(nền tảng dịch vụ mạng thế hệ mới) ứng dụng các công nghệ mạng thế hệ mới dựa trên softswitch (chuyển mạch mềm) trong việc cung cấp dịch vụ VoIP tại việt nam

Môn học: Nên Tảng Dịch Vụ Cho Mạng Thế Hệ Mới MỤC LỤC I.Lời mở đầu .2 II.Tổng quan công nghệ VoIP 1.Khái niệm 2.Ưu nhược điểm 3.Các thành phần mạng VoIP .4 4.Các giao thức mạng VoIP III MẠNG THẾ HỆ MỚI .17 3.1 Sự hình thành mạng NGN .17 3.2 Các đặc điểm NGN 18 3.3 Những vấn đề mà mạng hệ cần giải .18 3.4 Kiến trúc mạng NGN .19 3.5 Công nghệ chuyển mạch mềm Softswitch .21 3.6 Các phần tử mạng NGN .24 IV CHUYỂN MẠCH MỀM TRONG VoIP 27 4.1 Chuyển mạch mềm kiến trúc phân tán 27 4.2 Server ứng dụng .30 VI.Kết luận .36 TÀI LIỆU THAM KHẢO .37 Sinh viên thực hiện: Tô Văn Hùng MSHV: CB110858 Page Môn học: Nên Tảng Dịch Vụ Cho Mạng Thế Hệ Mới I Lời mở đầu Không ngừng lớn mạnh thời gian, ngành viễn thông Việt Nam cung cấp ngày nhiều loại hình dịch vụ viễn thông tới người dân với chất lượngvà số lượng không ngừng cải thiện Trong đà phát triển đó, để đáp ứng ngày càngtốt nhu cầu thông tin xã hội thời đại bùng nổ thông tin, mà loạt hạ tầng viễn thông cũ tỏ không phù hợp hay tải, triển khai xây dựng mạng hệ NGN Việt Nam cần thiết NGN mạng hệ sau mạng hoàn toàn mới, phát triển từ tất mạng cũ NGN có khả làm tảng cho việc triển khai nhiều loại hình dịch vụ tương lai nhanh chóng, không phân biệt ranh giới nhà cung cấp dịch vụ (dịch vụ độc lập với hạ tầng mạng) nhờ đặc điểm: băng thông lớn, tương thích đa nhà cung cấp thiết bị, tương thích với mạng cũ… Đồng hành với xây dựng mạng NGN, loạt dịch vụ với kiến trúc khác dần triển khai nhằm cung cấp nhiều dịch vụ tiện ích cho người dùng, dịch vụ VoIP nhiều người quan tâm Với mong muốn nắm bắt công nghệ NGN, em định lựa chọn đề tài “Ứng dụng công nghệ mạng hệ dựa softswitch (chuyển mạch mềm) việc cung cấp dịch vụ VoIP Việt Nam” Tiểu luận trình bày với nội dung cụ thể sau: I Lời mở đầu II Tổng quan công nghệ VoIP III Mạng hệ IV Chuyển mạch mềm VoIP V Kết luận Sinh viên thực hiện: Tô Văn Hùng MSHV: CB110858 Page Môn học: Nên Tảng Dịch Vụ Cho Mạng Thế Hệ Mới II Tổng quan công nghệ VoIP Khái niệm VoIP ( Voice Over IP ) công nghệ cho phép truyền thông tin thoại từ nơi sang nơi khác thông qua mạng sử dụng giao thức IP ( Internet Protocol ) để truyền tải thông tin VoIP thường biết đến số tên khác : điện thoại Internet, điện thoại IP, điện thoại dải rộng ( Broadband Telephony ) vv… Ở điện thoại thông thường, tín hiệu thoại lấy mẫu với tần số KHz sau lượng tử hóa bit/mẫu truyền với tốc độ 64 KHz đến mạng chuyển mạch truyền tới đích Ở phía thu, tín hiệu giải mã thành tín hiệu ban đầu Công nghệ VoIP không hoàn toàn khác với điện thoại thông thường Đầu tiên , tín hiệu thoại số hóa , sau thay truyền mạng PSTN qua trường chuyển mạch , tín hiệu thoại nén xuống tốc độ thấp đóng gói , truyền qua mạng IP Tại bên thu, luồng thoại giải nén thành luồng PCM 64 truyền tới thuê bao bị gọi Ưu nhược điểm 2.1 Ưu điểm - Gọi điện thoại giá rẻ : Đây ưu điểm bật VoIP Sử dụng công nghệ VoIP gọi điện thoại đường dài điện thoại nước với giá rẻ tương đương với giá gọi nội hạt - Tính thống : Hệ thống VoIP tích hợp mạng thoại , mạng số liệu mạng báo hiệu Các tín hiệu thoại, liệu, báo hiệu mạng IP Việc giảm đáng kể chi phí đầu tư - Khả mở rộng : Hệ thống VoIP