các giao thức báo hiệu cơ bản trong chuyển mạch mềm giao thức megaco

Trong hệ thống chuyển mạch mềm,phần cứng chuyển mạch và phần mềm điều khiển tách rời trên các thiết bị khác nhau.1.2.2 Khái niệm chuyển mạch mềm Nói chung khi nghiên cứu về chuyển mạch m

LỜI NÓI ĐẦU

Sự phát triển của công nghệ viễn thông cùng với sự gia tăng nhu cầu của khách hàng dẫn đến sự ra đời công nghệ mạng mới - mạng thế hệ sau NGN (Next Generation Network) NGN là một mạng có kiến trúc đồng nhất, có khả năng hội tụ, tích hợp các công nghệ và dịch vụ viễn thông tốc độ cao, đảm bảo chất lượng dịch vụ QoS theo yêu cầu NGN cho phép các nhà khai thác viễn thông chi phí đầu tư thấp nhưng có khả năng thu lợi nhuận cao.

Một trong những công nghệ nền tảng của mạng NGN là công nghệ chuyển mạch mềm Chuyển mạch mềm hay còn gọi là MGC (Media Gateway Controller) hoặc

CA (Call Agent), là hệ thống phần mềm điều khiển phân tán đảm bảo khả năng điều khiển cuộc gọi và xử lý báo hiệu cho mạng thế hệ sau NGN Vì thế, việc nghiên cứu chuyển mạch mềm là hết sức quan trọng và có ý nghĩa Bản đồ án này đã nghiên cứu

hệ thống chuyển mạch mềm sử dụng trong mạng thế hệ sau, phân tích các giao thức báo hiệu sử dụng trong chuyển mạch mềm, trong đó, đồ án đặc biệt đi sâu khảo sát, phân tích giao thức điều khiển cổng phương tiện MEGACO (MEdia GAteway COntroler) Đây là một giao thức còn đang trong quá trình hoàn thiện, là sản phẩm của sự hợp tác giữa hai tổ chức tiêu chuẩn hoá có uy tín nhất (trong lĩnh vực viễn thông và internet) IETF và ITU-T Dựa trên việc nghiên cứu các khuyến nghị và RFC của hai tổ chức này, cuối cùng đồ án đã đưa ra mô hình tham khảo bao gồm các module cho việc xây dựng phần mềm giao thức MEGACO.

Nội dung của bản đồ án gồm 5 chương:

- Chương I : Tổng quan về mạng thế hệ sau và công nghệ chuyển mạch mềm.

- Chương II : Các giao thức báo hiệu cơ bản trong chuyển mạch mềm.

- Chương 3 : Giao thức điều khiển cổng phương tiện MEGACO.

Do trình độ còn hạn chế, trong một khoảng thời gian ngắn, việc nghiên cứu, tìm hiểu một công nghệ mới chắc chắn không thể tránh khỏi những sai sót Em rất mong nhận

được sự chỉ dẫn và góp ý của các thầy giáo, cô giáo và các bạn

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 1

THUẬT NGỮ VIẾT TẮT 5

DANH MỤC HÌNH VẼ 9

CHƯƠNG 1-TỔNG QUAN VỀ MẠNG THẾ HỆ SAU VÀ CÔNG NGHỆ CHUYỂN MẠCH MỀM 10

1.1 Mạng thế hệ sau NGN 10

1.1.1 Sự ra đời của mạng thế hệ sau NGN 10

1.1.2 Các đặc điểm và ưu điểm của mạng thế hệ sau 11

1.1.3 Giải pháp xây dựng mạng thế hệ sau 12

1.2 Khái niệm chuyển mạch mềm 13

1.2.1 Chuyển mạch mềm theo quan điểm của các hãng 13

1.2.2 Khái niệm chuyển mạch mềm 14

1.3 Mô hình tham chiếu hệ thống chuyển mạch mềm 15

1.3.1 Mặt bằng truyền tải 16

1.3.2 Mặt bằng điều khiển và báo hiệu 18

1.3.3 Mặt bằng dịch vụ và ứng dụng 18

1.3.4 Mặt bằng quản lý 18

1.4 Vị trí của chuyển mạch mềm trong mô hình NGN 19

1 Mô hình phân lớp chức năng của NGN 19

2 Vị trí của Softswitch trong mô hình NGN 20

1.5 Các thành phần của chuyển mạch mềm 21

1.5.1 Media Gateway Controller (MGC) 21

1.5.2 Media Gateway (MG) 23

1.5.3 Signalling Gateway (SG) 24

1.5.4 Media Server (MS) 24

1.5.5 Feature Server 25

1.6 Hoạt động của hệ thống chuyển mạch mềm 25

1.7 So sánh chuyển mạch mềm với chuyển mạch kênh truyền thống 29

1.7.1 Kiến trúc tổng thể 29

1.7.2 Phương thức xử lý cuộc gọi 30

1.8 Ưu điểm của chuyển mạch mềm 32

1.8.1 Ưu điểm nhìn từ quan điểm của nhà khai thác 32

1.8.2 Ưu điểm theo quan điểm của khách hàng 34

CHƯƠNG 2-CÁC GIAO THỨC BÁO HIỆU CƠ BẢN TRONG CHUYỂN MẠCH MỀM 35

2.1 Giới thiệu chung 35

2.2 Giao thức H.323 37

2.2.1 Kiến trúc mạng và các thành phần của H.323 37

2.2.2 H.225 và H.245 40

2.2.3 Thiết lập và giải phóng cuộc gọi H.323 40

2.3 Giao thức SIP 42

2.3.1 Các thành phần của SIP 43

2.3.2 Các chức năng của SIP 45

2.3.3 Hoạt động của SIP 46

2.4 Giao thức SIGTRAN 47

2.4.1 Kiến trúc giao thức SIGTRAN 47

2.4.2 Bộ giao thức SIGTRAN 49

2.5 Giao thức điều khiển cổng truyền thông MGCP 50

2.5.1 Các thành phần 50

2.6 Giao thức MEGACO/H.248 52

2.6.1 Các chức năng của MEGACO/H.248 53

2.6.2 Hoạt động của giao thức MEGACO/H248 53

KẾT LUẬN 55

CHƯƠNG 3-GIAO THỨC ĐIỀU KHIỂN CỔNG PHƯƠNG TIỆN-MEGACO 56

3.1 Sự ra đời và phát triển của các giao thức điều khiển cổng phương tiện 56

3.2 Giao thức MEGACO 57

3.2.1 Tổng quan về giao thức MEGACO 57

3.2.2 Chức năng của giao thức MEGACO 58

3.2.3 Vị trí của giao thức MEGACO trong mô hình OSI 58

3.2.4 Các khái niệm trong giao thức MEGACO 59

3.2.5 Truyền dẫn các bản tin của giao thức MEGACO 63

3.2.6 Các lệnh định nghĩa bởi giao thức MEGACO 63

3.2.7 Mã hoá lệnh của giao thức MEGACO 64

3.2.8 Cú pháp lệnh của giao thức MEGACO 65

3.2.9 Cấu trúc bản tin MEGACO 67

3.3 Hoạt động của giao thức MEGACO 68

3.4 Các ưu điểm của giao thức MEGACO so với các giao thức điều khiển cổng phương tiện khác 69

KẾT LUẬN 70

TÀI LIỆU THAM KHẢO 72

THUẬT NGỮ VIẾT TẮT

ABNF Augumented Backus Naur Form Chuẩn mã hoá văn bản

AGS-F Access Gateway Signaling-

ASNno1 Abstraction Syntax Notation 1 Chuẩn mã hoá nhị phân

ATM Asynchronous Transfer Mode Chế độ chuyển giao không đồng

bộBAN Broadband Access Network Mạng truy nhập băng rộng

DTMF Dual Tone MultiFrequency Âm báo mã đa tần

FRS Frame Relay Switch

FS Feature Server

HTML Hyper Text Markup Language Ngôn ngữ đánh dấu siêu văn bảnHTTP Hyper Text Transport Protocol Giao thức truyền tải siêu văn bảnIAD Integrated Access Device Thiết bị truy nhập tích hợpIETF Internet Engineering Task Force Uỷ ban tư vấn kỹ thuật internet

