Mạng thế hệ mới NGN và ứng dụng thiết kế tiến hoá từ mạng PSTN lên NGN

Mạng thế hệ mới NGN và ứng dụng thiết kế tiến hoá từ mạng PSTN lên NGN Mạng thế hệ mới NGN và ứng dụng thiết kế tiến hoá từ mạng PSTN lên NGN Mạng thế hệ mới NGN và ứng dụng thiết kế tiến hoá từ mạng PSTN lên NGN luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp

Bộ giáo dục đào tạo Trường đại học bách khoa hµ néi - Luận văn thạc sĩ khoa học Mạng hệ NGN Ngành : kỹ thuật điện tử Nguyễn tuấn linh Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Đỗ Xuân Thụ Hà Nội 2006 -2- Lời Cam đoan Tôi tên Nguyễn Tuấn Linh Học viên lớp Cao học Điện tử viễn thông niên khoá 2004-2006 Tôi xin cam đoan, Tôi đà hoàn thành tất môn học theo quy định Trung tâm đào tạo sau đại học trường ĐH BKHN Luận văn có tên : Mạng hệ NGN nghiên cứu, tham khảo tài liệu đê viết nên Nội dung luận văn không chép từ luận văn khác Luận văn nộp thời gian quy định Trung tâm đào tạo sau đại học trường Đại học Bách Khoà Hà Nội Tôi xin chịu trách nhiệm lời cam đoan lài sai thật Hà Nội ngày 25/11/2006 Người làm cam đoan Nguyễn Tuấn Linh Nguyễn Tn Linh Líp cao häc §TVT khãa 2004-2006 -3- Mơc lơc Trang Lêi cam ®oan Muc lơc Danh mơc lý hiệu, chữ viết tắt Danh mơc c¸c b¶ng Danh mục hình vẽ, đồ thÞ 10 Mở đầu 12 Chương Sự hình thành mạng hệ NGN 13 1.1 Nguyªn nhân hình thành mạng viễn thông hệ 13 1.1.1 Các mạng viễn thông t¹i 13 1.1.2 Động đời mạng viễn thông hệ NGN 15 1.1.3 Nhược điểm chuyển mạch kênh 16 1.2 Khái niệm đặc điểm mạng hệ míi NGN 17 1.2.1 Kh¸i niƯm m¹ng thÕ hƯ míi NGN 17 1.2.2 Đặc điểm mạng NGN 18 Ch­¬ng CÊu tróc m¹ng NGN 18 2.1 CÊu tróc ph©n líp cđa m¹ng NGN 18 2.1.1 Líp trun dÉn vµ truy nhËp 19 2.1.2 Líp trun th«ng 20 2.1.3 Líp ®iỊu khiĨn 20 2.1.4 Líp øng dơng 22 2.1.5 Líp qu¶n lý 23 2.2 CÊu tróc vËt lý m¹ng NGN 23 2.2.1 Media Gateway- MG 24 2.2.2 Media Gateway controller 26 2.2.3 Signalling Gateway (SG) 27 2.2.4 Media Server 28 2.2.5 Application server 28 Ngun Tn Linh Líp cao häc ĐTVT khóa 2004-2006 -4- Chương Giao thức mạng thÕ hÖ sau 28 3.1 Giao thøc H.323 30 3.2 Giao thøc SIP 32 3.2.1 Các khái niệm giao thøc SIP 32 3.2.2 Các thành phần kiến trúc SIP 33 3.2.3 Chức tính SIP 34 3.2.4 Hoạt động SIP 35 3.2.5 ThiÕt lËp vµ gi¶i phãng cuéc gäi SIP 37 3.2.6 B¶n tin SIP 37 3.2.7 M· đáp ứng tin SIP 40 3.3 Giao thøc MEGACO/H.248 44 3.3.1 Chức giao thức MEGACO/H.248 45 3.3.2 C¸c kh¸i niƯm giao thøc MEGACO/H.248 45 3.3.3 Các lệnh cú pháp lệnh giao thức MEGACO/H2.4.8 47 3.3.4 Hoạt động cña giao thøc MEGACO/H.248 49 3.3.5 Lưu đồ gọi có sử dụng giao thức MEGACO 51 3.4 Giao thøc SIGTRAN 56 3.4.1 Giao thøc SCTP 57 3.4.2 M2UA 59 3.4.3 M2PA 60 3.4.4 M3UA 61 3.4.5 SUA 62 Chương Gải pháp thiết kế tiến hoá mạng PSTN lên mạng NGN 63 4.1 HiƯn tr¹ng cđa m¹ng tho¹i (PSTN) 63 4.1.1 HiÖn tr¹ng 63 4.1.2 NhËn xÐt 64 4.2 Hệ thống mạng liệu 65 4.2.1HiƯn tr¹ng 65 4.2.2 NhËn xÐt 65 4.3 HƯ thèng trun dÉn 66 Ngun Tn Linh Líp cao häc §TVT khãa 2004-2006 -5- 4.4 Giải pháp thiết kế 67 4.4.1 Phương án 1: Tích hợp dịch vụ vào thiết bị mạng trục 68 4.4.1.1 Mơ hình kết nối 68 4.4.1.2 Phân tích hoạt động 