Tổng quan về mạng thế hệ sau ngn

quan về mạng thế hệ sau NGN

Sự phát triển của nhu cầu dịch vụ dữ liệu

Sự phát triển của nhu cầu dịch vụ dữ liệu đợc phản ánh trong sự tăng tr- ởng trong băng thông và lu lợng dữ liệu Lu lợng dữ liệu bao gồm dữ liệu thuần tuý (data) và các loại lu lợng dạng khác nh thông điệp, âm thanh, hình ảnh đợc truyền bằng các công nghệ dữ liệu (chuyển mạch gói) đang phát triển rất nhanh Lu lợng dữ liệu tăng trởng cùng với sự phát triển của Internet và các loại dịch vụ trên đó Bên cạnh đó, quá trình toàn cầu hoá diễn ra nhanh chóng làm cho môi trờng kinh doanh, cùng với đó là môi trờng 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 gần tơng đơng nhau Tuy nhiên mức độ phát triển về lu lợng của mạng số liệu gấp 10 đến 15 lần so với mạng thoại Nguyên nhân không chỉ là do sự bùng nổ các hình dịch vụ trên Internet mà còn các loại lu lợng trên mạng chuyển mạch kênh nh thoại và fax đang đợc truyền ngày càng nhiều trên các mạng dữ liệu Mạng chuyển mạch gói toàn cầu dựa trên công 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 các thiết bị khác nh máy ảnh, máy quay phim, các thiết bị gia dụng tạo ra động lực tăng trởng to lớn trong nhiều năm tới của lu lợng dữ liệu gói mặc dù trong một hai năm qua, lĩnh vực công nghệ thông tin đã chịu những suy giảm do sự phát triển quá mức trớc đó

Hình 1-1 So sánh sự tăng trởng băng thông trong mạng gói và mạng

Bảng trên minh hoạ sự tăng trởng băng thông của lu lợng dữ liệu chuyển mạch gói cùng với sự chững lại của công nghệ TDM truyền thống.

Những hạn chế của công nghệ tổng đài điện tử chuyển mạch kênh

Hiện nay cơ sở hạ tầng chuyển mạch viễn thông công cộng bao gồm rất nhiều mạng, công nghệ và các hệ thống khác nhau, trong đó hệ thống chuyển mạch kênh sử dụng công nghệ ghép kênh phân chia theo thời gian (TDM- Time Division Multiplex) đã phát triển khá toàn diện về dung lợng, chất lợng và quy mô mạng lới.Mạng PSTN ngày nay nói chung đáp ứng đợc rất tốt nhu cầu dịch vụ thoại của khách hàng Tuy nhiên trong lĩnh vực cung cấp dịch vụ thoại còn có nhiều vấn đề cha đợc giải quyết một cách thực sự thoả đáng, cha nói đến những dịch vụ mới khác

Trong mạng chuyển mạch kênh ngày nay, chỉ có các khách hàng cỡ vừa và lớn đợc hởng lợi từ sự cạnh tranh trong thị trờng dịch vụ viễn thông, họ có thể thuê một số luồng E1 để đáp ứng nhu cầu của mình Các khách hàng doanh nghiệp nhỏ, cỡ 16 line trở xuống đợc hởng rất ít u đãi Trong khi đó thị trờng các khách hàng nhỏ mang lại lợi nhuận khá lớn cho các nhà khai thác dịch vụ Các nhà khai thác vẫn thu đợc rất nhiều từ các cuộc gọi nội hạt thời gian ngắn, từ các cuộc gọi đờng dài, và từ các dịch vụ tuỳ chọn khác nhVoicemail Hiện nay, tất cả các dịch vụ thoại nội hạt đều đợc cung cấp thông qua các tổng đài nội hạt theo công nghệ chuyển mạch kênh, đơn giản bởi vì chẳng có giải pháp nào khác Chính điều này là cản trở đối với sự phát triển của dịch vụ, bởi những nguyên nhân chính sau đây:

1.2.1 Giá thành chuyển mạch của tổng đài nội hạt

Thị trờng thiết bị chuyển mạch nội hạt do một số nhà sản xuất lớn kiểm soát và họ thu lợi nhuận lớn từ thị trờng này Các tổng đài nội hạt của các nhà sản xuất này đợc thiết kế để phục vụ hàng chục ngàn, thậm chí hàng trăm ngàn thuê bao Trong khi khả năng mở rộng của các chuyển mạch này không có gì phải nghi ngờ, nhng chúng lại hoàn toàn không thích hợp để triển khai phục vụ cho vài ngàn ngời, bởi vì giá thành thiết bị cao Mức thấp nhất của một tổng đài nội hạt thờng ở khoảng vài triệu USD, một con số có thể làm nản lòng các nhà cung cấp dịch vụ, buộc họ chỉ dám tham gia vào các thị trờng lớn nhÊt

Nếu có những giải pháp cho tổng đài nội hạt chỉ đòi hỏi chi phí thấp hơn nhiều so với tổng đài chuyển mạch kênh thì tính cạnh tranh trong thị tr- ờng này sẽ đợc kích thích, ngời đợc hởng lợi tất nhiên sẽ là khách hàng với nhiều sự lựa chọn hơn và giá cớc thấp hơn.

1.2.2 Không có sự phân biệt dịch vụ

Các tổng đài chuyển mạch kênh nội hạt cung cấp cùng một tập tính năng cho các dịch vụ tuỳ chọn, nh đợi cuộc gọi đến, chuyển cuộc gọi, xác định số chủ gọi, hạn chế cuộc gọi Hầu hết các dịch vụ này đều đã tồn tại từ nhiều năm qua, các dịch vụ hoàn toàn mới tơng đối hiếm Thứ nhất, bởi vì sẽ rất tốn kém khi phát triển và thử nghiệm các dịch vụ mới; thứ hai, cũng bởi vì tập các dịch vụ hiện có đã bao hàm hầu hết các khả năng mà một khách hàng có thể thực hiện trên các nút bấm điện thoại của mình.

1.2.3 Những giới hạn trong phát triển mạng

Các tổng đài chuyển mạch nội hạt đều sử dụng kỹ thuật chuyển mạch kênh Trong hệ thống chuyển mạch, thông tin thoại tồn tại dới dạng các luồng số 64Kbps, tại các cổng vào và ra của chuyển mạch, các luồng số 64Kbps này đợc ghép/tách kênh phân chia theo thời gian vào các luồng số tốc độ cao Quá trình định tuyến và điều khiển cuộc gọi đợc gắn liền với cơ cấu chuyển mạch.

Những lợi ích về mặt kinh tế của thoại gói đang thúc đẩy sự phát triển của cả mạng truy nhập và mạng đờng trục từ chuyển mạch kênh sang gói Và bởi vì thoại gói đang dần đợc chấp nhận rộng rãi trong cả mạng truy nhập và mạng đờng trục, các tổng đài chuyển mạch kênh nội hạt truyền thống đóng vai trò cầu nối của cả hai mạng gói này Việc chuyển đổi gói sang kênh phải đợc thực hiện tại cả hai đầu vào ra của chuyển mạch kênh, làm phát sinh những chi phí phụ không mong muốn và tăng thêm trễ truyền dẫn cho thông tin, đặc biệt ảnh hởng tới những thông tin nhạy cảm với trễ đờng truyền nh tín hiệu thoại.

Nếu tồn tại một giải pháp mà trong đó các tổng đài nội hạt có thể cung cấp dịch vụ thoại và các dịch vụ tuỳ chọn khác ngay trên thiết bị chuyển mạch gói, thì sẽ không phải thực hiện các chuyển đổi không cần thiết nữa Điều này mang lại lợi ích kép là làm giảm chi phí và tăng chất lợng dịch vụ (giảm trễ đ- ờng truyền), đó cũng là một bớc quan trọng tiến gần tới cái đích cuối cùng, mạng NGN.

Hình1-2 Cấu trúc mạng và báo hiệu của mạng PSTN

Mô hình tổ chức của mạng viễn thông thờng thấy hiện nay là: một mạng tổng đài TDM cấp thấp nhất (lớp 5, tổng đài nội hạt, MSC của mạng di động ) đợc nối với nhau bằng một mạng lới trung kế điểm-điểm khá phức tạp và nối tới tổng đài chuyển tiếp cấp cao hơn (lớp 3, 4) Khi một cuộc gọi diễn ra giữa hai tổng đài cấp thấp, thông tin sẽ đi trên trung kế nối trực tiếp giữa hai tổng đài, nếu đờng nối trực tiếp đã sử dụng hết, cuộc gọi có thể đợc định tuyến thông qua tổng đài chuyển tiếp Một số cuộc gọi (ví dụ nh truy nhập hộp th thoại hay quay số bằng giọng nói ) lại đợc định tuyến trực tiếp tới tổng đài chuyển tiếp để sử dụng các tài nguyên tập trung phục vụ cho các dịch vụ cao cấp Kiến trúc này đã đợc sử dụng nhiều năm nay, và cũng đã đợc cải tiến rất nhiều nhằm phục vụ các ứng dụng thoại, tuy nhiên vẫn có một số giới hạn:

 Chi phí điều hành và bảo dỡng cao, mất thời gian; việc định lại cấu hình và nâng cấp mạng lới phải tiến hành liên tục nhằm để tránh bị nghẽn mạng, hơn nữa luôn phải thiết lập mạng lớn hơn nhu cầu thực tế cho các tổng đài chuyển tiếp Ví dụ, khi một tổng đài nội hạt đợc thêm vào mạng lới, phải xây dựng các nhóm trung kế từ tổng đài đó tới tổng đài chuyển tiếp và tới một số tổng đài nội hạt khác.

 Các trung kế điểm-điểm hoạt động với hiệu suất không cao vì chúng đ- ợc thiết kế để hoạt động đợc trong những giờ cao điểm, những giờ cao điểm này lại khác nhau trong các vùng của mạng (ví dụ ở thành phố là ban ngày còn ở ngoại ô lại là buổi đêm).

 Nếu có nhiều tổng đài chuyển tiếp trong mạng, mỗi tổng đài đó lại nối với một nhóm các tổng đài nội hạt, cuộc gọi có thể phải chuyển qua nhiều tổng đài chuyển tiếp để đến đợc nơi lu giữ tài nguyên mạng (nh trong trờng hợp dịch vụ hộp th thoại).

Trong mạng NGN các tổng đài TDM sẽ đợc thay thế bằng các tổng đài chuyển mạch mềm (softswitch) Kết nối các softswitch là mạng chuyển mạch gói đa dịch vụ IP/ATM/MPLS Phần tiếp cận thuê bao của mạng NGN là các BAN (Broadband Access Node) và IAD (Integrated Access Device) hỗ trợ các loại đầu cuối nh máy tính, máy điện thoại IP, máy điện thoại thông thờng Mạng NGN giao tiếp với các mạng khác nh mạng PSTN và mạng di động qua các Media Gateway.

1.2.4 Khó khăn trong triển khai dịch vụ

Các dòng tổng đài phục vụ mạng công cộng đều do một số hãng lớn phát triển một cách độc lập, xây dựng từ nền tảng phần cứng tới các mô đun phần mềm Mặc dù các hãng đều cam kết tuân theo các chuẩn của ITU nhng trên thực tế khả năng để một hãng thứ ba kết thừa phát triển các thành quả của nhà cung cấp thiết bị là không có Do đó, việc phát triển các dịch vụ mới cho nhà khai thác hoàn toàn phụ thuộc vào hãng cung cấp thiết bị Quá trình triển khai, cài đặt, thử nghiệm và đa vào hoạt động các dịch vụ mới thờng tốn nhiều thời gian, chi phí của cả hai bên.

