do_an_mang_the_he_sau_ngn_6563

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC . KHOA . ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đề tài: Tổng quan về các giao thức báo hiệu và điều khiển trong mạng NGN Giáo viên hướng dẫn: Sinh viên thực hành: Lớp: . MSSV: . MỤC LỤC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT i Chương 1. 3 TỔNG QUAN VỀ MẠNG THẾ HỆ SAU NGN 3 1.1. SỰ RA ĐỜI VÀ CÁC ĐỘNG LỰC THÚC ĐẨY SỰ PHÁT TRIỂN CỦA NGN 3 1.1.1. Sự ra đời của mạng thế hệ sau NGN 3 1.1.2. Các động lực thúc đẩy sự phát triển của mạng NGN .4 1.2. KHÁI NIỆM VÀ CÁC ĐẶC ĐIỂM CỦA NGN .5 1.2.1. Khái niệm 5 1.2.2. Các đặc điểm của mạng NGN 7 1.3. KIẾN TRÚC MẠNG NGN .8 1.3.1. Kiến trúc chức năng của mạng NGN 8 1.3.2. Cấu trúc vật lý .11 1.4. CÁC PHẦN TỬ TRONG MẠNG NGN 12 1.4.1. Media Gateway (MG) .12 1.4.2. Media Gateway Controller (MGC) .13 1.4.3. Signalling Gateway (SG) 15 1.4.4. Hệ thống thiết bị truyền tải 15 1.4.5. Hệ thống thiết bị truy nhập .15 1.5. CÁC GIAO THỨC BÁO HIỆU VÀ ĐIỀU KHIỂN TRONG MẠNG NGN 16 Chương 2. 18 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG BÁO HIỆU SỐ 7 18 2.1. VAI TRÒ CỦA HỆ THỐNG BÁO HIỆU SỐ 7 (CCS7) .18 2.2. CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN CỦA HỆ THỐNG CCS7 18 2.3. CÁC KHỐI CHỨC NĂNG CHÍNH CỦA CCS7 .19 2.3.1. Sơ đồ khối chức năng .19 2.3.2. Mối tương quan giữa CCS7 và mô hình OSI 20 2.4. PHẦN CHUYỂN GIAO BẢN TIN – MTP 21 2.4.1. MTP mức 1 (đường số liệu báo hiệu) .21 2.4.2. MTP mức 2 (chức năng đường báo hiệu) .22 2.4.3. MTP mức 3 (chức năng mạng báo hiệu) 22 2.5. PHẦN ĐIỀU KHIỂN ĐẤU NỐI BÁO HIỆU – SCCP 23 2.5.1. Các dịch vụ của SCCP 23 2.5.2. Cấu trúc chức năng của SCCP 23 2.5.3. Các thủ tục báo hiệu .24 2.6. PHẦN ỨNG DỤNG KHẢ NĂNG GIAO DỊCH – TCAP 26 2.6.1. Cấu trúc của TCAP .26 2.6.2. Các hoạt động của TCAP .28 Chương 3. 29 TRUYỀN TẢI BÁO HIỆU SỐ 7 QUA MẠNG IP – SIGTRAN 29 3.1. GIỚI THIỆU CHUNG 29 3.2. GIỚI THIỆU VỀ SIGTRAN .31 3.3. ĐỘNG LỰC PHÁT TRIỂN GIAO THỨC TRUYỀN TẢI MỚI 32 3.4. GIAO THỨC ĐIỀU KHIỂN LUỒNG TRUYỀN TẢI – SCTP 32 3.4.1. Tổng quan về kiến trúc của SCTP 32 3.4.2. Tổng quan về chức năng của SCTP 33 3.4.3. Khuôn dạng tiêu đề chung của SCTP .34 3.5. M2PA .35 3.6. M2UA 36 3.7. SO SÁNH M2PA VÀ M2UA .37 3.8. M3UA 37 3.9. SUA 39 3.10. SO SÁNH M3UA VÀ SUA 41 Chương 4. 42 CÁC GIAO THỨC BÁO HIỆU VÀ ĐIỀU KHIỂN NGANG HÀNG 42 4.1. GIAO THỨC KHỞI TẠO PHIÊN SIP .42 4.1.1. Các đặc điểm và chức năng của SIP .42 4.1.2. Các khái niệm và các thành phần của hệ thống SIP .44 4.1.3. Khái quát về hoạt động của SIP 49 4.1.4. Các loại bản tin SIP 53 4.1.5. Đánh giá SIP .56 4.2. H.323 57 4.2.1. Tổng quan về H.323 57 4.2.2. Kiến trúc mạng và các thành phần của H.323 58 4.2.3. Chồng giao thức sử dụng trong H.323 63 4.2.4. Thiết lập và giải phóng cuộc gọi H.323 trong trường hợp đơn giản nhất .67 4.2.5. So sánh SIP và H.323 .68 4.3. GIAO THỨC ĐIỀU KHIỂN ĐỘC LẬP KÊNH MANG – BICC .70 