Mạng thế hệ sau ngn ông nghệ và ứng dụng

Việc 1 đầu cuối đăng ký với GK để thông báo cho GK biết địa chỉ IP và địa chỉ bí danh của nó trước khi đầu cuối đó có thể thực hiện cuộc gọi đi và đến bằng việc gửi bản tin RRQ tới địa c

KIẾN TRÚC MẠNG THẾ HỆ SAU - NGN

Tổng quan về mạng NGN

Trong bài viết này, chúng ta sẽ khám phá nguyên lý cơ bản của mạng NGN, các thành phần cấu thành, cấu trúc tổ chức và những yêu cầu cũng như đặc điểm nổi bật của mạng NGN.

NGN là một khái niệm với mục đích định nghĩa và triển khai mạng

Mạng NGN (Next Generation Network) được thiết kế với cấu trúc phân tách thành các lớp và mặt bằng khác nhau, sử dụng giao diện mở Điều này cung cấp cho các nhà cung cấp dịch vụ và nhà điều hành mạng một nền tảng linh hoạt để kiến tạo, triển khai và quản lý các dịch vụ mới theo quy trình nối tiếp Bài viết này sẽ trình bày sơ lược về nguyên tắc tổ chức, cấu trúc mạng và các công nghệ thực thi của mạng NGN.

IP Edge Technology Best In Class Router

Full Carrier class product portfolio

Hình 1.1: Hội tụ thành mạng NGN

Network Services Control NAS VoIP Call

Network Accesss Layer Core Layer

Access GateWay (VoIP/RAS/NAS/B-RAS)

Cho đến nay, NGN vẫn là xu hướng phát triển mạnh mẽ trong ngành công nghệ thông tin và viễn thông Hiện tại, chưa có khuyến nghị chính thức nào từ ITU về cấu trúc của NGN, dẫn đến việc các nhà cung cấp thiết bị đưa ra nhiều giải pháp khác nhau cho vấn đề này.

Các diễn đàn hiệp hội và tổ chức viễn thông khác đang cố gắng để tiến tới những nguyên tắc chung và những chuẩn chung cho mạng NGN

Cấu trúc mạng viễn thông thế hệ mới có những đặc điểm chung, được xây dựng trên các lớp thực hiện chức năng khác nhau, như thể hiện trong hình 1.2 và hình 1.3.

 Lớp mạng lõi: cung cấp khả năng truyền tải tốc độ cao các luồng lưu lượng lớn;

 Lớp mạng truy nhập: tạo ra cổng vào đến mạng IP mang từ thuê bao, và một số mạng khác như PSTN và Mobile;

 Lớp dịch vụ mạng: cung cấp điều khiển cuộc gọi và dịch vụ mạng (lớp này còn được gọi là lớp điều khiển)

 Lớp quản lý: đây là lớp đặc biệt xuyên suốt các lớp trên, các chức năng quản lý được chú trọng là

Quản lý mạng, o Quản lý dịch vụ, o Quản lý kinh doanh

Lớp truy nhập và truyền dẫn

Hình 1.3: cấu trúc mạng NGN

Trong bối cảnh kinh doanh và cung cấp dịch vụ, mô hình cấu trúc mạng thế hệ mới bao gồm thêm lớp ứng dụng dịch vụ Trong môi trường cạnh tranh phát triển, nhiều thành phần sẽ tham gia vào lớp ứng dụng dịch vụ này.

Lớp truy nhập và truyền dẫn

Giao diện mở API Giao diện mở API

Hình 1.4 Cấu trúc mạng và dịch vụ mạng NGN

Mạng NGN được cấu trúc thành bốn lớp, như thể hiện trong hình 1.5 Đây là phương pháp tổ chức phổ biến ở nhiều quốc gia, dựa trên công nghệ và đặc điểm địa lý, bao gồm cả kết cấu địa lý hành chính.

Fibre Any media access system

Access and Customer Premises Network

Hình 1.5: Tổ chức mạng 4 lớp

1.1.4 Các yêu cầu của mạng NGN

Các yêu cầu chính mà mạng NGN phải đáp ứng bao gồm:

 Mềm dẻo khi thêm các dịch vụ mới vào khi có yêu cầu;

 Tốc độ thương mại hóa nhanh với các dịch vụ đem lại nhiều lợi nhuận;

 Chi phí điều hành thấp;

 Khả năng mở rộng dễ dàng;

 Chất lượng thoại và dữ liệu theo yêu cầu trên một mạng duy nhất

1.1.5 Đặc điểm của mạng NGN

NGN được đặc trưng bởi khá nhiều khả năng và thuộc tính để hướng đến mạng băng rộng đa dịch vụ và đa phương tiện

 Một số đặc tính và vấn đề của NGN

 Mọi thứ đều ở dạng gói;

 Đa dịch vụ, có thể đảm bảo QoS ở mạng biên;

 Kiến trúc điều khiển phân tán mở thay thế cho chuyển mạch “ một khối” truyền thống;

 Lớp thông minh phân tán phân tách logic điều khiển khỏi phần truyền tải;

 Nền tảng mở và các hàm API mở để kiến tạo, cung cấp và phân phối các dịch vụ thông minh/tăng cường;

 Sử dụng “ tôpô WEB “để quản lý mạng và dịch vụ, bao gồm cả khả năng “tự quản lý” của khách hàng;

Mạng NGN của VNPT áp dụng giải pháp của Siemens

Hình 1.6 : là một ví dụ về mạng NGN cho VNPT của Siemens.

Open API Co ntr ol INAP

Mạng NGN là một khái niệm tổng quát, và việc triển khai cụ thể, bao gồm công nghệ truyền tải, chuyển mạch, điều khiển và quản lý, sẽ phụ thuộc vào điều kiện thực tế và khả năng của công nghệ hiện có.

Dưới đây liệt kê ra một số xu hướng phát triển chính về công nghệ chuyển mạch và kiến trúc giao thức để thực thi mạng NGN, đó là :

 Chuyển từ chuyển mạch kênh sang chuyển mạch gói;

 Chuyển sang mạng toàn IP;

 Chuyển từ tổng đài truyền thống sang Softswich - tổng đài đa dịch vụ;

 Chuyển từ Ipv4 sang Ipv6;

 Chuyển sang công nghệ truyển tải MPLS, GigaEthernet, DWDM,…

 Kiến trúc IP-GMPLS/WDM, IP/Ethernet quang.

Kết luận

Chương một đã giới thiệu tổng quan về kiến trúc mạng thế hệ mới (NGN) cùng với các đặc điểm chính của nó Chương tiếp theo sẽ tập trung vào việc khám phá các giao thức báo hiệu trong mạng NGN, một yếu tố cốt lõi quyết định hiệu suất và tính năng của mạng này.

CÁC GIAO THỨC BÁO HIỆU TRONG MẠNG NGN

Giao thức H 323

Giao thức H323 là chuẩn của ITU T định nghĩa cho dịch vụ thoại trên - nền IP Phiên bản thứ nhất của nó là vào năm 1996 chỉ định nghĩa cho thoại

IP trong mạng LAN và ứng dụng của nó đã phát triển từ những giai đoạn đầu với phiên bản hoàn thiện vào năm 1998, định nghĩa mạng thoại trên nền IP sử dụng giao thức H323 cho cả mạng LAN và WAN Phiên bản này đã thúc đẩy sự phát triển mạnh mẽ của mạng thoại IP thương mại Các thuê bao H323 không chỉ giao tiếp với nhau mà còn kết nối ra bên ngoài qua PSTN/ISDN thông qua các gateway Một ứng dụng quan trọng của mạng H323 là chuyển tiếp gói cho mạng thoại truyền thống, giúp tối ưu băng thông và nâng cao hiệu quả kinh tế cũng như vận hành mạng.

Truyền dẫn gói Đầu cuối H323 H323 Gateway Đầu cuối H 323

PSTN LAN ISDN Đầu cuối Đầu cuối Đầu cuối

Một mạng H323 có cấu trúc tổng quan như hình 2.1 Theo nh hình ư 2.1 thì H323 có 4 loại phần tử khác nhau là đầu cuối H323, bộ giữ cổng H323

Trong mạng H323, đầu cuối H323 là phần tử bắt buộc, trong khi cổng giao tiếp H323 (H323 gateway) và bộ điều khiển đa điểm MCU (Multipoint Control Unit) là tùy chọn Sự tồn tại của các phần tử này phụ thuộc vào quy mô, độ phức tạp của cấu trúc mạng và yêu cầu về dịch vụ Điều này cho phép tối thiểu hai phần tử đầu cuối H323 có thể giao tiếp trực tiếp với nhau thông qua tín hiệu H323 mà không cần đến bộ giữ cổng GK (GateKeeper).

1 Thiết bị đầu cuối H323: Là một đầu cuối H323 chuyên dụng hoặc cũng có thể là một máy tính nối mạng có cài phần mềm đầu cuối H323 Một đầu cuối H323 đảm nhiệm chức năng sau:

Chức năng của phương tiện bao gồm việc đóng gói tín hiệu thoại, video và dữ liệu theo các chuẩn mã hóa khác nhau Trong đó, việc đóng gói tín hiệu thoại là bắt buộc, trong khi tín hiệu video và dữ liệu có thể được thực hiện tùy chọn.

Chức năng báo hiệu trong hệ thống bao gồm việc thực hiện cuộc gọi H225, điều khiển kết nối qua H245 và quản lý trạng thái RAS (Registral Administrator Status) với GK khi mạng có sự hiện diện của GK.

2 Cổng giao tiếp H323: là thiết bị đóng vai trò liên kết với mạng bên ngoài, đặc biệt là với mạng PSTN Nó thực hiện việc chuyển đổi các dạng mã hoá thoại khác nhau hoặc là thực hiện mã hoá thoại dạng TDM ồi gói hoá để r truyền trên mạng IP Ngoài ra chức năng cổng báo hiệu H323 còn thực hiện việc chuyển đổi các bản tin báo hiệu cuộc gọi H323 sang dạng báo hiệu cuộc gọi khác như SIP, ISUP và ngược lại

3 Đơn vị đa điểm MCU: tạo ra các kết nối nhiều người dùng với nhau, các ứng dụng hội thoại đa ph ng tiện Nó tạo ra khả năng đáp ứng ươ dịch vụ đối với thuê bao H323 giống như các thuê bao PSTN thông thường

4 Bộ giữ cổng H323: là thiết bị đóng vai trò quản lý chung toàn mạng và định tuyến các bản tin báo hiệu H323 giữa các đầu cuối thông qua quá trình thiết lập cuộc gọi

2.1.1 Giao thức báo hiệu RAS:

RAS là giao thức xác định cách thức giao tiếp giữa phần tử trong mạng H323 và GK, sử dụng UDP với cổng cố định 1266 để gửi bản tin RAS đến GK và cổng 1719 để nhận bản tin RAS từ GK Các chức năng chính của RAS bao gồm việc quản lý và điều phối thông tin trong mạng H323.

- Đăng ký với GK: chỉ ra mối liên hệ giữa địa chỉ bí danh của các phần tử và địa chỉ IP thực của nó

- Cho phép cuộc gọi và điều khiển băng thông

- Dịch địa chỉ: từ địa chỉ bì danh sang địa chỉ IP và ngược lại

2.1.1.1 Tìm kiếm và đăng ký với GK: Đầu cuối H323 gửi bản tin tìm kiếm GRQ tới tất cả GK Sau khi có 1

Khi một GK đồng ý đăng ký cho đầu cuối, nó sẽ gửi bản tin GCF cùng với thông tin địa chỉ IP cho kênh RAS Ngược lại, nếu GK không đồng ý, nó sẽ gửi bản tin GRJ tới đầu cuối đó Khi gửi bản tin GRQ, đầu cuối có khả năng nhận nhiều bản tin GCF từ các GK khác.

