3.2.1 Mô hình tích hợp VoIP trong mạng thế hệ mới NGN tại VNPT-I
Mô hình thiết kế mạng thế hệ mới NGN tại VNPT-I bao gồm sự kết hợp giữa thoại truyền thống (TDM) và thoại qua nền IP (VoIP).
Việc thiết kế các thành phần trong hệ thống mạng giữa hai site HNI và HCM tại công ty là khá tương đồng nhau, do đó ta chỉ cần xem xét mô hình mạng tại một site, tại site còn lại là hoàn toàn tương tự. Hình sau mô tả giải pháp tích hợp VoIP vào mạng thế hệ mới NGN tại VNPT-I (giải pháp được đưa ra bởi CISCO):
SBC IPcore International TDM Exchange National TDM Exchange E1 HiG-1800 HiG-1800 Switch 6504 Switch 6504 IP Internet
VoIT, VoIP Exchange
VoIT (SIP, H.323) NetM E1 E1 Switch 6504 NGN HCM National TDM Exchange International TDM Exchange ĐNG HCM Router 7606 Router 7606 VoIP (SIP, H.323) IP
VoIT, VoIP Exchange
IPLC VoIP (SIP, H.323) Firewall STP HiG-1800 SBC HiE-9200 (SIP, H.323) HiE-9200
66
Từ mô hình ta có thể thấy giải pháp tích hợp VoIP vào mạng thế hệ mới NGN tại VNPT-I bao gồm các thành phần sau:
- SBC (Session Border Controller): là bộ điều khiển phiên tại biên có nhiệm vụ kết nối tổng đài NGN với các tổng đài IP nội địa và quốc tế thông qua các giao thức SIP/H.323. Như vậy, SBC vừa đóng vai trò giống như một Gateway IP của tổng đài NGN (được Softswitch HiE-9200 điều khiển thông qua giao thức báo hiệu SIP), vừa đóng vai trò điều khiển cuộc gọi IP với các đối tác IP khác. Hệ thống bao gồm hai SBC được thiết lập cấu hình chạy active/standby nhằm mục đích backup cho nhau trong trường hợp SBC còn lại bị lỗi.
- Router Cisco 7600 series: đóng vai trò kết nối NGN với các đối tác IP qua đường dây kết nối trực tiếp IPLC (International Private Line Circuit), thông thường là các đường dây E1 với giao diện kết nối là Ethernet. Các kết nối này tại công ty thường được gọi là kết nối VoIP. Tại mỗi vùng chỉ trang bị một Router Cisco 7606.
- Switch Cisco 6500 series: đóng vai trò kết nối NGN với các đối tác IP thông qua mạng IP-Core của công ty sau đó chạy ra mạng Internet. Các kết nối này tại công ty thường được gọi là kết nối VoIT (Voice over Internet). Hệ thống bao gồm hai Switch Cisco 6504 chạy giao thức VRRP (Virtual Router Redundancy Protocol) nhằm mục đích backup cho nhau trong trường hợp Switch Cisco 6504 còn lại bị lỗi.
Như vậy cuộc gọi IP sẽ được điều khiển và xử lý chính tại Softswitch HiE-9200, sau đó HiE-9200 gửi lệnh đến SBC để điều khiển cuộc gọi tới các đối tác IP. Sau khi cuộc gọi từ SBC được gửi tới Switch 6504 sẽ xảy ra ba trường hợp:
- Cuộc gọi chạy qua Router 7606 qua đường kết nối IPLC đến đối tác.
- Cuộc gọi chạy qua mạng IP-Core vào tới Switch 6504 HCM, sau đó chạy qua Router 7606 HCM rồi qua đường kết nối IPLC đến đối tác.
67
3.2.2 So sánh hệ thống VoIP mới với hệ thống VoIP cũ tại VNPT-I
Để so sánh hệ thống VoIP mới với hệ thống VoIP cũ tại VNPT-I ta cần xem xét mô hình hệ thống VoIP cũ tại VNPT-I, chỉ ra các nhược điểm của nó. Từ đó sẽ rút ra được các ưu điểm của hệ thống VoIP mới so với hệ thống VoIP cũ và lý do tại sao hệ thống VoIP mới được sử dụng để thay thế cho hệ thống VoIP cũ tại công ty.
3.2.2.1 Mô hình hệ thống VoIP cũ tại VNPT-I
Trước tiên ta sẽ đi nghiên cứu sơ qua, phân tích để chỉ ra các nhược điểm của hệ thống VoIP cũ tại VNPT-I. Hình sau mô tả kết nối mạng VoIP cũ đặt tại HNI của VNPT-I được triển khai bởi CISCO vào năm 2000:
68
a. Các thành phần trong hệ thống
- GW (Gateway): kết nối mạng VoIP với mạng TDM truyền thống, dùng để chuyển đổi thoại từ TDM sang IP và ngược lại.