69 4.4.1.3 Thiết bị đề xuất 73 4.4.1.4 Thiết kế hệ thống mạng đa dịch vụ 78 4.4.2 Phương án 2: Thiết kế dùng riêng Voice Gateway 95 4.4.2.1 Mơ hình kết nối 95 4.4.2.2 Phân tích hoạt động 96 4.4.2.3 Phân tích ưu vượt trội giải pháp 97 4.4.2.4Thiết kế hệ thống chuyển mạch nhãn (MPLS) 101 4.4.2.5Thiết kế hệ thống mạng đa dịch vụ 105 4.4.3 Khuyến nghị thiết kế dự phòng đủ cho m¹ng trơc 108 4.4.3.1 Mơ hình kết nối 108 4.4.3.2 Phân tích hoạt động 109 4.4.3.3 Phân tích ưu vượt trội giải pháp 4.4.4 Giai đoạn Chuyển đổi hoàn toàn mạng tích hợp đa dịch vụ lên mạng NGN 110 111 4.4.4.1 Mô hình cấu trúc kết nối 111 4.4.4.2 Thiết bị Softswitch đề nghị phải đạt yêu cầu sau 112 4.4.4.3 Báo hiệu mang 112 4.4.4.4 Xö lý cuéc gäi mạng đề nghị 112 Nguyễn Tuấn Linh Lớp cao học ĐTVT khóa 2004-2006 -6- Thuật ngữ viết tắt Từ viÕt t¾t AAA ACM AAL ANM API ATM BCF BICC BIWF BNC CS CSF DSLAM GK GSN GW IAD IAM IN IP ISN ISP ISUP ITU LAN LE MC MP MPLS MCU MGCP Tªn tiÕng Anh Authentication, Authorization, Accouting Address Complete Message Atm Adaption Layer Answer Message Application Program Interface Asynchronous Transfer Mode Tªn tiÕng ViƯt NhËn thùc thuª bao, nhận thực dịch vụ, tính cước Bản tin hoàn tất địa Lớp tương thích ATM Bản tin trả lời Giao diện lập trình ứng dụng Chế độ truyền không đồng Chức điều khiển kênh Bearer Control Function mang Giao thøc ®iỊu khiĨn cc gäi Bearer Independent Call Control độc lập với kênh mang Chức làm việc liên mạng Bearer Interworking Function kênh mang Backbone Network Connection Kết nối mạng xương sống Capability Set Tập khả Call Service Function Chức dịch vụ gọi Digital Subscriber Line Access Bộ ghép kênh truy nhập đường Multiplexer dây thê bao số Gatekeeper Gate Serving Node Điểm phục vơ cỉng Gateway Integrated Access Device ThiÕt bÞ truy nhËp tích hợp Initial Address Message Bản tin khởi tạo địa Intelligent Network Mạng thông minh Internet Protocol Giao thức Internet Interface Serving Node §iĨm phơc vơ giao diƯn Interner Service Provider Nhà cung cấp dịch vụ Internet Phần đối tượng người sử dụng ISDN User Part mạng tích hợp đa dịch vụ International Hiệp hội viễn thông quốc tế Telecommunication Union Local Area Network M¹ng cơc bé Local Exchange Tổng đài nội hạt Multipoint Controller Bộ điều khiển đa ®iĨm Mutipoint Processor Bé xư lý ®a ®iĨm MultiProtocol Label Switching Chuyển mạch nhÃn đa giao thức Mutipoint Control Unit Khèi ®iỊu khiĨn ®a ®iĨm Media Gateway Control Giao thøc ®iỊu khiĨn Gateway Ngun Tn Linh Líp cao häc §TVT khãa 2004-2006 -7- MGC M2UA M3UA M2PA MTP NGN OAM&P PBX POTS PRI PSTN QoS RAS RAS RTCP RTP RGW SCN SCP SCCP SCTP SDP SIP SIGTRAN SG SS7 SSP STP SUA SUS Protocol Media Gateway Controller trun th«ng Bé ®iỊu khiĨn Cỉng media Líp t­¬ng thÝch ng­êi sư dơng MTP2 User Aption layer MTP2 Líp t­¬ng thÝch ng­êi sư dông MTP3 User Adaption Layer MTP3 MTP2-User peer- to – peer Lớp tương thích ngang hàng Adaptation Layer người sử dụng MTP2 Message Transfer Part Phần truền dẫn tin Next Generation Network M¹ng thÕ hƯ sau Operation, Administration, VËn hành quản trị bảo dưỡng Maintainance, and