mở rộng thêm nhiều loại dịch vụ , nhiều tính Sinh viên thực hiện: Tô Văn Hùng MSHV: CB110858 Page Môn học: Nên Tảng Dịch Vụ Cho Mạng Thế Hệ Mới 2.2 Nhược điểm - Chất lượng dịch vụ : Do mạng truyền số liệu không thiết kế để truyền thoại thời gian thực việc trễ truyền hay việc mát gói tin hoàn toàn xảy gây chất lượng dịch vụ thấp - Bảo mật : Do mạng Internet mạng hỗn hợp rộng khắp bao gồm nhiều máy tính sử dụng việc bảo mật thông tin cá nhân khó Các thành phần mạng VoIP Hình 2.1 Các thành phần mạng VoIP Mạng VoIP phải có khả thực chức mà mạng điện thoại công cộng thực hiện, phải thực chức gateway mạng IP mạng điện thoại công cộng Thành phần mạng điện thoại IP gồm phần tử sau đây: - Thiết bị đầu cuối kết nối với mạng IP ( Terminal) : Có thể phần mềm máy tính ( softphone) điện thoại IP (hardphone) - Mạng truy nhập IP: Là loại mạng liệu sử dụng giao thức TCP/IP, phổ biến mạng Internet - Gateway: Là thiết bị có chức kết nối hai mạng không giống nhau, hầu Sinh viên thực hiện: Tô Văn Hùng MSHV: CB110858 Page Môn học: Nên Tảng Dịch Vụ Cho Mạng Thế Hệ Mới hết trường hợp mạng IP mạng PSTN Có loại gateway là: Gateway truyền tải kênh thoại, Gateway điều khiển truyền tải kênh thoại Gateway báo hiệu - Gatekeeper: Có thể xem gatekeeper não hệ thống mạng điện thoại IP Nó cung cấp chức quản lý gọi cách tập trung số dịch vụ quan trọng khác là: nhận dạng đầu cuối gateway, quản lý băng thông, chuyển đổi địa (từ địa IP sang địa E.164 ngược lại), đăng ký hay tính cước Mỗi gatekeeper quản lý vùng bao gồm đầu cuối đăng ký, nhiều gatekeeper quản lý vùng trường hợp vùng có nhiều gatekeeper Các giao thức mạng VoIP 4.1 Giao thức H323 Khi đề cập đến thoại IP, tiêu chuẩn quốc tế thường đề cập đến H.323 Giao thức H.323 chuẩn ITU-T SG16 phát triển cho phép truyền thông đa phương tiện qua hệ thống dựa mạng chuyển mạch gói, ví dụ Internet Nó ITU-T ban hành lần vào năm 1996 gần năm 1998 H.323 chuẩn riêng cho thành phần mạng, giao thức thủ tục cung cấp dịch vụ thông tin multimedia : audio thời gian thực, video thông tin liệu qua mạng chuyển mạch gói , bao gồm mạng dựa giao thức IP Tập giao thức H.323 thiết kế để hoạt động tầng vận chuyển mạng sở Tuy nhiên, khuyến nghị H.323 chung chung nên coi tiêu chuẩn cụ thể Trong thực tế, hoàn toàn thiết kế hệ thống thoại tuân thủ H.323 mà không cần đến IP Khuyến nghị đưa yêu cầu “giao diện mạng gói” thiết bị đầu cuối Ban đầu, H.323 dự định dành cho X.25, Sinh viên thực hiện: Tô Văn Hùng MSHV: CB110858 Page Môn học: Nên Tảng Dịch Vụ Cho Mạng Thế Hệ Mới FrameRelay sau ATM, lại TCP/IP, có H.323 vận hành mạng X.25 ATM Hình 4.2 Cấu trúc H.323 Thiết bị đầu cuối - Thực chức đầu cuối : thực gọi nhận gọi Gatekeeper Một miền H.323 sở mạng IP tập hợp tất đầu cuối gán với bí danh Mỗi miền quản trị Gatekeeper nhất, trung tâm đầu não, đóng vai trò giám sát hoạt động miền Đây thành phần tuỳ chọn hệ thống VoIP theo chuẩn H.323 Tuy nhiên có mặt Gatekeeper mạng đầu cuối H.323 Gateway phải hoạt động theo dịch vụ Gatekeeper Gatekeeper hoạt động hai chế độ : - Chế độ trực tiếp: Gatekeeper có nhiệm vụ cung cấp địa đích mà không tham gia vào hoạt động kết nối khác - Chế độ chọn đường : Gatekeeper thành phần trung gian, chuyển tiếp thông tin trao đổi bên Sinh viên thực hiện: Tô Văn Hùng MSHV: CB110858 Page Môn học: Nên