- SLT (Signaling Link Terminal): kết nối báo hiệu với mạng TDM truyền thống, chuyển đổi báo hiệu từ C7 sang IP và ngược lại.
- GK (Gatekeeper): định địa chỉ, xác thực các thiết bị đầu cuối và các Gateway, quản lý băng thông và định tuyến cuộc gọi.
- SC (Signaling Controller): điều khiển báo hiệu IP trong mạng VoIP.
- FW (Firewall): kiểm soát giao thông dữ liệu vào/ra giữa mạng VoIP của công ty với các mạng IP bên ngoài.
- TACAS (Terminal Access Controller Access-Control System): máy chủ kiểm soát tập trung việc truy nhập mạng VoIP từ xa.
- LMS Server (LAN Management Solution Server): máy chủ quản lý, giám sát toàn bộ mạng VoIP.
- ACS (Accounting Control Server): máy chủ dùng để ghi cước của toàn hệ thống VoIP.
- SW (Switch): kết nối các thành phần trong mạng VoIP với nhau. - RT (Router): kết nối tới mạng VoIP của các đối tác khác.
b. Nhược điểm của hệ thống VoIP cũ tại VNPT-I:
Trong quá trình vận hành, khai thác hệ thống VoIP cũ tại công ty viễn thông quốc tế VNPT-I, tôi nhận thấy hệ thống VoIP cũ có một số nhược điểm cơ bản như sau:
Góc độ kỹ thuật:
Người dùng phải có tốc độ đường truyền truy cập Internet tốc độ cao để có được nhiều dịch vụ điện thoại VoIP. Điều này có thể thông qua một DSL (Digital Subscriber Line), T1, Cable Modem thông qua truyền hình cáp TV. FiOS (Fiber Optic Service) … hoặc một số phương pháp truy cập Internet tốc độc cao khác.
69
Người dùng phải mua hoặc có được một thiết bị gọi là bộ định tuyến VoIP (VoIP Adapter), nó được biết như một ATA (Analog Teminal Adapter) hoặc có được một card VoIP cho hệ thống doanh nghiệp của người dùng để sử dụng SIP trunks.
Giới hạn về thiết bị đầu cuối VoIP: thường đắt đỏ hơn so với các thiết bị đầu cuối truyền thống. Ngoài ra, thiết bị đầu cuối VoIP thường có nhiều chức năng hơn các thiết bị đầu cuối truyền thống khác, tuy nhiên theo thói quen thì phần lớn người dùng thông thường lại không sử dụng đến nhiều chức năng được tích hợp trên các thiết bị VoIP, và việc cấu hình thiết bị VoIP đối với một số người dùng thông thường đôi khi là khó khăn. Từ đó dẫn đến người dùng phổ thông sẽ ít chịu bỏ ra chi phí ban đầu để mua thiết bị đầu cuối VoIP so với các thiết bị đầu cuối truyền thống.
Các dịch vụ khẩn cấp 911 không được hỗ trợ sẵn. Trong trường hợp khẩn cấp, nếu người dùng không thể nói rõ thì nhà điều hành sẽ không xác định rõ được vị trí của người dùng.
Kỹ thuật phức tạp: giao thức Internet (hay các mạng số liệu khác) thực chất không phải được thiết kế để truyền các thông tin thời gian thực như thông tin thoại. Việc truyền tín hiệu thoại theo thời gian thực trên mạng chuyển mạch gói là rất khó thực hiện do trễ gói, mất gói trên mạng là không tránh khỏi. Để cho chất lượng dịch vụ chấp nhận được, cần thiết phải có một kỹ thuật nén tín hiệu đạt được những yêu cầu khắt khe: có tỉ số nén lớn (để giảm được tốc độ bit xuống), có khả năng suy đoán và tái tạo lại thông tin của các gói tin bị thất lạc…. Tốc độ xử lý của các bộ Codec (Coder and Decoder) phải đủ nhanh để không làm gián đoạn cuộc đàm thoại. Đồng thời cơ sở hạ tầng mạng cũng cần phải nâng cấp lên các công nghệ mới như Frame- Relay, MPLS… để có tốc độ cao hơn và phải có một cơ chế thực hiện chức năng QoS (Quality of Service).
