Hỡnh3-4. Cấu trỳc hiQ 9200
Sản phẩm hiQ 9200 là phần lừi của chuyển mạch mềm, bao gồm năm thành phần chớnh :
+ Call Feature Server - CFG - xử lý điều khiển cuộc gọi và cỏc tớnh năng dịch vụ cơ bản. Thành phần này bao gồm xử lý bỏo hiệu cuộc gọi, điều khiển cuộc gọi, xử lý cỏc tớnh năng liờn quan tới trung kế và dịch vụ thoại, định tuyến, phiờn dịch số, cỏc tớnh năng giao tiếp với mạng IN, cỏc tớnh năng quản lý, thu thập dữ liệu cước và thụng tin với cỏc thành phần khỏc trong hiQ 9200. + Mạng thụng tin bờn trong hiQ (Internal Communication Network) phục vụ việc trao đổi thụng điệp (message) giữa cỏc thành phần bờn trong hiQ 9200, chạy trờn mụi trường LAN hỗ trợ HDLC.
+ Packet Manager PM thực hiện việc điều khiển kết nối trong mạng gúi. Nhiệm vụ là đảm bảo kết nối giữa mạng chuyển mạch kờnh (SCN) và mạng IP thụng qua quản lý cỏc tài nguyờn ở media gateway (nh là cổng VoIP, codecs) với giao thức MGCP/H248. PM xử lý cả H323 và SIP để điều khiển cuộc gọi và tớnh năng.
+ Cổng bỏo hiệu (SG SG) kết cuối bỏo hiệu SS7 truyền qua mụi trường IP (SCTP) hoặc TDM. SG cú thể kết nối tới cỏc tổng đài là Điểm kết cuối bỏo hiệu (Signalling End Point) hoặc Điểm chuyển giao bỏo hiệu (STP), xử lý từ MTP1-2-3 tới mức SCCP. Thụng tin bỏo hiệu ở mức cao hơn nh ISUP, TCCP hoặc BICC được chuyển tới phần Call Feature Server. Thành phần SG cho phộp hiQ 9200 kết nối trực tiếp với IN hoặc tới 1 SG đứng riờng (HiS) làm cửa ngừ kết nối bỏo hiệu tới cỏc mạng khỏc.
+ OAM&P Agent (thành phần hỗ trợ khai thỏc Operation, quản lý Administration, bảo dưỡng Maintenance, giỏm sỏt Provision) bao gồm cỏc chức năng để quản lý hiQ 9200, gửi cỏc thụng tin tới hệ thống quản lý mạng và tớnh cước.
3.1.4. Kết luận
+ Là nhà sản xuất thiết bị xuất phỏt từ lĩnh vực viễn thụng truyền thống, Siemens hướng tới một giải phỏp mang nhiều tớnh telco nh : dung lượng lớn, độ tin cậy carrier-grade, tận dụng cỏc dịch vụ IN đó phỏt triển, cho (ISP, ASP) thuờ cơ sở hạ tầng mạng…
+ Cỏc sản phẩm dũng hiQ đều là cỏc mụ đun phần mềm chạy trờn nền tảng Solaris cựng mỏy chủ SUN.
3.2. Giải phỏp chuyển mạch mềm của Cisco Systems
Cisco Systems là cụng ty hàng đầu thế giới trong lĩnh vực mạng và truyền số liệu. Cisco trong những năm qua đó đầu tư rất nhiều để phỏt triển hệ thống sản phẩm theo hướng đa dịch vụ (đỏp ứng cho cả dữ liệu, thoại và video). Tại Việt nam sự cú mặt của Cisco cũng rất đỏng kể. Đầu tiờn chỳng ta xem xột sản phẩm VSC 3000 (Virtual Switch Controller) và sau đú là sản phẩm BTS 10200 Softswitch.
3.2.2. VSC 3000 (Virtual Switch Controller) 3.2.2.1. Cấu trỳc và hoạt động của VSC 3000
VSC 3000 là thiết bị thực hiện chức năng điều khiển cuộc gọi trong mụ hỡnh mạng thế hệ sau của Cisco. Hoạt động nh một tổng đài chuyển mạch mềm, VSC 3000 điều khiển mạng thoại chuyển mạch gúi bằng cỏch định tuyến cỏc cuộc gọi trờn một nền tảng mạng chuyển mạch gúi băng rộng và đa dịch vụ.
