5.2.1 Cấu trúc thiết bị surpass hiG1000
Thiết bị Gateway hiG1000 là họ sản phẩm của SURPASS. hiG là phần tử nằm ở mạng biên có độ tin cậy cao nằm giữa mạng TDM và mạng IP. hiG1000 đóng vai trò như một Gateway cho VoIP. Surpass hiG1000 có khả năng mở rộng và sử dụng cấu trúc dự phòng để đáp ứng độ tin cậy cao.
Surpass hiG có cấu trúc module được chia thành các khối chức năng như sau:
- Modem Pool Card (MoPC) - Packet Hub (PHub)
- Chuyển mạch Ethernet loại A(ESA)
SURPASS hiQ 9200 - Softswitch (Call Feature Server, Media Gateway ontroller) SURPASS hiQ 8000 - Softswitch (for VoCable)
SURPASS hiQ 6200 - SIP Server
SURPASS hiQ 4000 - Open Service Platform SURPASS hiQ 30 - Directory Server
SURPASS hiQ 20 - H.323 Registration and Routing Server; Gatekeeper SURPASS hiQ 10 - Radius Server, AAA Server
SURPASS hiX 7500 - Next Generation Access for Multi-service Access SURPASS hiX 7300 - Next Generation Access for DSL Broadband Access SURPASS hiX 7200 - Next Generation Access for Voice Access
SURPASS hiX SURPASS hiX
SURPASS hiQ SURPASS hiQ
SURPASS hiG
SURPASS hiG SURPASS hiG 1600 - Media Gateway for Access SURPASS hiG 1200 - Media Gateway for Trunks SURPASS hiG 1100 - Media Gateway for Trunks SURPASS hiG 1000 - Media Gateway for Trunks SURPASS hiS 700 - Signaling Gateway (Stand-alone) SURPASS hiS
SURPASS hiS
SURPASS hiR 200 - Resource Server (IP Announcements & Dialogs) SURPASS hiR 220 - Resource Server (IP Announcements & Dialogs) SURPASS hiR
SURPASS hiR
SURPASS hiT 7550 - MTS SURPASS hiT 7540 - OCU SURPASS hiT 7070 - SC/DC SURPASS hiT 7050 - FP1/FP2 SURPASS hiT 7030 - CPE SURPASS hiT
SURPASS hiT
Hình 5.3: Các họ sản phẩm SURPSS của Siemens
Đồ án tốt nghiệp Chương 5 Giải pháp Surpass của Siemens - Card SDH tích hợp (ISDH)
Modem Pool Card: Thực hiện việc xử lý tín hiệu số dùng cho VoIP và là giao tiếp mạng giữa TDM, các Card Phub và ESA. Các bộ xử lý tín hiệu số trong MoPC thực hiện việc xử lý tín hiệu như triệt tiếng vọng, nhận dạng tiếng nói, …vv
Packet Hub: Đảm bảo chức năng giao tiếp với hiQ 9200 và Netmanager. Trong hiG 1000 các card Phub và ESA có thể được sử dụng trong cấu hình dự phòng tạo thành hai cặp làm việc song song. Trong trường hợp cặp Phub/ESA hoạt động bị hỏng, thì cặp dự phòng sẽ chuyển sang chế độ làm việc một cách tự động
Chuyển mạch Ethernet loại A: Thực hiện chức năng kết nối hiG với mạng đường trục IP. Nhằm mục đích sự phòng, trong hiG 1000 thường trang bị hai card ESA. Mỗi card ESA được nối tới tất cả MoPC qua giao tiếp Ethernet 100Base T. Nhưng card Phub chỉ kết nối được với một ESA.
