Xột trường hợp thuờ bao gọi đi là một thuờ bao thuộc mạng cung cấp dịch vụ
thoại truyền thống PSTN.
1) Khi cú một thuờ bao nhấc mỏy (thuộc PSTN) và chuẩn bị thực hiện cuộc gọi thỡ tổng đài nội hạt quản lý thuờ bao đú sẽ nhận biết trạng thỏi off-hook của thuờ bao. Và Signaling Gateway (SG) nối với tổng đài này thụng qua mạng SS7 cũng nhận biết được trạng thỏi mới của thuờ bao.
2) SG sẽ bỏo cho Media Gateway Controller (MGC) trực tiếp quản lý mỡnh thụng qua CA-F đồng thời cung cấp tớn hiệu dial-tone cho thuờ bao. Ta gọi MGC này là caller-MGC.
3) Caller-MGC gửi yờu cầu tạo kết nối đến Media Gateway (MG) nối với tổng đài nội hạt ban đầu nhờ MGC-F.
4) Cỏc số do thuờ bao nhấn sẽđược SG thu thập và chuyển tới caller- MGC.
5) Caller-MGC sử dụng những số này để quyết định cụng việc tiếp theo sẽ thực hiện. Cỏc số này sẽđược chuyển tới chức năng R-F và R-F sử dụng thụng tin lưu trữ của cỏc server để cú thể định tuyến cuộc gọi. Trường hợp đầu cuối đớch cựng loại với
đầu cuối gọi đi (nghĩa là cũng là một thuờ bao của mạng PSTN): nếu thuờ bao bị
gọi cũng thuộc sự quản lý của caller-MGC thỡ thực hiện bước (7). Nếu thuờ bao này thuộc sự quản lý của một MGC khỏc thỡ thực hiện bước (6). Cũn nếu thuờ bao này là một đầu cuối khỏc loại thỡ MGC sẽ đồng thời kớch hoạt chức năng IW-F để khởi
động bộđiều khiển tương ứng và chuyển cuộc gọi đi. Lỳc này thụng tin bỏo hiệu sẽ được một loại Gateway khỏc xử lý. Và quỏ trỡnh truyền thụng tin sẽ diễn ra tương tự như kết nối giữa 2 thuờ bao thoại thụng thường.
6) Caller-MGC sẽ gửi yờu cầu thiết lập cuộc gọi đến một MGC khỏc. Nếu chưa đến
đỳng MGC của thuờ bao bị gọi (ta gọi là callee-MGC) thỡ MGC này sẽ tiếp tục chuyển yờu cầu thiết lập cuộc gọi đến MGC khỏc cho đến khi đến đỳng callee- MGC. Trong quỏ trỡnh này, cỏc MGC trung gian luụn phản hồi lại MGC đó gửi yờu cầu đến nú. Cỏc cụng việc này được thực hiện bởi CA-F.
7) Caller-MGC gửi yờu cầu tạo kết nối với MG nối với tổng đài nội hạt của thuờ bao bị gọi (callee-MG).
8) Đồng thời callee-MGC gửi thụng tin đến callee-SG, thụng qua mạng SS7 sẽ làm rung chuụng thuờ bao bị gọi.
9) Khi callee-SG nhận được bản tin bỏo trạng thỏi của thuờ bao bị gọi (giả sử là rỗi) thỡ nú sẽ gửi ngược thụng tin này trở về callee-MGC.
10) Và callee-MGC sẽ phản hồi về caller-MGC để bỏo mỡnh đang liờn lạc với người
được gọi.
11) Callee-MGC gửi thụng tin để cung cấp tớn hiệu ring back tone cho caller-MGC, qua caller-SG đến người gọi.
12) Khi thuờ bao bị gọi nhấc mỏy thỡ quỏ trỡnh thụng bỏo tương tự cỏc bước trờn xảy ra: qua nỳt bỏo hiệu số 7, thụng tin nhấc mỏy qua callee-SG đến callee-MGC, rồi đến caller-MGC, qua caller-SG rồi đến thuờ bao thực hiện cuộc gọi.
13) Kết nối giữa thuờ bao gọi đi và thuờ bao bị gọi được hỡnh thành thụng qua caller- MG và callee-MG.