Chất lượng dịch vụ chưa cao: hạn chế của dịch vụ thoại IP so với dịch vụ thoại truyền thống là chất lượng dịch vụ và khả năng truy cập dịch vụ. Các mạng số liệu vốn dĩ không phải xây dựng với mục đích truyền thoại thời gian thực, vì vậy khi truyền thoại qua mạng số liệu cho chất lượng cuộc gọi không đảm bảo được trong
70
trường hợp mạng xảy ra tắc nghẽn hoặc có độ trễ lớn. Tính thời gian thực của tín hiệu thoại đòi hỏi chất lượng truyền dữ liệu cao và ổn định. Một yếu tố làm giảm chất lượng thoại nữa là kỹ thuật nén để tiết kiệm đường truyền. Nếu nén xuống dung lượng càng thấp thì kỹ thuật nén càng phức tạp, cho chất lượng không cao và đặc biệt là thời gian xử lỹ sẽ lâu, gây trễ.
Hạn chế về chất lượng dịch vụ có nguyên nhân không phải do công nghệ VoIP mà do chính sách về chất lượng được thiết lập trước đó trên mạng Internet: dịch vụ chỉ được cung cấp với “chất lượng tốt nhất có thể” và do đó không đảm bảo hoàn toàn yêu cầu trong truyền tín hiệu thời gian thực. Mức độ phức tạp của mạng cũng như các kết nối mạng cũng là yếu tố quyết định chất lượng dịch vụ. Một yếu tố khác cũng ảnh hưởng đến chất lượng dịch vụ thoại IP là do trên mạng Internet, dịch vụ IP phải chia sẻ đường truyền cùng lúc với nhiều dịch vụ khác. Nếu so sánh, một kênh tín hiệu thoại chỉ sử dụng khoảng 30% năng lực trong khi trên Internet tỉ lệ này là 100%.
Một ví dụ chất lượng dịch vụ trong mạng VoIP là vấn đề về tiếng vọng. Nếu như trong thoại PSTN do độ trễ thấp nên tiếng vọng không ảnh hưởng nhiều thì trong mạng VoIP, do trễ gói lớn nên tiếng vọng ảnh hưởng nhiều đến chất lượng thoại. Vì vậy, khử tiếng vọng cũng là một yêu cầu đặt ra với mạng VoIP.
Ngày nay, sự nổi lên của các ứng dụng điện thoại IP như Skype, Viber… cho phép người dùng thông thường, đơn giản chỉ cần cài đặt ứng dụng lên máy tính, smartphone… là có thể dễ dàng thực hiện được cuộc gọi IP qua Internet với người dùng khác cùng sử dụng ứng dụng tương tự mà lại hoàn toàn không mất phí với chất lượng cuộc gọi chấp nhận được. Điều đó khiến cho VoIP ngày càng thu hẹp lại và ít được sử dụng tại các doanh nghiệp viễn thông ngày nay.
Góc độ người khai thác hệ thống:
Thông thường tại một công ty viễn thông sẽ bao gồm nhiều hệ thống mạng khác nhau như TDM, VoIP…. Đối với hệ thống VoIP cũ, VoIP là một hệ thống riêng. Do đó dẫn đến một số khó khăn trong quá trình khai thác các hệ thống trong công việc
71
của nhân viên khai thác hệ thống hoặc phải phân công từng bộ phận chuyên trách để quản lý các hệ thống riêng biệt.
Vốn đầu tư ban đầu cho hệ thống VoIP cao do không thể tích hợp sâu vào cùng với các tổng đài TDM cũ của công ty (do hệ thống VoIP là một hệ thống riêng, đứng độc lập với các hệ thống TDM truyền thống).
Phải triển khai, lắp đặt khá nhiều Gateway trong hệ thống để kết nối tới các tổng đài TDM (nguyên nhân là do số lượng cổng kết nối của các Gateway là khá hạn chế, ngoài ra đối với các hướng kết nối quan trọng thì cần triển khai, lắp đặt nhiều hơn một Gateway nhằm mục đích backup trong trường hợp Gateway gặp sự cố) dẫn đến mất nhiều kinh phí đầu tư, đặc biệt là khi số lượng đối tác TDM tăng lên, hoặc có nhu cầu tăng thêm kênh với các đối tác TDM có sẵn.
Về mặt tính cước: mỗi hệ thống tổng đài TDM, VoIP… trong cùng công ty lại cho ra số liệu cước với file cước gốc (thường được gọi là CDR - Call Detail Record) có các định dạng file, các trường cước cũng như khoảng thời gian định kỳ xuất cước là khác nhau và không đồng nhất. Từ đó dẫn đến công ty phải đầu tư thêm chi phí cũng như nhân công để xây dựng các chương trình tính cước riêng cho mỗi hệ thống tổng đài của công ty. Ngoài ra, giữa các tổng đài này trong cùng công ty luôn cần phải có các kết nối trực tiếp với nhau nhằm mục đích backup cho nhau trong các trường hợp gặp sự cố, hoặc khi có chính sách điều tiết lưu lượng trong toàn bộ mạng lưới của công ty, dẫn đến việc tính cước của các tổng đài trong công ty bị chồng chéo lẫn nhau gây khó khăn cho quá trình tính cước do việc tính cước không được tập trung.
