Nghiên cứu công nghệ chuyển mạch trong mạng NGN với giải pháp u SYS của huawei

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ Nguyễn Lê Phƣơng Nghiên cứu công nghệ chuyển mạch hệ thống mạng NGN với giải pháp U-SYS Huawei LUẬN VĂN THẠC SĨ Hà Nội – 2010 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ Nguyễn Lê Phƣơng NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ CHUYỂN MẠCH TRONG MẠNG NGN VỚI GIẢI PHÁP U-SYS CỦA HUAWEI Ngành: Công nghệ Điện tử - Viễn thông Chuyên ngành: Kỹ thuật Điện tử Mã số: 60 52 70 LUẬN VĂN THẠC SĨ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS Nguyễn Văn Tam Hà Nội – 2009 MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU CHƢƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ NEXT GENERAL NETWORK – NGN 1.1 Khái quát chung 1.2 Lý xuất mạng NGN 1.2.1 Cải thiện chi phí đầu tư 1.2.2 Xu đổi viễn thông 1.2.3 Các nguồn doanh thu 1.3 Đặc điểm mạng NGN 1.3.1 Đặc điểm 1.3.2 Nguyên tắc tổ chức mạng hệ 1.4 Cấu trúc logic mạng NGN 1.5.1 Lớp truyền dẫn truy nhập 1.5.2 Lớp truyền thông 1.5.3 Lớp điều khiển 1.5.4 Lớp ứng dụng dịch vụ 1.5.5 Lớp quản lý 1.6 Cấu trúc vật lý 1.7 Các công nghệ áp dụng cho mạng NGN 1.7.1 IP 1.7.2 MPLS 10 CHƢƠNG 2: CÔNG NGHỆ CHUYỂN MẠCH MỀM - SOFTSWITCH 12 2.1 Khái quát công nghệ chuyển mạch mềm 12 2.1.1 Sự đời công nghệ chuyển mạch mềm 12 2.2 Lợi ích chuyển mạch mềm 14 2.2.1 Đối với nhà khai thác người sử dụng 14 2.2.2 So sánh chuyển mạch kênh truyền thống chuyển mạch mềm 16 2.3 Các ứng dụng chuyển mạch mềm 18 2.3.1 Ứng dụng làm SS7/PRI Gateway 18 2.3.2 Ứng dụng làm Packet Tandem 20 2.2 Đặc điểm kĩ thuật công nghệ chuyển mạch mềm 24 2.2.1 Mô hình kiến trúc mạng hệ sau chức Softswitch 24 2.2.2 Các giao thức điều khiển báo hiệu mạng NGN 27 2.3 Liên kết báo hiệu mạng SS7 Chuyển mạch mềm 51 CHƢƠNG 3: GIẢI PHÁP U-SYS CỦA HUAWEI 53 3.1 Mô hình kỹ thuật 53 3.1.1 Cấu trúc phân lớp giải pháp U-SYS 54 3.2 Cấu trúc phần mềm 62 3.2.1 Tác vụ (TASK) 63 3.2.2 Hệ điều hành 66 3.2.3 Cấu trúc liệu sở liệu 67 3.4 Vận hành, quản trị bảo trì hệ thống U-SYS 70 3.4.1 Mô tả chung 70 3.4.2 Khai thác, bảo trì thiết bị công cụ làm việc 70 3.4.3.Đặc tính hệ thống vận hành bảo trì U-SYS 71 3.4.4 Khả ứng dụng thực tế kết luận chương : 71 KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG MỞ CỦA ĐỀ TÀI 73 TỪ VIẾT TẮT TÀI LIỆU THAM KHẢO 75 TỪ VIẾT TẮT Từ viết tắt Tên tiếng Anh Tên tiếng Việt AAA Authentication, Authorization, Accounting Nhận thực thuê bao, nhận thực dịch vụ, tính cước ACD Automatic Call Distributor Phân phối gọi tự động ACM Address Complete Message Bản tin hoàn tất địa AAL Atm Adaption Layer Lớp tương thích ATM ANM ANswer Message Bản tin trả lời API Application Program Interface Giao diện lập trình ứng dụng ATM Asynchronous Transfer Mode Chế độ truyền không đồng BCF Bearer Control Function Chức điều khiển kênh mang BHCA Busy Hour Call Attempt Cuộc gọi cao điểm BICC Bearer Independent Call Control Giao thức điều khiển gọi độc lập với kênh mang BIWF Bearer InterWorking Function Chức làm việc liên mạng kênh mang BNC Backbone Network Connection Kết nối mạng xương sống CS Capability Set Tập khả CSF Call Service Function Chức dịch vụ gọi DSLAM Digital Subscriber Line Access Multiplexer Bộ ghép kênh truy nhâp đường dây thuê bao số GK Gatekeeper GSN Gate Serving Node GW Gateway IAD Integrated Access Device Thiết bị truy nhập tích hợp IAM Initial Address Message Bản tin khởi tạo địa IN Intelligent Network Mạng thông minh IP Internet Protocol Giao thức Internet ISN Interface Serving Node Điểm phục vụ giao diện ISP Interner Service Provider Nhà cung cấp dịch vụ Internet Điểm phục vụ cổng Phần đối tượng người sử dụng mạng tích hợp đa dịch vụ Hiệp hội viễn thông quốc tế ISUP ISDN User Part ITU LAN International Telecommunications Union Local Area Network LE Local Exchange Tổng đài nội hạt MC Multipoint Controller Bộ điều khiển đa điểm MP Multipoint Processor Bộ xử lý đa điểm MCU Multipoint Control Unit Khối điều khiển đa điểm MGCP Media Gateway Control Protocol MGC Media Gateway Controller Giao thức điều khiển Gateway truyền thông Bộ điều khiển thuê bao M2UA MTP2 User Aption layer M3UA MTP3 User Adaption Layer M2PA MTP MTP2-User Peer-to-Peer Adaptation Layer Message Transfer Part Lớp tương thích người sử dụng MTP2 Lớp tương thích người sử dụng MTP3 Lớp tương thích ngang hàng