Tổng quan về các giao thức báo hiệu và điều khiển trong mạng NGN

Đồ án tốt nghiệp Đại học Mục Lục MỤC LỤC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT i Lời nói đầu Chương TỔNG QUAN VỀ MẠNG THẾ HỆ SAU NGN 1.1 SỰ RA ĐỜI VÀ CÁC ĐỘNG LỰC THÚC ĐẨY SỰ PHÁT TRIỂN CỦA NGN 1.1.1 Sự đời mạng hệ sau NGN 1.1.2 Các động lực thúc đẩy phát triển mạng NGN 1.2 KHÁI NIỆM VÀ CÁC ĐẶC ĐIỂM CỦA NGN 1.2.1 Khái niệm 1.2.2 Các đặc điểm mạng NGN 1.3 KIẾN TRÚC MẠNG NGN 1.3.1 Kiến trúc chức mạng NGN 1.3.2 Cấu trúc vật lý .11 1.4 CÁC PHẦN TỬ TRONG MẠNG NGN 12 1.4.1 Media Gateway (MG) 12 1.4.2 Media Gateway Controller (MGC) .13 1.4.3 Signalling Gateway (SG) 15 1.4.4 Hệ thống thiết bị truyền tải 15 1.4.5 Hệ thống thiết bị truy nhập 15 1.5 CÁC GIAO THỨC BÁO HIỆU VÀ ĐIỀU KHIỂN TRONG MẠNG NGN 16 Chương TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG BÁO HIỆU SỐ 18 2.1 VAI TRÒ CỦA HỆ THỐNG BÁO HIỆU SỐ (CCS7) 18 2.2 CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN CỦA HỆ THỐNG CCS7 18 2.3 CÁC KHỐI CHỨC NĂNG CHÍNH CỦA CCS7 19 2.3.1 Sơ đồ khối chức 19 2.3.2 Mối tương quan CCS7 mơ hình OSI .20 2.4 PHẦN CHUYỂN GIAO BẢN TIN – MTP 21 2.4.1 MTP mức (đường số liệu báo hiệu) 21 2.4.2 MTP mức (chức đường báo hiệu) 22 2.4.3 MTP mức (chức mạng báo hiệu) 22 2.5 PHẦN ĐIỀU KHIỂN ĐẤU NỐI BÁO HIỆU – SCCP 23 2.5.1 Các dịch vụ SCCP 23 2.5.2 Cấu trúc chức SCCP 24 2.5.3 Các thủ tục báo hiệu 24 2.6 PHẦN ỨNG DỤNG KHẢ NĂNG GIAO DỊCH – TCAP 26 2.6.1 Cấu trúc TCAP .26 Phạm Vũ Huy, Đ2001VT http://www.ebook.edu.vn Đồ án tốt nghiệp Đại học Mục Lục 2.6.2 Các hoạt động TCAP 28 Chương TRUYỀN TẢI BÁO HIỆU SỐ QUA MẠNG IP – SIGTRAN 29 3.1 GIỚI THIỆU CHUNG 29 3.2 GIỚI THIỆU VỀ SIGTRAN 31 3.3 ĐỘNG LỰC PHÁT TRIỂN GIAO THỨC TRUYỀN TẢI MỚI 32 3.4 GIAO THỨC ĐIỀU KHIỂN LUỒNG TRUYỀN TẢI – SCTP 32 3.4.1 Tổng quan kiến trúc SCTP 32 3.4.2 Tổng quan chức SCTP 33 3.4.3 Khuôn dạng tiêu đề chung SCTP 34 3.5 M2PA 35 3.6 M2UA 36 3.7 SO SÁNH M2PA VÀ M2UA 37 3.8 M3UA 37 3.9 SUA 39 3.10 SO SÁNH M3UA VÀ SUA 41 Chương CÁC GIAO THỨC BÁO HIỆU VÀ ĐIỀU KHIỂN NGANG HÀNG 42 4.1 GIAO THỨC KHỞI TẠO PHIÊN SIP 42 4.1.1 Các đặc điểm chức SIP 42 4.1.2 Các khái niệm thành phần hệ thống SIP 44 4.1.3 Khái quát hoạt động SIP 49 4.1.4 Các loại tin SIP 53 4.1.5 Đánh giá SIP .56 4.2 H.323 57 4.2.1 Tổng quan H.323 57 4.2.2 Kiến trúc mạng thành phần H.323 58 4.2.3 Chồng giao thức sử dụng H.323 64 4.2.4 Thiết lập giải phóng gọi H.323 trường hợp đơn giản 68 4.2.5 So sánh SIP H.323 69 4.3 GIAO THỨC ĐIỀU KHIỂN ĐỘC LẬP KÊNH MANG – BICC 71 Chương CÁC GIAO THỨC BÁO HIỆU VÀ ĐIỀU KHIỂN CHỦ TỚ .73 5.1 GIAO THỨC ĐIỀU KHIỂN CỔNG PHƯƠNG TIỆN – MGCP 73 5.1.1 Kiến trúc thành phần 73 5.1.2 Thiết lập gọi thông qua MGCP 75 5.1.3 So sánh MGCP, SIP H.323 76 5.1.4 Đánh giá giao thức MGCP 77 5.2 MEGACO/H.248 77 5.2.1 Tổng quan giao thức MEGACO/H.248 77 Phạm Vũ Huy, Đ2001VT http://www.ebook.edu.vn Đồ án tốt nghiệp Đại học Mục Lục 5.2.2 Vị trí giao thức MEGACO/H.248 mơ hình OSI 78 5.2.3 Các chức MEGACO/H.248 78 5.2.4 Các khái niệm giao thức MEGACO/H.248 79 5.2.5 Truyền dẫn tin giao thức MEGACO/H.248 82 5.2.6 Các lệnh định nghĩa giao thức MEGACO/H.248 82 5.2.7 Cấu trúc tin MEGACO/H.248 .86 5.2.8 Hoạt động giao thức MEGACO/H.248 86 5.2.9 Các ưu điểm MEGACO/H.248 so với giao thức điều khiển cổng phương tiện khác 87 KẾT LUẬN 89 PHỤ LỤC .90 TÀI LIỆU THAM KHẢO 92 Phạm Vũ Huy, Đ2001VT http://www.ebook.edu.vn Đồ án tốt nghiệp Đại học Thuật ngữ viết tắt THUẬT NGỮ VIẾT TẮT AAL AD ADSL ATM Adaptation Layer Analog to Digital Asymmetrical Digital Subscriber AG Line Access Gateway AS AS-F ASP ATM BCF BER Application Server Application Server Function Application Server Process Asynchronous Transfer Mode Bearer Control Function Basic Encoding Rule BICC Bearer Independent Call Control BIWF BRN CA CA-F CAS CC CCS7 CDR CIC CMN CPL CPU CR CSF CSL DER DNS DPC DSP DTMF DUP Bearer Interworking Function Bearer Relay Node Call Agent CA Function Chanel Associated Signalling Connection Confirm Common Chanel Signalling N0 Call Detail Record Curcuit Identification