Xu hớng phát triển mạng của mạng Viễn thông thế hệ sau NGN
Sự cần thiết phải chuyển đổi sang mạng NGN
Để có thể thấy đợc sự cần thiết phải chuyển đổi mạng viễn thông hiện tại sang mạng thế hệ sau NGN, trớc tiên là phân tích các yêu cầu về dịch vụ của khách hàng, ở đây ta xem xét 02 loại hình khách hàng khác nhau: đó là khách hàng cá nhân và khách hàng là các doanh nghiệp Qua đó ta cũng nêu ra các yêu cầu mà các nhà khai thác dịch vụ viễn thông cần đáp ứng để có thế phát triển và kinh doanh có hiệu quả và đó cũng chính là các lý do dẫn đến lộ trình chuyển đổi sang mạng thế hệ sau NGN.
I.1.1 Các yêu cầu về dịch vụ của khách hàng cá nhân
Trong những năm qua với sự phát triển nhanh chóng của Công nghệ thông tin và truyền thông, ngời dân đã từng bớc đợc làm quen với các dịch vụ mới, hiện đại. Nhu cầu và yêu cầu về dịch vụ của ngời dân ngày càng cao và luôn tạo ra những thách thức mới cho các nhà cung cấp dịch vụ, các nhà đầu t, phát triển công nghệ, các nhu cầu này có thể tóm tắt nh sau:
Không những đợc cung cấp các dịch vụ cơ bản nh: thoại, truyền số liệu, gửi nhận fax, mà còn yêu cầu đợc cung cấp các dịch vụ giá trị gia tăng mang tính chất tích hợp, đa dạng , tiện lợi và hiện đại.
Các dịch vụ phải đợc cung cấp qua nhiều kênh phân phối hay nhiều chủng loại thiết bị đầu cuối khác nhau: truyền hình, điện thoại cố định, điện thoại di động, máy tính, thiết bị cá nhân, các điểm truy cập dịch vụ (Kiosk),…
Các dịch vụ phải có thể sử dụng và truy cập đợc tại bất kỳ đâu , không phụ thuộc vào không gian, ở nhà, trên đờng phố, trong các cơ quan, công sở, khu thơng mại, khu vui chơi, giải trí thậm chí cả ở các khu vực nông thôn, vùng sâu, vùng xa,…
Các dịch vụ phải đợc cung cấp không phụ thuộc vào thời gian , phải có khả năng hoạt động 24 giờ trong ngày và 7 ngày trong tuần, ngời dân có thể truy cập dịch vụ bất kỳ thời điểm nào tiện lợi cho họ.
I.1.2 Các yêu cầu của các doanh nghiệp
Trong môi trờng kinh doanh năng động và đầy cạnh tranh nh hiện nay, bên cạnh các yêu cầu về chủ chơng, chính sách quản lý nhà nớc, các doanh nghiệp rất cần các giải pháp và dịch vụ truyền thông chuyên nghiệp, hiện đại để giúp họ thu hút và chăm sóc đợc khách hàng:
Khả năng cung cấp các kênh truyền thông để tự động phân phối thông tin về sản phẩm, dịch vụ của doanh nghiệp đến với khách hàng một cách nhanh chóng tiện lợi, đặc biệt là các kênh phân phối cung cấp khả năng trao đổi thông tin nhiều chiều, cho phép doanh nghiệp có thể nhận đợc các phản hồi từ khách hàng không hạn chế về không gian và thời gian.
Cung cấp các giải pháp và giao diện mở cho phép doanh nghiệp có thể dễ dàng triển khai, tích hợp với hệ thống của các nhà cung cấp hạ tầng truyền thông, tài chính ngân hàng và với các doanh nghiệp khác.
Tiết kiệm chi phí đầu t để phát triển hệ thống, đội ngũ, cơ sở hạ tầng , ít rủi do, lợi nhuận cao và nhanh chóng thu hồi lại vốn.
Hình thức thu tiền khách hàng tiện lợi, trách đợc các rủi do trong quá trình thanh toán nh nợ đọng dây da….
I.1.3 Các yêu cầu đối với các nhà cung cấp dịch vụ viễn thông
Thu hút đợc nhiều khách hàng (cá nhân và doanh nghiệp) qua đó khai thác đợc tối đa cơ sở hạ tầng truyền thông, tài chính mang lại nhiều doanh thu.
Đáp ứng yêu cầu ngày càng cao về chất lợng dịch vụ và loại hình dịch vụ của khách hàng
Phải có khả năng quản lý giám sát đợc hệ thống và dịch vụ, cân đối và sử dụng có hiệu quả chi phí đầu t cho hạ tầng mạng (CAPEX) và chi phí quản lý khai thác mạng (OPEX)
Cập nhật các công nghệ và kỹ thuật mới, đánh giá đợc tiềm năng và xây dựng các kế hoạch phát triển các dịch vụ mới cho khách hàng lộ trình quy hoạch và chuyển đổi mạng
I.1.4 Nhu cầu chuyển đổi sang mạng thế hệ sau NGN
Phần trên em đã trình bày về các yêu cầu của khách hàng, các yêu cầu đối với nhà cung cấp dịch vụ viễn thông, sau đây ta sẽ xem xét hiện trạng mạng hiện tại đã đáp ứng đợc các yêu cầu trên hay cha và kiến trúc mạng thế hệ sau NGN có đáp ứng đợc các yêu cầu đó không, và đó chính là lý do để chuyển đổi kiến trúc mạng.
Hiện tại đang có rất nhiều mạng khác nhau với các dịch vụ đợc khai thác riêng lẻ:
Mạng điện thoại công cộng PSTN
Mạng di động theo công nghệ GSM, CDMA
Mạng di động nội thị theo công nghệ PHS
Mạng thông tin về tinh
Mạng truyền hình cáp điều này dẫn đến để sử dụng đợc các dịch vụ khách hàng cần có các loại thiết bị đầu cuối khác nhau, do mỗi mạng chỉ đợc khai thác trong 1 số vùng và khu vực nhất định, dẫn đến việc hạn chế về trong việc truy cập dịch vụ của khách hàng Thực tế cũng đã có một số hệ thống cung cấp các dịch vụ tích hợp ví dụ nh nhắn tin giữa mạng internet và di dộng, tuy nhiên các hệ thống này cha đợc thiết kế trên cơ sở quy hoạch mạng 1 cách tổng thể.
Các mạng trên đều có cung cấp các giao diện để quản lý và khai thác dịch vụ tuy nhiên các giao diện này đều rất phức tạp đòi hỏi kiến thức chuyên gia để phát triển, nh vậy đối với các doanh nghiệp thì việc phát triển các hệ thống cung cấp dịch vụ gia tăng kết nối với các mạng là rất hạn chế nếu không muốn nói là không thể. Đối với các nhà khai thác viễn thống ta có thể thấy những năm vừa qua đánh dấu sự phát triển bùng nổ của các dịch vụ internet, truyền số liệu v dịch vụ di động.à dịch vụ di động.
Các yêu cầu và nguyên tắc tổ chức mạng NGN
Nh vậy, sự chuyển đổi sang mạng thế hệ sau NGN là một nhu cầu tất yếu, chúng ta hãy xem xét các yêu cầu và nguyên tắc cơ bản mà mạng NGN cần phải đáp ứng:
Nó phải có khả năng truyền tải tín hiệu thoại, hình ảnh động, dữ liệu trên nền mét kiÕn tróc chung
Sử dụng kiến trúc chuyển mạch và truyền tải dựa trên các gói tin
Truyền tải các dịch vụ thoại với chất lợng và đặc tính có thể so sánh đợc với mạng PSTN
Có kiến trúc điều khiển linh hoạt hỗ trợ đồng thời việc trao đổi tín hiệu thoại và các dịch vụ dữ liệu đi kèm.
Cung cấp chất lợng dịch vụ theo yêu cầu khách hàng
Phải có khả năng tơng tác lẫn nhau giữa các nhà cung cấp thiết bị khác nhau: điều này đòi hỏi phải có sự thống nhất về kiến trúc chức năng và kiến trúc tổ chức giữa các nhà cung cấp thiết bị, phải có đợc tập hợp các thủ tục và giao diện đợc chuẩn hóa.
Phải có khả năng sử dụng đợc các kiểu mạng truy nhập khác nhau: mạng cáp cố định, cáp quang, mạng không dây, mạng di động,…
Phải có kiến trúc dịch vụ mở: có các giao diện chuẩn cung cấp cho các nhà phát triển dịch vụ thứ 3, cho phép tơng tác giữa các dịch vụ internet và các dịch vụ đa phơng tiện khác.
Phải có kiến trúc phân lớp với các giao diện đợc định nghĩa rõ ràng.
Kiến trúc mạng NGN và các giao diện kết nối của mạng NGN
Tổng quan về mạng NGN
II.1.1 Định nghĩa về mạng NGN
Mạng viễn thông thế hệ mới có nhiều tên gọi khác nhau, chẳng hạn nh:
- Mạng đa dịch vụ (cung cấp nhiều loại dịch vụ khác nhau)
- Mạng hội tụ (hỗ trợ cả lu lợng thoại và dữ liệu, cấu trúc mạng hội tụ).
- Mạng phân phối (phân phối tính thông minh cho mọi phần tử mạng).
- Mạng nhiều lớp (mạng đợc phân phối ra nhiều lớp mạng có chức năng độc lập hỗ trợ nhau vì một khối thống nhất nh trong mạng TDM.
Cho tới nay, mặc dầu các tổ chức viễn thông quốc tế và cung các nhà cung cấp thiết bị viễn thông trên thế giới đều rất quan tâm và nghiên cứu về chiến lợc phát triển NGN nhng vẫn cha có một 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 mới, nhng nó có thể có tơng 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 mới(NGN) 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.
Nh vậy, có thể xem mạng thông tin thế hệ mới 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 PSDN đồng thời cũng có thể nhập một hệ dữ liệu rất lớn vào mạng IP, nhờ đó có thể giảm nhẹ gánh nặng của PSTN.
Tuy nhiên, NGN không chỉ đơn thuần 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 ở đây là làm sao có thể tận dụng hết lợi thế dẫn đến quá trình hội tụ này Một vấn đề quan trọng khác là sự bùng nổ nhu cầu của ngời sử dụng cho một khối lợng lớn dịch vụ và ứng dụng phức tạp bao gồm cả đa phơng tiện Phần lớn trong đó là không đợc trù liệu khi xây dựng các hệ thống mạng hiện nay.
II.1.2 Đặc điểm của mạng NGN
Mạng NGN có 4 đặc điểm chính:
1 Nền tảng là hệ thống mạng mở.
2 Mạng NGN là do mạng dịch vụ thúc đẩy, những dịch vụ phải thực hiện độc lập với mạng lới.
3 Mạng NGN là chuyển mạch gói, dựa trên một giao thức thống nhất.
4 Là mạng có dung lợng ngày càng tăng, có tính thích ứng ngày càng tăng, có đủ dung lợng để đáp ứng nhu cầu.
Trớc 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.
- Giao diện và giao thức giữa các bộ phận phải dựa trên các tiêu chuẩn t- ơng ứng.
Việc phân tách làm cho mạng viễn thông vốn có dần dần đi theo hớng mới, nhà kinh doanh có thể căn cứ vào nhu cầu dịch vụ để tự tổ hợp các phần tử khi tổ chức mạng lới Việc tiêu chuẩn hóa giao thức giữa các phần tử có thể thực hiện nối thông giữa các mạng có cấu hình khác nhau.
Tiếp đến, mạng NGN là mạng dịch vụ thúc đẩy, với đặc điểm của:
- Chia tách dịch vụ với điều khiển 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 cung cấp dịch vụ Thuê bao có thể tự bố trí và xác định đặc trng cho 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 cao.
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 xây dựng cơ sở hạ tầng thông tin. Nhng mấy năm gần đây, cũng với sự phát triển công nghệ IP, ngời 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 lớn mà ngời ta thờng 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 nh nhau, con ngời lần đầu tiên có đợc giao thức thống nhất mà ba mạng lớn đều có thể chấp nhận đợc, đặt cơ sở vững chắc về mặt kỹ thuật cho hạ tầng cơ sở thông tin quốc gia(NII).
Giao thức IP thực tế đã trở thành giao thức ứng dụng vạn năng và bắt đầu đ ợc sử dụng làm cơ sở cho các mạng đa dịch vụ, mặc dù hiện tại vẫn còn có thể bất lợi so với các chuyển mạch kênh về mặt khả năng hỗ trợ lu lợng thoại và cung cấp chất lợng dịch vụ đảm bảo cho số liệu Tốc độ đổi mới nhanh chóng trong thế giới Internet, mà nó đợc tạo điều kiện bởi sự phát triển của các tiêu chuẩn mở sẽ sớm khắc phục những thiếu sót này.
Hình 1.3 Topo mạng thế hệ sau
NGN l lĩnh vực nghiên cứu rộng liên quan đến nhiều nhà khai thác, nhà cungà dịch vụ di động. cấp và các tổ chức tiêu chuẩn cũng nh liên quan đến nhiều công nghệ khác nhau Cho đến thời điểm hiện nay, cha có 1 định nghĩa nghĩa thống nhất giữa các tổ chức về mặt kiến trúc của mạng NGN Để có thể có cái nhìn tổng quan, chúng ta hãy xem qua quá trình hoạt động và phát triển các chuẩn của một số tổ chức có ảnh hớng lớn đến quá trình chuyển đổi sang mạng NGN ý tởng đầu tiên về việc xây dựng mạng có kiến trúc dịch vụ và báo hiệu mở, đ- ợc trờng đại học Columbia đa ra vào tháng 10 năm 1995 với việc thành lập nhóm làm việc OPENSIG với mục tiêu nghiên cứu vấn đề điều khiển mạng theo hớng mở: báo hiệu, kiến trúc phân lớp, tạo dịch vụ liên quan đến các mạng: Internet, Mobile, ATM, Sau đó vào năm 1997 tổ chức IEEE đã quyết định hỗ trợ nhóm OPENSIG thông
… qua các hội nghị OPENARCH (Open Architecture) hàng năm.
Sau các thành công của nhóm OPENSIG và các hội nghị OPENARCH, IEEE quyết định thành lập nhóm tiêu chuẩn hóa cho các mạng có khả lập trình gọi là nhóm IEEE 1520 với mục tiêu xây dựng mạng có thể lập trình đợc giống nh máy tính thông qua các giao diện đợc chuẩn hóa, kết quả là 04 giao diện đã đợc định nghĩa để phân tách giữa các ứng dụng của ngời dùng với các dịch vụ giá trị gia tăng, giữa các nhà cung cấp dịch vụ mạng với các tài nguyên của mạng:
Giao diện V: cho phép ngời dùng có thể viết các ứng dụng kết nối tới các thành phần cung cấp dịch vụ giá trị gia tăng
Giao diện U: là giao diện giữa các thành phần cung cấp dịch vụ giá trị gia tăng với các thành phần cung cấp dịch vụ cơ sở
Giao diện L: là giao diện giữa các thành phần cung cấp dịch vụ cơ sở với lớp phần tử mạng ảo (logic)
Giao diện CCM (Connection Control & Management): là giao diện cho phép truy nhập tới trạng thái của các phần tử vật lý
Năm 1998 nhóm Parlay đợc thành lập bởi 11 công ty với mục tiêu định nghĩa và phát triển các giao diện lập trình API mở cho phép các nhà cung cấp dịch vụ thứ 3 có thể kết nối vào mạng viễn thông của nhà khai thác Giai đoạn 1 nhóm tập trung vào việc định nghĩa các giao diện phục vụ việc: điều khiển cuộc gọi, trao đổi tin nhắn và bảo mật Giai đoạn 2 sẽ mở rộng định nghĩa các giao diện cho mạng di động và IP.