Chương 5 72 CÁC GIAO THỨC BÁO HIỆU VÀ ĐIỀU KHIỂN CHỦ TỚ .72 5.1. GIAO THỨC ĐIỀU KHIỂN CỔNG PHƯƠNG TIỆN – MGCP 72 5.1.1. Kiến trúc và các thành phần 72 5.1.2. Thiết lập cuộc gọi thông qua MGCP 74 5.1.3. So sánh giữa MGCP, SIP và H.323 75 5.1.4. Đánh giá giao thức MGCP 75 5.2. MEGACO/H.248 .76 5.2.1. Tổng quan về giao thức MEGACO/H.248 .76 5.2.2. Vị trí của giao thức MEGACO/H.248 trong mô hình OSI .77 5.2.3. Các chức năng của MEGACO/H.248 .77 5.2.4. Các khái niệm trong giao thức MEGACO/H.248 .78 5.2.5. Truyền dẫn các bản tin của giao thức MEGACO/H.248 81 5.2.6. Các lệnh được định nghĩa bởi giao thức MEGACO/H.248 81 5.2.7. Cấu trúc bản tin MEGACO/H.248 .84 5.2.8. Hoạt động của giao thức MEGACO/H.248 85 5.2.9. Các ưu điểm của MEGACO/H.248 so với các giao thức điều khiển cổng phương tiện khác 86 KẾT LUẬN 87 PHỤ LỤC .88 TÀI LIỆU THAM KHẢO .90 Đồ án tốt nghiệp Đại học Thuật ngữ viết tắt THUẬT NGỮ VIẾT TẮT AAL ATM Adaptation Layer Lớp thích ứng ATM AD Analog to Digital Biến đổi tương tự sang số ADSL Asymmetrical Digital Subscriber Line Đường dây thuê bao số bất đối xứng AG Access Gateway Cổng truy nhập AS Application Server Máy chủ ứng dụng AS-F Application Server Function Chức năng máy chủ ứng dụng ASP Application Server Process Xử lý máy chủ ứng dụng ATM Asynchronous Transfer Mode Chế độ truyền tải không đồng bộ BCF Bearer Control Function Chức năng điều khiển kênh mang BER Basic Encoding Rule Quy tắc mã hóa căn bản BICC Bearer Independent Call Control Giao thức điều khiển độc lập kênh mang BIWF Bearer Interworking Function Chức năng tương tác kênh mang BRN Bearer Relay Node Nút chuyển tiếp kênh mang CA Call Agent Tác nhân cuộc gọi CA-F CA Function Chức năng CA CAS Chanel Associated Signalling Báo hiệu kênh kết hợp CC Connection Confirm Xác nhận kết nối CCS7 Common Chanel Signalling N 0 7 Báo hiệu kênh chung số 7 CDR Call Detail Record Bản ghi chi tiết cuộc gọi CIC Curcuit Identification Code Mã nhận dạng kênh CMN Call Mediation Node Nút dàn xếp cuộc gọi CPL Call Processing Language Ngôn ngữ xử lý cuộc gọi CPU Central Processing Unit Đơn vị xử lý trung tâm CR Connection Request Yêu cầu kết nối CSF Call Serving Function Chức năng dịch vụ cuộc gọi CSL Component Sublayer Phân lớp thành phần DER Distinguished Encoding Rule Quy tắc mã hóa phức tạp DNS Domain Name System Hệ thống tên miền DPC Destination Point Code Mã điểm đích DSP Digital Signal Processor Bộ xử lý tín hiệu số DTMF Dual Tone MultiFrequancy Tín hiệu đa tần kép DUP Data User Part Phần người sử dụng số liệu DWDM Dense Wavelength Division Multiplexing Ghép kênh phân chia theo bước sóng chặt FR Frame Relay Chuyển tiếp kiểu khung GK Gatekeeper Giám sát cổng phương tiện GPRS General Packet Radio Service Dịch vụ vô tuyến gói chung GSN Gateway Serving Node Nút dịch vụ cổng GW Gateway Cổng phương tiện HLR Home Location Registration Trạm đăng ký thường trú HTML Hyper Text Markup Language Ngôn