VSC3000 sử dụng phần mềm do Cisco phỏt triển, chạy trờn những mụi trường mở họ Unix. Phần mềm này cú cỏc module độc lập, mỗi module cú những giao diện và những tớnh năng được xỏc lập rừ ràng. Một mụi trường thi hành dựng chung chịu trỏch nhiệm về cỏc tỏc vụ chung và giao tiếp với hệ điều hành. Tại phần lừi là mỏy tốc độ cao làm nhiệm vụ định tuyến và điều khiển cuộc gọi. VSC 3000 sẽ phõn tớch cỏc tớn hiệu bỏo hiệu từ cỏc thực thể, tỡm kiếm tài nguyờn, phõn tớch cỏc yờu cầu dịch vụ, thực hiện cỏc thuật toỏn tỡm đường, và cuối cựng là gửi cỏc lệnh cần thi hành xuống cho Media Gateway nằm tại cỏc đầu vào/ra của phần lừi chuyển mạch gúi.
Giao tiếp với MG (Media Gateway) thụng qua giao thức MGCP. Ngoài ra, VSC 3000, để giao tiếp với mạng SS7, hỗ trợ hầu hết cỏc biến thể của ISUP. Cỏc nhà khai thỏc cú thể tuỳ biến VSC bằng cỏch sử dụng giao diện lập trỡnh mở (API) cho phộp định tuyến theo chỉ dẫn của khỏch hàng từ cỏc cơ sở dữ liệu bờn ngoài.
Mạng VSC 3000 bao gồm một số nỳt, trong đú thực hiện điều khiển cuộc gọi và kết nối vật lý với mạng bỏo hiệu SS7 của PSTN. Cỏc nỳt liờn lạc với nhau thụng qua mạng chuyển mạch gúi đa dịch vụ trong quỏ trỡnh thiết lập và giải phúng cỏc cuộc gọi. Khi số lượng thuờ bao tăng lờn, cú thể triển khai thờm cỏc nỳt VSC để đỏp ứng đũi hỏi về dung lượng chuyển mạch.
Hỡnh 3-5. Một nút VSC
Hỡnh trờn cho thấy kiến trỳc của một nỳt VSC, gồm cú cỏc đầu cuối kờnh bỏo hiệu (SLT) của Cisco và cỏc mỏy chủ VSC (hoạt động và dự phũng) chạy trờn hệ điều hành UNIX, tất cả được nối với nhau qua mạng IP. Cỏc thành phần cấu thành của VSC đều cú thể mua riờng.
Cỏc kờnh A và F của mạng SS7 được kết thỳc ở cỏc đầu cuối kờnh bỏo hiệu (SLT). MTP lớp 1 và lớp 2 kết thỳc tại SLT, cũn cỏc lớp cao hơn của SS7 được chuyển đến cho VSC Host thụng qua giao diện Ethernet. Cỏc lớp được chuyển đến cho VSC Host gồm cú:
- Message Transfer Part Layer 3 (MTP3).
- Integrated Service Digital Network User Part (ISUP). - Signal Connection Control Part (SCCP).
- Transactions Capabilities Applications Part (TCAP). - Advanced Intelligent Network (AIN).
- Intelligent Network Application Part (INAP).
Giao thức RUDP (Reliable User Datagram Protocol) được Cisco phỏt triển để truyền cỏc bản tin MTP lớp 3 tới mỏy chủ VSC3000. Thờm vào đú, SMP (Session Manager Protocol) duy trỡ cỏc phiờn thụng tin riờng biệt (giữa
SLT) với từng mỏy trong cặp mỏy chủ hoạt động/dự phũng. SLT của Cisco thực chất là cỏc Router C2611 sử dụng phần mềm IOS. Khả năng chốn/tỏch song song cho phộp SLT phõn biệt thụng tin thoại và kờnh bỏo hiệu F trong chế độ bỏo hiệu kờnh kết hợp. Mỗi SLT được nối với một cặp kờnh bỏo hiệu, và cỏc kờnh được nối với cỏc SLT được phõn nhúm điều đú trỏnh cho mạng gặp phải những sự cố tại những điểm riờng biệt.
Phần mềm của VSC chạy trờn 2 mỏy chủ SUN nhằm đảm bảo độ tin cậy. Phần mềm này thực hiện chức năng xử lý cuộc gọi và định tuyến trong chuyển mạch ảo. Khả năng xử lý lỗi được bảo đảm nhờ việc kiểm tra cỏc thụng tin giữa hai mỏy chủ thụng qua cỏc ứng dụng MTP lớp 3 phõn tỏn, chạy đồng thời trờn cả hai mỏy này. Quỏ trỡnh kiểm tra này cựng với cỏc thụng tin trong bộ nhớ chớnh (lưu trong một cơ sở dữ liệu) và sự đồng bộ định tuyến đảm bảo sẽ chuyển đổi giữa mỏy hoạt động và mỏy dự phũng khi cú sự cố mà khụng gõy giỏn đoạn cỏc cuộc gọi đang diễn ra.