14) Khi chấm dứt cuộc gọi thỡ quỏ trỡnh sẽ diễn ra tương tự như lỳc thiết lập.
2.2.6. Ưu điểm của Softswitch
Chuyển mạch mềm cú một sốưu điểm sau đõy:
- Tạo cơ hội mới về doanh thu: Sự ra đời của cỏc dịch vụ mới đem lại doanh thu cao hơn so với cỏc dịch vụ thoại truyền thống.
- Thời gian tiếp cận thị trường ngắn: Nhờ cụng nghệ mới dựa trờn phần mềm mở - cú thể dễ dàng, nhanh chúng triển khai cỏc dịch vụ mới.
- Khả năng thu hỳt khỏch hàng: Cung cấp cho khỏch hàng nhiều dịch vụ hấp dẫn
đồng thời cho phộp họ tự lựa chọn và kiểm soỏt cỏc dịch vụ mỡnh sử dụng.
- Giảm chi phớ xõy dựng mạng: Việc chi phớ cho phần mềm đũi hỏi những khoản
đầu tư lớn như chi phớ cho cỏc cơ cầu phần cứng do đú chi phớ xõy dựng giảm
đỏng kể.
- Giảm chi phớ điều hành mạng: cũng nhờ việc sử dụng phần mềm, sẽ khụng cũn những tổng đài lớn tập trung, tiờu tốn năng lượng và nhõn lực điều hành. Cỏc chuyển mạch giờ đõy sẽ là cỏc mỏy chủ phõn tỏn trờn mạng và được điều khiển bởi cỏc giao diện thõn thiện với người dựng GUI.
- Sử dụng băng thụng một cỏch hiệu quả: việc sử dụng mạng lừi IP cho đó cho phộp tận dụng được băng thụng một cỏch hiệu quả.
- Quản lý mạng hiệu quả: Softswitch cho phộp giỏm sỏt và điều chỉnh hoạt động của mạng theo thời gian thực đồng thời cú thể nõng cấp cấu hỡnh mạng từ xa. - Cải thiện dịch vụ: việc dễ dàng nõng cấp phần mềm cho phộp cỏc dịch vụ được
cung cấp một cỏch nhanh chúng và giỏ thành hạ.
- Tiết kiệm khụng gian đặt thiết bị: nhờ cú kớch thước nhỏ và hoạt động phõn tỏn nờn chuyển mạch mềm tiết kiệm được khụng gian đặt thiờt bị một cỏch đỏng kể. - Cung cấp mụi trường tạo lập dịch vụ mềm dẻo.
- An toàn vốn đầu tư: do hoạt động trờn hạ tầng cơ sở cú sẵn nờn cỏc nhà khai thỏc vừa thu hồi được vốn đầu tư vào mạng cũ vừa thu được lợi nhuận từ dịch vụ do mạng mới cung cấp.
2.3. So sỏnh Chuyển mạch mềm và Chuyển mạch kờnh
Việc so sỏnh giữa chuyển mạch mềm và chuyển mạch kờnh dựa trờn một số tiờu trớ cơ bản sau đõy: đặc tớnh chuyển mạch (về phần cứng và phần mềm), cấu trỳc chuyển mạch (cỏc thành phần cơ bản và sự liờn hệ giữa chỳng).
2.3.1. Đặc tớnh chuyển mạch
Đặc tớnh hai mạng cú sự khỏc biệt lớn, được thể hiện trờn hinh vẽ:
Hỡnh 2.7 - Kiến trỳc PSTN và NGN
Hỡnh 2.8cho thấy trong chuyển mạch mềm, cỏc thành phần cơ bản của hệ thống chuyển mạch là cỏc module riờng biệt nhau, phần mềm xử lý điều khiển cuộc gọi khụng phụ thuộc vào phần cứng chuyển mạch vật lý cũng như mụi trường lừi truyền thụng tin. Thiết bị Softswitch cú thể thực hiện được chức năng của cỏc tổng đài điện tử
truyền thống, tớch hợp được cả chức năng của tổng đài nội hạt hoặc Tandem với chức năng tổng đài doanh nghiệp (PBX). Hơn nữa Softswitch tạo ra sự liờn kết giữa mạng IP
và mạng truyền thống, điều khiển và chuyển mạch lưu lượng hỗn hợp thoại - dữ liệu - video.