ngữ định dạng siêu văn bản HTTP HyperText Transfer Protocol Giao thức truyền tải siêu văn bản I/O Input/Output Đầu vào/ đầu ra Phạm Vũ Huy, Đ2001VT i Đồ án tốt nghiệp Đại học Thuật ngữ viết tắt IN Intellingent Network Mạng thông minh IP Internet Protocol Giao thức Internet ISDN Integrated Service Digital Network Mạng số tích hợp đa dịch vụ ISN Interface Serving Node Nút dịch vụ giao diện ISP Internet Service Provider Nhà cung cấp dịch vụ Internet ISUP ISDN User Part Phần người sử dụng ISDN ITU – T International Telecommunication Union – Telephone Liên minh viễn thông thế giới về thoại IVR Interactive Voice Response Phúc đáp thoại tương tác IW-F Interworking Function Chức năng hoạt động tương tác LAN Local Area Network Mạng cục bộ M2PA MTP 2 Peer – to – Peer Adaptation Thích ứng MTP mức 2 ngang hàng M2UA MTP 2 User Adaptation Thích ứng người sử dụng MTP mức 2 M3UA MTP 3 User Adaptation Thích ứng người sử dụng MTP mức 3 MC Multipoint Controller Bộ điều khiển đa điểm MCF Media Control Function Chức năng điều khiển phương tiện MCU Multipoint Control Unit Đơn vị điều khiển đa điểm MEGACO Media Gateway Control Giao thức điều khiển cổng phương tiện MG Media Gateway Cổng phương tiện MGC Media Gateway Controller Bộ điều khiển cổng phương tiện MGC-F MGC Function Chức năng MGC MGCP Media Gateway Control Protocol Giao thức điều khiển cổng phương tiện MG-F MG Function Chức năng MG MMSF Media Mapping and Switching Function Chức năng chuyển mạch và ghép nối phương tiện MP Multipoint Processor Bộ xử lý đa điểm MPLS Multiprotocol Label Switching Chuyển mạch nhãn đa giao thức MSF Media Server Function Chức năng máy chủ phương tiện MTP Message Transfer Part Phần chuyển giao bản tin MTU Maximum Transfer Unit Đơn vị chuyển giao cực đại MTUP Mobile Telephone User Part Phần người sử dụng điện thoại di động NAS Network Access Server Máy chủ truy nhập mạng NGN Next Generation Network Mạng thế hệ sau NSP Network Service Point Điểm dịch vụ mạng OLO Other Lisenced Operator Nhà vận hành mạng bản quyền khác OSI Open Systems Interconnection Các liên kết hệ thống mở PLMN Public Land Mobile Network Mạng thông tin di động công cộng mặt đất PNO Public Network Operator Nhà vận hành mạng công cộng PSTN Public Switched Telephone Network Mạng điện thoại công cộng QoS Quality of Service Chất lượng dịch vụ R – F Routing Function Chức năng định tuyến Phạm Vũ Huy, Đ2001VT ii Đồ án tốt nghiệp Đại học Thuật ngữ viết tắt RANAP Radio Access Network Application Part Phần ứng dụng mạng truy nhập vô tuyến RFC Request For Comments Khuyến nghị chung RG Residential Gateway Gateway thường trú RLC Release Complete Giải phóng hoàn toàn RSVP Resource Reservation Protocol Giao thức giành trước tài nguyên RTCP Real Time Transport Control Protocol Giao thức điều khiển truyền tải thời gian thực RTP Real Time Transport Protocol Giao thức truyền tải thời gian thực SCCP Signalling Connection Control