Môi trờng cạnh tranh trong lĩnh vực viễn thông

Trớc đây việc cung cấp các dịch vụ viễn thông công cộng đều do các công ty độc quyền nắm giữ, các công ty này đều nằm dới sự kiểm soát của Chính phủ Nhận thức đợc tầm quan trọng của lĩnh vực viễn thông đối với nền toàn bộ kinh tế và cả xã hội, các quốc gia đều bằng những cách thức khác nhau dần tạo ra một thị trờng viễn thông cạnh tranh Lợi nhuận cao đã dẫn đến việc ra đời hàng loạt các nhà khai thác viễn thông mới Riêng đối với các nớc đang phát triển, quá trình mở của hội nhập tạo ra cạnh tranh không chỉ từ bên trong mà còn từ bên ngoài Bớc sang thế kỉ 21, quá trình cạnh tranh sẽ diễn ra càng quyết liệt

Các nhà khai thác mới ra đời có lợi thế là đi thẳng vào công nghệ mới nhất Ngợc lại, đối với những nhà khai thác mạng truyền thống, họ cần phải cân nhắc kỹ lỡng trong việc đầu t nâng cấp hệ thống cơ sở hạ tầng trên nền công nghệ TDM để đáp ứng các nhu cầu trong tơng lai hay thay thế hoàn toàn các thiết bị của công nghệ cũ với các cơ sở hạ tầng hoàn toàn mới trên nền công nghệ của tơng lai Họ cần phải xem xét đến việc lu lợng trên mạng Internet sẽ bùng nổ nay mai trong khi vẫn còn có các “cổ chai” trên phần mạng PSTN truyền thống Để duy trì đợc tính cạnh tranh của mình, tất cả các nhà khai thác sẽ phải đa ra các dịch vụ mới kể cả trong quá trình quá độ lên mạng thế hệ sau NGN

Khoảng 10 năm trớc đây các công ty viễn thông khá giống nhau, ngày nay do sự cạnh 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 số khác tập trung vào dịch vụ thoại; một số tập trung vào khách hàng trong khi một số khác lại tập trung vào việc kinh doanh mua bán lu lợng

Sự tăng nhanh của lu lợng IP buộc các nhà cung cấp dịch vụ phải xem xét lại chiến lợc của họ và kết quả là nhiều trong số họ đã đa ra những kết luận khá giống nhau 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 hạ tầng này Với các lợi thế của IP,giá của các ứng dụng tại đầu cuối sẽ giảm xuống Vì rằng nhiều cấu trúc mạng thế hệ sau có thể đợc triển khai, nên cớc phí dịch vụ giảm xuống là điều không tránh khỏi. Điều này đặc biệt đúng với dịch vụ điện thoại Lợi nhuận trực tiếp từ dịch vụ này của các nhà cung cấp dịch vụ hiện thời sẽ không tăng mà thậm chí còn giảm đi trong vài năm 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 vụ mạng cố định) sẽ đẩy mức giá xuống thấp Đối với họ, việc duy trì hoặc gia tăng doanh thu trung bình/1 ngời dùng trở thành động lực chính cho sự đổi mới chiến lợc Điều đó chỉ đợc 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 tăng doanh thu trên đầu ngời nhờ đổi mới công nghệ và dịch vụ sẽ là nền tảng cho chiến lợc phát 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 cạnh tranh 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 các dịch vụ thông thờng Bằng cách này có thể tránh đợc sự cạnh tranh giá cả và tạo ra nền tảng cho sự khác biệt.

Nói chung, dù mục tiêu chiến lợc khác nhau, nhng dới những áp lực này, tất cả các nhà cung cấp dịch vụ đều có xu hớng tập trung ở một mô hình đa dịch vụ sử dụng cơ sở hạ tầng mạng tích hợp để cung cấp càng nhiều loại dịch vụ và càng cho nhiều khách hàng càng tốt Liệu họ có thành công hay không, điều này phụ thuộc vào khả năng đổi mới liên tục và có hiệu quả của các nhà cung cấp đa dịch vụ Các nhà cung cấp dịch vụ truyền thống, lớn sẽ phải đơng đầu với những khó khăn từ các nhà cung cấp mới, sử dụng các công nghệ mới để đánh vào các điểm yếu của họ Mạng đa dịch vụ đợc triển khai phải cho phép sự đổi mới liên tục các ứng dụng và dịch vụ thì mới giải quyết đợc những khó khăn này.

Tổng quan mạng thế hệ sau NGN – Next Generation Network

1.4.1 Sự hình thành Mạng thế hệ tiếp theo NGN - Next Generation Network

Nh chúng ta đã biết, công nghệ cơ bản liên quan đến tổng đài chuyển mạch kênh hiện nay đã phát triển quá chậm chạp so với tốc độ thay đổi và tốc độ chấp nhận liên quan đến công nghiệp máy tính Chuyển mạch kênh là các phần tử có độ tin cậy cao trong kiến trúc PSTN Tuy nhiên, chúng không bao giờ là tối u đối với chuyển mạch gói, đó là xét về mặt kỹ thuật Còn khi xem xét ở khía cạnh kinh doanh thu lợi nhuận thì :

 Thứ nhất, do các nhà khai thác dịch vụ cạnh tranh và các nhà khai thác cấp trên cùng phụ thuộc vào một tập hữu hạn các sản phẩm tổng đài điện thoại nội hạt, chính điều đó buộc họ phải cung cấp các dịch vụ giống nhau Và khi đã cung cấp các dịch vụ giống nhau thì chỉ có một con đờng duy nhất để thu hút khách hàng đó là chính sách giá cả, 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 vực viễn 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 đầu 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 và kết quả dự báo về kinh tế của công nghệ lõi đợc chọn trong mạng Do thời gian phát triển nhanh và chi phí vận hành cũng nh bảo dỡng các mạng chuyển mạch gói thấp hơn nhiều so với chuyển mạch kênh nên các nhà điều hành mạng ngày nay tập trung chú ý đến công nghệ chuyển mạch gói IP

Do vậy, khi càng ngày càng nhiều lu lợng dữ liệu chảy vào mạng qua Internet, thì hiển nhiên là cần phải có một giải pháp mới, đặt trọng tâm vào dữ liệu, cho việc thiết kế chuyển mạch của tơng lai dựa trên công nghệ gói để chuyển tải chung cả thoại và dữ liệu Nh một sự lựa chọn, các nhà cung cấp dịch vụ đã và đang cố gắng hớng tới việc xây dựng một mạng thế hệ mới Next

Generation Network - NGN trên đó hội tụ các dịch vụ thoại, số liệu, đa ph- ơng tiện trên một mạng duy nhất - sử dụng công nghệ chuyển mạch gói trên mạng xơng sống (Backbone Network) Đây là mạng của các ứng dụng mới và các khả năng mang lại lợi nhuận mà chỉ đòi hỏi giá thành thấp Và đó không chỉ là mạng phục vụ thông tin thoại, cũng không chỉ là mạng phục vụ truyền số liệu mà đó là một mạng thống nhất, mạng hội tụ đem lại ngày càng nhiều các dịch vụ tiên tiến đáp ứng nhu cầu ngày một tăng, và khắt khe hơn từ phía khách hàng

Chúng ta cũng cần phải nhấn mạnh một điều rằng, mạng thế hệ mới NGN không phải là một cuộc cách mạng về mặt công nghệ mà nó là một bớc phát triển, một xu hớng tất yếu Hạ tầng cơ sở mạng của thế kỷ 20 không thể đợc thay thế trong một sớm một chiều, vì thế NGN phải tơng thích tốt với môi trờng mạng sẵn có và phải kết nối hiệu quả với 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 tụ thông 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 nghệ chuyển mạch mềm.

1.4.2 Khái niệm về mạng NGN

Khái niệm mạng thế hệ sau NGNs xuất hiện vào cuối những năm 90s để đối mặt với những vấn đề nổi lên trong viễn thông đợc đặc tính hoá bởi rất nhiều nhân tố: mở cửa cạnh tranh giữa các nhà khai thác trên toàn cầu trên cơ sở bãi bỏ những quy định lạc hậu về thị trờng, khai thác lu lợng dữ liệu đợc sử dụng trong Internet, nhu cầu sử dụng mạnh mẽ của khách hàng về các dịch vụ đa phơng tiện, sự gia tăng nhu cầu sử dụng điện thoại di động Những yếu tố đó đã dẫn đến sự hội tụ của các mạng riêng biệt hiện tại thành một mạng đa dịch vụ duy nhất dựa trên công nghệ chuyển mạch gói, đợc gọi là mạng NGN.Các mạng hiện có đều là các mạng đơn dịch vụ, mỗi mạng sử dụng các công nghệ truy nhập, truyền tải và điều khiển khác nhau Ví dụ nh mạngPSTN/ISDN cung cấp chủ yếu các dịch vụ thoại, mạng PLMN cung cấp các dịch vụ - di động tế bào, mạng dữ liệu/IP cung cấp các dịch vụ số liệu, mạngCATV cung cấp các dịch vụ truyền hình cáp băng rộng Nhng với mạng NGN,tất cả các dịch vụ đều đợc cung cấp dựa trên một hạ tầng mạng xơng sống(backbone) duy nhất thông qua các hệ thống truy nhập (Hình 3).

Có thể nói rằng giai đoạn hiện nay là giai đoạn chuyển dịch giữa công nghệ thế hệ cũ (chuyển mạch kênh) sang dần công nghệ thế hệ mới (chuyển mạch gói) Hiện nay các nớc phát triển và một số nớc đang phát triển đã và đang tiến hành nghiên cứu triển khai các thành phần của mạng NGN và chuyển đổi từng bớc mạng truyền thống PSTN/ISDN tiến tới NGN.

Hình 1-3 Mô hình cấu trúc mạng PSTN và mạng NGN

Nh vậy, khái niệm mạng thế hệ sau (NGN) bắt nguồn từ sự phát triển của công nghệ thông tin, công nghệ chuyển mạch gói và công nghệ truyền dẫn băng rộng Tuy nhiên khái niệm NGN còn cha thống nhất và đợc phát biểu khác nhau bởi các đối tợng liên quan, các tổ chức ngành viễn thông Trong đó, định nghĩa của Viện tiêu chuẩn viễn thông Châu Âu (ETSI) thể hiện đợc tơng đối đầy đủ đặc trng của mạng NGN: “ NGN là một khái niệm để định nghĩa và chỉ sự triển khai các mạng đợc phân chia thành các lớp và mặt phẳng khác nhau, sử dụng các giao diện mở nhằm mang lại cho nhà cung cấp dịch vụ và điều hành mạng một nền tảng (platform) để có thể từng bớc kiến tạo, triển khai và quản lý các dịch vụ mới ”.

1.4.3 Đặc điểm của mạng NGN

 Một trong những đặc điểm quan trọng của NGN là tách biệt các dịch vụ với các mạng, cho phép đa chúng ra một cách riêng biệt và phát triển độc lập.

Do đó trong các cấu trúc của NGN đa ra có sự phân chia rõ ràng giữa các chức năng của dịch vụ và các chức năng truyền tải, và giữa chúng có các giao diện mở NGN cho phép cung cấp cả các dịch vụ đang tồn tại và các dịch vụ mới một cách độc lập với mạng và kiểu truy nhập đợc sử dụng ở lớp dới.

 Mạng NGN bao gồm rất nhiều phần tử mạng nhỏ đa công nghệ, đa nhà cung cấp và phân tán hơn là các phần tử mạng lớn và tập trung nh là các chuyển mạch trong mạng truyền thống, chuyển mạch trớc đây cũng đợc phân tán ở tất cả các node mạng nh các gateway, server, các bộ điều khiển gateway, thiết bị truy nhập của khách hàng

 NGN cung cấp các năng lực (cơ sở hạ tầng, các giao thức ) để có thể kiến tạo, triển khai và quản lý tất cả các loại dịch vụ đã biết hoặc sẽ có Các dịch vụ có thể sử dụng tất cả các phơng tiện truyền thông (âm thanh, hình ảnh và kết hợp) với tất cả các hệ thống mã hoá, các dịch vụ có thể là dữ liệu, đàm thoại, đơn hớng (unicast), đa hớng (multicast) hay quảng bá (broadcast), nhắn tin, truyền dữ liệu đơn giản, có thời gian thực hay không có thời gian thực, các dịch vụ nhạy cảm với trễ hay chấp nhận trễ Các dịch vụ có yêu cầu độ rộng băng thông từ vài Kbit/s tới hàng trăm Mbit/s có đảm bảo hoặc không Trong mạng NGN các nhà cung cấp dịch vụ ngày càng chú trọng đến việc tuỳ biến dịch vụ theo nhu cầu khách hàng, nhờ đó họ có thể cung cấp cho khách hàng khả năng tự tuỳ chỉnh dịch vụ của mình NGN có các giao diện mở API (giao diện lập trình ứng dụng) liên quan đến dịch vụ để hỗ trợ cho việc tạo, cung cấp và quản lý các dịch vụ, cho phép nhà cung cấp dịch vụ thứ ba có thể phát triển một dải rộng dịch vụ dựa trên IP.

 Trong NGN, các thực thể chức năng điều khiển hoạt động, các phiên, phơng tiện, tài nguyên, phân phát dịch vụ, bảo mật, có thể đợc phân tán trên toàn bộ cơ sở hạ tầng mạng gồm cả mạng đang tồn tại và mạng mới Các giao thức mới đang đợc chuẩn hoá để hỗ trợ trao đổi thông tin giữa các thực thể chức năng này Phối hợp hoạt động giữa NGN và các mạng đang tồn tại nh PSTN/ISDN, GSM đợc thực hiện thông qua các gateway.

 NGN sẽ hỗ trợ cả thiết bị đầu cuối nhận biết NGN và các thiết bị đang tồn tại Vì thế, các dịch vụ kết nối tới NGN sẽ bao gồm các thiết bị thoại tơng

nghệ chuyển mạch mềm

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

Công nghệ chuyển mạch mềm Softswitch là gì? Đây là một câu hỏi đã đợc rất nhiều nhà phát triển đặt ra Softswitch đợc nhắc đến nh là một khái niệm mang tính thơng mại nhiều hơn, và những tranh luận về nhằm đạt đến một định nghĩa kỹ thuật thống nhất, chính xác về Softswitch vẫn còn đang tiếp diễn Có thể nói rằng, mỗi nhà phát triển nhìn Softswitch dới nhứng 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 Softswitch là một phần mềm theo mô hình mở có thể thực hiện đợc những chức năng thông tin phân tán trên một 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 nh giữa mạng vô tuyến và mạng cáp. Softswitch cũng cho phép triển khai các dịch vụ VoIP mang lại lợi nhuận Một chuyển mạch mềm kết hợp 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 trờng máy tính mở chuẩn Các hệ thống máy tính kiến trúc mở sử dụng các thành phần đã đợc chuẩn hoá và sử dụng rộng rãi của nhiều nhà cung cấp khác nhau ở đây, hệ thống máy tính có thể là một máy tính cỡ nhỏ cho tới những server cỡ lớn nh Netra của Sun Microsystem.

