ắ Cấu trỳc phần cứng:
Về cấu trỳc phần cứng, MSC server bao gồm một nhúm cỏc bộ xử lý hỗ trợ cỏc chức năng khỏc nhau của một MSC/GMSC.
Hỡnh 2.13 Cấu trỳc phần cứng của một MSC server
Mọi chức năng bỏo hiệu số 7 bao gồm MAP, ISUP, và BSSAP thực hiện thụng qua khối Signaling Interface Module (SIM). SIM tiếp nhận cỏc bản tin từ MSC, HLR, SMSC, BSC, STP và cỏc thành phần mạng bỏo hiệu số 7 như Cổng quốc tế hay tổng đài nội hạt cố định. SIM xử lý phần MTP2 (Message Tranfer Part2) của mọi bản tin SS7. SIM chịu trỏch nhiệm phõn phối cỏc bản tin này đến khối khỏc: Khối phõn phối dữ liệu (DDM: Data Distribute Module).
Khối phõn phối dữ liệu (DDM) xử lý phần MTP3, SCCP của mọi bản tin SS7 và chịu trỏch nhiệm cõn bằng tải bản tin tới khối điều khiển cuộc gọi (CCM) phự hợp. CCM chịu trỏch nhiệm xử lý Cuộc gọi/ Kết nối và đặc tớnh của cỏc thuờ bao. Khối CCM cũng chịu trỏch nhiệm thiết lập và duy trỡ cỏc kết nối với phương thức truyền dẫn khỏc nhau giữa cỏc Media Gateway nằm trong hệ thống qua giao thức H.248. Khối quản lý hệ thống (SAM) cung cấp cỏc cụng cụ quản lý, giỏm sỏt
toàn bộ trạng thỏi cỏc kết nối đến Media Gateway và cỏc chức năng khai thỏc, quản trị, bảo dưỡng và tớnh cước. Tất cả cỏc khối chức năng này liờn kết với nhau qua cỏc bộ chuyển mạch Ethernet.
ắ Cấu trỳc phần mềm:
Hỡnh 2.14 Cấu trỳc phần mềm mức cao của một MSC server
Phần mềm SIM (giao diện bỏo hiệu):
Chịu trỏch nhiệm xử lý cỏc phần MTP1 và MTP2 của cỏc bản tin SS7, phõn phối bản tin tới DDM.
Phần mềm DDM (phõn phối dữ liệu):
Xử lý cỏc bản tin MTP3 và SCCP, định tuyến cả SCCP user part (GSM A interface) và ISUP type của bản tin tới CCM. DDM sẽ giải mó húa bản tin tới, tựy theo quy tắc định tuyến, nú sẽ chỉ ra cỏc ứng dụng cụ thể (quản lý di động, điều khiển cuộc gọi, cổng ISUP vv..) tại CCM mà bản tin sẽ được chuyển đến. Điều này đảm bảo DDF chuyển tiếp mọi bản tin của một cuộc gọi tới cựng một CCM. Khối DDM chứa nhiều bảng định tuyến và cơ chế đồng bộ dữ liệu giữa cỏc khối DDM khỏc nhau.
DDM hỗ trợ cả 2 loại bản tin SCCP và ISUP của ANSI và ITU. Với bản tin SCCP, DDM hỗ trợ mọi kết nối SCCP connection - oriented (CR, CC, CREF, RLSD, RLC và DT1) và SCCP connectionless (UDT).
Phần mềm CCM (điều khiển cuộc gọi):
Chức năng GMSC được phõn bố đều giữa cỏc khối CCM. Cỏc khối CCM đều cú phần mềm và chức năng giống hệt nhau.
CCM cung cấp chức năng điều khiển cuộc gọi và cổng bỏo hiệu cho quản lý cuộc gọi. Để đảm bảo mọi bản tin liờn tục nhau đến được cựng một CCM, DDM chứa cỏc bảng định tuyến và cỏc khối DDM đều chứa bảng định tuyến giống nhau. Khối DDM nào nhận được bản tin, cỏc bản tin liờn tiếp nhau đều đến cựng một CCM. Khối CCM cũng quản lý dịch vụ thoại GSM và cỏc dịch vụ phụ trợ đi kốm.