Khi một đầu cuối muốn sử dụng bản tin RRQ, nó cần chọn một trong những GK để đăng ký Đầu cuối phải thông báo cho GK biết địa chỉ IP và địa chỉ bí danh của mình trước khi thực hiện cuộc gọi đi và đến bằng cách gửi bản tin RRQ tới địa chỉ IP của GK, địa chỉ này được cung cấp trong bản tin GCF mà GK gửi lại để phản hồi bản tin GRQ Sau khi nhận được yêu cầu đăng ký, GK sẽ gửi lại bản tin RCF nếu chấp nhận hoặc bản tin RRJ nếu từ chối.

Một đầu cuối có thể hủy đăng ký với một GK trước đó bằng cách gửi bản tin URQ Sau đó, GK sẽ phản hồi bằng bản tin UCF hoặc URJ, tùy thuộc vào chính sách áp dụng Tương tự, nếu GK muốn hủy đăng ký cho một đầu cuối nào đó, nó cũng sẽ gửi bản tin URQ đến đầu cuối tương ứng.

2.1.1.2 Cho phép cuộc gọi và điều khiển băng thông:

Trước khi thực hiện hoặc nhận cuộc gọi, đầu cuối cần gửi bản tin yêu cầu băng thông ARQ tới GK để kiểm tra tài nguyên băng thông Bản tin này chứa thông tin về tốc độ dữ liệu cho cuộc gọi GK sẽ kiểm tra tài nguyên và nếu không đủ, sẽ gửi bản tin từ chối ARJ; nếu đủ, GK sẽ gửi bản tin chấp nhận ACF Bản tin ACF có thể chỉ ra băng thông chấp nhận thấp hơn yêu cầu trong ARQ Trong quá trình cuộc gọi, cả đầu cuối và GK có thể gửi yêu cầu thay đổi băng thông qua bản tin BRQ.

Khi 1 đầu cuối kết thúc 1 cuộc gọi thì nó sẽ gửi bản tin RAS là DRQ để báo cho GK biết nó đã ời khỏi cuộc gọi và không sử dụng băng thông r đường truyền yêu cầu đ ợc cấp tr ớc đó trong bản tin ARQ GK sẽ đáp trả lại ư ư bản tin DCF nếu chấp nhận hay bản tin từ chối DRJ khi mà đầu cuối này không thực sự đăng ký và yêu cầu cấp băng thông cho cuộc gọi trước đó

Mỗi đầu cuối hay GK có địa chỉ bí danh riêng, và khi thực hiện cuộc gọi, đầu cuối chủ gọi gửi bản tin LRQ đến các GK để yêu cầu thông tin Các GK sẽ phản hồi bằng bản tin đáp ứng chứa thông tin về thuê bao bị gọi Nếu đầu cuối yêu cầu được đăng ký trong một GK nào đó, GK sẽ gửi lại bản tin đáp ứng LCF, trong đó có thông tin về địa chỉ, kênh báo hiệu cuộc gọi và địa chỉ kênh RAS để liên lạc với thuê bao bị gọi.

2.1.2 Giao thức báo hiệu cuộc gọi H225:

Giao thức SIP

SIP (Session Initiation Protocol) là giao thức tầng ứng dụng, cho phép thực hiện các cuộc gọi thoại qua Internet, gọi đa phương tiện và hội nghị truyền hình nhiều bên Giao thức này được mô tả trong khuyến nghị RFC3261 của IETF và được thiết kế độc lập với các giao thức truyền tải lớp thấp hơn như UDP, TCP, và SCTP Một mạng SIP bao gồm các phần tử cơ bản, tạo nên cấu trúc cho các cuộc gọi và hội nghị truyền hình.

UA Client UA Server Proxy Server Redirect Server Registrial Server

Hình 2.3: Mô hình mạng SIP

Chức năng của từng phần tử trong mạng như sau:

Máy chủ ủy quyền (Proxy Server) là một thành phần quan trọng trong hệ thống SIP, thực hiện việc nhận và đáp ứng yêu cầu từ các đầu cuối SIP Khi nhận yêu cầu, proxy server sẽ định tuyến cuộc gọi bằng cách truy vấn cơ sở dữ liệu để xác định vị trí chính xác của đầu cuối đích, sau đó gửi yêu cầu đến đó Một đặc điểm nổi bật của proxy server là khả năng tìm gọi song song đến nhiều đầu cuối SIP khác nhau, cho phép một thuê bao đăng ký tại nhiều địa điểm với các địa chỉ IP khác nhau Khi có cuộc gọi đến, proxy sẽ gửi yêu cầu tìm gọi đồng thời đến tất cả các đầu cuối cho đến khi một đầu cuối nhận cuộc gọi.

Máy chủ làm lệch (Redirect server) hoạt động khác với proxy server, khi nhận yêu cầu từ đầu cuối SIP và truy vấn cơ sở dữ liệu thuê bao để lấy địa chỉ chính xác của thuê bao đích Nó gửi địa chỉ này trở lại thuê bao SIP chủ gọi mà không thực hiện chức năng định tuyến, và không hỗ trợ khả năng đăng ký cũng như tìm gọi song song.

Máy chủ đăng ký (Registral server) lưu trữ cơ sở dữ liệu của các thuê bao SIP, đáp ứng yêu cầu đăng ký và cập nhật địa chỉ khi thuê bao thay đổi vị trí Thông tin chính xác trong máy chủ này là yếu tố quan trọng giúp Proxy server và redirect server chuyển tiếp hoặc gửi trả thông tin đến thuê bao đích.

Đầu cuối khách UAC (User Agent Client) là một đầu cuối SIP, có chức năng gửi bản tin yêu cầu thiết lập cuộc gọi đi như một đầu cuối chủ gọi SIP.

Đầu cuối chủ UAS (User Agent Server) là đầu cuối SIP có chức năng nhận bản tin yêu cầu thiết lập cuộc gọi đi, hoạt động như một đầu cuối bị gọi trong giao thức SIP.

Một cuộc gọi SIP thường yêu cầu sự tham gia của hai đầu cuối SIP (UAC và UAS) cùng một proxy server Để một lời mời SIP thành công, cần có một bản tin INVITE, một phản hồi RESPONSE = 200 OK và xác thực thông qua bản tin ACK Bản tin INVITE chứa thông tin mô tả phiên, giúp UAS nhận biết loại dòng phương tiện được truyền Định dạng của các bản tin SIP dựa trên HTTP, và cấu trúc địa chỉ SIP được thể hiện dưới dạng URL (Uniform Resource Locator).

Trong giao thức SIP, hai loại bản tin chính thường được sử dụng là bản tin yêu cầu (Request) từ client gửi tới máy chủ và bản tin đáp ứng (Response) từ máy chủ gửi lại cho máy khách Cả hai bản tin này đều bao gồm dòng khởi tạo bản tin (Start line), một hoặc nhiều trường mào đầu, và một dòng trống để chỉ thị kết thúc các trường mào đầu.

Bản tin yêu cầu cần khởi đầu bằng tên phương thức, thông tin về thuê bao, dịch vụ yêu cầu và phiên bản giao thức.

Bản tin đáp ứng là thông tin trạng thái được trả về, bắt đầu với phiên bản giao thức, tiếp theo là mã trạng thái và một đoạn văn ngắn mô tả nội dung mã.

2.2.2 Các loại bản tin SIP:

Bảng 2.1: Các loại bản tin SIP

INVITE Bản tin khởi tạo cuộc gọi

ACK Bản tin nhận thực bản tin đáp ứng cuối cùng t ong quá r trình thiết lập cuộc gọi BYE Bản tin kết thúc cuộc gọi

CANCEL Bản tin huỷ bỏ 1 yêu cầu bị treo hay chưa đ ợc thực thi ư INFO Bản tin yêu cầu đ a ra 1 phần thông tin điều khiển ư

MASSAGE là bản tin trao đổi thông tin giữa một nhóm người dùng theo thời gian thực, trong khi NOTIFY là bản tin thông báo cho thuê bao về sự thay đổi trạng thái Bản tin OPTIONS được sử dụng để truy vấn các thuộc tính từ một trang web đầu ra.

PRACK Bản tin nhận thực sự tin cậy của đáp ứng

Để thực hiện việc liên hệ với đối tác thứ ba, bên nhận cần tham khảo bản tin chỉ thị dựa trên địa chỉ đã được gửi trả lại Đồng thời, việc đăng ký sự gia nhập mạng hoặc thay đổi trạng thái cũng cần được thực hiện theo quy định.

SUBSCRIBE Bản tin yêu cầu cung cấp trạng thái hay sự cập nhật trạng thái của thuê bao SIP

UNSUBSCRIBE Bản tin huỷ bỏ trạng thái hay cập nhật trạng thái của thuê bao SIP UPDATE Bản tin cập nhật các thông số phiên

2.2.3 Mã trạng thái trả về:

Các mã trạng thái trả về trong bản tin đáp ứng là một số nguyên gồm

3 chữ số được phân chia làm 6 loại nhóm trạng thái khác nhau:

Bảng 2.2 : Bảng mã trạng thái trả về của đáp ứng SIP

Loại đáp ứng Mã trạng thái Giải thích Đáp ứng tạm thời 100 Đang cố thử

181 Cuộc gọi đang đ ợc chuyển tiếpư

182 Được đặt vào hàng đợi

183 Phiên đang trong tiến trình

202 Chấp nhận Đáp ứng chuyển hướng 300 Đa lựa chọn

Lỗi phía thuê bao 400 Yêu cầu sai

405 Phương pháp không được phép

407 Nhận dạng proxy được yêu cầu

408 Yêu cầu bị quá thời gian

411 Chiều dài đ ợc yêu cầuư

413 Thực thể yêu cầu quá lớn

414 URL yêu cầu quá lớn

415 Kiểu phương tiện không được hỗ trợ

480 Tạm thời chưa sẵn sàng

481 Giao dịch không tồn tại

493 Không giải mã được Lỗi phía máy chủ 500 Lỗi trong máy chủ

504 GW bị quá thời gian

505 Phiên bản SIP không được hỗ trợ

2.2.4 Thực hiện của giao thức SIP trong báo hiệu cuộc gọi:

Để sử dụng dịch vụ GK, trước tiên, thuê bao SIP cần thực hiện đăng ký với máy chủ đăng ký để gia nhập mạng.

+ Bước 4: Proxy chuyển tiếp bản tin đáp ứng có mã trạng thái là 200

OK cho UAC để báo cho UAC biết là UAS đã nhấc máy

Bước 5: UAC gửi bản tin ACK đến proxy để thông báo rằng bản tin đáp ứng cuối cùng của bản tin INVITE đã được nhận.

Bước 6: Proxy chuyển tiếp bản tin ACK tới UAS để thông báo rằng bản tin đáp ứng cuối cùng của bản tin INVITE đã được UAC nhận Khi UAS nhận bản tin ACK, dòng phương tiện được khởi tạo và phiên làm việc bắt đầu Khi một trong hai bên muốn kết thúc phiên truyền dẫn, UAC sẽ gửi bản tin BYE tới proxy để yêu cầu kết thúc phiên làm việc Proxy sẽ chuyển tiếp bản tin này tới UAS Nếu mọi việc diễn ra bình thường, UAS sẽ gửi bản tin ACK với mã đáp ứng 200 OK cho proxy, và proxy sẽ thông báo cho UAC rằng phiên làm việc đã kết thúc, tài nguyên dành cho phiên làm việc đã được giải phóng.

- Thực hiện cuộc gọi thông qua máy chủ uỷ quyền:

Giao thức MGCP

Giao thức MGCP, được mô tả trong khuyến nghị RFC2705 của IETF, cho phép MGC điều khiển việc thiết lập, duy trì và hủy bỏ các kết nối trong cuộc gọi MGCP sử dụng giao thức truyền tải lớp 4 UDP để đảm bảo tính thời gian thực cho việc thực hiện các lệnh Thông thường, MGCP kết hợp với giao thức mô tả phiên SDP để mô tả các đặc tính của cuộc gọi Trong một số trường hợp, thông tin có thể xuất hiện trong cả hai giao thức; nếu có sự khác biệt, thông tin trong giao thức MGCP sẽ được ưu tiên sử dụng.