Tảng Dịch Vụ Cho Mạng Thế Hệ Mới Gatekeeper phải thực chức sau: • Chức dịch địa • Điều khiển truy cập : • Điều khiển độ rộng băng thông • Quản lý vùng: Các chức không bắt buộc Gatekeeper: • Điều khiển báo hiệu gọi • Cho phép • Quản lý băng thông • Quản lý gọi Khối điều khiển đa điểm MCU Khối điều khiển đa điểm (MCU) đwợc sử dụng gọi hay hội nghị cần giữ nhiều kết nối hoạt động Do có số hữu hạn kết nối đồng thời, nên MCU giám sát thoả thuận đầu cuối kiểm tra đầu cuối khả mà chúng cung cấp cho hội nghị gọi Các MCU gồm hai phần: Bộ điều khiển đa điểm (MC) Bộ xử lý đa điểm (MP) Bộ điều khiển đa điểm (MC) có trách nhiệm việc thoả thuận định khả đầu cuối Trong xử lý đa điểm sử dụng để xử lý đa phương tiện (multimedia), luồng suốt trình hội nghị gọi đa điểm Bộ xử lý đa điểm ( MP ) có nhiều chúng có trách nhiệm trộn chuyển mạch luồng phương tiện truyền đạt việc xử lý bit liệu âm hình ảnh MC tương tác trực tiếp với luồng phương tiện truyền đạt, công việc MP Các MC MP cài đặt thiết bị độc lập phần phần tử khác H.323 Tập giao thức H323 Sinh viên thực hiện: Tô Văn Hùng MSHV: CB110858 Page Môn học: Nên Tảng Dịch Vụ Cho Mạng Thế Hệ Mới Báo hiệu RAS Cung cấp thủ tục điều khiển tiền gọi mạng H.323 có GK Kênh báo hiệu RAS thiết lập đầu cuối GK trước kênh khác Nó độc lập với kênh báo hiệu gọi kênh điều khiển H.245 Các tin RAS truyền qua mạng thông qua kết nối UDP, thực việc đăng ký, cho phép, thay đổi băng thông, trạng thái vμ thủ tục huỷ bỏ gọi Báo hiệu RAS gồm trình sau: - Tìm GateKeeper - Đăng ký : Đăng ký trình cho phép GW, đầu cuối MCU tham gia vào vùng báo cho GK biết địa truyền vận địa bí danh - Định vị đầu cuối - Cho phép, thay đổi băng thông, trạng thái vμ huỷ quan hệ Báo hiệu điều khiển gọi H.225 Trong mạng H.323, thủ tục báo hiệu gọi dựa khuyến nghị H.225 ITU Khuyến nghị rõ cách sử dụng trợ giúp tin báo hiệu Q.931 Sau khởi tạo thiết lập gọi Các tin điều khiển gọi tin giữ cho kênh báo hiệu gọi tồn (keepalive) chuyển tới cổng Các tin Q.931 thường sử dụng mạng H.323: Sinh viên thực hiện: Tô Văn Hùng MSHV: CB110858 Page Môn học: Nên Tảng Dịch Vụ Cho Mạng Thế Hệ Mới • Setup: Được gửi từ thực thể chủ gọi để thiết lập kết nối tới thực thể H.323 bị gọi • Call Proceeding: thị thủ tục thiết lập gọi khởi tạo • Alerting: thị chuông bên đích bắt đầu rung • Connect: thông báo bên bị gọi trả lời gọi • Release Complete: thị gọi bị giải phóng • Facility: Đây tin Q.932 dùng để yêu cầu phúc đáp dịch vụ bổ sung Nó dùng để cảnh báo gọi định tuyến trực tiếp hay thông qua GK Giao thức H.245 H245 xử lý tin điều khiển từ đầu cuối đến đầu cuối thực thể H.323 Các thủ tục H.245 thiết lập kênh logic cho việc truyền tín hiệu âm thanh, hình ảnh, liệu thông tin kênh điều khiển Báo hiệu H.245 thiết lập đầu cuối, đầu cuối với MC đầu cuối với GK Đầu cuối thiết lập kênh điều khiển H.245 cho gọi mà tham gia Một đầu cuối, MCU, GK hỗ trợ nhiều gọi lúc có nhiều kênh điều H.245 tương ứng Khuyến nghị H.245 định nghĩa số thực thể giao thức độc lập trợ giúp cho báo hiệu từ đầu cuối đến đầu cuối sau: • Trao đổi khả : Bao gồm tin cho phép xác định khả trao đổi liệu âm đầu cuối tham gia gọi Nó đảm bảo cho bên thu đủ khả nhận xử lý thông tin đầu vào mà không bị xung đột Khi biết khả thu đầu cuối nhận, đầu cuối phát giới hạn nội dung thông tin mà truyền