Vị trớ, trạng thỏi, tỡnh trạng thuờ bao của thuờ bao di động thuộc trỏch nhiệm của chức năng MM (Mobility Management), trong khi bộ quản lý hồ sơ thuờ bao (SPM) quyết định đặc tớnh của quỏ trỡnh xử lý cuộc gọi bằng cỏc điểm kớch hoạt và phỏt hiện sự kiện trong mụ hỡnh cuộc gọi. Vỡ khối CCM xử lý cuộc gọi theo mụ hỡnh cuộc gọi CS-2 (Capability Set - 2), nú sẽ gặp phải cỏc điểm phỏt hiện sự kiện và điểm kớch hoạt gõy ra việc truy vấn SPM để nhận chỉ dẫn làm thế nào tiếp tục xử lý cuộc gọi.
Ngoài ra, CCM phải xử lý cỏc hoạt động và chức năng khỏc như: - Chuyển đổi số. - Phõn tớch số gọi/bị gọi. - Quản lý định tuyến. - GSM MAP. - ANSI -41. - Giao thức Camel. - Giao thức INAP. - Giao thức SIP. - Chức năng SSF. Phần mềm SAM (quản trị hệ thống):
SAM chịu trỏch nhiệm đồng bộ giữa cỏc khối, kiểm toỏn, phối hợp giữa switchover/switchback, nõng cấp phần mềm khụng cần dừng hệ thống, khởi động hệ thống, và kiểm soỏt trạng thỏi toàn bộ hệ thống.
SAM chứa bộ lưu trữ dữ liệu cứng, lưu trữ dữ liệu từ quỏ trỡnh xử lý cuộc gọi được sử dụng khi cỏc khối CCM khởi động lại sau khi bị lỗi. SAM cũng thực hiện chức năng lưu trữ dữ liệu cấu hỡnh thụng qua chức năng OAM cũng như số liệu cước. Phần số liệu cước sẽ được gửi tới trung tõm tớnh cước của nhà khai thỏc. Modul này cũng cung cấp cỏc cụng cụ quản lý, như theo dừi tải và dung lượng cỏc trung kế, quản lý lỗi… Ngoài ra nú cũng cú chức năng quản lý CDR.
Cỏc chức năng khỏc:
- Giỏm sỏt qua SNMP và quản lý ngưỡng.
- Khởi động, cấu hỡnh và giỏm sỏt Media Gateway. - Giỏm sỏt chất lượng.
- Nõng cấp dung lượng.
- Phỏt hiện và thụng bỏo nghẽn. - Quản lý alarm trờn toàn hệ thống. - Phỏt hiện và thụng bỏo lỗi card.
2.5.1.2 Media gateway:
í tưởng cho giải phỏp Media Gateway là cho phộp cỏc nhà cung cấp khỏc nhau tớch hợp với Media Gateway sử dụng cỏc giao diện như Megaco/H.248 và MGCP và để tiếp cận phương phỏp quản lý mạng thống nhất.
MGW xử lý cỏc kết nối, truy nhập mạng tập trung và bỏo hiệu. MGW được tớch hợp 2 ma trận chuyển mạch, một ma trận chuyển mạch gúi và một ma trận chuyển mạch TDM dung lượng cao. MGW cung cấp cỏc giao diện kết nối mạng và hỗ trợ cỏc giao thức bỏo hiệu khỏc nhau, như ATM (UNI), IMA, PNNI, FR, PRI CAS và GR-303.
Ma trận chuyển mạch gúi được tối ưu cho truyền dẫn cận đồng bộ ATM, IP và FR trong khi ma trận TDM cú mật độ cao kết nối với truyền dẫn chuẩn TDM. Việc kết nối, mó húa thoại và khử tiếng vọng được tớch hợp trong phần cứng MGW như tài nguyờn dựng chung. Cỏc giao diện kờnh và gúi với tốc độ từ DS1 tới OC- 12c cũng được hỗ trợ trong MGW. MGW cung cấp cấu trỳc chuyển mạch cú chất lượng dịch vụ QoS rất cao.