2.3.1 Cấu trúc lệnh và đáp ứng trong giao thức MGCP:

* Cấu trúc lệnh trong giao thức MGCP bao gồm:

- Động từ lệnh: bao gồm 9 động từ lệnh, mỗi động từ lệnh được mã hoá bởi 1 từ lệnh bao gồm 4 chữ cái

Chỉ số thực thi (Transaction_ID) là thông số quan trọng dùng để xác định mối quan hệ giữa lệnh và phản hồi của nó Để đảm bảo tính chính xác, đáp ứng lệnh và lệnh gốc phải chia sẻ cùng một chỉ số thực thi.

Điểm cuối (Endpoint) là vị trí thực hiện lệnh, trong dịch vụ thoại, điểm cuối này tương ứng với kênh DS0 có tốc độ 64K Việc định danh các điểm cuối bao gồm tên cục bộ của từng loại điểm cuối và tên vùng của gateway.

- Thông số chỉ thị phiên bản của giao thức MGCP đang đ ợc áp dụng, ư phiên bản đang đ ợc sử dụng phổ biến hiện nay là MGCP version 1.0.ư

Một tập hợp các tham số đường truyền bao gồm phương thức mã hóa, độ dài gói dữ liệu, thông số nén khoảng lặng và loại bỏ tiếng vọng Những thông số này có thể được mô tả trong giao thức đi kèm nhằm hỗ trợ cho MGCP.

Bảng 2.3: Các câu lệnh trong giao thức MGCP

Lệnh Chiều tác động Giải thích

CRCX MGCMG Tạo kết nối tại một điểm cuối trong media gateway

MDCX MGCMG Thay đổi các tham số của 1 kết nối tr ớc đó hoặc ư là cung cấp điểm cuối thứ 2 cho kết nối

DLCX MGCMG Huỷ bỏ kết nối, có thể xoá một hay nhiều kết nối đồng thời

RQNT MGCMG Thông báo cho media gateway về một sự kiện xác định nào đó nh nhấc/đặt máy, tone quay số tại ư một điểm cuối xác định

NTFY MG MGC Thông báo cho MGC biết một sự kiện yêu cầu đang diễn ra AUEP MGCMG Lấy thông số trạng thái của một điểm cuối xác

AUCX MGCMG Lấy thông số trạng thái của một kết nối xác định

RSIP MGMGC Thông báo cho MGC về sự kiện một hoặc một nhóm các điểm cuối đang đ ợc điều khiển bởi ư

MG đang được đưa vào trạng thái dịch vụ hay ra ngoài dịch vụ

EPCF MGCMG Thông báo cho MG về một số thông số mã hoá của 1 điểm cuối nào đó đã được MGC lưu trữ trong cơ sở dữ liệu

* Một đáp ứng lệnh bao gồm:

- Mã đáp ứng: Là một số nguyên gồm 3 chữ số xác định kết quả thực thi của lệnh

- Chỉ số thực thi (Transaction_ID): t ng ứng với chỉ số thực thi ươ với lệnh t ng ứng của đáp ứng.ươ

- Chuỗi đáp ứng dưới dạng chuỗi kí tự: Mô tả ngắn gọn trạng thái đáp ứng của lệnh

* Các mã đáp ứng lệnh và ý nghĩa đ ợc mô tả trong bảng sau:ư

Bảng 2.4: các mã đáp ứng lệnh trong giao thức MGCP

Mã giải thích đáp ứng tạm thời 100 cho biết rằng lệnh đang được thực hiện và kết quả sẽ được gửi lại sau Mã thành công 200 cho biết giao dịch đã được thực hiện bình thường.

250 Kết nối đã bị huỷ

Lỗi tạm thời 401 Máy thoại vừa được nhấc

402 Máy thoại vừa được đặt

403 Giao dịch không được thực thi vì điểm cuối không đủ tài nguyên cần thiết ở thời điểm hiện tại

Lỗi lâu dài 500 Giao dịch không đ ợc thực hiện bởi đầu cuối không ư xác định được

501 Giao dịch không được thực hiện bởi đầu cuối ch a ư sẵn sàng

502 Giao dịch không thực thi vì điểm cuối không đủ tài nguyên cần thiết

510 Giao dịch không thực hiện và đã bị huỷ bỏ do lỗi giao thức

511 Giao dịch không thực hiện bởi vì lệnh bao gồm một phần mở rộng không hợp lệ

512 Giao dịch không thực hiện được bởi GW không được đặt cấu hình để phát hiện một trong các sự kiện được yêu cầu

513 Giao dịch không thực hiện đ ợc bởi GW không ư được trang bị để tạo ra một trong các tín hiệu đ ợc ư yêu cầu

514 Giao dịch không thực hiện được vì GW không thể gửi đi một thông báo xác định

515 Giao dịch tham chiếu tới một kết nối không có thực hoặc đã bị xoá

516 Giao dịch tham chiếu đến 1 cuộc gọi không có thực

517 Không hỗ trợ hoặc chế độ không hợp lệ

518 Không hỗ trợ hoặc gói không biết

519 Đầu cuối không có số

520 Giao dịch không được thực hiện vì điểm cuối đang khởi động lại

521 Đầu cuối đã chuyển hướng sang call agent khác

522 Không có sự kiện hoặc tín hiệu nh vậy.ư

523 Hoạt động không xác định hoặc sự kết hợp không đúng của các hoạt động

524 Mâu thuẫn trong các thông số kết nối

527 Thiếu điểm cuối đầu xa

528 Phiên bản giao thức không hợp lệ

530 Lỗi trong giao thức báo hiệu CAS

531 Lỗi trong việc gộp các trung kế thành nhóm

2.3.2 Giải thích các lệnh trong giao thức MGCP:

2.3.2.1 Lệnh tạo kết nối CRCX:

Lệnh này dùng tạo kết nối giữa 2 điểm cuối, các tham số đầu vào và ra của lệnh này như sau:

- Tham số đầu vào: CALL_ID,

ENDPOINT_ID, RESPONSE_ACK, REQUEST_IDENTIFER, LOCAL_CONNECTION_OPTIONS, CONNECTION_MODE,

REMOTE_CONNECTION_DESCRIPTOR, ENCAPSLATED_NOTIFY_REQUESTS, REQUESTED_EVENTS,

- Tham số đầu ra: RETURN_CODE,

CONNECTION_ID, LOCAL_CONNECTION_DESCRIPTOR

CALL_ID là tham số duy nhất xác định cuộc gọi, cho phép nhiều kết nối cùng chia sẻ một CALL_ID Tham số này đóng vai trò quan trọng trong việc báo cáo và tính cước, đồng thời không ảnh hưởng đến khả năng kết nối tại MG.

* Endpoint_ID: Là tham số xác định duy nhất một điểm cuối trong

MG Một điểm cuối được hoàn toàn xác định với một trị số gắn vào trường Endpoint này

Dải Transaction_ID cung cấp thông tin quan trọng, tạo ra sự liên hệ giữa lệnh và đáp ứng Thông tin này xuất hiện trong tất cả 9 lệnh với ý nghĩa đồng nhất.

* Local_Connection_Optins: Là những thông số về kết nối mà MGC sử dụng để tạo ra kết nối tại MG, bao gồm các trường sau:

- Encoding method: Phương thức mã hoá yêu cầu được sử dụng đối với dòng ph ng tiện đ ợc truyền điươ ư

Thời gian gói (Paketization period) được định nghĩa là độ dài tính bằng mili giây (ms) của dòng dữ liệu được đóng gói trong một gói Giá trị này có thể là một số duy nhất hoặc một dải giá trị, và nó tương ứng với trường p_time trong giao thức SDP.

- Type of service: Xác định cấp độ dịch vụ với mức ưu tiên ương t ứng

- User of echo cancellation: Xác định việc có hay không trong việc triệt tiếng vọng

- User of silense suppression hay voice activity detection: Xác định có hay không việc nén khoảng lặng

- Gain control: Xác định mức khuyếch đại tín hiệu, giá trị mặc định là 0dB

MGC thông báo cho MG chuẩn bị tài nguyên kết nối với loại mạng đã được chỉ định thông qua thông số loại mạng Thông số này tương ứng với trường connection_field trong SDP, đảm bảo sự sẵn sàng cho kết nối mạng hiệu quả.

Remote_Connection_Descriptor mô tả thuộc tính kết nối của đầu xa, với các trường và ý nghĩa tương tự như trong Local_Connection_Options Nó có thể có giá trị rỗng, cho thấy rằng kết nối đầu xa không được đề cập hoặc chưa được biết đến Khi tạo kết nối giữa hai điểm cuối của hai MG khác nhau, sẽ có hai lệnh CRCX được gửi tới hai điểm cuối đó, trong đó kết nối tại một điểm cuối là kết nối đầu xa của điểm cuối kia Trong lệnh CRCX đầu tiên, Remote_Connection_Descriptor chưa được xác định và chỉ được xác định trong lệnh MDCX kế tiếp.

The Connection_Mode specifies the type of connection used, which can be one-way, two-way, or in test mode, among others Possible values include send, send/receive, receive, conference, data, inactive, loopback, and continuity test Not all endpoints support every state; if an unsupported command is executed, it will not be processed and will return an appropriate error code.

Lệnh CRCX có thể kết hợp với lệnh RQNT, trong đó các trường Requested_Events, Signal_Request và Request_Identifier mang ý nghĩa tương tự như trong lệnh RQNT Khi lệnh RQNT được kết hợp trong lệnh CRCX, cả hai lệnh này sẽ được thực hiện đồng bộ, tức là chúng sẽ cùng thành công hoặc cùng bị từ chối.

Mã đáp ứng (Return_Code) là giá trị phản ánh kết quả thực thi của lệnh, với ý nghĩa cụ thể được trình bày trong bảng mã trả về ở trên.

* Connection_ID: Là kết quả chỉ số kết nối được trả về

Các trường mô tả trạng thái kết nối đã được tạo ra dựa trên các thông số kết nối mà MGC yêu cầu trong trường đầu vào Local_Connection_Options.

2.3.2.2 Lệnh thay đổi kết nối MDCX:

- Tham số đầu vào: CALL_ID,

ENDPOINT_ID,RESPONSE_ACK,REQUEST_IDENTIFER,CONNECTION_MODE,

LOCAL_CINNECTION_OPTIONS, REMOTE_CONNECTION_DESCRIPTOR, ENCAPSLATED_NOTIFY_REQUESTS, REQUESTED_EVENTS,

- Tham số đầu ra: RETURN_CODE,

Lệnh này đ ợc sử dụng để thay đổi hay cung cấp một số thông số của ư kết nối, cụ thể như sau:

- Cung cấp thông tin về điểm cuối còn lại của kết nối thông qua trường Remote_Connection_Descriptor

- Kích hoạt hay hủy kích hoạt các kết nối bằng việc thay đổi tham số Connection_Mode với các giá trị t ng ứng.ươ

- Thay đổi các tham số truyền của kết nối như chu kỳ đóng gói, triệt vọng, nén khoảng lặng, …

Một kết nối hoạt động bình thường khi được cung cấp đầy đủ thông số về điểm cuối còn lại Lệnh này có thể kết hợp với lệnh NTRQ tích hợp Trường trả về Local_Connection_Descriptor chỉ xuất hiện khi có sự thay đổi ở một số thông số quan trọng như cổng RTP.

2.3.2.3 Lệnh xoá kết nối DLCX:

- Tham số đầu vào: CALL_ID,

ENDPOINT_ID,REPONSE_ACK,CONNECTION_ID,REQUESTED_IDENTIER,REQUESTED_EVENTS,

- Tham số đầu ra: RETURN_CODE,

Lệnh này đ ợc dùng để kết thúc 1 kết nối thoại và trả về các giá trị ư thống kê của kết nối:

- Tổng số gói truyền được

- Tổng số Byte truyền được

- Trung bình trễ truyền dẫn

Giao thức SIP -T

Trong mạng SIP, việc giao tiếp giữa các thuê bao SIP thông qua các bản tin báo hiệu SIP là rất quan trọng, nhưng chưa đủ để kết nối với mạng điện thoại truyền thống PSTN/ISDN Để đảm bảo khả năng liên kết với mạng bên ngoài, các tính năng giao thức hỗ trợ là cần thiết, cho phép các thuê bao SIP thực hiện việc báo hiệu và giao tiếp ra bên ngoài, điều này được thể hiện qua các tính năng liên mạng trong giao thức SIP-T.