Part Phần điều khiển kết nối báo hiệu SCLC SCCP Connectionless Control Điều khiển phi kết nối SCM SCCP Management Quản lý SCCP SCN Switched Circuit Network Mạng chuyển mạch kênh SCOC SCCP Connection – Oriented Control Điều khiển hướng kết nối SCR SCCP Routing Định tuyến SCCP SCTP Stream Control Transport Protocol Giao thức điều khiển truyền tải luồng SDH Synchronous Digital Hierarchy Hệ thống phân cấp số đồng bộ SDP Session Description Protocol Giao thức mô tả phiên SDSL Symmetrical Digital Subscriber Line Đường dây thuê bao số đối xứng SG-F SG Function Chức năng SG SIGTRAN Signalling Transport Giao thức truyền tải báo hiệu SIP Session Initiation Protocol Giao thức khởi tạo phiên SIP – CGI SIP – Common Gateway Interface Giao diện cổng phương tiện chung SMS Short Message Service Dịch vụ bản tin ngắn SMTP Simple Mail Transfer Protocol Giao thức truyền thư đơn giản SN Serving Node Nút dịch vụ SONET Synchronous Optical Network Mạng quang đồng bộ SP Signalling Point Điểm báo hiệu SPC Store Program Control Tổng đài điều khiển bằng chương trình lưu trữ SPS – F SIP Proxy Server Function Chức năng SIP Proxy Server SS7 Signalling System N 0 7 Hệ thống báo hiệu số 7 SSN Subsystems Number Chỉ số phân hệ STC Signalling Transport Converter Bộ chuyển đổi truyền tải báo hiệu STP Signalling Transfer Point Điểm truyền tải báo hiệu SUA SCCP User Adaptation Thích ứng người sử dụng SCCP TCAP Transaction Capabilities Application Part Ứng dụng khả năng giao dịch TCP Transmission Control Protocol Giao thức truyền tải TDM Time Division Multiplexing Ghép kênh phân chia theo thời gian TGW Trunk Gateway Cổng trung kế TSL Transaction Sublayer Phân lớp giao dịch TSN Transmission Sequence Number Chỉ số tuần tự truyền dẫn TSN Transit Serving Node Nút dịch vụ chuyển tiếp TUP Telephone User Part Phần người sử dụng điện thoại Phạm Vũ Huy, Đ2001VT iii Đồ án tốt nghiệp Đại học Thuật ngữ viết tắt UA User Agent Tác nhân người sử dụng UAC UA Client UA khách UAS UA Server UA chủ UDP User Datagam Protocol Giao thức gói tin người dùng UMTS Universal Mobile Telecommunication System Hệ thống thông tin di động toàn cầu UP User Part Phần người sử dụng VoDSL Voice Digital Subscriber Line Đường dây thuê bao số VoIP Voice over IP Thoại trên nền IP WAN Wide Area Network Mạng diện rộng WDM Wavelength Division Multiplexing Ghép kênh phân chia theo thời gian XML Extensible Markup Language Ngôn ngữ định dạng mở rộng Phạm Vũ Huy, Đ2001VT iv Đồ án tốt nghiệp Đại học Lời nói đầu Lời nói đầu Trong những năm gần đây, khi mà đời sống xã hội ngày càng phát triển thì nhu cầu trao đổi thông tin của con người cũng tăng lên rất nhiều cả về mức độ phong phú lẫn chất lượng của của loại hình dịch vụ. Hiện nay, những nhu cầu đó không chỉ còn tập trung vào loại hình dịch vụ thoại truyền thống như trước đây nữa mà còn cả các dịch vụ thoại có hình ảnh, hội nghị đa phương, cầu truyền thông, không thể đáp ứng