Code Call Mediation Node Call Processing Language Central Processing Unit Connection Request Call Serving Function Component Sublayer Distinguished Encoding Rule Domain Name System Destination Point Code Digital Signal Processor Dual Tone MultiFrequancy Data User Part Dense Wavelength Division Multiplexing Frame Relay Gatekeeper General Packet Radio Service Gateway Serving Node Gateway Home Location Registration Hyper Text Markup Language HyperText Transfer Protocol DWDM FR GK GPRS GSN GW HLR HTML HTTP Phạm Vũ Huy, Đ2001VT Lớp thích ứng ATM Biến đổi tương tự sang số Đường dây thuê bao số bất đối xứng Cổng truy nhập Máy chủ ứng dụng Chức máy chủ ứng dụng Xử lý máy chủ ứng dụng Chế độ truyền tải không đồng Chức điều khiển kênh mang Quy tắc mã hóa Giao thức điều khiển độc lập kênh mang Chức tương tác kênh mang Nút chuyển tiếp kênh mang Tác nhân gọi Chức CA Báo hiệu kênh kết hợp Xác nhận kết nối Báo hiệu kênh chung số Bản ghi chi tiết gọi Mã nhận dạng kênh Nút dàn xếp gọi Ngôn ngữ xử lý gọi Đơn vị xử lý trung tâm Yêu cầu kết nối Chức dịch vụ gọi Phân lớp thành phần Quy tắc mã hóa phức tạp Hệ thống tên miền Mã điểm đích Bộ xử lý tín hiệu số Tín hiệu đa tần kép Phần người sử dụng số liệu Ghép kênh phân chia theo bước sóng chặt Chuyển tiếp kiểu khung Giám sát cổng phương tiện Dịch vụ vơ tuyến gói chung Nút dịch vụ cổng Cổng phương tiện Trạm đăng ký thường trú Ngôn ngữ định dạng siêu văn Giao thức truyền tải siêu văn i Đồ án tốt nghiệp Đại học I/O IN IP ISDN ISN ISP ISUP ITU – T IVR IW-F LAN M2PA M2UA M3UA MC MCF MCU MEGACO MG MGC MGC-F MGCP MG-F MMSF MP MPLS MSF MTP MTU MTUP NAS NGN NSP OLO OSI PLMN PNO PSTN QoS Thuật ngữ viết tắt Input/Output Intellingent Network Internet Protocol Integrated Service Digital Network Interface Serving Node Internet Service Provider ISDN User Part International Telecommunication Union – Telephone Interactive Voice Response Interworking Function Local Area Network MTP Peer – to – Peer Adaptation Đầu vào/ đầu Mạng thông minh Giao thức Internet Mạng số tích hợp đa dịch vụ Nút dịch vụ giao diện Nhà cung cấp dịch vụ Internet Phần người sử dụng ISDN Liên minh viễn thông giới thoại Phúc đáp thoại tương tác Chức hoạt động tương tác Mạng cục Thích ứng MTP mức ngang hàng Thích ứng người sử dụng MTP MTP User Adaptation mức Thích ứng người sử dụng MTP MTP User Adaptation mức Multipoint Controller Bộ điều khiển đa điểm Media Control Function Chức điều khiển phương tiện Multipoint Control Unit Đơn vị điều khiển đa điểm Giao thức điều khiển cổng phương Media Gateway Control tiện Media Gateway Cổng phương tiện Media Gateway Controller Bộ điều khiển cổng phương tiện MGC Function Chức MGC Giao thức điều khiển cổng phương Media Gateway Control Protocol tiện MG Function Chức MG Media Mapping and Switching Chức chuyển mạch ghép Function nối phương tiện Multipoint Processor Bộ xử lý đa điểm Multiprotocol Label Switching Chuyển mạch nhãn đa giao thức Media Server Function Chức máy chủ phương tiện Message Transfer Part Phần chuyển giao tin Maximum Transfer Unit Đơn vị chuyển giao cực đại Phần người sử dụng điện thoại di Mobile Telephone User Part động Network Access Server Máy chủ truy nhập mạng Next Generation Network Mạng hệ sau Network Service Point Điểm dịch vụ mạng Nhà vận hành mạng quyền Other Lisenced Operator khác Open Systems Interconnection Các liên kết hệ thống mở Mạng thông tin di động công cộng Public Land Mobile Network mặt đất Public Network Operator Nhà vận hành mạng công cộng Public Switched Telephone Network Mạng điện thoại công cộng Quality of Service Chất lượng dịch vụ Phạm Vũ Huy, Đ2001VT ii Đồ án tốt nghiệp Đại học R–F SCR Routing Function Radio Access Network Application Part Request For Comments Residential Gateway Release Complete Resource Reservation Protocol Real Time Transport Control Protocol Real Time Transport Protocol Signalling Connection Control Part SCCP Connectionless Control SCCP Management Switched Circuit Network SCCP Connection – Oriented Control SCCP Routing SCTP Stream Control