Mạng thế hệ sau NGN công nghệ và ứng dụng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MẠNG THẾ HỆ SAU NGN CÔNG NGHỆ VÀ ỨNG DỤNG NGÀNH : KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ SINH VIÊN : PHAN THANH SƠN Người hướng dẫn khoa học : PGS.TS NGUYỄN QUỐC TRUNG HÀ NỘI 2007 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MỤC LỤC MỤC LỤC Lời mở đầu Mục lục Danh mục bảng hình vẽ Các từ viết tắt Trang Chương 1.1 1.1.1 1.1.2 1.1.3 1.1.4 1.1.5 1.2 1.3 KIẾN TRÚC MẠNG THẾ HỆ SAU - NGN 01 Tổng quan mạng NGN 01 Khái niệm mạng NGN 01 Kiến trúc mạng NGN 02 Tổ chức mạng NGN 04 Các yêu cầu mạng NGN 05 Đặc điểm mạng NGN 05 Mạng NGN VNPT áp dụng giải pháp Siemens 06 Kết luận 07 Chương 2.1 2.1.1 2.1.1.1 2.1.1.2 2.1.1.3 2.1.2 2.1.3 2.1.4 2.2 2.2.1 2.2.2 2.2.3 2.2.4 2.3 2.3.1 2.3.2 2.3.2.1 2.3.2.2 2.3.2.3 2.3.2.4 2.3.2.5 2.3.2.6 2.3.2.7 CÁC GIAO THỨC BÁO HIỆU TRONG MẠNG NGN 08 Giao thức H 323 08 Giao thức báo hiệu RAS 10 Tìm kiếm đăng ký với GK 11 Cho phép gọi điều khiển băng thông 11 Định vị điểm cuối 12 Giao thức báo hiệu gọi H225 12 Giao thức báo hiệu điều khiển kết nối H245 14 Thực gọi với H323 17 Giao thức SIP 18 Cú pháp SIP 20 Các loại tin SIP 21 Mã trạng thái trả 22 Thực giao thức SIP báo hiệu gọi 24 Giao thức MGCP 29 Cấu trúc lệnh đáp ứng giao thức MGCP 29 Giải thích lệnh giao thức MGCP 33 Lệnh tạo kết nối CRCX 33 Lệnh thay đổi kết nối MDCX 35 Lệnh xoá kết nối DLCX 36 Lệnh NotificationRequest RQNT 37 Lệnh Notify NTFY 38 Lệnh kiểm chứng điểm cuối AUFP 39 Lệnh kiểm chứng kết nối AUCX 40 GVHD : PGS.TS NGUYỄN QUỐC TRUNG SINH VIÊN : PHAN THANH SƠN LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC 2.3.2.8 2.3.2.9 2.3.3 2.4 2.4.1 2.4.1.1 2.4.1.2 2.4.1.3 2.5 2.5.1 2.5.2 2.5.3 MỤC LỤC Lệnh ReStartInProgress RSIP 41 Lệnh cấu hình điểm cuối EPCF 41 Thực giao thức MGCP thiết lập gọi 42 Giao thức SIP-T 42 Thực giao thức SIP-T thiết lập gọi 43 Cuộc gọi từ đầu cuối SIP thuê bao PSTN 43 Cuộc gọi từ thuê bao PSTN chuyển tiếp qua mạng SIP 44 Cuộc gọi từ thuê bao PSTN đến thuê bao SIP 45 Giao thức BICC 45 Mơ hình chức mạng BICC 46 Mơ hình giao thức BICC 49 Thực gọi với giao thức BICC 51 Chương 3.1 3.2 3.3 3.4 CÔNG NGHỆ CHUYỂN MẠCH MỀM 56 Tại phải có cơng nghệ chuyển mạch mềm 56 Khái niệm chuyển mạch mềm - Softswitch 57 Kiến trúc tổng quát hệ thống chuyển mạch mềm 61 So sánh với chuyển mạch kênh truyền thống 65 Chương 4.1 4.2 4.2.1 4.2.2 4.2.3 4.3 CHIẾN LƯỢC PHÁT TRIỂN MẠNG NGN CỦA VNPT 69 Giới thiệu chung 69 Nguyên tắc thực triển khai mạng NGN 69 Yêu cầu chung 69 Mục tiêu xây dựng 70 Quá trình chuyển đổi bước 70 Hướng phát triển mạng NGN nhà cung cấp dịch vụ khác 70 Nhà cung cấp dịch vụ cố định ESP (Established Service Provider) 72 Đối với mạng cố định 72 Đối với mạng truy nhập 72 Yêu cầu mạng 73 Nhà cung cấp dịch vụ ISP/ ASP (Internet Service Provider/ Application Service Provider) 73 Các giải pháp đề xuất cho việc phát triển mạng VNPT 73 Giải pháp xây dựng NGN sở mạng 73 Nội dung giải pháp 73 Ưu điểm 75 Nhược điểm 75 Giải pháp xây dựng NGN hoàn toàn 75 Nội dung giải pháp 75 Ưu điểm 76 4.3.1 4.3.1.1 4.3.1.2 4.3.1.3 4.3.2 4.4 4.4.1 4.4.1.1 4.4.1.2 4.4.1.3 4.4.2 4.4.2.1 4.4.2.2 GVHD : PGS.TS NGUYỄN QUỐC TRUNG SINH VIÊN : PHAN THANH SƠN LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC 4.4.2.3 4.4.3 4.5 4.5.1 4.5.2 4.5.3 4.5.4 4.5.4.1 4.5.4.2 4.5.5 4.5.6 4.6 MỤC LỤC Nhược điểm 76 Nhận xét đánh giá 76 Nguyên tắc tổ chức mạng VNPT 77 Phân vùng lưu lượng 77 Tổ chức lớp ứng dụng dịch vụ 77 Tổ chức lớp điều khiển 77 Tổ chức lớp truyền tải 78 Cấp đường trục (cấp quốc gia) 79 Cấp vùng 80 Tổ chức lớp truy nhập 81 Lộ trình chuyển đổi 81 Kết luận 84 Chương 5.1 5.2 5.2.1 5.2.1.1 5.2.1.2 5.2.1.3 ỨNG DỤNG MẠNG NGN CỦA VNPT TẠI VIỆT NAM 85 Giới thiệu chung 85 Các dịch vụ mạng NGN 86 Các dịch vụ hiQ9200 điều khiển 87 Prepaid Card Service (PPCS) 87 Toll Free Service (dịch vụ 1800) 88 Lựa chọn dịch vụ tự động – Automatic Service Selection (dịch vụ 1900) 90 5.2.2 Các dịch vụ hiQ4000 điều khiển 91 5.2.2.1 Call Waiting Internet (CWI) 92 5.2.2.2 WebdialPage 93 5.2.2.3 FreeCall Button 94 Kết luận Tài liệu tham khảo GVHD : PGS.TS NGUYỄN QUỐC TRUNG SINH VIÊN : PHAN THANH SƠN LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC CÁC TỪ VIẾT TẮT CÁC TỪ VIẾT TẮT ASP Application Service Provider Nhà cung cấp dịch vụ ứng dụng BAN Broadband Access Node Điểm truy cập băng thông BCTP Bearer Control Tunelling Protocol Giao thức đường hầm điều khiển BHCA Busy Hour Call Attempt Khả xử lý gọi bận BICC Bearer Independent Call Control Giao thức điều khiển gọi độc lập kênh mang BNC Backbone Network Connection Đường kết nối mạng trục BRAS Broadband Remote Access Server Máy chủ truy cập băng rộng từ xa CBC Call Bear Control Điều khiển kết nối thoại CIC Circuit Identification Code Mã định dạng mạch CMN Call Media Node Điểm dàn xếp gọi COT Continuity Test Kiểm tra liên tục ESP Established Service Provider Nhà cung cấp dịch vụ cố định ETG External Trunking Gateway Gateway trung kế GK Gate Keeper Bộ giữ cổng GSN Gate Serving Node Điểm dịch vụ cổng IAD Integrated Access Device Thiết bị truy cập tích hợp IN Intelligent Network Mạng thông minh IP Internet Protocol Giao thức Internet ISDN Integrated Service Digital Network Mạng tích hợp số đa dịch vụ ISN Interface Serving Node Điểm giao diện dịch vụ ISP Internet Service Provider Nhà cung cấp dịch vụ Internet GVHD : PGS.TS NGUYỄN QUỐC TRUNG SINH VIÊN : PHAN THANH SƠN LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC CÁC TỪ VIẾT TẮT International Telecom Union – Hiệp hội viễn thông – thoại Telephone quốc tế MCU Multipoint Control Unit Bộ điều khiển đa điểm MG Media Gateway Cổng giao tiếp lưu lượng MGC Media Gateway Control Bộ điều khiển cổng giao tiếp ITU_T lưu lượng MMA Multimedia Application Ứng dụng đa phương tiện NAS Network Access Server Máy chủ truy cập mạng NGN Next Generation Network Mạng hệ sau ORD Origination Dependency Phụ thuộc nguồn gốc OSP Open Service Platform Kiến trúc dịch vụ mở PPCS Prepaid Card Service Dịch vụ thẻ trả trước PSTN Public Switched Telephone Mạng điên thoại chuyển Network mạch công cộng QoS Quality of Service Chất lượng dịch vụ RAS Remote Access Server Máy chủ truy cập từ xa RTP Realtime Transport Protocol Giao thức vận chuyển thời gian thực TDM Time Division Multiplex Ghép kênh phân chia theo thời gian TID Time