Bỏo hiệu từ mạng PSTN gửi sang mạng NGN, để tạo lập liờn kết giữa cỏc đầu cuối của hai mạng, nhận được ở SG hoặc MG. Với bỏo hiệu MFC R2 hay cỏc cuộc gọi ISDN từ PSTN (sử dụng Q931), cỏc gateway sẽ nhận cỏc bản tin bỏo hiệu và ỏnh xạ
(mapping) cỏc thụng tin cuộc gọi vào cỏc trường của bản tin bỏo hiệu trong mạng NGN (H.323, MGCP…) và gửi tới phần điều khiển tương ứng của Softswitch.
Với bỏo hiệu kờnh riờng SS7, kờnh bỏo hiệu SS7 (data link) được kết cuối tại SG (một số trường hợp SG được tớch hợp trong MG). SG cung cấp việc kết nối bỏo hiệu trong suốt giữa chuyển mạch kờnh và mạng IP. SG cú thể kết cuối SS7 hoặc chuyển
đổi và chuyển tiếp qua mụi trường IP tới Call Agent hay cỏc phần xử lớ cuộc gọi tương
ứng của hệ thống Softswitch. Mạng VoIP sử dụng bỏo hiệu SS7 over IP qua giao thức SIGTRAN.
3.3.2.1. Giao thức SIGTRAN (SIGnalling TRANsport)
Giao thức sigtran là giao thức tin cậy để truyền tải cỏc bản tin SS7 qua mạng IP. Cấu trỳc gồm 2 phần: lớp truyển tải chung cho cỏc lớp giao thức SS7 và module tương thớch để giả lập cỏc lớp thấp hơn của giao thức.
Giao thức sigtran cung cấp tất cả cỏc chức năng cần thiết để hỗ trợ cho bỏo hiệu SS7 qua mạng IP, bao gồm:
- Điều khiển luồng
- Phõn phối tuần tự cỏc bản tin trong cỏc luồng điều khiển độc lập - Chỉ ra điểm bỏo hiệu nguồn và đớch
- Chỉ ra kờnh thoại
- Phỏt hiện lỗi, truyền lại và cỏc thủ tục sửa sai khỏc
- Khụi phục lại cỏc thành phần nằm trong cỏc đường chuyển tiếp - Điều khiển trỏnh nghẽn trờn Internet
- Xỏc định trạng thỏi của cỏc thực thể mạng (đang phuc vụ, ngừng phục vụ) - Hỗ trợ cơ chế bảo mật để bảo vệ cỏc thụng tin bỏo hiệu
Hỡnh 3.19 – Mụ hỡnh chức năng của SIGTRAN
IETF cũng định nghĩa SCTP (Stream Control Transmission Protocol), hiện được rất nhiều hóng hỗ trợ, để thay thế TCP hoặc UDP khi truyền tải cỏc thụng tin bỏo hiệu qua mạng IP. Mặc dự, TCP chuyển giao thụng tin tin cậy nhưng cú những điểm khụng phự hợp. SCTP giống TCP nhưng cú thờm một số tớnh năng nhưđa luồng và đa tuyến (multi streaming, multi homing) để tạo cấu hỡnh dự phũng, phục hồi (redundant, failover) hay message framing (đúng gúi và truyền theo bản tin, khụng truyền theo 1 nhúm byte như TCP). Cỏc giao thức trong SIGTRAN đều sử dụng SCTP ở mức truyền tải.
3.3.2.2. Cỏc giao thức hỗ trợ truyền bản tin SS7 qua mạng IP trong SIGTRAN
ITU - T đưa ra cỏc tiờu chuẩn đểđảm bảo truyền cỏc bản tin SS7 qua mạng IP như sau: - Cỏc thủ tục bỏo hiệu peer-to-peer yờu cầu khoảng thời gian đỏp ứng từ 0.5 sec
(500 ms) tới 1.2 seconds (1200 ms).
- Khụng được cú quỏ 1 bản tin bị mất trong 10 triệu bản tin do lỗi truyền dẫn. - Khụng được cú quỏ 1 bản tin sai tuần tự trong 10 tỉ bản tin do lỗi truyền dẫn.
- Khụng được cú quỏ 1 bản tin chứa lỗi mà khụng xỏc định được bởi giao thức chuyển tải hoặc 1 bản tin trong 1 tỉ bản tin theo chuẩn ANSI.
- Mức độ khả dụng của tập hợp cỏc tuyến bỏo hiệu (là toàn bộ tập hợp cỏc đường bỏo hiệu từ một điểm bỏo hiệu tới một đớch xỏc định) là 99.9998% hoặc hơn (khoảng thời gian downtime xấp xỉ khoảng 10 phỳt/1 năm).
- Độ dài bản tin (ngoại trừ payload) là 272 bytes với SS7 băng hẹp và 4091 bytes với SS7 băng rộng.
Để cú thể thực hiện được những chức năng và yờu cầu truyển tải MTP, IETF khuyến nghị 3 giao thức mới: M2UA, M2PA và M3UA. SIGTRAN cho phộp cỏc hóng linh
động khi đưa ra cỏc giải phỏp thực hiện SS7 over IP.
a) Giao thức M2UA (MTP2 User Adaptation Layer)
M2UA là giao thức của IETF cho việc chuyển tải cỏc bản tin bỏo hiệu SS7 MTP lớp 2 qua mạng IP sử dụng giao thức chuyển tải SCTP. Lớp giao thức M2UA cung cấp một tập hợp cỏc dịch vụ tương đương với cỏc dịch vụ mà MTP lớp 2 cung cấp cho MTP lớp 3.
M2UA được sử dụng giữa cỏc phần tử SG và MGC trong mạng VoIP. SG nhận cỏc bản tin SS7 qua giao diện MTP lớp 1 và lớp 2 một điểm bỏo hiệu (SCP và SSP) hoặc điểm chuyển giao bỏo hiệu (STP) trong mạng chuyển mạch cụng cộng. SG kết cuối tuyến bỏo hiệu tại MTP lớp 2 chuyển qua MTP lớp 3 tới MGC hoặc một điểm bỏo hiệu IP trong mạng sử dụng M2UA qua SCTP/IP. SG duy trỡ trạng thỏi khả dụng của tất cả cỏc MGC để quản lý luồng lưu lượng bỏo hiệu qua cỏc liờn kết SCTP đang kớch hoạt.
b) Giao thức M2PA (MTP2 User Peer-to-Peer Adaptation Layer)
Giống như M2UA, M2PA là giao thức sigtran cho việc chuyển tải cỏc bản tin bỏo hiệu phần user SS7 MTP lớp 2 qua mạng IP sử dụng SCTP. Khụng giống M2UA, M2PA được sử dụng để hỗ trợ đầy đủ việc quản lý bản tin MTP lớp 3 và quản lý mạng giữa bất kỳ 2 node SS7 nào giao tiếp với nhau qua mạng IP. Chức năng của điểm bỏo hiệu IP cũng như cỏc node SS7 truyền thống chỉ sử dụng mạng IP thay cho mạng SS7. Mỗi một điểm chuyển mạch kờnh hay điểm bỏo hiệu IP đều cú một mó điểm bỏo hiệu
SS7. Lớp giao thức M2PA cung cấp cựng một tập hợp cỏc dịch vụ mà MTP lớp 2 cung cấp cho MTP lớp 3.
M2PA cú thể được sử dụng giữa SG và MGC, giữa SG và điểm bỏo hiệu trong mạng IP, và giữa 2 điểm bỏo hiệu IP. Điểm bỏo hiệu cú thể sử dụng M2PA qua mạng IP hoặc MTP lớp 2 qua tuyến liờn kết bỏo hiệu SS7 truyền thống để truyền và nhận bản tin bỏo hiệu MTP lớp3.
M2PA là cụng cụ để tớch hợp mạng SS7 và mạng IP cho phộp cỏc nodes trong mạng chuyển mạch kờnh truy nhập vào cơ sở dữ liệu của mạng điện thoại IP và cỏc nodes khỏc trong mạng IP sử dụng bỏo hiệu SS7. Thờm vào đú sử dụng M2PA qua mạng IP cú nhiều ưu điểm về giỏ thành nếu như cỏc tuyến liờn kết bỏo hiệu truyền thống được thay thế bằng cỏc kết nối IP.
c) M3UA (MTP level 3 User Adaptation Layer)
M3UA là giao thức của IETF để chuyển tải cỏc bản tin bỏo hiệu phần nguời sử
dụng (user part) ở trờn lớp 3 (như cỏc bản tin ISUP, TUP và SCCP) qua mạng IP sử
dụng giao thức SCTP. Cỏc bản tin TCAP và SCCP, cũng cú thể sử dụng M3UA.