Cũn đối với chuyển mạch truyền thống thỡ tất cả phần đều được tớch hợp trong một phần cứng.
Để hiểu rừ về sự khỏc nhau giữa đặc tớnh của chuyển mạch mềm và chuyển mạch kờnh, chỳng ta so sỏnh theo một số tiờu trớ như sau:
• Phương thức chuyển mạch cơ bản
Như tờn gọi của nú, chuyển mạch mềm là việc thực hiện chuyển mạch dựa trờn phần mềm. Thiết bị chuyển mạch mềm chỉ thực hiện chuyển mạch giữa cỏc kờnh ảo, trong đú mỗi kờnh ảo tương ứng với một kờnh mang. Cỏc kờnh mang thoại khụng đi qua Softswitch mà chỉ đi qua cỏc Media Gateway rồi vào mạng gúi. Khi Softswitch thực hiện chuyển mạch giữa hai kờnh ảo nào đú, nú sẽ bỏo cho Media Gateway biết qua giao thức MGCP để chỉ ra đường đó định tuyến cho cỏc kờnh mang.
Đối với mạng mạch kờnh, kờnh mang thoại sẽ được định tuyến qua tổng đài và
được chuyển mạch theo phương thức điện tử tại tổng đài. • Bỏo hiệu
Trong chuyển mạch mềm, hai kờnh bỏo hiệu và thoại khụng chỉ là hai kờnh riờng biệt mà chỳng cũn được truyền trờn hai kờnh kết nối khỏc nhau. Thụng tin bỏo hiệu
được truyền qua Signalling Gateway, thụng tin thoại được truyền qua Media Gateway. Cũn trong chuyển mạch kờnh, kờnh bỏo hiệu và kờnh thoại là hai kờnh khỏc nhau nhưng cựng truyền đến một điểm xử lý trờn cựng đường dõy, hay núi cỏch khỏc là trờn cựng kết nối vật lý. Kờnh bỏo hiệu được thiết lập trước sau đú kờnh thoại mới được thiết lập.
• Sự phụ thuộc giữa phần mềm và phần cứng
Do trong chuyển mạch kờnh, kờnh đầu vào và đầu ra được nối cố định với nhau nờn việc định tuyến cuộc gọi và xử lý đặc tớnh của cuộc gọi cú mối liờn hệ chặt chẽ với phần cứng của chuyển mạch. Núi cỏch khỏc, phần mềm điều khiển trong chuyển mạch kờnh phụ thuộc rất nhiều vào phần cứng.
Trong chuyển mạch mềm, tổng đài cú kết cấu module, cỏc chương trỡnh phần mềm được xõy dựng theo cỏc chuẩn mở do đú cú tớnh mềm dẻo và linh hoạt cao, dễ
dàng khai thỏc những dịch vụ mới. • Giỏ thành
Sự ra đời của chuyển mạch mềm đó tạo ra khả năng giảm chi phớ xõy dựng và
điều hành mạng vỡ thế mà giỏ thành cho cuộc gọi giảm đi đỏng kể.
Chi phớ xõy dựng cho cỏc hệ thống sử dụng chuyển mạch mềm là chi phớ cho phần mềm, khụng theo kiểu chi phớ cho cỏc cơ cấu chuyển mạch kờnh trước đõy. Do đú khụng đũi hỏi phải cú vốn đầu tư ban đầu lớn mà chi phớ xõy dựng sẽ tăng tuyến tớnh theo nhu cầu và số lượng khỏch hàng. Cỏc nhà khai thỏc cú thể khởi đầu phục vụ cho một số lượng nhỏ khỏch hàng nhưng vẫn cung cấp đầy đủ cỏc dịch vụ thụng qua cỏc nhà khai thỏc lớn hơn. Đõy là điểm khỏc biệt vỡ chuyển mạch truyền thống luụn được thiết kế với tập tớnh năng và qui mụ lớn hơn nhiều so với số lượng khỏch hàng và nhu cầu dịch vụ thực tế.