ESA thực hiện các chức năng như tập hợp các lưu lượng số liệu (nghĩa là lưu lượng VoIP từ MoPC gửi đến qua các giao diện Ethernet 100Base T, được gộp thành một liên kết Ethernet Gigabit hoặc dùng ba liên kết Ethernet 100Base T đưa đến mạng số liệu), phân bố và tập hợp thông tin quản lý và điều khiển cuộc gọi
Card SDH tích hợp: Là giao tiếp dùng cho SDH của hiG 1000. Nó cung cấp kết nối đến mạng PSTN qua STM-1, và phân bố các luồng E1 tới các MoPC qua các kết nối bên trong.ISDH sử dụng cấu hình dự phòng, ngoài ra còn có một cấu hình tùy chọn khác không áp dụng sự phòng dùng cho các ứng dụng nhỏ hơn.Trong cấu trúc dự phòng, ISDH hỗ trợ giao thức chuyển mạch tự bảo vệ tự động (APS) khi có sự cố trên luồng SDH
5.2.2 Chức năng của Surpass hiG 1000
Các chức năng của hiG 1000 có thể chia làm 3 nhóm chính - Chức năng truyền dẫn
- Chức năng cung cấp chất lượng dịch vụ - Chức năng mạng
Đồ án tốt nghiệp Chương 5 Giải pháp Surpass của Siemens
5.2.2.1 Chức năng truyền dẫn
Đối việc truyền dẫn thoại, fax, modem và dữ liệu ISDN qua IP, hiG cung cấp các chức năng:
• Mã hóa/Giải mã
• Triệt tiếng vọng
• Triệt khoảng lặng và chèn nhiễu giả
• Truyền dẫn thoại, fax, modem và dữ liệu ISDN qua IP
• Truyền đa âm tần ghép cặp DTMF
Mã hóa/Giải mã: hiG1000 hỗ trợ các cách mã hóa và giải mã G.711 (Luật A/µ), G.723.1, G.297 A và B. Các tốc độ mà G.711 hỗ trợ là 56 và 64 Kbps, riêng đối với các dịch vụ thoại sử dụng giao thức thời gian thực (RTP) thì chỉ sử dụng tốc độ là 64Kbps
Triệt tiếng vọng: hiG 1000 hỗ trợ triệt tiếng vọng theo khuyến nghị G.168 của ITU. Chức năng triệt tiếng vọng có thể được cung cấp cho từng cổng của hiG 1000 tùy theo từng cuộc gọi.. hiG 1000 xác định có thực hiện triệt tiếng vọng hay không khi trong quá trình thiết lập cuộc gọi.Chức năng này không hỗ trợ cho việc truyền tín hiệu modem và truyền dữ liệu ISDN.
Triệt khoảng lặng và chèn nhiễu giả: Trong quá trình truyền tín hiệu thoại, hiG 1000 nhận dạng và nén các khoảng lặng.Bằng cách này có thể giảm lưu lượng tải trong mạng IP.Với cơ chế chèn nhiễu giả người sử dụng không biết được không có thông tin truyền đi trong suốt khoảng lặng.Nhiễu giả được tạo ra như các bản tin ở gateway đầu vào và thông báo với gateway đầu ra để lọai bỏ nhiễu này (Nhiễu giả được phát ra với một mức nhất định ).
Truyền dẫn thoại, fax, modem và dữ liệu ISDN qua IP: Surpass hiG 1000 hỗ trợ việc truyền thoại, fax, dữ liệu qua việc nhận dạng âm.Khi hiG 1000 nhận dạng được các âm fax hay modem sẽ gửi tín hiệu tới hiQ 9200 qua giao thức MGCP, hiQ 9200 sẽ gửi tín hiệu điều khiển cho hiG 1000 thực hiện các chức năng truyền dẫn như đã mô tả ở trên.
Đồ án tốt nghiệp Chương 5 Giải pháp Surpass của Siemens Truyền đa âm tần ghép cặp: Việc truyền DTMF được thực hiên theo hai cách tùy thuộc vào cấu hình từng loại CODEC mà âm có thể truyền trong băng hay ngoài băng
5.2.2.2 Chức năng cung cấp chất lượng dịch vụ
Chất lượng dịch vụ là phần rất quan trọng trong mạng VoIP. Do mạng IP không được thiết kế để hỗ trợ cho các ứng dụng thời gian thực nên phải thực hiện các biện pháp đặc biệt để đảm bảo chất lượng dịch vụ của các cuộc gọi.
Các nhân tố ảnh hưởng tới chất lượng cuộc gọi là:
• Trễ (do quá trình mã hóa, giải mã, truyền dẫn trong mạng…)
• Mất gói
• Jitter
Trễ đầu cuối tới đầu cuối: hiG 1000 chỉ gây nhiễu theo một chiều mà không xem xét tới mạng PSTN hay IP đường trục. Vì vậy mộ điều quan trọng là mạng IP giữa các gateway được thiết kế để tạo ra độ trễ có thể chấp nhận được.Để giảm nhiễu trong mạng VoIP, hiG 1000 có thể thiết lập các bit kiểu dịch vụ ToS (Type of Service) của các gói VoIP với một giá trị bất kỳ được nhà khai thác ấn định. Việc sử dụng các đánh gói này trong VoIP có thể được sử dụng ở các router biên để thực hiện quyền ưu tiên cho gói tin IP so với dữ liệu gói tin IP thông thường.
Mất gói dữ liệu: Trong trường hợp mất gói, hiG 1000 bù lại các gói đã mất băng cách mô phỏng các gói mất một cách càng chính xác càng tốt.Với chức năng này, thuê bao chỉ biết được sự mất gói khi có nhiều gói liên tiếp bị mất. Số thứ tự SN (Sequence Number) trong header của giao thức RTP được sử dụng để nhận biết việc mất gói và các gói không nằm trong chuỗi gói
Jitter: Các gói được phát qua mạng IP đến tại bên thu với thời gian khác nhau bởi các gói có thể được truyền qua các tuyến khác nhau hay do tải trọng mạng thay đổi. Sự thay đổi số lần đến của các gói tin dược gọi là sự thay đổi trễ hay Jitter. Trong hiG 1000 có nhiều phương pháp khác nhau được thực hiện để bù trễ thay đổi này.Phương pháp đơn giản nhất là thêm
Đồ án tốt nghiệp Chương 5 Giải pháp Surpass của Siemens một thời gian trễ nhất định trong bộ đệm Jitter của bộ thu. Một phương pháp khác là Surpass hiG 1000 có thể điều chỉnh động kích cỡ của bộ đệm Jitter theo yêu cầu của mạng.
5.2.2.3 Chức năng mạng
hiG 1000 cung cấp thêm các tính năng cho phép tích hợp một cách dễ dàng và tin cậy vào mạng TDM hiện nay.
hiG 1000 được điều khiển bởi hai hiQ 92000: Trong một số trường hợp ít xảy ra nhất đó là chuyển mạch mềm hiQ 9200 không thể điều khiển hiG 1000 được (ví dụ trong trường hợp nâng cấp phần mềm) mỗi hiG 1000 được điều khiển bởi hai hiQ 9200 theo kiểu phân tải, nghĩa là mỗi hiQ 9200 sẽ điều khiển một nửa số cổng của hiG 1000, như vậy khi một hiQ 9200 không hoạt động một nửa số cổng của hiG 1000 vẫn hoạt động đưới sự điều khiển của hiQ 92000 còn lại.
Báo hiệu quay về (Back haud): Báo hiệu số 7 có thể truyền báo hiệu kết hợp trên cùng kết nối E1 như tín hiệu thoại, kết hợp hay gần kết hợp qua mạng SS7. Trong mạng NGN điều khiển cuộc gọi được tách ra khỏi phần điều khiển thông tin. Điều này có nghĩa là báo hiệu SS7 được xử lý trong hiQ 9200, thiết bị này sau đó sẽ gửi các lệnh đến hiG1000.Trong kiểu kết hợp, báo hiệu là một khe thời gian của một luồng kết nối E1 tại hiG 1000. Nhưng các Media Gateway không có chức năng điều khiển cuộc gọi, do đó tín hiệu điều khiển phải chuyển đến hiQ 9200 qua mạng IP. Sau đó hiQ 9200 kết cuối báo hiệu SS7 và thực hiện chức năng điều khiển cuộc gọi, điều này cho phép một kết nối dễ dàng đến PSTN ngay cả khi không có mạng báo hiệu SS7
Điều khiển quá tải : Hiện tượng quá tải xảy ra khi các yêu cầu của hiQ 92000 đối với hiG 1000 vượt quá khả năng xử lý của nó. Bên trong hiG 1000 ứng dụng một cơ chế điều khiển quá tải bên trong để đảm bảo sự ổn định khi xảy ra quá tải. Điều khiển quá tải bao gồm quá trình thông báo tình trạng quá tải và biện pháp giảm quá tải. Khi tình trạng quá tải được thông báo thì một số phần trăm của tất cả các yêu cầu mới về cuộc gọi sẽ bị từ chối.
Đồ án tốt nghiệp Chương 5 Giải pháp Surpass của Siemens