người sử dụng MTP2 Phần truyền dẫn tin NGN Next Generation Network Mạng hệ sau OAM&P PBX Operation, Administration, Maintainance, and Performance Private Branch eXchange Vận hành, Quản trị, bảo dưỡng giám sát hoạt động Tổng đài nhánh dành riêng POTS Plain Old Telephone Service Dịch vụ điện thoại truyền thống PRI Primary Rate Interface Giao diện tốc độ PSTN Public Switch Telephone Network Mạng điện thoại công cộng QoS Quality of Sevice Chất lượng dịch vụ RAS Registration, Admision, Status Đăng ký, Cho Phép, Trạng Thái RAS Remote Access Server Máy chủ truy cập từ xa RTCP Real-Time Control Protocol Giao thức điều khiển thời gian Mạng cục thực RTP Real-Time Transport Protocol SCN Switch Circuit Network Giao thức truyền vận thời gian thực Mạng chuyển mạch kênh SCP Service Control Point Điểm điều khiển dịch vụ SCCP Signal Connection Control Part SCTP Stream Control Transport Protocol Phần ứng dụng điều khiển kết nối báo hiệu Giao thức truyền vận điều khiển luồng SDP Session Description Protocol Giao thức miêu tả phiên SIP Session Initiation Protocol Giao thức khởi tạo phiên SIGTRAN Signalling Transport Truyền vận báo hiệu SG Signalling Gateway Gateway báo hiệu SS7 Signalling System Hệ thống báo hiệu số SSP Service Switching Point Điểm chuyển mạch dịch vụ STP Signaling Transfer Point Điểm chuyển tiếp báo hiệu SUA SCCP-User Adaptation Layer SUS SUSpend Lớp tương thích người sử dụng SCCP Ngừng SWN SWitch Node Điểm chuyển mạch TCAP TCP Transaction Capabilities Application Part Transmission Control Protocol Phần ứng dụng khả giao dịch Giao thức điều khiển truyền dẫn ToS Type of Sevice Kiểu dịch vụ TSN Transit Serving Node Điểm phục vụ chuyển tiếp UAC User Agent Client UAS User Agent Server VoIP Voice over IP Máy khách tác nhân người sử dụng Bộ phục vụ tác nhân người sử dụng Thoại giao thức IP DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.2: Cấu trúc mạng hệ [1] Hình 1.3: Cấu trúc mạng hệ (góc độ dịch vụ) Hình 1.4: Các thành phần Softswitch Hình 1.5: Cấu trúc vật lý mạng NGN Hình 2.1: Thí dụ hệ thống chuyển mạch kênh 17 Hình 2.2: Các module hệ thống chuyển mạch mềm 17 Hình 2.3: So sánh chuyển mạch kênh chuyển mạch mềm 19 Hình 2.4: Ứng dụng làm packet tandem 21 Hình 2.5: Sử dụng Softswitch để cung cấp thoại đường dài 22 Hình 2.6: Mạng hệ thuê bao doanh nghiệp 23 Hình 2.7: Mạng hệ thuê bao tư nhân 23 Hình 2.8: Mô hình kiến trúc mạng NGN 25 Hình 2.9: Quan hệ giao thức mạng NGN 28 Hình 2.10: Mô hình mạng H.323 đơn giản 29 Hình 2.12: Các chức giao thức hệ thống VoIP 31 Hình 2.13: Các thành phần hệ thống SIP 34 Hình 2.14: Thiết lập hủy gọi SIP 36 Hình 2.15: H.248 media gateway 39 Hình 2.16: Quan hệ MG MGC 41 Hình 2.17: Thiết lập gọi A B 41 Hình 2.18: H.323 Gateway MGC - MG 42 Hình 2.19: Báo hiệu thiết lập gọi hai mạng H.323 MGCP 42 Hình 2.20: SIGTRAN 44 Hình 2.22: Mô hình SIGTRANS MG SG kết hợp với 45 Hình 2.23: Vị trí SCPTP SIGTRANS 46 Hình 2.24: Hoạt động M2UA 47 Hình 2.25: M3UA 48 Hình 2.26: Mô tả BICC 49 Hình 2.27: Mô hình giao thức BICC 50 Hình 2.28: MG SG kết nối với PSTN 51 Hình 2.29: SUA 52 Hình 3.1: Giải pháp U-SYS Huawei 54 Hình 3.2: Cấu trúc phân lớp U-SYS 54 Hình 3.3: Cấu trúc hệ thống AMG5000 55 Hình 3.4: Cấu trúc hệ thống TMG8010 56 Hình 3.5: Cấu trúc hệ thống TMG8000 57 Hình 3.6: Cấu trúc hệ thống Packet terminal 58 Hình 3.7: Cấu trúc MSR 58 Hình 3.8: Cấu trúc phần cứng thiết bị SoftX 60 Hình 3.9: Cấu trúc phần mềm U-SYS 62 Hình 3.10: Phân cấp phần mềm U-SYS 63 Hình 3.11: Tác vụ liên lạc U-SYS 63 Hình 3.12: Tác vụ xử lý gọi 65 Hình 3.13: Tác vụ quản lý sở liệu 66 Hình 3.14: Cấu trúc sở liệu module 68 LỜI MỞ ĐẦU Trong khoảng thập kỉ trở lại đây, môi trường kinh doanh lĩnh vực Viễn thông ngày mang tính cạnh tranh phức tạp hết Chất lượng dịch vụ trở thành chìa khóa để dẫn đến thành công Song song với xu này, nhu cầu dịch vụ truyền thông ngày tăng mạnh Hệ thống mạng tồn sử dụng công nghệ chuyển mạch kênh ngày bộc lộ rõ nhược điểm việc cung cấp dịch vụ đáp ứng nhu cầu cấp bách Cụm từ “mạng hệ – Next Generation Network” bắt đầu nhắc tới từ năm 1998 NGN mạng hội tụ thoại, video liệu sở hạ tầng tảng IP, làm việc hai phương tiện truyền thông vô tuyến hữu tuyến NGN tích hợp cấu trúc mạng với mạng đa dịch vụ dựa sở hạ tầng có sẵn, với hợp hệ thống quản lí điều khiển NGN cung cấp nhiều dịch vụ gia tăng chất lượng cao Mạng hệ xu hướng nhiều nước giới có Việt Nam, vậy, yêu cầu hiểu biết mạng cần thiết Xuất phát từ ý tưởng đó, luận văn trình bày mạng NGN công nghệ chuyển mạch mạng Ngoài ra, luận văn mở rộng đề cập tới giải pháp U-SYS công ty Huawei, nơi em làm việc Giải pháp có tính ứng dụng cao công ty viễn thông Việt Nam áp dụng Để hoàn thành luận văn này, em nhận nhiều giúp đỡ lời góp ý từ thầy cô giáo bạn bè Em xin bày tỏ cảm ơn chân thành đến thầy giáo Nguyễn Văn Tam, hướng dẫn tận tình lời khuyên bổ ích thầy suốt trình hoàn thành luận văn Em xin gửi lời cảm ơn tới thầy cô giáo giảng dạy trường Đại học Công Nghệ, Đại học Quốc gia Hà nội tận tình dạy dỗ bảo em ba năm học vừa qua 61  Nó sử dụng tin chuyển vận lớp (M2UA) để nối với TMG hay UMG để đóng vai trò gateway báo hiệu  Nó vận chuyển tin lớp UDP qua mạng chuyển đổi địa (STUN) để truy nhập mạng doanh nhiệp thông qua thiết bị NAT  Sử dụng giao thức SNMP giao diện ngôn ngữ MML để truy nhập vào thiết bị NMS  Sử dụng giao thức FTP, giao thức truy nhập vàquản lý truyền file (FTAM) để giao tiếp với trung tâm tính cước SoftX Dung lƣợng lớn khả tích hợp Phiên SoftX3000 có cấu trúc phần cứng module, khả xử lý dung lượng lớn dung lượng lớn phân cấp: Mỗi module xử lý dịch vụ (FCCU) có khả năng:  Dung lượng xử lý lớn cao điểm (BHCA) 400.000/1 module  9000 luồng thoại TDM tương ứng với 50000 thuê bao Với cấu hình đầy đủ, SoftX3000 hỗ trợ:  40 module xử lý  BHCA 16.000.000  360,000 luồng thoại TDM tương ứng với 2.000.000 thuê bao Đặc tính tích hợp SoftX3000 thể ở:  Trong cấu hình đầy đủ, cần có tủ  Tổng điện tiêu thụ nhỏ 12 kW 3.1.1.4 Lớp quản lý dịch vụ Lớp quản lý dịch vụ cung cấp dịch vụ giá trị gia tăng hỗ trợ hoạt động Thành phần iManager-N2000 lớp quản lý dịch vụ, phát triển tảng quản lý thống công ty Huawei, bao gồm gồm:  iOSS (làm nhiệm vụ hệ thống hoạt động tích hợp): gồm hệ thống quản trị mạng (NMS) làm nhiệm vụ huy quản lý tập trung thành phần NGN, hệ thống tính cước tích hợp  Policy server: quản lý sách thuê bao danh sách truy nhập (ACL), băng thông, lưu lượng QoS  Location server: quản lý định tuyến chuyển mạch mềm Nó khả đến đích gọi đảm bảo hiệu định tuyến gọi Nó chống khả vượt cỡ không thực tế bảng định tuyến, làm đơn giản hóa định tuyến  Media resource server (MRS6000): tạo luồn phương tiện dịch vụ dịch vụ nâng cao Dưới điều khiển thiết bị SoftX3000, MSR6000 cung cấp nguồn tài nguyên mức trung bình cho mạng chuyển mạch gói 62 MRS600 dùng công nghệ gói loại bỏ trình mã hóa/ giải mã từ TDM tới IP, tạo dòng liệu trung bình chất lượng cao mạng IP  Video server: Đặt lịch quản lý hội họp hình ảnh cung cấp họp hình ảnh tới người dung mạng NGN Thành phần IN (TELLIN Intelligent Network System) cung cấp thành phần:  Máy chủ ứng dụng: tạo quản lý logic dịch vụ gia tăng dịch vụ mạng thông minh(IN), cung cấp tảng cho bên thứ phát triển dịch vụ thông giao diện APIs mở Máy chủ ứng dụng kết việc tách biệt dịch vụ từ điều khiển gọi Nó mở rộng khả phát triển dịch vụ phụ trợ  Service control point (SCP): thành phần lõi IN truyền thống, nơi mà sử dụng để lưu trữ dư liệu thuê bao logic dịch vụ SCP khởi tạo logic báo cáo gọi từ chuyển mạch dịch vụ (SSP), truy vấn sở liệu dịch vụ thuê bao để khởi tạo logic dịch vụ Nó gửi hướng dẫn khởi tạo gọi cần thiết tới SSP hành động tạo nhiều gọi thông minh 3.2 Cấu trúc phần mềm Hệ thống phần mềm U-SYS bao gồm hệ điều hành loạt dòng tác vụ (task), Hình 3.9: Cấu trúc phần mềm U-SYS Hệ điều hành thành phần lõi hệ thống phần mềm U-SYS chương trình cấp hệ thống, tasks chương trình cấp ứng dụng dựa hệ điều hành 63 Hình 3.10: Phân cấp phần mềm U-SYS 3.2.1 Tác vụ (TASK) 3.2.1.1 Tác vụ liên lạc Hình 3.11: Tác vụ liên lạc U-SYS Hệ thống phần mềm U-SYS hệ thống đa nhiệm, việc liên lạc module xử lý module xử lý với module xử lý riêng rẽ cấp thực bở tác vụ liện lạc (Communication task) Việc liên lạc phần mềm khách hệ thống phần mềm đảm nhiệm chương trình quản lý gói tin hệ điều hành Nó không nằm tác vụ 64 liên lạc, tác vụ có liên quan tới phần cứng thành phần cấp thấp Các tác vụ chính:  Tác vụ liên lạc xử lý module active/standby: giúp cho việc chuyển đổi board active sang standby board active bị trục trặc Tác vụ đảm bảo tính sẵn sàng dự phòng toàn hệ thống chạy  Tác vụ liên lạc nội module: giao thức Q.922 báo hiệu nội CCS7 sử dụng để liên lạc nội module  Tác vụ liên lạc chạy