Cỏc mỏy chủ VSC (VSC host), SLT và Media Gateway được kết nối bằng mạng LAN sử dụng chuẩn Ethernet. Cisco cũng đưa ra giải phỏp cho chuyển mạch LAN tốc độ cao dựng trong trường hợp này, đú là sản phẩm Catalyst 5500 của họ.
3.2.2.2. Thống kờ một số số liệu chi tiết về thiết bị VSC 3000
Phần cứng trong VSC Mỏy chủ
MGC
• Cặp mỏy chủ Sun Netra t 1120/1125. • hoặc cặp mỏy chủ Sun Netra t
Chạy phần mềm VSC 3000 của Cisco. Triển khai thành cặp hoạt
1400/1405.
• hoặc cặp mỏy chủ Sun Netra ft 1800
động/dự phũng.
SLT Sử dụng thiết bị định tuyến Cisco 2611 với cỏc tớnh năng SLT IOS.
Xử lý cỏc bỏo hiệu tầng vận chuyển (MTP lớp 1 và MTP lớp 2)
Bảng 3-1. Phần cứng trong VSC
Cỏc giao diện VSC:
Cỏc giao diện Ưu điểm, ứng dụng trong
Giao diện mạng trớ tuệ (IN) và mạng trớ tuệ thế hệ sau(AIN)
• Giao diện mở, chuẩn hoỏ.
• Cỏc điểm kiểm tra cuộc gọi để phiờn dịch số và LNP.
• điều chỉnh được để hỗ trợ giao diện với cỏc nỳt điều khiển dịch vụ (Service Control Point) của cỏc nhà cung cấp thứ ba.
Cỏc điểm kiểm tra cuộc gọi ( Call Detection Points) để phiờn dịch số: • AIN 0.1 và tập phụ 0.2. • Tập tớnh năng 1 và tập phụ 2. • TCAP/AIN trờn MTP hoặc IP • TCAP/INAP trờn MTP • Phiờn dịch số: • Freephone, 8xx, 9xx
• LNP (Local Number Portability) của Bắc Mỹ.
hoặc IP
LNP (Local Number Portability) của Bắc Mỹ.
• ứng dụng trong cỏc điểm kiểm tra cuộc gọi
• Xử lý LRN.
Giao diện lập trỡnh (API) định tuyến cuộc gọi
• Cho phộp VSC truy nhập vào cỏc thụng tin định tuyến được tổ chức phức tạp trờn cỏc cơ sở dữ liệu bờn ngoài.
• Giao diện này được cỏc nhà cung cấp dịch vụ lớn trờn thế giới thử nghiệm và xỏc nhận.
Cỏc khối thụng tin chi tiết cuộc gọi (Call Detail Blocks)
• Người sử dụng cú thể lựa chọn cỏc trường, cỏc số liệu và cỏc cấu trỳc cần thiết.
• Đảm bảo tớnh linh hoạt khi giao tiếp với khối tớnh cước. Ngụn ngữ định nghĩa bản tin (Message Definition Language) một bộ giao thức đầy đủ. Một bộ cụng cụ phỏt triển và ngụn ngữ lập trỡnh.
• Cụng cụ hướng đối tượng, trực quan. • Phỏt triển giao thức và gỡ lỗi nhanh
chúng.
Bảng 3-2. Cỏc giao diện của VSC
3.2.2. Cisco BTS 10200 Softswitch
BTS cú thể đảm nhiệm cỏc chức năng mà VSC thực hiện. VSC 3000 là giải phỏp trước đõy của Cisco cho mạng public, tuy nhiờn dũng sản phẩm VSC
khụng hỗ trợ một số giao thức rất quan trọng trong mạng NGN, thớ dụ nh SIP và SIP-T (SIP for Telephony).
Ngoài ra BTS cũn cú thể hoạt động nh một tổng đài nội hạt với cỏc đầu cuối kết nối thuờ bao IAD (Integrated Access Device) hỗ trợ cỏc thiết bị nh mỏy điện thoại analog, mỏy điện thoại IP, mỏy tớnh...