Tháng 11 năm 1998, diễn đàn chuyển mạch đa dịch vụ MSF (Multi-service Switching Forum) đợc thành lập với 3 thành viên ban đầu là: Cisco, MCI và Bellcore Nhiệm vụ của diễn đàn này là phát triển các hệ thống truyền thông mở hiệu quả về mặt kinh tế, linh hoạt trong kiến trúc hệ thống, đa cho các thỏa thuận về chuẩn công nghiệp và kiến trúc hệ thống cho phép cung cấp khả năng tơng tác với nhau Tổ chức IETF và ITU-T cũng thành lập các nhóm làm việc và đã định nghĩa 02 giao thức cho MSF: MEGACO (MEdia GAteway COntrol protocol): là giao thức giữa Media Gateway Controller và Media Gateway GSMPv3 (General Switch Management Protocol): định nghĩa các giao diện cho phép 1 phần tử định tuyến logic điểu khiển chuyển mạch nhãn.
Tháng 5 năm 1999, hiệp hội chuyển mạch mềm quốc tế ISC (International Softswitch Consortium) nay đợc gọi là IPCC (International Packet Communication Consortium) đợc thành lập nhằm tập trung nghiên cứu khả năng làm việc, trao đổi với nhau giữa dịch vụ thoại và các dịch vụ thời gian thực khác và 05 giao thức chuẩn đã đợc đa ra:
H323, SIP (Session Initiation Protocol), RTP (Real time Transport Protocol), RTSP (Real Time Streaming Protocol), MGCP (Media Gateway Control Protocol)
Năm 2001, viện tiêu chuẩn viễn thông châu Âu ETSI đã thành lập 1 nhóm nghiên cứu về NGN gọi ETSI SG (Starter Group) Nhóm làm việc này đã đa ra 1 số khuyến nghị trong đo định nghĩa thế nào là mạng thế hệ sau NGN và các định hớng hoạtt động của ETSI trong lĩnh vực này, cụ thể nh sau:
Kiến trúc mạng NGN
MSF và ISC forum là 2 tổ chức đi đầu trong nỗ lực hiện thực hoá mạng NGN. Các tổ chức này thực hiện việc phân chia thành những lớp, các nhóm chức năng và chuẩn hoá các mặt cắt giao tiếp giữa các lớp và chức năng.
Hình sau mô tả mô hình tham chiếu của mạng thế hệ sau do ISC đa ra, với kiến trúc gồm 05 mặt phẳng: truyền tải, điều khiển, ứng dụng, dữ liệu và quản lý:
Hình 1.4 Kiến trúc tham khảo của ISC
Mặt phẳng truyền tải: kết cuối vật lý cho việc báo hiệu, chức năng chuyển đổi, chức năng cổng logic, chức năng chuyển mạch
Mặt phẳng điều khiển: chức năng xử lý báo hiệu, chức năng điều khiển các ng- ời dùng sử dụng dịch vụ (leg), chức năng điều khiển kết nối Bearer, chức năng điều khiển thiết bị, chức năng proxy hay gatekeeper cho báo hiệu
Mặt phẳng ứng dụng: chức năng điều khiển phiên làm việc, chức năng điều khiển dịch vụ, chức năng định tuyến và phiên dịch, chức năng về chính sách quản lý.
Mặt phẳng dữ liệu: các chức năng cơ sở dữ liệu, data warehousing, tính cớc
Mặt phẳng quản lý: quản lý và khai thác mạng, quản lý mạng, giám sát mạng MSF cũng đa ra kiến trúc phân lớp với 04 mặt phẳng: kết nối, chuyển mạch, điều khiển và ứng dụng
Mặt phẳng kết nối (Adaptation Plan): cung cấp các giao diện vật lý kết nối tới ngời dùng và các phần tử mạng khác
Mặt phẳng chuyển mạch (Switching Plan): cung cấp chức năng chuyển mạch giữa các giao diện vật lý
Mặt phẳng điều khiển (Control Plan): cung cấp các chức năng quản lý dịch vụ, điều khiển các mặt phẳng kết nối và chuyển mạch.
Mặt phẳng ứng dụng (Application Plan): cung cấp các dịch vụ thông qua các chức năng của mặt phẳng quản lý.
Hình 1 5 Các chức năng mặt cắt đợc quy định trong MSF
Các thành phần mạng NGN
Mạng NGN sẽ là một mạng trong đó phần lõi dựa trên công nghệ chuyển mạch gói,các thành phần biên của mạng (các gateway) sẽ giao tiếp với các mạng: mạng truy nhập, mạng báo hiệu và các mạng đang tồn tại hiện nay nh trong hình dới đây
Ce en nt tr ra al l
Of O ff fi ic ce e S
Sw wi it tc ch h
Ce en nt tr ra al l
O Of ff fi ic ce e
Sw wi it tc ch h
Hình 1 6 Các thành phần của mạng NGN
Hình 1.7 ánh xạ các chức năng vào các thành phần của mạng NGN
MG hoạt động nh cổng giao diện giữa mạng lõi IP và các mạng bên ngoài.MG có chức năng chuyển các lu lợng thoại, dữ liệu,fax,video giữa mạng lõi chuyển mạch gói và mạng ngoài chuyển mạch kênh (ví dụ nh PSTN) MG thực hiện các chức năng chÝnh:
Chuyển thoại và dữ liệu qua giao thức RTP(Real Time Transport Protocol)
Phân phối tài nguyên xử lý tín hiệu số và luồng T1/E1 dới sự điều khiển của Gateway Controller
Quản lý tài nguyên xử lý tín hiệu số và đóng gói thoại để chuyển qua mạng gói
Signalling Gateway là cầu nối báo hiệu giữa mạng PSTN và mạng IP Gồm các chức năng:
Cung cấp các kết nối vật lý với mạng PSTN
Có khả năng chuyển các thông tin báo hiệu số 7, R2MFC, V5.2 giữa Gateway Controller và Signalling Gateway
Thực hiện các chức năng xử lý trung gian cha cần đến chức năng chuyển mạch:
Tích hợp Fax và hộp th
Cung cấp khả năng nhận dạng tiếng nói trong tơng lai
Cung cấp dịch vụ thoại hội nghị,Video hội nghị
Chuyển bản tin thoại sang chữ viết
Feature Server cung cấp chức năng của lớp ứng dụng,cung cấp trực tiếp các dịch vụ cho ngời sử dụng.Bao gồm một số dịch vụ sau:
Dịch vụ sử dụng thẻ
Tạo quyền gọi theo nhóm
Nếu nh chuyển mạch gói đợc xem là động lực cho sự hội tụ các mạng Viễn thông thì kỹ thuật chuyển mạch mềm (Softswitch) đợc xem là kỹ thuật để thực hiện xu hớng này thay cho các kỹ thuật chuyển mạch kênh và chuyển mạch gói truyền thống vốn tồn tại độc lập nhau Softswitch đợc coi nh là bộ não của mạng viễn thông thế hệ míi NGN:
- Cung cấp các chức năng điều khiển Media gateway cũng nh kết nối với lớp ứng dụng (dịch vụ) theo các thủ tục chuẩn.
- Cung cấp chức năng định tuyến cuộc gọi theo bảng kế hoạch đánh số (giao thức TRIP) và chức năng xử lý báo hiệu cuộc gọi (SIP, H323, ISUP)
- Cung cấp chức năng điều khiển cuộc gọi và các chức năng quản lý khai thác bảo d- ìng
- Cung cấp các giao diện với các Call server (BICC, SIP-T) khác, với Media Gateway (SIP, MGCP), víi Media Server
- Kết nối với các Signalling Gateway thông qua mạng báo hiệu số 7 với các giao thức ISUP, TCAP
- Có các giao diện lập trình API chuẩn để có thể dễ dàng nâng cấp phát triển
- Kết nối với các Call server và các tài nguyên thông qua các giao thức chuẩn và các th viện API mở để cung cấp các dịch vụ nh: định tuyến cuộc gọi, ghi cớc, call screening, các chính sách xác thực, quản lý quyền và quản lý truy nhập (AAA)
- Điều khiển các phần tử mạng thực hiện chức năng AAA cho các dịch vụ đợc cung cÊp.
- Cung cấp các cơ chế đăng ký (SIP, H323)
- Cung cấp các dịch vụ bảo mật
Chiến lợc chuyển đổi mạng PSTN hiện tại sang mạng NGN
Chiến lợc chuyển đổi bao gồm 3 bớc:
Củng cố lại mạng hiện tại: thực hiện tối u mạng hiện tại để giảm bớt các chi phí đầu t cho hạ tầng và các chi phí khai thác (CAPEX/OPEX) Trong giai đoạn này có thể lựa chọn các sản phẩm đã có khả năng nâng cấp lên mạng NGN.
Mở rộng: giữ nguyên kiến trúc và các dịch vụ của mạng PSTN hiện tại nhng cung cấp các dịch vụ truy nhập băng rộng để giới thiệu các dịch vụ mới và thu hút các khách hàng mới
Thay thế: thay thế các thành phần của mạng PSTN với các thành phần t ơng ứng của mạng NGN
Nghiên cứu công nghệ chuyển mạch mềm
Xu hớng ra đời công nghệ Chuyển mạch Mềm
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 trởng 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 Đồng thời là 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 l u l- ợng 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 v- ơn 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 2.1- So sánh sự tăng trởng băng thông trong mạng gói và mạng
Bảng trên minh hoạ sự tăng trởng của 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 ch a đợc giải quyết một các 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 đ- ợc 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 đ ờng dài, và từ các dịch vụ tuỳ chọn khác nh Voicemail 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:
I.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 đ- ợc 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 ng ời, 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 nhất
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 trờng này sẽ đợc kích thích, ngời đợc hởng lợi tất nhiên sẽ là khách hàng với nhiều sự lựa chọn hơn và giá c- ớc thấp hơn.
I.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.
I.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 đờng truyền ), và đó cũng là một bớc quan trọng tiến gần tới cái đích cuối cùng, mạng NGN.
Hình 2.2 - 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 đợc thiết kế để hoạt động đợc trong những giờ cao điểm, và 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 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.
I.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.
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 toàn bộ nền 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 Ng- ợc lại, đối với những nhà khai thác mạng truyền thống, họ cần phải cân nhắc kỹ l ỡng 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 tiếp 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 thoaị 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 l- ợc 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 tr- ờng 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.
Softswitch - Công nghệ Chuyển mạch mềm
I.4.1 Công nghệ chuyển mạch mềm theo quan điểm của một số nhà phát triển
- Vậy Công nghệ chuyển mạch mềm Softswitch là gì ? Đây là một câu hỏi đã đ ợc 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 những góc độ khác nhau Và để tìm hiểu xemSoftswitch 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 nhất:
- 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 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 2.3 - Kiến trúc máy tính mở đã giúp phát triển công nghiệp phần mÒm
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 dỡng
Hình 2.4 - 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 kĩ s phần mềm chỉ chuyên làm việc trên dòng sản phẩm của hãng Trong vòng mấy thập kỉ, 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 lí dữ liệu cớc hoàn thiện và ổn định.
- Hệ thống trợ giúp quản lí, vận hành và bảo dỡng tốt. Đây cũng là những tiêu chí bắt buộc mà công nghệ Chuyển mạch mềm phải đáp 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 với trên bất kì giao thức nào.
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.
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 nh÷ng n¨m võa 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.
Thời gian triển khai ngắn
Không chỉ có việc triển khai dịch vụ mới đợc nhanh chóng hơn, mà cả việc cung cấp các dịch vụ sau đó hay nâng cấp dịch vụ cũng trở nên nhanh chóng không kém, do các dịch vụ đợc cung cấp thông qua các phần mềm.
Khả năng thu hút 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 nhất.
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, H323 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 tr- ờng mới Chi phí cho các hệ thống Softswitch sẽ theo dạng chi phí cho phần 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 đầu rất lớn nh trớc đây 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.
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)
Sử dụng băng thông một cách có hiệu quả
Trong mô hình hiện nay, hệ thống điện thoại thiết lập một kênh dành riêng giữa ngời gọi và ngời đợc gọi trong một cuộc gọi bình thờng Đờng truyền này sẽ không sử dụng đợc cho bất kì một mục đích nào khác trong suốt quá trình đàm thoại Kĩ thuậtTDM cho phép hệ thống truyền nhiều cuộc gọi trên một đờng trung kế, tuy nhiên kênh dành riêng vẫn sử dụng tài nguyên mạng nhiều hơn mức thực tế yêu cầu, đăc biệt tại những khoảng lặng trong quá trình đàm thoại của bất kì một cuộc hội thoại trên mạng.
Quản lí mạng hiệu quả hơn
Softswitch cũng cho phép các công ty quản lí mạng của mình một cách có hiệu quả hơn Bên cạnh việc có thể giám sát và điều chỉnh hoạt động của mạng theo thời gian thực, khả năng truy nhập từ xa giúp cho việc nâng cấp cũng nh thay đổi cấu hình mạng đợc thực hiện từ một trạm trung tâm, không nhất thiết phải đến tận nơi đặt thiết bị chuyển mạch.
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 đ a 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.
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 t- ơng 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 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.
Phơng pháp chuyển mạch Phần mềm Điện tử
Đặc điểm kĩ thuật của công nghệ Chuyển mạch mÒm
Mô hình kiến trúc mạng thế hệ sau và các chức năng của Softswitch
Nh đã trình bày ở phần trên, công nghệ Chuyển mạch mềm vẫn đang trong quá trình phát triển Một sự đặc tả kĩ 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 kĩ thuật mới xuất hiện nhng 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
Hình2 6 - 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 kĩ thuật chính về công nghệ Chuyển mạch mềm và kiến trúc mạng NGN
Vì thế, trong Chơng này em 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; và 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)
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 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.
Feature Server cung cấp tính năng để cung cấp các dịch vụ (các dịch vụ này có thể đợc đặt trên những thành phần khác) nh tính cớc, hội nghị đa điểm,
Các hãng có thể định nghĩa phần lõi Call Agent (hoặc Gateway Controller) nh là mộtChuyển mạch mềm có chức năng tối thiểu hoặc một hệ thống bao gồm tất cả các thành phần nêu trên tạo thành một giải pháp Softswitch đầy đủ Thành phần SG có thể đợc bao gồm trong Chuyển mạch mềm hoặc tách riêng Một số hãng gộp cả Media Gateway – một thành phần thuộc về cơ sở hạ tầng mạng hơn – vào một giải pháp chung.
Xét về mặt kiến trúc thì mạng NGN có thể đợc chia ra làm bốn lớp chức năng nh sau:
1 Líp giao vËn ( Trasnport Plane ).
2 Lớp điều khiển và báo hiệu cuộc gọi (Call Control and Signaling Plane)
3 Lớp ứng dụng và dịch vụ (Service and Application Plane ).
4 Lớp quản lý ( Management Plane).
Hình2 7 - Mô hình kiến trúc mạng NGN a Líp giao vËn (Transport Plane).
Chức năng cơ bản của lớp truyền thông là xử lý, chuyển vận gói tin Lớp này bao gồm các thiết bị đảm nhiệm đóng mở gói, định tuyến, chuyển gói tin dới sự điều khiển của lớp Điều khiển và báo hiệu cuộc gọi (Call Control and Signaling Plane)
Lớp giao vận đợc phân chia làm ba miền con (sub-domain): i Miền truyền tải thông tin theo giao thức IP (IP Trasport Domain)
Mạng truyền thông xơng sống (Backbone Network)
Các thiết bị mạng nh : Router, Switch.
Các thiết bị cung cấp cơ chế QoS ii Miền liên kết mạng (Interworking Domain)
Miền liên kết mạng bao gồm các thiết bị với nhiệm vụ chính là nhận các dữ liệu đến và từ nó đi tới các mạng khác, sau đó chuyển đổi khuôn dạng dữ liệu cho phù hợp để thông tin có thể truyền thông một cách trong suốt trên toàn bộ mạng Trong miền này là tập hợp các Gateway nh Signaling Gateway, Media Gateway và Interworking Gateway, trong đó, Signaling Gateway thực hiện chức năng cầu nối giữa mạng PSTN và mạng IP và tiến hành phiên dịch thông tin báo hiệu giữa hai mạng này Media Gateway thực hiện quá trình chuyển đổi khuôn dạng dữ liệu giữa các môi trờng truyền thông khác nhau iii Miền truy nhập không dựa trên giao thức IP (Non-IP Access Domain).
Trong miền này bao gồm các thiết bị truy cập cung cấp các cổng kết nối cho thiết bị đầu cuối thuê bao Các thiết bị đầu cuối thuê bao có thể là máy điện thoại cố định, các thiết bị truy nhập tích hợp IADs, đầu cuối ISDN, đầu cuối Modem/Multimedia Terminal Adaptor (MTAs) Các thiết bị truy nhập cung cấp các cổng cho các thuê bao nh : POST, ISDN-BA, ISDN-PRA, IP, xDSL, WDM, ATM, Frame Relay, Các thiết bị truy nhập này thực hiện chức năng chuyển đổi các loại lu lợng khác nhau thành dạng tín hiệu gói dới sự điều khiển của lớp điều khiển và báo hiệu b Lớp điều khiển và báo hiệu cuộc gọi (Call Control and Signaling Plane). Đây là lớp trung tâm của hệ thống thực thi quá trình điều khiển, giám sát và xử lý cuộc gọi nhằm cung cấp các dịch vụ thông suốt từ đầu cuối đến đầu cuối (end-to-end) với bất cứ loại giao thức và báo hiệu nào Thực thi quá trình giám sát các kết nối cuộc gọi giữa các thuê bao thông qua việc điều khiển các thành phần của lớp truyền thông - Transport Plane Quá trình xử lý và báo hiệu cuộc gọi về bản chất có nghĩa là xử lý các yêu cầu của thuê bao về việc thiết lập và huỷ bỏ cuộc gọi thông qua các bản tin báo hiệu Lớp này còn có chức năng kết nối cuộc gọi thuê bao với lớp ứng dụng và dịch vụ - Service and Application Plane Các chức năng này sẽ đợc thực thi thông qua các thiết bị nh Media Gateway Controller ( hay Call Agent hay Call Controller ), các SIP Server hay Gatekeeper c Lớp ứng dụng và dịch vụ.
Lớp ứng dụng và dịch vụ là lớp cung cấp các ứng dụng và dịch vụ nh mạng thông minh IN - Intelligent Networks, các dịch vụ giá trị gia tăng Lớp này liên kết với lớp điều khiển và báo hiệu thông qua các giao diện lập trình mở API - Application Programing Interface Cũng chính nhờ đó mà việc cập nhật, tạo mới và triển khai ứng dụng, dịch vụ mạng trở nên vô cùng nhanh chóng và hiệu quả Trên lớp này sử dụng các thiết bị nh Application Server, Feature Server Lớp này cúng có thể thực thi việc điều khiển những thành phần đặc biệt nh Media Server, một thiết bị đợc biết đến với tập các chức năng nh conferencing, IVR, xử lý tone d Lớp quản lý (Management Plane)
Lớp quản lý mạng có nhiệm vụ cung cấp các chức năng nh giám sát các dịch vụ và khách hàng, tính cớc và các tác vụ quản lý mạng khác Nó có thể tơng tác với bất kỳ hoặc cả ba lớp còn lại thông qua các chuẩn công nghiệp ví dụ nh SNMP hoặc các chuẩn riêng và các APIs – giao diện lập trình mở.
Dựa vào mô hình mạng NGN ở trên, Chuyển mạch mềm Softswitch phải thực hiện các chức năng sau :
- Trung tâm báo hiệu và điều khiển cuộc gọi trong toàn mạng, quản lí và điều khiển các loại gateway truy nhập mạng, hoạt động theo tất cả các loại giao thức báo hiệu từH323, SIP đến MGCP/MEGACO.
- Giao tiếp với báo hiệu của mạng PSTN (chủ yếu là kết nối với mạng báo hiệu SS7) và liên kết với hệ thống Softswitch khác.
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 (MediaGateway 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 H323 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
Hình2.8 - Quan hệ giữa các giao thức trong mạng II.2.1Báo 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 H323 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, H323 vẫn có thể 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 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 ®a ®iÓm
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.
Hình2 9 - Mô hình các thành phần H323
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
II.2.1.2 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 năm bớc nh sau:
- Khởi tạo liên kết và trao đổi khả năng thông tin.
- Thiết lập kênh truyền ảo.
- Cung cấp các dịch vụ.
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 tinSetup 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
(2) Khởi tạo liên kết và trao đổi khả năng
Sau khi cả hai điểm cuối thực hiện thủ tục thiết lập cuộc gọi, chúng sẽ thiết lập kênh điều khiển H.245 để có thể trao đổi khả năng và thiết lập kênh truyền ảo. Trong 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 terminalCapabilitySet 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 terminalCapabilitySet
Sau khi trao đổi khả năng hai thuê bao sẽ thực hiện việc quyết định chủ tớ để xác định vai trò của hai thuê bao trong quá trình liên lạc tránh khả năng xung đột xảy ra khi hai điểm cuối cùng thực hiện đồng thời các công việc giống nhau trong khi chỉ có một sự việc diễn ra tại một thời điểm
(3) Thiết lập kênh truyền ảo
Sau khi trao đổi khả năng (tốc độ nhận tối đa, phơng thức mã hoá ) và xác 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 h2250MaximumSkewIndicaton để xác định thông số truyền Trong giai đoạn này các điểm cuối có thể thực hiện thủ tục thay đổi cấu trúc kênh, thay đổi khả năng chế độ truyền cũng nh chế độ nhận. Việc sử dụng chỉ thị videoIndicateReadyToActive đợc định nghĩa trong 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 videoIndicateReadyToActive 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 videoIndicateReadyToActive 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 openLogicalChannel và openLogicalChannelAck 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 communicationModeCommand Một điểm cuối sẽ báo cho MC việc mở một kênh logic với địa chỉ nhóm thông qua bản tin openLogicalChannel và MC sẽ truyền bản tin đó tới tất cả các điểm cuối trong nhóm.
Dịch vụ cuộc gọi là những sự thay đổi các tham số cuộc gọi đã đợc thoả thuận trong 3 giai đoạn trên Các dịch vụ cuộc gọi nh thế bao gồm cả điều chỉnh băng tần mà 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.
Một thiết bị đầu cuối có thể giải phóng cuộc gọi theo các bớc sau:
(1) Dừng việc truyền tín hiệu video khi kết thúc truyền một ảnh, sau đó đóng tất cả các kênh logic phục vụ việc truyền video.
(2) Dừng việc truyền số liệu và đóng tất cả các kênh logic phục vụ việc truyền số liệu
(3) Dừng việc truyền tín hiệu thoại và đóng tất cả các kênh logic phục vụ việc truyền thoại.
(4) Truyền bản tin end SessionCommand trên kênh điều khiển H.245 đến điểm cuối bên kia chỉ thị dừng cuộc gọi và dừng truyền các bản tin H.245
(5) Chờ nhận đợc bản tin endSessionCommand từ phía điểm cuối bên kia và sau đó đóng kênh điều khiển H.245
(6) Nếu kênh báo hiệu cuộc gọi đang mở thiết bị đầu cuối sẽ gửi bản tin ReleaseComplete để đóng kênh báo hiệu cuộc gọi
(7) Giải phóng cuộc gọi ở các lớp dới.
Trong quá trình giải phóng cuộc gọi phải tiến hành tuần tự các bớc từ (1) đến (7) trừ bớc
(5) có thể không cần nhận bản tin endSessionCommand phúc đáp từ phía điểm cuối bên kia Trong một cuộc gọi không có sự tham gia của gatekeeper chỉ cần thực hiện các b ớc từ (1) đến (6)
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 2.10 - Báo hiệu trực tiếp-Cùng gatekeeper
II.2.1.3 Các chức năng điều khiển và quản lý trong H323 a H.225.
Chuẩn H.225.0 của ITU mô tả phơng thức kết hợp dữ liệu, âm thanh, tín hiệu video và tín hiệu điều khiển, phơng thức mã hoá và đóng gói cho quá trình truyền tải thông tin giữa hai thành phần của mạng H.323 Chuẩn H.225.0 cũng mô tả các giao thức và định dạng các bản tin cho gateway H.323, qua đó liên quan đến các thiết bị đầu cuối H.320, H.324 hoặc H.310, H.321 trên các mạng N-ISDN cũng nh B-ISDN tơng ứng Ngoài ra, chuẩn H.225.0 còn mô tả các giao thức và định dạng các bản tin cho quá trình truyền thông giữa gateway H.323 và gateway H.322 cũng nh các điểm cuối trong mạng H.322 với sự đảm bảo về chất lợng dịch vụ (QoS).
Giao tiếp báo hiệu giữa Chuyển mạch mềm với mạng SS7
Mạng PSTN vẫn còn đóng vai trò không thể thay thế trong thời điểm hiện tại, nên việc kết nối liên mạng giữa mạng NGN mới hình thành với mạng PSTN là rất quan trọng
II.3.1Báo hiệu SS7 trong mạng PSTN
Công nghệ báo hiệu kênh chung, hiện nay đang dùng là SS7, đã đợc triển khai phổ biến trong mạng PSTN Trong mạng SS7 bao gồm các điểm báo hiệu (Signalling Point) phát và thu các bản tin báo hiệu SS7 Có 3 loại điểm báo hiệu : Điểm chuyển mạch dịch vụ (SSP hay điểm xử lí báo hiệu), điểm chuyển giao báo hiệu (STP) và điểm điều khiển dịch vụ (SCP)
Hình2 16 - Cấu trúc mạng SS7
Trong phần lớn mạng PSTN hiện tại, các bản tin ISUP (Phần ứng dụng ISDN) đợc dùng để thiết lập, quản lý và giải phóng các kênh trung kế chở các kênh thoại giữa các tổng đài với nhau Bản tin ISUP cũng chứa các thông tin về chủ gọi nh số điện thoại và tên của ngòi gọi Giao thức TCAP phục vụ cho trao đổi thông tin giữa các điểm báo hiệu, hỗ trợ các dịch vụ nh toll-free (số điện thoại miễn phí), calling card, local number portability và mobile roaming và dịch vụ chứng thực Đây là các dịch vụ cần thông tin lu trữ trong các cơ sở dữ liệu TCAP cũng hỗ trợ các dịch vụ non-circuit liên quan đến thông tin trao đổi giữa các điểm báo hiệu sử dụng điểm điều khiển kết nối báo hiệu dịch vụ không kết nối.
II.3.1.1 Thực hiện ISUP trong SS7
Hệ thống báo hiệu SS7 truyền thông tin báo hiệu trên kênh dữ liệu riêng biệt với kênh lu lợng thoại Mạng SS7 là mạng chuyển mạch gói độc lập với mạng thoại chuyển mạch kênh Hình dới mô tả mô hình chồng SS7 giao thức theo mô hình OSI Tất cả các thông tin báo hiệu đợc đóng gói qua các lớp MTP (Message Transfer Part) Các giao thức MTP 1-2-3 tạo ra một mạng chuyển mạch gói an toàn, tin cậy, hiệu quả, chuyên dụng và có độ sẵn sàng (availability) cao để truyền các thông tin báo hiệu Cấu trúc các bản tin MTP rất giống với bản tin của X25
Hình2 17 - Cấu trúc các giao thức của báo hiệu SS7
Phần truyền tải bản tin MTP bao gồm 3 lớp riêng biệt Lớp thấp nhất MTP1, định nghĩa các đặc tính vật lý của tuyến liên kết báo hiệu Nó tơng ứng với lớp vật lý của mô hình báo hiệu OSI.
Lớp tiếp theo MTP2, cung cấp các dịch vụ truyền trên từng tuyến liên kết báo hiệu(link) cho lớp mạng (MTP3), MTP2 cũng đồng thời làm các nhiệm vụ kiểm tra, theo dõi, duy trì kênh báo hiệu MTP2 tơng ứng với lớp điều khiển liên kết dữ liệu trong mô h×nh OSI.
Lớp cao nhất là phần chuyển giao bản tin MTP3 cung cấp một số chức năng trong lớp mạng trong mô hình OSI MTP3 cung cấp khả năng truyền rộng rãi các bản tin trên mạng tới các user của nó, thờng là ISUP và SCCP Tất cả các thực thể trong mạng báo hiệu đều đợc đánh địa chỉ, các địa chỉ này gọi là mã điểm báo hiệu, sử dụng trong lớp MTP3.
II.3.1.3 Giao thức điều khiển kết nối báo hiệu - SCCP
Phần điều khiển kết nối báo hiệu sử dụng dịch vụ truyền các bản tin tin cậy trên mạng đợc cung cấp bởi lớp MTP3 SCCP tăng cờng cơ chế đánh địa chỉ của mạng SS7 bằng cách cung cấp các bản tin định tuyến tới nhiều user sử dụng dịch vụ xác định bởi địa chỉ SubSystemNumber Các dịch vụ SS7 nằm trong các thực thể mạng trong một phân hệ và đợc đánh địa chỉ bằng số SSN (SubSystemNumber) của nó SCCP cũng tăng cờng cung cấp cơ chế đánh địa chỉ phía trên lớp đánh địa chỉ mã điểm báo hiệu dựa trên địa chỉ đánh theo nhãn toàn cầu (Global Title) Có thể so sánh địa chỉ GT và mã điểm báo hiệu nh là dịch vụ tên miền và địa chỉ số trong mạng IP.
II.3.1.4 Phần ứng dụng khả năng giao dịch - TCAP
Phần ứng dụng khả năng giao dịch là một lớp giao thức, nằm trong lớp phiên, trình diễn và ứng dụng trong mô hình OSI Nó cung cấp cơ chế hỏi đáp tin cậy và các dịch vụ khai thác từ xa tới các user của chính nó nh INAP, MAP, CAP và các ứng dụng mới. TCAP thông báo cho các user tơng ứng kết quả thực thi thành công hay thất bại TCAP cũng nằm phía trên SCCP và sử dụng các dịch vụ không kết nối.
II.3.1.5 ISUP - Phần ứng dụng ISDN
ISUP là giao diện giao tiếp mạng với mạng, thực hiện giữa các nút trong mạng điện thoại Giao thức này đợc ITU định nghĩa (Q76x) gồm nhóm các bản tin và các hoạt động tơng ứng ISUP xác định cả giao thức và chức năng của các phần tử mạng Chức năng bao gồm xác định điều khiển cuộc gọi cho các loại tổng đài khác nhau, các thủ tục duy trì bảo dỡng mạng
ISUP gồm 2 loại chức năng : liên qua đến cuộc gọi và không liên qua đến cuộc gọi Tính năng không liên quan đến cuộc gọi thờng đợc sử dụng trong việc duy trì mạng. Tính năng liên quan đến cuộc gọi cần để thiết lập và giải phóng cuộc gọi Thêm vào đó, định nghĩa cơ chế chuyển tải dữ liệu liên quan đến cuộc gọi trong suốt cuộc gọi.
II.3.2 Liên kết báo hiệu giữa mạng SS7 và Chuyển mạch mềm
Báo hiệu từ mạng PSTN gửi sang mạng NGN, để tạo lập liên kết giữa các đầu cuối của hai mạng, nhận đợc ở Signalling Gateway (SG) hoặc Media Gateway (MG) Với báo hiệu MFC R2 hay các cuộc gọi ISDN từ PSTN (sử dụng Q931), các Gateway sẽ nhận các bản tin báo hiệu và ánh xạ (mapping) các thông tin cuộc gọi vào các trờng của bản tin báo hiệu trong mạng NGN (H323, MGCP…) và gửi tới phần điều khiển tơng ứng củaSoftswitch
Hình2.18 - MG và SG kết nối với PSTN
Với báo hiệu kênh riêng SS7, kênh báo hiệu SS7 (data link) đợc kết cuối tại Signalling Gateway (một số trờng hợp SG đợc tích hợp trong MG) Signalling Gateway cung cấp việc kết nối báo hiệu trong suốt giữa chuyển mạch kênh và mạng IP. Signalling Gateway có thể kết cuối SS7 hoặc chuyển đổi và chuyển tiếp qua môi trờng
IP tới Call Agent hay các phần xử lí cuộc gọi tơng ứng của hệ thống Softswitch Mạng VoIP sử dụng báo hiệu SS7 over IP qua giao thức SIGTRAN.
II.3.2.1Giao thức SIGTRAN (SIGnalling TRANsport)
Giao thức sigtran là giao thức tin cậy để truyển tải các bản tin SS7 qua mạng IP. Cấu trúc gồm 2 thành phần : giao thức truyển tải chung cho các lớp giao thức SS7 và module tơng thích để giả lập các lớp thấp hơn của giao thức Ví dụ nếu mô đun xử lí SS7 trong Softswitch xử lí bản tin MTP lớp 3, thì giao thức sigtran cung cấp các chức năng t- ơng đơng với các chức năng của MTP lớp 2 Nếu nó xử lí ở mức ISUP và SCCP, thì giao thức sigtran cung cấp chức năng giống nh MTP lớp 2 và lớp 3, tơng tự đối với TCAP Do đó SIGTRAN là một tập các giao thức để giả lập (thực hiện adaptation) SS7 trong mạng
Giao thức sigtran cung cấp tất cả các chức năng cần thiết để hỗ trợ cho báo hiệu SS7 qua mạng IP, bao gồm:
Phân phối tuần tự các bản tin trong các luồng điều khiển độc lập.
Chỉ ra điểm báo hiệu nguồn và đích.
Phát hiện lỗi, truyền lại và các thủ tục sửa sai khác.
Khôi phục lại các thành phần nằm trong các đờng chuyển tiếp.
Điều khiển tránh nghẽn trên Internet.
Xác định trạng thái của các thực thể trên mạng (đang phục vụ, ngừng phục vụ).
Hỗ trợ cơ chế bảo mật để bảo vệ các thông tin báo hiệu.
Mở rộng khả năng hỗ trợ về bảo mật và các yêu cầu phát triền về sau.
Các mô hình giao tiếp dịch vụ và phát triển ứng dụng trong hệ thống Chuyển mạch mềm
Công nghệ Chuyển mạch mềm hớng tới các giao diện mở để các nhà phát triển ứng dụng bên ngoài (Third- party Application Provider) dễ dàng phát triển các ứng dụng mới Các giao diện mở này phải cung cấp các tính năng, đã đợc đóng gói (encapsulation) và trừu tợng hóa (abstraction), nh tham gia điều khiển cuộc gọi, đánh địa chỉ, thông báo sự kiện và tính cớc cho các ứng dụng của hãng thứ ba trong khi vẫn đảm bảo tính an toàn cho mạng
Trong mạng PSTN, để tạo ra môi trờng phát triển dịch vụ mở, mô hình IN (Intelligent Network - mạng thông minh) đợc đa ra để triển khai các dịch vụ giá trị gia tăng IN đã đợc triển khai ở nhiều nơi và khi phát triển mạng NGN, ngời ta vẫn quan tâm đến việc tận dụng lại các dịch vụ IN đã có Trong khi đó, các ứng dụng dành cho NGN đang đợc phát triển theo mô hình mới nh Parlay, JAIN Với mạng VoIP, các Server dịch vụ trớc đây chạy trên H323 (phần H450 hoặc H323 mở rộng) Gần đây các ứng dụng dựa trên SIP đang đợc phát triển rất mạnh, MGC hay Call Agent giao tiếp với các ứng dụng thông qua SIP hoặc SIP-T (SIP for Telephony).
Có thể tóm tắt một sơ đồ khối tổng quát về mô hình giao tiếp và phát triển dịch vụ trong hệ thống chuyển mạch mềm nh sau.
Hình 2.25 - Mô hình giao tiếp với các ứng dụng của Softswitch
II.4.1 IN trong mạng PSTN
II.4.1.1 Giới thiệu mạng IN
Trong các dịch vụ điện thoại đơn giản POTS (Plain Old Telephone Services), các dịch vụ và sự thông minh đợc gắn chặt vào các Tổng đài nên gây ra các hạn chế sau :
- Dịch vụ hoàn toàn phụ thuộc vào nhà cung cấp tổng đài và khó mở rộng
- Trong mạng viễn thông có nhiều loại tổng đài khác nhau, hỗ trợ tập các dịch vụ khác nhau Do đó có thể một số khách hàng không sử dụng đợc một số dịch vụ so với khách hàng khác trong mạng nếu tổng đài tại địa phơng họ không hỗ trợ.
- Không có tính kế thừa khi xây dựng các dịch vụ Các tính năng không đợc
“đóng gói” và không sử dụng lại đợc
Mô hình IN thực hiện tách logic dịch vụ ra khỏi thiết bị chuyển mạch Các dịch vụ
IN đợc cung cấp dựa vào mạng báo hiệu SS7
Hình 2.26 - Cung cấp dịch vụ 800 (free phone) theo mô hình IN
Mạng thông minh có thể đợc định nghĩa nh là một cấu trúc độc lập với dịch vụ cho phép cung cấp và vận hành các dịch vụ mới nhanh chóng và hiệu quả Độc lập dịch vụ là thuộc tính chính của IN Nó phải hoạt động đợc trong môi trờng phần cứng đa ngời cung cấp và kể cả việc thêm các dịch vụ mới vào mạng Sự độc lập này cho phép các nhà cung cấp dịch vụ định nghĩa các dịch vụ của họ độc lập với các đặc điểm phát triển dịch vụ của nhà sản xuất thiết bị mà không ảnh hởng đến các dịch vụ đã tồn tại.
Kiến trúc IN đợc tiêu chuẩn hoá bởi ITU trong các chuẩn Q.12xx Một thuật ngữ khác đợc sử dụng để định nghĩa cấu trúc IN, đó là nền IN Nền là sự kết hợp của các thành phần phần cứng và phần mềm Nền IN hỗ trợ một số lợng rất lớn các đặc điểm phổ biến của dich vụ IN (ví dụ nh tính cớc, chứng thực, ).
Kiến trúc IN gồm có 4 tầng đợc thể hiện nh hình sau:
Mặt phẳng chức năng tổng thể
Luồng thông tin (IF) Mặt phẳng chức năng phân tán
Hình 2.27 - Mô hình kiến trúc IN a) Mặt phẳng dịch vụ
Mặt phẳng này đa ra cách nhìn hớng dịch vụ Cách nhìn này không chứa đựng các thông tin về cách thực hiện dịch vụ trong mạng Các dịch vụ đợc IN hỗ trợ đợc mô tả cho ngời dùng đầu cuối và ngời đăng ký dịch vụ thông qua một tập các tính năng dịch vụ (SF-Service Features), là mức thấp nhất của dich vụ Dịch vụ đợc tạo bởi một hoặc nhiều tính năng dịch vụ SF Quản lý các dịch vụ cũng nằm trong mặt bằng dịch vụ này. b) Mặt phẳng chức năng chung
Các dịch vụ và đặc điểm dịch vụ đợc phát triển bằng các khối xây dựng dịch vụ độc lập (SIB - Service Independent building Block) Global Service Logic (GSL) cho phép nhóm các SIB lại với nhau để tạo thành dịch vụ hoặc tính năng dịch vụ Basic Call Process (BCP) bao gồm các chức năng để quản lý cuộc gọi Nó sử dụng hai điểm đồng bộ để tiến hành quản lý cuộc gọi: Điểm bắt đầu (POI-Point Of Initiation) xác định thời điểm cuộc gọi tiến hành gọi GSL, điểm trả về(POR-Point Of Return) xác định thời điểm cuộc gọi trong đó GSL có thể kích hoạt lại tiến trình dịch vụ c) Mặt phẳng dịch vụ phân tán
Mục đích của mặt bằng này là để xác định nhóm chức năng, đợc đề cập đến nh là các thực thể chức năng, và các thông tin trao đổi giữa các thực thể Mỗi thực thể chức năng FE có thể chứa nhiều FEA-Functional Entity Action Các FEA có thể tồn tại trong các FE khác nhau Trong mỗi thực thể chức năng các hành động có thể thực hiện bởi một hoặc nhiều chức năng cơ bản (EF-Elementary Function)
Chức năng phần tử điều khiển cuộc gọi (CCAF-Call Control Agent Function) cung cấp truy nhập mạng cho các ngời sử dụng, tơng tác với chức năng quản lý cuộc gọi (CCF-Call Control Function) CCAF là giao diện giữa ngời sử dụng và các chức năng quản lý cuộc gọi mạng CCF cung cấp cuộc gọi/kết nối và điều khiển Nó thiết lập, tính toán và giải phóng cuộc gọi theo yêu cầu của CCAF Nó cũng cung cấp các kỹ thuật trigger để truy nhập các chức năng IN.
Chức năng chuyển mạch dịch vụ (SSF-Service Switching Function) kết hợp với CCF cung cấp một tập các chức năng đợc yêu cầu để có thể tơng tác giữa CCF và chức năng điều khiển dịch vụ (SCF-Service Control Function) Nó mở rộng các phạm vi của CCF để bao gồm việc nhận diện các trigger quản lý dịch vụ và để tơng tác với SCF SSF quản lý các báo hiệu giữa CCF và SCF.
Môi trờng dịch vụ mở rộng (SLEE-Service Logic Execution Environment) chạy các cuộc gọi liên quan và các chức năng liên quan đến các dịch vụ IN, tơng tác với SSF.
Nó bao gồm các tiến trình thực hiện dịch vụ (SEP-Service Execution Processes) và cơ sở dữ liệu cho các dịch vụ SLEE không đợc đề cập đến trong hình trên vì lý do SCF chính là một SLEE chuyên nghiệp cho phép yêu cầu các chức năng điều khiển cuộc gọi trong quá trình xử lý các yêu cầu dịch vụ IN.
SCF điều khiển các chức năng điều khiển cuộc gọi trong việc xử lý các yêu cầu dịch vụ IN đợc cung cấp hoặc tuỳ biến Nó bao gồm các khả năng xử lý để thực hiện các dịch vụ IN đợc cung cấp Nói chung, SCF phải liên hệ với chức năng dữ liệu dịch vụ (SDF-Service Data Function) để dịch số điện thoại miễn phí (ví dụ dịch vụ bên nhận điện trả tiền 800) thành số điện thoại thực.
SDF là một dịch vụ riêng biệt mục đích để sử dụng nh một máy chủ dữ liệu cho các dịch vụ khác Nó bao gồm dữ liệu khách hàng và dữ liệu mạng để phục vụ SCF truy nhập thời gian thực trong việc tiến hành dịch vụ IN
Sản phẩm và giải pháp Softswitch của một số hãng
Giải pháp Softswitch của Siemens
III.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
- 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 2.33 - 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 lí báo hiệu, cung cấp và giao tiếp dịch vụ Dòng sản phẩm Surpass hiQ gồm có rất nhiều sản phẩm xử lí, báo hiệu và điều khiển.
III.1.1.1 hiQ 9200 Softswitch 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.
III.1.1.2 hiQ 4000 Open Service Platform 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 2.35 - Các mức giao diện lập trình ứng dụng của hiQ 4000
III.1.1.3 hiQ 10 Radius Server 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
III.1.1.4 Database Server (LDAP) hiQ 30 là một directory server với cấu trúc cơ sở dữ liệu LDAP ( ) lu 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.
III.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.
III.1.1.6 hiQ 6200 SIP Server 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 đang kí 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 lí điều khiển cuộc gọi và các tính năng dịch vụ cơ bản Thành phần này bao gồm xử lí báo hiệu cuộc gọi, điều khiển cuộc gọi, xử lí 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 lí, 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 lí các tài nguyên ở media gateway (nh là cổng VoIP, codecs) với giao thức MGCP/H248 PM xử lí cả H323 và SIP để điều khiển cuộc gọi và tính năng
Giải pháp Softswitch 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 h- ớng 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 em xem xét sản phẩm VSC 3000 (Virtual Switch Controller) và sau đó là sản phẩm BTS 10200 Softswitch.
III.2.1VSC 3000 (Virtual Switch Controller)
III.2.1.1 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 (giữa SLT) 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 5500 của họ
III.2.1.2 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 tầng vËn chuyÓn (MTP líp 1 và MTP lớp 2) Các giao diện 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 2.
TCAP/AIN trên MTP hoặc IP
TCAP/INAP trên MTP hoặc
LNP (Local Number Portability) của Bắc Mü.
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 nhËn.
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
(Message Definition 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 chóng.
Các tài liệu và hớng dẫn có đầy đủ.
BTS có thể đảm nhiệm các chức năng mà VSC thực hiện VSC 3000 là giải pháp tr- ớc 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
III.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.
III.2.2.2 Các giao diện của Cisco BTS 10200 Softswitch a Giao diện với mạng báo hiệu số 7.
BTS 10200 có thể kết nối với mạng SS7 nh trên hình
Hình2.38 - 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. b Giao diện MGCP
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
Gateway có thể có codec để mã hoá tín hiệu thoại thành gói và ngợc lại Softswitch kết nối với MG sử dụng MGCP (Media Gateway Control Protocol) Giao diện MGCP thực hiện các chức năng sau:
Giám sát và điều khiển trạng thái MG
Thực hiện báo hiệu điều khiển cuộc gọi
Ngoài ra softswitch còn hỗ trợ một số chức năng dựa trên giao thức MGCP nh sau:
Resource Reservation Protocol (RSVP) – giao thức lu trữ tài nguyên mạng, nhằm đảm bảo chất lợng dịch vụ
Lựa chọn codec tơng ứng với yêu cầu dịch vụ
ITU-T T.38 – thủ tục dựa trên nền giao thức MGCP về trao đổi bản tin fax qua mạng IP trong thời gian thực
Giao vận tín hiệu DTMF qua mạng IP dới sự kiểm tra của MGCP c Giao diện SIP và SIP-T
Trong mạng của Cisco giao thức SIP đợc sử dụng để kết nối các Call agent với nhau. d Nền tảng phần cứng của BTS 10200