích với các loại dịch vụ mới và các dịch vụ trong tương lai

3.2 Định nghĩa 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 nhập các dịch vụ truyền thông qua mạng xây dựng trên nền chuyển mạch gói thường là IP Những dịch vụ

đó bao gồm thoại, fax, video, dữ liệu và các dịch vụ 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…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 chuyển mạch kênh nó chỉ khác là được thiết kế trên mạng chuyển mạch gói và có khả năng liên kết với mạng PSTN Các tính chất khác biệt của 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 cả module phần mềm

Một đặc điểm nữa của Softswitch là không phải làm nhiệm vụ cung cấp kênh nối như tổng đài vì liên kết thông đã được cơ sở hạ tầng mạng NGN thực hiện theo công nghệ chuyển mạch gói Tức là công nghệ chuyển mạch mềm không thực hiện bất kỳ chuyển mạch gì Tất cả công việc của Softswitch được thực hiện với một hệ thống các mô-đun phần mềm điều khiển và giao tiếp với các phần khác của mạng NGN, chạy trên một hệ thống máy chủ có hiệu năng, độ tin cập và độ sẵn sàng ở cấp độ nhà cung cấp dịch vụ (Carrier-class)

3.3 Mô hình tham chiếu chuyển mạch mềm

Để có một khái niệm toàn diện và thống nhất về chuyển mạch mềm tổ chức chuyển mạch mềm quốc tế ISC (International Softswitch Consortium) đã đưa ra

mô hình tham khảo của chuyển mạch mềm với các thực thể và mặt phẳng chức năng

3.3.1 Các mặt phẳng chức năng