Giao thức SIP T (SIP for Telephones) theo khuyến nghị RFC3372 định nghĩa một SIP gateway, hoạt động như cổng giao tiếp báo hiệu giữa hệ thống SIP và SS ISUP Cổng này đảm bảo tính trong suốt dịch vụ khi thuê bao PSTN gọi vào thuê bao mạng SIP hoặc khi gọi giữa các thuê bao PSTN thông qua mạng SIP Điều này có nghĩa là các bản tin ISUP sẽ được đóng gói trong các bản tin báo hiệu SIP mà vẫn giữ nguyên thông tin quan trọng như số chủ gọi và số bị gọi, sau đó được truyền qua mạng IP đến UAS tương ứng.

Trong giao thức SIP T định nghĩa 3 loại cuộc gọi c- ơ bản giữa mạng SIP và mạng PSTN:

Cuộc gọi từ thuê bao SIP đến mạng PSTN thông qua một SIP gateway bắt đầu bằng việc thuê bao SIP khởi tạo bản tin báo hiệu cuộc gọi Bản tin này được chuyển tiếp qua một hoặc nhiều máy chủ proxy cho đến khi đến SIP gateway đích Tại đây, SIP gateway thực hiện việc chuyển đổi các bản tin SIP thành các bản tin ISUP, sau đó gửi đến mạng PSTN Các tham số trong bản tin ISUP được điều chỉnh dựa trên giá trị của các tham số trong các trường của SIP header.

Cuộc gọi từ thuê bao PSTN qua SIP gateway đến thuê bao SIP diễn ra khi SIP gateway nhận các bản tin ISUP từ mạng PSTN, sau đó đóng gói chúng trong bản tin báo hiệu SIP và gửi tới thuê bao SIP đích.

Cuộc gọi giữa hai thuê bao PSTN được thực hiện thông qua mạng SIP, trong đó mạng SIP hoạt động như một cầu nối cho các cuộc gọi trong mạng PSTN Gateway SIP nhận các bản tin ISUP từ mạng PSTN, đóng gói chúng trong thông điệp SIP và gửi đến gateway SIP đích Tại gateway SIP đích, các bản tin ISUP sẽ được khôi phục và chuyển tiếp sang mạng PSTN.

2.4.1 Thực hiện của giao thức SIP T trong thiết lập cuộc gọi:-

2.4.1.1 Cuộc gọi từ đầu cuối SIP ra ngoài thuê bao PSTN:

SIP Terminal Proxy Server Softswitch PSTN

Hình 2.9: Cuộc gọi từ thuê bao SIP ra ngoài mạng PSTN

2.4.1.2 Cuộc gọi từ 2 thuê bao PSTN chuyển tiếp qua mạng SIP:

PSTN Softswitch Proxy Server SIP Terminal

Hình 2.10: Cuộc gọi giữa 2 thuê bao PSTN chuyển tiếp qua mạng SIP

2.4.1.3 Cuộc gọi từ thuê bao PSTN đến thuê bao SIP:

Hình 2.11: Cuộc gọi từ thuê bao PSTN đến thuê bao SIP

Giao thức BICC

Giao thức BICC là một giao thức báo hiệu cuộc gọi độc lập, không phụ thuộc vào giao thức điều khiển kênh mang Được phát triển từ giao thức ISUP băng hẹp, BICC có hai phiên bản, trong đó phiên bản BICC CS1 tuân theo chuẩn ITU T Q1901.

Phiên bản BICC CS2 theo chuẩn ITU T Q1902 được giới thiệu vào năm 2001 nhằm hỗ trợ các cuộc gọi TDM hoàn toàn tương thích với mạng hiện tại Giao thức BICC được thiết kế để hoạt động trong mọi môi trường truyền dẫn với chất lượng đảm bảo, độc lập với công nghệ truyền tải lớp dưới Nó cũng có khả năng giao tiếp với các mạng báo hiệu hiện tại và chủ yếu được sử dụng để phối hợp hoạt động giữa các MGC.

BICC định nghĩa các tập chức năng sau:

- Các quá trình thiết lập kênh mang forward backward

- Truyền vận thông tin điều khiển cuộc gọi sử dụng MTP SS7 hay ATM

- Hỗ trợ hầu hết các dịch vụ băng hẹp hiện có

Khái niệm mới về kết nối mạng x ng sống (BNC Backbone Network Connection) đã được giới thiệu, cho phép thực hiện kết nối có hoặc không có đàm phán về mã hóa Điều này cũng tạo điều kiện cho việc sử dụng lại các BNC rỗi, mang lại hiệu quả tối ưu trong việc quản lý và phát triển hạ tầng mạng.

- Phân tích giải phóng cuộc gọi và kết nối mạng xương sống BNC.

- Các kiểu truyền vận kênh mang được hỗ trợ là: AAL1 và AAL2

BICC CS2 được phát triển từ BICC CS1, bao gồm hầu hết các dịch vụ hỗ trợ trong ISUP, với cấu trúc hiện tại và tính đến các chức năng của tổng đài nội hạt.

- Hỗ trợ kênh mang AAL1, AAl2 và IP.

Hỗ trợ truyền vận báo hiệu IP bao gồm các khuyến nghị quan trọng như báo hiệu điều khiển kết nối thoại CBC (Call Bear Control) theo khuyến nghị Q1950, báo hiệu điều khiển kênh mang IP (IP BCP) theo khuyến nghị Q1970, và giao thức đường hầm điều khiển kênh mang BCTP (Bear Control Tunneling Protocol) theo khuyến nghị Q1990.

Hỗ trợ chức năng điểm dàn xếp cuộc gọi CMN (Call media node) 2.5.1 Mô hình chức năng mạng BICC:

Giao thức BICC được thực hiện giữa các dịch vụ SN (Serving Node) bao gồm các loại SN sau:

Điểm dịch vụ giao diện ISN (Interface Serving Node) đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp giao diện với mạng chuyển mạch kênh Nó bao gồm hai chức năng chính: báo hiệu điều khiển cuộc gọi và quản lý kênh mang.

- Điểm dịch vụ chuyển tiếp TSN (Transit Serving Node): cung cấp chức năng chuyển tiếp cuộc gọi bao gồm cả báo hiệu cuộc gọi và kênh mang

- Điểm dịch vụ cổng GSN (Gate Serving Node): Cung cấp chức năng

Incoming procedures Outging procedures CSF

Hình 2.13: Cấu trúc của một điểm dịch vụ SN

Backbone Network Connection Link Backbone Network Connections

Network Backbone Network Connection (end – – end) to

Hình 2.12: Mô hình chức năng mạng BICC giao tiếp liên mạng BICC

Điểm phương tiện cuộc gọi CM (Call Mediation Node) cung cấp chức năng chuyển tiếp báo hiệu cuộc gọi giữa các điểm dịch vụ SN Nó tương tự như một SN nhưng không bao gồm chức năng báo hiệu điều khiển kênh.

* Chức năng dịch vụ cuộc gọi CSF-N: có 4 loại CSF được định nghĩa trong chuẩn Q1902 như sau:

Chức năng điểm dịch vụ cuộc gọi CSF-N cung cấp khả năng điều khiển dịch vụ, cho phép tương tác giữa mạng ISDN/PSTN và mạng báo hiệu BICC Nó hoạt động kết hợp với điểm điều khiển kênh mang BCF N, nhằm truyền tải dữ liệu dịch vụ băng hẹp qua mạng băng rộng đường trục.

Chức năng dịch vụ chuyển tiếp CSF T cung cấp khả năng điều khiển dịch vụ, cho phép thực hiện việc báo hiệu cuộc gọi giữa các mạng SN một cách hiệu quả.

Nó tích hợp chức năng điều khiển kênh mang trực tiếp BCF-T, cho phép truyền tải dữ liệu băng hẹp qua mạng băng rộng giữa hai SN.

Cổng dịch vụ cuộc gọi CSF G cung cấp chức năng điều khiển dịch vụ, cho phép chuyển tiếp báo hiệu BICC giữa các CSF-N của hai mạng BICC Chức năng này kết hợp với cổng điều khiển kênh mang để truyền tải dữ liệu cuộc gọi giữa hai mạng BICC thông qua các GSN.

Hình 2.14: Cấu trúc của một điểm ph ng tiện cuộc gọ ươ i CMN

Chức năng phối hợp dịch vụ cuộc gọi CSF C tương tự như chức năng của CSF T, nhưng không bao gồm mối liên hệ với chức năng điều khiển kênh mang.

* Chức năng điều khiển kênh mang BCF: có 5 loại BCF được định nghĩa trong chuẩn Q1902 như sau:

Chức năng điều khiển kênh mang kết nối BCF J cho phép điều khiển chuyển mạch kênh mang, kết hợp với hai khối chức năng dịch vụ cuộc gọi CSF Nó cũng cung cấp các chức năng cần thiết để thiết lập và kết thúc các kết nối mạng đường trục BNC.

Cổng điều khiển kênh mang BCF G có chức năng điều khiển chuyển mạch kênh mang, đồng thời kết hợp với khối chức năng dịch vụ cuộc gọi, được gọi là cổng, để thực hiện giao tiếp báo hiệu và thiết lập kết nối mạng đường trục BNC với các mạng BICC khác.

Chức năng điểm điều khiển kênh mang BCF N cung cấp khả năng chuyển mạch kênh mang, cho phép biến đổi và truyền tải dữ liệu kênh mang trong mạng chuyển mạch kênh thông qua các kết nối đường trục BNC.

CÔNG NGHỆ CHUYỂN MẠCH MỀM

Tại sao phải có công nghệ chuyển mạch mềm

Mạng PSTN hiện tại đáp ứng tốt nhu cầu dịch vụ thoại, nhưng vẫn còn nhiều vấn đề chưa được giải quyết, đặc biệt trong các dịch vụ mới như truyền số liệu và hình ảnh Chỉ khách hàng cỡ vừa và lớn mới được hưởng lợi từ sự cạnh tranh trong lĩnh vực viễn thông, trong khi doanh nghiệp nhỏ với 16 line trở xuống lại ít nhận được ưu đãi, mặc dù họ mang lại lợi nhuận lớn cho các nhà khai thác Các nhà cung cấp dịch vụ vẫn thu lợi từ cuộc gọi nội hạt ngắn, cuộc gọi đường dài và các dịch vụ tùy chọn như Voicemail Tất cả dịch vụ thoại nội hạt hiện nay đều thông qua tổng đài công nghệ chuyển mạch kênh, điều này cản trở sự phát triển của dịch vụ.

Sự ra đời của mạng thế hệ mới NGN đã dẫn đến sự phát triển của công nghệ chuyển mạch mềm, thay thế cho hệ thống chuyển mạch kênh với nhiều nhược điểm Hệ thống chuyển mạch mềm được xem là giải pháp tối ưu cho việc triển khai mạng thế hệ tiếp theo NGN.

Khái niệm chuyển mạch mềm - Softswitch

Kể từ năm 1999, khái niệm Softswitch đã trở nên phổ biến, nhưng vẫn chưa có một định nghĩa thống nhất và chính xác nào được đưa ra Dưới đây là những định nghĩa về Softswitch từ một số nhà phát triển khác nhau.

Chuyển mạch mềm (Softswitch) là thành phần quan trọng nhất trong mạng thế hệ mới NGN, được định nghĩa là phần mềm theo mô hình mở, thực hiện chức năng thông tin phân tán trên môi trường máy tính Nó tích hợp thông tin thoại, dữ liệu và video, đồng thời có khả năng phiên dịch giao thức giữa các mạng khác nhau, như mạng tuyến và mạng cáp Chuyển mạch mềm cũng hỗ trợ triển khai các dịch vụ VoIP có lợi nhuận, kết hợp tính năng của các chuyển mạch thoại lớp 4 và lớp 5 với các cổng VoIP, hoạt động trên môi trường máy tính mở chuẩn.