Chi phớ điều hành mạng được giảm đi một phần do phần mềm chuyển mạch thế
hệ mới Softswitch cho phộp khỏch hàng tự lựa chọn, kiểm soỏt quỏ trỡnh sử dụng dịch vụ của mỡnh, giỳp giảm cụng việc của nhà điều hành mạng. Hơn nữa khi sử dụng chuyển mạch mềm sẽ khụng cũn cỏc tổng đài lớn tập trung, tiờu tốn năng lượng và nhõn lực điều hành. Cỏc chuyển mạch giờ đõy sẽ là cỏc mỏy chủ đặt phõn tỏn trong mạng được điều khiển với cỏc giao diện thõn thiện với người dựng.
Kiến trỳc tổng đài độc quyền làm cho cỏc nhà khai thỏc gần như phụ thuộc hoàn toàn vào cỏc nhà cung cấp tổng đài. Điều này khụng những làm giảm sức cạnh tranh cho cỏc nhà khai thỏc, đặc biệt là những nhà khai thỏc nhỏ, mà cũn tốn nhiều thời gian và tiền bạc khi muốn nõng cấp và ứng dụng cỏc phần mềm mới.
• Tương thớch với đầu vào
Trong chuyển mạch kờnh, cỏc nhà cung cấp đưa ra tất cả cỏc giải phỏp trong: một khối chuyển mạch duy nhất: phần cứng, phần mềm và trỡnh ứng dụng. Do đú, khỏch hàng sẽ phụ thuộc hoàn toàn vào nhà cung cấp: khụng cú đổi mới, chi phớ vận hành và bảo dưỡng cao. Người ta lắp đặt một tổng đài để phục vụ một số lượng lớn khỏch hàng
nhưng lại khụng thớch hợp khi chỉ cần phục vụ vài nghỡn thuờ bao vỡ chi phớ quỏ tốn kộm.
Khắc phục vấn đề này, trong chuyển mạch mềm, cỏc giải phỏp được đưa ra từ
nhiều nhà cung cấp, ở nhiều mức độ khỏc nhau với nhiều sản phẩm nguồn mở theo chuẩn. Khỏch hàng của chuyển mạch kờnh cú thể tự do lựa chọn những sản phẩm tốt nhất để xõy dựng từng lớp mạng trong hệ thống. Cỏc chuẩn mở cho phộp mở rộng và giảm chi phớ.
• Khả năng sử dụng đa phương tiện
Với hệ thống truyền thống, việc thực hiện đa dịch vụ là rất khú khăn và phải đồng thời triển khai trờn cỏc hệ thống khỏc nhau tại cựng một điểm. Ngoài ra, việc tiến sõu hơn trong việc cung cấp đa dịch vụ theo nhu cầu của hiện tại và tương lai là điều khụng thể thực hiện được.
Khả năng sử dụng đa phương tiện là một trong những mục tiờu chớnh của việc xõy dựng mạng thế hệ sau, vỡ vậy kiến trỳc Module và phần mềm được xõy dựng theo chuẩn mở đó cung cấp cỏc dịch vụ đa phương tiện một cỏch đa dạng, linh hoạt và nhanh chúng.
• Lưu lượng
Khi lưu lượng truyền dữ liệu bắt đầu bằng và vượt quỏ lưu lượng thoại trờn mạng viễn thụng, sẽ kinh tế hơn nếu chỳng ta cũng truyền thoại trờn mạng chuyển mạch gúi. Sự hội tụ này sẽ giỳp giảm chi phớ hoạt động và bảo dưỡng những mạng riờng rẽ. Tuy nhiờn cũng cú nhiều vấn đề gắn với việc duy trỡ mạng chuyển mạch kờnh là những mức
độ dịch vụ cú thể cung cấp thời gian thực trờn mạng chuyển mạch gúi, vỡ trờn mạng chuyển mạch gúi khụng phải lỳc nào cũng đủ dung lượng để duy trỡ khả năng truyền dữ
liệu đỏp ứng thời gian thực. Trong mạng chuyển mạch gúi cú thể xảy ra một số trường hợp như: gúi dữ liệu bị mất, bị trễ, khi xảy ra tỡnh trạng nghẽn mạch, những trường hợp này khụng được mong muốn trong quỏ trỡnh truyền thoại.