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

Theo MobileIN: Softswitch là ý tởng về việc tách phần cứng mạng ra khỏi phần mềm mạng Trong mạng chuyển mạch kênh truyền thống, phần cứng và phần mềm không độc lập với nhau Mạng chuyển mạch kênh dựa trên những thiết bị chuyên dụng cho việc kết nối và đợc thiết kế với mục đích phục vụ thông tin thoại Những mạng dựa trên chuyển mạch gói hiệu quả hơn thì sử dụng giao thức Internet (IP) để định tuyến thông 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 cận mới trong chuyển mạch thoại có thể giúp giải quyết đợc các thiếu sót của các chuyển mạch trong tổng đài nội hạt truyền thống Công nghệ

Softswitch có thể làm giảm giá thành của các chuyển mạch nội hạt, và cho ta một công cụ hữu hiệu để tạo ra sự khác biệt về dịch vụ giữa các nhà cung cấp dịch vụ và đơn giản hoá quá trình dịch chuyển từ mạng truyền thống sang mạng hỗ trợ thoại gói từ đầu cuối đến đầu cuối (end - to - end) trong tơng lai.

Ngành công nghiệp viễn thông dờng nh đã đạt đợc một sự nhất trí rằng câu trả lời tốt nhất là tách chức năng xử lý cuộc của ra khỏi thiết bị chuyển mạch vật lý và kết nối hai thành phần này với nhau thông qua một loạt các giao thức chuẩn Trong đó, chức năng chuyển mạch vật lý - tạo các kết nối cho trao đổi thông tin - do mạng cơ sở hạ tầng mạng đảm nhiệm Chức năng này trong các mạng chuyển mạch gói đợc thực hiện một cách phân tán trong toàn mạng Còn phần điều khiển các kết nối (thiết lập, giải phóng và các tính năng liên quan) thì do một bộ phận trung tâm đảm nhiệm Bộ phận này làm việc với các phần khác của mạng thông qua các giao thức chuẩn, do đó chức năng đợc thực hiện với một tập hợp các mô đun phần mềm Có một số lý do mà theo đó ngời ta tin rằng việc phân chia hai chức năng là một giải pháp tốt nhÊt:

 Tạo cơ hội cho một số công ty nhỏ và linh hoạt vốn vẫn chỉ tập trung vào phần mềm xử ký cuộc gọi hoặc vào phần mềm chuyển mạch gói gây đợc ảnh hởng trong nghành công nghiệp viễn thông giống nh các nhà cung cấp lớn từ trớc tới nay vẫn kiểm soát thị trờng.

 Cho phép có một giải pháp phần mềm chung cho xử lý cuộc gọi cài đặt trên rất nhiều loại mạng khác nhau, bao gồm cả mạng chuyển mạch kênh và mạng gói sử dụng các khuôn dạng gói và phơng thức truyền dẫn khác nhau.

 Là động lực cho các hệ điều hành, các môi trờng máy tính chuẩn, tiết kiệm đáng kể trong việc phát triển phát triển và ứng dụng các phần mềm xử lý cuộc gọi.

 Cho phép các phần mềm thông minh của các nhà cung cấp dịch vụ điều khiển từ xa các thiết bị chuyển mạch đặt tại trụ sở của khách hàng, một yếu tố quan trọng trong việc khai thác hết tiềm năng của mạng trong tơng lai.

Có thể so sánh ý tởng này với kiến trúc PC mở đợc IBM đa ra những năm 1980 để có nền công nghệ IT phát triển đa dạng nh ngày nay Và ngời ta mong đợi công nghệ phần mềm cũng làm đợc nh vậy, lần này là với các dịch vụ phục vụ khách hàng.

Hình 2-1 Kiến trúc máy tính mở đã giúp phát triển công nghiệp phần mềm

Khái niệm Softswitch

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

Hình 2-2 Mô hình tổng đài điện tử chuyển mạch kênh truyền thống

Phần Ma trận chuyển mạch, điều khiển và báo hiệu đều nằm trong một tổ hợp phần cứng vật lí mà trên đó các lớp phần mềm lần lợt đợc phát triển từ mức thấp tới mức cao, lớp sau kết thừa lớp trớc để tạo ra các tính năng dịch vụ cũng nh độ thông minh của tổng đài Các hãng chế tạo ngoài việc thiết kế và sản xuất các mô đun phần cứng còn phải duy trì một đội ngũ đông đảo các kỹ s phần mềm chỉ chuyên làm việc trên dòng sản phẩm của hãng Trong vòng mấy thập kỷ, công nghệ này đã đợc phát triển tới mức hoàn chỉnh và có khả năng tạo ra các tổng đài cung cấp dịch vụ công cộng với:

- Độ tin cậy và độ khả dụng rất cao.

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

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

- Hệ thống trợ giúp quản lý, vận hành và bảo dỡng tốt. Đây cũng là những tiêu chí bắt buộc mà công nghệ Chuyển mạch mềm phải đáp ứng nếu muốn trở thành sự thay thế cho công nghệ tổng đài chuyển mạch kênh.

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

Mạng thế hệ sau (NGN) đang dần đợc định hình, đó không phải là một cuộc cách mạng mà là một bớc phát triển Hạ tầng mạng PSTN không thể đợc thay thế chỉ trong 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 mạch kênh hiện nay sang hạ tầng mạng thế hệ sau

Mạng NGN là mạng tập trung vào khách hàng, cung cấp mọi loại dịch vụ trên bất kỳ giao thức nào.

Mạng thế hệ sau là mạng của các ứng dụng mới và các khả năng mang lại lợi nhuận mà chỉ đòi hỏi giá thành thấp Đó là một mạng thống nhất mang lại những ứng dụng 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 các công nghệ chuyển mạch gói Tức là công nghệ Chuyển mạch mềm không thực hiện bất cứ “chuyển mạch” gì Tất cả các công việc của Softswitch đợc thực hiện với một hệ thống các mô đun phần mềm điều

H323 khiển và giao tiếp với các phần khác của mạng NGN, chạy trên một hệ thống máy chủ có hiệu năng, độ tin cậy và độ sẵn sàng ở cấp độ nhà cung cấp dịch vô (Carrier -Class).

Dựa vào những điều trên, chuyển mạch mềm có thể tạm định nghĩa nh 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 thờng là IP (Internet Protocol) Những dịch vụ đó bao gồm thoại, fax, video, dữ liệu và các dịch vụ mới có thể đợc phát triển trong tơng lai Những thiết bị đầu cuối truy nhập bao gồm điện thoại truyền thống, điện thoại IP, máy tính, PDAs, máy nhắn tin (pager) Một sản phẩm Softswitch có thể bao gồm một hoặc nhiều phần chức năng, các chức năng có thể cùng nằm trên một hệ thống hoặc phân tán trên những hệ thống thiết bị khác nhau

Nh đã trình bày ở phần trên, công nghệ Chuyển mạch mềm vẫn đang trong quá trình phát triển Một sự đặc tả kỹ thuật rõ ràng và chi tiết về Softswitch tại thời điểm này là không thể Do công nghệ còn quá mới nên các tổ chức tiêu chuẩn chính nh ITU hay IETF cũng cha bắt đầu quá trình chuẩn hoá Chuyển mạch mềm Hiện tại, một vài diễn đàn kỹ thuật mới xuất hiện nh- ng đã quy tụ hầu hết các tên tuổi lớn trong lĩnh vực viễn thông bao gồm cả các nhà khai thác và cung cấp sản phẩm.

Hình 2-3 Hoạt động của một hệ thống Chuyển mạch mềm

Mặc dầu vậy, trên thị trờng công nghệ Chuyển mạch mềm Softswitch hiện đang phát triển rất nhanh chóng Mỗi hãng đều có dòng sản phẩm với những đặc điểm riêng Nhng các chức năng và tập các giao thức hỗ trợ cho kết nối là tơng đối giống nhau và phần lớn tuân theo mô hình của mạng NGN của ISC (International Softswitch Consortsium) và MSF (Multiservice Switching Forum), hai diễn đàn kỹ thuật chính về công nghệ Chuyển mạch mềm và kiến trúc mạng NGN

Vì thế, trong Chơng này chúng ta sẽ phân tích Softswitch theo các chức năng mà nó đảm nhiệm trong mô hình mạng NGN Các chức năng này đợc thể hiện qua các giao tiếp của Chuyển mạch mềm với các phần khác của mạng. Tại từng giao tiếp có thể dùng nhiều loại giao thức (protocol) để kết nối trao đổi thông tin.

Nh đã đề cập ở phần trên, ý tởng chủ yếu nhằm thiết kế một hệ thống chuyển mạch mềm Softswitch đợc dựa trên việc tạo các hệ thống phần mềm phân tán có khả năng mở rộng, độc lập trên nền tảng phần cứng và hệ điều hành có độ ổn định và hiệu năng cao; đặc biệt phải hoạt động tốt, tin cậy với các sản phẩm, ứng dụng của các nhà phát triển thứ ba Cũng đã có rất nhiều nhà phát triển xây dựng hệ thống giải pháp Softswitch, đợc gọi dới các thơng hiệu khác nhau và bao gồm các thành phần cấu trúc khác nhau Nói chung, có thể xem Softswitch bao gồm các thành phần sau:

Gateway Controller hay Call Agent: Đây là một trong những đơn vị chức năng chính của Softswitch, trong đó bao hàm các luật, giao thức xử lý cuộc gọi và nó sử dụng Media Gateway cùng với Signaling Gateway để thực hiện chức năng này Nó có nhiệm vụ của một Signaling Gateway để thực hiện việc thiết lập và huỷ bỏ cuộc gọi Ngoài ra, Gateway Controller còn giao tiếp với hệ thống OSS và BSS Gateway Controller đôi khi còn đợc biết đến nh là một tác nhân cuộc gọi – Call Agent - hay Media Gateway Controller (MGC) MGC liên kết với các thành phần khác của Softswitch và với mạng ngoài thông qua hệ thống các giao thức sẽ đợc đề cập đến ở phần sau.

Signaling Gateway – Cổng báo hiệu SS7 - hoạt động nh một cầu nối mạng PSTN và IP, thực hiện phiên dịch thông tin báo hiệu giữa hai mạng này.

Media Gateway đóng vai trò nh một giao diện vật lý giữa mạng chuyển mạch kênh PSTN và mạng chuyển mạch gói IP Nó có nhiệm vụ báo hiệu và nhận tín hiệu đến và từ mạng PSTN Nó sẽ nhận số điện thoại, chuyển đổi các số điện thoại và địa chỉ IP và cuối cùng là quản lý quá trình xử lý cuộc gọi Xử lý cuộc gọi bao gồm việc nhân tín hiệu thoại, nén, gói hoá, triệt tiếng vọng, nén khoảng lặng

Media Server thực hiện các chức năng ngoại vi nhằm tăng cờng thêm khả năng của Softswitch Nếu cần, nó còn có thể hỗ trợ khả năng xử lý tín hiệu số DSP - Digital signal processing Nếu hệ thống cung cấp dịch vụ IVR - các dịch vụ trả trớc - thì nó cũng đợc thực thi trên Media server.

Những lợi ích của Softswitch - Công nghệ Chuyển mạch mềm

Do tính chất phân tán về mặt chức năng, Softswitch cho phép dễ dàng trong việc cung cấp và phát triển dịch vụ với chi phí thấp Cũng chính do tính chất phân tán về mặt chức năng này mà chuyển mạch trở nên đơn giản hơn, hiệu quả hơn và rẻ hơn Chuyển mạch 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 sẽ không bắt buộc phải tập trung trong việc tạo lập, điều khiển và cung cấp dịch vụ mà thay 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 phía ngời 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 cũng trở nên nhanh chóng hơn do đặc điểm các dịch vụ đợc cung cấp thông qua các mô đun phần mềm.

2.3.1 Những cơ hội mới về doanh thu

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, một trong các dịch vụ mới này có thể bao gồm khả năng khởi tạo một cuộc gọi điện thoại bằng 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 những năm vừa qua.

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

2.3.2 Khả năng thu hút, lắng nghe nhu cầu khách hàng“ ”

Với các dịch vụ vô cùng phong phú cùng với khả năng mở rộng dịch vụ nhanh chóng của mình, mạng thế hệ tiếp sau sẽ trợ giúp rất nhiều trong công việc kinh doanh cũng nh trong cuộc sống của khách hàng Các nhà cung cấp dịch vụ có thể sử dụng công nghệ Softswitch để cho phép khách hàng của mình khả năng tự lựa chọn và kiểm soát các dịch vụ thông tin do mình sử dụng Viễn cảnh hấp dẫn này sẽ làm cho khách hàng trở nên “trung 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 mạng thế hệ mới cho phép mối quan hệ giữa nhà cung cấp và khách hàng sẽ ngày một trở nên gần gũi và gắn bó hơn Khách hàng có thể dùng Web để yêu cầu cung cấp các dịch vụ mới cũng nh từ chối đăng ký dịch vụ, thay đổi thông tin khách hàng, kiểm tra và thanh toán cớc do đó tạo điều kiện cho nhà cung cấp dịch vụ nắm bắt đợc tốt hơn nhu cầu cũng nh dự báo đợc nhu cầu khách hàng, từ đó lựa chọn ra đợc phơng thức kinh doanh, đầu t hợp lý nhÊt.