Việc khai báo, tạo mới hoặc chỉnh sửa thông số của các kênh mạch kết nối tới các đối tác không được tập trung. Với mỗi tổng đài TDM, VoIP…, nhân viên khai thác hệ thống lại phải sử dụng một giao diện dòng lệnh khác nhau.
Khi gặp các sự cố liên quan đến mất liên lạc các kênh mạch trên nhiều hệ thống khác nhau như TDM, VoIP… hoặc các sự cố liên quan đến lỗi thiết bị, nhân viên khai thác tổng đài không tập trung xử lý được trên cùng một giao diện mà phải thực hiện
72
thao tác lệnh xử lý trên khá nhiều giao diện tổng đài khác nhau, hoặc mất nhiều thời gian cần thiết để phân đoạn lỗi, dẫn đến có thể xảy ra nhầm lẫn gây ra những lỗi không đáng có trong quá trình xử lý sự cố.
Dựa vào các nhược điểm đã phân tích phía trên ta thấy cần phải tìm biện pháp nghiên cứu để cho hệ thống VoIP, cụ thể là hệ thống VoIP tại công ty viễn thông quốc tế VNPT-I được tốt hơn có như vậy mới có thể cạnh tranh được trong môi trường cạnh tranh khốc liệt ngày nay.
3.2.2.2 Ưu điểm của hệ thống VoIP mới so với hệ thống VoIP cũ tại VNPT-I
NGN là hệ thống mạng mở, do đó ta có thể tích hợp thêm các hệ thống khác vào NGN bất cứ khi nào có nhu cầu mà không phải đầu tư xây dựng lại một hệ thống mạng hoàn toàn mới giúp tiết kiệm chi phí đầu tư.
Xu thế là tất cả các hệ thống đều tích hợp vào NGN. Do đó sẽ không còn các kết nối chồng chéo giữa các hệ thống mạng trong công ty, tất cả các hệ thống đều kết nối chung đến NGN. Từ đó dẫn đến mô hình mạng lưới của công ty sẽ rõ ràng, dễ dàng trong việc quản lý hơn.
Do các cuộc gọi qua kết nối TDM hay IP đều được xử lý và điều khiển bởi HiE- 9200 nên các bản ghi chi tiết cuộc gọi (CDR) đều được ghi lại trong bản ghi cước của tổng đài NGN. Trung tâm tính cước của công ty chỉ cần lấy và xử lý trên các bản ghi cước này là có thể tính cước cho toàn bộ hệ thống mạng mà không phải xử lý trên nhiều loại bản ghi cước khác nhau của các hệ thống khác nhau.
Thông thường, theo chính sách kinh doanh của công ty, yêu cầu định tuyến lưu lượng diễn ra và thay đổi liên tục theo từng ngày. Khi đó, việc định tuyến lưu lượng cũng sẽ trở nên đơn giản hơn rất nhiều do ta chỉ cần thực hiện khai báo định tuyến trên một tổng đài duy nhất là NGN, giúp tiết kiệm tối đa thời gian có thể.
Kết nối NGN với các tổng đài TDM được tập trung trên MG HiG-1800. Trên HiG-1800 có thể lắp tối đa 7 card E1, mỗi card E1 có 60xE1, do đó mỗi HiG-1800 có thể có tối đa 420xE1. Như vậy, ta có thể tập trung rất nhiều kết nối với các tổng
73
đài TDM trên một Media Gateway duy nhất, giúp giảm chi phí đầu tư Gateway so với hệ thống VoIP cũ.
Giảm thiểu được các bộ Signaling Controller (bộ điều khiển báo hiệu) và Gatekeeper (bộ giữ cổng có chức năng xử lý, điều khiển cuộc gọi) do các chức năng này đã được tích hợp trực tiếp trên HiE-9200 và SBC.
Đi sâu vào cấu hình hệ thống, ta thấy các kênh mạch TDM và VoIP được khai báo trên HiE-9200 đều có chung một dạng là các kênh mạch ảo như sau:
74
Dựa vào bảng trên ta có thể thấy HiE-9200 đối xử với các kênh mạch TDM và VoIP là hoàn toàn tương tự như nhau, gần như không có sự phân biệt. Do đó khi khai thác hệ thống, người khai thác có thể coi các kênh mạch TDM và VoIP như cùng loại, không cần quan tâm đến sự khác biệt giữa kênh mạch TDM và VoIP. Từ đó tạo sự dễ dàng, đơn giản trong việc khai thác hệ thống.
Như vậy việc khai báo, quản lý, giám sát và kiểm tra các kết nối TDM và VoIP