5.4.1 Tổng quan chức năng
Alcatel 1000 MM E10 MGC cho phép đưa nhịp nhàng truyền tải VoP vào vòng nội hạt, với tính liên tục của các dịch vụ tổng đài cấp 4 và cấp 5. Thêm vào các giao diện trung kế TDM, các giao diện trung kế VoATM tích hợp và các đơn vị kết nối thuê bao (CSN, V5.2 AN, PRA), Alcatel 1000 MME10 MGC có thể điều khiển các giao diện trung kế TDM và các đơn vị truy nhập thuê bao được kết nối tới mạng đường trục gói qua các cổng phương tiện.
Tổng đài được tăng cường tính năng MGC cấp 5 như hình 5.12, với môi trường TDM ở phía trên và kết nối tới mạng đường trục VoP ở phía dưới của hình vẽ.
PSTN IDSN POTS H.248 E10 MGC Other MGC BB Call Server Other BB Call Server TGW MGW AGW H.323 or SIP SIP BICC IP-Phone or PC (H.323 or SIP) H.323 or SIP IP ISUP ISDN POTS V5.2 or CSN-Sig CSN or V5.2
Hình 5.13: A1000 MM E10 MGC
Một số CSN được kết nối tới đường trục VoP qua cổng phương tiện, mà không ảnh hưởng gì đến CSN này. Báo hiệu của CSN sẽ được gửi (qua SIGTRAN) qua mạng đường trục VoP tới Alcatel 1000 MM E10 MGC, điều này đảm bảo khả năng điều khiển của CSN. Tương tự như vậy đối với V5.2 AN và PRA. Dù CSN có được kết nối đến cổng hay không, Alcatel 1000 MME10 MGC thu nhận báo hiệu từ thuê bao (hoặc tách biệt từ mạng), và xử lý việc thiết lập cuộc gọi và các dịch vụ cũng như vậy.
Alcatel 1000 MM E10 MGC gửi các lệnh kết nối H.248 tới cổng khi cổng này có liên quan đến cuộc gọi. Trong trường hợp, cuộc gọi được định tuyến qua mạng đường trục VoP với cổng được điều khiển bởi MGC khác, báo hiệu BICC được sử dụng giữa hai MGC này. Các cổng được sử dụng trong giải pháp này là các cổng chuẩn H.248.
Cuộc gọi thuần trong NGN (giữa hai đầu cuối NGN), thoại chỉ được truyền tải qua mạng đường trục gói, cho phép tối ưu các tài nguyên mạng toàn cầu. Đối với các cuộc gọi cố định (giữa đầu cuối NGN và TDM), cổng được kết nối tới Alcatel 1000 MM E10 MGC được sử dụng để gói hoá thoại.
Chỉ có tính năng MGC được đưa vào là phần mềm mới trong phần mềm hoạt động của tổng đài đã lắp đặt. Do vậy, Alcatel 1000 MME10 MGC có thể coi như là tổng đài cấp 5 hoặc cấp 4. Cấu hình tổng đài cấp 4 bổ sung cấu hình tổng đài cấp 5, như hình 5.13.
PSTN SS7 PSTN
Hình 5.14: A1000 MM E10 - ứng dụng cấp 4
5.4.2 Kiến trúc chung
Chức năng MGC được đóng gói trong phần mềm mới gọi là phần mềm MGC (MLMGI), và được cài đặt trong trạm SMB. Phần mềm mới này sẽ gửi các lệnh H.248 tới các MG có liên quan đến quá trình thiết lập, đàm thoại, giải phóng của một cuộc gọi nào đó (Hình 5.14).
Nguyên lý chính như sau :
• Đưa vào ứng dụng MLMGI. MLMGI bao gồm tất cả các chức năng cần thiết giao tiếp các MG: giao tiếp điều khiển cuộc gọi, xử lý MG/các thiết bị đầu cuối, API của giao thức H.248. Tất cả các lớp giao tiếp được thực hiện trên SMB, bao gồm chồng giao thức H.248.
• Sử dụng chức năng điều khiển cuộc gọi hiện có, tối thiểu sự thay đổi.
• Nâng cấp các cơ chế thông tin IP : bổ sung chức năng đánh địa chỉ hệ thống của IP đối với các địa chỉ IP riêng hiện có.
PSTN SS7 PSTN SS7 Remote subscribers CSN PRA SMM SDH STM1 To external OS-IS PSTN PCM New E10 MM New E10 MM IP Network ATM Network SMB Unix Servers SMB SMB Term & Connect Control H.248 / MEGACO Stack H.248 • LAN SMA SMT SMT Access RCP TU SDH Network TU SDH TU Trans coder STS STS ATM Switching Matrix CSN AN PDH or SDH PCM GSM/BSS V5.2 “A” Fixed-radio subscribers GSM subscribers UTRAN UMTS subscribers ATM • • • • • • TU VoATM
Hình 5.15: Kiến trúc chung của Alcatel 1000 MM E10 MGC
* Chức năng của MLMGI
Thực hiện xử lý toàn bộ lưu lượng có liên quan tới các cuộc gọi NGN. Cụ thể : • Xử lý báo hiệu H.248
• Liên kết giữa nguồn tài nguyên bên trong UR/EQT
• Ở một phía với MG/thiết bị đầu cuối tiêu chuẩn bên ngoài ở phía bên kia. Phần mềm MLMGI được phân tách trên một thành phần chính và một số thành phần phụ của SMB. Mỗi thành phần phụ chạy trên một bảng xử lý.
