Điện tử viễn thông đề CƯƠNG 2 trinh khotailieu

NGN Câu 1: Định nghĩa mạng viễn thông hệ sau NGN theo khuyến nghị Y.2011? Nguyên lý, Kiến trúc chức NGN? TL: Định nghĩa NGN: Mạng hệ sau cơng nghệ mạng chuyển mạch gói, cung cấp dịch vụ viễn thông khác nhau, cho phép nhiều công nghệ truyền dẫn băng rộng đảm bảo chất lượng dịch vụ, cho phép người sử dụng truy nhập không hạn chế tới nhà cung cấp dịch vụ Đồng thời hỗ trợ người dùng di động cho phép cung cấp dịch vụ khắp nơi , thời điểm ổn định Nguyên lý: Mạng NGN dựa cơng nghệ chuyển mạch gói Kiến trúc chức NGN: Kiến trúc mạng NGN sử dụng chuyển mạch gói cho thoại liệu Nó phân chia cac khối vững tổng đài thành lớp mạng riêng lẻ, lớp liên kết với qua giao diện mở tiêu chuẩn Lớp truy nhập truyền dẫn: • Truyền dẫn:  Bao gồm chức truyền dẫn chức chuyển mạch  Có khả hỗ trợ mức Qó khác cho dịch vụ cho dịch vụ khác Có khả lưu trữ lại kiễn xảy mạng(kích thước gói, tốc độ gói, tỷ lệ gói, băng thơng , độ trì hỗn,…) • Truy nhập  Tạo kết nối thiết bị đầu cuối mạng đường trục(thuộc lớp truyền dẫn) qua cổng giao tiếp Media Gateway thích hợp Lớp truyền thơng • Hỗ trợ khả tương thích kỹ thuật truy nhập khác với kỹ thuật CM gói mạng lõi • Lớp chịu trách nhiệm chuyển đổi loại môi trường ( PSTN, LAN, vô tuyến….) sang môi trường truyền dẫn gói áp dụng mạng lõi ngược lại Lớp điều khiển • Kết nối để cung cấp dịch vụ thông suốt từ đầu đến cuối với loại giao thức báo hiệu ♦ Định tuyến lưu lượng khố chuyển mạch ♦ Thiết lập yêu cầu điều chỉnh thay đổi kết nối luông điều khiển xếp nhã giao diện cổng ♦ Phân bố lưu lượng tiêu chất lượng với kết nối ♦ Báo hiệu ♦ Quản lý bảo dưỡng hoạt động tuyến kết nối thuộc phạm vi điều khiển Lớp ứng dụng • Cung cấp dịch vụ có băng thơng khác nhiều mức độ • Gồm nút thực thi dịch vụ SEN(Service Excution Node) • Lớp ứng dụng liên kết với lớp điều khiển thơng qua giao thức mở API Lớp quản lý • Lớp quản lý lớp đặc biệt xuyên suốt lớp từ lớp ứng dụng đến lớp truyền dẫn truy nhập Câu 2: Khái niệm chuyển mạch mềm Softswitch, kiến trúc mạng chuyển mạch mềm TL Định nghĩa: ♦ Chuyển mạch mềm định nghĩa tập hợp sản phẩm, giao thức ứng dụng cho phép thiết bị truy cập dịch vụ truyền thông qua mạng xây dựng cơng nghệ chuyển mạch gói thường IP (Internet Protocol) Những dịch vụ bao gồm thoại, fax, video, liệu dịch vụ phát triển tương lai Những thiết bịđầu cuối truy nhập bao gồm: điện thoại truyền thống, điện thoại IP, máy tính, máy nhắn tin, Một sản phẩm Softswitch bao gồm nhiều phần chức năng, chức nằm hệ thống phân tán hệ thống thiết bị khác nhau.Softswitch nhìn chung cung cấp chức giống chức hệ thống chuyển mạch kênh, khác thiết kế cho chuyển mạch gói có khả liên kết với mạng PSTN ♦ Softswitch nhìn chung cung cấp chức giống chức hệ thống chuyển mạch kênh, khác thiết kế cho chuyển mạch gói có khả liên kết với mạng PSTN Kiến trúc mạng Kiến trúc chuyển mạch mềm chia thành Khối phần mềm Các Khối thể phân chia thực thể chức mạng VoIP Có Khối chức riêng biệt thực chuyển mạch mềm để mô tả chức mạng VoIP đâu cuối tới đầu