Performance giám sát hoạt động Private Branch Exchange Tổng đài nhánh dành riêng Plain Old Telephone Service Dịch vụ điển thoại truyền thống Primary Rate Interface Giao diện tốc độ Public Switch Telephone Mạng điện thoại công cộng Network Quality of Service Chất lượng dịch vụ Registration, Admision,Status Đăng kí cho phép tạng thái Remote Access Server Máy chủ truy cËp tõ xa Real – Time Control Protocol Giao thøc ®iỊu khiĨn thêi gian Real – Time Transport Giao thøc trun vËn thêi gian Protocol thùc Residential Gateway Cỉng néi hạt Swithc Circuit Network Mạng chuyển mạch kênh Service Control Point Điểm điều khiển dịch vụ Phần ứng dụng điều khiĨn kÕt Signal Connection Control Part nèi b¸o hiƯu Stream Control Transport Giao thøc trun vËn ®iỊu khiĨn Protocol lng Session Description Protocol Giao thức miêu tả phiên Session Initiation Protocol Giao thức khởi tạo phiên Signalling Transport Truyền vận b¸o hiƯu Signalling Gateway Gateway b¸o hiƯu Signalling System Hệ thống báo hiệu số Service Switching Point Điểm chuyển mạch dịch vụ Signalling Transfer Point Điểm chuyển tiếp báo hiệu Lớp tương thích người sử dụng SCCP User Adaptation Layer SCCP SUSpend Ngõng Ngun Tn Linh Líp cao häc §TVT khãa 2004-2006 -8- SWN TCP ToS TSN TDM Switch Node Transaction Capabilities Application Part Transaction Control Protocol Type of Service Transit Serving Node Time Division Multiplexing UAC User Agent Client UAS User Agent Server UDP VoIP User Datagram Protocol Voice over IP TCAP Ngun Tn Linh §iĨm chuyển mạch Phần ứng dụng khả giao dịch Giao thức điều khiển truyền dẫn Kiểu dịch vụ Điểm phục vụ chuyển tiếp Ghep kênh theo thời gian Máy khách tác nhân người sử dụng Bộ phục vụ tác nhân ng­êi sư dơng Giao thøc gãi tin ng­êi dïng Tho¹i giao thức IP Lớp cao học ĐTVT khóa 2004-2006 -9- Danh mục bảng Bảng 4.1 Bảng phân tích trễ Bảng 4.2 Bảng số hiệu cổng dịch vụ dùng mạng Bảng 4.3 Bảng thứ tự dịch vụ ưu tiên Bảng 4.4 Bảng đánh dấu thứ tự ưu tiên cho dịch vụ theo giá trị PHB CoS Bảng 4.5 Cấp phát băng thông cho mạng trục Bảng 4.6 Cấp phát băng thông cho tuyến tỉnh Bảng 4.7 Chuyển đổi tương đươnggiữa giá trị PHB EXP Ngun Tn Linh Líp cao häc §TVT khãa 2004-2006 - 10 - Danh mục hình vẽ, đồ thị Hình 1.1 Biểu đồ nhu cầu lưu lượng thoại số liệu Hình 1.2 Mô hình phân lớp mạng NGN Hình 2.1 Mô hình cấu trúc vật lý mạng NGN H×nh 2.2 CÊu tróc Media Gateway H×nh 2.3 CÊu tróc chức Media controller Hình 3.1 Các giao thức kết nối thực thể Hình 3.2 Ngăn xếp giao thức H.323 Hình 3.3 Các thành phần mạng H.323 H×nh 3.4 CÊu tróc cđa hƯ thèng SIP H×nh 3.5 Quá trình thiết lập giải phóng gọi Hình 3.6 Kiến trúc điều khiển MEGACO/ H.248 Hình 3.7 Vị trí chức giao thức MEGACO/ H.248 Hình 3.8 Mô tả gọi MEGACO Hình 3.9 Lưu đồ gọi từ RGW tới TGW Hình 3.10 Lưu đồ gọi từ TGW sử dụng SS7 vào RGW H×nh 3.11 Bé giao thøc SIGTRAN H×nh 3.12 Chøc SCTP Hình 3.13 M2UA Hình 3.14 M2PA Hình 3.15 M3UA Hình 3.16 SUA Hình 4.1 Cấu trúc mạng thoại PSTN mạng cần thiết kế Hình 4.2 Cấu trúc mạng liệu Hình 4.3 Mô hình kết nối mạng NGN giai đoạn Hình 4.4 Mô hình kết nối thoại từ địa phương lên trung tâm vùng Hình 4.5 Mô hình kết nối đề xuất Hình 4.6 Mô tả gọi thoại nội vùng Nguyễn Tn Linh Líp cao häc §TVT khãa 2004-2006 - 103 -  Bước 1: Kích hoạt chuyển mạch CEF P/PE router Cisco 76xx miền lệnh (config)# ip cef  Bước 2: Kích hoạt chuyển mạch IP/MPLS router Cisco76xx lệnh (config)# tag-switching ip  Bước 3: Cấu hình kích hoạt MPLS giao diện WAN miền MPLS lệnh (config-if)# mpls ip  Bước 4: Cấu hình giao thức phân phối nhãn LDP router P/PE lệnh (config-if)# mpls label-protocol both - Thiết kế Traffic Engineering để tối ưu băng thông, cân tải mạng trục Khi kớch hot cỏc tớnh nng Traffic Engineering đạt cỏc mục tiêu sau:  Quản lý tối ưu băng thông có tắc nghẽn đường truyền  Cân tải đường dẫn mạng trục để tránh tắc nghẽn  Sử dụng hiệu tài nguyên mạng có Khi hoạt động, tải hai POP Hà Nội TPHCM thông thường nặng, mà với giải thuật định tuyến truyền thống tất tải miền qua đường dẫn trực tiếp HN-TP.HCM, dẫn đến khả bị đầy băng thông gây tắc nghẽn đường Để san tải đường này, sử dụng kỹ thuật MPLS Traffic Engineering thiết kế đường hầm qua Đà Nẵng Vì kỹ thuật Traffic Engineering đơn hướng nên ta cần phải thiết lập đường hầm POP Ngun Tn Linh Líp cao häc §TVT khãa 2004-2006 - 104 - 3.2Mbps 3.2Mbps ĐN tunnel101 CISCO7609 HÀ NỘI x E1 CISCO7609 x E1 14.4 Mbps l20 tunnel102 BACKBONE (MPLS) ne x E1 tu n CISCO7609 tunnel201 TPHCM 14.4Mbps Hình 4.25 Thiết lập đường hÇm - Thiết lập đường hầm TE-MPLS để tối ưu băng thông san tải Tại router 76xx Hà Nội ta thiết lập đường hầm:  Đường hầm tunnel101 đường hầm đường trực tiếp từ Hà Nội đến TP.HCM  Đường hầm tunnel102 đường hầm từ Hà Nội đến TP.HCM qua Đà Nẵng  Tại router 7609 TP.HCM ta thiết lập đường hầm:  Đường hầm tunnel201 đường hầm đường trực tiếp từ TP.HCM đến Hà Nội  Đường hầm tunnel202 đường hầm từ TP.HCM đến Hà Nội qua Đà Nẵng  Nªn thiết kế Traffic Engineering (TE) theo luật sau:  Băng thông dành cho TE không 40% băng thông đường truyền dẫn Điều có nghĩa băng thơng giành cho TE tuyến Hà Nội - Đà Nẵng TP.HCM - Đà Nẵng không vượt quá: (10 x Mbps) x 0.4 = Mbps  Băng thông cho đường hầm từ Hà Nội - TP.HCM TP.HCM - Hà Nội chiếm 90% băng thông đường truyền Điều có nghĩa lưu lượng chạy Ngun Tn Linh Líp cao häc §TVT khãa 2004-2006 - 105 - đường vượt (10 x 2Mbbs) x 0.9 = 18Mbps san tải sang đường hầm phụ qua Đà Nẵng  Vì quy định băng thông giành cho TE không 8Mbps, tức băng thông cho đường hầm phụ hai hướng từ Hà Nội TP.HCM ngược lại Mbps Để sử dụng hiệu mạng tối ưu hơn, chế TE-MPLS cho phép cấu hình tính cân tải đường trục theo tỉ lệ đường hầm đường hầm phụ Ta có tỉ lệ băng thơng đường hầm đường hầm phụ là: 14.4/3.2 = 9/2 Vậy kích hoạt tính san tải đường hầm có 11 gói tin truyền từ Hà Nội-TP.HCM có gói qua đường hầm gói qua đường hầm phụ 4.4.2.5Thiết kế hệ thống mạng đa dịch vụ 1- Voice NguyÔn Tn Linh Líp cao häc §TVT khãa 2004-2006 - 106 - Tổng đài vùng TANDEM Voice Gateway Miền MPLS E1 Thiết bị mạng trục Luồng VoIP Luồng thoại PCM E1 E1 Luồng thoại VoIP Router Router E1 E1 Tổng đài Địa phương TỈNH A Tổng đài Địa phương ` ` Mạng LAN địa phương ` ` TỈNH B Mạng LAN địa phương H×nh 4.26 Xư lý cc gäi hệ thống có sử dụng voice gateway Hai (2) điểm khác biệt lớn giải pháp là:  Sử dụng Voice Gateway riêng biệt để chia tải cho router lõi, giúp router lõi thực tính P/PE router miền MPLS  Mạng lõi sử dụng giao thức chuyển mạch MPLS  Một điểm khác biệt nhỏ thay thực trung kế VoIP từ router tỉnh đến router lõi giải pháp giải pháp điểm kết thúc trung kế VoIP Voice Gateway 2- Video Với thiết kế truyền hình hội nghị (Video Conferencing) giải pháp có khác biệt: trường để phân biệt dịch vụ miền MPLS EXP nhãn PHB gói tin IP Ngun Tn Linh Líp cao häc §TVT khãa 2004-2006 - 107 - Trường đánh dấu phân biệt dịch vụ EXP nhãn MPLS khơng phải PHB gói tin IP data EXP Thiết bị mạng trục Thiết bị mạng trục MPLS PHB data Trường đánh dấu phân biệt dịch vụ PHB gói tin IP Cisco7507 Đánh dấu với giá trị PHB = CS4 (PHB layer-3) Cisco7507 Các thiết bị Video TP.HCM Các thiết bị Video Hà Nội Hà Nội TP.HCM H×nh 2.27 CÊu tróc thiÕt kế hội nghị truyền hình m bo hot ng QoS suốt ta cần phải kích hoạt chế tự động chuyển đổi giá trị PHB EXP bên router lõi Ngoài thay đổi thiết kế mạng video cho giải pháp không khác với giải pháp 3- Data Vấn đề tương tự phần thiết kế mạng Video, ta cần phải kích hoạt tính chuyển đổi tương đương giá trị PHB EXP bên router lõi 4- Thiết kế chế đảm bảo chất lượng dịch vụ Ngồi việc phải kích hoạt tính chuyển đổi tương đương giá trị PHB EXP router lõi tất phần khơng có khác biệt Ta sử dụng bảng sau làm tham số cho việc chuyển đổi tương đương: Ngun Tn Linh Líp cao häc §TVT khãa 2004-2006 - 108 - Bảng 4.7 chuyển đổi tương đương giá trị PHB EXP PHB (IP) EXP (MPLS) CS6 EF CS4 AF33/AF32 AF31/CS3 18 16 10 0 4.4.3 KhuyÕn nghÞ thiết kế cã dự phßng đầy đủ cho lớp Core 4.4.3.1 Mơ hình kết nối ThiÕt kÕ theo khun nghÞ nµy hoạt động giống phương án 2, tức có module Voice riêng sử dụng kỹ thuật MPLS toàn hệ thống Một điểm nhấn bật khun nghÞ tính dự phịng cao Tại Trung tâm vùng sử dụng 02 thiết bị mạng trục chạy song hành, vừa chia tải vừa dự phòng cho Như tổng số có tất thiết bị mạng trục, Trung tâm vùng có thiết bị Khun nghÞ có mơ hình kết nối đây: Ngun Tn Linh Líp cao häc §TVT khãa 2004-2006 - 109 - TRUNG TÂM VÙNG ĐÀ NẴNG Kết nối luồng E1 mạng trục mạng nhánh Kết nối mạng Campus khu vực tốc độ Gigabit n x E1 TANDEM Voice Gateway CÔNG AN ĐỊA PHƯƠNG CÁC TỈNH MIỀN TRUNG E1 Kết nối E1 tổng đài vùng Tandem E1 Kết nối luồng E1 Tổng đài vùng E1 Thiết bị trục x E1 x E1 TRUNG TÂM VÙNG TP HCM TRUNG TÂM VÙNG HÀ NỘI n x E1 Voice Gateway TANDEM TANDEM n x E1 Voice Gateway Thiết bị trục Thiết bị trục x E1 Gatekeeper Gatekeeper E1 E1 E1 E1 CÔNG AN ĐỊA PHƯƠNG CÁC TỈNH MIỀN BẮC E1 E1 E1 CƠNG AN ĐỊA PHƯƠNG CÁC TỈNH MIỀN NAM H×nh 4.28 Mô hình kết nối mạng dự phòng đầy đủ 4.4.3.2 Phân tích hoạt động Hoạt động hệ thống khun nghÞ giống với phương án 2, có tính vượt trội chỗ Trung tâm vùng có tới thiết bị trục hoạt động, khơng bị lãng phí thiết bị dự phịng nguội ngồi mà tất dự phịng nóng Các kết nối trục kết nối xuống tỉnh chia sẻ thiết bị trục, tránh trường hợp thiết bị trục nhận tất kết nối Do module thiết bị trục thay