2.3.3 Dễ dàng mở rộng mạng, cải thiện dịch vụ trong khi vẫn tiết kiệm chi phí xây dựng, bảo dỡng mạng

Xét về mặt cấu trúc, Softswitch có một cấu trúc có tính linh hoạt cao.

Hệ thống dựa trên kiến trúc Softswitch giúp cho nhà thiết kế mạng dễ dàng trong việc xây dựng mạng có cấu trúc dựa trên chuẩn mở, phân tán Softswitch phân chia tính năng điều khiển cuộc gọi và phần mềm ra khỏi kiến trúc phần cứng, sự liên kết giữa chúng đợc thực hiện trên tập các giao thức chuẩn Thông thờng, chức năng điều khiển và báo hiệu cuộc gọi đợc đặt trong Softswitch, còn các dịch vụ thì đợc thiết kế phân tán bên ngoài Softswitch, các Server ứng dụng đặt ở lớp trên, điều này làm cho việc nâng cấp dịch vụ trở nên dễ dàng hơn Đó sẽ là nguyên nhân mà Softswitch sẽ đợc nhanh chóng chấp nhận trong thế giới viễn thông Giao diện thực thi truyền thông giữa Softswitch và thành phần phần cứng MG (Media Gateway) dựa trên tập các giao thức mở, nh là MGCP - Media Gateway Control Protocol, H248/Megaco and SIP- Session Initiation protocol Giao diện giữa Softswitch và các Server ứng dụng cũng dựa trên tập các giao thức chuẩn mở nh SIP, H.323 và các công cụ nh Ngôn ngữ đánh dấu mở rộng XML - Extensible Mark Language, Java trong mạng thông minh IN - Intelligent Network Nó cho phép các nhà thiết kế mạng dễ dàng trong việc lựa chọn các thành phần phần cứng cũng nh phần mềm tốt nhất từ nhiều nhà cung cấp khác nhau Cấu trúc phân tán đầy đủ (Fully-distributed architecture) cho phép topo mạng bao gồm các thành phần có thể dàn trải trong toàn bộ mạng, trong khi Softswitch cho phép 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 vốn rất đắt mỗi khi có một thị trờng mới Chi phí cho các hệ thống Softswitch sẽ theo dạng chi phí cho phầm mềm chứ không còn theo kiểu chi phí cho các cơ cấu chuyển mạch kênh nh trớc nữa, và do đó đầu t vào Softswitch sẽ tăng gần nh tuyến tính theo số lợng khách hàng mà không phải là một khoản đầu t ban ®Çu rÊt lín nh tríc ®©y Đối với các nhà khai thác mới, ban đầu với một lợng khách hàng hạn chế thì họ chỉ cần mua các tính năng cần thiết và thêm dần các tính năng mới khi mà quy mô khách hàng đợc mở rộng Và mặc dù chỉ khởi đầu với số lợng khách hàng nhỏ, các nhà khai thác này vẫn có thể cung cấp đầy đủ các dịch vụ cho khách hàng thông qua nh các nhà khai thác lớn hơn Đây là điểm khác biệt vì chuyển mạch truyền thống luôn đợc thiết 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 lớp và phân tán đầy đủ (Fully-distributed architecture), việc khoanh vùng sự cố khi có lỗi trong hệ thống cũng trở nên dễ dàng hơn so với PSTN, làm giảm thiểu thời gian, chi phí phục hồi, sửa chữa cũng nh bảo dỡng hệ thống.

2.3.4 Giảm chi phí điều hành mạng và chi phí hoạt động trung bình

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

2.3.5 Thời gian tiếp cận thị trờng ngắn

Softswitch có một cấu trúc mở Nh chúng ta đã biết, đặc tính quan trọng nhất của mạng thế hệ mới NGN là kiến trúc mở Softswitch với cấu trúc mở sẽ cho phép chọn lựa đựơc sản 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 cung cấp Do cấu trúc mở, mà các công ty phần mềm thứ ba có thể phát triển các sản phẩm phục vụ cho thoại và dữ liệu miễn là tuân theo các giao thức chuẩn và các API mở nh SIP, 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 tụ trong thời gian ngắn và chi phí thấp hơn nhiều so với PSTN. Bởi lẽ, theo truyền thống những công ty điện thoại mua phần mềm và các thông tin cấp nhật từ các hãng sản xuất tổng đài, sau đó tải nó vào mỗi hệ thống chuyển mạch dùng để cung cấp dịch vụ Mà thực tế thì các công ty điện thoại thờng có nhiều sản phẩm tổng đài từ các hãng khác nhau Do vậy quá trình đa dịch vụ mới vào dịch vụ sẽ chậm trễ hơn bởi vì những cập nhật phần mềm cần phải đợc phối hợp giữa nhiều hãng sản xuất tổng đài khác nhau.

2.3.6 An toàn đối với vốn đầu t

Mạng NGN hoạt động song song với hạ tầng mạng sẵn có, vì vậy các nhà khai thác vẫn thu hồi đợc vốn đã đầu t vào thiết bị mạng truyền thống, cùng lúc đó vẫn triển khai 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 tơng tác với cơ sở dữ liệu đợc kế thừa Chức năng phiên dịch giao thức đảm bảo cho tính tơng thích giữa rất nhiều hệ thống báo hiệu khác nhau nh

SS7, H.248/Megaco, IP, SIP, H.323, Q.931 v.v… ) Các Call server có một số và giữa các mạng riêng biệt nh giữa hệ thống vô tuyến và hệ thống mạng cáp. Điều đáng nói là Softswitch hoạt động một cách “trong suốt ” đối với ngời sử dụng, cho phép họ hởng thụ chất lợng dịch vụ của thông tin thoại, số liệu, video qua đờng dây điện thoại vốn có của mình (cùng với một chiếc PC) mà chẳng cần quan tâm tới kiến trúc hạ tầng mạng Các hệ thống Softswitch tích hợp đợc với các thành phần mạng khác nhằm cung cấp các dịch vụ phức tạp, cao cấp cho phép điều khiển cuộc gọi đa giao thức và hỗ trợ các ứng dụng đa phơng tiện Ngời sử dụng hoàn toàn không biết bằng cách nào cuộc gọi của mình đến đợc đích hay làm thế nào các dịch vụ đó tới đợc bàn làm 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 IP chi 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 hàng trong 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 các Server 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) Một số những ứng dụng và dịch vụ đã đợc triển khai gồm:

 Dịch vụ thoại hội nghị.

Dới đây là một số so sánh giữa công nghệ Chuyển mạch mềm và Tổng đài điện tử chuyển mạch kênh.

Bảng 2-1 So sánh giữa công nghệ Chuyển mạch mềm và Tổng đài điện tử chuyển mạch kênh

Phơng pháp chuyển mạch Phần mềm Điện tử

Kiến trúc Phân tán, theo các chuẩn mở

Riêng biệt của từng nhà sản xuất

Khả năng tích hợp với ứng dụng của nhà cung cấp khác

Khả năng thay đổi mềm dẻo Có Khó khăn

Giá thành Rẻ, khoảng bằng một nửa tổng đài điện tử Đắt

Khả năng nâng cấp Rất cao Rất tốt, tuy có hạn chế hơn

Giá thành của cấu hình cơ bản

Thấp, giá thành thay đổi gÇn nh tuyÕn tÝnh theo sè lợng thuê bao Cấu hình cơ bản có thể sử dụng cho mạng doanh nghiệp

Rất cao, tổng đài PSTN không thích hợp cho mạng doanh nghiệp.

Truyền thông đa ph- ơng tiện Có Rất hạn chế

Hội nghị truyền hình Tốt hơn Có

Lu lợng Thoại, fax, dữ liệu, video

Chủ yếu là thoại và fax

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

Đặc điểm kỹ thuật của chuyển mạch mềm

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

Có thể nói chức năng điều khiển và báo hiệu cuộc gọi là phần cốt lõi của Softswitch Các chức năng này đợc thực hiện thông qua một loại các giao thức báo hiệu Các giao thức báo hiệu chính sử dụng trong các hệ thống chuyển mạch mềm là:

 MGCP (Media Gateway Control Protocol) – phiên bản mới là H248/MEGACO.

Công nghệ VoIP – truyền thoại trên mạng IP - phát triển mạnh mẽ trong những năm gần đây Các chuẩn và mô hình báo hiệu khác nhau trong mạng VoIP lần lợt đợc sử dụng bắt đầu từ H.323 đến SIP và MGCP Mạng NGN kế thừa, tiếp tục sử dụng các chuẩn này Trong mạng NGN các cuộc gọi thoại đều là các cuộc gọi VoIP Các ứng dụng liên quan tới Video cũng có thể sử dụng các chuẩn này

Hình 2-4 Quan hệ giữa các giao thức trong mạng

2.4.1.1 Báo hiệu theo giao thức H.323

Tập hợp chuẩn ITU-T H.323 "Hệ thống truyền thông đa phơng tiện dựa trên công nghệ gói", hớng tới hệ thống truyền thông đa dịch vụ thời gian thực bao gồm cho cả thoại, video và dữ liệu đi kèm Ngời ta hy vọng rằng các mô hình truyền thông đa phơng tiện này có thể hỗ trợ cho ngành viễn thông trong các ứng dụng video nh teleconferencing và data-conferencing hoặc truyền file. Mặc dù H.323 có nhiều công dụng nhng trọng tâm chính của thị trờng đối với khuyến nghị này là khả năng audio để thực hiện thoại IP Thực tế, trong giai đoạn đầu công nghệ VoIP sử dụng chuẩn H.323 làm giao thức báo hiệu cuộc gọi trong mạng và vì thế VoIP chỉ sử dụng một phần cấu trúc H.323 Trong mạng NGN tơng lai, H.323 vẫn sẽ đợc sử dụng để báo hiệu cho các VoIP gateway hay cho đầu cuối đa phơng tiện.

Cấu trúc H.323 có thể đợc sử dụng một cách thông dụng ở mạng LAN hoặc mạng gói diện rộng Bất kỳ một mạng gói không đủ tin cậy (không có đảm bảo về chất lợng dịch vụ), hoặc có độ trễ cao đều có thể đợc sử dụng cho H.323 Những ngời sử dụng thiết bị đầu cuối H.323 - là những PC đa phơng tiện - có thể tham gia vào hội nghị video đa điểm Mọi thiết bị truyền thông đa điểm phải sử dụng khối điều khiển đa điểm H.323 - MCU

Tất nhiên các khả năng của H.323 có thể mở rộng cho mạng WAN nếu các kết nối đợc thiết lập giữa các thiết bị H.323 Đây là chức năng chính của các thiết bị Gatekeeper H.323, các thiết bị này là tuỳ chọn ở H.323 Nếu không có các gatekeeper, tất cả các thiết bị phải có khả năng tự đa ra các bản tin báo hiệu trực tiếp Một hoặc nhiều các gateway H.323 kết nối với mạng bên ngoài.

Hình 2-5 Mô hình các thành phần H.323

H.323 có thể đợc sử dụng với PSTN toàn cầu, N-ISDN hoặc B-ISDN sử dụng ATM Thậm chí là một điện thoại hoặc một đầu cuối cũng có thể tham gia vào hội nghị H.323 nhng chỉ với khả năng audio Khi H.323 đợc sử dụng với mạng ISDN, nó có thể làm việc với nhiều loại đầu cuối nh điện thoại ISDN hoặc các kết cuối H.320, các kết cuối H.321 cho B-ISDN và ATM, kết cuối H.322 cho QoS các mạng LAN, kết cuối H.323 cho truyền thông hội nghị và H.324 dành cho các kết nối kiểu quay thoại 33,6kb/s Nói chung, H323 có mối liên quan chặt chẽ với các chuẩn H32x, là các chuẩn truyền thông video cho mạng ISDN

Khi đợc sử dụng cho thoại IP, H.323 bao gồm cả các cuộc gọi VoIP đợc thực hiện giữa các kết cuối H.323 hoặc giữa kết cuối H.323 và các gateway H.323.

2) Hoạt động của H.323 trong trờng hợp cụ thể

Trong trờng hợp đơn giản nhất tất cả các cuộc gọi đều đợc tiến hành theo n¨m bíc nh sau:

 Khởi tạo liên kết và trao đổi khả năng thông tin.

 Thiết lập kênh truyền ảo.

 Cung cấp các dịch vụ.