chạy bề mặt: Hệ thống thiết bị đầu cuối chạy nề cung cấp hoạt động quản lý bảo trì U-SYS Nó hệ thống mạng, cho phép nhiều máy trạm tác động tới U-SYS thời điểm  Tác vụ liên lạc cảnh báo: kết nối với board cảnh báo hệ thống  Tác vụ liên lạc máy chủ hệ thống giao thức liên kết liệu 3.2.1.2 Tác vụ quản lý tài nguyen (Resource Management Task) Tác vụ quản trị phần cứng có liên quan tới dịch vụ Nó thực : khởi tạo, giải phóng, trì kiểm tra tài nguyên phần cứng Nó có tác vụ sau :  Tác vụ quản lý mạng chuyển mạch  Tác vụ quản lý tài nguyên báo hiệu  Tác vụ quản lý truyền tải số hai chiều  Tác vụ quản lý truyền tải sóng đa tần số  Tác vụ quản lý hộp thư thoại  Tác vụ quản lý máy tính điều hành 3.2.1.3 Tác vụ xử lý gọi (Call Processing Task) Tác vụ thực triển khai goi, gồm có hai phần lớp thuê bao lớp mạng theo khuyến nghị ITU-T Q.931 Phần tác vụ phía thuê bao gồm có kiểu sau:  Tác vụ quản lý thuê bao tương tự  Tác vụ quản lý thuê bao số  Tác vụ quản lý trung kế số  Tác vụ quản lý báo hiệu CCS7 (như: TUP task, ISUP task, SCCP task,TCAP task and MTP task )  Tác vụ quản lý thuê bao mạng truy cập  Tác vụ quản lý thuê bao Ephone  Tác vụ quản lý người điều hành  Tác vụ quản lý kênh cung cấp (báo hiệu R2 signaling, báo hiệu No.5) 65 Hình 3.12: Tác vụ xử lý gọi Định nghĩa trạng thái, chuyển đổi trạng thái thông tin trạng thái phía thuê bảo thiết kế tuân thủ theo khuyến nghị ITU-T Q.931 Hình thể quan hệ phía thuê bao, phía mạng thiết bị 3.2.1.4 Tác vụ quản lý sở liệu (Database Management Task) Tác vụ quản lý sở liệu có chức quản lý tất liệu toàn hệ thống chuyển mạch (gồm có: liệu cấu hình, liệu thuê bao, liệu tổng đài liệu tính cước ….), thực hiên công việc như: truy nhập liệu xếp, bảo trì, cập nhật, lưu khôi phục liệu 66 Hình 3.13: Tác vụ quản lý sở liệu 3.2.1.5 Tác vụ bảo trì Tác vụ hỗ trợ quản trị viên theo dõi quản lý hoạt động thiết bị, gồm nội dung sau:  Quản lý thiết bị  Quản lý cảnh báo  Quản lý tính cước  Thống kê lưu lượng  Theo dõi báo hiệu đường truyền  Dò tìm gọi kết nối  Kiểm tra thuê bao luồng  Dò tìm tin 3.2.2 Hệ điều hành Hệ điều hành có chức như: đặt lịch cho tác vụ, quản lý nhớ, quản lý tệp tin, quản lý ngoại vi, quản lý vá lỗi quản lý giao tiếp với thuê bao… Hệ điều hành U-SYS hệ thống thời gian thực hoạt động môi trường ứng dụng gồm chức bản:  Khởi tạo hệ thống: để thực cấu hình khởi tạo môi trường phần mềm, phần cứng toàn hệ thống  Tải chương trình: tải chương trình liệu từ đầu cuối chạy ngầm tới nhớ vi xử lý dẫn kích hoạt  Quản lý gián đoạn: thực thiết lập bảng vector gián đoạn gián đoạn xử lý chương trình 67  Đặt lịch tác vụ: áp dụng cho đa tác vụ hệ thống xử lý đa tác vụ thời gian thực, quản lý phân phối tài nguyên liên quan  Đóng gói tin: điểm giao tiếp tác vụ hệ thống phần mềm U-SYS, việc kích hoạng tác vụ điều khiển tin gửi tử tác vụ khác hệ điều hành  Quản lý nhớ: thực ứng dụng động quản lý giải phóng tài nguyên nhớ  Quản lý thời gian: thực khởi động, kích hoạt ngưng kích hoạt nhiều loại tác vụ định  Quản lý đồng hồ: quản lý thời gian hệ thống: gồm năm, tháng ngày, giờ, phút, giây tuần  Quản lý tải hệ thống: hệ điều hành theo dõi tỉ lệ sử dụng (hay vòng làm việc) vi xử lý thời gian thực Khi tỉ lệ sử dụng đạt tới ngưỡng trên, điều khiển tải tác động, tạm dừng vài tác vụ để giảm tải, giúp cho vi xử lý thoát khỏi trạng thái tải sớm Khi tải sử dụng giảm xuống ngưỡng điều khiển tải ngừng hoạt động tác vụ thực bình thường  Quản lý tỉ lệ lỗi hệ thống: hệ điều hành quản lý phần mềm hệ thống chạy thực tác vụ Khi có tượng không bình thường xảy như: địa dài, chương trình lặp vô hạn, lỗi nhớ, lỗi vi xử lý bước để khôi phục áp dụng để khôi phục trạng thái hoạt động bình thường hệ thống  Quản lý vá lỗi: quản lý giảm thiểu nguy lỗi hệ thống việc nâng cấp trực tuyến cho số chức 3.2.3 Cấu trúc liệu sở liệu Dữ liệu hệ thống U-SYS lưu trữ quản lý chung, tập hợp liệu coi sở liệu, quản lý hệ thống quản lý sở liệu (DBMS) 3.2.3.1 Cấu trúc sở liệu Dữ liệu quan hệ sở liệu U-SYS hai bảng chiều tập liệu coi quan hệ Một dòng coi hàng cột coi miền (field) Mỗi hàng ghi logic, số lượng hàng phụ thuộc vào tính chất bảng Ví dụ: số lượng hàng bảng miêu tả thiết bị xác định số lượng thiết bị Số lượng miền xác định nhiều quan hệ logic phức tạp Bảng quan hệ bảng làm cho lập trình ứng dụng thuận tiện 68 3.2.1.2 Cấu trúc sở liệu Cơ sở liệu U-SYS sở liệu quan hệ phân tán Đặc tính "Phân tán" thể chỗ module lưu trữ phần liệu gồm có: toàn liệu tổng đài, toàn bảng liên kết số liệu riêng Dữ liệu module lưu trữ theo kiểu quan hệ quản lý hệ thống phụ quan hệ sở liệu Các hệ thống sở liệu mối quan hệ module tương ứng phối hợp, độc lập thống với Về mặt vật lý, hệ thống quan hệ sở liệu module tương ứng tách ra, tạo thành phần hệ thống sở liệu Về mặt logic, hệ thống mối quan hệ sở liệu tính toàn vẹn, hình thành hệ thống quản lý sở liệu quan hệ phân phối Hình 3.14: Cấu trúc sở liệu module Mô hình quan hệ đề cập đến mô hình mô tả quan hệ thuộc tính tập thực thể kết nối tập thực thể với bảng hai chiều, thực phép tính đại số quan hệ Nó giảm từ cấu trúc liệu để thành bảng hai chiều phù hợp với số điều kiện, bảng gọi "Quan hệ" Cơ sở liêu: Cơ sở liệu tạo nên nhiều mối quan hệ, tải vào nhớ động (RAM) BAM, lưu nhớ Flash DBMS truy nhập vào sở liệu RAM mà không cần mở file Các liệu sau thay đổi ghi lại nhớ flash để tranh bị bị tắt Hệ thống quản trị sở liệu (DBMS) Chức U-SYS DBMS gồm:  Định nghĩa liệu (cấu trúc quan hệ, kiểu trường, vị trí phân phối liệu kiểu truy nhập …) 69  Cung cấp giao diện phục hồi liệu, truy cập sửa đổi cho ứng dụng  Bảo đảm tính quán liệu bảo mật  Sao lưu liệu Để đảm bảo chức DBMS, sở liệu U-SYS chia làm hai lớp:  Lớp lớp quản lý quan hệ, lõi hệ thống quản lý quan hệ đơn giản, cung cấp nhóm giao diện chức phía để truy cập vào sở liệu  Lớp đỉnh bao gồm module giao diện xử lý gọi, module bảo trì liệu, module xử lý gọi cung cấp chức cung cấp truy vấn, thu hồi sở liệu cho việc xử lý gọi Bảo trì liệu quản lý liệu đầu cuối thực hoạt động quản lý bảo trì sửa đổi truy vấn trực tuyến liệu cho sở liệu Giao diện lập trình ứng dụng (API) API cở sở liệu giao diện module chức sở liệu USYS module chức khác API cung cấp giao diện truy nhập cho xử lý gọi module chức bảo trì cung cấp DBMS API cung câp chức sau:  Phân tích số: phân tích yêu cầu phân tích số từ module xử lý gọi Cung cấp kết phân tích số thông qua truy vấn sở liệu tương ứng như: phân tích nguồn gọi, số bị gọi, số gọi dịch vụ ……  Phân tích định tuyến quản lý mạng (NM): thực yêu cầu địa đường truyền từ module chức xử lý gọi (các yêu cầu liệu nhóm, luồng trung kế) nhận định tuyến dộng Trả lời hướng dẫn trung tâm quản lý mạng NM thực định tuyến lưu lượng, nhóm trung kế  Phân tích tính cước: xác định chức tính cước truy vấn sở dũ liệu, theo ghi gọi tùy theo ghi tạo module xử lý gọi  Quản lý liệu thuê bao: quản lý việc phân bổ nguồn số, sở liệu thuê bao, nguồn liệu dịch vụ xử lý yêu cầu truy vấn cho liệu từ module chức khác  Bảo trì liệu: xử lý BAM gồm có tải, xuất liệu từ sở liệu thêm, sửa, xúa ghi quan hệ  Phân tích dịch vụ thông minh: quản lý bảng liệu dịch vụ thông minh xử lý yêu cầu từ module xử lý gọi cho dịch vụ thông minh 70 3.2.3.3 Đặc tính sở liệu U-SYS Cơ sở liệu quan hệ phân tán Dữ liệu phân tán module tương ứng module lưu trữ liệu có liên quan đến thân Do đặc tính phân tán sở liệu, việc trục trặc module không gây ảnh hưởng tới hoạt động module khác Do truy vấn thực chỗ làm tăng hiệu truy vấn Khả mở rộng : U-SYS DBMS quan hệ gốc định nghĩa liệu sở liệu Định nghĩa liệu hoàn toàn dựa mô tả từ điển liệu Việc thay đổi cấu trúc bảng hay giới thiệu quan hệ gây thay đổi chương trình, tính tạo khả mở rộng sở liệu Tính linh hoạt cho thiết lập sở liệu Là tảng mở chuyển mạch mềm, U-SYS phù hợp với nhiều kiểu mạng thực nhiều kiểu dịch vụ, đó, sở liệu thiết kế để mô tả tất đặc tính với kiểu toán học cho thiết lập linh hoạt 3.4 Vận hành, quản trị bảo trì hệ thống U-SYS 3.4.1 Mô tả chung Mục đích : Thực dịch vụ chung, hành động : thêm, sửa xóa thông tin thuê bao, đăng ky xóa dịch vụ phụ trợ kiểm tra nghiên cứu dựa công cụ đo đạc, phân tích trạng thái lưu lượng, xuất liệu bảng cước, hóa đơn theo thời gian, ghi phân tích thông tin thiết bị Thực công việc thường nhật công việc bảo trì : làm thiết bị, kiểm tra định kỹ, kiểm tra thường nhật Phân tích, chuẩn đoán xóa cảnh báo, lỗi hay để tính nạp mạch tren board Bào trì liệu, gồm liệu thuê bao, liệu trạm, liệu tính cước liệu trung gian, lưu chương trình, khôi phục, vá lỗi Mở rộng rộng, mở định tuyến thêm đầu số (khi cấu trúc mạng hay cấu hình trạm thay đổi) Phát triển tính cần thiết cung cấp phần mềm lớp cao, dịch vụ gia tăng, phiên phần hay phần mềm nâng cấp 3.4.2 Khai thác, bảo trì thiết bị công cụ làm việc Chế độ thực thi  Thông qua phần cứng  Thông qua phối hợp hoạt động phần cứng phần 71  Thông qua phần mềm Công cụ khai thác bảo trì  Các board thông minh  Các board kiểm tra  Các thiết bị cảnh báo : board theo dõi môi trường làm việc, hộp cảnh báo  Các phần mềm vận hành bảo trì: theo dõi, quản lý liệu hệ thống  Các phần mềm đầu cuối vận hành bảo trì 3.4.3.Đặc tính hệ thống vận hành bảo trì U-SYS Khả tin cậy cao: U-SYS sử dụng công nghệ dự phòng kiểm soát lỗi, backup song song, điều khiển tập trung với nhiều cấp, đa kênh, khả cấu hình lại dễ dàng Dễ vận hành hiệu suất hoạt động cao : hệ thống áp dụng công nghệ tiên tiến công nghệ quang thiết kế phân cứng, sử dụng lập trình hướng đối tượng ObjectOriented Programming (OOP), kiến trúc client/server, công nghệ trực quan đa cửa sổ, công nghệ truy nhập tiên tiến thiết kết phân mềm Đặc biệt ngôn ngữ mặc định tiếng ANh Chức quan trị từ xa tập trung : hệ thống sử dụng server BAM để quản trị từ xa tập trung Công việc thực qua mạng PSTN/ISDN, đường truyền riêng hay kiểu điều khiển khác dùng cách linh hoạt Cấu trúc client/server: BAM có chức liên lạc máy chủ sở liệu Tất tác vụ vận hành bảo trì thực chế độ client/server Hệ thống hỗ trợ cấu hình liệu đồng thời, đa điểm bảo trì từ xa chỗ Sử dụng ngôn ngữ : Man-manchine Hệ thống vận hành bảo trì hỗ trợ ManMachine Language (MML) cung cấp giao diện MML để quản lý mạng 3.4.4 Khả ứng dụng thực tế kết luận chƣơng : Trên giới, giải pháp U-SYS áp dụng rộng rãi để thiết lập hệ thống NGN nhiều nhà mạng Tại Trung Quốc, Huawei áp dụng vận hành USYS cho nhà cung cấp dịch vụ viễn thông China Telecom vài nhà mạng lớn khác Tại Bruney, hệ thông mạng NGN xây dựng phần vận hành khai thác hiệu năm gần đây, 90% thiết bị sử dụng mua Huawei nằm giải pháp U-SYS Các quốc gia giới Pháp, Úc, Thụy Điển có nhiều nhà mạng khách hàng sử dụng giải pháp U-SYS Tại Việt Nam, hệ thông U-SYS áp dụng hiệu rộng rãi hầu hết nhà mạng Viettel nhà mạng quân đội, phát triển muộn nên hệ thống sở hạ tầng phải xây dựng từ đầu Do đó, Viettel định hướng xây dựng hệ thống mạng theo giải pháp NGN 72 sử dụng softswitch thành phần điều khiển trung tâm Các MSC di động softswitch nhà cung cấp : Ericson, Siemen, ZTE, Huawei Trong năm gần đây, giải pháp U-SYS Huawei Viettel quan tâm áp dụng rộng rãi trung tâm mạng miền Bắc, Trung, Nam VNPT nhà mạng lâu đời, đó, hệ thống mạng PSTN phức tạp cồng kềnh Việc sử dụng thiết bị tổng đài cũ khiến cho khả vận hành phát triển dịch vụ linh hoạt, khả mở rộng mạng khó khăn Trước yêu cầu thiết việc cạnh tranh dành thị phần, VNPT áp dụng phương thức chuyển đổi song song với việc nâng cấp, xây dựng hệ thống mạng Mạng PSTN truyền thống chuyển đổi sang hệ thống mạng NGN sử dụng softswitch để điều khiển phát triển dịch vụ VNPT sử dụng nhiều sản phẩm công ty Huawei, thiết bị U-SYS sử dụng rộng rãi toàn quốc Cuối năm năm 2007, hệ thống MSC VNPT miền Trung lắp đặt softswitch SoftX3000 Huawei Hiện hệ thống VNPT tiếp tục nâng cấp triển khai dựa giải pháp nhiều nhà cung cấp mạng phần lớn thiết bị Huawei EVNT, nhà mạng Điện Lực, hệ thống nhà mạng gồm nhiều thiết bị hãng Siemen, Alcatel, Lucen Hiện EVNT định hướng xây dựng hệ thống mạng NGN dựa giải pháp U-SYS Htmobile G-Tel hai nhà mạng Để đảm bảo khả cạnh tranh, họ triển khai hệ thống họ sử dụng hoàn toàn thiết bị giải pháp U-SYS Huawei Hệ thống họ xây dựng vào hoạt động thời gian ngắn vận hành ổn định Tóm lại, U-SYS giải pháp hoàn chỉnh phần cứng, phần mềm, sở liệu khả khai thác, quản trị bảo trì Giải pháp có tiến mặt thiết bị khả linh động tính mở, dễ dàng tích hợp với nhiều hệ thống khác Việc ứng dụng U-SYS chứng tỏ thành công thực tế công ty Huawei dựa thị trường Việt Nam, Trung Quốc nước giới Đây giải pháp tiên tiến, phù hợp mặt chi phí khả thích ứng tích hợp 73 KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG MỞ CỦA ĐỀ TÀI Những hạn chế công nghệ chuyển mạch kênh sử dụng mạng ảnh hưởng nhiều đến khả cung cấp đa dạng dịch vụ, ảnh hưởng đến hiệu khai thác, sản xuất kinh doanh ngành Bưu - Viễn thông Sự đời công nghệ chuyển mạch mềm (Softswitch) sử dụng mạng hệ sau NGN tất yếu trình phát triển hoàn thiện mạng viễn thông Mạng NGN có hạ tầng chung dựa công nghệ chuyển mạch gói Mạng NGN cấu thành từ mạng truyền dẫn gói tốc độ cao mạng điều khiển tương thích Trong mạng truyền dẫn gói tốc độ cao có cấu trúc phân cấp, bao gồm hai thành phần mạng: mạng lõi mạng gói Mạng lõi cấu thành từ mạng cáp quang tốc độ cao sử dụng công nghệ truyền dẫn SONET/SDH, WDM, ATM tổng đài cổng MG dung lượng lớn Mạng gói bao gồm Module Gateway AMG, MMG, RMG, TMG hệ thống chuyển mạch nhánh Mạng NGN cho phép thực đa dịch vụ (Multiservice), không phục vụ thông tin thoại hay số liệu mà NGN mạng thống mang lại ứng dụng chất lượng cao, dịch vụ phong phú, đa dạng Việc triển khai dịch vụ thực đa dạng nhanh chóng, đáp ứng hội tụ thoại số liệu, cố định di động Nó tạo hội không làm tăng lợi nhuận mà giảm chi phí đầu tư khai thác Hệ thống chuyển mạch hệ sau đời với công nghệ dựa chuyển mạch mềm thay hệ thống chuyển mạch Chuyển mạch mềm đại diện cho khái niệm bật lĩnh vực viễn thông, hàm ý tảng điều khiển chuyển mạch phân tán dựa phần mềm Chuyển mạch mềm khái niệm mới, đưa vài năm gần Có nhiều quan niệm, khái niệm chuyển mạch mềm nhà nghiên cứu, hãng khác Tuy nhiên, cách chung hiểu chuyển mạch mềm sau: mạng NGN thông minh trình xử lý gọi mạng chuyển mạch kênh truyền thống tách rời khỏi hệ thống chuyển mạch Sự thông minh nằm thiết bị tách rời MGC hay CA Chuyển mạch mềm hệ thống gồm nhiều module tương tác với nhau, có hai module quan trọng MGC (thực điều khiển MG) MG (thực chức chuyển mạch vật lý) Như vậy, chuyển mạch mềm đóng vai trò thực điều khiển kiến trúc hệ thống mạng NGN Các giao diện mở hướng tới ứng dụng mạng thông minh IN Server ứng dụng tạo điều kiện dễ dàng cho việc cung cấp dịch vụ cách đa dạng nhanh chóng Với chuyển mạch mềm, lớp truyền thông cổng đưa vào sử dụng để làm thích ứng thoại, thích ứng truyền thông với mạng chuyển gói VoP Các GW dùng 74 để phối hợp với thiết bị khách hàng RGW, với mạng truy nhập AGW, với mạng PSTN hay PSDN Chuyển mạch mềm hệ thống mở đại, sử dụng giao diện, giao thức thích hợp Quá trình thực chuyển mạch mềm gặp thách thức lớn việc có nhiều giao thức khác đưa cho hệ thống Ví dụ giao thức truyền tải thời gian thực tín hiệu âm hình ảnh H.323, giao thức khởi tạo phiên (SIP), giao thức điều khiển thiết bị IP (IPDC), giao thức điều khiển cổng (MGCP), Megaco… Vì việc lựa chọn giao thức thích hợp để triển khai thực chuyển mạch mềm vấn đề quan trọng Hiện nay, Việt Nam nước giới, mạng NGN triển khai nhanh chóng Đối với nhà mạng có sở hạ tầng VNPT, việc triển khai nâng cấp mạng PSTN lên NGN yêu câu cấp thiết đổi công nghệ Đối với nhà cung cấp dịch vụ di động Viettel, EVNT, HTmobile … việc triển khai toàn hệ thống mạng dựa tảng NGN đặt nhiều thách thức Trong tình hình thực tế Việt Nam, giải pháp NGN Huawei nghiên cứu luận văn áp dụng hiệu điều kiện kinh tế yêu cầu thời gian triển khai Trong luận văn này, việc nghiên cứu cách tổng quan mạng hệ NGN, em trọng vào nghiên cứu công nghệ chuyển mạch mềm giao tiếp với mạng truyền thống Bên cạnh đó, em đưa giải pháp USYS, giải pháp NGN Huawei Đây giải pháp NGN tiên tiến, có khả ứng dụng cao điều kiện hệ thống hạ tầng mạng Việt Nam Hiệu áp dụng giải pháp chứng minh từ thành công thực tế công ty Huawei Việt Nam giới Do hạn chế thời gian nên luận văn em tránh khỏi thiếu sót, mong thầy cô người đóng góp ý kiến để phát triển đề tài 75 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] TS.Nguyễn Quý Minh Hiển, TS.Đỗ Kim Bằng, 'Mạng viễn thông hệ sau', NXB Bưu ĐIỆN, 12-2002 [2] Đề tài " Nghiên cứu chuyển mạch mềm " Phòng Công Nghệ, Công ty Thông tin Viễn thông Điện lực, 2000 [3] Tài liệu hội thảo lần thứ II Viện Khoa học kĩ thuật Bưu Điện 10/2002 ( Đề tài: Nghiên cứu giao diện kết nối mạng NGN) [4] Bài giảng: Mạng Viễn Thông Thế Hệ Mới, Th.S Phạm Đình Nguyên [5] Tài liệu học tập: Mạng viễn thông hệ sau NGN (Next Generation Network), TS Nguyễn Quý Minh Hiền, ThS Trịnh Thanh Khuê [6] http://www.vnpt.com.vn Tiếng Anh [7] Next Generation Network Services, Neill Wilkinson, Copyright 2002 John Wiley & Son [8] NGA Multimedia Applications, Siemens [9] http://www.softswitch.org [10] Một số tài liệu công ty Huawei [...]... ra, các công nghệ chuyển mạch mới được phát triển ngày càng cao để đảm bảo nhu c u phát triển ngày nay của mạng viễn thông 12 CHƢƠNG 2 CÔNG NGHỆ CHUYỂN MẠCH MỀM - SOFTSWITCH 2.1 Khái quát về công nghệ chuyển mạch mềm 2.1.1 Sự ra đời của công nghệ chuyển mạch mềm Sự hình thành mạng thế hệ sau kéo theo sự ra đời của công nghệ chuyển mạch mới Hệ thống chuyển mạch mềm ra đời thay thế hệ thống chuyển mạch. .. 