IPDC IP Device Control Điều khiển thiết bị IP

ISDN Integrated Service Digital Network Mạng số tích hợp đa dịch vụISP Internet Service Provider Nhà cung cấp dịch vụ internetISUP ISDN User Part Phần ứng dụng dành cho người

dựng ISDNIW-F Interworking- Function Chức năng liên két mạng

JAIN Java Application Interface

Network

Mạng giao diện ứng dụng với

ngôn ngữ Java

LDAP Lightweight Directory Access

ProtocolM2UA MTP level 2 User Adaptaion Tương thích với người dùng mức

2MCU Multipoint Control Unit Khối điều khiển đa điểm

MDCP Media Device Control Protocol Giao thức điều khiển thiết bị lưu

lượngMegaco MEdia GAteway COntroller Giao thức điều khiển cổng lưu

lượng

MGC Media Gateway Controlor Điều khiển cổng lưu lượng

MGCP Media Gateway Control Protocol Giao thức điều khiển cổng lưu

lượng

NGN Next Generation Network Mạng thế hệ sau

PBX Private Branch eXchange Tổng đài nhánh

PCM Pulse Code Mudulation Điều chế xung mã

PRI Primary Rate Interface Giao diện tốc độ bit cơ sở

PSDN Public Switched Data Network Mạng dữ liệu công cộng

PSTN Public Switched Telephone

Network

Mạng điện thoại công cộng

RAN Radio Access Network Mạng truy nhập vô tuyếnRANAP Radio Access Network

Application Part

Phần ứng dụng mạng truy

nhập vô tuyến

RTCP Real Time Transport Control

Protocol

Giao thức điều khiển truyền tải

thời gian thựcRTP Real Time Transport Protocol Giao thức truyền tải thời gian

thực SCTP Stream Control Transport Protocol Giao thức truyền tải điều khiển

dòngSDP Session Discription Protocol Giao thức mô tả phiên

SIP Session Intiation Protocol Giao thức khởi đầu phiênSIP-T Session Intiation Protocol for

Telephony

Phần mở rộng giao thức SIP

dành cho thoạiSNMP Simple Network Management

ProtocolSS7 Signaling System No7 Hệ thống báo hiệu số 7

STP Signal Transfer Point Điểm truyền tải báo hiệu

TCP Transmission Control Protocol Giao thức điều khiển truyền tảiTDM Time Division Mutiplexing

UDP User Datagram Protocol Giao thức gói tin gnười dựng

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1.1 : Cấu trúc vật lý của NGN 12

Hình 1.2 Mô hình tham chiếu hệ thống chuyển mạch mềm 16

Hình 1.3 Cấu trúc logic mạng NGN 19

Hình 1.5 Chức năng của Softwitch 22

Hình 1.6 Sơ đồ xử lý cuộc gọi trong hệ thống chuyển mạch mềm 28

Hình 1.7 Mô hình hệ thống chuyển mạch kênh và chuyển mạch mềm 29

Hình 1.8 Sơ đồ hệ thống chuyển mạch kênh 30

Hình 1.9 Cấu trúc chuyển mạch mềm 31

Hình 2.1: Một số giao thức điều khiển và báo hiệu trong chuyển mạch mềm 36

Hình 2.2 Cấu hình mạng H.323 39

Hình 2.3 Báo hiệu thiết lập cuộc gọi giữa mạng chuyển mạch gói và PSTN 41

Hình 2.4 Thiết lập cuộc gọi H.323 42

Hình 2.5 Các thành phần của SIP 44

Hình 2.6 Thiết lập và chấm dứt cuộc gọi trong SIP 46

Hình 2.7 Kiến trúc giao thức SIGTRAN 48

Hình 2.8 Bộ giao thức SIGTRAN 49

Hình 2.9 Các thành phần của MGC 51

Hình 2.10 Thiết lập cuộc gọi thĩng qua MGCP 51

Hình 2.11 Sơ đồ điều khiển MG của MEGACO/H.248 52

Hình 2.12 Mô tả cuộc gọi MEGACO/H.248 55

Hình 3.1: Kiến trúc điều khiển của MEGACO 57

Hình 3.2 : Vị trí và chức năng của giao thức MEGACO/H248 58

Hình 3.3: Giao thức MEGACO trong mô hình OSI 59

Hình 3.5 Mô tả cuộc gọi MEGACO 69

CHƯƠNG 1-TỔNG QUAN VỀ MẠNG THẾ HỆ SAU VÀ

CÔNG NGHỆ CHUYỂN MẠCH MỀM

1.1 Mạng thế hệ sau NGN

1.1.1 Sự ra đời của mạng thế hệ sau NGN

Nhu cầu trao đổi thông tin phản ánh trình độ phát triển của xã hội Khi thông tinđược thừa nhận như một nguồn tài nguyên quý giá, nhu cầu về trao đổi thông tin củacon người ngày càng đòi hỏi cao về chất lượng, đa dạng về loại hình thông tin vàchủng loại dịch vụ Điều này tạo ra những cơ hội về doanh thu cho những nhà cungcấp dịch vụ viễn thông, nhưng cũng đặt ra cho họ không ít những khó khăn về mặtcông nghệ

Trước đây, lưu lượng chủ yếu là tín hiệu thoại, một hạ tầng cơ sở viễn thông theomạng điện thoại công cộng PSTN (Public Switched Telecommunication Network) cũng

đủ đáp ứng nhu cầu khách hàng Mạng PSTN hoạt động trên cơ sở chuyển giao theo chế

độ kênh (Circuit Mode) với những tổng đài chuyển mạch kênh cho phép chuyển mạch tínhiệu thoại với độ tin cậy cao, đảm bảo rất tốt tính thời gian thực

Ngày nay do sự tác động của hai yếu tố: sự gia tăng nhu cầu của khách hàng và

sự ra đời của những công nghệ mới, hạ tầng viễn thông của mỗi nước đang đứng trướcnhững bước ngoặt Sự gia tăng nhu cầu của khách hàng về loại hình dịch vụ, không chỉ

là tín hiệu thoại mà bao gồm cả hình ảnh, dữ liệu và các dịch vụ đa phương tiện….Nếunhư lưu lượng thoại được đáp ứng rất tốt bởi mạng PSTN thì với những loại lưu lượngcòn lại mạng PSTN lại tỏ ra có rất nhiều nhược điểm :

 Sử dụng băng tần không linh hoạt

 Lãng phí tài nguyên hệ thống

 Không có cơ chế phát hiện và sửa lỗi

 Hiệu năng sử dụng mạng không cao

…

Để thoả mãn nhu cầu của khách hàng, đồng nghĩa với việc gia tăng lợi nhuận,các nhà cung cấp dịch vụ viễn thông yêu cầu những giải pháp công nghệ mới thay thế(hay bổ sung ) cho mạng PSTN Cùng với sự gia tăng nhu cầu của khách hàng, công

nghệ chuyển mạch gói cũng góp phần đưa ngành công nghiệp viễn thông chuyển sangthời kỳ mới Công nghệ chuyển mạch gói đưa ra giải pháp chuyển giao thông tin dướidạng các gói tin theo phương thức hướng kết nối (connection oriented) hay không kếtnối (connectionless) trên các kênh ảo (chỉ thực sự chiếm dụng tài nguyên khi có lưulượng trên nó) Mạng chuyển mạch gói có thể được xây dựng trên các giao thức khácnhau: X25, IP…trong đó giao thức IP đang là giao thức được quan tâm nhiều nhất.Mạng chuyển mạch gói dựa trên giao thức IP được coi là giải pháp công nghệ đáp ứng

sự gia tăng nhu cầu của khách hàng Với khả năng của mình, các dạng lưu lượng khácnhau được xử lý hoàn toàn trong suốt trong mạng IP, điều này cho phép mạng IP cókhả năng cung cấp các loại dịch vụ đa dạng, phong phú bao gồm cả dịch vụ đa phươngtiện chứ không riêng gì dịch vụ thoại Điều này rất có ý nghĩa khi trong tương lai,thông tin thoại chỉ còn tồn tại như dịch vụ gia tăng giá trị

Như vậy, để đáp ứng nhu cầu khách hàng các nhà quản trị mạng có hai sự lựachọn hoặc xây dựng một cơ sở hạ tầng hoàn toàn mới cho mạng IP hoặc xây dựng mộtmạng có khả năng cung cấp các dịch vụ IP bằng cách nâng cấp trên cơ sở mạng PSTNhiện có Trên quan điểm kinh tế, rõ ràng phương án hai là sự lựa chọn đúng đắn-đó làmạng thế hệ sau NGN-Next Generation Network

1.1.2 Các đặc điểm và ưu điểm của mạng thế hệ sau

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

đa dịch vụ và phát triển trên cơ sở hạ tầng viễn thông sẵn có với kiến trúc mở:

 Các lớp chức năng được tích hợp theo chiều ngang trên lớp truyền dẫnchung dựa trên cơ sở chuyển mạch gói và được chia sẻ bởi các dịch vụ khác nhau

 Lớp điều khiển được tách độc lập với lớp truyền dẫn

 Lớp điều khiển có khả năng cung cấp một giao diện lập trình mở nhằmcung cấp môi trường kiến tạo dịch vụ mới

Một kiến trúc như trên sẽ đem lại nhiều lợi ích với các năng lực đầy hứa hẹn:

 Nhờ sự độc lập giữa chức năng truyền dẫn và điều khiển kết nối, việc cungcấp dịch vụ mới chỉ đơn giản là việc bổ sung thêm các server vào lớp dịch vụ nằm phíatrên lớp truyền dẫn

 Lớp điều khiển dịch vụ độc lập với lớp truyền dẫn cũng làm giảm thiểu ảnhhưởng của việc ứng dụng các công nghệ truyền dẫn mới.

 Tất cả các loại hình dịch vụ đều có thể chia sẻ chung một mạng lõi, lưulượng thoại và dữ liệu không cần phải phân biệt

 Có khả năng cung cấp các dịch vụ đa phương tiện multimedia

1.1.3 Giải pháp xây dựng mạng thế hệ sau

GPRS

UMTS

GE, MAN

Mạng IP (WDM/SDH/ATM) MPLS, Multicast

Cổng không dây

Cổng truy nhập

Tính cước Mạng quản lí

Nguời sử dụng thường trú/ nhà kinh doanh

Cổng thường trú

Cổng trung kế

Truyền hình kĩ thuật số

PC

Mạng không dây

PSTN MGC mạch mêmChuyển

SS7

ISP

Cổng báo hiệu Server đặc

tính/ứng dụng

Server thư mục DNS

Người sử dụng điện thoại

1.2 Khái niệm chuyển mạch mềm

1.2.1 Chuyển mạch mềm theo quan điểm của các hãng

Hội tụ mạng dữ liệu và mạng chuyển mạch kênh PSTN là xu hướng phát triểncủa mạng viễn thông thế giới Có thể nói các hệ thống chuyển mạch mềm là trái timcủa mạng thế hệ sau Do đó công nghệ chuyển mạch mềm đã đặc biệt thu hút được sựquan tâm của các hãng chuyên sản xuất tổng đài và các nhà nghiên cứu, phát triểncông nghệ chuyển mạch trên thế giới

Chuyển mạch mềm hay softswitching là khái niệm tương đối mới, xuất hiện lần

đầu tiên vào khoảng năm 1995 Bản thân khái niệm chuyển mạch mềm đã gây nhiềutranh cãi, và những tranh luận nhằm đạt tới một định nghĩa kỹ thuật thống nhất vàchính xác vẫn chưa đến hồi kết Mỗi nhà phát triển nhìn softswitch dưới các góc độkhác nhau và đưa ra khái niệm về chuyển mạch mềm riêng của mình

Theo Alcatel, chuyển mạch mềm là trung tâm điều khiển trong cấu trúc mạngviễn thông Nó cung cấp khả năng truyền tải thông tin một cách mềm dẻo, an toàn vàđáp ứng các đặc tính mong đợi khác của mạng Đó là các sản phẩm có chức năng quản

lý dịch vụ, điều khiển cuộc gọi hơn nữa chuyển mạch mềm còn có khả năng tươngthích giữa chức năng điều khiển cuộc gọi và các chức năng mới sẽ phát triển sau này.Như vậy, chuyển mạch mềm là trung tâm chuyển mạch có đầy đủ chức năng củachuyển mạch kênh truyền thống và tương thích được với các chức năng mới, sử dụngcác công nghệ có sẵn và các công nghệ mới

Theo Nortel, chuyển mạch mềm là một phần mềm theo mô hình mở có thể thực

hiện được những chức năng thông tin phân tán trên một môi trường máy tính mở và cónhững tính năng của chuyển mạch thoại TDM truyền thống Chuyển mạch mềm có thểtích hợp thông tin thoại, số liệu và video Nó có thể phiên dịch giao thức giữa cácmạng khác nhau Chuyển mạch mềm cũng cho phép triển khai các dịch vụ thoại quamạng IP (VoIP)

Theo MobileIN, chuyển mạch mềm là ý tưởng tách phần cứng mạng ra khỏi

phần mềm mạng Trong mạng chuyển mạch kênh truyền thống, phần cứng và phần

mềm được tích hợp trong một hệ thống duy nhất Trong hệ thống chuyển mạch mềm,phần cứng chuyển mạch và phần mềm điều khiển tách rời trên các thiết bị khác nhau.

1.2.2 Khái niệm chuyển mạch mềm

Nói chung khi nghiên cứu về chuyển mạch mềm, mỗi nhà phát triển đều

có quan điểm riêng của mình, nhưng nói chung thực chất của khái niệm

chuyển mạch mềm chính là :

Phần mềm thực hiện chức năng xử lý cuộc gọi bao gồm định tuyến cuộc gọi

và quản lý, xác định và thực thi các đặc tính cuộc gọi trong hệ thống chuyển mạch

có khả năng chuyển tải nhiều loại thông tin với các giao thức khác nhau.

Nói một cách ngắn gọn chuyển mạch mềm phải có các đặc tính sau:

- Công nghệ chuyển mạch các cuộc gọi trên nền công nghệ gói, và không thực hiện chuyển mạch trực tiếp các cuộc gọi PSTN

- Phần mềm hệ thống chạy trên các máy chủ có kiến trúc mở

- Có giao diện lập trình mở

- Hỗ trợ đa dịch vụ thoại, từ thoại, fax, cuộc gọi video, tin nhắn…

Như vậy, theo thuật ngữ chuyển mạch mềm thì chức năng chuyển mạch lưulượng được thực hiện bởi cổng truyền thông Media Gateway (MG), còn xử lý và thiếtlập cuộc gọi là chức năng của bộ điều khiển cổng truyền thông Media GatewayController (MGC)

Việc tách riêng hai chức năng này trên hai hệ thống khác nhau có một số ưuđiểm:

Thứ nhất, việc tách chức năng điều khiển và chuyển mạch tạo cơ hội cho một số

công ty nhỏ vốn vẫn chỉ tập trung vào các phần mềm xử lý cuộc gọi hoặc vào phầnmềm chuyển mạch gói gây được ảnh hưởng trong ngành công nghiệp viễn thông màtrước đây chỉ dành cho các nhà cung cấp lớn

Thứ hai, cho phép có một giải pháp phần mềm chung đối với việc xử lý cuộc

gọi Và phần mềm này được cài đặt trên nhiều loại mạng khác nhau, bao gồm

cả mạng chuyển mạch kênh và mạng chuyển mạch gói

Thứ ba, là động lực cho các hệ điều hành, các môi trường máy tính chuẩn phát

triển, do đó tiết kiệm đáng kể chi phí trong việc phát triển và ứng dụng các phầnmềm xử lý cuộc gọi

Thứ tư, cho phép các phần mềm thông minh của các nhà cung cấp dịch vụ điều

khiển từ xa thiết bị chuyển mạch đặt tại trụ sở của khách hàng, đây là một yếu

tố quan trọng trong việc khai thác tiềm năng của mạng tương lai

Như vậy các hệ thống chuyển mạch mềm đã thực hiện gói hóa cuộc gọi Đây làmột bước phát triển quan trọng của công nghệ chuyển mạch, sau khi việc số hóa thoại

đã được thực hiện trong các tổng đài điện tử khoảng 30 năm trước đây.Về mặt vật lý,những hệ thống phần cứng hoàn toàn đúng của các nhà cung cấp tổng đài đã khôngcòn được tái sử dụng Thay vào đó là các máy chủ kiến trúc mở, với các giao diệnchuẩn, chạy các hệ điều hành thông dụng như Solaris, Linux, Windows NT, Windows2000… được dùng làm nền tảng cho hệ thống

Cấu trúc mở, phân tán trên nhiều máy chủ khác nhau tại nhiều địa điểm khácnhau trên mạng, khả năng mở rộng nâng cấp tốt, chi phí đầu tư ban đầu và chi phí trênmột thuê bao thấp, hỗ trợ đa dịch vụ trên nền mạng gói, hỗ trợ giao diện lập trìnhchuẩn… đó là những ưu điểm của hệ thống chuyển mạch mềm Việc triển khai mạngchuyển mạch mềm sẽ cho phép tích hợp mạng, sử dụng một cơ sở hạ tầng duy nhấtcho mọi dịch vụ, thoại, thông điệp hoặc dữ liệu

1.3 Mô hình tham chiếu hệ thống chuyển mạch mềm

Để phân chia được các chức năng và thể hiện được một cách bao quát nhất, cụthể nhất nhiệm vụ của các thành phần trong hệ thống chuyển mạch mềm Hiệp hộichuyển mạch mềm quốc tế ISC đã đưa ra mô hình tham chiếu cho hệ thống này

Theo ISC có bốn mặt bằng chức năng khác nhau để miêu tả chức năng cụ thểcủa một hệ thống chuyển mạch mềm từ đầu cuối đến đầu cuối là:

 Mặt bằng truyền tải (Transport plane)

 Mặt bằng điều khiển và báo hiệu (Control & Signalling Plane)

 Mặt bằng dịch vụ và ứng dụng (Service & Application plane)

 Mặt bằng quản lý (Management Plane)

Mô hình tham chiếu hệ thống chuyển mạch mềm :

Máy chủ tính năng & máy chủ ứng dụng

Mặt bằng điều khiển cuộc gọi và báo hiệu

Call Agent, MGC, Softswitch

Mặt bằng truyền tải

Miền truyền tải IP:

Mang lõi IP, định tuyến, chuyển mạch, BG, QoS

Miền liên kết:

TG (MG), SG,tương tác GW

Miền truy nhập không IP:

· Truy nhập không dây

Mặt bằng truyền tải cũng hỗ trợ việc truy nhập cho báo hiệu và truyền thông vớimạng ngoài hay kết cuối tại hệ thống chuyển mạch mềm Các thiết bị và chức năng

của mặt bằng truyền tải luôn được điều khiển bởi chức năng của mặt bằng điều khiển

và báo hiệu Mặt bằng truyền tải có thể được chia làm 3 miền: miền truyền tải IP, miềnliên kết mạng, miền truy nhập không IP

a) Miền truyền tải IP

Miền truyền tải IP cung cấp một lõi truyền tải và một kết cấu định tuyến,chuyển mạch phục vụ cho việc truyền tải các gói tin qua hệ thống chuyển mạch mềm.Các thiết bị trong miền gồm có các bộ định tuyến và chuyển mạch, các thiết bị hỗ trợchất lượng dịch vụ QoS

b) Miền liên kết mạng

Các thiết bị trong miền liên kết mạng có chức năng biến đổi tín hiệu hayphương tiện nhận được từ mạng ngoài thành dạng có thể gửi đi giữa nhiều thực thểtrong mạng chuyển mạch mềm

Miền liên kết mạng bao gồm các thiết bị như:

- Cổng báo hiệu SG: Có chức năng biến đổi báo hiệu truyền tải giữa các lớp

truyền tải khác nhau

- Cổng truyền thông MG: Thực hiện biến đổi phương tiện giữa các mạng

truyền tải và phương tiện khác nhau

- Cổng liên kết IWG: Thực hiện liên kết báo hiệu trên cùng một lớp truyền tải

nhưng giao thức khác nhau

c) Miền truy nhập không IP

Miền truy nhập không IP ứng dụng chủ yếu cho các thiết bị đầu cuối không IP

và mạng vô tuyến không dây để truy nhập vào hệ thống chuyển mạch mềm

Miền truy nhập không IP bao gồm các cổng truy nhập AG hoặc các cổngthường trú RG cho các thiết bị hoặc máy điện thoại không IP, các thiết bị ISDN, cácthiết bị truy nhập tích hợp (IAD) cho các mạng sử dụng công nghệ xDSL, modem cáp/

bộ tương thích thiết bị đa phương tiện (MTA) cho các mạng HFC, và các cổng truyềnthông cho mạng truy nhập vô tuyến di động GSM/3G

1.3.2 Mặt bằng điều khiển và báo hiệu

Mặt bằng điều khiển và báo hiệu thực hiện chức năng điều khiển các thànhphần trong hệ thống chuyển mạch mềm, đặc biệt là các thành phần trong mặt bằngtruyền tải Các thiết bị, chức năng trong mặt bằng điều khiển và báo hiệu dựa vào cácbản tin báo hiệu nhận được từ mặt bằng truyền tải để xử lý việc thiết lập hay giảiphóng kênh thoại qua hệ thống chuyển mạch mềm

Mặt bằng này gồm có các thiết bị như: Bộ điều khiển cổng phương truyềnthông MGC (hay Call Agent hoặc Bộ điều khiển cuộc gọi), Gatekeeper và các máychủ LDAP

1.1.1 Mặt bằng dịch vụ và ứng dụng

Mặt bằng dịch vụ và ứng dụng cung cấp chức năng điều khiển, logic và thựchiện một hay nhiều dịch vụ hoặc ứng dụng trong hệ thống chuyển mạch mềm Cácthiết bị trong mặt bằng này thực hiện điều khiển, xử lý cuộc gọi dựa trên chức năngthực thi dịch vụ và thực hiện chức năng này nhờ việc trao đổi thông tin với các thiết bịkhác trong mặt bằng điều khiển và báo hiệu Ngoài ra, mặt bằng này cũng thực hiệnviệc điều khiển các thành phần khác như các máy chủ truyền thông Media Server, thựchiện các chức năng: hội nghị, IVR, xử lý âm báo tone

Mặt bằng này bao gồm: các máy chủ ứng dụng Application Server và các máychủ đặc tính Feature Server

1.1.2 Mặt bằng quản lý

Mặt bằng quản lý là nơi thực hiện các chức năng như hỗ trợ vận hành, tínhhoá đơn cước và các công việc quản lý mạng khác Mặt bằng quản lý có thể tươngtác với bất kỳ mặt bằng nào trong mô hình tham chiếu hoặc liên kết với cả ba mặtbằng thông qua tiêu chuẩn SNMP hoặc thông qua giao diện lập trình ứng dụng mởAPI

1.4 Vị trí của chuyển mạch mềm trong mô hình NGN

1 Mô hình phân lớp chức năng của NGN

Kiến trúc mạng NGN được chia thành bốn lớp chức năng cơ bản là:

Kiến trúc logic của NGN

Lớp ứng dụng

Lớp điều khiển

Lớp truyền thông

Lớp truy nhập và truyền dẫn

Giao diện mở API

Giao diện mở API

Giao diện mở API

Hình 1.3 Cấu trúc logic mạng NGN

Kiến trúc NGN sử dụng công nghệ chuyển mạch gói cho cả thoại và dữ liệu Nóphân chia các khối vững chắc của tổng đài hiện nay thành các lớp mạng riêng rẽ đượcliên kết với nhau bằng các giao diện mở tiêu chuẩn

Trong kiến trúc này, sự thông minh của xử lý cuộc gọi cơ bản trong chuyểnmạch của PSTN thực chất đã được tách từ phần cứng của ma trận chuyển mạch Bâygiờ sự thông minh ấy nằm trong một thiết bị tách rời là chuyển mạch mềm đóng vai trị

là phần tử điều khiển trong kiến trúc mạng

Như vậy, lớp điều khiển trong NGN bao gồm các hệ thống điều khiển mà thànhphần chính là softswitch được kết nối với các thành phần khác để kết nối cuộc gọi hayquản lý địa chỉ IP như: Cổng báo hiệu SG, Máy chủ truyền thông MS, Máy chủ đặctính FS, Máy chủ ứng dụng AS Theo Diễn đàn chuyển mạch đa dịch vụ MSF thì lớpđiều khiển được tổ chức theo kiểu module và có thể bao gồm một số bộ điều khiển độclập.

Tại lớp truyền thông, các cổng truyền thông (Media Gateway) được đưa vào sửdụng để làm thích ứng thoại và các phương tiện khác với mạng chuyển mạch gói Cáccổng truyền thông này được sử dụng để phối ghép hoặc với thiết bị đầu cuối của kháchhàng, với các mạng truy nhập, hoặc với mạng PSTN

2 Vị trí của Softswitch trong mô hình NGN

Do có chức năng là xử lý cuộc gọi nên vị trí tương ứng của chuyển mạch mềmtrong mô hình phân lớp chức năng của NGN là lớp điều khiển cuộc gọi và báo hiệu

* Vị trí Softswitch

Hình 1.4 Vị trí của Softwitch trong mô hình NGN

1.5 Các thành phần của chuyển mạch mềm

Chuyển mạch mềm bao gồm 5 thành phần sau:

Media Gateway Controller (MGC/ Call Agent)

Media Gateway (MG)

Signalling Gateway (SG)

Media Server

Feature Server

1.5.1 Media Gateway Controller (MGC)

MGC là đơn vị chức năng chính của hệ thống chuyển mạch mềm Nó đưa racác quy luật xử lý cuộc gọi, còn MG và SG sẽ thực hiện các quy luật đó Nó điềukhiển SG thiết lập và kết thúc cuộc gọi Ngoài ra nó còn giao tiếp với hệ thống OSS vàBSS Hơn nữa, MGC chính là cầu nối giữa các mạng có đặc tính khác nhau nhưPSTN, SS7, mạng IP.Với chức năng này, nó chịu trách nhiệm quản lý lưu lượng thoại

và dữ liệu qua các mạng khác nhau

MGC còn được gọi là Call Agent do có chức năng điều khiển các bản tin MộtMGC kết hợp với MG, SG tạo thành cấu hình tối thiểu cho hệ thống chuyển mạchmềm

* các chức năng chính Media Gateway Controller :

- Điều khiển cuộc gọi, duy trì trạng thái của mỗi bên cuộc gọi trên một MediaGateway

- Điều khiển và hỗ trợ hoạt động của Media Gateway, Signalling Gateway

- Xử lý báo hiệu SS7

- Quản lý các bản tin liên quan QoS như RTCP

- Thực hiện định tuyến cuộc gọi (bao gồm bảng định tuyến, phân tích số vàbiên dịch số)

- Phát và nhận các bản tin báo hiệu

- Ghi lại các thông tin chi tiết cuộc gọi để tính cước

- Điều khiển băng thông

- Hỗ trợ các chức năng quản lý như điều khiển lưu lượng, điều khiển tắc nghẽn,

xử lý lỗi, tính cước…

- Đối với Media Gateway, MGC thực hiện:

- Cấu hình và xác định thời gian thực cho các DSP

- Phân bổ kênh DS0

- Truyền dẫn thoại (mã hóa, nén, đóng gói)

- Đối với Signalling Gateway, MGC cung cấp:

Interworking IW-F

Call control &

Signalling CA-F

Connection session manager MGC-F

Signaling Gateway SG-F

Access session Manager R-F/A-F

Media Gateway MG-F

Media Server MS-F

Application Server AS-F

- MGC-F: Cung cấp logic cuộc gọi và tín hiệu báo hiệu xử lý cuộc gọi cho mộthay nhiều Media Gateway.

- CA-F: Là một phần chức năng của MGC-F Thực thể này được kích hoạt khiMGC-F thực hiện điều khiển cuộc gọi

- IW-F: Là một phần chức năng của MGC-F Nó được kích hoạt khi MGC-Fthực hiện các báo hiệu giữa các mạng báo hiệu khác nhau

- R-F : Cung cấp thông tin định tuyến cho MGC-F

- A-F: Cung cấp thông tin dành cho việc tính cước

- SG-F: Dựng để chuyển các thông tin báo hiệu của mạng PSTN qua mạng IP

- MG-F: Dựng để chuyển thông tin từ dạng truyền dẫn này sang dạng truyềndẫn khác

1.5.2 Media Gateway (MG)

Media gateway hoạt động như cổng giao diện giữa mạng lõi IP và các mạngbên ngoài Chức năng của MG là cung cấp phương tiện để truyền tải thông tin thoại, dữliệu, fax và video giữa mạng gói IP và mạng PSTN Trong mạng PSTN, dữ liệu thoạiđược mang trên kênh DS0 Để truyền dữ liệu này vào mạng gói, mẫu thoại cần đượcnén lại và đóng gói Đặc biệt ở đây người ta sử dụng một bộ xử lý tín hiệu số DSP(Digital Signal Processors) thực hiện các chức năng: chuyển đổi AD (analog todigital), nén mã thoại/audio, triệt tiếng dội, bỏ khoảng lặng, mã hóa, tái tạo tính hiệuthoại, truyền các tín hiệu DTMF…

Hỗ trợ các giao thức đã có như loop start, ground start, E&M, CAS, QSIG

và ISDN qua T1/E1

- Quản lý tài nguyên và các luồng T1/E1.

- Cung cấp giao diện để cắm các card T1 hay bộ xử lý tín hiệu số DSP

1.5.3 Signalling Gateway (SG)

Signalling Gateway tạo cầu nối giữa mạng báo hiệu SS7 và các node được quản

lý bởi hệ thống chuyển mạch mềm trong mạng IP SG làm cho chuyển mạch mềmgiống như một node xử lý báo hiệu trong mạng báo hiệu SS7 Nhiệm vụ chính của SG

là xử lý thông tin báo hiệu

* Các chức năng của SG:

- Cung cấp các kết nối với mạng báo hiệu SS7 thông qua luồng T1/E1 hoặc T1/V35

- Truyền thông tin báo hiệu SS7 giữa MGC và SG thông qua mạng IP

- Cung cấp đường truyền cho thoại, dữ liệu và các dạng thông tin khác

- Cung cấp hệ thống điều hành thông qua mạng SS7

1.5.4 Media Server (MS)

Media Server là thành phần tuỳ chọn của chuyển mạch mềm, được sử dụng đểthực hiện khâu xử lý trung gian chưa cần đến chức năng chuyển mạch Một MS phải

hỗ trợ phần cứng DSP với hiệu suất cao nhất

* Các chức năng Media Server

- Chức năng Voicemail cơ bản

- Tích hợp Fax và hộp thư

- Cung cấp khả năng nhận dạng tiếng nói trong tương lai

- Cung cấp dịch vụ hội nghị truyền hình (video conference)

- Cung cấp khả năng chuyển tiếng nói sang chữ viết và ngược lại

1.5.5 Feature Server

Feature Server cung cấp chức năng của lớp ứng dụng, cung cấp trực tiếp cácdịch vụ cho người sử dụng

* Một số dịch vụ của Feature Server:

- Hệ thống tính cước

- Mạng riêng ảo VPN

Dịch vụ này sẽ thiết lập mạng riêng ảo cho khách hàng với các đặc tính sau :

- Băng thông xác định ( thông qua mạng thuê riêng tốc độ cao)

- Đảm bảo QoS

- Nhiều tính năng riêng theo tiêu chuẩn

- Kế hoạch quay số riêng

- Bảo mật các mã thoại được truyền dẫn

- Dịch vụ sử dụng thẻ

- Tạo quyền gọi theo nhóm

- Tự động phân bố cuộc gọi cho nhiều người và tự động trả lời theo lịch

1.6 Hoạt động của hệ thống chuyển mạch mềm

Sau đây ta sẽ xét hoạt động của chuyển mạch mềm thông qua việc nó thiếtlập và xử lý cuộc gọi giữa hai thuê bao trong mạng PSTN Trong hệ thống chuyểnmạch mềm, nhiệm vụ điều khiển thiết lập cuộc gọi và tính cước do bộ điều khiểncổng truyền thông MGC và cổng báo hiệu SG đảm nhiệm Nhiệm vụ chuyển mạchlưu lượng thoại sẽ do cổng truyền thông hiG đảm trách MGC sẽ thực hiện điềukhiển MG thông qua giao thức MGCP/MEGACO Hai thuê bao có thể do mộtMGC quản lý hoặc thuộc sự quản lý của hai MGC khác nhau Lưu lượng thoại saukhi được đóng gói sẽ được chuyển qua mạng gói IP Trong quá trình thiết lập kênh,kênh báo hiệu và kênh thoại là 2 kênh riêng biệt và được truyền trên 2 kết nối khácnhau: thông tin báo hiệu được truyền qua SG và thông tin thoại được truyền quaMG

* Hoạt động của chuyển mạch mềm

1) Khi một thuê bao thuộc mạng PSTN nhấc máy và chuẩn bị thực hiện cuộcgọi thì tổng đài nội hạt quản lý thuê bao đó sẽ nhận biết trạng thái nhấc máy

off-hook của thuê bao Và cổng báo hiệu Signalling Gateway nối với tổngđài này thông qua mạng SS7 cũng nhận biết được trạng thái mới của thuêbao.

2) Cổng báo SG sẽ báo cho MGC trực tiếp quản lý mình thông qua CA-Fđồng thời cung cấp tín hiệu mời quay số dial-tone cho thuê bao Ta gọiMGC này là MGC chủ gọi (caller-MGC)

3) Caller-MGC gửi yêu cầu kết nối đến MG nối với tổng đài nội hạt ban đầunhờ MGC-F

4) Các số do thuê bao nhấn sẽ được SG thu thập và chuyển tới caller- MGC.5) Caller-MGC sử dụng những số này để quyết định công việc tiếp theo sẽthực hiện Các số này sẽ được chuyển tới chức năng R-F và R-F sử dụngthông tin lưu trữ của các Server để có thể định tuyến cuộc gọi

6) Trong trường hợp hai thuê bao chủ gọi và bị gọi cùng là thuê bao trongmạng PSTN Nếu thuê bao bị gọi cũng thuộc sự quản lý caller-MGC thìthực hiện bước 7 Nếu thuê bao này thuộc sự quản lý của một MGC khácthì thực hiện bước 6

7) Còn trong trường hợp thuê bao bị gọi là một đầu cuối khác loại với thuêbao chủ gọi thì MGC sẽ đồng thời kích hoạt chức năng IW-F để khởi động

bộ điều khiển tương ứng và chuyển cuộc gọi đi Lúc này thông tin báo hiệu

sẽ được một Gateway khác xử lý Qua trình truyền thông tin sẽ giống nhưkết nối giữa hai thuê bao thoại thông thường

8) Caller-MGC sẽ gửi yêu cầu thiết lập cuộc gọi đến một MGC khác Nếuchưa đến đúng MGC của thuê bao bị gọi (ta gọi là callee-MGC) thì MGCnày sẽ tiếp tục chuyển yêu cầu thiết lập cuộc gọi đễn MGC khác cho đếnkhi đến đúng callee-MGC

9) Trong quá trình này, các MGC trung gian luôn luôn phản hồi lại MGC đãgửi yêu cầu đến nó Các công việc này được thực hiện bởi CA-F

10) Callee-MGC gửi yêu cầu tạo kết nối với MG nối với tổng đài nội hạt củathuê bao bị gọi ( callee-MG )

11) Đồng thời callee-MGC gửi thông tin đến callee-SG, thông qua mạng SS7 sẽlàm rung chuông thuê bao bị gọi.

12) Khi callee-SG nhận được bản tin báo trạng thái của thuê bao bị gọi (giả sử

là rỗi ) thì nó sẽ gửi ngược thông tin này trở về callee-MGC

13) Callee-MGC sẽ phản hồi về caller-MGC để báo mình đang liên lạc vớingười được gọi

14) Callee-MGC gửi thông tin để cung cấp tín hiệu ring back tone cho MGC, qua caller-SG đến người gọi

caller-15) Khi thuê bị gọi nhấc máy thì quá trình thông báo tương tự các bước trênxảy ra: đầu tiên qua nút báo hiệu số 7, thông tin nhấc máy qua callee-SGđến callee-MGC, rồi đến caller-MGC, qua caller-SG rồi đến thuê bao thựchiện cuộc gọi

16) Kết nối giữa thuê bao gọi đi và thuê bao bị gọi được hình thành thông quacaller-MG và callee-MG

17) Khi chấm dứt cuộc gọi thì quá trình sẽ diễn ra tương tự như lúc thiết lập

Sơ đồ xử lý cuộc gọi :

Nhấc máy trả lời

Invite CRCX

OK IAM

IAM ACM ACM

ACM ACM

ACM ACM

ANM ANM

ANM MDCX

OK ANM ANM

SS7

SIGTRAN

BICC MGCP

Đàm thoại

Hình 1.6 Sơ đồ xử lý cuộc gọi trong hệ thống chuyển mạch mềm

1.7 So sánh chuyển mạch mềm với chuyển mạch kênh truyền thống 1.7.1 Kiến trúc tổng thể

Về kiến trúc tổng thể, hệ thống chuyển mạch mềm và chuyển mạch kênh đềubao gồm:

 Phần cứng chuyển mạch

 Phần mềm điều khiển

 Phần mềm ứng dụng

* Kiến trúc tổng thể của hai hệ thống chuyển mạch

Hình 1.7 Mô hình hệ thống chuyển mạch kênh và chuyển mạch mềm

Trong hệ thống chuyển mạch kênh truyền thống, phần cứng chuyển mạchluôn đi kèm với phần mềm điều khiển của cùng một nhà cung cấp Điều này làmtăng tính độc quyền trong việc cung cấp các hệ thống chuyển mạch, làm giới hạnkhả năng phát triển các dịch vụ mới và khả năng phát triển mạng của các nhà khaithác

Trong khi đó, chuyển mạch mềm được xây dựng theo cấu trúc phân tán, táchchức năng điều khiển ra khỏi chức năng chuyển mạch là cho nhiệm vụ chuyển mạchtrở nên đơn giản hơn và mạnh mẽ hơn Hơn nữa chuyển mạch mềm được xây dựngtrên cơ sở mạng IP, xử lý thông tin một cách trong suốt, cho phép đáp ứng nhiều loạilưu lượng khác nhau

Phần cứng chuyển mạch

Phần mềm điều khiển

Phần mềm ứng dụng

Phần cứng chuyển mạch

Phần mềm điều khiển

Phần mềm ứng dụng

Hệ thống chuyển mạch

kênh

Hệ thống chuyển mạch

mềm

Để khắc phục nhược điểm của chuyển mạch kênh, chuyển mạch mềm đưa ragiao diện lập trình ứng dụng mở cho phép phần mềm và phần cứng của các nhà cungcấp khác nhau có thể tương thích với nhau Do đó sẽ khiến cho việc nâng cấp, thay thế

hệ thống dễ dàng hơn, các nhà khai thác có thể lựa chọn những phần cứng và phầnmềm tối ưu nhất cho hệ thống của mình, vì thế sẽ làm giảm tính độc quyền của các nhàcung cấp góp phần làm tăng tính cạnh tranh và do đó làm giảm giá thành của hệ thốngchuyển mạch mềm

1.7.2 Phương thức xử lý cuộc gọi

Cuộc gọi trong mạng chuyển mạch kênh và chuyển mạch mềm đều sử dụng báohiệu SS7 Đối với chuyển mạch mềm, cuộc gọi được thực hiện giữa hai thuê bao thoạitrong mạng PSTN với nhau thông qua mạng lõi của mạng thế hệ sau NGN

Nói chung, cả hai cách thực hiện cuộc gọi, bằng chuyển mạch mềm hay chuyểnmạch kênh đều phải thiết lập kết nối trước khi đàm thoại

* Sơ đồ chuyển mạch kênh:

Hình 1.8 Sơ đồ hệ thống chuyển mạch kênh

Trong tổng đài chuyển mạch kênh truyền thống, chức năng xử lý cuộc gọi vàchức năng chuyển mạch vật lý luồng lưu lượng đều được tập trung trong tổng đài.Tổng đài vừa làm nhiệm vụ giám sát thuê bao, vừa đưa ra các xử lý theo tiến trìnhcuộc gọi và đồng thời thực hiện chức năng chuyển mạch các luồng lưu lượng Ngoài

ra, trong chuyển mạch kênh, kênh báo hiệu và kênh thoại là hai kênh khác nhau, nhưngcùng truyền đến một điểm xử lý trên đường dây, hay nói cách khác trên cùng một kếtnối vật lý Kênh báo hiệu được thiết lập, sau đó kênh thoại mới được thiết lập

Còn trong chuyển mạch mềm chức năng xử lý cuộc gọi và chuyển mạch táchrời nhau kênh báo hiệu và kênh thoại không chỉ là hai kênh riêng biệt mà chúng cònđược truyền trên hai kết nối khác nhau Thông tin báo hiệu được truyền qua cổng báohiệu SG, còn thông tin thoại được truyền qua cổng truyền thông MG.

* Sơ đồ mạng chuyển mạch mềm

Softswitch Dịch vụ

Hệ thống

tính cước

SCP Mạng SS7

Mạng lõi IP

T

D

M

T D M

Hình 1.9 Cấu trúc chuyển mạch mềm

1.8 Ưu điểm của chuyển mạch mềm

1.8.1 Ưu điểm nhìn từ quan điểm của nhà khai thác

1 Cho cơ hội mới về doanh thu

Với công nghệ mạng cho phép hội tụ các ứng dụng thoại, số liệu, video cùngcông nghệ chuyển mạch mới, nhiều dịch vụ giá trị gia tăng hoàn toàn mới đã ra đời.Các dịch vụ này hứa hẹn sẽ đem lại doanh thu cao hơn so với các dịch thoại truyềnthống Do sử dụng công nghệ chuyển mạch mềm, có tính chất phân tán, các nhà cungcấp dịch vụ có thể cung cấp dịch vụ cho một nhóm nhỏ khách hàng, hay bất cứ nơi nào

và khi nào họ muốn

2 Thời gian tiếp cận thị trường ngắn

Do công nghệ chuyển mạch mới dựa trên phần mềm nên các dịch vụ mới ra đờicũng dựa trên phần mềm Điều này làm cho việc triển khai các dịch vụ mới cũng nhưnâng cấp các dịch vụ đang cung cấp trở nên nhanh chóng hơn Ngoài ra các nhà khaithác mạng có thể mua một dịch vụ mới từ nhà cung cấp khác để triển khai nhanhchóng dịch vụ khách hàng yêu cầu

3 Khả năng thu hút khách hàng

Cùng với việc đưa vào sử dụng mạng thế hệ sau NGN, việc đưa vào sử dụngchuyển mạch mềm còn giới thiệu với khách hàng nhiều dịch vụ mới hấp dẫn đồng thờicho phép họ tự lựa chọn và kiểm soát các dịch vụ thông tin do mình sử dụng

4 Giảm chi phí xây dựng mạng

Chi phí xây dựng cho các hệ thống sử dụng công nghệ chuyển mạch mềm là chiphí cho phần mềm, không theo kiểu chi phí cho các cơ cấu chuyển mạch kênh trướcđây Do đó, không đòi hỏi phải có vốn đầu tư ban đầu lớn mà chi phí xây dựng sẽ tăngtuyến tính theo nhu cầu và số lượng khách hàng Các nhà khai thác có thể khởi đầuphục vụ cho một số lượng nhỏ khách hàng, nhưng vẫn cung cấp đầy đủ các dịch vụthông qua các nhà khai thác lớn Trong khi đó chuyển mạch kênh truyền thống luônđược thiết kế với tập tính năng và quy mô lớn hơn nhiều so với số lượng khách hàng

và nhu cầu dịch vụ thực tế

5 Giảm chi phí điều hành mạng

Do phần mềm chuyển mạch thế hệ mới Softswitch cho phép khách hàng tự lựachọn và kiểm soát quá trình sử dụng dịch vụ của mình nên đã giúp cho công việc củacác nhà điều hành mạng được giảm đi một phần Hơn nữa khi sử dụng chuyển mạchmềm sẽ không còn các tổng đài lớn tập trung, tiêu tốn năng lượng và nhân lực điềuhành Hệ thống chuyển mạch giờ đây là các máy chủ đặt phân tán trong mạng và đượcđiều khiển bởi giao diện thân thiện với người GUI

6 Sử dụng băng thông hiệu quả

Với mô hình chuyển mạch kênh truyền thống, hệ thống chuyển mạch sẽ thiếtlập một kênh dành riêng dành cho người gọi và người được gọi Và kênh này sẽ khôngđược sử dụng cho mục đích nào khác trong suốt quá trình đàm thoại TDM cho phéptruyền nhiều kênh trên một trung kế nhưng kênh dành riêng vẫn sử dụng tài nguyênmạng nhiều hơn mức yêu cầu thực tế vì tồn tại những khoảng lặng trong quá trình đàmthoại Khi đưa mạng thế hệ sau vào sử dụng, do mạng IP được sử dụng nên đã tậndụng được ưu điểm sử dụng băng thông hiệu quả

7 Quản lý mạng hiệu quả

Đó là do Softswitch cho phép giám sát và điều chỉnh hoạt động của mạng theothời gian thực đồng thời có thể nâng cấp hay thay đổi cấu hình mạng từ xa Điều nàygiúp cho các nhà điều hành quản lý mạng hiệu quả hơn

8 Cải thiện dịch vụ

Với khả năng cung cấp dịch vụ một cách dễ dàng đã giúp cho Softswitch nhanhchóng được chấp nhận Bằng cách lắp đặt thêm một máy chủ ứng dụng riêng mới (còngọi là nâng cấp phần mềm chuyển mạch Softwitch ) hay triển khai thêm một sốmodule của nhà cung cấp khác, các nhà khai thác có thể cung cấp các dịch vụ mớinhanh chóng hơn và giá thấp hơn so với chuyển mạch truyền thống Ngoài ra chuyểnmạch mềm còn hỗ trợ nhiều tính năng giúp các nhà khai thác phân biệt dịch vụ chotừng khách hàng riêng lẻ

9 Tiết kiệm không gian đặt thiết bị

Chuyển mạch mềm cho phép các ứng dụng được thi hành tại bất cứ khu vựcnào trên mạng Mạng có thể được sắp xếp sao cho các máy chủ được bố trí gần nhữngnơi mà nó thật sự là tài nguyên quan trọng Các ứng dụng và tài nguyên có nhiệm vụcung cấp các dịch vụ và tính năng mới không nhất thiết phải đặt tại cùng một nơi trênmạng Hơn nữa các thành phần của mạng NGN, đặc biệt là các MGC sử dụng chuyểnmạch mềm có kích thước nhỏ và có tính phân tán nên không gian đặt thiết bị cũng gọnhơn

10 An toàn vốn đầu tư

Do mạng NGN hoạt động trên nền hạ tầng cơ sở có sẵn nên các nhà khai thácvẫn tiếp tục sử dụng mạng truyền thống đồng thời triển khai những dịch vụ mới Điềunày giúp cho nhà khai thác vừa thu hồi vốn đầu tư từ mạng cũ vừa thu lợi nhuận từdịch vụ do mạng mới cung cấp

1.8.2 Ưu điểm theo quan điểm của khách hàng

Nhìn từ phương diện khách hàng, khi triển khai hệ thống chuyển mạch mềm, họđược lợi cả về mặt giá cả và sự đa dạng về dịch vụ Chuyển mạch mềm còn cho phépkhách hàng có được chất lượng dịch vụ của thông tin thoại, số liệu, video qua đườngdây điện thoại vốn có của mình (cùng với một đầu cuối thông minh, một chiếc PCchẳng hạn) mà không cần quan tâm tới kiến trúc hạ tầng mạng Các hệ thống chuyểnmạch mềm tích hợp được với các thành phần mạng khác nhằm cung cấp các dịch vụphức tạp, cao cấp cho phép điều khiển cuộc gọi đa giao thức và hỗ trợ các ứng dụng đaphương tiện

CHƯƠNG 2-CÁC GIAO THỨC BÁO HIỆU CƠ BẢN

TRONG CHUYỂN MẠCH MỀM 2.1 Giới thiệu chung

Hệ thống chuyển mạch mềm có kiến trúc phân tán, các chức năng báo hiệu và xử lý báo hiệu, chuyển mạch, điều khiển cuộc gọi…được thực hiện bởi các thiết bị nằm phân tán trong cấu hình mạng Để có thể tạo ra các kết nối giữa các đầu cuối nhằm cung cấp dịch vụ, các thiết bị này phải trao đổi các thông tin báo hiệu Cách thức trao đổi các thông tin báo hiệu được quy định bởi các giao thức báo hiệu

Các giao thức báo hiệu cơ bản bao gồm :

Hình 2.1: Một số giao thức điều khiển và báo hiệu trong chuyển mạch mềm.

Vai trò của từng giao thức :

· Giao thức ngang cấp H323, SIP được sử dụng để trao đổi thông tin báo hiệu giữa các MGC, giữa MGC và các Server.

· Giao thức chủ tớ MGCP, MEGACO là giao thức báo hiệu điều khiển giữa MGC và các Gateway (trong đó MGC điều khiển Gateway).

· Giao thức Sigtran là giao thức báo hiệu giữa MGC và Signaling Gateway Các giao thức ngang cấp thực hiện chức năng mạng ở cấp cao hơn, quy định cách thức giao tiếp giữa các thực thể cùng cấp để cùng phối hợp thực hiện cuộc gọi hay các ứng dụng khác Trong khi đó các giao thức chủ tớ là sản phẩm của việc phân

bố không đồng đều trí tuệ mạng, phần lớn trí tuệ mạng được tập trung trong các thực thể chức năng điều khiển (đóng vai trị là master), thực thể này sẽ giao tiếp (điều khiển) với nhiều thực thể khác qua các giao thức chủ tớ nhằm cung cấp dịch vụ.

MGC MGC

Signalling Gateway

Trunk Media Gateway

Access Gateway

SIP Phone

Access Network

Wireli ne

Wirele ss

IP Network

IN SCP

SS7/ BICC

TDM/ ATM

SIP

SIP SIP,H.323