Softswitch là một phương pháp mới trong chuyển mạch thoại, giúp khắc phục những hạn chế của các tổng đài truyền thống Công nghệ này không chỉ giảm chi phí cho các tổng đài chuyển mạch nội hạt mà còn tạo ra sự khác biệt về dịch vụ giữa các nhà cung cấp Hơn nữa, Softswitch đơn giản hóa quá trình chuyển đổi từ mạng truyền thống sang mạng hỗ trợ thoại gói end-to-end trong tương lai.

Theo Alcatel, Softswitch là khái niệm tách biệt phần cứng mạng khỏi phần mềm mạng Trong mạng chuyển mạch kênh truyền thống, phần cứng và phần mềm gắn bó chặt chẽ với nhau, chủ yếu phục vụ cho thông tin thoại Tuy nhiên, mạng chuyển mạch gói, với hiệu quả cao hơn, sử dụng giao thức Internet (IP) để định tuyến thông tin thoại và dữ liệu qua nhiều con đường và thiết bị chia sẻ khác nhau.

Mỗi nhà phát triển có cái nhìn khác nhau về Softswitch; các nhà cung cấp nhỏ thường chỉ nhấn mạnh vai trò của nó trong việc thay thế tổng đài nội hạt truyền thống Trong khi đó, những nhà cung cấp lớn như Nortel, Alcatel, và Cisco đã phát triển các giải pháp Softswitch toàn diện cho cả tổng đài nội hạt và tổng đài chuyển tiếp Bài viết này sẽ phân tích vai trò của Softswitch trong cả hai lĩnh vực ứng dụng này.

Softswitch đóng vai trò quan trọng trong việc thay thế tổng đài nội hạt, với phần mềm điều khiển xử lý cuộc gọi là yếu tố phức tạp nhất Phần mềm này không chỉ quyết định định tuyến cuộc gọi mà còn thực thi các chức năng xử lý cho hàng trăm dịch vụ khác nhau.

Hiện nay, các tổng đài sử dụng phần mềm điều khiển trên bộ xử lý liên kết chặt chẽ với phần cứng chuyển mạch vật lý Trong tương lai, việc triển khai điện thoại nội hạt trên nền mạng chuyển mạch gói sẽ gặp khó khăn do tổng đài không thể xử lý trực tiếp thông tin dạng gói, điều này tạo ra trở ngại lớn cho quá trình chuyển đổi Chúng ta cần làm việc với mạng xử lý cả thông tin thoại kênh và gói trong nhiều năm tới.

Một giải pháp cho vấn đề này là sử dụng các thiết bị có khả năng chuyển mạch thông tin cả ở dạng kênh và dạng gói, kết hợp với phần mềm xử lý cuộc gọi được cài đặt sẵn Mặc dù phương pháp này có thể hỗ trợ trong giai đoạn chuyển đổi, nhưng nó không giúp giảm giá thành và cũng không tạo ra sự khác biệt về dịch vụ.

Các nhà nghiên cứu viễn thông khuyến nghị tách chức năng xử lý cuộc gọi khỏi thiết bị chuyển mạch vật lý, kết nối chúng qua giao thức chuẩn Trong mô hình Softswitch, Media Gateway (MG) đảm nhận chức năng chuyển mạch vật lý, trong khi Media Gateway Controller (MGC) quản lý điều khiển cuộc gọi Việc tách biệt này được khẳng định là giải pháp tối ưu dựa trên một số lý do quan trọng.

Việc tách biệt chức năng điều khiển và chuyển mạch đã mở ra cơ hội cho các công ty nhỏ và linh hoạt, cho phép họ tập trung vào phần mềm xử lý cuộc gọi hoặc phần mềm chuyển mạch gói Điều này có thể tạo ra ảnh hưởng đáng kể trong ngành viễn thông, tương tự như những gì mà các nhà cung cấp lớn đã thực hiện trong quá khứ để kiểm soát thị trường.

Giải pháp phần mềm này hỗ trợ xử lý cuộc gọi cài đặt trên nhiều loại mạng khác nhau, bao gồm mạng chuyển mạch kênh và mạng gói, với việc sử dụng các khuôn dạng gói và phương thức truyền dẫn đa dạng.

Động lực cho các hệ điều hành và môi trường máy tính chuẩn giúp tiết kiệm đáng kể trong việc phát triển và ứng dụng phần mềm xử lý cuộc gọi.

Việc tách riêng chức năng cho phép phần mềm thông minh của nhà cung cấp dịch vụ điều khiển từ xa các thiết bị chuyển mạch tại trụ sở khách hàng, là yếu tố quan trọng giúp khai thác tối đa tiềm năng của mạng trong tương lai.

Softswitch không chỉ được ứng dụng trong tổng đài nội hạt mà còn hướng tới các tổng đài chuyển mạch kênh cấp cao hơn như Tandem và Transit Giải pháp chuyển mạch TDM hiện nay đang dần bộc lộ những nhược điểm trước nhu cầu ngày càng tăng về các dịch vụ mới, đặc biệt là dịch vụ dữ liệu.

Mô hình mạng tổng đài hiện nay thường bao gồm một mạng TDM cấp thấp (lớp 5) kết nối qua một mạng lưới trung kế phức tạp tới các tổng đài chuyển tiếp cấp cao hơn (lớp 3, 4) Khi thực hiện cuộc gọi giữa hai tổng đài cấp thấp, thông tin sẽ được truyền qua đường trung kế trực tiếp; nếu đường này đã đầy, cuộc gọi sẽ được định tuyến qua tổng đài chuyển tiếp Một số dịch vụ như truy cập hộp thư thoại hay quay số bằng giọng nói được định tuyến trực tiếp tới tổng đài chuyển tiếp để sử dụng tài nguyên tập trung Mặc dù kiến trúc này đã được cải tiến nhiều năm để phục vụ cho ứng dụng thoại, nhưng vẫn còn tồn tại một số giới hạn.

Kiến trúc tổng quát hệ thống chuyển mạch mềm

Here is the rewritten paragraph:Hình vẽ 3 miêu tả mô hình hệ thống phân phối theo kiểu không tập trung, trong đó trung tâm thông qua mạng xương sống chuyển mạch gói sử dụng hệ thống chuyển mạch mềm Môi trường trong hệ thống chuyển mạch kênh được thay thế bằng môi trường hệ thống Gateway, chuyển đổi luồng TDM sang các gói IP hoặc ATM Việc trao đổi khe thời gian hay ma trận chuyển mạch trong chuyển mạch kênh được thay thế bởi chính mạng đường trục chuyển mạch gói có khả năng cao, và hệ thống điều khiển chuyển mạch các khe thời gian thông qua ma trận chuyển mạch được thay thế bởi hệ thống chuyển mạch mềm nhằm điều khiển việc chuyển mạch và định hướng các gói dữ liệu giữa các Gateway thông qua mạng đường trục chuyển mạch gói.

Chuyển mạch mềm Dịch vụ mới

Giao thức điều khiển Gateway

Giao thức điều khiển Gateway

Hệ thống chuyển mạch mềm (softswitch) cung cấp các chức năng tương tự như hệ thống chuyển mạch kênh, nhưng được thiết kế đặc biệt cho mạng chuyển mạch gói và có khả năng kết nối với mạng PSTN Những đặc điểm nổi bật của hệ thống chuyển mạch mềm bao gồm tính linh hoạt trong việc xử lý cuộc gọi và khả

• Là hệ thống có khả năng lập trình để xử lý cuộc gọi và hỗ trợ các giao thức của mạng PSTN, ATM, và IP;

• Hoạt động trên nền các máy tính và các hệ điều hành thương mại;

• Điều khiển các Gateway trung kế ngoài (External TrunkingGateway), Gateway truy nhập (Access Gateway) và các Server truy nhập từ xa - RAS (Remote Access Server) ví dụ:

Softswitch kết hợp với Trunking Gateway có khả năng thay thế tổng đài Toll/Tandem (huyển mạch cấp 4) bằng việc cung cấp các dịch vụ VoIP, âm thanh và điện thoại trên ATM (VTOA) trong mạng trục.

+ Softswitch cùng với một Gateway truy nhập sẽ có thể tạo thành một mạng riêng ảo (VPN), PBX với dịch vụ VoIP trên mạng trục

+ Softswitch cùng với RAS cung cấp dịch vụ quản lý qua Modem sử dụng trung kế co - carrier

A Softswitch, along with a Trunking Gateway and a specialized Local Server, can effectively replace a Class 5 switch for local exchange, providing VoIP and VTOP services over the backbone network.

Nó tái sử dụng các dịch vụ IN thông qua một giao diện danh bạ mở và linh hoạt Cụ thể, nó cung cấp một cấu trúc khởi tạo danh bạ cho phép truy cập vào các hệ thống quản lý dữ liệu quan hệ như RDBMS, LDAP và TCAP.

• Cung cấp các giao diện lập trình ứng dụng mở API cho các nhà phát triển thứ 3 third party nhằm tạo các dịch vụ thế hệ sau.-

• Nó có chức năng lập trình cho các hệ thống Back office như:

• Có hệ thống quản lý tiên tiến trên cơ sở các máy chủ (Policy - Server - Based) cho tất cả các module phần mềm.

+ Giao diện SNMP 2.0 được nhìn thấy bởi tất cả các module phần mềm

+ Cơ chế ngôn ngữ đặc tả, hệ thống ghi và chính sách khách hàng

Softswitch là thành phần chính trong mạng thế hệ mới với chức năng chuyển mạch và điều khiển cuộc gọi Khác với tổng đài điện tử, lưới lưu lượng cuộc gọi trong chuyển mạch mềm không đi qua Softswitch, mà các đầu cuối trực tiếp trao đổi dữ liệu với nhau thông qua kết nối RTP trong cuộc gọi VoIP Để hiểu rõ hơn về vai trò của softswitch, chúng ta có thể xem xét quá trình thiết lập cuộc gọi Khi máy điện thoại SIP quay số đến máy điện thoại analog qua Access gateway, Softswitch cùng với máy điện thoại SIP và gateway sẽ trao đổi các bản tin báo hiệu cuộc gọi SIP Sau khi hoàn tất thủ tục báo hiệu, máy điện thoại SIP và Access gateway sẽ thiết lập kết nối RTP để trực tiếp trao đổi các gói dữ liệu thoại mà không cần sự can thiệp của softswitch.

Hình 3.2: Thiết lập cuộc gọi

Mạng chuyển mạch mềm là một hệ thống xử lý tập trung các tài nguyên phân tán theo cách logic Việc chuyển mạch cuộc gọi trên nền tảng mạng chuyển mạch gói mang lại nhiều lợi ích nổi bật mà chúng ta sẽ tiếp tục khám phá.

So sánh với chuyển mạch kênh truyền thống

Tổng đài chuyển mạch kênh là thiết bị phức tạp, có chức năng số hoá tín hiệu thoại từ các thuê bao Analog và thực hiện chuyển mạch, ghép các luồng tín hiệu số PCM Hệ thống này cho phép các thuê bao kết nối trực tiếp đến trung tâm chuyển mạch.

Hơn nữa, Softswitch tạo ra sự liên kết giữa mạng IP và mạng PSTN truyền thống, điều khiển và chuyển mạch lưu lượng hỗn hợp thoại – dữ liệu – video

Media Gateway Điểu khiển cổng truyền thông MGC

Hình 3.3: Thành phần của hệ thống chuyển mạch mềm

Giám sát trạng thái thuê bao

Yêu cầu Tone chuông bị gọi ( , HAC) để thiết lập hay giải phóng kết nối

Khối chuyển mạch Giao tiếp trung kế

Hình 3.4: Hoạt động chuyển mạch kênh truyền thống Điều khiển cổng truyền thông - MGC

Giám sát trạng thái thuê bao DTMF

Yêu cầu Tone chuông bị gọi ( , HAC) để thiết lập hay giải phóng kết nối

Giao tiếp trung kế chuyển mạch kênh hoặc gói

Giao tiếp thuê bao chuyển mạch kênh hoặc gói

Hình 3.5: Hoạt động chuyển mạch mềm

Trên hình 3.5 là các module của một hệ thống chuyển mạch mềm bao gồm:

• SS7/IP Gateway, MG (Media Gateway);

• Khối tính c ớc và cơ sở dữ liệu.ư

MGC là phần cốt lõi của hệ thống chuyển mạch NGN, khác biệt so với tổng đài truyền thống Softswitch hoạt động trên nền tảng máy tính chuẩn, trong đó mọi chức năng chuyển mạch đều do phần mềm đảm nhận.