1 GIỚI THI U VỀ NEXT GENERAL NETWORK – NGN 1.1 Khái quát chung Hiện nay, triển khai mạng NGN là hướng đi chung của các nhà mạng trong nước Đi u này phù hợp với xu thế chung của thế giới và sự phát triển của mạng viễn thông Để tìm hi u khai quát về mạng NGN, dưới đây là các nội dung:  Lý do xuất hiện mạng NGN  Đặc điểm của mạng NGN  C u trúc logic của mạng NGN 1.2 Lý do xuất hiện mạng NGN 1.2.1 Cải... N u có nhi u tổng đài chuyển tiếp trong mạng, mỗi tổng đài đó lại được nối đến nhi u tổng đài nội hạt, thì cuộc gọi có thể phải chuyển qua nhi u tổng đài chuyển tiếp để đến được nơi l u giữ tài nguyên mạng (như trong trường hợp hộp thư thoại) Trong mạng NGN, các tổng đài chuyển mạch kênh sẽ được thay thế bằng các tổng đài chuyển mạch mềm Kết nối các tổng đài chuyển mạch mềm là mạng chuyển mạch gói đa... thống chuyển mạch kênh Tổng đài chuyển mạch kênh là một thiết bị hết sức phức tạp Nó thực hiện việc số hóa tín hi u thoại của thuê bao (n u là thuê bao Analog) và thực hiện chuyển mạch, ghép các luồng PCM tín hi u số Với hệ thống này, các thuê bao được nối trực tiếp đến trung tâm chuyển mạch Trong các hệ thống chuyển mạch mềm chúng ta có nhi u Module tƣơng tác với nhau: Hình 2.2: Các module trong hệ... phương pháp tiếp cận mới trong chuyển mạch thoại có thể giúp giải quyết được các thi u sót của các chuyển mạch trong tổng đài nội hạt truyền thống Công nghệ Softswitch có thể làm giảm giá thành của các tổng đài chuyển mạch nội hạt, cho phép tạo ra sự khác biệt về dịch vụ giữa các nhà cung cấp dịch vụ và đơn giản hóa quá trình chuyển đổi từ mạng truyền thống sang mạng hỗ trợ thoại gói từ đ u cuối đến đ u. .. đ u tƣ Công nghệ căn bản liên quan đến chuyển mạch kênh truyền thống, được cải tiến chậm trễ và chậm triển khai kết hợp với nền công nghiệp máy tính Các chuyển mạch kênh này hiện đang chiếm phần lớn trong cơ sở hạ tầng PSTN Tuy nhiên chúng chưa thật sự tối u cho mạng truyền số li u Kết quả là ngày càng có nhi u dòng l u lượng số li u trên mạng PSTN đến mạng Internet và sẽ xuất hiện một giải pháp với. .. và cung cấp dịch vụ thì mô hình c u trúc của NGN có thêm lớp ứng dụng dịch vụ Hình 1.3: C u trúc mạng thế hệ mới (góc độ dịch vụ) 6 1.5.1 Lớp truyền dẫn và truy nhập Phần truyền dẫn: Thành phần: Gồm các nút chuyển mạch/ router (IP/ATM hay IP/MPLS), các chuyển mạch kênh của mạng PSTN, các khối chuyển mạch PLM nhưng ở mạng đường trục, kỹ thuật truyền tải chính là IP hay IP/ATM Có các hệ thống chuyển mạch, ... hình của các hãng, mô hình c u trúc của NGN được chia ra làm bốn lớp chức năng:  Lớp truy nhập và truyền dẫn  Lớp truyền thông 5  Lớp đi u khiển  Lớp quản lý Kiến trúc mạng NGN sử dụng chuyển mạch gói cho cả thoại và dữ li u Nó phân chia các khối vững chắc của tổng đài hiện nay thành các lớp mạng riêng lẽ, các lớp này liên kết với nhau qua các giao diện mở ti u chuẩn Hệ thống chuyển mạch NGN được... thức này y u c u kết quả tính toán của phần định tuyến tại tất cả các nút phải nhất quán với nhau Sự không thống nhất của kết quả sẽ dẫn tới chuyển gói tin sai hướng dẫn đến mất gói tin Ki u chuyển tin theo từng chặng hạn chế khả năng của mạng Ví dụ, n u các gói tin chuyển tới cùng một địa chỉ mà đi qua cùng một nút thì chúng sẽ được truyền qua cùng một tuyến tới điểm đích Đi u này khiến mạng không... Dựa vào mô hình mạng NGN ở trên, Chuyển mạch mềm Softswitch phải thực hiện các chức năng sau :  Trung tâm báo hi u và đi u khiển cuộc gọi trong toàn mạng, quản lí và đi u khiển các loại gateway truy nhập mạng, hoạt động theo tất cả các loại giao thức báo hi u từ H323, SIP đến MGCP/MEGACO  Giao tiếp với báo hi u của mạng PSTN (chủ y u là kết nối với mạng báo hi u SS7) và liên kết với hệ thống Softswitch ...ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ Nguyễn Lê Phƣơng NGHIÊN C U CÔNG NGHỆ CHUYỂN MẠCH TRONG MẠNG NGN VỚI GIẢI PHÁP U- SYS CỦA HUAWEI Ngành: Công nghệ Điện tử - Viễn thông Chuyên ngành:... tìm hi u khai quát mạng NGN, nội dung:  Lý xuất mạng NGN  Đặc điểm mạng NGN  C u trúc logic mạng NGN 1.2 Lý xuất mạng NGN 1.2.1 Cải thiện chi phí đ u tƣ Công nghệ liên quan đến chuyển mạch kênh... vậy, y u c u hi u biết mạng cần thiết Xuất phát từ ý tưởng đó, luận văn trình bày mạng NGN công nghệ chuyển mạch mạng Ngoài ra, luận văn mở rộng đề cập tới giải pháp U- SYS công ty Huawei, nơi