Trong mạng chuyển mạch kờnh, những kờnh lưu lượng được thiết lập giữa những người sử dụng sau khi một sốđược quay và kờnh này được duy trỡ cho cuộc gọi đú cho
trước khi truyền dữ liệu (connection oriented) cung cấp cho người sử dụng với đảm bảo là lưu lượng thoại sẽ khụng bịđứt quóng.
• Cỏc loại dữ liệu hỗ trợ
Softswitch hỗ trợ tất cả cỏc dịch vụ thoại, fax truyền thống, ngoài ra cũn cú thể
cung cấp nhiều dịch vụ khỏc như cỏc dịch vụ dữ liệu, dịch vụ thoại, thoại video và hội nghị qua IP...
• Độ dài cuộc gọi
Nếu như trong chuyển mạch kờnh, cuộc gọi thoại chỉ thực hiện được trong khoảng thời gian tương đối ngắn thỡ cuộc gọi trong mạng chuyển mạch mềm độ dài cuộc gọi được hỗ trợ thực hiện trong khoảng thời gian khụng giới hạn.
• Đặc tớnh phần cứng
Đối với hệ thống chuyển mạch kờnh truyền thống, trong cấu trỳc phần cứng của tổng đài tập trung toàn bộ cỏc chức năng bỏo hiệu, chuyển mạch và điều khiển cuộc gọi. Cỏc phần này cú mối quan hệ chặt chẽ với nhau nờn tổng đài chuyển mạch kờnh rất cồng kềnh.
Softswitch cho phộp cỏc ứng dụng được thi hành tại bất cứ khu vực nào trờn mạng. Mạng cú thể được sắp xếp sao cho cỏc mỏy chủ được bố trớ gần những nơi mà nú thực sự là tài nguyờn quan trọng. Cỏc ứng dụng và tài nguyờn cú nhiệm vụ cung cấp cỏc dịch vụ và tớnh năng mới khụng nhất thiết phải đặt tại cựng một nơi trờn mạng. Hơn thế nũa, cỏc thành phần của mạng NGN, đặc biệt là cỏc MGC sử dụng chuyển mạch mềm Softswitch cú kớch thước nhỏ và cú tớnh phõn tỏn nờn cú kớch thước nhỏ và khụng gian đặt thiết bị cũng gọn hơn.
2.3.2. Cấu trỳc chuyển mạch
Cỏc hệ thống viễn thụng truyền thống chưa cú được tớnh năng mở cho mụi trường multi-vendor, chẳng hạn như chưa cú được cỏc giao diện lập trỡnh mở (API) hay chưa thể làm việc trong mụi trường đa giao thức. Đõy là một nhược điểm rất lớn gõy khụng ớt khú khăn cho nhà vận hành mạng.
Ngoài ra, nếu như chuyển mạch kờnh mang tớnh độc quyền, riờng biệt của từng nhà sản xuất thỡ chuyển mạch mềm đó phỏ vỡ thếđộc quyền của cỏc nhà sản xuất tổng
đài điện tử dung lượng lớn. Sự ra đời của chuyển mạch mềm tạo cơ hội cho cỏc cụng ty khỏc tham gia thị trường bởi toàn bộ hệ thống sử dụng cỏc giao thức chuẩn, hoạt động trờn nền cỏc hệ thống mỏy chủ cú kiến trỳc mở.
Sự tương ứng giữa chuyển mạch mềm và chuyển mạch kờnh được thể hiện trờn hỡnh vẽ dưới đõy:
Hỡnh 2.8 - Cấu trỳc chuyển mạch kờnh và chuyển mạch mềm
Trong chuyển mạch kờnh, tổng đài là một thiết bị hết sức phức tạp thực hiện việc số hoỏ tớn hiệu thoại của thuờ bao (đối với thuờ bao tương tự) và thực hiện chuyển mạch, ghộp cỏc luồng PCM tớn hiệu số.
Từ hỡnh 2.9 ta thấy trong chuyển mạch mềm cỏc thành phần cơ bản của hoạt
động chuyển mạch là cỏc Module riờng biệt nhau, phần mềm điều khiển xử lý cuộc gọi khụng phụ thuộc vào phần cứng chuyển mạch vật lý cũng như mụi trường lừi truyền thụng tin.
Túm lại, những điểm khỏc nhau chớnh giữa Chuyển mạch mềm và Chuyển mạch kờnh được tổng kết trong bảng dưới đõy: