Mạng NGN: Giao thức báo hiệu và điều khiển

Kiến trúc mạng NGN

Trong miền này là tập hợp các Gateway nh− Signaling Gateway, Media Gateway, trong đó, Signaling Gateway thực hiện chức năng cầu nối giữa mạng PSTN và mạng IP và tiến hành phiên dịch thông tin báo hiệu giữa hai mạng này. Đây là lớp trung tâm của hệ thống thực thi quá trình điều khiển, giám sát và xử lý cuộc gọi nhằm cung cấp các dịch vụ thông suốt từ đầu cuối đến đầu cuối (end-to- end) với bất cứ loại giao thức và báo hiệu nào.

Các phần tử trong mạng NGN

- Trung tâm báo hiệu và điều khiển cuộc gọi trong toàn mạng, quản lí và điều khiển các loại gateway truy nhập mạng, hoạt động theo tất cả các loại giao thức báo hiệu từ H323, SIP đến MGCP/MEGACO. - Tạo ra các môi trường lập trình mở để cho phép các hãng thứ ba dễ dàng tích hợp và phát triển ứng dụng (trên nền IP)và kết nối với các môi tr−ờng cung cấp dịch vụ.

Các dịch vụ chính trong mạng NGN

Nh− đã nói ở trên mô hình mạng tổng đài chuyển mạch số hiện nay hình cây nên khi một cuộc gọi xuất phát từ tổng đài host vùng 1 gọi sang tổng đài host của vùng 2 thì cuộc gọi phải trải qua rất nhiều các tổng đài chuyển tiếp, do đó rất tốn nhiều tài nguyên của mạng. Ví dụ khi sub A gọi cho sub B thì thông tin thoại sẽ từ thuê bao A đến tổng đài A - MG A qua mạng IP đến MG B rồi đế tổng đài B cuối cùng kết cuối cuộc gọi tại thuê bao B, về mặt logic ta thấy Softswitch kết hợp với các MG nh− một tổng đài chuyển tiếp cho cuộc gọi giữa hai thuê bao A và B.

Cấu trúc của H.323

Sử dụng kênh điều khiển H.245 để mang các bản tin điều khiển điểm - điểm điều khiển hoạt động của thực thể H.323 đó bao gồm : khả năng trao đổi, mở và đóng các kênh logic, các yêu cầu chế độ hoạt động thích hợp, điều khiển luồng bản tin, phát các lệnh và các chỉ thị. Gatekeeper có thể lựa chọn hai ph−ơng thức điều khiển báo hiệu cuộc gọi là: hoàn thành báo hiệu cuộc gọi với các đầu cuối và xử lý báo hiệu cuộc gọi chính bản thân nó, hoặc Gatekeeper có thể ra lệnh cho các đầu cuối kết nối một kênh báo hiệu cuộc gọi h−ớng tới nhau.

Khái quát về SIP

Nó là một giao thức dựa trên ý t−ởng và cấu trúc của HTTP(HyperText Transfer Protocol)-giao thức trao đổi thông tin của World Wide Web- và là một phần trong kiến trúc multimedia của IETF. Các giao thức có liên quan đến SIP bao gồm giao thức đặt trước tài nguyên RSVP (Resource Reservation Protocol), giao thức truyền vận thời gian thực (Real-time Transport Protocol), giao thức cảnh báo phiên SAP (Session Announcement Protocol), giao thức miêu tả phiên SDP (Session Description Protocol). Trong tr−ờng hợp TCP, mọi bản tin yêu cầu và đáp ứng của một giao dịch SIP có thể truyền trên cùng một kết nối TCP hoặc các giao dịch riêng biệt giữa hai thực thể cũng có thể truyền trên cùng một kết nối TCP.

Một server định hướng lại chỉ gửi lại toàn bộ danh sách vị trí và cho phép client định vị user một cách trực tiếp, còn một proxy server sẽ thử các địa chỉ này một cách song song cho tới khi cuộc gọi thành công.

Các bản tin của SIP

Nó bao gồm một mô tả phiên và đối với các cuộc gọi song công thì bên chủ gọi chỉ thị ph−ơng thức truyền thông (media) trong bản tin này. Theo phương pháp đơn giản này các bên có thể xác định đ−ợc các khả năng của bên kia và bắt đầu một phiên hội thoại với một số l−ợng hạn chế các bản tin và chu kỳ truyền tin (round trip). Nếu bên chủ gọi đ−a một mô tả phiên vào trong bản tin yêu cầu ACK, phiên làm việc sẽ không sử dụng thêm tham số phụ nào nữa còn ng−ợc lại thì các tham số của phiên có trong bản tin INVITE đ−ợc sử dụng nh− mặc định.