3.2.2.1. Cấu trỳc của Cisco BTS 10200 Softswitch
BTS 10200 gồm cú những thành phần chớnh sau:
+ Call agent/ feature server (CA/FS) – 2 application server, cú thể chạy trờn hai mỏy chủ khỏc nhau hoặc trờn cựng một mỏy chủ. Cisco khuyến nghị sử dụng 4 bộ xử lý (CPU) cho mỗi phần mềm này.
+ Phần mềm quản lý - Element management system/bulk data management system (EMS/BDMS) server - cần hai bộ xử lý.
+ Hệ thống đĩacứng RAID 100 GB cú dự phũng. Hệ thống đĩa này cú thể lưu trữ dữ liệu cước, lưu lượng, cảnh bỏo, cỏc sự kiện và cỏc thụng tin về thao tỏc của người sử dụng hệ thống tối thiểu trong vũng 48 giờ.
+ Hai bộ chuyển mạch - định tuyến
Mỗi mỏy chủ CA/FS cú 2 cổng T1 cho bỏo hiệu số 7 và 4 cổng Ethernet để kết nối với bộ chuyển mạch-định tuyến.
3.2.2.2. Cỏc giao diện của Cisco BTS 10200 Softswitch 1) Giao diện với mạng bỏo hiệu số 7
Hỡnh 3-6. Giao diện với mạng SS7 của BTS 10200
BTS 10200 hỗ trợ hầu hết cỏc dịch vụ của mạng bỏo hiệu số 7, kể cả cỏc dịch vụ IN mạng thụng minh.
2) Giao diện MGCP
Media gateway là cầu nối giữa thoại và mạng chuyển mạch gúi, cú chức năng giỏm sỏt kết nối, giỏm sỏt đầu cuối thuờ bao. Cú thể chia MG thành cỏc loại sau:
+ Residential gateway: gateway cho cỏc hộ tư nhõn, hỗ trợ thoại và Ethernet.
+ IAD (Integrated Access Device): thoại và Ethernet.
+ Trunk gateway (SS7 hoặc R2): cú thể cú dung lượng lờn tới hàng chục nghỡn kờnh thoại.
+ Access gateway kết nối cỏc tổng đài PBX với softswitch. + Announcement server.
Gateway cú thể cú codec để mó hoỏ tớn hiệu thoại thành gúi và ngược lại. Softswitch kết nối với MG sử dụng MGCP (Media Gateway Control Protocol). Giao diện MGCP thực hiện cỏc chức năng sau:
Giỏm sỏt đầu cuối. Kiểm soỏt lỗi MG.
Giỏm sỏt và điều khiển trạng thỏi MG. Thực hiện bỏo hiệu điều khiển cuộc gọi.
Ngoài ra softswitch cũn hỗ trợ một số chức năng dựa trờn giao thức MGCP nh sau:
Resource Reservation Protocol (RSVP) – giao thức lưu trữ tài nguyờn mạng, nhằm đảm bảo chất lượng dịch vụ.
Lựa chọn codec tương ứng với yờu cầu dịch vụ.
ITU-T T.38 – thủ tục dựa trờn nền giao thức MGCP về trao đổi bản tin fax qua mạng IP trong thời gian thực.
Giao vận tớn hiệu DTMF qua mạng IP dưới sự kiểm tra của MGCP.
3) Giao diện SIP và SIP-T
Trong mạng của Cisco giao thức SIP được sử dụng để kết nối cỏc Call agent với nhau.
4) Nền tảng phần cứng của BTS 10200
Cỏc phần mềm Call agent (CA), Feature server (FS), Element management system (EMS) và Bulk data management system (BDMS) của hệ thống đều chạy trờn mỏy chủ Sun Netra với hệ điều hành Solaris.
3.2.3. Kết luận
Trờn đõy đó trỡnh bày cỏc sản phẩm chuyển mạch mềm quan trọng nhất của Cisco. Là nhà cung cấp thiết bị mạng mỏy tớnh danh tiếng nhưng Cisco tham gia thị trường softswitch khỏ muộn màng. Mặc dự vị trớ của Cisco trong
thị trường mạng doanh nghiệp là rất vững chắc nhưng trong mạng cụng cộng cỏc sản phẩm của Cisco vẫn chưa được biết đến một cỏch rộng rói. Cho tới thỏng 2 năm 2002 duy nhất một nhà cung cấp dịch vụ sử dụng thiết bị softswitch của Cisco là Cbeyond (Atlanta, Mỹ).