 Giải phóng cuộc gọi. a) Thiết lập cuộc gọi

Trong quá trình thiết lập cuộc gọi, các điểm cuối trao đổi các bản tin để đồng ý tiến hành 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 tin Alerting trả lời từ phía thuê bao bị gọi trong thời gian chỉ thị với ngời sử dụng có cuộc gọi tới. Trong trờng hợp thoại liên mạng sử dụng gateway thì gateway sẽ gửi bản tin Alerting khi nó nhận đợc tín hiệu chuông từ phía mạng chuyển mạch kênh SCN b) Khởi tạo liên kết và trao đổi khả năng thông tin

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 trờng hợp không nhận đợc bản tin Connect hoặc một thuê bao gửi bản tin Release Complete thì kênh điều khiển H.245 sẽ bị đóng

Các thông tin về khả năng đợc trao đổi qua bản tin Terminal- Capability-Set Đây là bản tin đầu tiên đợc gửi để xác định khả năng trao đổi dữ liệu và âm thanh của mỗi điểm cuối Trớc khi tiến hành cuộc gọi mỗi điểm cuối phải biết đợc khả năng nhận và giải mã tín hiệu của điểm cuối còn lại Biết đợc khả năng nhận của điểm cuối nhận, điểm cuối truyền 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 thể khai 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 Terminal-Capability-Set

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 khi hai điểm cuối cùng thực hiện đồng thời các công việc giống nhau trong khi chỉ có một sự việc diễn ra tại mét thêi ®iÓm c) Thiết lập kênh truyền ảo

Sau khi trao đổi khả năng (tốc độ nhận tối đa, phơng thức mã hoá ) và xác định chủ tớ, thủ tục điều khiển kênh H.245 sẽ thực hiện việc mở kênh logic để truyền thông tin Các kênh này là kênh H.225. Sau khi mở kênh logic để truyền thông tin thì các điểm cuối sẽ gửi đi bản tin h2250Maximum-Skew-Indicaton 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 Video-Indicate-Ready-To-Active đợc định nghĩa trong chuẩn H.245 là không bắt buộc nhng thờng đợc sử dụng khi truyền tín hiệu video Đầu tiên thuê 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 Video-Indicate-Ready-To-Active sau khi kết thúc quá trình trao đổi khả năng, nhng nó sẽ không truyền tín hiệu video cho đến khi nhận đợc bản tin Video-Indicate-Ready-To-Active hoặc nhận đợc luồng tín hiệu video 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 và Open-Logical-Channel- Ack Trong chế độ truyền theo địa chỉ nhóm địa chỉ nhóm sẽ đợc xác định bởi MC và đợc truyền đến các điểm cuối trong bản tin Communication-Mode-Command Một điểm cuối sẽ báo cho MC việc mở một kênh logic với địa chỉ nhóm thông qua bản tin Communication- Mode-Command và MC sẽ truyền bản tin đó tới tất cả các điểm cuối trong nhãm. d) Cung cấp dịch vụ

Dịch vụ cuộc gọi là những sự thay đổi các tham số cuộc gọi đã đ- ợc thoả thuận trong 3 giai đoạn trên Các dịch vụ cuộc gọi nh thế bao gồm cả điều chỉnh băng tần mà cuộc gọi đòi hỏi, bổ sung hoặc loại bỏ các thành phần tham gia cuộc gọi hoặc trao đổi trạng thái "keep alive" giữa gateway và/hoặc đầu cuối. e) Giải phóng cuộc gọi

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

 Bớc 1: Dừng việc truyền tín hiệu video khi kết thúc truyền một ảnh, sau đó đóng tất cả các kênh logic phục vụ việc truyền video.

 Bớc 2: Dừng việc truyền số liệu và đóng tất cả các kênh logic phục vụ việc truyền số liệu.

 Bớc 3: Dừng việc truyền tín hiệu thoại và đóng tất cả các kênh logic phục vụ việc truyền thoại.

 Bớc 4: Truyền bản tin end-Session-Command trên kênh điều khiển H.245 đến điểm cuối bên kia chỉ thị dừng cuộc gọi và dừng truyền các bản tin H.245.

 Bớc 5: Chờ nhận đợc bản tin end-Session-Command từ phía điểm cuối bên kia và sau đó đóng kênh điều khiển H.245.

H.225 Yêu cầu kết nạp ARQ H.225Khẳng định kết nạp ACF

H.225 Yêu cầu kết nạp ARQ

H.225Khẳng định kết nạp ACF

Mở kênh TCP cho H245 Trao đổi khả năng Quyết định chủ tớ

Mở kênh logic cho thoại Trao đổi thông tin thoại hai chiều

Hình 2-6 Báo hiệu trực tiếp-Cùng gatekeeper

 Bớc 6: Nếu kênh báo hiệu cuộc gọi đang mở thiết bị đầu cuối sẽ gửi bản tin Release-Complete để đóng kênh báo hiệu cuộc gọi.

 Bớc 7: Giải phóng cuộc gọi ở các lớp dới.

Trong quá trình giải phóng cuộc gọi phải tiến hành tuần tự các b- ớc từ 1 đến 7, trừ bớc 5 có thể không cần nhận bản tin end-Session- Command phúc đáp từ phía điểm cuối bên kia Trong một cuộc gọi không có sự tham gia của gatekeeper chỉ cần thực hiện các bớc từ 1 đến 6

3) Các chức năng điều khiển và quản lý trong H.323

pháp softswitch của một số h ng cung cấp ãng cung cấp thiết bị viễn thông

Giải pháp Softswitch của Siemens

3.1.1 Giải pháp Surpass và dòng sản phẩm hiQ của Siemens

Trong lĩnh vực viễn thông, Siemens vốn đã nổi tiếng với dòng sản phẩm tổng đài chuyển mạch kênh truyền thống EWSD dung lợng lớn, nhiều tính năng Hệ thống Surpass của Siemens bao gồm tất cả các sản phẩm trong một giải pháp NGN tổng thể Hệ thống Surpass hớng tới những mục tiêu sau :

 Tách biệt điều khiển cuộc gọi/dịch vụ với môi trờng truyền thông tin để cho phép các nhà cung cấp dịch vụ giữ đợc các khoản đầu t phát triển dịch vụ của họ và đồng thời tận dụng những công nghệ mới nhất trong lĩnh vực truyền dẫn, chuyển tải thông tin.

 Hớng tới mạng hội tụ đa dịch vụ, nhiều loại hình truy nhập dịch vụ

 Tận dụng các đầu t đã có trên hệ thống chuyển mạch TDM truyền thống, nơi mà Siemens có nhiều năm kinh nghiệm phát triển các ứng dụng, dịch vụ thoại và các tính năng thông minh của tổng đài EWSD, bằng việc đa ra các giải pháp nâng cấp thuận lợi sang môi trờng mạng đa dịch vụ chuyển mạch gói

Những mô hình ứng dụng của Surpass bao gồm :

- Carrier class Dial-in: giải pháp Internet offload dung lợng lớn cho các thuê bao dialup, qua các Media Gateway (đợc điều khiển bằng MGCP/MEGACO).

- Virtual Trunking: giải pháp VoIP đờng dài (thay thế hệ thống tổng đài Class 4).

- Next Generation Local Switch: giải pháp tổng đài nội hạt (Class

5) thế hệ sau, với nhiều loại hình truy nhập (POTS, xDSL, ISDN,

V5.x ), hỗ trợ nhiều loại giao diện ATM, Frame Relay, SMDS, leased line đa dạng các loại dịch vụ trên nền IN, H.323, SIP.

- Tổng đài nội hạt thế hệ sau với giao thức SIP để tận dụng các u điểm trong phát triển và triển khai dịch vụ của SIP.

- Mô hình cho các ứng dụng đa phơng tiện với các khối xây dựng ứng dụng cơ bản có sẵn, dễ phát triển (Application Building Block) trên nền tảng các mô đun hiQ.

Hình 3-1 Mô hình tổng quan của giải pháp Surpass

Trung tâm của giải pháp Surpass là các sản phẩm hiQ, thực hiện các chức năng điều khiển cuộc gọi, xử lý báo hiệu, cung cấp và giao tiếp dịch vụ. Dòng sản phẩm Surpass hiQ gồm có rất nhiều sản phẩm xử lý, báo hiệu và ®iÒu khiÓn.

HiQ 9200 nh một mô đun trung tâm thực hiện các chức năng: điều khiển cuộc gọi (Call Feature Server), điều khiển các media gateway qua giao thức MGCP (Media Gateway Controller), kết nối báo hiệu với mạng SS7 (SG) và chức năng kết nối trung gian cho các hiQ khác tới các phần khác của mạng.

HiQ 4000 cung cấp giao diện lập trình mở để tích hợp các ứng dụng đa phơng tiện mới phát triển Mô đun này có thể đợc cài đạt nh một sự nâng cấp trên nền hiQ 9200 có sẵn HiQ 4000 cho phép tận dụng các lợi thế của nền tảng IP, triển khai nhanh và hiệu quả các dịch vụ tiên tiến trong khi vẫn sử dụng các tính năng tính cớc và điều khiển cuộc gọi của hiQ 9200.

Một số tính năng ban đầu của hiQ 4000 gồm: sinh các bản ghi AMA bao gồm các thông tin tính cớc theo ứng dụng (application specific), chạy annoucement, nhắc và thu thập các thông tin ngời dùng bao gồm các tính năng nhận dạng giọng nói cơ bản

Hình 3-3 Các mức giao diện lập trình ứng dụng của hiQ 4000

HiQ 10 đảm nhiệm các chức năng AA cho truy nhập Internet, không phụ thuộc vào loại hình truy nhập (tơng tự, ISDN, xDSL ) Máy chủ hiQ 10 kết nối tới các cơ sở dữ liệu khách hàng qua giao thức LDAP

HiQ 30 là một directory server với cấu trúc cơ sở dữ liệu LDAP ( ) l u trữ tập trung thông tin về khách hàng và đang kí dịch vụ Các môđun khác nh hiQ 10, hiQ 20 ở một vị trí nào đó trong mạng có thể truy vấn qua LDAP, giao thức đã đợc tối u hoá trong việc đọc cơ sơ dữ liệu lớn.

3.1.1.5 HiQ 20 Registration and Routing Server (H323 Gatekeeper)

Các chức năng H323 gatekeeper có thể là một phần tích hợp của hiQ

9200 hoặc là một mô đun riêng (standalone) Trong chế độ tích hợp, chức năng gatekeeper chỉ hoạt động với các chức năng RAS Mô đun hiQ 20 RRS hoạt động với đầy đủ tính năng của một Gatekeeper đứng riêng theo chuẩn H323v2.

HiQ 6200 phục vụ các đầu cuối và ứng dụng SIP, có thể đợc cấu hình dạng Proxy Server hoặc Redirect Server với các dịch vụ đăng ký và các chức năng định tuyến cuộc gọi theo thời gian trong ngày.

Sản phẩm hiQ 9200 là phần lõi của chuyển mạch mềm, bao gồm năm thành phần chính :

 Call Feature Server - CFG - xử lý điều khiển cuộc gọi và các tính năng dịch vụ cơ bản Thành phần này bao gồm xử lý báo hiệu cuộc gọi, điều khiển cuộc gọi, xử lý các tính năng liên quan tới trung kế và dịch vụ thoại, định tuyến, phiên dịch số, các tính năng giao tiếp với mạng IN, các tính năng quản lý, thu thập dữ liệu cớc và thông tin với các thành phần khác trong hiQ 9200

 Mạng thông tin bên trong hiQ (Internal Communication Network) phục vụ việc trao đổi thông điệp (message) giữa các thành phần bên trong hiQ

9200, chạy trên môi trờng LAN hỗ trợ HDLC.

 Packet Manager PM thực hiện việc điều khiển kết nối trong mạng gói. Nhiệm vụ là đảm bảo kết nối giữa mạng chuyển mạch kênh (SCN) và mạng IP thông qua quản lý các tài nguyên ở media gateway (nh là cổng VoIP, codecs) với giao thức MGCP/H248 PM xử lý cả H323 và SIP để điều khiển cuộc gọi và tính năng

 Cổng báo hiệu (SG SG) kết cuối báo hiệu SS7 truyền qua môi trờng IP (SCTP) hoặc TDM SG có thể kết nối tới các tổng đài là Điểm kết cuối báo hiệu (Signalling End Point) hoặc Điểm chuyển giao báo hiệu (STP), xử lý từ MTP1-2-3 tới mức SCCP Thông tin báo hiệu ở mức cao hơn nh ISUP, TCCP hoặc BICC đợc chuyển tới phần Call Feature Server Thành phần SG cho phép hiQ 9200 kết nối trực tiếp với IN hoặc tới 1 SG đứng riêng (hiS) làm cửa ngõ kết nối báo hiệu tới các mạng khác.

Giải pháp chuyển mạch mềm của Cisco Systems

Cisco Systems là công ty hàng đầu thế giới trong lĩnh vực mạng và truyền số liệu Cisco trong những năm qua đã đầu t rất nhiều để phát triển hệ thống sản phẩm theo hớng đa dịch vụ (đáp ứng cho cả dữ liệu, thoại và video). Tại Việt nam sự có mặt của Cisco cũng rất đáng kể Đầu tiên chúng ta xem xét sản phẩm VSC 3000 (Virtual Switch Controller) và sau đó là sản phẩm BTS 10200 Softswitch.