khuôn khổ khả thu Ngược lại, khả truyền cho phép đầu cuối nhận lựa chọn chế độ thu thích hợp Với tín hiệu âm thanh, khả trao đổi bao gồm giải mã tín hiệu thoại họ tiêu chuẩn G: G.729 8kbps, G.711 64kbps, G.723 5,3 6,3 kbps, G.722 48kbps Sinh viên thực hiện: Tô Văn Hùng MSHV: CB110858 Page Môn học: Nên Tảng Dịch Vụ Cho Mạng Thế Hệ Mới • Quyết định chủ - tớ: Là thủ tục định đầu cuối chủ đầu cuối tớ gọi xác định Mối quan hệ trì suốt thời gian gọi • Trễ vòng (Round Trip delay) : Là thủ tục dùng để xác định trễ đầu cuối nguồn đầu cuối đích Bản tin RounđTripDelayRequest đo trễ kiểm tra thực thể giao thức H.245 đầu cuối bên có hoạt động hay không • Báo hiệu kênh logic (Logical channel signaling) : Báo hiệu kênh logic sử dụng tin OpenLogicalChannel CloseLogicalChannel thủ tục H.245 để đóng mở kênh logic Khi kênh logic mở, tin OpenLogical miêu tả đầy đủ nội dung kênh logic bao gồm kiểu truyền thông (media type), thuật toán sử dụng, chức thông tin khác để bên thu dịch nội dung kênh logic • Các thủ tục kết nối nhanh : Có hai thủ tục để thiết lập kênh truyền thông H.245 kết nối nhanh Kết nối nhanh cho phép thiết lập kết nối truyền thông cho gọi điểm tới điểm với lần trao đổi tin vòng (bản tin từ đầu cuối nguồn tới đầu cuối đích lại trở đầu cuối nguồn) • H245 ngầm (Tuneling H.245) : Các tin H.245 đóng gói kênh báo hiệu gọi H.225 thay tạo kênh điều khiển H.245 riêng biệt Phuơng pháp cải thiện thời gian thiết lập gọi thời gian định vị tài nguyên Đồng thời cho phép đồng báo hiệu gọi điều khiển Có thể đóng gói nhiều tin H.245 vào tin H.225 Vào thời điểm bất kỳ, đầu cuối chuyển sang kết nối H.245 riêng biệt Quá trình thiết lập gọi H323 Một gọi trải qua bước sau: • Thiết lập gọi • Khởi tạo truyền thông trao đổi khả • Thiết lập kênh truyền thông nghe nhìn • Dịch vụ gọi Sinh viên thực hiện: Tô Văn Hùng MSHV: CB110858 Page 10 Môn học: Nên Tảng Dịch Vụ Cho Mạng Thế Hệ Mới kết với mạng PSTN Các tính chất khác biệt hệthống chuyển mạch mềm bao gồm: • Là hệ thống có khả lập trình để xử lý gọi hỗ trợ giao thứccủa mạng PSTN, ATM, IP • Hoạt động máy tính hệ điều hành thương mại • Điều khiển Gateway trung kế (External Trunking Gateway),Gateway truy nhập(Access Gateway) Server truy nhập từ xaRAS(Remote Access Server) • Nó tái sử dụng dịch vụ IN thông qua giao diện danh bạ mở, mềm dẻo • Cung cấp giao diện lập trình ứng dụng mở API cho nhμ phát triểnthứ nhằm tạo dịch vụ hệ sau • Nó có chức lập trình cho hệ thống Back office • Có hệ thống quản lý tiên tiến sở máy chủ (policy-Server-based) chotất module phần mềm Một đặc điểm Softswitch Softswitch làm nhiệm vụcung cấp kênh kết nối tổng đài liên kết thông tin sở hạ tầng mạng NGN thực theo công nghệ chuyển mạch gói Tức công nghệ Chuyểnmạch mềm không thực “chuyển mạch” Tất công việc củaSoftswitch thực với hệ thống mô đun phần mềm điều khiển vàgiao tiếp với phần khác mạng NGN, chạy hệ thống máy chủ cóhiệu năng, độ tin cậy độ sẵn sàng cấp độ nhà cung cấp dịch vụ (Carrier -Class) 3.5.3 Những lợi ích softswich Mạng hệ sau có khả cho đời dịch vụ giá trị gia tăng hoàntoàn hội tụ ứng dụng thoại, số liệu video Các dịch vụ hứa hẹn đem lạidoanh thu cao nhiều so với dịch vụ truyền thống Do dịch vụ NGN viết phần mềm Do việc triểnkhai, nâng cấp, việc cung cấp dịch vụ trở nên dễ dàng Khả thu hút khách hàng mạng NGN cao, từ tiện dụng hội tụcả thoại liệu, video đến hàng loạt dịch vụ khác mà nhà cung cấp dịch vụ cóthể Sinh viên thực hiện: Tô Văn Hùng MSHV: CB110858 Page 23 Môn học: Nên Tảng Dịch Vụ Cho Mạng Thế Hệ Mới cung cấp cho khách hàng, thêm họ có khả kiểm soát dịch vụ thôngtin điều làm cho khách hàng luôn thoả mãn lệ thuộc vào nhà cung cấp dịch vụ, hội kinh doanh cung cấp lớn hơn, ổn định Giảm chi phí xây dựng mạng: Khi xây dựng mạng hoàn toàn cũngnhư mở rộng mạng có sẵn , mạng chuyển mạch mềm có phí tốn nhiều so với mạng chuyển mạch kênh Điều làm cho trở ngại tham gia thị trường nhà khai thác dịch vụ không lớn trước Hiệnnay, cạnh tranh nhà khai thác dịch vụ dịch vụ mà họcó thể cung cấp cho khách hàng, độ hài lòng khách hàng sử dụng nhữngdịch vụ đó, nên hầu hết nhà khai thác tập trung đầu tư vào việc viết phần mềm phát triển dịch vụ Giảm chi phí vận hành bảo dưỡng quản lý mạng hiệu Softswitchkhông tổng đài lớn tập trung, tiêu tốn lượng nhân lực điều hành,chuyển mạch máy chủ đặt phân tán mạng, điều khiển giao diện thân thiện người sử dụng (GUI) chi phí điều hành hoạt động mạng giảm đáng kể Sử dụng băng thông có hiệu hơn: Do mạng truyền vận NGN mạng chuyển mạch gói với sở hạ tầng truyền dẫn hiệu suất sửdụng băng thông cao nhiều so với mạng chuyển mạch kênh Thêm nữa,theo thống kê thoại 60% thời gian gọi khoảng lặng, mạng thếhệ có chế triệt khoảng lặng nên làm tăng hiệu suất sử dụng băng thông mộtmức đáng kể Dưới số so sánh công nghệ Chuyển mạch mềm vàTổng đài chuyển mạch kênh 3.6 Các phần tử mạng NGN Các phần tử mạng NGN thể hình đây, bao gồm: Softswitch: phần tử có chức điều khiển gọi, mà thành phầntương tác Media Gateway, Access Gateway thông quacác giao Sinh viên thực hiện: Tô Văn Hùng MSHV: CB110858 Page 24 Môn học: Nên Tảng Dịch Vụ Cho Mạng Thế Hệ Mới thức điều khiển gateway truyền thông MGCP/H248 MEGACO Mặtkhác có khả tương tác với mạng H323, SIP cho phép người sửdụng thực gọi, PC to Phone, PC to PC, Phone to PC SIP Server: Có vai trò chức định tuyến tin báo hiệu SIP giữacác SIP client Nếu mạng có SIP server thì, vừa đóng vai trò làProxy Server, Redirect Server, Location Sever Gatekeeper: cho phép thuê bao H323 đăng ký , nhận thực, đồng thờigiám sát kết nối Multimedia đầu cuối H323 Signalling Gateway: thực chức Gateway báo hiệu Media Sever: Nó cho phép tương tác thuê bao ứng dụngthông qua thiết bị điện thoại, Ví dụ trả lời gọi, đưa lờithông báo, đọc thư điện tử, thực chức IVR MediaGateway: thiết bị truyền thông kết nối với mạng chuyển mạch kênhhiện mạng NGN Nó cung cấp cổng kết nối trực tiếp với đường trung kếcủa mạng PSTN mạng di động biến đổi luồng TDM thành góiIP ngược lại Các Gateway hoạt động đơn thiết bị kết nốitrung gian, điều khiển Softswitch Access Gateway: Gateway truy cập cung cấp truy cập đa dịch vụnhư xDSL, VoDSL, POTS/ISDN IP client: thiết bị đầu cuối IP hỗ trợ giao thức H323, SIP đầucuối thực gọi Multimedia mạng hay gọithoại mạng PSTN thông qua softswitch Các đầu cuối IP phone,PBX IP Sinh viên thực hiện: Tô Văn Hùng MSHV: CB110858 Page 25 Môn học: Nên Tảng Dịch Vụ Cho Mạng Thế Hệ Mới Hình 3.3: Mô hình mạng NGN Sinh viên thực hiện: Tô Văn Hùng MSHV: CB110858 Page 26 Môn học: Nên Tảng Dịch Vụ Cho Mạng Thế Hệ Mới IV CHUYỂN MẠCH MỀM TRONG VoIP 4.1 Chuyển mạch mềm kiến trúc phân tán