Giải pháp chuyển mạch mềm trong xây dựng mạng thế hệ mới NGN

Giải pháp xây dựng NGN hoàn toàn mới

NGN được xây dựng trức hết phải có khả năng cung cấp các nhu cầu về dịch vụ của mạng hiện tại đã quen thuộc với khách hàng. Các nút chuyển mạch của hai mạng này sẽ liên hệ với nhau rất ít (chủ yếu phục vụ cho các dịch vụ thoại IP) thông qua các cổng giao tiếp Media Gateway.

Nhận xét và đánh giá

Giải pháp nàỳ chủ trương giữ nguyên mạng hiện tại và không đầu tư tiếp tục pháp triển. Kế tiếp triển khai nhiều dịch vụ mới trên nền mạng NGN nhưng phải cân bằng giữa cung và cầu.

Tại sao cần có công nghệ chuyển mạch mềm

Tuy rằng, phương pháp tiếp cận này giảm được chi phí trên một đường dây thuê bao, nhưng tiết kiệm chi phí cho phần cứng chuyển mạch thì đổi lại phải chịu một chi phí truyền dẫn đáng kể khi thông tin được truyền tới tổng đài rồi lại được truyền ngược trở lại thành phố nơi nó xuất phát. Việc chuyển đổi gói sang kênh phải được thực hiện tại cả hai đầu vào ra của chuyển mạch kênh, làm phát sinh những chi phí phụ không mong muốn và tăng thêm trễ truyền dẫn cho thông tin, đặc biệt ảnh hưởng tới những thông tin nhạy cảm với trễ đường truyền như tín hiệu thoại.

Sự ra đời của chuyển mạch mềm

Mạng điện thoại truyền thống được tích hợp với mạng IP nhờ sử dụng các thành phần nào đó của chuyển mạch mềm, gồm có các cổng phương tiện (MG) (chuyển dữ liệu thoại giữa các mạng khác nhau) và các cổng báo hiệu (SG) (chuyển dữ liệu báo hiệu cuộc gọi giữa các mạng khác nhau). Hầu hết chuyển mạch mềm được triển khai hỗ trợ ở các tổng đài cấp 4 (Toll), cấp 5 (Tổng đài nội hạt) và các dịch vụ gia tăng giá trị có liên quan.Với dự phát triển của kinh tế Internet và thương mại điện tử, các yêu cầu dịch vụ từ các nhà điều hành mạng, các nhà cung cấp dịch vụ Internet (ISP), các nhà cung cấp dịch vụ mạng (NSP) và các nhà cung cấp dịch vụ ứng dụng (ASP) đang hợp nhất.

Khái niệm về chuyển mạch mềm

 Cho phép các phần mềm thông minh của các nhà cung cấp dịch vụ điều khiển từ xa thiết bị chuyển mạch đặt tại trụ sở của khách hàng, một yếu tố quan trọng trong việc khai thác tiềm năng của mạng tương lai. Thuật ngữ chuyển mạch mềm cũng được sử dụng như một tên sản phẩm của thành phần chính thực hiện kết nối cuộc gọi như Tác nhân cuộc gọi (Call Agent) hay bộ điều khiển cổng phương tiện MGC (Media Gateway Controller).

Lợi ích của softswitch đối với các nhà khai thác và người sử dụng

Giảm chi phí hoạt động trong thời gian dài cũng là điều hiển nhiên vì với softswitch sẽ không còn các tổng đài lớn tận trung, tiêu tốn năng lượng và nhân lực điều hành, chuyển mạch giờ đây sẽ là các máy chủ đặt phân tán trong mạng, được điều khiển bởi các giao diện thân thiện người sử dụng (GUI). Bên cạnh việc ứng dụng các chức năng của điện thoại truyền thống trên một mạng IP chi phí thấp hơn nhiều, chuyển mạch mềm cho phép các nhà cung cấp xác lập, triển khai và điều hành các dịch vụ mới, tính toán mức độ sử dụng các dịch vụ đó để tính cước khách hàng trong của hai hệ thống trả sau hay trả trước.

Thiết lập cuộc gọi trong chuyển mạch mềm

Tuy nhiên khác với tổng đài điện tử, lưu lượng cuộc gọi trong mạng chuyển mạch mềm không đi qua softswitch, các đầu cuối trực tiếp trao đổi dữ liệu với nhau (trong cuộc gọi VoIP các đầu cuối thiết lập kết nối RTP trực tiếp). Sau khi thủ tục báo hiệu cuộc gọi thực hiện xong, máy điện thoại SIP và Access gateway thiết lập kết nối RTP và trực tiếp trao đổi các gói dữ liệu thoại, không cần đến sự can thiệp của softswitch.

So sánh chuyển mạch mềm với chuyển mạch kênh

Như trờn hỡnh vẽ ta cũng thấy rừ trong chuyển mạch mềm cỏc thành phần cơ bản của hệ thống chuyển mạch là các module riêng biệt nhau, phần mềm xử lý điều khiển cuộc gọi khụng phụ thuộc vào phần cứng chuyển mạch vật lý cũng như mụi trường lừi truyền thụng tin. (13) Khi thuê bao bị gọi nhấc máy thì quá trình thông báo tương tự như các bước trên: qua nút báo hiệu số 7, qua SG trung gian đến MGC bị gọi, rồi đến MGC chủ gọi, qua SG chủ gọi rồi đến thuê bao thực hiện cuộc gọi.

Các ứng dụng chính

Tuỳ thuộc yêu cầu của nhà khai thác, softswitch có thể cung cấp nhiều loại dịch vụ thoại đường dài khác nhau, ví dụ như: bán lại dịch vụ (resale), dịch vụ gọi quốc tế từ tổng đài PBX, dịch vụ thoại giữa các thuê bao trong các tổng đài PBX với nhau (Flat rate On - net Call), hay dịch vụ đường dài cung cấp cho các nhà khai thác cấp thấp hơn (Wholesale Service). Service & Application Plane. Ứng dụng tổng đài nội hạt có thể triển khai mạng thế hệ mới bằng cách sử dụng softswitch và các Media Gateway. Ngoài những chức năng như SS7 PRI Gateway hay Packet Tandem mà chúng ta đã đề cập đến ở phần trên softswitch có thể đảm nhiệm chức năng của tổng đài nội hạt, cung cấp các dịch vụ thoại, gói và Internet. a) Cung cấp dịch vụ cho doanh nghiệp. Trên hình 2.14 ta thấy thuê bao doanh nghiệp có thể sử dụng dịch vụ PBX truyền thống (chỉ cho thoại) hoặc có thể sử dụng một kết nối dữ liệu duy nhất từ Access Gateway tới mạng LAN và sử dụng kết nối này cho cả các dịch vụ thoại và dữ liệu. Chú ý rằng có thể sử dụng lại hệ thống cáp đã có sẵn và qua đường dữ liệu này thuê bao có thể kết nối với các mạng LAN khác, với mạng WAN, mạng ATM hoặc mạng của các nhà cung cấp dịch vụ Internet. Do phần lớn các sản phẩm softswitch tách riêng biệt 2 module phần mềm giám sát cuộc gọi và xử lý tính năng nên có thể cung cấp nhiều dịch vụ Centrex như làm việc tại nhà và nhân viên di động. Như vậy việc tổ chức một văn phòng ảo là hoàn toàn có thể thực hiện được. b) Cung cấp dịch vụ tư nhân.

Vị trí của softswitch trong mô hình phân lớp chức năng của NGN

Dĩ nhiên các thuê bao tư nhân có thể chỉ sử dụng dịch vụ thoại như trước đây.

Kiến trúc chuyển mạch mềm

Gồm có các thiết bị thực hiện biến đổi báo hiệu hoặc phương tiện nhận được từ các mạng ngoài và có thể gửi đến cho các thực thể trong mạng VoIP.Chẳng hạn như, cổng báo hiệu SG (biến đổi báo hiệu truyền tải giữa các lớp truyền tải khác nhau), cổng phương tiện MG ( biến đổi phương tiện giữa các mạng truyền tải và phương tiện khác nhau), và các cổng tương tác IWG (Interworking Gateway) (tương tác báo hiệu trên cùng một lớp truyền tải nhưng giao thức khác nhau). Mặt bằng này là trái tim của hệ thống, thực hiện xử lý cuộc gọi và báo hiệu, cụ thể như: xử lý các yêu cầu của thuê bao để thiết lập và giải phóng kênh thoại, thực hiện điều khiển cuộc gọi dựa trên cơ sở các bản tin báo hiệu nhận được, điều khiển các thành phần trong mặt bằng truyền tải, đảm bảo việc biên dịch số và định tuyến theo các con số danh bạ,….

Các thành phần của chuyển mạch mềm

Đặc biệt ở đây người ta sử dụng một bộ xử lý tín hiệu số DSP (Digital Signal Processors) thực hiện các chức năng: chuyển đổi AD (analog to digital), nén mã thoại/audio, triệt tiếng dội, bỏ khoảng lặng, mã hóa, tái tạo tính hiệu thoại, truyền các tín hiệu DTMF…. Chương trình CDR có rất nhiều đặc tính, chẳng hạn khả năng ứng dụng tốc độ dựa trên loại đường truyền, thời điểm trong ngày… Dịch vụ này cho phép khách hàng truy nhập vào bản tin tính cước của họ thông qua cuộc gọi thoại hay yêu cầu trang Web.

Giải pháp chuyển dịch NGN của Alcatel

Song đối với những nhà cung cấp dịch vụ có uy tín sẽ phải cân nhắc hạ tầng TDM đã có và phải đối mặt với quyết định khó khăn là: liệu nâng cấp các chuyển mạch kênh có sẵn để tối ưu đầu tư về thiết bị chuyển mạch và xây dựng một mạng NGN xếp chồng, hay thay thế các chuyển mạch kênh hiện có bằng công nghệ mới. Ngược lại với chuyển mạch kênh, các chuyển mạch mềm có thể phục vụ tất cả các thiết bị đầu cuối: các máy điện thoại tiêu chuẩn, các máy điện thoại IP, các đầu cuối đa phương tiện mới và các máy tính cá nhân PC hoặc được kết nối trực tiếp với mạng số liệu, hoặc qua các cổng truyền thông.

Bước đầu tiên tiến đến hội tụ thoại - dữ liệu ở mức truy nhập

Cho phép đưa vào truyền tải VoP nhịp nhàng trong vòng nội hạt, đối với việc mở rộng mạng (kết nối các đơn vị thuê bao mới tới mạng đường trục gói) và việc chuyển dịch mạng (kết nối các đơn vị thuê bao hiện có với mạng đường trục gói). - Bảo toàn vốn đầu tư khi cải tiến lên NGN, nhờ việc sử dụng lại các hệ thống chuyển mạch hiện có (gồm các đơn vị kết nối thuê bao) cũng như các thiết bị ngoài, như các điểm điều khiển dịch vụ IN (với giao diện INAP), các trung tâm quản lý mạng hoặc các hệ thống chăm sóc khách hàng và tính cước.

Liên kết với các thuê bao IP (H.323 hoặc SIP)

Giải pháp này cho phép chuyển giao lưu lượng thoại từ môi trường TDM sang môi trường dữ liệu, trong khi vẫn duy trì độ sẵn sàng các dịch vụ của người dùng đầu cuối hiện có cũng như các giao diện điều khiển và quản lý. Mặc dù 2 môi trường được xây dựng song song, song thuê bao của môi trường này phải có khả năng thông tin với thuê bao của môi trường kia (chỉ có cuộc gọi thoại do một trong hai người dùng đầu cuối là băng hẹp).

Lưu đồ cuộc gọi ví dụ

Điều khiển các cuộc gọi vào/ra/chuyển tiếp sử dụng trung kế TDM hoặc kết nối tới tổng đài hoặc kết nối tới cổng phương tiện được điều khiển bởi Alcatel 1000 MM E10 MGC. Là giao thức báo hiệu dựa trên ISUP, được sử dụng để hỗ trợ dịch vụ ISDN băng hẹp qua mạng đường trục băng rộng mà không gây phiền phức với các giao diện với mạng hiện tại và các dịch vụ đầu cuối - đầu cuối.

GIẢI PHÁP CỦA HÃNG SIEMENS 6.1 Kiến trúc NGN của Siemens

• Chuyển mạch thế hệ mới
• Một số sản phẩm của SIEMENS .1 SURPASS hiG 1000

Những thông số này bao gồm: số kết nối tối đa có thể phục vụ cùng lúc, cung cấp đặc tính cho từng thuê bao, sự linh hoạt về băng thông (băng thông sẽ được cung cấp khác nhau tuỳ thuộc vào dịch vụ), các kết nối báo hiệu, khả năng xử lý và đặc biệt là việc cung cấp chất lượng QoS tối ưu theo yêu cầu. Nó bao gồm việc xử lý tín hiệu cuộc gọi, thực hiện điều khiển cuộc gọi, xử lý các tính năng trung kế và dịch vụ thoại; thiết lập cuộc gọi bao gồm biên dịch số và định tuyến cuộc gọi, phân phát dịch vụ và các mặt về quản lý có liên quan như thu gom các dữ liệu tính toán.