3.2.2.1 Cấu trúc và hoạt động của VSC 3000

VSC 3000 là thiết bị thực hiện chức năng điều khiển cuộc gọi trong mô hình mạng thế hệ sau của Cisco Hoạt động nh một tổng đài chuyển mạch mềm, VSC 3000 điều khiển mạng thoại chuyển mạch gói bằng cách định tuyến các cuộc gọi trên một nền tảng mạng chuyển mạch gói băng rộng và đa dịch vụ

VSC3000 sử dụng phần mềm do Cisco phát triển, chạy trên những môi trờng mở họ Unix Phần mềm này có các module độc lập, mỗi module có những giao diện và những tính năng đợc xác lập rõ ràng Một môi trờng thi hành dùng chung chịu trách nhiệm về các tác vụ chung và giao tiếp với hệ điều hành Tại phần lõi là máy tốc độ cao làm nhiệm vụ định tuyến và điều khiển cuộc gọi VSC 3000 sẽ phân tích các tín hiệu báo hiệu từ các thực thể, tìm kiếm tài nguyên, phân tích các yêu cầu dịch vụ, thực hiện các thuật toán tìm đờng, và cuối cùng là gửi các lệnh cần thi hành xuống cho Media Gateway nằm tại các đầu vào/ra của phần lõi chuyển mạch gói

Giao tiếp với MG (Media Gateway) thông qua giao thức MGCP Ngoài ra, VSC 3000, để giao tiếp với mạng SS7, hỗ trợ hầu hết các biến thể của ISUP Các nhà khai thác có thể tuỳ biến VSC bằng cách sử dụng giao diện lập trình mở (API) cho phép định tuyến theo chỉ dẫn của khách hàng từ các cơ sở dữ liệu bên ngoài

Mạng VSC 3000 bao gồm một số nút, trong đó thực hiện điều khiển cuộc gọi và kết nối vật lý với mạng báo hiệu SS7 của PSTN Các nút liên lạc với nhau thông qua mạng chuyển mạch gói đa dịch vụ trong quá trình thiết lập và giải phóng các cuộc gọi Khi số lợng thuê bao tăng lên, có thể triển khai thêm các nút VSC để đáp ứng đòi hỏi về dung lợng chuyển mạch.

Hình trên cho thấy kiến trúc của một nút VSC, gồm có các đầu cuối kênh báo hiệu (SLT) của Cisco và các máy chủ VSC (hoạt động và dự phòng) chạy trên hệ điều hành UNIX, tất cả đợc nối với nhau qua mạng IP Các thành phần cấu thành của VSC đều có thể mua riêng.

Các kênh A và F của mạng SS7 đợc kết thúc ở các đầu cuối kênh báo hiệu (SLT) MTP lớp 1 và lớp 2 kết thúc tại SLT, còn các lớp cao hơn của SS7 đợc chuyển đến cho VSC Host thông qua giao diện Ethernet Các lớp đợc chuyển đến cho VSC Host gồm có:

- Message Transfer Part Layer 3 (MTP3).

- Integrated Service Digital Network User Part (ISUP).

- Signal Connection Control Part (SCCP).

- Transactions Capabilities Applications Part (TCAP).

- Intelligent Network Application Part (INAP).

Giao thức RUDP (Reliable User Datagram Protocol) đợc Cisco phát triển để truyền các bản tin MTP lớp 3 tới máy chủ VSC3000 Thêm vào đó,SMP (Session Manager Protocol) duy trì các phiên thông tin riêng biệt (giữaSLT) với từng máy trong cặp máy chủ hoạt động/dự phòng SLT của Cisco thực chất là các Router C2611 sử dụng phần mềm IOS Khả năng chèn/tách song song cho phép SLT phân biệt thông tin thoại và kênh báo hiệu F trong chế độ báo hiệu kênh kết hợp Mỗi SLT đợc nối với một cặp kênh báo hiệu, và các kênh đợc nối với các SLT đợc phân nhóm điều đó tránh cho mạng gặp phải những sự cố tại những điểm riêng biệt.

Phần mềm của VSC chạy trên 2 máy chủ SUN nhằm đảm bảo độ tin cậy Phần mềm này thực hiện chức năng xử lý cuộc gọi và định tuyến trong chuyển mạch ảo Khả năng xử lý lỗi đợc bảo đảm nhờ việc kiểm tra các thông tin giữa hai máy chủ thông qua các ứng dụng MTP lớp 3 phân tán, chạy đồng thời trên cả hai máy này Quá trình kiểm tra này cùng với các thông tin trong bộ nhớ chính (lu trong một cơ sở dữ liệu) và sự đồng bộ định tuyến đảm bảo sẽ chuyển đổi giữa máy hoạt động và máy dự phòng khi có sự cố mà không gây gián đoạn các cuộc gọi đang diễn ra.

Các máy chủ VSC (VSC host), SLT và Media Gateway đợc kết nối bằng mạng LAN sử dụng chuẩn Ethernet Cisco cũng đa ra giải pháp cho chuyển mạch LAN tốc độ cao dùng trong trờng hợp này, đó là sản phẩm Catalyst

3.2.2.2 Thống kê một số số liệu chi tiết về thiết bị VSC 3000

 Cặp máy chủ Sun Netra t 1120/1125.

 hoặc cặp máy chủ Sun Netra t 1400/1405.

 hoặc cặp máy chủ Sun Netra ft 1800

3000 của Cisco Triển khai thành cặp hoạt động/ dự phòng.

SLT Sử dụng thiết bị định tuyến Cisco 2611 với các tính năng SLT IOS.

Xử lý các báo hiệu tÇng vËn chuyÓn (MTP lớp 1 và MTP lớp 2)

Bảng 3-1 Phần cứng trong VSC

Các giao diện u điểm, ứng dụng trong

Giao diện mạng trí tuệ (IN) và mạng trí tuệ thế hệ sau(AIN)

 Giao diện mở, chuẩn hoá

 Các điểm kiểm tra cuộc gọi để phiên dịch số và LNP

 điều chỉnh đợc để hỗ trợ giao diện với các nút điều khiển dịch vụ (Service Control Point) của các nhà cung cấp thứ ba.

Các điểm kiểm tra cuộc gọi ( Call

Detection Points) để phiên dịch sè:

 Tập tính năng 1 và tập phụ

 TCAP/AIN trên MTP hoặc

 TCAP/INAP trên MTP hoặc

 LNP (Local Number Portability) của Bắc Mỹ.

 ứng dụng trong các điểm kiểm tra cuộc gọi

Giao diện lập trình (API) định tuyến cuộc gọi

 Cho phép VSC truy nhập vào các thông tin định tuyến đợc tổ chức phức tạp trên các cơ sở dữ liệu bên ngoài

 Giao diện này đợc các nhà cung cấp dịch vụ lớn trên thế giới thử nghiệm và xác nhận.

Các khối thông tin chi tiết cuộc gọi (Call Detail Blocks)

 Ngời sử dụng có thể lựa chọn các trờng, các số liệu và các cấu trúc cần thiết

 Đảm bảo tính linh hoạt khi giao tiếp với khèi tÝnh cíc.

Ngôn ngữ định nghĩa bản tin

Language) một bộ giao thức đầy đủ.

Một bộ công cụ phát triển và ngôn ngữ lập trình.

 Công cụ hớng đối tợng, trực quan

 Phát triển giao thức và gỡ lỗi nhanh chãng.

 Các tài liệu và hớng dẫn có đầy đủ.

Bảng 3-2 Các giao diện của VSC

BTS có thể đảm nhiệm các chức năng mà VSC thực hiện VSC 3000 là giải pháp trớc đây của Cisco cho mạng public, tuy nhiên dòng sản phẩm VSC không hỗ trợ một số giao thức rất quan trọng trong mạng NGN, thí dụ nh SIP và SIP-T (SIP for Telephony)

Ngoài ra BTS còn có thể hoạt động nh một tổng đài nội hạt với các đầu cuối kết nối thuê bao IAD (Integrated Access Device) hỗ trợ các thiết bị nh máy điện thoại analog, máy điện thoại IP, máy tính

3.2.2.1 Cấu trúc của Cisco BTS 10200 Softswitch

BTS 10200 gồm có những thành phần chính sau:

 Call agent/ feature server (CA/FS) – 2 application server, có thể chạy trên hai máy chủ khác nhau hoặc trên cùng một máy chủ Cisco khuyến nghị sử dụng 4 bộ xử lý (CPU) cho mỗi phần mềm này.

 Phần mềm quản lý - Element management system/bulk data management system (EMS/BDMS) server - cần hai bộ xử lý

 Hệ thống đĩa cứng RAID 100 GB có dự phòng Hệ thống đĩa này có thể lu trữ dữ liệu cớc, lu lợng, cảnh báo, các sự kiện và các thông tin về thao tác của ngời sử dụng hệ thống tối thiểu trong vòng 48 giờ

 Hai bộ chuyển mạch - định tuyến

Mỗi máy chủ CA/FS có 2 cổng T1 cho báo hiệu số 7 và 4 cổng Ethernet để kết nối với bộ chuyển mạch-định tuyến.

3.2.2.2 Các giao diện của Cisco BTS 10200 Softswitch

1) Giao diện với mạng báo hiệu số 7

BTS 10200 có thể kết nối với mạng SS7 nh trên hình

Hình 3-6 Giao diện với mạng SS7 của BTS 10200

BTS 10200 hỗ trợ hầu hết các dịch vụ của mạng báo hiệu số 7, kể cả các dịch vụ IN mạng thông minh.

Media gateway là cầu nối giữa thoại và mạng chuyển mạch gói, có chức năng giám sát kết nối, giám sát đầu cuối thuê bao Có thể chia MG thành các loại sau:

 Residential gateway: gateway cho các hộ t nhân, hỗ trợ thoại và Ethernet.

 IAD (Integrated Access Device): thoại và Ethernet.

 Trunk gateway (SS7 hoặc R2): có thể có dung lợng lên tới hàng chục nghìn kênh thoại.

 Access gateway kết nối các tổng đài PBX với softswitch.

Sản phẩm chuyển mạch mềm của CommWorks

CommWorks là công ty trực thuộc tập đoàn 3COM Trong năm 2001CommWorks đã đạt đợc nhiều thành công trên thị trờng softswitch Theo đánh giá của các công ty t vấn Infonetics Research và Synergy Research Group,Inc., trong quý 4 năm 2001 CommWorks chiếm giữ một trong những vị trí hàng đầu trên thị trờng này Cũng theo các công ty này hiện nay CommWorks chiếm thị phần lớn trên thị trờng VoIP gateway.

3.3.1 Kiến trúc 3 lớp của Commworks

Commworks đa ra kiến trúc ba lớp cho mô hình mạng đa dịch vụ thế hệ sau của mình nh hình minh hoạ dới đây.

Hình 3-7 Kiến trúc 3 lớp của Commworks

Kiến trúc này bao gồm lớp điều khiển thiết bị ( Media Processing), lớp điều khiển và quản lý ( Control and manegement) và lớp tạo lập dịch vụ (Service creation).

1) Lớp 3: lớp tạo lập dịch vụ

Lớp này cung cấp một môi trờng tạo lập dịch vụ mở, trong đó các giao diện lập trình ứng dụng mở cho phép xây dựng và triển khai ứng dụng (dịch vụ) mới nhanh chóng Những dịch vụ sẵn có trong họ sản phẩm lớp 3 của Commworks cũng đã bao gồm các dịch vụ hớng mạng nh giám sát (provisioning) hay ánh xạ th mục (directory mapping), và các dịch vụ hớng ngời dùng nh nhắn tin hợp nhất (unified messaging) hay IP Centrex.

2) Lớp 2: Báo hiệu và điều khiển

Sản phẩm lớp 2 của Commworks là Softswitch và hệ hỗ trợ quản lý (OSS – Operational Support System) Lớp này có nhiệm vụ khắc phục sự khác biệt về giao thức báo hiệu và điều khiển; và cũng nh trong các mô hình phân lớp khác, lớp 2 sử dụng dịch vụ của lớp 1, cung cấp dịch vụ cho các ứng dụng lớp 3, giúp cho các ứng dụng này có thể hoạt động độc lập với thiết bị.

3) Lớp 1: Lớp điều khiển thiết bị

Cung cấp khả năng kết nối mạng theo nhiều phơng pháp khác nhau, nhận lu lợng thông tin IP từ các kênh vật lý Có thể nói lớp 1 này đóng vai trò Media Gateway khi giao tiếp với mạng khác Commworks cung cấp cả giải pháp truy nhập hữu tuyến và vô tuyến cho lớp này thông qua họ sản phẩm Total Control 1000 và Total Control 2000.

Trong mô hình này, Softswitch là một môi trờng mềm đảm nhiệm công việc điều khiển, quản lý và tạo lập dịch vụ Họ sản phẩm Softswitch của Commworks gồm có hai loại module: các module lớp 2 và các module lớp 3.