được trên cơ sở hạ tầng của mạng viễn thông trước đây. Thực tế này đã đặt các nhà cung cấp dịch vụ viễn thông trước một thách thức rất lớn là làm sao có thể đáp ứng được nhu cầu của các vị khách hàng khó tính với chi phí đầu tư thấp nhất. Bên cạnh đó là sự ra đời của các công nghệ, kỹ thuật mới, sự bùng nổ của Internet đã trở thành động lực thúc đẩy sự ra đời của một mạng viễn thông thế hệ mới – Next Generation Network (NGN). NGN không phải là một mạng có cơ sở hạ tầng được xây dựng hoàn toàn mới mà nó được hình thành và phát triển trên nền tảng của các mạng thế hệ trước đó kết hợp với kỹ thuật chuyển mạch gói theo giao thức IP. Nhờ được xây dựng và phát triển trên cơ sở hạ tầng của các mạng thế hệ trước mà các nhà cung cấp dịch vụ viễn thông không cần phải bỏ vốn đầu tư ban đầu nhiều mà vẫn có khả năng thu lại lợi nhuận cao. Nhờ kỹ thuật chuyển mạch gói mà NGN là một mạng có khả năng cung cấp không chỉ các dịch vụ thoại thông thường mà còn có khả năng cung cấp cả các dịch vụ số liệu, thoại và số liệu tích hợp, một cách mềm dẻo và linh hoạt. NGN đã có sự thay đổi hoàn toàn về mặt kiến trúc, kiến trúc phân tán đã được xây dựng thay cho kiến trúc tập trung như trong mạng chuyển mạch kênh trước đây. Trong kiến trúc mới này, khả năng thông minh (Intelligent) không phải được tập trung mà được phân tán cho các thiết bị nằm rải rác trong toàn kiến trúc mạng. Kiến trúc phân tán và sự kết hợp giữa mạng thế hệ cũ và mạng thế hệ mới đã đặt ra cho các giao thức báo hiệu và điều khiển một vai trò hết sức quan trọng trong việc phối hợp hoạt giữa các thiết bị trong mạng thế hệ mới và giữa các thiết bị trong mạng thế hệ cũ với các thiết bị trong mạng thế hệ mới. Đây cũng chính là lý do em lựa chọn đề tài TỔNG QUAN VỀ CÁC GIAO THỨC BÁO HIỆU VÀ ĐIỀU KHIỂN TRONG MẠNG NGN, nội dung của đề tài này gồm các phần sau: Chương 1. Tổng quan về mạng thế hệ sau NGN. Chương 2. Tổng quan về hệ thống báo hiệu số 7. Chương 3. Truyền tải báo hiệu số 7 qua mạng IP – SIGTRAN. Chương 4. Các giao thức báo hiệu và điều khiển ngang hàng. Chương 5. Các giao thức báo hiệu và điều khiển chủ tớ. Do còn rất nhiều hạn chế về trình độ và thời gian nên đề tài này sẽ không tránh khỏi các sai sót. Em rất mong nhận được sự chỉ bảo và góp ý của các thầy cô và các bạn. Phạm Vũ Huy, Đ2001VT 1 ỏn tt nghip i hc Li núi u Em xin chõn thnh cm n cỏc thy cụ trong khoa Vin thụng 1 ó to mi iu kin tt nht cho em trong quỏ trỡnh thc hin ỏn. Trong ú, c bit l cụ V Thỳy H ó tn tỡnh ch bo, hng dn, giỳp v ng viờn em v mi mt em hon thnh ỏn ny. Phm V Huy, 2001VT 2 Hà Nội, tháng 9/2005 Sinh viên: Phạm Vũ Huy . thấy mức suy giảm trầm trọng của doanh thu thoại và xuất hiện mức tăng doanh thu đột biến do các dịch vụ giá trị gia tăng mang lại. Kết quả là phần lớn. 1. Tổng quan về mạng NGN 1.4. CÁC PHẦN TỬ TRONG MẠNG NGN Xét cấu trúc tổng thể cho mạng NGN theo MSF: Hình 1.7. Kiến trúc tổng thể cho mạng NGN 1.4.1.