cuối: - Khối truyền tải Khối điều khiển gọi báo hiệu Khối dịch vụ ứng dụng Khối quản lý Kiến trúc Softswitch • Khối truyền tải: Thực xử lý truyền tải tin báo hiệu gọi, gọi thiết lập phương tiện qua mạng VoIP Cơ chế truyền tải sử dụng dựa công nghệ phù hợp với tiêu chuẩn SS7, ANSI ITU Khối truyền tải chia làm miền : - Miền truyền tải IP: Miền bao gồm  Mạng đường trục truyền tải định tuyến/trường chuyển mạch  Các thiết bị như: định tuyến chuyển mạch  Các thiết bị cung cấp chế chất lượng dịch vụ (QoS) sách truyền tải thuộc miền - Miền tương tác (Interworking): Gồm có thiết bị thực biến đổi báo hiệu phương tiện nhận từ mạng ngồi gửi đến cho thực thể mạng VoIP.Chẳng hạn như, cổng báo hiệu SG (biến đổi báo hiệu truyền tải lớp truyền tải khác nhau), cổng phương tiện MG ( biến đổi phương tiện mạng truyền tải phương tiện khác nhau), cổng tương tác IWG (Interworking Gateway) (tương tác báo hiệu lớp truyền tải giao thức khác nhau) - Miền truy nhập không IP: Ứng dụng thiết bị đầu cuối không IP mạng vô tuyến truy nhập tới mạng VoIP Gồm có: cổng truy nhập AG cổng thường trú RG cho thiết bị máy điện thoại không IP, thiết bị ISDN, thiết bị truy nhập tích hợp (IAD) cho mạng DSL, modem cáp/bộ tương thích thiết bị đa phương tiện (MTA) cho mạng HFC, cổng phương tiện cho mạng truy nhập vô tuyến di động GSM/3G • Khối điều khiển gọi báo hiệu : - Thực điều khiển thành phần mạng VoIP, đặc biệt thành phần Khối truyền tải Khối trái tim hệ thống, thực xử lý gọi báo hiệu, cụ thể như: xử lý yêu cầu thuê bao để thiết lập giải phóng kênh thoại, thực điều khiển gọi dựa sở tin báo hiệu nhận được, điều khiển thành phần Khối truyền tải, đảm bảo việc biên dịch số định tuyến theo số danh bạ,… - Mặt gồm có thiết bị như: Bộ điều khiển cổng phương tiện MGC (hay Call Agent Bộ điều khiển gọi), Gatekeeper máy chủ LDAP • Khối dịch vụ ứng dụng: - Cung cấp việc điều khiển chức thực thi máy chủ đặc tính ứng dụng khác mạng thông minh, tức cung cấp dịch vụ khác tới thuê bao Các thiết bị khối điều khiển luồng gọi dựa chức thực thi dịch vụ đạt điều nhờ việc trao đổi thông tin với thiết bị khác khối điều khiển gọi báo hiệu Ngoài ra, khối thực việc điều khiển thành phần mang đặc biệt máy chủ phương tiện, thực chức năng: hội nghị, IVR, xử lý âm báo… - Khối bao gồm thiết bị như: máy chủ ứng dụng máy chủ đặc tính • Khối quản lý: - Cung cấp chức hỗ trợ vận hành, tính hố đơn cước cơng việc quản lý mạng khác Khối tương tác với Khối ba mặt thơng qua tiêu chuẩn giao thức thích hợp API Điều có nghĩa Khối tạo vùng vận hành bảo dưỡng Câu 3:Các chức điều khiển cổng giao tiếp (MGC – Media Gateway Controller)? ( chuyển mạch mềm): TL: Các chức MGC (Media Gateway Controller)  Điều khiển gọi, trì trạng thái gọi MG (Media Gateway)  Điều khiển hỗ trợ hoạt động MG (Media Gateway), SG (Signaling Gateway)  Trao đổi tin MG-F  Xử lý tin SS7 (khi sử dụng SIGTRAN)  Xử lý tin liên quan QoS  Phát nhận tin báo hiệu  Định tuyến (bao gồm bảng định tuyến, phân tích số dịch số)  Tương tác với AS-F để cung cấp dịch vụ hay đặc tính cho người sử dụng  Có thể quản lý tài nguyên mạng (port, băng tần ) Các giao thức Media Gateway Controller sử dụng:     Để thiết lập gọi: H.323; , SIP Điều khiển Media Gateway : MGCP, Megaco/H.248 Điều khiển Signaling Gateway: SIGTRAN (SS7) Để truyền thông tin : RTP, RTCP Minh họa mơ tả q trình thực gọi sử dụng chuyển mạch mềm (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 off-hook thuê bao Và Signaling Gateway (SG) nối với tổng đài thông qua mạng SS7 nhận biết trạng thái thuê bao (2) SG gọi báo cho Media Gateway Controller (MGC) trực tiếp quản lý thơng qua CA-F đồng thời cung cấp tín hiệu dial-tone cho thuê baoquay số cho thuê bao Ta gọi MGC caller-MGC (MGC gọi) (3) Caller-MGC gởi yêu cầu tạo kết nối đến Media Gateway (MG) gọi nối với tổng đài nội hạt ban đầu nhờ MGC-F (4) Các số thuê bao nhấn SG thu thập chuyển tới caller-MGC (5) Caller-MGC sử dụng số để định công việc thực Các số chuyển tới chức R-F R-F sử dụng thông tin lưu trữ server để định tuyến gọi Trường hợp đầu cuối đích loại với đầu cuối gọi (nghĩa là thuê bao mạng PSTN): + Nếu thuê bao bị gọi thuộc quản lý caller-MGC thực bước (7) + Nếu thuê bao thuộc quản lý MGC khác thực bước (6) + Nếu thuê bao 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 loại Gateway khác xử lý Q trình truyền thơng tin diễn tương tự kết nối thuê bao thoại thông thường (6) Caller-MGC gởi yêu cầu thiết lập gọi đến MGC khác Nếu chưa đến MGC thuê bao bị gọi (ta gọi callee-MGC) MGC tiếp tục chuyển yêu cầu thiết lập gọi đến MGC khác đến callee-MGC Trong trình này, MGC trung gian phản hồi lại MGC gởi u cầu đến Các cơng việc thực CA-F (7) Callee-MGC gởi yêu cầu tạo kết nối với MG nối với tổng đài nội hạt thuê bao bị gọi (callee-MG) (8) Đồng thời callee-MGC gởi thông tin đến callee-SG, thông qua mạng SS7 làm rung chuông thuê bao bị gọi (9) Khi callee-SG nhận tin báo trạng thái thuê bao bị gọi (giả sử rỗi) gởi ngược thông tin trở callee-MGC (10) Và callee-MGC phản hồi caller-MGC để báo liên lạc với người gọi (11) Callee-MGC gởi thông tin để cung cấp tín hiệu ring back tone cho caller-MGC, qua caller-SG đến người gọi (12) Khi thuê bao bị gọi nhấc máy q trình thơng báo tương tự bước xảy ra: qua nút báo hiệu số 7, thông tin nhấc máy qua callee-SG đến callee-MGC, đến caller-MGC, qua caller-SG đến thuê bao thực gọi (13) Kết nối thuê bao gọi th bao bị gọi hình thành thơng qua callerMG callee-MG (14) Khi chấm dứt gọi trình diễn tương tự lúc thiết lập IAM: Initial Address Message (khởi tạo địa thông điệp) ACM: Address Complete Message (Hồn thành địa thơng điệp) CPG: Call Progress Message (xử lý gọi thông điệp) ANM: Answer Message (trả lời thông điệp) CRCX: CReate Connection (tạo kết nối) MDCX: Modify Connection (xác nhận kết nối) Câu 4: Mơ hình VPN di động NGN, nguyên lý phương pháp SIP DIAL-UP? Như hình giả định có mơ hình sử dụng truy cập LAN nhà truy cập LAN văn phòng Truy cập LAN nhà người sử dụng thiết bị di động thiết lập phiên VPN cách sử dụng getway nhà mình.Các phiên VPN cung cấp cho thiết bị đầu cuối di động với