nóng ngay, nên trường hợp hai thiết bị trục (cùng đặt trung tâm vùng) gặp cố chuyển tồn kết nối WAN từ thiết bị sang thiết bị cịn lại mà khơng cần phải tắt nguồn hay dừng hoạt động hệ thống NguyÔn TuÊn Linh Líp cao häc §TVT khãa 2004-2006 - 110 - 4.4.3.3 Phân tích ưu vượt trội giải pháp Gii phỏp khuyến nghị chi phí đầu tư tăng lên nhiều cú u im hẳn phương án điểm sau: Hiệu hệ thống nâng cao hẳn: Do trung tâm vùng có tới thiết bị trục hoạt động nên hiệu chung hệ thống cải thiện, thiết bị tham gia vào xử lý định tuyến liệu, kết nối backbone, kết nối tỉnh, xử lý QoS Mỗi thiết bị kết nối Trung tâm vùng khác kết nối tới nửa số tỉnh vùng t Kế i nố ng tru tâm THIẾT BỊ MẠNG TRỤC ng vù E1 810E1 E1 Kết nối tỉnh: Mỗi thiết bị kết nối tới nửa số tỉnh vùng E1 Gigabit Ethernet E1 10E1 E1 E1 THIẾT BỊ MẠNG TRỤC Kết n ối tru ng tâ m vù ng Hình 4.30 Mô hình kết nối mạng trục Tớnh sn sàng hệ thống nâng cao: Khi hai thiết bị hoạt động, tính sẵn sàng hệ thống nâng cao Lúc này, việc dự phòng riêng thiết bị khơng cịn thực cần thiết mà cần dự phịng chỗ card giao tiếp module xử lý Các thành phần thay nóng Cisco 76xx Khơng lãng phí thiết bị cho việc dự phịng nguội: Tồn thiết bị trục đưa vào sử dụng, không lãng phí phải dành riêng thiết bị cho việc dự phịng nguội Ngun Tn Linh Líp cao häc ĐTVT khóa 2004-2006 - 111 - 4.4.4 Giai đoạn Chuyển đổi hoàn toàn mạng tích hợp đa dịch vụ lên mạng NGN 4.4.4.1 Mô hình cấu trúc kết nối nh­ ë d­íi TRUNG TÂM VÙNG ĐÀ NẴNG Kết nối luồng E1 mạng trục mạng nhánh n x E1 TANDEM CÔNG AN ĐỊA PHƯƠNG CÁC TỈNH MIỀN TRUNG Voice Gateway Kết nối mạng Campus khu vực tốc độ Gigabit E1 Kết nối E1 tổng đài vùng Tandem E1 Kết nối luồng E1 Tổng đài vùng E1 Thiết bị trục x E1 x E1 TRUNG TÂM VÙNG TP HCM TRUNG TÂM VÙNG HÀ NỘI n x E1 Voice Gateway TANDEM TANDEM n x E1 Voice Gateway Thiết bị trục Thiết bị trục x E1 Gatekeeper E1 E1 E1 CÔNG AN ĐỊA PHƯƠNG CÁC TỈNH MIỀN BẮC E1 E1 E1 Gatekeeper CÔNG AN ĐỊA PHƯƠNG CÁC TNH MIN NAM Hình 4.31 Cấu trúc mạng đà tiến hoá thành mạng NGN Mô tả thành phần: Giải pháp thiết kế thiết lập Softswitch tập trung Hà Nội Softswitch TP HCM 02 Softwitch hoạt động theo chế độ Active- Standby để nâng cao mức độ tin cậy an toàn cho mạng Softswitch hỗ trợ chức kiểm soát, định tuyến gọi, quản lý thuê bao, tính hiệu báo hiệu (SS7, PRI, CASR1, DTMF) lưu lại thông tin chi tiết gọi (CDR) Các thành phần Softswithc nằm máy chủ Sunfire Các máy chủ trang bị 02 cac giao tiếp mạng kết nối với mạng LAN Hà Nội, đảm bảo tính dự phòng Lúc Voice Gateway nâng cấp đóng vai trò Media Gateway Các Media Nguyễn Tn Linh Líp cao häc §TVT khãa 2004-2006 - 112 - Gateway điểu khiển quản lý Softswitch sử dụng giao thức MGCP Chuẩn nén liệu thoại G.729a để tiết kiệm băng thông Với kiến trúc này, Softswitch Media Gateway kết hợp với để tạo thành tổng đài Tandem chuyển mạch gói đóng vai trò SSP mạng PSTN truyền thống Lúc không cần sử dụng tổng đải Tandem để chuyển mạch Tín hiệu thoại từ VNPT không vào tổng đài Tandem giai đoạn mà thảng vào Media Gateway Media gateway hỗ trợ tín hiệu PSTN SS7, PRI, Cá-R1, DTMF Lúc hệ thống thoại mạng