M3UA được sử dụng giữa SG và MGC hoặc cỏc cơ sở dữ liệu phục vụ cỏc ứng dụng trong mạng IP. SG nhận cỏc bỏo hiệu SS7 sử dụng MTP để chuyển tải qua tuyến liờn kết bỏo hiệu SS7. SG kết cuối cỏc cỏc bản tin MTP lớp 2 và lớp 3, phõn phối cỏc bản tin ISUP, TUP và SCCP; hoặc qua liờn kết SCTP để tới Media Gateway Controller hoặc cỏc cơ sở dữ liệu.
M3UA cung cấp tập cỏc chức năng tương đương như của MTP3 cho cỏc lớp trờn (phần người dựng – user part) tại điểm bỏo hiệu SS7 trong mạng IP. Thực sự là M3UA mở rộng truy nhập vào cỏc dịch vụ MTP lớp 3 tại SG tới cỏc điểm bỏo hiệu IP ở xa. Nếu một điểm bỏo hiệu IP kết nối tới nhiều SG, thỡ lớp M3UA sẽ duy trỡ bản tin về
trạng thỏi cấu hỡnh cỏc tuyến khả dụng tới đớch và trạng thỏi nghẽn của cỏc tuyến tới
đớch qua từng SG.
M3UA khụng bị giới hạn bởi trường thụng tin bỏo hiệu 272 octet được chỉ định bởi bản tin SS7 MTP lớp 2. Cỏc khối thụng tin lớn hơn được điều khiển trực tiếp bởi M3UA/SCTP mà khụng cần cỏc thủ tục phõn đoạn và tỏi hợp nhất cỏc đoạn ở cỏc lớp
cao hơn theo cỏc tiờu chuẩn SCCP và ISUP. Tuy nhiờn, SG cú giới hạn cực đại là 272 octet khi kết nối tới mạng bỏo hiệu SS7 khụng hỗ trợ truyền cỏc khối thụng tin cú kớch thước lớn hơn tới đớch. Đối với mạng MTP băng rộng, SG sẽ phõn mảnh cỏc bản tin ISUP và SCCP lớn hơn 272 octet như yờu cầu.
Tại SG, lớp M3UA cung cấp liờn kết nối với cỏc chức năng quản lý MTP lớp 3 để
hỗ trợ cỏc hoạt động bỏo hiệu khụng liờn kết giữa mạng SS7 và mạng IP. Vớ dụ SG hiển thị MTP-3 user ở xa tại điểm bỏo hiệu IP khi điểm bỏo hiệu đú cú thể tới được hoặc khụng thể tới được hoặc khi xảy ra hiện tượng nghẽn mạng hoặc bị ngăn chặn. Lớp M3UA tại điểm bỏo hiệu IP giữ trạng thỏi của cỏc tuyến để tới được cỏc nodes SS7 ở xa và cú thể yờu cầu trạng thỏi của cỏc nodes SS7 ở xa từ lớp M3UA tại SG. Lớp M3UA tại điểm bỏo hiệu IP cũng cú thể chỉ ra SG mà tại đú M3UA bị nghẽn.
d) Truyền tải SCCP qua mạng IP
SUA (SCCP User Adaptation Layer) là giao thức được định nghĩa bởi IETF để
truyển tải cỏc bản tin bỏo hiệu SS7 SCCP phần user qua mạng IP sử dụng giao thức SCTP. SUA được sử dụng giữa SG và cỏc IP endpoint và giữa IP Signalling endpoint. SUA cũng hỗ trợ cả cỏc dịch vụ khụng kết nối tuần tự và khụng tuần tự và cỏc dịch vụ
hướng kết nối 2 chiều cú và khụng cú điều khiển luồng và phỏt hiện mất bản tin hoặc cỏc lỗi khụng tuần tự.