địa IP hợp lí giao diện mạng Ip mạng home-LAN cho phép thiết bị đầu cuối tương thích với thiết bị khác LAN Mơ hình dựa mạng LAN văn phòng gọi mơ hình ngang hàng hay ngang cấp (peer-to-peer), cổng VPN tách từ định tuyến tường lửa rìa doanh nghiệp xếp gần người sử dụng Phương thức VPN từ xa gọi SIP dial-up SIP bổ sung Internet Key Exchange (IKE) IPSec cho điều khiển biên dựa phiên bảo đảm chất lượng dịch vụ dành riêng Hơn nữa, SIP tạo điều kiện vượt qua tường lửa chuyển giao phiên VPN 10 Câu 5: Kiến trúc mạng NGN dựa MPLS LSP, thủ tục chuyển giao nhanh (fast handover) sử dụng thông tin từ Layer (L2) Kiến trúc mạng NGN dựa MPLS LSP  MPLS Core Network: Mạng lõi chuyển mạch nhãn  MICS (Mobility Information Control Server): Hệ thống kiểm sốt thơng tin di động , quản lý địa trung tâm, quản lý địa MAC, địa IP cố định (IP_PA) địa IP cục (IP_LA) nút di động (MN) địa IP quản lý điều khiển bàn giao (HCA) , quản lý thông tin ràng buộc liên quan đến truyền thông MN nút thông tin (CN)  HCA (Handover Control Agent): Quản lý địa cục bộ, quản lý địa MAC, IP_PA, IP_LA MN, đóng gói truyền liệu  PoA (Point of Access): Điểm truy cập, chuyển tiếp địa MAC tới HCA MN vào khu vực  AN (Access Network): Mạng truy nhập Mỗi mạng truy nhập quản lý HCA  LSP (Label-Switched Paths):Đường chuyển mạch nhãn giữa, LSP HCA MICS sử dụng để truyền tải thông điệp báo hiệu cho MM Thủ tục chuyển giao nhanh sử dụng thông tin từ Lớp (L2) 11 Khi MN vào AP#1, AP#1 lấy địa MAC nút di động sau gửi thơng điệp báo cáo vị trí tới HCA #1.HCA #1 tạo ghi cho MN bảng quản lý địa cục nó, gửi thơng báo đăng ký vị trí với MICS, gửi địa đến MN bảng quản lý địa trung tâm MICS có địa MAC địa cục (IP_LA) MN, địa IP HCA#1 Trong trình xử lý MICS, MN gửi thơng điệp ACK thông tin địa đến HCA #1 để đáp lại thông tin địa từ HCA# Khi HCA# nhận thơng điệp ACK thơng tin địa chỉ, gửi thông điệp cập nhật địa đến MICS Khi MN di chuyển từ AN#1 đến AN#2, AP#2 bắt địa MAC MN gửi báo cáo vị trí tới HCA#2 HCA#2 tạo ghi cho MN L-AMT nó, ghi địa MAC MN IP_LA, gửi thông điệp đăng ký vị trí đến MICS cập nhật ghi MN C-AMT nó, gửi thơng điệp phản hồi vị trí tới HCA#2 lúc gửi thơng điệp phản hồi vị trí khác tới HCA#3 để trì kết nối với nút di động Kết là, chuyển giao nhanh chóng nút di động hỗ trợ HCA MICS 12 Câu 6: Khái niệm lợi ích IPv6 multihoming Sự khác IPv4 IPv6 multihoming Khái niệm lợi ích IPv6 multihoming A Khái niệm multihoming IPv6 multihoming site (mạng) nút có vài kết nối mạng qua nhà cung cấp dịch vụ mạng qua nhà cung cấp dịch vụ mạng khác / qua nhiều giao diện mạng / qua nhiều địa mạng Các site nút chọn cho IPv6 multihoming theo vài lý do, đặc biệt để tăng khả chịu lỗi, hiệu cân tải, hỗ trợ khả di động… B Các đặc tính Multihoming IPv6 (cho thành lợi ích ln :v) cho phép mạng truy nhập có nhiều kết nối tới mạng lõi nhiều kết nối nhiều mạng lõi cho phép đối tượng di động có giao diện với nhiều mạng nhiều địa mạng giao diện mạng; địa liên kết cục bộ, địa trọng phạm vi site, địa toàn cầu… Với nhiều kết nối mạng, nhiều giao diện