Hình 4.1 minh họa kiến trúc mạng phân tán mô hình cho mạng chuyển mạch mềm (Softswitch) Mô hình tách phần cứng chuyển mạch gói khỏi điều khiển gọi, logic dịch vụ, dịch vụ phát sinh Sự phân tán cho phép lựa chọn mềm dẻo phần cứng dịch vụ phát sinh mà không đòi hỏi thay đổi cấu chuyển mạch hay cấu trúc mở hội co nhà phát triển thứ ba Lớp cuối vùng vận chuyển, vận chuyển vật lý cho voice liệu Hình 4.1 Kiến trúc chuyển mạch mềm Vùng chứa gateways truyền thông sử dụng giải pháp softswitch Điều cho phép kiến trúc client/server softswitch trái ngược với kiến trúc dựa chuyển mạch lớp Là ưu điểm cho phép nhà dịch vụ bắt đầu với số lượng nhỏ phát triển lên tương ứng với đầu tư lớp Sinh viên thực hiện: Tô Văn Hùng MSHV: CB110858 Page 27 Môn học: Nên Tảng Dịch Vụ Cho Mạng Thế Hệ Mới Sự thông minh internet nằm bên phạm vi mạng trái ngược với PSTN, nằm phần lõi mạng Chuyển mạch mềm tổng tất thành phần phân tán mạng IP, trái ngược với PSTN, tập trung chỗ 4.1.1 Các phương thức truy nhập Kiến trúc softswitch, PSTN gồm thành phần: (1) access- phương thức truy cập vào mạng khách hàng, (2)- switching- cách thức điều khiển gọi mạng, (3) gọi vận chuyển Trong trường hợp truy cập vào mạng VOIP, từ nguồn IP (PC hay IP phone) hay từ thiết bị analog thông qua gateway trung gian Có mô hình :  PC-to-PC PC-to-Phone  IP Phones (IP Handsets) Phone-to-Phone VoIP Hình 4.2 Những ứng dụng pc - to - pc pc - to – phone 4.1.2 Media gateways (VoIP Gateways Switch) Gateway cung cấp kết nối điểm cuối mạng liệu mạng PSTN Thông dịch dạng truyền dẫn thủ tục truyền thông sử dụng phía Nó chạy độc lập tích hợp vào hệ thống Sinh viên thực hiện: Tô Văn Hùng MSHV: CB110858 Page 28 Môn học: Nên Tảng Dịch Vụ Cho Mạng Thế Hệ Mới Trong kiến trúc softswitch, media gateway phần phận chuyển mạch, theo xu hướng giảm độ thông minh media gateway tăng softswicth Vấn đề quan trọng media gateway dung lượng chúng Mật độ (số lượng cổng khung) xác định mức độ Và phân làm loại sau: (1) residential hay small office/home office (SOHO), (2) enterprise, (3) carrier grade 4.1.3 Softswitch (Gatekeeper, Media Gateway Controller) Một softswitch trí thông minh mạng cho việc đièu khiển gọi, báo hiệu, đặc tính khác đảm bảo gọi thông qua mạng hay nhiều mạng Nhiệm vụ điều khiển, thiết lập ngắt gọi Để đảm bảo chắn gọi tồn bị ngắt bên gọi hay gọi Nó phải liên kết tin báo hiệu, định tuyến mạng.Để thiết lập gọi, giao thức chung phải sử dụng để định nghĩa thông tin tin dễ hiểu cho mạng Những loại báo hiệu peer-topeer cho điều khiển gọi SIP, SS7, H.323, switch-to-gateway cho điều khiển môi trường MGCP.Media gateway controller gatekeeper tiền thân softswitch Chúng thiết kế cho mạng voice mật độ thấp Những MGCs thông tin với gateway báo hiệu media gateway để cung cấp xử lý gọi cần thiết MGCs sử dụng MGCP MEGACO/H.248 Gatekeeper technology phát triển từ công nghệ H.323, H.323 thiết kế cho LAN H.323 gatekeeper quản lý hoạt động vùng (một nhiều gateways quản lý gatekeeper) Những chức gatekeeper thông dịch địa (như tên, địa email cho thiết bị đầu cuối hay gateway địa vận chuyển) điều khiển đăng nhập (quản trị đăng nhập vào mạng).Một VoIP trở nên lớn phức tạp hơn, giải pháp quản lý thông minh cần thiết Khả xử lý cao để giao tiếp báo hiệu mạng IP PSTN (những giao thức báo hiệu VoIP đến SS7) Những chức khác bao gồm nhu cầu đặc tính tích hợp mạng giao tiếp với giao thức VoIP khác sinh softswitch.Softswitch cung cấp Sinh viên thực hiện: Tô Văn Hùng MSHV: CB110858 Page 29 Môn học: Nên Tảng Dịch Vụ Cho Mạng Thế Hệ Mới thống kê để tính cước theo dõi hoạt động, chức quản lý giao tiếp với server ứng dụng để đưa thêm ứng dụng giá trị gia tăng vào 4.1.4 Gateway báo hiệu Signaling gateway dùng để kết thúc link báo hiệu từ PSTN điểm báo hiệu khác SS7 signaling gateway làm việc chuyển đổi giao thức IP PSTN Vì gọi xuất phát từ mạng IP sử dụng H.323 giao thức VoIP kết thúc mạng PSTN, chuyển đổi từ giao thức báo hiệu H.323 đến SS7 cần thiết để hoàn thành gọi Về mặt vật lý, chức báo hiệu nhúng trực tiếp media gateway controller hay đặt gateway chạy độc lập 4.2 Server ứng dụng Application server cung cấp tính chất dịch vụ ứng dụng cho khách hàng Như chuyển tiếp gọi, hội thảo, voice mail, báo bận… Nói cách khác Application Server server chạy phần mềm để cung cấp ứng dụng Softswitch truy cập vào chúng cung cấp cho khách hàng có nhu cầu Sinh viên thực hiện: Tô Văn Hùng MSHV: CB110858 Page 30 Môn học: Nên Tảng Dịch Vụ Cho Mạng Thế Hệ Mới Hình 4.3 Mối quan hệ softswitch thành phần khác Những giải pháp softswitch trọng vào chuẩn mở trái ngược với lớp chuyển mạch hay 5, có thuộc tính môi trường đóng Không sản phẩm phần cứng hay phần mềm nhà sản xuất từ nhà cung cấp lại tương thích với nhà cung cấp khác Những chuẩn mở tránh khỏi ràng buộc dịch vụ phát sinh đắt đỏ nhà cung cấp Nó cho phép nhà khai thác tích hợp ứng dụng khác hay tự viết chương trình riêng cho mình.Những đặc tính nằm lớp ứng dụng kiến trúc softswitch Sự giao tiếp lớp điều khiển gọi ứng dụng định the application program interface (API) Viết giao tiếp ứng dụng với phần lại kiến trúc softswitch xuất môi trường phát sinh dịch vụ 4.2.1 IP PBX Có lẽ ứng dụng sớm thông dụng cho doanh nghiệp VoIP làm xuất softswitch việc cài đặt VoIP gateway đường trục PBX Gateway đóng gói luồng voice định tuyến qua mạng IP, tiết kiệm cho doanh nghiệp có gọi đường dài Bộ điều khiển cho giải pháp phần Sinh viên thực hiện: Tô Văn Hùng MSHV: CB110858 Page 31 Môn học: Nên Tảng Dịch Vụ Cho Mạng Thế Hệ Mới mềm gọi gatekeeper, tiền thân softswitch.Mặt dù nhà phát triển phần mềm tạo “soft” PBX, thay PBXs, với giá thành thấp phần cứng PBX.Và biết IP PBX Một IP PBX xem softswitch mức doanh nghiệp Hình 4.4 IP PBX, xem “soft” PBX 4.2.2 IP Centrex Như mô hình tập trung PBX chuyển mạch kênh, làm việc giống chuyển mạch gói Sau IP PBX đưa thị trường, regional Bell operating companies (RBOCs) nhận thấy triển khai dịch vụ chuyển mạch tập trung cho ứng dụng VoIP Nó đời ý tưởng: công ty lớn định tuyến lưu lượng voice nội quan thông qua mạng WAN sử dụng IP PBX, họ có yêu cầu dịch vụ chuyển mạch tập trung Centrex tập giải pháp kinh doanh đặc biệt (cơ dịch vụ voice) với thiết bị cung cấp khả điều khiển gọi, chức logic dịch vụ nhà khai thác đặt quan trung tâm Nó giúp khách hàng không cần đầu tư, bảo trì thiết bị cách cho họ thuê thiết bị đó.IP Centrex, đường băng rộng đáp ứng cho nhiều luồng voice đồng thời Với Sinh viên thực hiện: Tô Văn Hùng MSHV: CB110858 Page 32 Môn học: Nên Tảng Dịch Vụ Cho Mạng Thế Hệ Mới analog centrex, cặp dây đồng dùng cho trạm đầu cuối, không cần biết gọi trạng thái nào, trở nên lãng phí băng thông đường dây IP Centrex sử dụng Class Switch Architecture Trong tảng này, switch lớp hỗ trợ dịch vụ IP Centrex với dịch vụ khác POTS ISDN Thực thi cách sử dụng media gateway CPE GR-303 gateway đặt lớp Media gateway kết nối với switch hệ thống mang nhánh số (digital loop carrier system) dùng giao thức GR-303 để chuyển thông tin báo hiệu POTS ISDN đến switch khác cho đường dài Hình 4.5 IP Centrex dùng chuyển mạch lớp với giao diện GR – 303 GR-303 gateway chuyển đổi tất thông tin báo hiệu nhận từ media gateway khách hàng giải đóng gói luồng voice đưa đến switch Tương tự thông dịch tin báo hiệu từ switch sang giao thức IP phone đóng gói luồng voice để truyền đến media gateway người dùng IP Centrex sử dụng Softswitch Architecture Ở switch lớp thay softswitch, điều khiển gọi logic dịch vụ Khác lớp không quan tâm đến vận chuyển chuyển mạch gói voice Mọi thành phần báo hiệu thông qua gói tin dùng giao thức IP phone H.323 SIP Sinh viên thực hiện: Tô Văn Hùng MSHV: CB110858 Page 33 Môn học: Nên Tảng Dịch Vụ Cho Mạng Thế Hệ Mới Hình 4.6 IP centrex với chuyển mạch mềm Sau nhận thông tin thiết lập gọi, softswitch xác định vị trí người bị gọi Nếu thành viên nhóm Centrex, softswitch thực định tuyến luồng voice hai đầu Nếu bên gọi thuộc vùng PSTN, softswitch yêu cầu bên gọi định tuyến trunk gateway, trunk gateway làm việc kết hợp với gateway báo hiệu, để trao đổi tin SS7 với PSTN Cả trunk signaling gateway nhận thị từ softswitch Chuyển mạch mềm thay lớp Bước mở rộng thay softswitch cho lớp 4, dùng cho gọi đường dài Hình 4.7 Giải pháp thay lớp chuyển mạch mềm Sinh viên thực hiện: Tô Văn Hùng MSHV: CB110858 Page 34 Môn học: Nên Tảng Dịch Vụ Cho Mạng Thế Hệ Mới Để đáp ứng nhu cầu thị trường, giải pháp thông minh, tăng dung lưọng đưa cho ứng dụng đường dài Bằng cách thay lớp softswitch tập nhiều gateway thông dụng quản lý thông minh media gateway nhiều Trong hoàn cảnh PBX, media gateway đóng gói voice stream từ lớp định tuyến qua mạng IP Bước phát triển tháo gỡ lớp kiến trúc đó, lớp kết nối trực tiếp đến media gateway điều khiển gọi, báo hiệu, chức khác điều khiển softswitch Chuyển mạch mềmthay lớp Mức trình phát triển công nghệ softswitch thay lớp Nó gây nhiều tranh luận, khả đánh dấu xuống kiến trúc viễn thông cổ điển, đặc biệt nhà khai thác địa phương nhà cung cấp thiết bị lớp Hình 4.8 Giải pháp thay lớp chuyển mạch mềm Sinh viên thực hiện: Tô Văn Hùng MSHV: CB110858 Page 35 Môn học: Nên Tảng Dịch Vụ Cho Mạng Thế Hệ Mới VI Kết luận Trong năm gần đây, vai trò chuyển mạch mềm mạng hệ NGN minh chứng rõ nét Việt Nam thông qua tiện ích mà mang lại Đó gọi VoIP, dịch vụ NGN multimedia, mạng riêng ảo VPN với chất lượng cao, giá thành thấp Tuy nhiên khởi đầu chuyển mạch mềm, cần tiếp tục nghiên cứu, phát triển ứng dụng để chuyển mạch mềm xứng đáng “trái tim” mạng NGN Việt Nam Sinh viên thực hiện: Tô Văn Hùng MSHV: CB110858 Page 36 Môn học: Nên Tảng Dịch Vụ Cho Mạng Thế Hệ Mới TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Voice over IP - Dr (Mrs.) Nandini.K.Jog [2] Voice over IP - BUR, GOODE, SENIOR MEMBER, IEEE [3] Architecting Next – Generation Networks [4] Softswitch Architecture for VoIP - Franklin D Ohrtman, JR [5] ebook internet khác Sinh viên thực hiện: Tô Văn Hùng MSHV: CB110858 Page 37