MẠNG THÔNG MINH IN và hệ THỐNG TRẢ TRƯỚC sử DỤNG CÔNG NGHỆ MẠNG THÔNG MINH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐÀO TẠO SAU ĐẠI HỌC TIỂU LUẬN MÔN NỀN TẢNG DỊCH VỤ CHO MẠNG THẾ HỆ MỚI ĐỀ TÀI: MẠNG THÔNG MINH IN VÀ HỆ THỐNG TRẢ TRƯỚC SỬ DỤNG CÔNG NGHỆ MẠNG THÔNG MINH Giảng viên hướng dẫn : TS.NGUYỄN TÀI HƯNG Học viên cao học : LÊ HOÀI VIỆT LƯƠNG HỒNG QUÝ Lớp : BK01-KTTT1B Hà Nội, tháng 6/2012 MỤC LỤC CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN MẠNG THÔNG MINH 1.1 Giới thiệu chung Mạng thông minh IN là mạng viễn thông độc lập dịch vụ. Tức là IN cho phép các chuyển mạch và các hệ thống điều khiển dịch vụ xuất xứ từ các nhà cung cấp khác nhau làm việc với nhau một cách độc lập và trơn tru. Điều này cung cấp cho các nhà điều hành mạng các phương tiện để phát triển và điều khiển dịch vụ hiệu quả hơn. Các dịch vụ mới có thể được giới thiệu một cách nhanh chóng trong mạng và dễ dàng được thiết lập phù hợp với nhu cầu của khách hàng mà không nhất thiết thay đổi cấu trúc của các nút chuyển mạch trong mạng. Hình 1.1 : Khái niệm IN truyền thống Theo các khuyến nghị của ITU-T, IN được định nghĩa là một khái niệm mang tính cấu trúc để khai thác và cung cấp các dịch vụ mới. IN có những nét đặc trưng sau đây : • Sử dụng sâu, rộng các kỹ thuật xử lý thông tin. • Sử dụng hiệu quả tài nguyên mạng. 2 • Môdun hóa và khả năng tái sử dụng các chức năng mạng. • Tạo và thực hiện các dịch vụ liên kết nhờ các chức năng mạng được môdun hóa có thể tái sử dụng . • Cấp phát mềm dẻo các chức năng mạng đến các thực thể vật lý. • Khả năng di chuyển của các chức năng mạng giữa các thực thể vật lý. • Tiêu chuẩn hóa trao đổi thông tin giữa các chức năng mạng qua các giao diện độc lập với dịch vụ. • Thuê bao dịch vụ (service subscriber) - người nhận một dịch vụ từ nhà cung cấp dịch vụ (service provider) - có trách nhiệm trả cước phí - kiểm soát một số thuộc tính dịch vụ riêng của thuê bao. • Người sử dụng dịch vụ - người truy cập tới và sử dụng các dịch vụ - kiểm soát một số thuộc tính riêng của người sử dụng. • Quản lý tính lôgic dịch vụ đã được tiêu chuẩn hóa. 1.2 Mô hình mạng thông minh Mục tiêu cơ bản của IN là khả năng cập nhật và tạo mới các dịch vụ cho khách hàng một cách nhanh chóng. IN dựa trên nền tảng của CCSS No.7 và thêm vào các chức năng của lớp ứng dụng để thực hiện được các mục đích sau : • Cung cấp kịp thời các dịch vụ mới cho khách hàng. • Cung cấp sự bảo dưỡng hiệu quả cho hệ thống IN. • Yêu cầu môi trường thống nhất giữa các nhà khai thác. • Trong mức độ có thể được tự động hóa các dịch vụ để hạn chế sự đòi hỏi tham gia của người điều hành. Đây là mục tiêu quan trọng đối với các nhà cung cấp dịch vụ vì nó tiết kiệm được tài nguyên mạng lưới và nhân công phục vụ, đồng thời các dịch vụ được cung cấp một cách nhanh chóng hơn. Để thoả mãn các mục tiêu đã đề cập ở trên không chỉ các giao diện bên ngoài mà cả cấu trúc bên trong mạng và thiết bị chính đều được tiêu chuẩn hóa. Dựa trên cơ sở tiêu chuẩn hóa xuất phát từ quan điển này nên mô hình mang tính khái niệm IN (INCM) đã được định nghĩa. Mạng thông minh được mô hình hóa thông qua mô hình khái niệm mạng thông minh (INCM). Mô hình này được ITU-T công bố trong khuyến nghị Q.1201 và được bổ sung thêm vào trong Q.1203,Q.1204,Q.1213. INCM được sử dụng như một công cụ để triển khai những gì được gọi là tập khả năng (capability sets) của