Dependency Phụ thuộc thời gian TSN Transit Serving Node Điểm dịch vụ chuyển tiếp UAC User Agent Client Đầu cuối khách UAS User Agent Server Đầu cuối chủ UDP User Datagram Protocol Giao thức liệu người dùng URL Uniform Resource Location Định vị tài nguyên đồng VoIP Voice over IP Thoại qua giao thức IP GVHD : PGS.TS NGUYỄN QUỐC TRUNG SINH VIÊN : PHAN THANH SƠN LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC DANH MỤC BẢNG VÀ HÌNH VẼ DANH MỤC BẢNG VÀ HÌNH VẼ Bảng 2.1 Các loại bảng tin SIP 22 Bảng 2.2 Mã trạng thái trả đáp ứng SIP 22 Bảng 2.3 Các câu lệnh giao thức MGCP 30 Bảng 2.4 Các mã đáp ứng lệnh giao thức MGCP 31 Bảng 3.1 So sánh chuyển mạch mềm chuyển mạch kênh truyền thống 67 Hình 1.1 Hội tụ thành mạng NGN 02 Hình 1.2 Mạng NGN 02 Hình 1.3 Cấu trúc mạng NGN 03 Hình 1.4 Cấu trúc mạng dịch vụ mạng NGN 04 Hình 1.5 Tổ chức mạng lớp 05 Hình 1.6 Ví dụ mạng NGN cho VNPT Siemens 06 Hình 2.1 Cấu trúc mạng H323 09 Hình 2.2 Thực gọi với H323 18 Hình 2.3 Mơ hình mạng SIP 19 Hình 2.4 Đăng ký với GateKeeper 24 Hình 2.5 Cuộc gọi thuê bao SIP thông qua máy chủ ủy quyền 25 Hình 2.6 Cuộc gọi thuê bao SIP thông qua máy chủ làm lệch 26 Hình 2.7 Khả đăng ký song song thuê bao SIP 28 Hình 2.8 Cuộc gọi thuê bao PSTN chuyển tiếp qua mạng MGC/MG 42 Hình 2.9 Cuộc gọi từ thuê bao SIP mạng PSTN 44 Hình 2.10 Cuộc gọi thuê bao PSTN chuyển tiếp qua mạng SIP 44 Hình 2.11 Cuộc gọi từ thuê bao PSTN đến thuê bao SIP 45 GVHD : PGS.TS NGUYỄN QUỐC TRUNG SINH VIÊN : PHAN THANH SƠN LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC DANH MỤC BẢNG VÀ HÌNH VẼ Hình 2.12 Mơ hình chức mạng BICC 47 Hình 2.13 Cấu trúc điểm dịch vụ SN 47 Hình 2.14 Cấu trúc điểm phương tiện gọi CMN 48 Hình 2.15 Mơ hình giao thức BICC 50 Hình 2.16 Kết nối BNC hướng thuận không lưu ý kênh mang 54 Hình 2.17 Kết nối BNC hướng nghịch 55 Hình 3.1 Kiến trúc hệ thống chuyển mạch mềm 62 Hình 3.2 Thiết lập gọi 64 Hình 3.3 Thành phần hệ thống chuyển mạch mềm 65 Hình 3.4 Hoạt động chuyển mạch kênh truyền thống 66 Hình 3.5 Hoạt động chuyển mạch mềm 66 Hình 4.1 Xu hướng phát triển mạng dịch vụ theo quan điểm dựa sở mạng 71 Hình 4.2 Xu hướng phát triển mạng dịch vụ theo quan điểm xây dựng mạng hoàn toàn 71 Hình 4.3 Tổ chức lớp ứng dụng/dịch vụ lớp điều khiển 78 Hình 4.4 Tổ chức lớp truyền tải 79 Hình 4.5 Lộ trình chuyển đổi 82 Hình 5.1 Sự phát triển dịch vụ viễn thông 85 Hình 5.2 Kiến trúc mạng MMA_T3 86 Hình 5.3 Mơ hình dịch vụ Prepaid Card 88 Hình 5.4 Sơ đồ thiết lập gọi 1800 89 Hình 5.5 Sơ đồ thiết lập gọi 1900 91 Hình 5.6 Đăng ký Surfone 92 Hình 5.7 Trình tự gọi Call Waiting Internet 93 Hình 5.8 Cấu hình mạng dịch vụ WebdialPage 94 Hình 5.9 Cấu hình mạng dịch vụ Freecall Button 95 GVHD : PGS.TS NGUYỄN QUỐC TRUNG SINH VIÊN : PHAN THANH SƠN LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC LỜI NÓI ĐẦU LỜI NÓI ĐẦU Ngày với phát triển vượt bậc khoa học kỹ thuật, đặc biệt lĩnh vực Công nghệ - Điện tử - Viễn thông - Tin học Xu hướng hội tụ viễn thông công nghệ thơng tin địi hỏi mạng viễn thơng phải có cấu trúc mở, linh hoạt, cung cấp nhiều loại dịch vụ khác cho người sử dụng, khai thác hiệu cao, dễ phát triển Thị trường viễn thơng Việt Nam phát