Để phõn phối tới cỏc điểm bỏo hiệu SS7, cỏc bản tin SS7 được đinh tuyến tới SG dựa trờn mó điểm bỏo hiệu và số SCCP. SG định tuyến cỏc bản tin SCCP tới cỏc IP endpoint ở xa. Nếu tồn tại một IP endpoint dự phũng, SG cú thể chia sẻ tải giữa cỏc IP endpoints đang kớch hoạt sử dụng giải phỏp quay vũng round-robin. Chỳ ý chia sẻ tải của cỏc bản tin TCAP chỉ xuất hiện trong bản tin đầu tiờn trong hỏi đỏp TCAP; thứ tự
cỏc bản tin TCAP trong cựng khoảng thời gian hỏi đỏp luụn luụn gửi tới IP endpoint đó lựa chọn cho bản tin đầu tiờn, trừ phi cỏc endpoints chia sẻ trạng thỏi thụng tin và SG hiểu được bản tin cấp phỏt chớnh sỏch của cỏc IP endpoint. SG cũng cú thể thực hiện
được chức năng chuyển dịch nhón toàn cầu (Global Title Translation) để chỉ ra đớch của bản tin SCCP. SG định tuyến trờn nhón, cỏc chữ số xuất hiện trong bản tin đầu vào, như số bị gọi hoặc sốđịnh danh thuờ bao di động.
Để chuyển tải cỏc dịch vụ hướng kết nối, SCCP và SUA giao tiếp tại SG để liờn kết 2 phiờn kết nối cần cho truyền dữ liệu hướng kết nối giữa điểm bỏo hiệu SS7 và IP endpoint. Bản tin được định tuyến bởi SG tới điểm bỏo hiệu dựa trờn mó điểm bỏo hiệu (trong trường địa chỉ MTP-3) và IP endpoint dựa trờn địa chỉ IP (trong mào đầu SCTP). SUA cũng cú thể được sử dụng để chuyển tải thụng tin về user SCCP trực tiếp giữa cỏc IP endpoints hơn là qua SG. SG chỉ cần để kết nối với bỏo hiệu SS7 trong mạng chuyển mạch kờnh.
Nếu cỏc ứng dụng trong IP được kết nối tới nhiều SG, cú nhiều tuyến tới đớch trong mạng SS7. Trong trường hợp này IP endpoint giỏm sỏt trạng thỏi của SG ở xa trước khi khởi tạo quỏ trỡnh truyền bản tin.
CHƯƠNG IV
ĐÁNH GIÁ PHƯƠNG ÁN TRIỂN KHAI CễNG NGHỆ CHUYỂN MẠCH MỀM TẠI VIỆT NAM
4.1.1.Nhận định, đỏnh giỏ sự phỏt triển của thị trường di động-Xu hướng phỏt triển về cụng nghệ mạng lừi dịch vụ di động trờn thế giới
Nhỡn chung, thị trường di động trong những năm gần đõy và trong những năm sắp tới, thoại và SMS vẫn là 2 dịch vụ chủđạo. Tuy nhiờn, cỏc dịch vụ dữ liệu dựa trờn nền IP ngày càng phỏt triển. Người dựng ngày càng nhiều kinh nghiệm: cựng một thời điểm họ cú thể sử dụng nhiều dịch vớ như vừa gọi điện thoại vừa gửi hỡnh ảnh, chia sẻ file cho nhau...Cỏc dịch vụ viễn thụng trở thành một một thứ "phong cỏch" trong cuộc
sống. Cạnh tranh giữa cỏc đối thủ ngày càng khốc liệt: cỏc dịch vụđược đưa ra liờn tục trong một thời gian ngắn với giỏ rẻ...
Với cỏc dựđoỏn về sự phỏt triển của thị trường như võy, cỏc nhà khai thỏc phải cú cỏc bước đi phự hợp nhằm đảm bảo sự sống cũn của mỡnh. Một giải phỏp được quan tõm là xu hướng hội tụ: cỏc nhà khai thỏc xõy dựng mạng cú tớnh hội tụ: một hệ thống cỏc ứng dụng chung chạy trờn một hạ tầng mạng lừi duy nhất cú thể phục vụ cho nhiều phương thức truy nhập khỏc nhau Mobile, Fixed, Internet Broadband, Wifi, Wimax ... Riờng trong lĩnh vực di động, việc chuyển đổi kiến trỳc mạng từ chuyển mạch kờnh sang chuyển mạch gúi dựa trờn nền cụng nghệ IP đang là xu hướng chủđạo. Ngoài ra, cỏc ứng dụng đa phương tiện đó làm phong phỳ thờm rất nhiều cho dịch vụ di động mà trước đõy chỉ thuần tỳy cú thoại và SMS.
4.1.2 .Dự kiến về vấn đề phỏt triển mạng 3G
Theo dự kiến Việt Nam sẽ cú những bước phỏt triển nhanh trong vài năm tới, lưu lượng sẽ tăng mạnh tại cỏc tỉnh ngoài Hà Nội, Hồ Chớ Minh, Đà Nẵng. Từđõy sẽ xuất hiện nhu cầu triển khai cỏc trạm tổng đài tại cỏc tỉnh thành này.
