Nghiên cứu và ứng dụng giao thức khởi tạo phiên SIP trong mạng NGN

MỤC LỤC

Công nghệ mạng truy nhập

Trong vài thập kỷ qua, quan điểm truyền thống đối với đường dây thuê bao đã thay đổi do nhu cầu truy nhập các dịch vụ tiên tiến - yêu cầu chất lượng dịch vụ cao, thời gian đáp ứng sửa chữa cung cấp dịch vụ, giảm chi phí vận hành. Các phương pháp truy nhập đa kênh bao gồm : TDMA, FDMA, CDMA. Các kỹ thuật truy nhập này có thể kết hợp sử dụng với các kỹ thuật khác. Các dịch vụ tiên tiến có nhu cầu truy nhập thông qua mạng nội hạt bao gồm: các dịch vụ băng rộng, mạng nội bộ, ISDN tốc độ cơ bản, hội nghị truyền hình, kết nối LAN/LAN tại tốc độ 2Mbit/s và tại tốc độ cao hơn,.. a) Mạng truy nhập quang. Những loại hình thông tin vô tuyến phát triển mạnh nhất hiện nay là thông tin vô tuyến cố định ( WLL - Wireless Local Loop ) và thông tin vô tuyến di động. Các kỹ thuật truy nhập khác nhau là: TDMA và CDMA. Xu hướng phát triển chính của kỹ thuật truy nhập vô tuyến trong tương lai là ngày càng nâng cao chất lượng truyền dẫn, dung lượng, độ tin cậy và có thể truyền được thoại và các dịch vụ số băng rộng. Ứng dụng của kỹ thuật truy nhập vô tuyến WLL: truy nhập vô tuyến WLL rất linh hoạt và có thể được sử dụng với các mục đích khác nhau:. - Triển khai nhanh chóng tại những nơi có địa hình hiểm trở, phức tạp; không có khả năng lắp đặt tuyến cáp từ tổng đài tới thuê bao. - Sử dụng tại những khu vực có dân cư thưa thớt, khoảng cách giữa thuê bao và tổng đài lớn, địa hình phức tạp. Việc lắp đặt các tuyến cáp truy nhập tại những vùng này có chi phí rất lớn và do đó truy nhập vô tuyến là giải pháp tốt nhất và hiệu quả nhất. Giải pháp truy nhập vô tuyến WLL là điển hình ở khu vực nông thôn. - Lắp đặt thuê bao nhanh chóng chỉ trong vòng vài ngày tại những thuê bao đặc biệt. - Cung cấp cho các sự kiện đặc biệt như thể thao, triển lãm, .. - WLL có những lợi thế hơn hẳn so với mạng truy nhập cáp đồng truyền thống ở nhiều khía cạnh:. + Lắp đặt triển khai nhanh chóng. + Không cần nhân công xây dựng và đi dây tới thuê bao do đó giảm được chi phí lắp đặt và bảo dưỡng. + Dễ dàng thay đổi lại cấu hình, lắp đặt lại vị trí của thuê bao một cách nhanh chóng và dễ dàng. Nếu như hệ thống WLL không còn thấy cần thiết nữa thì thiết bị của hệ thống có thể dễ dàng chuyển tới lắp đặt ở vị trí mới. + Trong những môi trường thuận lợi nhất định chẳng hạn như ở khu vực nông thôn thì chi phí lắp đặt của hệ thống truy nhập vô tuyến WLL giảm hơn so với truy nhập cáp đồng, đó là chưa kể đến chi phí vận hành và bảo dưỡng cũng thấp hơn nhiều. - Tuy nhiên kỹ thuật truy nhập vô tuyến WLL cũng có những nhược điểm:. + Dung lượng bị giới hạn theo dải phổ được cung cấp. + Chất lượng bị suy giảm phụ thuộc nhiều vào môi trường truyền dẫn. Nhiễu và suy hao vô tuyến là vấn đề cần được quan tâm trong hệ thống vô tuyến. + Truy nhập vô tuyến đòi hỏi phải có nguồn nuôi cho thuê bao. Điều này đã góp phần làm tăng thêm chi phí của thiết bị đầu cuối. + Vấn đề bảo mật cần phải được quan tâm đúng mức vì đối với các hệ thống truy nhập vô tuyến nếu không mã hoá thông tin thì việc nghe trộm là rất dễ dàng. c) Các phương thức truy nhập cáp đồng. - ADSL ( Asymmetric Digital Subscriber Line - Đường dây thuê bao số không đối xứng ) là một công nghệ mới. ADSL có tốc độ 1,536 Mbit/s đơn công, hướng về thuê bao, một kênh đơn công số liệu và điều khiển tốc độ thấp hướng về tổng đài, dịch vụ POST song công, tất cả trên một đôi cáp. Tốc độ đường truyền thực sự đối với ADSL là gần 1,6 Mbit/s để cung cấp tín hiệu điều khiển và tiêu đề. ADSL là công nghệ không sử dụng bộ lặp. Tính bất đối xứng của ADSL giới hạn những ứng dụng của nó trong một thị trường viễn thông nhất định, cụ thể là thị trường dân cư. ADSL được thiết kế để chuyển tải những loại ứng dụng nhất định đến hộ thuê bao dân cư, gồm có:. d) Xu hướng phát triển mạng truy nhập băng rộng. Trong mạng truy nhập băng rộng mục tiêu, tất cả các dịch vụ băng hẹp sẽ được kết hợp vào cùng một đường truy nhập như là đối với các dịch vụ băng rộng, nhưng trong quá trình phát triển những dịch vụ này có thể được truy nhập riêng biệt. Ba cấu trúc cho mạng truy nhập được sử dụng trong các doanh nghiệp là: truy nhập riêng biệt cho băng rộng; truy nhập kiểu ghép kênh; truy nhập mục tiêu. e) Truy nhập riêng biệt cho băng rộng.

Xu hướng phát triển của các dịch vụ viễn thông

Ưu điểm của phương pháp này là chi phí ban đầu chấp nhận được; có khả năng tạo ra lợi nhuận nhanh; có khả năng sớm giới thiệu ATM đầu cuối - đầu cuối ( end - to - end ); bước đầu đơn giản hoá việc vận hành và quản lý mạng nội hạt. Nhược điểm của phương pháp ghép kênh ATM là cuộc đàm thoại tới và từ ATM cho các dịch vụ băng hẹp có thể bị trễ. g) Truy nhập mục tiêu. Ưu điểm của các phương pháp truy nhập mục tiêu là khả năng hướng tới mạng truy nhập mục tiêu nhanh hơn và thu lợi nhuận lớn nhất; linh hoạt nhất cho khách hàng; đơn giản nhất trong việc vận hành và bảo dưỡng mạng truy nhập thuê bao. Dịch vụ truyền hình ảnh tốc độ cao Dịch vụ phân bố tín hiệu video Tự động thiết kế (CAD/CAM/CAE) Dịch vụ quảng bá TV/HDTV Tư vấn, chiếu chụp y khoa Dịch vụ quảng bá giáo dục từ xa.

Bảng 1.2 Yêu cầu kỹ thuật của một số loại dịch vụ
Bảng 1.2 Yêu cầu kỹ thuật của một số loại dịch vụ

Mạng thế hệ sau (Next Generation Network) .1 Định nghĩa NGN

Cấu trúc mạng NGN .1 Mô hình tham chiếu OSI

    Bên cạnh sự điều khiển phiên làm việc, lớp phiên còn chuẩn bị những thứ cần thiết cho truyền dữ liệu hiệu quả, phân lớp dịch vụ, và thông báo mở rộng các sự cố của lớp phiên, lớp trình bày và lớp ứng dụng. + Lớp 1: Lớp vật lý, định nghĩa các quy cách về điện, cơ, thủ tục và các đặc tả chức năng để kích hoạt, duy trì và dừng một liên kết vật lý giữa các hệ thống đầu cuối. − Bao gồm các hệ thống điều khiển kết nối cuộc gọi giữa các thuê bao thông qua điều khiển các thiết bị chuyển mạch (ATM+IP) của lớp chuyển tải và các thiết bị truy nhập của lớp truy nhập.

    Các phần tử trong mạng NGN .1 Cấu trúc mạng NGN ( theo MSF )

    − Thu thập tất cả các loại hình thông tin từ các end user, chuyển đổi thành các gói IP để truyền qua mạng truyền tải đường trục. − Gồm các thiết bị truy nhập cung cấp các cổng kết nối với thiết bị đầu cuối thuê bao qua hệ thống mạng ngoại vi cáp đồng, cáp quang hoặc vô tuyến. − Kết nối với lớp truyền tải thông qua các Media gateway. − Hỗ trợ QoS với thời gian trễ nhỏ nhất cho các ứng dụng yêu cầu thời gian thực như thoại, video, .. 2) MGC ( Media Gateway Controller ). − Là thiết bị trung tâm thực hiện toàn bộ chức năng giám sát, điều khiển các cuộc gọi trong NGN. − Giao diện mở cho phép nâng cấp mở rộng dễ dàng. nhằm phối hợp báo hiệu giữa mạng TDM truyền thống và mạng NGN. − Hỗ trợ các liên kết báo hiệu tốc độ cao, nhiều mạng báo hiệu số 7 đồng thời, giám sát quản lý báo hiệu nhằm tối ưu hoá tài nguyên mạng. 4) Hệ thống thiết bị truyền tải. − Thiết bị truyền dẫn quang dung lượng lớn lớp dưới ( SDH, DWDM, SONET ) 5) Hệ thống thiết bị truy nhập.

    Giải pháp và cấu trúc NGN của một số nhà cung cấp và các tổ chức quốc tế

      − Hỗ trợ QoS với thời gian trễ nhỏ nhất cho các ứng dụng yêu cầu thời gian thực như thoại, video, .. 2) MGC ( Media Gateway Controller ). − Là thiết bị trung tâm thực hiện toàn bộ chức năng giám sát, điều khiển các cuộc gọi trong NGN. − Giao diện mở cho phép nâng cấp mở rộng dễ dàng. nhằm phối hợp báo hiệu giữa mạng TDM truyền thống và mạng NGN. − Hỗ trợ các liên kết báo hiệu tốc độ cao, nhiều mạng báo hiệu số 7 đồng thời, giám sát quản lý báo hiệu nhằm tối ưu hoá tài nguyên mạng. 4) Hệ thống thiết bị truyền tải. Đặc điểm lớn nhất của hệ thống này là chuyển một số chức năng liên quan đến điều khiển cuộc gọi như chương trình kết nối ATM bán cố định, chương trình xử lý số liệu cho việc lập kế hoạch đánh số, định tuyến, điểm điều khiển dịch vụ nội hạt, quản lý kết nối băng rộng,. Phần chính của SURPASS là hệ thống SURPASS hiQ, đây có thể coi là hệ thống chủ tập trung ( centralized server ) cho Lớp Điều khiển của mạng với chức năng như một hệ thống cửa ngừ ( gateway ) mạnh để điều khiển cỏc tớnh năng thoại, kết hợp khả năng bỏo hiệu mạnh để kết nối với nhiều mạng khác nhau.

      Hình 1.8  Sơ đồ mạng NGN tương lai của hãng Alcatel
      Hình 1.8 Sơ đồ mạng NGN tương lai của hãng Alcatel

      TCAP

      Giới hạn của hệ thống báo hiệu số 7

       Nhân của hệ thống báo hiệu số 7 đối với mỗi ứng dụng khách hàng cung cấp khả năng để nhận dạng 16384 điểm báo hiệu.  Số lượng cuộc kết nối SCCP khả dụng ở một điểm báo hiệu đối với mối liên hệ báo hiệu có thể đến 224 SCCP cuộc nối.