 Các module Lớp 2: gọi là các “Session agent” có nhiệm vụ cung cấp chức năng điều khiển thiết bị và quản lý phiên Trong các module này có các giao diện với các báo hiệu SIP, H.323, Megaco/H.248 và SS7

 Các module Lớp 3: gọi là các “Back-end server” cung cấp các chức năng về mạng nh: thống kê, xác nhận, đánh giá, hỗ trợ tính cớc, ánh xạ danh mục hay cung cấp dịch vụ WEB.

Hỗ trợ SIP có thiết bị SIP Proxy Server 4220 Thực chất đây là một giải pháp phần mềm, thực hiện những chức năng chính sau:

 Thiết lập cuộc gọi và huỷ cuộc gọi.

 Phát sinh và gửi bản ghi chi tiết cuộc gọi tới cho máy chủ tính cớc.

 Ghi các số liệu thống kê và các sự kiện diễn ra trong các cuộc gọi.

 Đăng ký và hủy đăng ký các Gateway.

 Giám sát các Gateway và back-end server.

 Tạo các điểm kiểm soát khi có các sự cố tại các thành phần mạng.

 Quản lý Gateway và cân bằng tải giữa các máy chủ.

Các tính năng này là nền tảng cho những máy chủ dịch vụ cao cấp sử dụng giao thức SIP.

Thiết bị Gatekeeper 4200 thực hiện chức năng Gatekeeper H.323v2. Gatekeeper 4200 cũng thực hiện các chức năng tơng tự nh SIP Proxy Server, nhng dành cho mạng H.323 Gatekeeper hỗ trợ truy nhập cơ sở dữ liệu bằng ODBC; có thể điều khiển đợc hoàn toàn bằng SNMP.

Hỗ trợ Megaco/H.248 có thiết bị 4010 Session Manager Đợc kế thừa từ MGCP, Megaco cung cấp khả năng điều khiển tập trung đối với thông tin đa phơng tiện và đối với các dịch vụ trên mạng IP

Cổng báo hiệu SS7 (SS7 Signaling Gateway) là một phần trong giải pháp tổng thể của Commworks, nhằm duy trì các dịch vụ đã có của mạng PSTN song song với các dịch vụ mới phát triển

5)Module chuyển đổi H.323/SIP 4205 Protocol Mediator

Commworks 4205 đảm nhiệm việc chuyển đổi giữa hai mạng sử dụng SIP và H.323, nh vậy Commworks 4205 có thể hoạt động nh một đầu cuối H.323 hay nh một tác nhân SIP (user agent) Cho dù cuộc gọi đợc chuyển từ H.323 sang SIP hay ngợc lại, quá trình đó diễn ra hoàn toàn trong suốt đối với các thành phần H.323 hay SIP khác trong mạng.

Các module Softswitch lớp 3 gồm có:

1) Máy chủ xác nhận và đánh giá 7200 (Authentication and Rating Server)

Máy chủ này nhận dạng các ngời dùng hợp lệ, sau đó tìm kiếm thông tin về cớc phí, dịch vụ, quyền u tiên của khách hàng Máy chủ này hỗ trợ một số tính năng sau: Trả lời bằng giọng nói khi ngời dùng kích hoạt, mô hình quay số hai, ba giai đoạn, mô hình cuộc gọi trả trớc hoặc trả sau, nhận dạng chủ gọi, Personal Identification Number (PIN)

2) Máy chủ ánh xạ danh mục 7210 (Directory Mapping Server)

Máy chủ này cung cấp thông tin để dịch số điện thoại của ngời sử dụng thành địa chỉ IP (hay tên trong DNS) của Media Gateway phục vụ cho khu vực đó Máy chủ này hoạt động nh một thiết bị lu trữ cơ sở dữ liệu Nếu Gateway chủ gọi không chứa các thông tin định tuyến thích hợp trên mạng IP trong cơ sở dữ liệu của nó thì nó có thể hỏi các module Softswitch trong mạng, các module này lại hỏi các máy chủ ánh xạ danh mục Các máy chủ này thực hiện tìm kiếm trong cơ sở dữ liệu theo thời gian thực và trả lại địa chỉ IP cần tìm. Máy chủ này hỗ trợ một số tính năng sau: Chèn/ xoá/ sửa các bản ghi thông qua giao diện WEB; cơ chế ánh xạ cơ sở dữ liệu giữa các module Softswitch với nhau; mô hình gần đối với các bảng định tuyến; NDC/NPA; quay số N- digit

3) Máy chủ kế toán 7220 (Accounting Server)

Lu trữ các bản tin chi tiết cuộc gọi (CDR) do MG hoặc các thành phần báo hiệu Softswitch phát sinh cho các cuộc gọi thành công và không thành công. máy chủ này hỗ trợ: truy vấn các bản ghi thông qua WEB browser; lu trữ các bản ghi CDR; Export cơ sở dữ liệu ra bên ngoài

4) Máy chủ hỗ trợ tính cớc 7230 (Billing Support Server)

Máy chủ này thu thập các bản ghi CDR riêng lẻ tại lối vào và lối ra của từng máy chủ kế toán trong hệ thống Sau đó, nó ghép tất cả các bản ghi của mỗi cuộc gọi thành một bản ghi CDR phức hợp Cách làm này cho phép nhà cung cấp dịch vụ hợp nhất các bản ghi của từng cuộc gọi cho dù từng bản ghi riêng lẻ này đợc xử lý trong các MG, Session Agent hay các máy chủ kế toán khác nhau.

Hệ thống Softswitch của SONUS NETWORKS

Sonus Networks Inc là công ty đang chiếm giữ một trong những vị trí hàng đầu trên thị trờng softswitch Sản phẩm của Sonus là một trong số ít sản phẩm chuyển mạch mềm đã đợc triển khai trên mạng công cộng và hiện đang đợc nhiều nhà cung cấp dịch vụ lựa chọn Sonus không những cung cấp thiết bị lớp lõi chuyển mạch trong mạng NGN mà còn có sản phẩm cho các thành phần mạng khác, kể cả thiết bị tiếp cận thuê bao Theo đánh giá của nhiều công ty t vấn quốc tế Sonus hiện đang chiếm giữ thị phần lớn, nếu không phải là lớn nhất, trên thị trờng softswitch Khách hàng của Sonus là nhiều nhà cung cấp dịch vụ danh tiếng, trong đó có Time Warner Telecom, BellSouth, China Netcom

Sonus Network công bố kiến trúc mở của mình (OSA - Open ServiceArchitecture) nh minh hoạ dới đây, trong đó phần Softswitch có thơng hiệu làInsignus.

Hình 3-8 Kiến trúc của Sonus

OSA là sản phẩm thực sự có kiến trúc mở, đáp ứng đợc yêu cầu của các nhà cung cấp dịch vụ Sản phẩm này có thể hoạt động nh tổng đài nội hạt hay packet tandem với các dịch vụ nh thoại, VoIP, PBX, Centrex, IP Centrex, các dịch vụ dữ liệu và nhiều dịch vụ khác Phần lõi chuyển mạch Insingus Softswitch hỗ trợ các giao thức SIP, SIP-T, H.323, MGCP/H.248, các module kết nối với nhau thông qua họ giao thức IP Kiến trúc OSA gồm có các thành phÇn sau:

 GSX9000 TM có chức năng media gateway hỗ trợ nhiều loại giao diện và chuẩn mã hoá thoại.

 Insignus TM Softswitch là phần lõi chuyển mạch của hệ thống.

 Insight TM Management là phần mềm quản lý hệ thống chuyển mạch mềm dựa trên giao diện web.

 Open Services Partner Alliance SM (OSPA) là các giao diện mở để kết nối với các ứng dụng và thiết bị của nhà cung cấp thứ 3.

3.4.1 Các module chính trong Insignus Softswitch

Insignus có tất cả 5 module, đó là PSX Policy Server, SGC SS7 Gateway, ASX Access Server, GSX-GC Gateway Controllervà TSX Gateway Controller.

3.4.1.1 PSX Policy Server (Máy chủ quản lý chung)

Hình 3-9 Chức năng của PSX Policy Server

PSX Policy Server là module chính của Insignus, đóng vai trò tổng hợp trong mô hình giải pháp này PSX Policy Server là thành phần hoạch định chính sách và quản lý cơ sở dữ liệu, cung cấp khả năng lựa chọn dịch vụ và khả năng định tuyến cho các module ASX Access Server, GSX-GC Gateway Controller và TSX Gateway controller Insignus hỗ trợ tất cả các ứng dụng: dịch vụ truy nhập (access service), đờng trung kế (tandem trunking), giảm tải lu lợng Internet (Internet offload), dịch vụ thoại IP

3.4.1.2 Các tính năng chính của PSX Policy Server

Mở rộng dễ dàng: Một nút PSX có khả năng xử lý rất lớn và có thể hỗ trợ nhiều softswitch và nhiều GSX9000 gateway PSX có thể dễ dàng nâng cấp hệ thống trong khi vẫn duy trì hoạt động bình thờng của cả mạng Định tuyến mềm dẻo và biên dịch: PSX cung cấp khả năng định tuyến và phiên dịch số đầy đủ cho phép triển khai mạng trên phạm vi rộng với nhiều ứng dụng khác nhau Có thể định tuyến tuỳ theo rất nhiều tham số nh nhà khai thác, nhóm trung kế, gateway, thuê bao hoặc các yếu tố khác nh giờ trong ngày, ngày trong tuần hay định tuyến với giá thấp nhất Việc phân tích số cũng có thể đợc cài đặt để hỗ trợ cùng một lúc nhiều kế hoạch đánh số khác nhau vì thế thích hợp với việc triển khai mạng toàn cầu.

Hỗ trợ tốt các giao thức báo hiệu: PSX hỗ trợ nhiều giao thức chuẩn công nghiệp gồm SIP, SIP-T, H.323 để giao tiếp đợc với nhiều hệ thống thiết bị mạng gói hiện có

Sử dụng H.323, PSX hoạt động nh một H.323 gatekeeper, điều khiển và truy nhập các gateway và mạng sử dụng H.323 Sử dụng SIP, PSX có thể hỗ trợ các ứng dụng của nhà cung cấp thứ 3; dùng SIP-T giúp cho PSX có thể

“nói chuyện” đợc với các Softswitch của các nhà cung cấp khác PSX hỗ trợSS7 thông qua module SGX SS7 Gateway PSX hỗ trợ nhiều biến thể củaISUP, còn TCAP giúp PSX hiểu các dịch vụ của mạng AIN (AdvancedIntelligent Network) nh LNP, phiên dịch số hay VPN (Virtual PrivateNetwork) Giao tiếp với SS7 còn đợc thực hiện thông qua giao thức TALI(Tranport Adapter Layer Interface) Đây là chuẩn SS7-over-IP cho phép PSX trao đổi trực tiếp với các STP (Signaling Transfer Point), SCP (SignalingControl Point) và các SS7 Gateway của các nhà cung cấp thứ 3.

Các dịch vụ mới: PSX cho phép tạo lập các dịch vụ mới của riêng các nhà cung cấp, khác biệt với những dịch vụ đã có trên thị trờng PSX hỗ trợ cung cấp các dịch vụ theo 3 cách:

- Thứ nhất, các dịch vụ đợc nhúng sẵn trong PSX, gồm có sàng lọc (screening), khoá (blocking), phiên dịch số (number translation), định tuyến bắt buộc (forced routing).

- Hai là các dịch vụ tuỳ chọn, đợc tạo lập thông qua môi trờng phát triển dịch vụ (SPE – Service Profile Editor) của hãng Môi trờng này cho phép viết các đoạn mã (script) dịch vụ hoặc tải về từ trang chủ về rồi kích hoạt Các đoạn mã này bao gồm các SIBB (Service Independent Buiding Block) đợc kết hợp với nhau để tạo nên các dịch vụ tuỳ biến, ví dụ nh voice portal, quay số hai giai đoạn (two-stage dialing)

- Ba là các dịch vụ của nhà cung cấp thứ 3 PSX hoạt động nh một SIP Redirect Server Sonus hợp tác với những nhà phát triển ứng dụng có chất lợng, tiến hành kiểm nghiệm các dịch vụ do họ phát triển để đảm bảo tính tơng thích.

Hình 3-10 Hoạt động của SGX SS7 Gateway

SS7 SGX Gateway đảm nhiệm việc kết nối với mạng báo hiệu SS7 SGX hỗ trợ đầy đủ TCAP, ISUP và các dịch vụ của AIN SGX hỗ trợ nhiều chuẩnSS7 trên thế giới, một nút SGX có thể làm việc với 5 biến thể của mạng SS7

Phần mềm SGX đợc thiết kế theo mô hình client/server, phục vụ các client ISUP và TCAP tập trung ở GSX9000 gateway hay từ các module Softswitch khác SGX kết nối theo kênh A/F qua các giao diện T1, E1 hoặc V.35.

Kết nối vào mạng SS7 đòi hỏi mã nhận dạng cho mỗi nút mạng Do một SGX có thể làm việc với nhiều cấu trúc Softswitch OSA nên sẽ giảm yêu cầu về số mã cần thiết Ngợc lại, SGX có thể chấp nhận tới 5 mã nếu cần thiết. Ngoài ra, với SGX, có thể giảm đáng kể số kênh A/F cần có trong trờng hợp phải kết nối các module khác với SS7.