Hình 3.4 và 3.5 sẽ cho chúng ta thấy đặc điểm phân biệt cơ bản trong hoạt động của hệ thống chuyển mạch mềm so với chuyển mạch kênh truyền thống

Bảng 3.1 cung cấp cái nhìn tổng quát về sự khác biệt giữa chuyển mạch mềm và chuyển mạch kênh truyền thống So với tổng đài PSTN, Softswitch mang lại nhiều ưu điểm vượt trội trong việc quản lý cuộc gọi và tối ưu hóa tài nguyên mạng.

Chuyển mạch Phần mềm tập trung Phần mềm phân tán Kiến trúc Phân tán, theo các chuẩn mở

Tùy theo nhà sản xuất

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

Khả năng thay đổi Mềm dẻo Khó khăn

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

Khả năng nâng cấp Rất cao Rất tốt, tuy có hạn chế Giá thành của cấu hình cơ bản

Thấp, giá thành thay đổi tùy theo số lượng thuê bao Cấu hình cơ

Rất cao, tổng đài PSTN không thích hợp cho mạng doanh nghiệp bản có thể sử dụng cho mạng doanh nghiệp Truyền thông đa phương tiện

Hội nghị truyền hình Tốt hơn Có

Lưu lượng Thoại, fax, dữ liệu, video

Chủ yếu là thoai và fax Độ dài cuộc gọi Không hạn chế Ngắn (chỉ vài phút)

Bảng 3.1: So sánh giữa chuyển mạch mềm và chuyển mạch kênh truyền thống

CHIẾN LƯỢC PHÁT TRIỂN MẠNG NGN CỦA VNPT 69

Nguyên tắ thực hiện triển khai mạng NGN c

CHIẾN LƯỢC PHÁT TRIỂN MẠNG NGN CỦA VNPT

Trong các chương trước, chúng ta đã khám phá mạng viễn thông Việt Nam và mạng thế hệ sau NGN cùng với hoạt động của nó Việc chuyển đổi từ mạng viễn thông hiện tại sang mạng NGN là một xu hướng phát triển tất yếu Chương này sẽ trình bày chiến lược phát triển mạng NGN của ngành viễn thông Việt Nam, với việc xây dựng phụ thuộc vào tình hình mạng cụ thể và quan điểm của nhà khai thác Chúng ta sẽ xem xét hai quan điểm: xây dựng dựa trên mạng hiện tại và xây dựng một mạng hoàn toàn mới.

4.2 NGUYÊN TẮC THỰC HIỆN TRIỂN KHAI MẠNG NGN

Quá trình chuyển đổi từ mạng hiện tại sang mạng NGN cần đảm bảo các yêu cầu sau:

Mạng cần có cấu trúc đơn giản, giảm thiểu số cấp chuyển mạch và chuyển tiếp truyền dẫn để nâng cao hiệu quả sử dụng, cải thiện chất lượng mạng và giảm chi phí khai thác cũng như bảo trì Cấu trúc tổ chức mạng không bị ràng buộc bởi địa giới hành chính, trong khi cấu trúc chuyển mạch phải đảm bảo an toàn và dựa trên công nghệ chuyển mạch gói.

- Hệ thống quản lý mạng, dịch vụ phải có tính tập trung cao

- Việc chuyển đổi phải thực hiện từng bước và phải theo nhu cầu của thị trường

- Hạn chế đầu tư các kỹ thuật phi NGN cùng lúc với việc triển khai và hoàn thiện các công nghệ mới

- Phải bảo toàn vốn đầu tư của VNPT

Để chuyển sang mạng NGN, cần xác định các giai đoạn cần thiết và áp dụng các sách lược phù hợp cho từng giai đoạn Điều này giúp đảm bảo việc triển khai mạng NGN diễn ra ổn định và an toàn.

- Dịch vụ phải đa dạng, có giá thành thấp Thời gian đưa dịch vụ mới ra thị trường được rút ngắn

- Giảm chi phí khai thác mạng và dịch vụ

- Nâng cao hiệu quả đầu tư

- Tạo ra những nguồn doanh thu mới, không phụ thuộc vào nguồn doanh thu từ các dịch vụ truyền thống

4.2.3 Quá trình chuyển đổi từng bước

Để đảm bảo chất lượng dịch vụ, cần ưu tiên giải quyết vấn đề phân tải lưu lượng Internet cho các tổng đài chuyển mạch nội hạt Việc này sẽ giúp cung cấp dịch vụ truy nhập băng rộng, bao gồm cả truy nhập Internet tốc độ cao, tại các thành phố lớn trước tiên.

- Tạo cơ sở hạ tầng thông tin băng rộng để phát triển các dịch vụ đa phương tiện, phục vụ chương trình chính phủ điện tử, … của quốc gia

- Ưu tiên thực hiện trên mạng liên tỉnh trước nhằm đáp ứng nhu cầu về thoại và tăng hiệu quả sử dụng các tuyến truyền dẫn đường trục

- Mạng nội tỉnh thực hiện có trọng điểm tại các thành phố có nhu cầu truyền số liệu, truy nhập Internet băng rộng

- Lắp đặt các thiết bị chuyển mạch thế hệ mới, các máy chủ để phục vụ các dịch vụ đa phương tiện chất lượng cao.

Hướng phát triển mạng NGN đối với các nhà cung cấp dịch vụ khác nhau

Có 2 hướng để phát triển mạng NGN: xây dựng một mạng NGN hoàn toàn mới và xây dựng mạng NGN dựa trên cơ sở mạng hiện có Tùy vào hiện trạng của mạng hiện tại và quan điểm của nhà khai thác mà giải pháp thích hợp sẽ được ứng dụng Trước hết sẽ xét 2 quan điểm trên dựa vào yếu tố sự phát triển mạng phát triển dịch vụ qua các hình sau:

Các dịch vụ hiện tại của mạng hiện tại

Các dịch vụ phát triển tiếp theo của mạng hiện tại

Các dịch vụ phát triển tiếp theo của mạng thế hệ sau

Sự phát triển dịch vụ

Hình 4.1: Xu hướng phát triển mạng và dịch vụ theo quan điểm dựa trên cơ sở mạng hiện tại

Các dịch vụ hiện tại của mạng hiện tại

Các dịch vụ của mạng thế hệ sau

Các dịch vụ phát triển tiếp theo của mạng thế hệ sau

Sự phát triển dịch vụ

Việc xây dựng mạng NGN tại Việt Nam đang diễn ra theo hai góc độ chính, với 4 xu hướng phát triển mạng và dịch vụ Những xu hướng này nhằm hướng tới việc tạo ra một mạng lưới hoàn toàn mới, đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của người dùng và cải thiện chất lượng dịch vụ.

There are two distinct types of service providers in the industry: traditional service providers, known as Established Service Providers (ESP), and newer service providers, which include Internet Service Providers (ISP) and Application Service Providers (ASP).

4.3.1 Nhà cung cấp dịch vụ cố định ESP (Established Service

Provider) 4.3.1.1 Đối với mạng cố định

- Giảm số lượng các phần tử mạng xếp chồng, tối ưu hóa mạng PSTN

- Tổ chức lại mạng để có năng lực xử lý dịch vụ băng rộng

Triển khai các chuyển mạch thế hệ mới bắt đầu với việc áp dụng VoATM ở mức quá giang, nhằm xử lý lưu lượng Internet và kết nối lưu lượng mạng di động, đồng thời quản lý các lưu lượng không thể dự đoán trước.

Xây dựng một mạng đường trục duy nhất là bước quan trọng trong việc triển khai các cổng tích hợp VoATM-GW và VoIP GW Cần áp dụng các giao thức chuyển mạch mềm như MeGaCo, MGCP, SIP, SIGTRAN và BICC để định hướng chuyển mạch quá giang sang mạng NGN Đồng thời, việc lắp đặt các cổng điều khiển phương tiện MGC sẽ hỗ trợ thực hiện chuyển đổi mạng NGN ở cấp quá giang.

4.3.1.2 Đối với mạng truy nhập

Triển khai các dịch vụ đa phương tiện là bước khởi đầu quan trọng, bao gồm cung cấp dịch vụ truy cập băng rộng ADSL Đồng thời, việc áp dụng công nghệ chuyển mạch mềm và khối tập trung thuê bao thế hệ mới với hỗ trợ băng rộng cũng sẽ được thực hiện.

Chúng tôi sẽ triển khai các ứng dụng đa phương tiện cho ADSL, UMTS và điện thoại IP Khi chi phí chuyển mạch trong NGN giảm so với chuyển mạch kênh và QoS được chuẩn hóa, chúng tôi sẽ thêm các đường dây điện thoại và chuyển kết nối từ các bộ tập trung thuê bao truyền thống sang mạng truy nhập NGN Đồng thời, chúng tôi sẽ lắp đặt chuyển mạch mềm cho tổng đài nội hạt và thiết lập các Access Gateway để kết nối mạng hiện tại với mạng lõi chuyển mạch gói của NGN.

4.3.1.3 Yêu cầu đối với mạng

Để đảm bảo hiệu quả trong việc triển khai mạng, cần đáp ứng yêu cầu về độ tin cậy và khả năng mở rộng, đồng thời tối ưu hóa việc sử dụng các nguồn tài nguyên mạng.

4.3.2 Nhà cung cấp dịch vụ mới ISP/ ASP (Internet Service Provider/ Application Service Provider)

Các nhà khai thác đã tận dụng hạ tầng chuyển mạch gói sẵn có để xây dựng mạng NGN một cách thuận lợi Trong quá trình này, họ lắp đặt các cổng điều khiển phương tiện MGC, server truy cập mạng NAS và server truy cập băng rộng BRAS, đồng thời áp dụng các giao thức báo hiệu như SIP, H.323, SIGTRAN cho VoIP và các giao thức mới cho mạng Cấu trúc mạng cần giảm bớt các cấp chuyển mạch, đặc biệt là các tổng đài nội hạt, và chuyển đổi các thuê bao sang thuê bao NGN Như vậy, các ESP đang xây dựng mạng thế hệ sau dựa trên hạ tầng mạng hiện tại, trong khi các ISP/ASP có quan điểm khác.

Các giải pháp đề xuất cho việc phát triển mạng của VNPT

4.4.1 Giải pháp xây dựng NGN trên cơ sở mạng hiện tại

4.4.1.1 Nội dung của giải pháp:

Cơ sở hạ tầng mạng hiện tại đang được tổ chức lại và phát triển dần dần, với việc nâng cấp các thiết bị chuyển mạch hiện có (công nghệ TDM) để hỗ trợ các dịch vụ mới chất lượng cao như video và dữ liệu Đồng thời, có thể bổ sung một số chuyển mạch đa dịch vụ (chuyển mạch mềm) tại các nút mạng chính, đặc biệt là trung tâm điều khiển và ứng dụng của các vùng lưu lượng Giải pháp này bao gồm hai phương án con để tối ưu hóa hiệu suất mạng.

Phương án này được thiết kế cho các nhà khai thác mạng có nhu cầu hiện đại hóa và mở rộng mạng lưới một cách nhanh chóng Quy trình thực hiện bao gồm bốn bước cụ thể.

Để triển khai mạng thoại TDM, cần thiết lập mạng truyền dẫn SDH và mạch chuyển mạch ATM, đồng thời bổ sung thiết bị telephony server để quản lý thoại Đối với mạng số liệu, giữ nguyên kỹ thuật IP/MPLS hoặc ATM/FR và trang bị thêm các cổng gateway để kết nối giữa mạng thoại và mạng số liệu tại các nút biên mạng.