Voice Server Cards TDM NIC TDM NIC ATM NIC Packet Matrix VoIP AAL2 AAL1 DSP TSI VoIP AAL2 AAL1 DSP TSI TDM NIC TDM NIC ATM NIC Packet Matrix VoIP AAL2 AAL1 DSP TSI VoIP AAL2 AAL1 DSP TSI POS GE/100/10BT IP NIC POS DTMF CALEA Announce Conference Bridging Matrix TDM Matrix TDM Router MPLS VoIP/ATM Native IP VoATM wRiverstone wJuniper wCisco Hỡnh 2.15 Cấu trỳc MGW
Với cấu trỳc này, bờn cạnh tỉ lệ lỗi gúi bằng 0 và trễ bằng 0, cỏc dịch vụ truyền tải tốc độ cao như DTMF, CALEA, thoại hội nghị được cung cấp một cỏch kinh tế và hiệu quả mà khụng cần lắp thờm phần cứng. Ngoài ra, những tài nguyờn này khụng ảnh hưởng đến tỉ lệ mất gúi và trễ, được dự trữ và chia sẻ cho cỏc kết nối thoại thuần gúi. Ma trận chuyển mạch TDM được sử dụng để chuyển mạch ba loại kết nối ATM AAL2 tới cỏc kết nối TDM, AAL2 và VoIP và cho phộp:
- Loại bỏ việc nộn/giải nộn thoại khụng cần thiết. - Chuyển mạch gúi cơ bản.
- Loại bỏ jitter tại bộ đệm nỳt mạng, nõng cao QoS.
- Cung cấp dịch vụ truyền dẫn TDM cho cỏc kết nối thoại gúi.
2.5.2 Ưu điểm của chuyển mạch mềm: Những cơ hội mới về doanh thu Những cơ hội mới về doanh thu
Cụng nghệ mạng và cụng nghệ chuyển mạch thế hệ mới cho ra đời những dịch vụ giỏ trị gia tăng hoàn toàn mới, hội tụ ứng dụng thoại, số liệu và video. Do vậy, cỏc dịch vụ mới này hứa hẹn sẽ đem lại doanh thu cao hơn nhiều so với cỏc dịch vụ thoại truyền thống vốn đang suy giảm do sự gia tăng cạnh tranh trong những năm vừa qua.
Hội nghị đa điểm cũng như IP-Centrex là cỏc dịch vụ cao cấp mới mụ phỏng cỏc tớnh năng dịch vụ của tổng đài điện thoại truyền thống bằng cụng nghệ IP. Cỏc nhà cung cấp dịch vụ Internet (ISP) cú thể sử dụng Softswitch để xõy dựng nhiều dịch vụ cú tớnh năng thoại. Cấu trỳc phõn tỏn vốn thuộc về bản chất của Softswitch sẽ vẫn cho phộp mạng thoại phỏt triển vỡ cỏc nhà cung cấp vẫn cú thể thờm cỏc dịch vụ khi nào và tại đõu họ muốn.
Thời gian triển khai ngắn
Khụng chỉ cú việc triển khai dịch vụ mới được nhanh chúng hơn, mà cả việc cung cấp cỏc dịch vụ sau đú hay nõng cấp dịch vụ cũng trở nờn nhanh chúng khụng kộm, do cỏc dịch vụ được cung cấp thụng qua cỏc phần mềm.
Khả năng thu hỳt khỏch hàng
Với cỏc dịch vụ vụ cựng phong phỳ cựng với khả năng mở rộng dịch vụ nhanh chúng của mỡnh, chuyển mạch mềm sẽ trợ giỳp rất nhiều trong cụng việc kinh doanh cũng như trong cuộc sống của khỏch hàng. Cỏc nhà cung cấp dịch vụ cú thể sử dụng cụng nghệ Softswitch để cho phộp khỏch hàng của mỡnh khả năng tự lựa chọn và kiểm soỏt cỏc dịch vụ thụng tin do mỡnh sử dụng, điều này làm giảm chi phớ điều hành mạng và chi phớ hoạt động trung bỡnh. Viễn cảnh hấp dẫn này sẽ làm cho khỏch hàng trở nờn “trung thành” với nhà cung cấp dịch vụ.
Dễ dàng mở rộng mạng, cải thiện dịch vụ trong khi vẫn tiết kiệm chi phớ xõy dựng, bảo dưỡng mạng
Xột về mặt cấu trỳc, Softswitch cú một cấu trỳc cú tớnh linh hoạt cao. Hệ thống dựa trờn kiến trỳc Softswitch giỳp cho nhà thiết kế mạng dễ dàng trong việc xõy dựng mạng cú cấu trỳc dựa trờn chuẩn mở, phõn tỏn. Softswitch phõn chia tớnh năng điều khiển cuộc gọi và phần mềm ra khỏi kiến trỳc phần cứng, sự liờn kết giữa chỳng được thực hiện trờn tập cỏc giao thức chuẩn. Thụng thường, chức năng điều khiển và bỏo hiệu cuộc gọi được đặt trong Softswitch, cũn cỏc dịch vụ thỡ được thiết kế phõn tỏn bờn ngoài Softswitch, cỏc Server ứng dụng đặt ở lớp trờn, điều này làm cho việc nõng cấp dịch vụ trở nờn dễ dàng hơn. Đú là nguyờn nhõn mà Softswitch sẽ được nhanh chúng chấp nhận trong thế giới viễn thụng. Chi phớ cho cỏc hệ thống
Softswitch sẽ theo dạng chi phớ cho phần mềm chứ khụng cũn theo kiểu chi phớ cho cỏc cơ cấu chuyển mạch kờnh như trước nữa, và do đú đầu tư vào Softswitch sẽ tăng gần như tuyến tớnh theo số lượng khỏch hàng mà khụng phải là một khoản đầu tư ban đầu rất lớn như trước đõy.
Đối với cỏc nhà khai thỏc mới, ban đầu với một lượng khỏch hàng hạn chế thỡ họ chỉ cần mua cỏc tớnh năng cần thiết và thờm dần cỏc tớnh năng mới khi mà quy mụ khỏch hàng được mở rộng.
Với cấu trỳc phõn lớp và phõn tỏn đầy đủ, việc khoanh vựng sự cố khi cú lỗi trong hệ thống cũng trở nờn dễ dàng hơn so với PSTN, làm giảm thiểu thời gian, chi phớ phục hồi, sửa chữa cũng như bảo dưỡng hệ thống.
Sử dụng băng thụng một cỏch cú hiệu quả
Trong mụ hỡnh hiện nay, hệ thống điện thoại thiết lập một kờnh dành riờng giữa người gọi và người được gọi trong một cuộc gọi bỡnh thường. Đường truyền này sẽ khụng sử dụng được cho bất kỡ một mục đớch nào khỏc trong suốt quỏ trỡnh đàm thoại. Kĩ thuật TDM cho phộp hệ thống truyền nhiều cuộc gọi trờn một đường trung kế, tuy nhiờn kờnh dành riờng vẫn sử dụng tài nguyờn mạng nhiều hơn mức thực tế yờu cầu, đăc biệt tại những khoảng lặng trong quỏ trỡnh đàm thoại của bất kỡ một cuộc hội thoại trờn mạng.
Quản lý mạng hiệu quả hơn
Softswitch cũng cho phộp cỏc cụng ty quản lý mạng của mỡnh một cỏch cú hiệu quả hơn. Bờn cạnh việc cú thể giỏm sỏt và điều chỉnh hoạt động của mạng theo thời gian thực, khả năng truy nhập từ xa giỳp cho việc nõng cấp cũng như thay đổi cấu hỡnh mạng được thực hiện từ một trạm trung tõm, khụng nhất thiết phải đến tận nơi đặt thiết bị chuyển mạch.
Thời gian tiếp cận thị trường ngắn
Softswitch với cấu trỳc mở sẽ cho phộp chọn lựa đựơc sản phẩm tốt nhất cả về phần cứng, phần mềm và dịch vụ từ nhà cung cấp khỏc nhau. Cỏc nhà cung cấp dịch vụ cú thể lựa chọn những dũng sản phẩm tốt nhất từ đú cho phộp họ triển khai được rất nhiều tớnh năng, dịch vụ mới mà khụng cần quan tõm tới hóng cung cấp.
Do cấu trỳc mở, mà cỏc cụng ty phần mềm thứ ba cú thể phỏt triển cỏc sản phẩm phục vụ cho thoại và dữ liệu miễn là tuõn theo cỏc giao thức chuẩn và cỏc API mở như SIP, JAIN, XML hay thậm chớ cả H323 hoặc qua cỏc cấu trỳc Middleware như COBRA. Nhờ đú cỏc nhà cung cấp dịch vụ sẽ triển khai được ngày càng nhiều cỏc dịch vụ hội tụ trong thời gian ngắn và chi phớ thấp hơn nhiều so với PSTN.