Trước khi thực sự giải phóng cuộc gọi, user agent gửi yêu cầu này tới server để cảnh báo rằng nó muốn giải phóng phiên làm việc.

Các quá trình thiết lập cuộc gọi của SIP

Mặt khác một thuộc tính rất quan trọng của bất kỳ một mạng điện thoại SIP nào là sự trong suốt mọi dịch vụ thoại truyền thống nh− chờ cuộc gọi, free phone đ−ợc triển khai với các giao thức mạng PSTN nh− báo hiệu số 7 phải đ−ợc cung cấp bởi SIP. Trên hình 3.9 thể hiện tr−ờng hợp cuộc gọi là đầu cuối PSTN khởi tạo và kết thúc cuộc gọi với đầu cuối SIP , còn hình 3.10 thể hiện SIP-T là cầu nối báo hiệu giữa hai Softswitch trong tr−ờng hợp cuộc gọi giữa hai đầu cuối PSTN vòng qua mạng NGN. - Chức năng chuyển tiếp dịch vụ cuộc gọi (CSF-T): cung cấp khả năng chuyển tiếp dịch vụ cần thiết cho việc thiết lập và duy trì cuộc gọi mạng backbone và kênh mang tương ứng bằng việc chuyển tiếp báo hiệu giữa các CSF ngang hàng, đồng thời viện tới BCF-T của nó để truyền vận các dịch vụ kênh mang băng hẹp qua mạng backbone.

- Chức năng cổng dịch vụ cuộc gọi (CSF-G) cung cấp các hoạt động cần thiết của một gateway dịch vụ để thiết lập và duy trì một cuộc gọi mạng backbone bằng cách chuyển tiếp báo hiệu giữa các CSF ngang hàng và viện tới BCF-G của nó để truyền vận các dịch vụ kênh mang băng hẹp giữa các mạng backbone với nhau.

Giao thức điều khiển Gateway truyền thông MGCP và MEGACO 1. MGCP

• Call agent có thể gửi một lệnh NotificationRequest để ra lệnh cho GW đợi những sự kiện xác định nh− nhấc máy, đặt máy hoặc âm DTMF..Lệnh này cũng có thể đ−ợc sử dụng cho các yêu cầu tín hiệu nh− rung chuông. Song song với IPDC các nhà nhiên cứu thuộc Bellcore cũng đ−a ra một giao thức t−ơng tự là SGCP (Simple gateway control Protocol thế nh−ng khác với IPDC, SGPC chỉ thực hiện đ−ợc trên các thiết bị thử nghiệm chứ không th−ơng mại hoá đ−ợc. MG sẽ không nhớ đ−ợc các thông tin của trạng thái cuộc gọi, nó chỉ cung cấp khẩ năng kết nối chéo các dòng media khác nhau d−ới sự điều khiển của MGC, và khả năng tách sóng rồi truyền tải các loại tín hiệu khác nhau mà kết hợp một cách tương ứng với các dòng media đó.

Một đầu cuối có thể có một thực thể vật lý cố định chẳng hạn nh− một đ−ờng analog hay một khe thời gian trong một giao diện TDM, hoặc có thể lầ một thực thể logic như một dòng lưu lượng gói VoIP.

Giải pháp SURPASS của Siemen

Phần chính của giải pháp SURPASS là hệ thống SURPASS hiQ, đây có thể coi là hệ thống chủ tập trung (cẻntalized server) cho lớp điều khiển của mạng với chức năng nh− một hệ thống cổng (gateway) mạnh để kết nối với nhiều mạng khác nhau. Nó có đ−ờng kết nối trực tiếp với các trung kế của mạng PSTN điều đó cho phép chuyển đổi lưu lượng dữ liệu quay số sang gói IP hoặc chuyển đổi tín hiệu thoại sang IP thông qua sự điều khiển của hiQ 9200. Trễ thoại và chất lượng thoại được quản lý qua các mức ưu tiên QoS, bộ đệm Jitter tương thích, tính năng giảm ảnh hưởng của mất gói, triệt khoảng lặng , loại bỏ echo, tạo độ ồn nền….

- OAM&P Agent (thành phần hỗ trợ khai thác Operation, quản lí Administration, bảo d−ỡng Maintenance, giám sát Provision) bao gồm các chức năng để quản lí hiQ 9200, gửi các thông tin tới hệ thống quản lí mạng và tính c−ớc.