triển cách nhanh chóng; mạng PSTN chưa đáp ứng nhu cầu đòi hỏi ngày cao khách hàng chưa theo kịp phát triển thời đại Đứng trước tự hóa thị trường cạnh tranh hội nhập; việc phát triển mạng Viễn thông theo cấu trúc mạng hệ sau – NGN dựa sở mạng lõi IP chuyển mạch mềm hướng góp phần vào phát triển mạng Viễn thơng VNPT Vì kiến thức công nghệ NGN thực cần thiết người cán làm công tác viễn thông, mạng NGN lĩnh vực tơi đặc biệt quan tâm, nên chọn công nghệ NGN làm đề tài nghiên cứu Luận văn tập trung nghiên cứu công nghệ chủ chốt sử dụng mạng NGN, chiến lược phát triển ứng dụng mạng NGN VNPT, luận văn chia làm chương:  Chương 1: Kiến trúc mạng hệ sau – NGN  Chương 2: Các giao thức báo hiệu mạng NGN  Chương 3: Công nghệ chuyển mạch m�hưng thời điểm dùng máy) SURPASS hiQ 9200 Prepaid Card – 1719 Service Destination 1719 xxxx M G CP M G CP MGCP SURPASS hiR 200 Switch PSTN/ISDN Switch Switch Switch Switch Switch calls setup SURPASS hiG 1000 V3T IP Core Network SURPASS hiG 1000 V3T Hình 5.3: mơ hình dịch vụ prepaid card 5.2.1.2 Toll Free Service (dịch vụ 1800) Dịch vụ Toll Free cho phép thực gọi miễn phí tới nhiều đích khác thơng qua số truy cập thống mạng Bên thuê bao bị gọi bị tính cước cho gọi Thuê bao chủ gọi khơng bị tính cước chịu cước nội hạt (với trường hợp gọi liên tỉnh) Khi thuê bao quay số Toll Free, số Toll Free hệ thống chuyển đổi thành số địch tương ứng thuê bao A kết nối tới số GVHD : PGS.TS NGUYỄN QUỐC TRUNG SINH VIÊN : PHAN THANH SƠN Trang 89 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC ỨNG DỤNG MẠNG NGN CỦA VNPT TẠI VIỆT NAM đích Việc chuyển đổi dựa sở liệu khai báo thiết bị hiQ9200 vào thơng số, là:  ORD (Origination Dependancy) : gốc gọi  TID (Time Dependancy) thời gian thực gọi Với thuê bao Toll Free khai báo tối đa 10 số đích (Destination Number) Như vậy, tùy theo địa điểm thời gian thực gọi mà khách hàng kết nối tới số điện thoại tương ứng Database check and converts to destination directory number base on a number of factors: - Dependency on the origin of the call - Dependency on time of day - Dependency on event processing SURPASS hiQ 9200 Setup requests is sent via ISUP to hiQ 9200 Database check and converts to destination directory Call setup to destination Distribution Switch CP MG MGCP ce ac rv ice Se Switch CP Switch MG ss co de se nd via SS 1800 XXX SURPASS hiR 200 DN N/IS PST SS7 Switch Switch SS7 DN N/IS Co PST Switch tion nnec nnec tion Co Bear er er SURPASS hiG 1000 V3T IP Core Network Bear SURPASS hiG 1000 V3T Hình 5.4: sơ đồ thiết lập gọi dịch vụ 1800 GVHD : PGS.TS NGUYỄN QUỐC TRUNG SINH VIÊN : PHAN THANH SƠN ... TRÚC MẠNG THẾ HỆ SAU - NGN 01 Tổng quan mạng NGN 01 Khái niệm mạng NGN 01 Kiến trúc mạng NGN 02 Tổ chức mạng NGN 04 Các yêu cầu mạng NGN 05 Đặc điểm mạng. .. dụng mạng NGN, chiến lược phát triển ứng dụng mạng NGN VNPT, luận văn chia làm chương:  Chương 1: Kiến trúc mạng hệ sau – NGN  Chương 2: Các giao thức báo hiệu mạng NGN  Chương 3: Công nghệ. ..cũ VoIP mạng Với ưu điểm bật mạng tích hợp mạng cố định, di động mạng Internet sở hạ tầng mạng mạng lõi IP – Softswitch với công nghệ truyền dẫn sử dụng công nghệ ghép kênh quang theo bước sóng