Đồng thời việc tăng số lượng tổng đài, việc trang bị thờm cỏc GMSC/TSC để phục vụ cho kết nối giữa cỏc phần tử trong mạng cũng như với cỏc mạng khỏc. Việc trang bị
cỏc phần tử này sẽ làm giảm sự phức tạp về cỏc đấu nối và cụng tỏc vận hành khai thỏc. Khi đó cú GMSC/TSC, cấu trỳc mạng cú thể chuyển từ Mesh sang cấu trỳc khỏc kết hợp cỏc loại topo Mesh, Star, Ring.
Từ thực tế phỏt triển mạng lưới và dựa trờn tỡnh hỡnh phỏt triển của cụng nghệ trờn thế giới, việc chuyển đổi cấu trỳc mạng từ chuyển mạch kờnh sang chuyển mạch gúi là bước đi cú tớnh tất yếu. Hiện nay trờn thế giới đó xuất hiện một kiến trỳc mạng hoàn toàn mới, đú là kiến trỳc mạng phõn lớp (Split Architecture hay Layered Architecture).
Đõy là một hướng phỏt triển khỏc với cụng nghệ mạng lừi truyền thống, một cỏch tiếp cận với cụng nghệ chuyển mạch gúi cho ta khả dễ dàng triển khai dịch vụ mới và hoàn toàn độc lập cụng nghệ truy cập, nghĩa trờn cựng một nền tảng mạng lừi, cú thể cung cấp dịch cho khỏch hàng bõt kể họ dựng phương tiện truy nhập nào, cố định, di dộng 2G/3G, Wifi, WiMAX, Internet Broadband.... Việc phỏt triển mạng theo kiến trỳc mạng phõn lớp sẽđược tiến hành từ Q1/06.
Cựng với việc xõy dựng kiến trỳc mạng phõn lớp, việc phỏt triển mạng vụ tuyến cũng sẽđược tiến hành song song.
Hỡnh 4.1 Dự kiến phỏt triển mạng Việt Nam
4.2. Đề xuất kiến trỳc mạng 3G tai Việt Nam 4.2.1.Kiến trỳc mạng phõn lớp
Mạng lừi di động 2G và 2.5G ngày nay thường là mạng ngang hàng, nghĩa cỏc chức năng điều khiển, chuyển mạch và ứng dụng được tớch hợp trong cựng một phần tử. Với sự xuất hiện của khỏi niệm mạng phõn lớp, cỏc chức năng này được tỏch biệt, thấp nhất là lớp chuyển mạch, ở giữa là lớp điều khiển và trờn cựng là lớp ứng dụng. - Lớp điều khiển: Lớp điều khiển được đặt trong cỏc phần tửđược gọi là Network Server (MSC Server, HLR, AUC, EIR ...). Cỏc server này cú chức năng thực hiện bảo mật, quản lý di động, thiết lập và giải phúng cuộc gọi,.... Cỏc server này liờn lạc với nhau và cỏc phần tử mạng khỏc bằng cỏc giao thức chuẩn lớp 3 như ISUP, MAP, BICC. MSC-Server điều khiển cỏc MGw và đưa ra cỏc chức năng và tài nguyờn cần thiết cho một cuộc gọi. Giao thức được sử dụng ởđõy là H.248 (MGCP).
- Mạng kết nối: Mạng kết nối là mạng phõn tỏn dựng để chuyển mạch cỏc cuộc gọi. Phần tử chớnh ởđõy là cỏc MGw. MGw dựng để thiết lập cỏc kết nối giữa cỏc người
- TDM
- GSM,EGPRS
CS domain
PS domain PS domain PS domain
2006 2007 2008 - 2010 2011… CS domain IMS CS Split CS domain CS Split IMS PS domain CS Split IP - All-IP - IP/MPLS - WCDMA, WiMAX EDGE
dựng và khi cần nú cú thể chuyển đổi cỏc cụng nghệ chuyển tải khỏc nhau (TDM, ATM, IP). MGw cũng thực hiện việc xử lý dữ liệu người dựng như mó hoỏ/giải mó thoại, khử tiếng vọng... Tài nguyờn cho một cuộc gọi cú thểđược phõn bố trờn nhiều MGw, vớ dụ một MSC-Server cú thểđiều khiển nhiều MGw cho cựng một cuộc gọi.