Mạng PSTN được xõy dựng nờn bởi hệ thống mạng lưới cỏc tổng đài chuyển mạch kờnh. Một tổng đài gồm cỏc mụ đun chớnh nh phõn hệ giao tiếp, phõn hệ chuyển mạch, phõn hệ điều khiển và bỏo hiệu, phõn hệ vận hành bảo dưỡng.
Hỡnh 2-2. Mụ hỡnh tổng đài điện tử chuyển mạch kờnh truyền thống
Phần Ma trận chuyển mạch, điều khiển và bỏo hiệu đều nằm trong một tổ hợp phần cứng vật lớ mà trờn đú cỏc lớp phần mềm lần lượt được phỏt triển từ mức thấp tới mức cao, lớp sau kết thừa lớp trước để tạo ra cỏc tớnh năng dịch vụ cũng như độ thụng minh của tổng đài. Cỏc hóng chế tạo ngoài việc thiết kế và sản xuất cỏc mụ đun phần cứng cũn phải duy trỡ một đội ngũ đụng đảo cỏc kỹ sư phần mềm chỉ chuyờn làm việc trờn dũng sản phẩm của hóng. Trong vũng mấy thập kỷ, cụng nghệ này đó được phỏt triển tới mức hoàn chỉnh và cú khả năng tạo ra cỏc tổng đài cung cấp dịch vụ cụng cộng với:
- Độ tin cậy và độ khả dụng rất cao.
- Dung lượng rất lớn cú thể phục vụ tới hàng trăm ngàn thuờ bao hay xử lớ hàng trăm cuộc gọi đồng thời.
- Cú hệ thống tớnh cước, lưu trữ và xử lý dữ liệu cước hoàn thiện và ổn định.
Đõy cũng là những tiờu chớ bắt buộc mà cụng nghệ Chuyển mạch mềm phải đỏp ứng nếu muốn trở thành sự thay thế cho cụng nghệ tổng đài chuyển mạch kờnh.
Trước khi đi vào khỏi niệm cụng nghệ chuyển mạch mềm, chỳng ta phải đặt Softswitch trong bối cảnh mạng thế hệ sau NGN.
Mạng thế hệ sau (NGN) đang dần được định hỡnh, đú khụng phải là một cuộc cỏch mạng mà là một bước phỏt triển. Hạ tầng mạng PSTN khụng thể được thay thế chỉ trong một sớm một chiều, vỡ thế NGN phải tương thớch được với mụi trường mạng cú sẵn. Trong quỏ trỡnh phỏt triển, vốn đầu tư sẽ dần dịch chuyển từ hạ tầng mạng chuyển mạch kờnh hiện nay sang hạ tầng mạng thế hệ sau.
Mạng NGN là mạng tập trung vào khỏch hàng, cung cấp mọi loại dịch vụ trờn bất kỳ giao thức nào.
Mạng thế hệ sau là mạng của cỏc ứng dụng mới và cỏc khả năng mang lại lợi nhuận mà chỉ đũi hỏi giỏ thành thấp. Đú là một mạng thống nhất mang lại những ứng dụng cao cấp cho đời sống xó hội.
Một đặc điểm nữa là Softswitch khụng phải làm nhiệm vụ cung cấp kờnh kết nối nh tổng đài vỡ liờn kết thụng tin đó được cơ sở hạ tầng mạng NGN thực hiện theo cỏc cụng nghệ chuyển mạch gúi. Tức là cụng nghệ Chuyển mạch mềm khụng thực hiện bất cứ “chuyển mạch” gỡ. Tất cả cỏc cụng việc của Softswitch được thực hiện với một hệ thống cỏc mụ đun phần mềm điều khiển và giao tiếp với cỏc phần khỏc của mạng NGN, chạy trờn một hệ thống mỏy chủ cú hiệu năng, độ tin cậy và độ sẵn sàng ở cấp độ nhà cung cấp dịch vụ (Carrier -Class).
Dựa vào những điều trờn, chuyển mạch mềm cú thể tạm định nghĩa như là tập hợp cỏc sản phẩm, giao thức và cỏc ứng dụng cho phộp bất kỳ thiết bị nào truy cập cỏc dịch vụ truyền thụng qua mạng xõy dựng trờn nền cụng nghệ
chuyển mạch gúi thường là IP (Internet Protocol). Những dịch vụ đú bao gồm thoại, fax, video, dữ liệu và cỏc dịch vụ mới cú thể được phỏt triển trong tương lai. Những thiết bị đầu cuối truy nhập bao gồm điện thoại truyền thống, điện thoại IP, mỏy tớnh, PDAs, mỏy nhắn tin (pager)... Một sản phẩm Softswitch cú thể bao gồm một hoặc nhiều phần chức năng, cỏc chức năng cú thể cựng nằm trờn một hệ thống hoặc phõn tỏn trờn những hệ thống thiết bị khỏc nhau.
Như đó trỡnh bày ở phần trờn, cụng nghệ Chuyển mạch mềm vẫn đang trong quỏ trỡnh phỏt triển. Một sự đặc tả kỹ thuật rừ ràng và chi tiết về Softswitch tại thời điểm này là khụng thể. Do cụng nghệ cũn quỏ mới nờn cỏc tổ chức tiờu chuẩn chớnh nh ITU hay IETF cũng chưa bắt đầu quỏ trỡnh chuẩn hoỏ Chuyển mạch mềm. Hiện tại, một vài diễn đàn kỹ thuật mới xuất hiện nhưng đó quy tụ hầu hết cỏc tờn tuổi lớn trong lĩnh vực viễn thụng bao gồm cả cỏc nhà khai thỏc và cung cấp sản phẩm.
Hỡnh 2-3. Hoạt động của một hệ thống Chuyển mạch mềm
Mặc dầu vậy, trờn thị trường cụng nghệ Chuyển mạch mềm Softswitch hiện đang phỏt triển rất nhanh chúng. Mỗi hóng đều cú dũng sản phẩm với những đặc điểm riờng. Nhưng cỏc chức năng và tập cỏc giao thức hỗ trợ cho kết nối là tương đối giống nhau và phần lớn tuõn theo mụ hỡnh của mạng
Softswitch API MGCP /Megaco SNMP H.323 LDAP/ RADIUS Network
Management Media gateway
SIP Directory Service Billing System Application SIP H323
NGN của ISC (International Softswitch Consortsium) và MSF (Multiservice Switching Forum), hai diễn đàn kỹ thuật chớnh về cụng nghệ Chuyển mạch mềm và kiến trỳc mạng NGN.
Vỡ thế, trong Chương này chỳng ta sẽ phõn tớch Softswitch theo cỏc chức năng mà nú đảm nhiệm trong mụ hỡnh mạng NGN. Cỏc chức năng này được thể hiện qua cỏc giao tiếp của Chuyển mạch mềm với cỏc phần khỏc của mạng. Tại từng giao tiếp cú thể dựng nhiều loại giao thức (protocol) để kết nối trao đổi thụng tin.
Như đó đề cập ở phần trờn, ý tưởng chủ yếu nhằm thiết kế một hệ thống chuyển mạch mềm Softswitch được dựa trờn việc tạo cỏc hệ thống phần mềm phõn tỏn cú khả năng mở rộng, độc lập trờn nền tảng phần cứng và hệ điều hành cú độ ổn định và hiệu năng cao; đặc biệt phải hoạt động tốt, tin cậy với cỏc sản phẩm, ứng dụng của cỏc nhà phỏt triển thứ ba. Cũng đó cú rất nhiều nhà phỏt triển xõy dựng hệ thống giải phỏp Softswitch, được gọi dưới cỏc thương hiệu khỏc nhau và bao gồm cỏc thành phần cấu trỳc khỏc nhau. Núi chung, cú thể xem Softswitch bao gồm cỏc thành phần sau:
Gateway Controller hay Call Agent: Đõy là một trong những đơn vị chức năng chớnh của Softswitch, trong đú bao hàm cỏc luật, giao thức xử lý cuộc gọi và nú sử dụng Media Gateway cựng với Signaling Gateway để thực hiện chức năng này. Nú cú nhiệm vụ của một Signaling Gateway để thực hiện việc thiết lập và huỷ bỏ cuộc gọi. Ngoài ra, Gateway Controller cũn giao tiếp với hệ thống OSS và BSS. Gateway Controller đụi khi cũn được biết đến nh là một tỏc nhõn cuộc gọi – Call Agent - hay Media Gateway Controller (MGC). MGC liờn kết với cỏc thành phần khỏc của Softswitch và với mạng ngoài thụng qua hệ thống cỏc giao thức sẽ được đề cập đến ở phần sau.
Signaling Gateway – Cổng bỏo hiệu SS7 - hoạt động nh một cầu nối
Media Gateway đúng vai trũ nh một giao diện vật lý giữa mạng
chuyển mạch kờnh PSTN và mạng chuyển mạch gúi IP. Nú cú nhiệm vụ bỏo hiệu và nhận tớn hiệu đến và từ mạng PSTN. Nú sẽ nhận số điện thoại, chuyển đổi cỏc số điện thoại và địa chỉ IP và cuối cựng là quản lý quỏ trỡnh xử lý cuộc gọi. Xử lý cuộc gọi bao gồm việc nhõn tớn hiệu thoại, nộn, gúi hoỏ, triệt tiếng vọng, nộn khoảng lặng...
Media Server thực hiện cỏc chức năng ngoại vi nhằm tăng cường thờm
khả năng của Softswitch. Nếu cần, nú cũn cú thể hỗ trợ khả năng xử lý tớn hiệu số DSP - Digital signal processing. Nếu hệ thống cung cấp dịch vụ IVR - cỏc dịch vụ trả trước - thỡ nú cũng được thực thi trờn Media server.
Feature Server cung cấp tớnh năng để cung cấp cỏc dịch vụ (cỏc dịch
vụ này cú thể được đặt trờn những thành phần khỏc) nh tớnh cước, hội nghị đa điểm,...
Cỏc hóng cú thể định nghĩa phần lừi Call Agent (hoặc Gateway Controller) như là một Chuyển mạch mềm cú chức năng tối thiểu hoặc một hệ thống bao gồm tất cả cỏc thành phần nờu trờn tạo thành một giải phỏp Softswitch đầy đủ. Thành phần SG cú thể được bao gồm trong Chuyển mạch mềm hoặc tỏch riờng. Một số hóng gộp cả Media Gateway – một thành phần thuộc về cơ sở hạ tầng mạng hơn – vào một giải phỏp chung.