Để nâng cao hiệu quả mạng thoại, cần tiếp tục phát triển kỹ thuật SDH và ATM, đồng thời chuyển đổi mạng số liệu thành mạng đa dịch vụ IP/MPLS Việc tăng cường khả năng của các cổng giao tiếp tại các nút biên mạng là rất quan trọng, vì chúng kết nối mạng đa dịch vụ với mạng thoại Hơn nữa, việc trang bị thêm máy chủ điện thoại IP sẽ giúp quản lý mạng đa dịch vụ một cách hiệu quả hơn.

Bước 3 là xây dựng một mạng thống nhất cho thoại và dữ liệu, mặc dù chưa hoàn toàn tích hợp đa dịch vụ Mạng PSTN sử dụng TMD sẽ không còn tồn tại riêng biệt, mà sẽ tiếp tục được tích hợp và phát triển thành mạng đa dịch vụ IP/MPLS.

Bước 4 là hình thành mạng tích hợp đa dịch vụ hoàn toàn, trong đó mạng đa dịch vụ IP/MPLS trở thành nền tảng chính để phát triển Telephony server và IP telephone server sẽ đảm nhận vai trò quản lý mạng đa dịch vụ này.

Phương án này được thiết kế dành cho các nhà khai thác mạng có nhu cầu hiện đại hóa và mở rộng mạng lưới trong thời gian dài Quy trình thực hiện bao gồm 4 bước cụ thể.

Bước 1: Ngừng phát triển mạng thoại TDM và duy trì mạng dữ liệu với công nghệ chuyển mạch gói IP/MPLS hoặc ATM/FR, đồng thời trang bị thêm các cổng gateway để nâng cao hiệu suất.

Bước 2 đến bước 4 giống các bước 2, 3, 4 của phương án 1.

- Giá thành đầu tư ban đầu thấp

- Có khả năng cung cấp dịch vụ mới, dịch vụ truy nhập băng rộng.

- Bảo vệ tối đa nguồn vốn đã đầu tư trên mạng hiện tại

Việc nâng cấp các chuyển mạch từ TDM sang IP/ATM chỉ là bước đệm tạm thời và không thay đổi cơ bản công nghệ chuyển mạch cho các dịch vụ mới Điều này không giải quyết được vấn đề khả năng tạo dịch vụ mới và nguyên tắc tổ chức mạng thế hệ mới, dẫn đến nhiều vấn đề chuyển tiếp và tăng chi phí trong tương lai.

Chi phí đầu tư ban đầu thấp, nhưng chi phí vận hành và khai thác sẽ cao hơn so với mạng hiện tại, do thiếu sự quản lý thống nhất trong toàn mạng.

- Khả năng cạnh tranh kém khi xuất hiện các nhà khai thác thế hệ mới vì họ có cơ sở hạ tầng mạng NGN hoàn toàn mới

4.4.2 Giải pháp xây dựng NGN hoàn toàn mới

4.4.2.1 Nội dung của giải pháp

Giải pháp này tập trung vào việc duy trì mạng hiện tại mà không đầu tư phát triển thêm, đồng thời dồn nhân lực và tài lực vào việc triển khai các tổng đài đa dịch vụ thế hệ mới Mạng NGN cần đáp ứng các nhu cầu dịch vụ quen thuộc của khách hàng trước, sau đó mới triển khai các dịch vụ mới Việc phát triển nhiều dịch vụ mới trên nền tảng mạng NGN phải được cân bằng giữa cung và cầu Các nút chuyển mạch giữa hai mạng chỉ liên hệ hạn chế, chủ yếu phục vụ cho dịch vụ thoại IP qua các cổng giao tiếp Media Gateway.

- Thay đổi hoàn toàn cấu trúc mạng, tăng khả năng cạnh tranh

- Hoàn toàn sẵn sàng cung cấp dịch vụ mới, dịch vụ truy nhập băng rộng

- Thời gian triển khai nhanh chóng

- Quản lý thống nhất, tập trung.

- Giá thành đầu tư ban đầu cao.

- Rủi ro do dự báo nhu cầu vượt ngưỡng dẫn đến hậu quả đầu tư thấp, thời gian hoàn vốn lâu

- Tăng chi phí do phải tăng cường lực lượng lao động kỹ thuật mới 4.4.3 Nhận xét và đánh giá

Nhiều giải pháp đã được đề xuất để giúp các nhà khai thác chuyển đổi từ mạng truyền thống sang mạng thế hệ mới (NGN) Việc lựa chọn giải pháp phù hợp phụ

Nguyên tắ c tổ chức mạng của VNPT

Cấu trúc mạng thế hệ sau (NGN) của VNPT được xây dựng dựa trên phân bố thuê bao theo vùng địa lý, không theo địa bàn hành chính mà theo lưu lượng Mỗi vùng bao gồm nhiều khu vực, và mỗi khu vực lại có nhiều tỉnh thành, với số lượng tỉnh thành trong mỗi vùng tùy thuộc vào lưu lượng của các tỉnh thành đó Giả sử các thuê bao cùng loại có thời gian sử dụng như nhau, lưu lượng sẽ tỉ lệ thuận với số lượng thuê bao Mạng NGN của VNPT được chia thành 5 vùng lưu lượng dựa trên phân bố này.

- Vùng 1: các tỉnh phía Bắc trừ Hà Nội.

- Vùng 3: các tỉnh miền Trung và Tây Nguyên

- Vùng 4: Tp Hồ Chí Minh

- Vùng 5: các tỉnh phía Nam trừ Tp Hồ Chí Minh.

4.5.2 Tổ chức lớp ứng dụng và dịch vụ

Lớp ứng dụng và dịch vụ được tổ chức thành một cấp trên toàn mạng nhằm đảm bảo cung cấp dịch vụ nhanh chóng và đồng bộ đến tận tay khách hàng Số lượng nút ứng dụng/dịch vụ phụ thuộc vào lưu lượng và loại hình dịch vụ hiện có Các nút này được kết nối qua Gigabit Ethernet 1+1 với nút điều khiển, và cả hai loại nút đều được đặt tại các trung tâm mạng NGN ở Hà Nội và TP.HCM, giúp dễ dàng cung cấp dịch vụ mới cho khách hàng.

4.5.3 Tổ chức lớp điều khiển

Lớp điều khiển được tổ chức thành một cấp cho toàn mạng, thay vì 4 cấp như hiện nay, giúp giảm thiểu các cấp mạng và tối ưu hóa năng lực xử lý cuộc gọi của thiết bị điều khiển thế hệ mới Số lượng nút điều khiển phụ thuộc vào lưu lượng từng vùng và được tổ chức thành cặp (2 mặt phẳng A và B) để đảm bảo an toàn cho mạng Mỗi nút điều khiển kết nối với một cặp nút chuyển mạch ATM+IP đường trục, với yêu cầu mỗi vùng phải có ít nhất 2 nút điều khiển trong giai đoạn đầu.

Hà Nội Tp Hồ Chí Minh

Lớp ứng dụng và dịch vụ

Hình 4.3: Tổ chức lớp ứng dụng/dịch vụ và lớp điều khiển

4.5.4 Tổ chức lớp truyền tải

Lớp truyền tải có chức năng truyền tải lưu lượng ở cả 2 dạng ATM và

IP Trong chiến lược phát triển mạng NGN của VNPT, lớp này được tổ chức thành 2 cấp: cấp đường trục (quốc gia) và cấp vùng

Hà Nội Tp Hồ Chí Minh

Lớp ứng dụng và dịch vụ

ATM+IP ATM+IP ATM+IP

ATM+IP Vòng ring SDH

Bộ tập trung ATM/IP Bộ tập trung ATM/IP

Bộ truy nhập Bộ truy Router nhập

> 155 Mbps Điện thoại truyền thống POTS, ATM, FR, X.25, VoIP, xDSL

Hình 4.4: Tổ chức lớp truyền tải 4.5.4.1 Cấp đường trục (cấp quốc gia)

Cấp này được tổ chức thành hai mặt phẳng nhằm đảm bảo an toàn cho mạng, với nhiệm vụ chuyển mạch cuộc gọi giữa các vùng lưu lượng Các thành phần chính bao gồm các nút chuyển mạch đường trục ATM+IP và các tuyến truyền dẫn, kết nối chéo giữa các nút đường trục với khả năng tối thiểu là 2.5 Gbps Số lượng và quy mô các nút chuyển mạch phụ thuộc vào lưu lượng phát sinh trên đường trục Trong giai đoạn đầu, các nút chuyển mạch được trang bị khả năng chuyển mạch ATM dưới 20 Gbps và khả năng định tuyến tối đa đạt 300 triệu gói/giây, được đặt tại các trung tâm truyền dẫn liên tỉnh VTN.

Các thành phần ở cấp vùng bao gồm các nút chuyển mạch nội vùng ATM+IP và bộ tập trung nội vùng, có nhiệm vụ đảm bảo việc chuyển mạch cuộc gọi trong khu vực và giữa các vùng khác nhau Các nút chuyển mạch này được kết nối tối thiểu ở tốc độ 155 Mbps và được đặt tại các tổng đài chủ Host, kết nối với nhau theo dạng vòng ring Ngoài ra, chúng còn được nối đến các nút chuyển mạch đường trục ở cả hai mặt phẳng thông qua các tuyến truyền dẫn nội vùng với tốc độ 155 Mbps Quan trọng là các nút chuyển mạch nội vùng cần tích hợp tính năng phù hợp để hoạt động hiệu quả.

Máy chủ truy nhập băng rộng từ xa BRAS (Broadband Remote Access Server) đóng vai trò là điểm truy nhập IP POP băng rộng cho các thuê bao xDSL Trong giai đoạn đầu, số lượng và quy mô các nút chuyển mạch phụ thuộc vào nhu cầu dịch vụ tại khu vực, với khả năng chuyển mạch tối đa 2.5 Gbps và định tuyến không quá 500 ngàn gói/giây Các bộ tập trung ATM/IP kết nối với các nút chuyển mạch nội vùng qua các tuyến dẫn tối thiểu 155 Mbps, đồng thời kết nối đến các bộ truy nhập ở lớp truy nhập bằng các tuyến n*E1 Nhiệm vụ của các bộ tập trung này là tập trung các luồng E1 thành luồng ATM và được đặt tại các điểm truyền dẫn nội tỉnh Quy mô và số lượng các bộ tập trung phụ thuộc vào số nút truy nhập và số thuê bao của các nút này.

4.5.5 Tổ chức lớp truy nhập

Lớp truy nhập bao gồm các nút truy nhập hữu tuyến và vô tuyến, được tổ chức độc lập với địa giới hành chính Các nút truy nhập vùng lưu lượng sẽ được kết nối đến các nút chuyển mạch đường trục tương ứng thông qua nút chuyển mạch nội vùng, mà không kết nối với các nút chuyển mạch của vùng khác Kết nối giữa nút truy nhập và nút chuyển mạch nội vùng sử dụng các kênh có tốc độ phụ thuộc vào số lượng thuê bao tại nút truy nhập (n*E1) Thiết bị truy nhập thế hệ mới cần có khả năng cung cấp các dịch vụ như POTS, ATM, IP, FR, IP VPN, xDSL, VoIP, và VoATM.

Dịch vụ ứng dụng - Điều khiển

IP/MPLS IP/MPLS IP/MPLS

IP/MPLS IP/MPLS IP/MPLS

IP/MPLS IP/MPLS IP/MPLS IP/MPLS IP/MPLS

Kết nối với mạng hiện thời

Phân cấp theo tổng đài

Hình 5: 4 Lộ trình chuyển đổi

Trong giai đoạn này, chúng ta tiến hành lắp đặt các nút điều khiển và nút dịch vụ, cùng với một phần mạng đường trục Hai nút điều khiển và hai nút dịch vụ sẽ được trang bị tại miền Bắc (Hà Nội) và miền Nam (TP Hồ Chí Minh), với năng lực xử lý mỗi nút trên 4 triệu BHCA, tương đương 240 ngàn kênh trung kế hoặc hơn 400 ngàn thuê bao Đối với chuyển mạch đường trục, sẽ lắp đặt ba nút tại Hà Nội, TP Hồ Chí Minh và Đà Nẵng, với mỗi điểm có nút đôi Các cổng trung kế Trunk Gateway và nút chuyển mạch nội vùng cũng sẽ được trang bị cho 11 tỉnh, thành phố có lưu lượng thông tin lớn, bao gồm Hà Nội, TP Hồ Chí Minh, Hải Phòng, Quảng Ninh, Huế, Đà Nẵng, Khánh Hòa, Bà Rịa Vũng Tàu, Đồng Nai, Bình Dương và Cần Thơ Ngoài ra, các nút truy cập NGN (với giải pháp tạm thời là nút truy cập xDSL) sẽ được lắp đặt để cung cấp dịch vụ Internet tốc độ cao tại các tổng đài Host trung tâm của các tỉnh này Như vậy, trong giai đoạn này, sẽ có mạng chuyển mạch liên vùng và nội vùng tại cả 5 vùng lưu lượng, và một phần lưu lượng thoại của mạng PSTN sẽ được chuyển sang mạng NGN.

Trong giai đoạn 2004-2005, mạng đường trục đã được hoàn chỉnh với việc triển khai dịch vụ truy nhập băng rộng xDSL tại tất cả các tỉnh, thành trong cả nước và lắp đặt các bộ tập trung chuyển mạch gói BRAS phục vụ cho dịch vụ truy nhập Internet qua xDSL Số lượng các bộ tập trung băng rộng và thiết bị truy nhập NGN cũng được tăng cường, đồng thời mở rộng vùng phục vụ của mạng NGN bằng cách tăng số nút điều khiển và số nút chuyển mạch Ngoài ra, tổ chức 2 mặt phẳng chuyển mạch cấp đường trục và chuyển mạch cấp vùng cũng được hoàn thiện, với việc lắp đặt thêm 2 tổng đài chuyển mạch lõi tại Hà Nội và Tp Hồ Chí Minh, và 1 trung tâm điều khiển chuyển mạch mềm tại Đà Nẵng.

Trong giai đoạn này, lớp điều khiển sẽ được hoàn thiện với việc bổ sung các nút chuyển mạch cấp đường trục và nút điều khiển, tạo thành hai mặt phẳng chuyển mạch A và B đầy đủ Nhiệm vụ chính của lớp này là chuyển tải lưu lượng cho năm vùng lưu lượng, trong đó một phần lưu lượng của PSTN được chuyển qua mạng truyền thống, trong khi phần lớn được chuyển qua mạng NGN.

Kết luận

Xây dựng mạng NGN là xu hướng phát triển tất yếu của ngành viễn thông toàn cầu, và Việt Nam cũng không ngoại lệ Bài viết này trình bày giải pháp của ngành viễn thông Việt Nam trong việc phát triển mạng thế hệ mới NGN hiện tại Trong các giai đoạn tiếp theo, chiến lược xây dựng NGN có thể sẽ được điều chỉnh để phù hợp với thực tế.

ỨNG DỤNG MẠNG NGN CỦA VNPT TẠI VIỆT NAM

Giới thiệu chung

Mạng SURPASS không chỉ cung cấp dịch vụ VoIP cho mạng PSTN cổ điển mà còn mở rộng sang các ứng dụng đa phương tiện (Multimedia Application - MMA) Các nghiên cứu gần đây chỉ ra rằng MMA sẽ là xu hướng phát triển quan trọng trong tương lai.

- Price Erosion Revenues p Y in Europe ( in Billion Euro )

Value Added Services play a more and more important role in providers daily business

Siemens đã phát triển ba bộ giải pháp ứng dụng MMA, bao gồm MMA_T2, MMA_T3 và MMA_3 Hiện tại, hệ thống MMA_T3 đang được lắp đặt tại VTN, cung cấp dịch vụ MMA dựa trên nền tảng tổng đài EWSD của Siemens.

Cấu hình cơ bản của mạng MMA:

Các dịch vụ trong mạng NGN

5.2.1 Các dịch vụ do hiQ9200 điều khiển

Các thành phần mạng trong các dịch vụ do hiQ9200 điều khiển bao gồm:

 hiQ9200 (Softswitch): điều khiển, báo hiệu, chuyển mạch và giám sát việc thiết lập cuộc gọi, đồng thời thực hiện việc tính cước

 hiG1000V3T (Gateway): là thành phần trung gian giữa mạng IP và mạng PSTN, chuyển đổi tính hiệu từ dạng kênh sang gói và ngược lại.

 hiR200: cung cấp thông báo cho các dịch vụ của mạng

 IP core : làm nhiệm vụ truyền dẫn (IP)

Prepaid Card Service (PPCS) là một dịch vụ IN (Intelligent Network) trong mạng Surpass

Có hai kiểu dịch vụ trả trước:

 Tài khoản thuê bao trả trước – Prepaid Subscriber Account

Thuê bao gắn với số điện thoại cố định sẽ có số điện thoại trả trước Để thực hiện cuộc gọi trả trước, người sử dụng cần được hệ thống nhận dạng qua A number.

 Tài khoản card trả trước Prepaid ard Account – C

Mỗi tài khoản thẻ trả trước có một số thẻ (CN) và số tiền khả dụng để thực hiện cuộc gọi Khi mua thẻ, người dùng cần cào lớp bảo vệ để lấy số CN Để thực hiện cuộc gọi, người dùng phải gọi đến dịch vụ 1719, nhập số CN để kiểm tra tài khoản trước khi thực hiện cuộc gọi.

Người sử dụng có thể dùng account này ở bất kỳ máy điện thoại nào (nhưng trong cùng một thời điểm chỉ dùng được một máy)

Hình 5.3: mô hình dịch vụ prepaid card

5.2.1.2 Toll Free Service (dịch vụ 1800)

Dịch vụ Toll Free cho phép thực hiện cuộc gọi miễn phí đến nhiều đích khác nhau qua một số truy cập duy nhất Người nhận cuộc gọi sẽ chịu phí, trong khi người gọi không bị tính cước hoặc chỉ phải trả cước nội hạt nếu cuộc gọi là liên tỉnh.

Khi sử dụng dịch vụ số Toll Free, hệ thống sẽ chuyển đổi số này thành một số đích cụ thể, giúp kết nối thuê bao A đến số đích đó Quá trình chuyển đổi dựa trên cơ sở dữ liệu được khai báo trên thiết bị hiQ9200, dựa vào hai thông số quan trọng.

 ORD (Origination Dependancy) : gốc của cuộc gọi

 TID (Time Dependancy) thời gian thực hiện cuộc gọi

Với một thuê bao Toll Free có thể khai báo tối đa 10 số đích (Destination Number)

Như vậy, tùy theo địa điểm và thời gian thực hiện cuộc gọi mà khách hàng sẽ được kết nối tới một số điện thoại tương ứng

IP Core Network SURPASS hiG 1000 V3T

1 Setup requests is sent via ISUP to hiQ 9200

2 Database check and converts to destination directory

2 Database check and converts to destination directory number base on a number of factors:

- Dependency on the origin of the call.

- Dependency on time of day

1 S er vi ce ac ce ss co de se nd v ia SS 7

Hình 5.4: sơ đồ thiết lập cuộc gọi dịch vụ 1800

Sơ đồ thiết lập cuộc gọi:

(1) Người gọi quay số truy nhập (1800) + số dịch vụ SDN (service destination number)

(2) Cuộc gọi được định tuyến tới hiQ9200 Dịch vụ Toll Free được kích hoạt tại hiQ9200

(3) Số dịch vụ SDN sẽ được kiểm tra tại cơ sở dữ liệu của hiQ9200 Sau đó sẽ được hiQ9200 chuyển thành số đích tương ứng

(4) Cuộc gọi sẽ được thiết lập tới số đích và được giám sát bởi hiQ9200

5.2.1.3 Lựa chọn dịch vụ tự động – Automatic Service Selection

(dịch vụ 1900) Đây là dịch vụ mà sau khi khách hàng quay mã dịch vụ, ví dụ

Dịch vụ 19001221 sẽ cung cấp một menu lựa chọn từ 1 đến 9, cho phép khách hàng kết nối đến số đích hoặc server tương ứng Ưu điểm nổi bật của dịch vụ này là khách hàng chỉ cần nhớ một số điện thoại duy nhất, thay vì phải ghi nhớ nhiều số khác nhau.

IN service number 1900: 3 Dial Selected Service

1 Setup request is sent via ISLP to hiQ9200

2 Database check and forward to announcement

1 Service access code sent via SS7

3 Digit selected Automatic Service Selection – 1900 Service

Hình 5.5: Sơ đồ thiết lập cuộc gọi dịch vụ 1900

5.2.2 Các dịch vụ do hiQ4000 điều khiển

Các thành phần của mạng:

 hiQ4000 OSP (Open Service Platform) : điều khiển, giám sát chung cho toàn mạng;

 hiQ30 – LDAP server: chứa database;

 EWSD: làm nhiệm vụ chuyển mạch;

 hiG1000V2P: gateway, chuyển đổi TDM-IP

5.2.2.1 Call Waiting Internet (CWI) Đây là dịch vụ mà khách hàng có thể nhận cuộc gọi trong khi đang dùng đường điện thoại để vào Internet mà vẫn không phải ngắt kết nối ra.

When customers utilize this service, they will run the SurfOne software on their computers The SurfOne client automatically disables the Call Waiting (CW) feature and activates the Call Forwarding on Busy (CFB) function at the connected exchange, subsequently dialing the number to connect to the internet.

Surfone Client hiG 9200 TIF hiQ 30 hiQ 4000

1 SIP: REGISTER 2:SIP RESPONSE [200]:OK

8 SIP RESPONSE [200] OK (CM Response) hiQ 4000 5 Check authorization

3 CFB TO IN number over Trunk

2 SS7 Call To Surfone Cilent hiG 1000 RTP/

Người sử dụng có thể thực hiện cuộc gọi ngay, hoặc hẹn giờ (ví dụ hẹn đúng đến 8h sáng sẽ thực hiện cuộc gọi)

WebDial Page Server HTTP(S) hiQ30

IP Network hiQ 4000 Calling Party hiG 1000 VxP PRI

CallCenter của VietNam Airline tời hành khách đó Cuộc gọi có thể là phone to phone hay pc to phone

SS7 ISUP TDM Trunk PSTN Network

Mạng NGN là yếu tố thiết yếu cho sự phát triển của các doanh nghiệp viễn thông, giúp họ trở thành nhà cung cấp dịch vụ mới trong bối cảnh cạnh tranh và hội nhập, đồng thời duy trì một số dịch vụ cũ như VoIP Với ưu điểm nổi bật là tích hợp mạng cố định, di động và Internet trên nền tảng hạ tầng mạng IP Softswitch, NGN sử dụng công nghệ truyền dẫn DWDM, cho phép cung cấp dịch vụ đa dạng và bao trùm gần như toàn bộ các dịch vụ của mạng hiện có.

Luận văn này cung cấp cái nhìn sâu sắc về mạng NGN và các dịch vụ liên quan, giúp những người làm trong lĩnh vực Viễn thông như em hiểu rõ hơn về tiềm năng của mạng Từ đó, nó làm cơ sở cho việc xây dựng các chiến lược triển khai và phát triển hiệu quả, phù hợp với tình hình phát triển và hội nhập công nghệ Viễn thông và Công nghệ thông tin của Việt Nam với các nước trong khu vực và toàn cầu.

Một lần nữa em xin gởi lời cám ơn chân thành của mình tới PGS TS

Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Nguyễn Quốc Trung, người đã trực tiếp hướng dẫn tôi hoàn thành luận văn, cùng tập thể các thầy cô tại Trung tâm bồi dưỡng và đào tạo sau đại học trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Sự hỗ trợ từ bạn bè, đồng nghiệp và người thân đã tạo điều kiện và đóng góp ý kiến quý báu, giúp tôi tự tin hoàn thiện luận văn này.

Hà Nội, năm 200 v Sinh iên