mạng thông minh. INCM không phải là một hệ thống (cấu trúc) mà chỉ là một khung thiết kế và mô tả mang tính quy phạm và tổng hợp về cấu trúc hệ thống mạng thông minh. IN được tổ chức dựa trên ba thành phần cơ bản đó là : • Xử lý cuộc gọi cơ bản. • Móc nối - "hooks". • Logic dịch vụ IN. 3 Xử lý cuộc gọi cơ bản (BCP) là những hoạt động thông thường về thiết lập, huỷ bỏ cuộc gọi. BCP phải thỏa mãn những đặc tính sau : • Độc lập với dịch vụ. • Được tổ chức thành các module xử lý con (subprocess). • Thể hiện được những nét đặc trưng của các hoạt động độc lập. "Hooks" là một dạng giao tiếp giữa các module BCP và các module dịch vụ IN, nó có những khả năng như sau : • Đình chỉ các hoạt động BCP. • Khởi động những hoạt động của mạng thông minh. • Hoàn chỉnh những hoạt động của mạng thông minh. • Tái phục hồii những hoạt động của BCP. Thực tế Hooks hoạt động như một giao diện chương trình ứng dụng(API -Application programming Interface) với những cuộc gọi chức năng /thư viện phần mềm. Lôgic dịch vụ IN chứa đựng phần mềm để cung cấp các dịch vụ bổ sung trong mạng thôngminh, chúng tương tác với BCP thông qua các hook. 4 Hình 1.2. Mô hình khái niệm mạng thông minh. Mô hình INCM (Mô hình mang tính khái niệm về mạng thông minh) bao gồm 4 mặt phẳng đó là : mặt phẳng dịch vụ,mặt phẳng chức năng tổng thể, mặt phẳng vật lý, mặt phẳng chức năng phân tán. Mỗi mặt phẳng tượng trưng cho một quan điểm trừu tượng khác nhau về các khả năng được mạng cấu trúc theo kiểu IN cung cấp. Các quan điểm này lần lượt nhằm vào các khía cạnh dịch vụ, tính năng tổng thể, tính năng phân phối và các khía cạnh vật lý của mạng IN. CHƯƠNG 2. HỆ THỐNG TRẢ TRƯỚC PREPAID. 2.1 TỔNG QUAN CHUNG HỆ THỐNG TRẢ TRƯỚC PREPAID (PPS) Để cho dễ hiểu chúng ta có thể đi vào phân tích cụ thể về hệ thống trả trước của mạng Vinaphone 5 Mạng Vinaphone được chính thức đưa vào hoạt động tháng 6 năm 1996. Mạng Vianphone ra đời nhằm đáp ứng các nhu cầu thông tin liên lạc ngày càng phát triển của người dân, đặc biệt tại các đô thị lớn tại Việt Nam. Mạng Vinaphone ban đầu phát triển sử dụng cộng nghệ mạng thông tin di động toàn cầu GSM với tần số 900Mhz. Mạng Vinaphone ra đời với các ưu điểm là có thể đáp ứng nhu cầu thông tin liên lạc của các nhà kinh doanh cũng như những người làm việc có nhu cầu thông tin ở nhiều nơi với công việc phải di chuyển nhiều do đó việc sử dụng điện thoại di động là điều cấp thiết. Ban đầu khi ra đời mạng Vinaphone chỉ cung cấp loại hình điện thoại di động trả sau có khả năng cung cấp các dịch vụ thoại thông thường cho người sử dụng mạng. Với loại hình dịch vụ này, người sử dụng mạng phải kí kết hợp đồng với nhà cung cấp mạng để đăng ký một số thuê bao di động. Sau đó người sử dụng hàng tháng phải trả một khoản cước thuê bao nhất định và cước thoại cho các cuộc gọi. Tuy nhiên khi nhu cầu ngày càng phát triển về điện thoại di động thì mạng bộc lộ một số nhược điểm: Khách hàng phải cái hợp đồng với nhà cung cấp dịch vụ, Điều này gây mất thời gian và thủ tục đối với khách hàng. Đồng thời khi khách hàng muốn cho tặng hay sang nhược số thuê bao của mình cho người khác sẽ phải thực hiện các thủ tục chuyển nhượng hợp đồng. Đối với các khách du lịch nước ngoài khi đến Việt Nam có nhu cầu sử dụng điện thoại sẽ phải thực hiện đăng ký thuê bao và ký hợp đồng trong khi họ chỉ lưu trú tại Việt Nam trong một thời gian ngắn, có thể là chưa tới nửa tháng ,do vậy việc thanh toán cước phí gặp một số bất cập như: họ phải trả phí thuê bao cho 1 tháng trong khi họ không sử dụng hết thời gian này và họ di chuyển nhiều nên việc thanh toán cước phí cũng gặp một số bất cập. Đối với những người không sử dụng điện thoại di động thường xuyên , tức là có tháng sử dụng có tháng không nên chí phí thuê bao hàng tháng sẽ gây lãng phí đối với người sử dụng. Nhu cầu sử dụng điện thoại ngày càng phổ biến trong xã hội do đó áp lực gia tăng số thuê bao ngày càng lớp dẫn đến việc phải nâng cao năng lực xử lý của mạng. Giải pháp cho vấn đề này cần phải phân cấp xử lý cho các phần tử trong mạng. Đối tượng sử dụng điện thoại di động ngày càng đa dạng và phong phú trong đó xuất hiện đối tượng phổ biến đó là những người có nhu cầu liên lạc bằng điện thoại di động nhiều nhưng chủ yếu là để nhận cuộc gọi mà ít gọi đi. Do đó cước trả hàng tháng thấp nên việc trả phí thuê bao hàng tháng là lãng phí. Người sử dụng dịch vụ không thể kiểm soát một cách linh hoạt theo thời gian thực về cước phí của các cuộc gọi. Tất cả các cước phí đều được thanh toán vào kỳ 6 cuối tháng. Với những nhược điểm trên đặt ra cho nhà điều hành mạng phải xây dựng được hệ thống dịch vụ có thể khắc phục các nhược điểm trên. Dịch vụ điện thoại di động trả tiền trước PPS ( PrePaid Systerm ) được ra đời. Hệ thống PPS được gọi là hệ thống dịch vụ điện thoại trả tiền trước . Đúng theo tên gọi của nó, các thuê bao thuộc hệ thống PPS sẽ phải trả trước một khoản tiền cho cước phí các cuộc gọi mà mình thực hiện, số tiền trả trước này được gọi là tài khoản của thuê bao. Thuê bao của hệ thống PPS khi bắt đầu sử dụng hệ thống sẽ mua một số thuê bao MSISDN (VD trong mạng Vinaphone sẽ là 091*******). Khi đã có số thuê bao rồi khi này người sử dụng sẽ thực hiện việc nạp tiền vào tài khoản của mình. Tài khoản của thuê bao sẽ được đảm bảo bằng số tiền người sử dụng bỏ ra để mua thẻ cào. Đây là loại thẻ do nhà điều hành mạng đưa ra. Trên thẻ cào có các mã số bí mật được phủ bởi một lớp bạc mỏng. Khi người sử dụng mua thẻ cào họ sẽ cào bỏ lớp bạc để lấy 12 mã số bí mật được giấu. Sau đó người sử dụng dùng ngay máy di động của mình để nhập các mã số bí mật đó lên mạng PPS theo lời hướng dẫn nhận được thông qua bản phát báo phát tới máy di động. Tài khoản của thuê bao sẽ được trừ dần theo từng cuộc gọi, ở đây việc tính cước được tính theo thời gian thực và thuê bao có thể kiểm tra tài khoản của mình ngay sau mỗi cuộc gọi bằng cách gọi tới số 900. Từ mô hình dịch vụ như trên ta thấy rằng dịch vụ PPS thực sự đã đáp ứng được những nhu cầu đặt ra mà hệ thống trả tiền sau chưa giải quyết được. Những ưu điểm mà PPS có được là: • Khả năng tính cước theo thời gian thực, giúp thuê bao có thể kiểm soát được linh hoạt cước phí mà mình phải trả. • Khách hàng không phải trả cước thuê bao hàng tháng do cước phí chỉ được tính đối với từng cuộc gọi. • Khách hàng cũng không gặp phiền hà do không cần phải làm thủ tục cho hợp đồng với nhà cung cấp mạng. Thuê bao trong hệ thống trả tiền trước PPS là vô danh, do đó việc sang nhượng hoặc cho nhau số điện thoại MSISDN hoàn toàn đơn giản. • Đáp ứng được một số lượng lớn các khách hàng là khách du lịch chỉ muốn sử dụng điện thoại di động trong một khoảng thời gian ngắn lưu trú tại Việt Nam. Đáp ứng được nhu cầu của các khách hàng có nhu cầu nhận cuộc gọi là chính mà ít