GSX-GC thực hiện điều khiển cuộc gọi và báo hiệu cho GSX9000 gateway Phơng pháp tiếp cận phân tán khi thiết kế sản phẩm dẫn đến việc tách biệt GSX9000 là module quản lý media, tức các kết nối vật lý, còn GSX-

GC đảm nhiệm chức năng điều khiển cuộc gọi và báo hiệu.

Hình 3-11 Hoạt động của GSX-GC

GSX-GC có thể phát sinh và kết thúc tất cả các dạng kết nối báo hiệu đảm bảo cho sự tích hợp với mạng chuyển mạch kênh và chuyển mạch gói Để thích ứng với cơ sở hạ tầng mạng hiện có, GSX-GC hỗ trợ các giao diện đã đ- ợc triển khai rộng rãi trong mạng chuyển mạch kênh, bao gồm ISDN PRI, báo hiệu kênh liên kết (CAS) và nhiều biến thể của báo hiệu số 7 SS7/C7 Ngoài ra tất nhiên là GSX-GC phải hỗ trợ các giao thức H.323, SIP, MGCP GSX-GC cũng hỗ trợ các dịch vụ cao cấp mới và các dịch vụ của các nhà cung cấp thứ

3.4.1.5 TSX Gateway Controller (Bé ®iÒu khiÓn Gateway trung kÕ)

Xây dựng cấu trúc mạng đa dịch vụ trên cơ sở ứng dụng Chuyển mạch mÒm

4.3.1 Nguyên tắc chung Đảm bảo nguyên tắc quản lý mạng tập trung, xử lý phân tán, hiệu quả khai thác tài nguyên mạng cao nhất Đồng thời mạng có khả năng mở rộng, phát triển dịch vụ và tích hợp với các mạng khác sẽ đợc xây dựng trong tơng lai khi ETC cung cấp các dịch vụ nh kênh thuê riêng leased-line, mạng cung cấp dịch vụ Internet ISP và IXP, mạng điện thoại cố định, và tơng lai là các dịch vụ mạng thông tin di động, dịch vụ viễn thông quốc tế

Mạng đợc tổ chức với ba nút chính là Hà nội, Đà Nẵng và TP Hồ ChíMinh Đây sẽ là ba trung tâm chuyển mạch vùng để phân chia kết cuối lu lợng thoại đờng dài trong nớc và quốc tế Tại 03 nút này sẽ có 3 tổng đài TANDEM thực hiện chức năng chính kết nối với mạng PSTN và là nút Gateway kết cuối lu lợng quốc tế đồng thời là nút trung chuyển lu lợng đờng dài trong nớc giữa mạng thoại TDM và mạng chuyển mạch gói IP Hệ thống quản lý mạng và quản lí cớc đợc bố trí tập trung tại hai trung tâm điều hành mạng là Hà nội và

Mạng đa dịch vụ của ETC đợc xây dựng trên nền tảng công nghệ của mạng thế hệ tơng lai (Next Generation Network-NGN) có cấu trúc phân lớp: ngoài cùng là lớp mạng truy nhập (Access Network), ở giữa là lớp mạng phân bố biên (Edge/Distribution Network), trong cùng là lớp mạng lõi (Core Network).

Gồm hai phần truy nhập qua đờng quay số (băng hẹp) và băng rộng. Phần truy nhập qua đờng quay số do Media Gateway đảm nhiệm Media Gateway làm nhiệm vụ giao tiếp kết nối với mạng thoại truyền thống (mạng PSTN), chuyển đổi tín hiệu chuyển mạch kênh TDM thành các gói IP và ngợc lại Kết nối giữa Media Gateway và mạng PSTN theo chuẩn kết nối vật lý G703, 120 Ohm Đờng truyền sử dụng công nghệ truyền dẫn PDH hoặc SDH tuỳ thuộc vào dung lợng tại từng PoP.

Phần mạng truy nhập truy nhập băng rộng, dịch vụ số liệu tốc độ cao và tích hợp truyền thoại sử dụng các công nghệ truy nhập khác nhau bao gồm xDSL, PLC, Cable Modem, CDMA WLL (tốc độ có thể lên tới 2,4Mbps), Các mạng truy nhập này sẽ đợc xây dựng theo các dự án riêng biệt.

Làm nhiệm vụ giao tiếp, thu gom và phân loại tải giữa vùng mạng lõi với lớp mạng truy nhập Các thành phần của lớp mạng này là các hệ thống router hỗ trợ MPLS (chuyển mạch nhãn đa giao thức) - Label Edge Router. Các router biên hỗ trợ các router mạng lõi trong quá trình đảm bảo chất lợng dịch vụ (QoS) và điều khiển lu lợng (Traffic Engineering) Mạng biên đồng thời có nhiều loại giao diện (từ E1 tới STM4) và đa giao thức lớp 2 nh Frame Relay, ATM, Ethernet, PPP,

Với các cơ chế QoS cho phép cung cấp các dịch vụ dữ liệu truyền thống cũng nh các dịch vụ thời gian thực nh Thoại IP, Hội nghị truyền hình (VideoConferencing), truyền hình theo yêu cầu (Video on demand), truyền hình quảng bá (Video Broadcasting) Hỗ trợ đa giao thức cho phép cung cấp nhiều loại hình kênh thuê riêng và mạng riêng ảo (VPN).

4.3.5 Lớp mạng lõi hay mạng xơng sống

Lớp mạng lõi sử dụng công nghệ chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS là các Label Switched Router, làm nhiệm vụ chuyển mạch - định tuyến lu lợng đảm bảo hiệu năng cao, dung lợng lớn, khả năng thích ứng và cung cấp các cấp độ chất lợng dịch vụ khác nhau tuỳ theo chính sách chất lợng cam kết của các dịch vụ Các nút mạng trung tâm đợc nối với nhau qua đờng trục cáp quang sử dụng công nghệ truyền dẫn SDH

4.3.6 Trung tâm điều hành mạng

Mạng của ETC đợc xây dựng trên cơ sở hai trung tâm điều hành mạng là Hà nội và TP Hồ Chí Minh, nút điều hành chính là Hà nội Tổ chức mạng nội bộ tại hai trung tâm điều hành mạng cho phép các chỉ tiêu nh độ sẵn sàng, khả năng dự phòng, khả năng phân chia tải khi cần thiết, khả năng khắc phục và xử lý sự cố, khả năng mở rộng

Tại hai trung tâm điều hành mạng có các thành phần chức năng sau:

 Chuyển mạch mềm, các hệ thống điều khiển cuộc gọi, kết nối, hỗ trợ xác thực, tính cớc.

 Thiết bị chuyển đổi báo hiệu đối với mạng IP

 Thiết bị cổng nối đi quốc tế

 Hệ thống quản lý mạng.

 Hệ thống bảo mật, an ninh mạng.

 Hệ thống các Server nhận thực, tính cớc, cơ sở dữ liệu khách hàng.

 Hệ thống các Server cung cấp dịch vụ.

4.3.7 Hoạt động cung cấp dịch vụ của Chuyển mạch mềm

Mạng chuyển mạch gói đa dịch vụ hoạt động nh một mạng tandem chuyển tiếp đờng dài cho thoại (VoIP) và Internet trong nớc và quốc tế. Chuyển mạch mềm cung cấp các tính năng của hệ thống tổng đài Class 4 gồm các tính năng trung kế, điều khiển và định tuyến cuộc gọi và lu lợng.

4.3.7.1 Các tính năng xử lý và phân tích số/địa chỉ (Number

 Định nghĩa cách (profile) xử lý, phân tích số cho từng nhóm trung kế.

 Kế hoạch số cho đầu cuối IP, địa chỉ IP hay URL (Advanced Number Planning)

 Kế hoạch đánh số và xử lí đầu sô (thêm, bỏ, chèn, cắt số, thêm mã giả, ).

 Lọc (screening) số, lọc cuộc gọi, lọc mã, lọc ISUP, tạo các bảng lọc, theo dõi cuộc gọi danh sách đen kèm cảnh báo

4.3.7.2 Các tính năng routing cuộc gọi

 Các tính năng routing theo điều kiện (Mã nhà khai thác, theo lu lợng, theo thời gian, theo mức u tiên với quan hệ logic (AND/OR/NOT) )

 Các chính sách routing (theo địa chỉ, theo mã, theo nguyên nhân không hoàn thành cuộc gọi, phục vụ chia tải và phân tải )

 Lựa chọn trung kế theo luật định trớc.

 Chuyển cuộc gọi đến Announcement Server, tạo thông báo khi cuộc gọi hoàn thành hoặc không hoàn thành

4.3.7.3 Ngoài ra, các tính năng chia vùng, giám sát lu lợng theo các giao thức H323, MGCP, SIP

Chuyển mạch mềm cung cấp dịch vụ tới tận các đầu cuối IP, các gateway của tập thể hộ gia đình hay doanh nghiệp (Residentail Gateway) qua các giao thức H323, SIP hoặc MGCP Các dịch vụ gồm IP Class 5 và dịch vụ giá trị gia tăng Với các dịch vụ Class 5, Chuyển mạch mềm cung cấp các tính năng dịch vụ của tổng đài nội hạt

Mỗi thuê bao có một user profile và entry code để sử dụng dịch vụ Mỗi user profile bao gồm tất cả các thông số, danh sách dịch vụ đăng kí, trạng thái,

Một số dịch vụ Class 5 gồm :

 LNP (Local Number Portability) : Giữ nguyên số điện thoại liên lạc khi thay đổi địa điểm.

 Emergency : dịch vụ gọi khẩn cấp (cảnh sát, chữa cháy, cứu thơng, ).

 Anonymous Call Rejection : Từ chối cuộc gọi không rõ nguồn gốc.

 Call Forwarding Unconditional : Chuyển cuộc gọi

 Call Forwarding on Busy : Chuyển cuộc gọi khi máy bận.

 Call Forwarding on No Answer : Chuyển cuộc gọi khi không nhấc máy.

 Call Forwarding to Voice Mail on busy/no answer (CFVM) – chuyÓn cuộc gọi tới hộp th thoại khi máy bận hoặc không trả lời.

 Caller ID : hiện mã chủ gọi theo số hoặc tên.

 Caller ID Suppression : Không hiện mã chủ gọi

 Call Waiting : Đợi cuộc gọi

 Call Waiting Cancel : Bỏ đợi cuộc gọi

 Automatic Call Back : Tự động gọi lại

 Automatic Call Back Cancel : Bỏ tự động gọi lại

 Three Way Calling : cuộc gọi hội nghị ba bên

 Speed Dial : quay sè nhanh

 Hunt group (Multi Line Hunting - MLH)

 Malicious Call Tracing : thuê bao có thể yêu cầu hệ thống truy tìm cuộc gọi mục đích xấu.

 Call transfer : cho các internet phone H323 và SIP

 Tính tiền cớc vào số máy khác

 Toll – free dialing : số hỏi đáp về dịch vụ (không mất cớc)

Các dịch vụ gia trị gia tăng khác có thể đợc cung cấp bởi các Server ứng dụng Chuyển mạch mềm cũng tham gia điều khiển một phần trong các dịch vụ này:

- Internet Callwaiting : Truy nhập Internet qua đờng quay số mođem nh vẫn có khả năng nhận cuộc gọi tới.

- Click to dial : gọi điện thoại khi đang truy cập Web, hỗ trợ các trung tâm phục vụ thông tin khách hàng ảo trên mạng cho các doanh nghiệp.

- VoIP (PC to PC, PC to Phone),

- Thông điệp thống nhất Unified Messaging

- Voice/Video Conferencing : Hội nghị thoại và truyền hình.

- Mạng riêng ảo thoại và dữ liệu, ).

Một ví dụ mô hình kinh doanh có thể nh sau Các thuê bao IP (soft phone hoặc hard phone) truy cập qua đờng dialup hoặc trực tiếp (qua WLL, xDSL, PLC,leased line, ) đã đăng kí dịch vụ VoIP (PC to PC, PC to Phone) có thể thực hiện các cuộc gọi (nội hạt, đờng dài và quốc tế) với giá rẻ Nhng lợi nhuận chủ yếu của nhà cung cấp dịch vụ nằm ở việc bán thêm các dịch vụ Class 5 kể trên cùng các dịch vụ gia tăng khác Ngoài ra, các thuê bao này có thể đợc dùng Internet miễn phí nhng với mức u tiên thấp Các thuê bao điện thoại vẫn sử dụng đợc dịch vụ VoIP nh bình thờng.

Chuyển mạch mềm hoạt động nh một tổng đài nội hạt, phục vụ các đầu cuối IP (PC hoặc IP phone) và residential/media gateway

MGCP residential gateway hỗ trợ cả điện thoại analog (dịch vụ thoại thông thờng – POTS) , kết nối tới mạng IP qua xDSL, Cable hoặc WLL Các đầu cuối MGCP gồm :

- POTS kÕt nèi tíi GW

- POTS kÕt nèi tíi bé tËp trung DSL IAD

- POTS kết nối tới mô dem cáp truyền hình (Cable Modem) dùng MGCP-NCS

- MGCP Gateway kÕt nèi tíi PABX theo PRI/CAS