hoàn toàn VoIP 4.4.4.2 Thiết bị Softswitch đề nghị phải đạt yêu cầu sau: Kiến trúc phân tán nhiêu thành phần Cấu hình dự phòng cho thành phần quan trọng Cung cấp chức Class4, Class5 Có khả hỗ trọ1.000.000 gọi Hỗ trợ tín hiệu báo hiệu PSTN SS7, PRI, ISUP, H.323, SIP Khun nghÞ cã thĨ sư dơng sản phẩm Softswitch hÃng Veraz 4.4.4.3 Báo hiệu mang trên: Việc thiết lập điểu khiển tín hiệu báo hiệu thực Signaling Gateway thành phần quan trọng Softswitch Vì tín hiệu báo hiƯu lµ tÝn hiƯu quan träng nhÊt hƯ thèng thoại để có mức tin cậy cao nhất, Softswitch đề nghị có cặp Signaling Gateway cấu hình phân tải dự phòng theo chế 1/1 Tín hiệu báo hiệu số đóng gói chuyển tiếp mạng IP qua Media Gateway, Media Gateway có nhiệm vụ tách tín hiệu báo hiệu chuyển đến Signaling Gateway Media Gateway hỗ trợ việc phân loại dịch vụ sử dụng công nghệ diffserv Tín hiệu báo hiệu thông số quan trọng nên thường có møc ­u tiªn cao nhÊt 4.4.4.4 Xư lý cc gäi mạng đề nghị: Nguyễn Tuấn Linh Lớp cao học ĐTVT khóa 2004-2006 - 113 - Các thông tin thoại liệu tỉnh sử dụng chung hạ tầng mạng truyền dẫn, tất tín hiệu thoại kể tín hiệu báo hiệu chuyển sang gói IP trước truyền mạng, hay nói khác tín hiệu thoại đến hay từ POP tỉnh VoIP Việc liên lạc thoại tỉnh mà có kết nối đến POP POP khác định tuyến Softswitch đặt HN truyền mạng Sau cách thức gọi thực mạng vừa thiết kế : Cuộc gọi tỉnh kết nối đến PoP Khi gọi bắt đầu, việc thực kết nối 02 Router 02 tỉnh thực Softswitch sử dụng SIP Các dòng thông tin thoại đóng thành gói IP truyền mạng IP Softswitch Media Tng i vựng Gateway TANDEM Voice Gateway Miền MPLS E1 Thiết bị mạng trc Lung VoIP Luồng thoại Lung Luồng báothoi hiệuPCM E1 E1 Luồng thoại VoIP Router Router E1 E1 Tổng đài Địa phương TỈNH A Tổng đài Địa phương ` ` Mạng LAN địa phương ` ` TỈNH B Mạng LAN a phng Hình 4.32 Cuộc gọi tỉnh kết nèi ®Õn cïng mét PoP chÝnh Ngun Tn Linh Líp cao häc §TVT khãa 2004-2006 - 114 - Cuéc gọi tỉnh thuê bao PSTN có kết nối đến POP Khi gọi bắt đầu, Softswitch thực việc thiết lập gọi Router ë TØnh vµ Media Gateway sư dơng giao thøc SIP MGCP kết nối đến PSTN switch sử dụng SS7 Dòng thông tin thoại đóng gói truyền mạng IP Router tỉnh Media Gateway, sau Media Gateway chuyển đổi gói VoiP thành tín hiệu TDM truyền sang VNPT Tổng đài vùng TANDEM Voice Gateway Miền MPLS E1 Thiết bị mạng trục Luồng VoIP  VNPT Luồng thoại PCM E1 E1 Luồng thoại VoIP Router Router E1 E1 Tổng đài Địa phương TỈNH A Tổng đài Địa phương ` ` ` Mạng LAN địa phương ` TỈNH B Mạng LAN a phng Hình 4.33 Cuộc gọi từ máy VNPT tới thuê bao địa phương Cuộc gọi hai tỉnh kết nối đến 02 POP khác Khi gọi bắt đầu, Softswitch thực việc thiết lập gọi Router 02 tỉnh sử dụng giao thức SIP Dòng thông tin thoại sau dó đóng gói truyền mạng IP gi÷a 02 Router cđa tØnh Ngun Tn Linh Líp cao häc §TVT khãa 2004-2006 - 115 - TANDEM MG E1 E1 Tổng đài vùng Thiết bị mạng trục Thiết bị mạng trục Tổng đài vùng MGTANDEM Luồng thoại VoIP Luồng thoại PCM E1 Router Router E1 E1 Tổng đài Địa phương Tổng đài Địa phương TỈNH A ` ` Mạng LAN địa phương ` ` TỈNH B Mạng LAN địa phng Hình 4.34 Cuộc