Transport Protocol SDH SDP SG-F SIGTRAN SIP SIP – CGI SMS SMTP SN SONET SP Synchronous Digital Hierarchy Session Description Protocol Symmetrical Digital Subscriber Line SG Function Signalling Transport Session Initiation Protocol SIP – Common Gateway Interface Short Message Service Simple Mail Transfer Protocol Serving Node Synchronous Optical Network Signalling Point SPC Store Program Control SPS – F SS7 SSN STC STP SUA SIP Proxy Server Function Signalling System N0 Subsystems Number Signalling Transport Converter Signalling Transfer Point SCCP User Adaptation Transaction Capabilities Application Part Transmission Control Protocol Time Division Multiplexing Trunk Gateway Transaction Sublayer Transmission Sequence Number Transit Serving Node RANAP RFC RG RLC RSVP RTCP RTP SCCP SCLC SCM SCN SCOC SDSL TCAP TCP TDM TGW TSL TSN TSN Phạm Vũ Huy, Đ2001VT Thuật ngữ viết tắt Chức định tuyến Phần ứng dụng mạng truy nhập vô tuyến Khuyến nghị chung Gateway thường trú Giải phóng hồn tồn Giao thức giành trước tài ngun Giao thức điều khiển truyền tải thời gian thực Giao thức truyền tải thời gian thực Phần điều khiển kết nối báo hiệu Điều khiển phi kết nối Quản lý SCCP Mạng chuyển mạch kênh Điều khiển hướng kết nối Định tuyến SCCP Giao thức điều khiển truyền tải luồng Hệ thống phân cấp số đồng Giao thức mô tả phiên Đường dây thuê bao số đối xứng Chức SG Giao thức truyền tải báo hiệu Giao thức khởi tạo phiên Giao diện cổng phương tiện chung Dịch vụ tin ngắn Giao thức truyền thư đơn giản Nút dịch vụ Mạng quang đồng Điểm báo hiệu Tổng đài điều khiển chương trình lưu trữ Chức SIP Proxy Server Hệ thống báo hiệu số Chỉ số phân hệ Bộ chuyển đổi truyền tải báo hiệu Điểm truyền tải báo hiệu Thích ứng người sử dụng SCCP Ứng dụng khả giao dịch Giao thức truyền tải Ghép kênh phân chia theo thời gian Cổng trung kế Phân lớp giao dịch Chỉ số truyền dẫn Nút dịch vụ chuyển tiếp iii Đồ án tốt nghiệp Đại học TUP UA UAC UAS UDP UP VoDSL VoIP WAN Telephone User Part User Agent UA Client UA Server User Datagam Protocol Universal Mobile Telecommunication System User Part Voice Digital Subscriber Line Voice over IP Wide Area Network WDM Wavelength Division Multiplexing XML Extensible Markup Language UMTS Phạm Vũ Huy, Đ2001VT Thuật ngữ viết tắt Phần người sử dụng điện thoại Tác nhân người sử dụng UA khách UA chủ Giao thức gói tin người dùng Hệ thống thơng tin di động tồn cầu Phần người sử dụng Đường dây thuê bao số Thoại IP Mạng diện rộng Ghép kênh phân chia theo thời gian Ngôn ngữ định dạng mở rộng iv Đồ án tốt nghip i hc Li núi u Lời nói đầu Trong năm gần đây, m đời sống xã hội ngy cng phát triển nhu cầu trao đổi thông tin ngời tăng lên nhiều mức độ phong phú lẫn chất lợng của loại hình dịch vụ Hiện nay, nhu cầu không tập trung vo loại hình dịch vụ thoại truyền thống nh trớc m dịch vụ thoại có hình ảnh, hội nghị đa phơng, cầu truyền thông, đáp ứng đợc sở hạ tầng mạng viễn thông trớc Thực tế ny đặt nh cung cấp dịch vụ viễn thông trớc thách thức lớn l lm đáp ứng đợc nhu cầu vị khách hng khó tính với chi phí đầu t thấp Bên cạnh l đời công nghệ, kỹ thuật mới, bùng nổ cđa Internet ®· trë thμnh ®éng lùc thóc ®Èy sù đời mạng viễn thông hệ Next Generation Network (NGN) NGN l mạng có sở hạ tầng đợc xây dựng hon ton m đợc hình thnh v phát triển tảng mạng hệ trớc kết hợp với kỹ thuật chuyển mạch gói theo giao thức IP Nhờ đợc xây dựng v phát triển sở hạ tầng mạng hệ trớc m nh cung cấp dịch vụ viễn thông không cần phải bỏ vốn đầu t ban đầu nhiều m có khả thu lại lợi nhuận cao Nhờ kü tht chun m¹ch gãi mμ NGN lμ mét m¹ng có khả cung cấp không dịch vụ thoại thông thờng m có khả cung cấp dịch vụ số liệu, thoại v số liệu tích hợp, cách mềm dẻo v linh hoạt NGN ®· cã sù thay ®ỉi hoμn toμn vỊ mỈt kiÕn trúc, kiến trúc phân tán đợc xây dựng thay cho kiÕn tróc tËp trung nh− m¹ng chun m¹ch kênh trớc Trong kiến trúc ny, khả thông minh (Intelligent) đợc tập trung m đợc phân tán cho thiết bị nằm rải rác ton kiến trúc mạng Kiến trúc phân tán v kết hợp mạng hệ cũ v mạng hệ đặt cho giao thức báo hiệu v điều khiển vai trò quan trọng việc phối hợp hoạt thiết bị mạng hệ v thiết bị mạng hệ cũ với thiết bị mạng hệ Đây l lý em lựa chọn đề ti TổNG QUAN Về CáC GIAO THứC BáO HIệU V ĐIềU KHIểN TRONG MạNG NGN, nội dung đề ti ny gồm phần sau: Chơng Tổng quan mạng hệ sau NGN Chơng Tỉng quan vỊ hƯ thèng b¸o hiƯu sè Chơng Truyền tải báo hiệu số qua mạng IP SIGTRAN Chơng Các giao thức báo hiệu v điều khiển ngang hng Chơng Các giao thức báo hiệu v điều khiển chủ tớ Phm V Huy, Đ2001VT http://www.ebook.edu.vn Đồ án tốt nghiệp Đại học Lời núi u Do nhiều hạn chế trình độ v thời gian nên đề ti ny không tránh khỏi sai sót Em mong nhận đợc bảo v góp ý thầy cô v bạn Em xin chân thnh cảm ơn thầy cô khoa Viễn thông tạo điều kiện tốt cho em trình thực đồ án Trong đó, đặc biệt l cô Vũ Thúy H tận tình bảo, hớng dẫn, giúp đỡ v động viên em mặt để em hon thnh đồ án ny H Nội, tháng 9/2005 Sinh viên: Phạm Vũ Huy Phm V Huy, 2001VT http://www.ebook.edu.vn Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương Tổng quan mạng NGN Chương TỔNG QUAN VỀ MẠNG THẾ HỆ SAU NGN 1.1 SỰ RA ĐỜI VÀ CÁC ĐỘNG LỰC THÚC ĐẨY SỰ PHÁT TRIỂN CỦA NGN 1.1.1 Sự đời mạng hệ sau NGN Có điều rõ ràng thị trường thông tin thay đổi cách nhanh chóng Sự thay đổi khơng liên quan đến nhà sản xuất, nhà nghiên cứu thị trường viễn thơng mà tới nhiều đối tượng lĩnh vực khác xã hội Phương thức mà người trao đổi thông tin, giao tiếp với nhau, kinh doanh với thay đổi với thay đổi công nghiệp viễn thông Các đường dây điện thoại khơng mang thơng tin thoại mà truyền số liệu video Thông tin thoại, số liệu, fax, video dịch vụ khác cung cấp tới đầu cuối máy điện thoại, thiết bị di động, máy tính cá nhân, máy móc tự động…với yêu cầu chất lượng dịch vụ từ phía người sử dụng ngày cao Lưu lượng thông tin số liệu vượt xa lưu lượng thông tin thoại tăng không ngừng với tốc độ gấp 10 lần tốc độ tăng lưu lượng thông tin thoại Chuyển mạch kênh, vốn đặc trưng mạng PSTN truyền thống suốt kỷ qua nhường bước cho chuyển mạch gói mạng hệ sau khơng thích hợp tỏ có nhiều nhược điểm dịch vụ phi thoại: ƒ Sử dụng băng tần không linh hoạt ƒ Lãng phí tài ngun hệ thống ƒ Khơng có chế phát sửa lỗi ƒ Hiệu sử dụng không cao Để thoả mãn nhu cầu khách hàng, đồng nghĩa với việc gia tăng lợi nhuận, nhà cung cấp dịch vụ viễn thông yêu cầu giải pháp công nghệ thay (hoặc bổ sung) cho mạng PSTN Cùng với gia tăng nhu cầu khách hàng, cơng nghệ chuyển mạch gói góp phần đưa ngành cơng nghiệp viễn thơng chuyển sang thời kỳ Cơng nghệ chuyển mạch gói đưa giải pháp chuyển giao thông tin dạng gói tin theo phương thức hướng kết nối hay phi kết nối kênh ảo Mạng chuyển mạch gói xây dựng theo giao thức khác nhau: X25, IP, giao thức IP giao thức quan tâm nhiều Mạng chuyển Phạm Vũ Huy, Đ2001VT http://www.ebook.edu.vn Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương Các giao thức chủ tớ ƒ Có khả xử lý gọi đa người dùng ƒ Hỗ trợ QoS đo lường lưu lượng (các thông tin thống kê sau kết nối) ƒ Thông báo lỗi giao thức, lỗi mạng hay thuộc tính gọi Hình 5.5 Vị trí chức giao thức MEGACO/H.248 5.2.4 Các khái niệm giao thức MEGACO/H.248 Các loại gateway: GW có địa IP số cổng UDP mặc định MGC quản lý ƒ TGW (Trunking Gateway): gateway tổng đài trung kế mạng PSTN mạng IP ƒ AGW (Access Gateway): gateway mạng ISDN, tổng đài PBX mạng IP ƒ RGW (Residential Gateway): gateway nhóm máy điện thoại (nối trực tiếp vào Gateway này) mạng IP ƒ NAS: Gateway cung cấp khả truy cập Internet ƒ IVR (Interactive Voice Response): gateway MGC điều khiển để thu digit gửi fax,… Mỗi loại GW có khả hỗ trợ gói tin khác Termination: MGC coi GW đại diện cho nhóm Termination, Termination chịu trách nhiệm xử lý cho loại lưu lượng Mỗi Termination GW gán cho ID thời điểm tạo Có loại Termination là: Phạm Vũ Huy, Đ2001VT http://www.ebook.edu.vn 79 Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương Các giao thức chủ tớ ƒ Termination cố định (các giao diện vật lý, kênh TDM) Đối với loại Termination này, việc sử dụng lệnh Add hay Subtract đơn giản việc lấy chúng hay thêm vào Null context ƒ Termination tạm thời hay Termination logic (cổng RTP nối GW với mạng, tồn sử dụng) Loại Termination tạo lệnh Add bị xóa lệnh Subtract GW MGC coi Termination gốc, điều có ý nghĩa MGC muốn làm việc với GW (ví dụ tuyên bố GW “in” hay “out” dịch vụ đó) Giao thức MEGACO/H.248 có khả làm việc với số lượng lớn Termination Termination có thuộc tính lựa chọn (event, signal, statistic) Các thuộc tính đưa vào gói MGC định Termination tiếp nhận gói Tại thời điểm, Termination điều khiển chế độ xác định (chế độ nhận, gửi vừa nhận vừa gửi) Termination nơi đến luồng lưu lượng hay điều khiển Context: Là khái niệm mang tính đột phá MEGACO/H.248 so với giao thức loại trước Khái niệm cho phép tạo phiên liên lạc đa điểm Mỗi đầu cuối tham gia vào nhiều context khác với loại lưu lượng khác (ví dụ đầu cuối tham gia phiên truyền thông đa phương tiện) Đây phiên kết nối bao gồm nhiều Termination Mỗi context GW tạo ban đầu có Termination, Termination kết nối với Termination thêm vào context Context bị xóa bỏ Termination cuối giải phóng Số lượng Termination tối đa context phụ thuộc vào khả GW (những GW hỗ trợ liên lạc điểm – điểm có tối đa Termination context) Context MG gán phần nhận dạng ID bao gồm 32 bit (ID MG) Tất Termination không tham gia vào kết nối nằm Null context Hiện Context có thuộc tính: topology descriptor (mơ tả topo phi kết nối), Priority flag (cờ ưu tiên, hướng dẫn GW phân bổ tài nguyên trường hợp khan hiếm) emergency flag (cờ khẩn, context lưu lại khôi phục trường hợp có cố) Các thuộc tính khác context bổ sung tương lai Transaction: chuyển giao, transaction gồm phần yêu cầu (request) phần trả lời (reply) Transaction Pending sử dụng để thông báo transaction xử lý (được sử dụng transaction bị timeout) Mỗi transaction có số nhận dạng ID Số nhận dạng ID có giá trị từ đến 99999 Thơng tin trao đổi MGC GW dạng chuyển giao (chứa lệnh tin thông Phạm Vũ Huy, Đ2001VT http://www.ebook.edu.vn 80 Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương Các giao thức chủ tớ báo kiện, trả lời,…), lệnh chuyển giao xử lý theo thứ tự Event: kiện đầu cuối (như onhook, offhook,…) Các kiện MG phát báo cáo tới MGC MGC xem xét kiện mà quan tâm thời điểm (được event descriptor) Signal: báo hiệu tạo âm báo hay hiển thị hình ảnh đầu cuối Thời gian tồn báo hiệu MGC quy định tồn bị loại bỏ Nó bị loại bỏ kiện phát đầu cuối trừ có can thiệp MGC Termination descriptor: thuộc tính Termination nhóm lại thành descriptor bao gồm: ƒ Termination state descriptor: thuộc tính Termination (test, có quyền hay bị cấm sử dụng dịch vụ,…) ƒ Media descriptor: bảng mô tả luồng lưu lượng (voice, data,…) ƒ Event descriptor: mô tả kiện phát GW hành động lại đáp lại kiện ƒ Signal descriptor: mơ tả báo hiệu xảy Termination ƒ Stream descriptor: bảng descriptor remote, local, local control luồng lưu lượng xác định ƒ Local control descriptor: chứa thuộc tính cần quan tâm GW MGC (chế độ Termination, xử lý GW nhận local hay remote descriptor) ƒ Local descriptor: chứa thuộc tính luồng lưu lượng mà GW nhận từ thực thể đầu xa ƒ Remote descriptor: chứa thuộc tính luồng lưu lượng mà GW gửi tới thực thể đầu xa ƒ Digitmap descriptor: định nghĩa dãy tập hợp kiện (về quay số) có (theo kế hoạch đánh số) Dãy gửi tới GW để thu chữ số quay khách hàng gửi tới MGC dạng gói hồn chỉnh (tồn số bị gọi) ƒ Observed event descriptor: mô tả kiện quan sát (có lệnh Notify hay AuditValue) Phạm Vũ Huy, Đ2001VT http://www.ebook.edu.vn 81 Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương Các giao thức chủ tớ ƒ Package descriptor: lệnh AuditValue, dùng để trả lại bảng gói tin gửi từ Termination ƒ Service change descriptor: lý đưa lệnh Service change ƒ Statistic descriptor: lệnh Audit hay Subtract, để báo cáo thống kê Termination ƒ Topology descriptor: topo context ƒ Audit descriptor: lệnh Audit, xác nhận thông tin yêu cầu ƒ Error descriptor: chứa mã lỗi mã lỗi văn (tùy chọn) lệnh Notify (yêu cầu trả lời) ƒ Event Buffer descriptor: mô tả kiện vừa GW phát kích hoạt eventbuffering 5.2.5 Truyền dẫn tin giao thức MEGACO/H.248 Cơ chế truyền dẫn sử dụng cần phải đảm bảo tính tin cậy, lệnh gửi chờ xác nhận từ phía nhận lưu giữ cách độc lập Các tin MEGACO/H.248 truyền dẫn qua lớp UDP/IP TCP/IP Các GW MGC gán địa IP, luồng lưu lượng đến qua cổng UDP hay TCP Ví dụ cổng dành cho lệnh Service Change request 2944 sử dụng mã hóa văn 2945 sử dụng mã hóa nhị phân (đối với UDP TCP), cổng sử dụng khơng có cổng Các Transaction reply gửi tới với cổng mà TransactionRequest gửi Trong trình truyền dẫn tin MEGACO/H.248 đặt vấn đề độ trễ tin, dẫn tới độ trễ lệnh tính “hợp thời” xử lý GW hay MGC Để giải vấn đề này, RFC 3525 đưa số quy tắc việc xử lý tin MEGACO/H.248 MGC (6 quy tắc) 5.2.6 Các lệnh định nghĩa giao thức MEGACO/H.248 Giao thức MEGACO/H.248 sử dụng lệnh giao diện điều khiển MGC GW bao gồm: ƒ Add: Được sử dụng để thêm Termination vào context, để tạo context (nếu Termination context này) Phạm Vũ Huy, Đ2001VT http://www.ebook.edu.vn 82 Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương Các giao thức chủ tớ ƒ Modify: Sử dụng để thay đổi thuộc tính, kiện hay báo hiệu Termination ƒ Subtract: Sử dụng để xóa Termination khỏi context, xóa ln context (nếu Termination cuối context này) ƒ Move: Chuyển Termination từ context sang context khác ƒ AuditValue: Trả lại trạng thái Termination (báo hiệu, kiện, thuộc tính, số liệu thống kê) ƒ Audit Capability: Trả lại tất giá trị có Termination (báo hiệu, kiện, thuộc tính, số liệu thống kê) Các lệnh sử dụng MGC ƒ Notify: GW sử dụng để báo cáo kiện mà phát tới MGC ƒ Service Change: Lệnh sử dụng bởi: ¾ GW, để thơng báo tới MGC nhóm Termination có ý định rời khỏi hay tham gia dịch vụ ¾ GW, để đăng ký tới MGC khởi động ¾ MGC, để tuyên bố chuyển giao tới GW ¾ MGC, để lệnh cho MG đưa nhóm Termination hay Termination tham gia hay khỏi dịch vụ 5.2.6.1 Mã hoá lệnh giao thức MEGACO/H.248 Các tin MEGACO/H.248 mã hố hai cách: mã hố nhị phân mã hóa văn Trong phương pháp mã hóa nhị phân, tiêu chuẩn ISO/ITU ASN.1 sử dụng ASN.1 ngôn ngữ định nghĩa cách gửi liệu hệ thống khơng giống nhau, định nghĩa hệ thống cú pháp liệu (trong giao thức tầng ứng dụng) ASN.1 viết ngôn ngữ khác hệ thống, phù hợp với hệ thống Khi hệ thống muốn gửi liệu, hệ thống mã hóa liệu cần gửi theo ASN.1, sau gửi Hệ thống nhận tiến hành giải mã theo chuẩn định sẵn ASN.1 Các luật mã hóa theo chuẩn ASN.1 bao gồm: BER (Basic Encoding Rule), DER (Distinguished Encoding Rule) Việc sử dụng luật mã hóa tùy vào người thiết kế Phạm Vũ Huy, Đ2001VT http://www.ebook.edu.vn 83 Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương Các giao thức chủ tớ Trong phương pháp mã hóa văn bản, chuẩn ABNF sử dụng (RFC 2234) Có thể sử dụng hai định dạng: rút gọn (compact text) đầy đủ (Pretty text) Chúng mô tả sau: Cả hai định dạng có ưu điểm nhược điểm nó, dạng rút gọn cho tin có kích thước nhỏ hơn, thời gian mã hóa ngắn có độ tin cậy không cao dạng đầy đủ 5.2.6.2 Cú pháp lệnh giao thức MEGACO/H.248 Để tiện phân tích ta lấy lệnh để minh hoạ, lệnh từ MGC tới GW: MGC to RGW2: MEGACO/1 [216.33.33.61]: 27000 Transaction = 1240 { Context = { Modify = TermB { Signals {cg/bt} Media { LocalControl { Mode = recvonly} } }, Modify = EphB { Media { Phạm Vũ Huy, Đ2001VT http://www.ebook.edu.vn 84 Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương Các giao thức chủ tớ LocalControl { Mode = recvonly} } } } } } Lệnh ví dụ bao gồm phần sau: ƒ Địa IP nơi gửi (MGC hay GW): 216.33.33.61 (IPv4) ƒ Số cổng nơi gửi: 2700 ƒ Số định danh transaction: 1240 ƒ Context ID Mỗi context có nhiều lệnh: Notify, Audit, Modify,…Trong lệnh lại gồm: - Termination ID: TermB - Local Termination State - Các descriptor Ta thấy: Transaction gồm nhiều action (mỗi action cho context), action lại gồm nhiều lệnh, lệnh có descriptor Phạm Vũ Huy, Đ2001VT http://www.ebook.edu.vn 85 Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương Các giao thức chủ tớ 5.2.7 Cấu trúc tin MEGACO/H.248 Mỗi tin MEGACO/H.248 bao gồm nhiều Transaction header Trong header chứa thơng nhận thực, bảo mật Mỗi Transaction gồm nhiều action (cho context) Transaction header (chứa Transaction ID) Mỗi context lại gồm context header, context properties lệnh Context header chứa contextID, context properties chứa thông tin cấu hình context, thuộc tính, mức ưu tiên Mỗi lệnh gồm command header descriptor lệnh Hình 5.6 Cấu trúc tin MEGACO/H.248 5.2.8 Hoạt động giao thức MEGACO/H.248 SD HEWLETT PACKARD MEGACO RGW Anolog phone DLT SureStore Autoloader718 MGC RTP/RTCP MEGACO RGW Anolog phone Hình 5.7 Mơ tả gọi MEGACO/H.248 Khi đầu cuối nhấc máy định thực gọi, kiện offhook phát MG quản lý MG thơng báo kiện tới MGC trực thuộc, MGC định MG lệnh để gửi âm báo mời quay số tới đầu cuối Phạm Vũ Huy, Đ2001VT http://www.ebook.edu.vn 86 Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương Các giao thức chủ tớ đó, đồng thời digitmap MG cập nhật từ MGC, để phục vụ cho việc thu chữ số gửi toàn số quay MGC Giả sử đầu cuối bị gọi thuộc MG khác quản lý MGC Quá trình thiết lập liên kết tiến hành theo bước sau: ƒ MGC yêu cầu MG thứ thiết lập kết nối điểm kết cuối thứ MG phân bổ tài nguyên cho kết nối yêu cầu đáp ứng lại tin trả lời Bản tin trả lời chứa thông tin cần thiết để MG thứ hai gửi tin cách tin cậy tới liên kết vừa thiết lập Các thông tin là: địa IP, tên cổng UDP, TCP hay thơng tin đóng gói tin ƒ Tương tự, MGC yêu cầu MG thứ hai thiết lập liên kết điểm kết cuối thứ hai MG phân bổ tài nguyên cho kết nối sở thông tin tin đáp ứng MG thứ Tới lượt, MG thứ hai đáp ứng lại tin chứa thông tin cần thiết nhằm đảm bảo MG thứ gửi tin cách tin cậy tới liên kết vừa thiết lập MG thứ hai ƒ Các thông tin tin đáp ứng MG thứ hai gửi tới MG thứ Khi liên kết thiết lập, q trình truyền thơng diễn theo hai chiều Lưu lượng chuyển tải nhờ giao thức RTP hay RTCP Trong trường hợp hai MG quản lý MGC khác nhau, MGC trao đổi thông tin báo hiệu thông qua giao thức báo hiệu từ MGC tới MGC (có thể SIP H.323) để đảm bảo việc đồng việc thiết lập kết nối tới hai điểm kết cuối Khi lên kết thiết lập, tham số giám sát MGC thay đổi lệnh MGC (ví dụ thêm kết cuối vào liên kết) 5.2.9 Các ưu điểm MEGACO/H.248 so với giao thức điều khiển cổng phương tiện khác So với giao thức MGCP, phiên MEGACO/H.248 version có điểm trội sau: ƒ Hỗ trợ dịch vụ đa phương tiện, dịch vụ hội nghị đa điểm tăng cường ƒ Cải tiến cú pháp lệnh để việc xử lý tin hiệu ƒ Có khả lựa chọn giao thức TCP hay UDP ƒ Chấp nhận việc mã hóa văn hay nhị phân Phạm Vũ Huy, Đ2001VT http://www.ebook.edu.vn 87 Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương Các giao thức chủ tớ ƒ Các gói tin MEGACO/H.248 chi tiết MGCP, gói tin định nghĩa dựa gói tin sở ƒ Đưa khái niệm context, khái niệm hỗ trợ kết nối đa dịch vụ, đa điểm Phạm Vũ Huy, Đ2001VT http://www.ebook.edu.vn 88 Đồ án tốt nghiệp i hc Kt lun KT LUN Báo hiệu v điều khiển có vai trò quan trọng mạng viễn thông, l vấn đề quan tâm hng đầu tiến hnh xây dựng v phát triển mạng viễn thông nói chung nh mạng NGN nói riêng Đồng thời l vấn đề khó v phức tạp Có nhiều giao thức khác tham gia vo trình báo hiệu v điều khiển thiết lập gọi, giao thức lại có vai trò v vị trí riêng Trên l giao thức báo hiệu v điều khiển đợc sử dụng mạng NGN m em tiến hnh tìm hiểu đợc thời gian thực đồ án ny Trong đó, SIGTRAN l giao thức truyền tải tin báo hiệu số qua mạng gói theo giao thức IP; c¸c giao thøc ngang hμng (SIP, H.323) tham gia vo trình thiết lập gọi; giao thức chủ tớ (MGCP, MEGACO/H.248) giữ vai trò điều khiển MG Hiện nay, mạng NGN đợc triển khai thùc tÕ víi sù tham gia cđa nhiỊu h·ng viƠn thông khác nh: Simen, Acatel, Nortel,Tùy theo loại thiết bị v giải pháp đợc đa hãng mμ sù lùa chän c¸c giao thøc b¸o hiƯu vμ điều khiển nh phối hợp giao thức có khác Tuy nhiên, hạn chế trình độ nh thời gian nên đồ án ny giới hạn tìm hiểu giao thức báo hiệu v điều khiển mặt lý thuyết Trong thời gian tới, đồ án ny cần đợc hon thiện mặt lý thuyết v mặt xây dựng phần mềm mô Rất mong đợc giúp đỡ v đóng góp ý kiến thầy cô v bạn !jjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjj Phm V Huy, 2001VT http://www.ebook.edu.vn 