An toàn đối với vốn đầu tư
Softswitch phỏt triển cỏc cơ sở dữ liệu mạng đó cú, cho phộp cỏc dịch vụ mới tương tỏc với cơ sở dữ liệu được kế thừa vỡ vậy cỏc nhà khai thỏc vẫn thu hồi được vốn đó đầu tư vào thiết bị mạng truyền thống, cựng lỳc đú vẫn triển khai được những dịch vụ mới hoạt động tốt trờn mụi trường mạng cú kiến trỳc phức tạp, khụng đồng nhất. Chức năng phiờn dịch giao thức đảm bảo cho tớnh tương thớch giữa rất nhiều hệ thống bỏo hiệu khỏc nhau như SS7, H.248/Megaco, IP, SIP, H.323, Q.931 v.v.. và giữa cỏc mạng riờng biệt như giữa hệ và hệ thống thống vụ tuyến mạng cỏp.
Điều đỏng núi là Softswitch hoạt động một cỏch “trong suốt ” đối với người sử dụng, cho phộp họ hưởng thụ chất lượng dịch vụ của thụng tin thoại, số liệu, video qua đường dõy điện thoại vốn cú của mỡnh (cựng với một chiếc PC) mà chẳng cần quan tõm tới kiến trỳc hạ tầng mạng. Cỏc hệ thống Softswitch tớch hợp được với cỏc thành phần mạng khỏc nhằm cung cấp cỏc dịch vụ phức tạp, cao cấp cho phộp điều khiển cuộc gọi đa giao thức và hỗ trợ cỏc ứng dụng đa phương tiện.
Bờn cạnh việc lặp lại cỏc chức năng của điện thoại truyền thống trờn một mạng IP chi phớ thấp hơn nhiều, Softswitch cho phộp cỏc nhà cung cấp xỏc lập, triển khai và điều hành cỏc dịch vụ mới, tớnh toỏn mức độ sử dụng cỏc dịch vụ đú để tớnh cước khỏch hàng trong cả hai hệ thống trả sau hay trả trước. Bằng cỏch sử dụng cỏc giao diện lập trỡnh mở (API) trong Softswitch, cỏc nhà phỏt triển cú thể tớch hợp dịch vụ mới hay thờm cỏc Server ứng dụng mới dễ dàng. Cỏc nhà khai thỏc cũng cú thể truy nhập tới cỏc danh mục cú sẵn để hỗ trợ cho cỏc dịch vụ nhận dạng cuộc gọi (Caller ID) hay trả lời cú chọn lọc (Selective Ringing).
2.6 Lộ trỡnh phỏt triển từ hệ thống GSM lờn W-CDMA
Sự phỏt triển nhanh chúng của cỏc dịch vụ số liệu mà trước hết là sự bựng nổ của Internet đó đặt ra cỏc yờu cầu mới đối với cụng nghiệp viễn thụng di động. Để đỏp ứng được cỏc dịch vụ mới đồng thời đảm bảo tớnh kinh tế hệ thống thụng tin di động thế hệ hai sẽ được chuyển đổi từng bước sang thế hệ ba. Cú thể tổng quỏt cỏc giai đoạn chuyển đổi này như sau:
Hỡnh 2.16 Lộ trỡnh phỏt triển từ hệ thống GSM lờn W-CDMA
HSCSD = High Speed Circuit Switched Data: Số liệu chuyển mạch kờnh tốc độ cao.
GPRS = General Packet Radio Service: Dịch vụ vụ tuyến gúi chung.
EDGE = Enhanced Data Rates for GSM Evolution: Tốc độ số liệu tăng cường để phỏt triển GSM.
2.6.1 Hệ thống thụng tin di động GSM:
Giai đoạn đầu của quỏ trỡnh phỏt triển GSM là phải đảm bảo dịch vụ số liệu tốt hơn. Tồn tại hai chế độ dịch vụ số liệu: chuyển mạch kờnh (CS: Circuit Switched) và chuyển mạch gúi (PS: Packet Switched) như sau:
Cỏc dịch vụ số liệu chếđộ chuyển mạch kờnh đảm bảo
Dịch vụ SMS.
Số liệu dị bộ cho tốc độ 14.4Kbps.
Fax băng tiếng cho tốc độ 14.4Kbps./ Thuc te 9.6Kbps.
Cỏc dịch vụ số liệu chếđộ chuyển mạch gúi đảm bảo
Chứa cả cỏc dịch vụ của chế độ chuyển mạch kờnh.