gọi tỉnh kết nối đến POP khác Ưu điểm chuyển lên mạng NGN: Khi lưu lượng số phiên làm việc mạng lên cao, Softswitch Router mạng trục tải.Khi trang bị thêm Softswitch, việc điều khiển gọi lúc Softswithc đảm nhận tốc độ lưu lượng xử lý cao nhiều Việc có thêm Softswitch giúp cho việc xử lý báo hiệu tách biệt khiến cho cuôc gọi có độ tin cậy cao Lưu lượng thoại báo hiệu mạng lúc gần toàn VoIP giảm đáng kể vỊ ®é trƠ cc gäi Ngun Tn Linh Líp cao học ĐTVT khóa 2004-2006 - 116 - Kết luận Ngày tác động hai yếu tố: gia tăng nhu cầu khách hàng đời nhiều công nghệ mới, hạ tâng viễn thông nước đứng trước bước ngoặt, yêu cầu phải có tính tích hợp hội tụ cao, cung cấp đa dịch vụ tảng hạ tầng sở chung Mạng NGN đáp ứng yêu cầu mạng PSTN khó đáp ứng NGN cung cấp dịch vụ liệu, đàm thoại,hình ảnh, đơn hướng, đa hướng quảng bá, nhắn tin dịch vụ truyền liêu, có thời gian thực, không cần thời gian thực, dịch vụ có nhạy cảm với trễ hay không Các dịch vụ yêu cầu độ rộng băng thông khác từ vài Kbit/s hàng trăm Mbit/s NGN bao gồm API (giao diện chương trình ứng dụng) liên quan đến dịch vụ để hỗ trợ việc tạo, cung cấp quản lý dịch vụ, dịch vụ hội nghị truyền hình đáng quan tâm giúp giảm thiểu thời gian, chi phí lại Bộ, Ban, Ngành, Các công ty lớn có trụ sở ba miền nước, cán phải tham gia họp định kỳ Xu tích hợp mạng PSTN mạng liệu vào mạng chung tất yếu Với ứng dung trội mạng NGN, Việt Nam bước cấu trúc mạng viễn thông theo mô hình mạng NGN với công nghệ chuyển mạch mềm Nhưng để chuyển hóa mạng có lên mạng NGN phải tiến hành bước để cho vừa có mạng tích hợp đa dịch vụ với công nghệ đại vừa kế thừa hạ tâng sở mạng PSTN có Nguyễn Tuấn Linh Líp cao häc §TVT khãa 2004-2006 - 117 - Tài liệu tham khảo Tiếng Việt Ngô Đức Hiếu (2005), “ C¸c giao diƯn kÕt nèi NGN”, NXB Bưu điện Dương Văn Thành (2006), Chuyển mạch mềm ứng dụng mạng viễn thông hệ sau”, NXB B­u ®iƯn Ngun Q HiỊn (2002) “ Mạng viễn thông hệ sau, NXB Bưu điện Công nghệ chuyển mạch IP Học viện Công nghệ Bưu Viễn thông, 2002 Bài giảng NGN Häc viƯn C«ng nghƯ B­u chÝnh ViƠn th«ng Vị Đình Thành (1996), Hệ thống viễn thông Tiếng Anh Softswitch: Next Generation Telecommunication Switching Platform, Sun Microsystems, WWW.Sun.com Standard of SIP, rfc 2543 – SIP, IETF – RFC – 2543, th¸ng 3/1999 IETF RFC “SIP: Session Initiation Protocol”, 2002 10 http:// www.cirilium.com/ 11 SIP infrastructure for NGN, WWW Hssworld.com 12 Voice over IP Protocols, WWW Vivoda.org NguyÔn Tn Linh Líp cao häc §TVT khãa 2004-2006 ... trúc mạng thoại PSTN mạng cần thiết kế Hình 4.2 Cấu trúc mạng liệu Hình 4.3 Mô hình kết nối mạng NGN giai đoạn Hình 4.4 Mô hình kết nối thoại từ địa phương lên trung tâm vùng Hình 4.5 Mô hình kết... mạng NGN Chương 3: em trình bầy giao thức sử dụng mạng NGN Chương 4: em đề xuất thiết kế giải pháp tiến hoá mạng PSTN cụ thể tồn Việt Nam lên thành mạng NGN Em xin chân thành cảm ơn PGS.TS Đỗ Xuân... đặc điểm mạng hệ NGN 1.2.1 Khái niệm mạng hệ NGN Mạng viễn thông hệ có nhiều tên gọi khác như: - Mạng đa dịch vụ - Mạng hội tụ (hỗ trợ cho lưu lượng thoại liệu, cấu trúc mạng hội tụ) - Mạng phân