3.3. Sản phẩm chuyển mạch mềm của CommWorks
CommWorks là cụng ty trực thuộc tập đoàn 3COM. Trong năm 2001 CommWorks đó đạt được nhiều thành cụng trờn thị trường softswitch. Theo đỏnh giỏ của cỏc cụng ty tư vấn Infonetics Research và Synergy Research Group, Inc., trong quý 4 năm 2001 CommWorks chiếm giữ một trong những vị trớ hàng đầu trờn thị trường này. Cũng theo cỏc cụng ty này hiện nay CommWorks chiếm thị phần lớn trờn thị trường VoIP gateway.
3.3.1. Kiến trúc 3 lớp của Commworks
Commworks đưa ra kiến trỳc ba lớp cho mụ hỡnh mạng đa dịch vụ thế hệ sau của mỡnh như hỡnh minh hoạ dưới đõy.
Kiến trỳc này bao gồm lớp điều khiển thiết bị ( Media Processing), lớp điều khiển và quản lý ( Control and manegement) và lớp tạo lập dịch vụ (Service creation).
1) Lớp 3: lớp tạo lập dịch vụ
Lớp này cung cấp một mụi trường tạo lập dịch vụ mở, trong đú cỏc giao diện lập trỡnh ứng dụng mở cho phộp xõy dựng và triển khai ứng dụng (dịch vụ) mới nhanh chúng. Những dịch vụ sẵn cú trong họ sản phẩm lớp 3 của Commworks cũng đó bao gồm cỏc dịch vụ hướng mạng như giỏm sỏt (provisioning) hay ỏnh xạ thư mục (directory mapping), và cỏc dịch vụ hướng người dựng như nhắn tin hợp nhất (unified messaging) hay IP Centrex.
2) Lớp 2: Bỏo hiệu và điều khiển
Sản phẩm lớp 2 của Commworks là Softswitch và hệ hỗ trợ quản lý (OSS – Operational Support System). Lớp này cú nhiệm vụ khắc phục sự khỏc biệt về giao thức bỏo hiệu và điều khiển; và cũng như trong cỏc mụ hỡnh phõn lớp khỏc, lớp 2 sử dụng dịch vụ của lớp 1, cung cấp dịch vụ cho cỏc ứng dụng lớp 3, giỳp cho cỏc ứng dụng này cú thể hoạt động độc lập với thiết bị.
3) Lớp 1: Lớp điều khiển thiết bị
Cung cấp khả năng kết nối mạng theo nhiều phương phỏp khỏc nhau, nhận lưu lượng thụng tin IP từ cỏc kờnh vật lý. Cú thể núi lớp 1 này đúng vai trũ Media Gateway khi giao tiếp với mạng khỏc. Commworks cung cấp cả giải phỏp truy nhập hữu tuyến và vụ tuyến cho lớp này thụng qua họ sản phẩm Total Control 1000 và Total Control 2000.
3.3.2. Cỏc module Softswitch
Trong mụ hỡnh này, Softswitch là một mụi trường mềm đảm nhiệm cụng việc điều khiển, quản lý và tạo lập dịch vụ. Họ sản phẩm Softswitch của Commworks gồm cú hai loại module: cỏc module lớp 2 và cỏc module lớp 3.
+ Cỏc module Lớp 2: gọi là cỏc “Session agent” cú nhiệm vụ cung cấp chức năng điều khiển thiết bị và quản lý phiờn. Trong cỏc module này cú cỏc giao diện với cỏc bỏo hiệu SIP, H.323, Megaco/H.248 và SS7.
+ Cỏc module Lớp 3: gọi là cỏc “Back-end server” cung cấp cỏc chức năng về mạng nh: thống kờ, xỏc nhận, đỏnh giỏ, hỗ trợ tớnh cước, ỏnh xạ danh mục hay cung cấp dịch vụ WEB.
3.3.2.1 Cỏc Session Agent
1) Module SIP
Hỗ trợ SIP cú thiết bị SIP Proxy Server 4220. Thực chất đõy là một giải phỏp phần mềm, thực hiện những chức năng chớnh sau:
+ Thiết lập cuộc gọi và huỷ cuộc gọi.
+ Phỏt sinh và gửi bản ghi chi tiết cuộc gọi tới cho mỏy chủ tớnh cước. + Ghi cỏc số liệu thống kờ và cỏc sự kiện diễn ra trong cỏc cuộc gọi. + Đăng ký và hủy đăng ký cỏc Gateway.
+ Giỏm sỏt cỏc Gateway và back-end server.