khi cần phải thực hiện cuộc gọi. Điều này mang lại một sức hấp dẫn khá lớn trong xã hội với nhu cầu sử dụng điện thoại di động tăng cao. Hệ thống trả tiền trước PPS được xây dựng dựa trên một mạng node dịch vụ (Node Service). Mạng này hoàn toàn dựa trên cơ sở của hệ thống GSM thông thường tuy nhiên trong mạng còn có thêm các node mạng dịch vụ. Các node mạng dịch vụ này được nối với các MSC, nó chịu trách nhiệm xử lý tất cả các vấn đề liên quan tới dịch vụ. Thực 7 chất vấn đề ở đây là có sự tách biệt công việc điều khiển dịch vụ ra khỏi MSC. Lúc này MSC chỉ còn đóng vai trò là một khối chuyển mạch dịch vụ di động, MSC sẽ không còn liên quan tới việc tính cước cũng như các vấn đề liên quan tới dịch vụ. Mô hình hệ thống trả tiền trước PPS dựa trên công nghệ node dịch vụ: Hình 3.1. Mô hình hệ thống PPS-SN. Tuy nhiên cùng với sự phát triển dịch vụ phù hợp với thị hiếu người tiêu dùng thì số lượng thuê bao sử dụng dịch vụ trả tiền trước tăng vọt. Đứng trước vấn đề phát triển của hệ thống PPS đặt ra cho nhà điều hành mạng phải nâng cấp hệ thống sao cho có thể đáp ứng được tốc độ phát triển song song với chất lượng dịch vụ ngày càng phải tốt hơn. Do đó hệ thống cần phải được phân cấp quản lý một cách chuyên biệt với khả năng xử lý dung lượng lớn. Đồng thời để có thể có tính cạnh tranh cao thì hệ thống mạng Vinaphone cần phải cung cấp nhiều dịch vụ hơn nữa cho khách hàng. Với 2 yêu cầu đặt ra là: • Khả năng xử lý dung lượng lớn. • Cung cấp nhiều loại hình dịch vụ. Giải pháp cho vấn đề đặt ra là: ỨNG DỤNG TÍNH NĂNG CỦA MẠNG THÔNG MINH 8 Hình 2.2. Mô hình hệ thống PPS-IN tại khu vực 1. 2.2 Kiến trúc hệ thống PPS Nội dung chương này trình bày về cấu trúc hệ thống PPS.3 và các phần tử liên kết với nó. Cấu trúc PP.3 như hình 2.3. Một số node trong mạng PPS thực hiện chức năng phân phối, một số khác thực hiện chức năng về lưu lượng và một số node có thể thực hiện cả 2 loại chức năng này. 2.2.1 Các node chức năng 2.2.1.1 Điểm dữ liệu dịch vụ (SDP) SDP được thiết kế để quản lý lượng lớn người sử dụng di động PPS trong mạng di chứa đựng dữ liệu cơ sở của thuê bao, thông tin về tài khỏan và quá trình phân tích cước của cuộc gọi trả trước. Nó sẽ gửi cho USSD các thông báo và các yêu cầu. SDP gồm có 2 server vật lý và 4 vệ tinh. SDP có thể được truy cập thông qua một trong các server này. Nhà cung cấp dịch vụ (Service Provider) có thể thu dữ liệu từ SDP và tạo ra các bản tin báo cáo . SDP được kết nối trực tiếp đến PPAS. Nó cũng có thể được kết nối đến OSS để quản lý lỗi bằng cách sử dụng cảnh báo TXF. Bản tin này cũng có thể sinh ra trong các tình huống lỗi trong SDP và SCP. Các ví dụ về các báo cáo có thể được tạo ra từ dữ liệu hiện có trong SDP là: 9 Hình 2.3. Cấu trúc hệ thống PPS 3.3. • Số (lượng) các tài khoản PPS được thiết lập. • Số các tài khoản PPS ở trạng thái cho phép hoạt động (active). • Lượng tiền sẳn sàng để dùng cho Lớp dịch vụ (Service Class). Chức năng lưu lượng của SDP chủ yếu là thực hiện định giá cước (rating) cho các cuộc gọi, chẳng hạn gồm có phân tích cước và đặt trước tiền trong tài khoản và cung cấp SCP với dữ liệu có liên quan cho điều khiển cuộc gọi. Ngoài ra, SDP xử lý các Bản ghi dữ liệu cuộc gọi (CDR) được tạo từ SCP và gởi các thông điệp USSD (Dữ liệu dịch vụ gia tăng không cấu trúc) với thông tin về Bảng quyết toán (hay cân bằng) tài khoản (Account Balance) các thuê bao. 10