mạng nhiều địa mạng, đối tượng di động có (hoặc mất) địa bổ sung động (ví dụ qua di chuyển đối tượng di động giao thức đánh lại số máy chủ) Và đối tượng di động có (hoặc mất) giao diện bổ sung động (ví dụ qua nhiều giao diện cấu hình đường hầm) site có (hoặc mất) tiền tố bổ sung động (ví dụ qua giao thức đánh lại số định tuyến) Sự khác IPv4 IPv6 multihoming (chưa biết làm) 13 Câu 7: Giải pháp thiết kế mạng NGN dựa phương pháp dual homing Nêu ví dụ tính tốn băng thông cho kết nối hai chuyển mạch mềm ♦ Giải pháp đề xuất dựa giải pháp chuyển mạch mềm với mục đích xây dựng mạng NGN ( tô-pô vật lý) di chuyển mạng kế thừa ( PSTN ) Đầu tiên di chuyển với tổng đài lớp (TEX), sau lớp (LE) Trong tương lai giải pháp kiến trúc IMS/TISPAN tiến triển mạnh mẽ Giả thiết giải pháp tập hợp thành phần, bờ và đường trục mạng IP/MPLS có khả xử lý thích ứng với chất lượng dịch vụ, giao diện yêu cầu chủ yếu Ethernet ♦ Kiến trúc gồm: • Hai nút chuyển mạch mềm miền • Hai cổng tín hiệu vào • Hai server nguồn miền • Mỗi nút chuyển mạch lớp thay đường trung kế (TGW) • Switch lớp thay cổng địa Access Gateway (AGW) dựa số thuê bao di chuyển Các giải pháp đề xuất thiết kế trên cấu hình 1.1 tóm tắt sau: TGW kết nối với hai thiết bị chuyển tải (lưu thông thời gian thực) nhà cung cấp route (PE) mạng lõi IP Switch (A) Switch (B) có vai trò dự phòng cho Nếu Switch (A) lỗi, TGW(X) chọn Switch (B) Quy trình chuyển mạch riêng biệt với thuê bao không thay đổi tải kênh Thiết bị chuyển mạch mềm phát trạng thái switch cách kiểm tra nhịp tín hiệu Giải pháp dual homing giải pháp đáng tin cậy đề xuất để giảm thiểu rủi ro từ hoạt động, rủi ro switch cao, nơi số lượng lớn dịch vụ bị gián đoạn Nói kiến trúc, dư thừa giải pháp dự phòng Hệ thống tin cậy giải cách thực dự phòng, hệ thống thường hoạt động đồng mặt địa lí với dự phòng, kết nối định tuyến liên kết cách đa dạng 14 Tính tốn băng thơng chuyển mạch mềm Đối với khả liên kết yếu tố NGN với gọi bận (BHCA) gọi lần thứ hai (CAPS) phải xác định đầu tiên: BHCA = Tổng số dung lượng người sử dụng X (Erl) x 3600 / A Thời gian trung bình gọi CAPS = Tổng số thuê bao số đường trung kế X lưu lượng trung bình bận /thời giant rung bình gọi B1 = băng thơng (BW) hai chuyển mạch mềm sử dụng cho giao thức SIP-T B1 = CAPS X Số tin cho gọi X (Số byte tải tin cho tin + Số Bytes mào đầu cho tin) X bit / hệ số dư thừa băng thơng(BRF), cho lớp sóng mang Grade BRF tính 70% 0,7 15 ... thông điệp ACK thông tin địa đến HCA #1 để đáp lại thông tin địa từ HCA# Khi HCA# nhận thông điệp ACK thơng tin địa chỉ, gửi thông điệp cập nhật địa đến MICS Khi MN di chuyển từ AN#1 đến AN #2, ... đến MICS Khi MN di chuyển từ AN#1 đến AN #2, AP #2 bắt địa MAC MN gửi báo cáo vị trí tới HCA #2 HCA #2 tạo ghi cho MN L-AMT nó, ghi địa MAC MN IP_LA, gửi thông điệp đăng ký vị trí đến MICS cập nhật... handover) sử dụng thông tin từ Layer (L2) Kiến trúc mạng NGN dựa MPLS LSP  MPLS Core Network: Mạng lõi chuyển mạch nhãn  MICS (Mobility Information Control Server): Hệ thống kiểm soát thông tin di