89 Đồ án tốt nghiệp Đại học Phụ lục PHỤ LỤC LƯU ĐỒ XỬ LÝ CUỘC GỌI TRONG NGN (1) Khi có thuê bao nhấc máy (thuộc PSTN) chuẩn bị thực gọi tổng đài nội hạt quản lý thuê bao nhận biết trạng thái nhấc máy thuê bao SG nối với tổng đài thông qua mạng SS7 nhận biết trạng thái thuê bao (2) SG báo cho MGC trực tiếp quản lý thơng qua CA-F, đồng thời cung cấp tín hiệu mời quay số cho thuê bao Ta gọi MGC MGC chủ gọi (3) MGC chủ gọi gửi yêu cầu tạo kết nối đến MG nối với tổng đài nội hạt ban đầu nhờ MGC-F (4) Các số quay số thuê bao SG thu chuyển tới MGC chủ gọi Phạm Vũ Huy, Đ2001VT http://www.ebook.edu.vn 90 Đồ án tốt nghiệp Đại học Phụ lục (5) MGC chủ gọi sử dụng số để định công việc thực Cụ thể: số chuyển tới chức R-F, R-F sử dụng thông tin lưu trữ máy chủ để định tuyến gọi Trường hợp đầu cuối đích loại với đầu cuối gọi (tức thuê bao PSTN): - Nếu thuê bao bị gọi thuộc MGC chủ gọi, tiến trình theo bước (7) - Còn thuê bao thuộc quản lý MGC khác, tiến trình theo bước (6) Trường hợp thuê bao bị gọi đầu cuối khác loại MGC đồng thời kích hoạt chức IW-F để khởi động điều khiển tương ứng chuyển gọi Lúc thông tin báo hiệu GW khác xử lý Và q trình truyền thơng tin diễn tương tự kết nối thuê bao thoại thông thường (6) MGC chủ gọi gửi yêu cầu thiết lập gọi đến MGC khác Nếu chưa đến MGC thuê bao bị gọi (ta gọi MGC trung gian) MGC tiếp tục chuyển yêu cầu thiết lập gọi đến MGC khác đến MGC bị gọi Trong trình này, MGC trung gian phản hồi lại MGC gửi yêu cầu đến Các cơng việc thực CA-F (7) MGC bị gọi gửi yêu cầu tạo kết nối với MG nối với tổng đài nội hạt thuê bao bị gọi (MG trung gian) (8) Đồng thời MGC bị gọi gửi thông tin đến SG trung gian, thông qua mạng SS7 để xác định trạng thái thuê bao bị gọi (9) Khi SG trung gian nhận tin thông báo trạng thái thuê bao bị gọi (giả sử rỗi) gửi ngược thông tin trở MGC bị gọi (10) Và MGC bị gọi gửi phản hồi MGC chủ gọi để thơng báo tiến trình gọi (12) MGC bị gọi gửi thơng tin để cung cấp tín hiệu hồi âm chuông cho MGC chủ gọi, qua SG chủ gọi đến thuê bao chủ gọi (13) Khi thuê bao bị gọi nhấc máy q trình thơng báo tương tự bước trên: qua nút báo hiệu số 7, qua SG trung gian đến MGC bị gọi, đến MGC chủ gọi, qua SG chủ gọi đến thuê bao thực gọi (14) Kết nối thuê bao chủ gọi thuê bao bị gọi hình thành thơng qua MG chủ gọi MG trung gian (15) Khi kết thúc gọi trình diễn tương tự thiết lập gọi Phạm Vũ Huy, Đ2001VT http://www.ebook.edu.vn 91 Đồ án tốt nghiệp Đại học Tài liệu tham khảo TÀI LIỆU THAM KHẢO Lê Ngọc Giao & Nguyễn Tất Đắc, Nghiên cứu giải pháp điều khiển kết nối phối hợp báo hiệu mạng NGN, mã số: 017-2002-TCT-RDP-VT-07, Viện Khoa Học Kỹ Thuật Bưu Điện, 2002 Neill Wilkinson, Next Generetion Network Services, John Wiley & Sons Ltd, England, 2002 The International Engineering Consortium, Next Generation Networks, Web ProForum Tutorials: http://www.iec.org The International Engineering Consortium, SS7 over IP Signalling Transport & SCTP, Web ProForum Tutorials: http://www.iec.org Matthew C Schlesener, Performance Evaluation of Telephony Routing over IP (TRIP), B.S.E.E Kansas State University, Manhattan KS Fall 1996 Handley, SIP: Session Initiation Protocol, ietf-sip-rfc2543bis-02.ps, Schulzrinne/Schooler/Rosenberg ACIRI/Columbia U./4-2001 Josef Glasmann, Service Architectures In H.323 and SIP: A Comparison, Munich University of Technology (TUM), http://www.comsoc.org/pubs/s Phạm Vũ Huy, Đ2001VT http://www.ebook.edu.vn 92 ... ti TổNG QUAN Về CáC GIAO THứC BáO HIệU V ĐIềU KHIểN TRONG MạNG NGN, nội dung đề ti ny gồm phần sau: Chơng Tổng quan mạng hệ sau NGN Chơng Tổng quan hệ thống báo hiệu số Chơng Truyền tải báo hiệu. .. ATM, xDSL, di động,… 1.5 CÁC GIAO THỨC BÁO HIỆU VÀ ĐIỀU KHIỂN TRONG MẠNG NGN Kiến trúc mạng NGN kiến trúc phân tán mà chức báo hiệu xử lý báo hiệu, chuyển mạch, điều khiển gọi,…được thực thiết... qua mạng báo hiệu từ điểm báo hiệu nguồn đến điểm báo hiệu đích Nó gồm chuỗi SP/STP đấu nối với kênh báo hiệu Nhóm tuyến báo hiệu tất tuyến báo hiệu mà thông tin báo hiệu sử dụng để qua mạng báo