5.4.3 Báo hiệu trong A1000 MM E10 MGC
Alcatel 1000 MME10 MGC đề xuất các giao thức sau:
- H.248: để điều khiển các cổng trung kế bên ngoài. Các bản tin H.248 được gửi nhận qua mạng IP.
- BICC-CS2: cho phép liên kết hoạt động với các chuyển mạch mềm khác để điều khiển các cuộc gọi với phần tải tin được xử lý qua mạng đường trục IP.
- CSN hoặc giao thức điều khiển AN V5.2 hoặc giao thức điều khiển PRA Q.931 để điều khiển các đơn vị kết nối thuê bao được kết nối tới lõi.
Điều khiển các cuộc gọi vào/ra/chuyển tiếp sử dụng trung kế TDM hoặc kết nối tới tổng đài hoặc kết nối tới cổng phương tiện được điều khiển bởi Alcatel 1000 MM E10 MGC.
5.4.3.1 Giao thức báo hiệu H.248
Hình 5.16: Giao thức báo hiệu H.248
5.4.3.2 Giao thức báo hiệu điều khiển cuộc gọi độc lập với tải tin BICC
Là giao thức báo hiệu dựa trên ISUP, được sử dụng để hỗ trợ dịch vụ ISDN băng hẹp qua mạng đường trục băng rộng mà không gây phiền phức với các giao diện với mạng hiện tại và các dịch vụ đầu cuối - đầu cuối. Được khuyến nghị bởi ITU-T, BICC được thiết kế để hoàn toàn tương thích với mạng hiện có và với bất kỳ hệ thống nào khả năng truyền các bản tin thoại.
BICC hỗ trợ các dịch vụ băng hẹp độc lập với công nghệ truyền tải bản tin tải tin và báo hiệu. Các bản tin BICC chứa thông tin điều khiển cuộc gọi và điều khiển tải tin.
BICC được phát triển để có thể hoạt động được với bất kỳ tải tin nào như :
• Phương thức truyền tải không đồng bộ ATM, đề cập tới BICC - CS1, cũng có sẵn trong A1000 MM E10.
• Các công nghệ IP (BICC- CS2).
5.6 Lưu đồ cuộc gọi ví dụ
PSTN PSTN A1000 SS TGW TGW TDM TDM IP H.248 SS7 SS7 Signalling path Voice path H.248
Hình 5.17: Xử lý cuộc gọi lại trong A1000 MM E10 MGC
Hình 5.18: Lưu đồ cuộc gọi lai trong A1000 MM E10 MGC Trong sơ đồ có :
ISUP NGN đầu vào tới BICC đầu ra BICC đầu vào tới ISUP NGN đầu ra.
POTS ISDN A1000 Softswitch SwitchNGN SS7 PSTN C S N SS7 IP or ATM Network TGW TGW BICC CS2 H.248 H.248 ISUP ISUP Set-Up PCM (Voice) VoP PCM
Ý nghĩa của ISUP NGN tương ứng với các kiểu cuộc gọi mà tại đó báo hiệu ISUP được gửi/ nhận tới lõi của Alcatel 1000 MME10 MGC và kênh thoại (TDM) được kết nối tới TGW.
CHƯƠNG 6. GIẢI PHÁP CỦA HÃNG SIEMENS 6.1 Kiến trúc NGN của Siemens
Giải pháp xây dựng mạng thế hệ mới của Siemens có tên là SURPASS. Theo quan điểm của Siemens, khi xây dựng mạng thế hệ mới (NGN) ta dựa trên 4 khía cạnh sau:
- Chuyển mạch thế hệ mới
- Truy nhập thế hệ mới
- Truyền tải (quang) thế hệ mới
- Mạng quản lý thế hệ mới
Trong phần này ta chỉ xét đến 3 phần trừ phần truyền tải quang thế hệ mới. Với phần truyền tải quang thế hệ mới thì nội dung chính của nó chỉ là sử dụng công nghệ quang tiên tiến để truyền thông tin với tốc độ cao trong mạng thế hệ mới.
Giải pháp mạng thế hệ mới của Siemens được thể hiện trong hình sau:
6.2 Chuyển mạch thế hệ mới
Cấu trúc chuyển mạch của SURPASS dựa theo mô hình MSF (Multiservice Switching Forum) đưa ra. Ta xem xét các yếu tố sau:
6.2.1 Trung kế ảo (Virtual trunking)
Đây là giải pháp mà SURPASS đưa ra cho cấu trúc và các ứng dụng của mạng truyền tải lõi, đường trục (backbone). Giải pháp này cho phép mạng vẫn hoạt động tốt khi mạng được mở rộng và phục vụ cho một lượng lưu lượng lớn hơn.
Giải pháp này cho phép thoại và dữ liệu cùng được tích hợp trên một cơ sở hạ tầng duy nhất.
Hinh 6.2: Giải pháp trung kế ảo
Đặc điểm nổi bật của giải pháp trung kế ảo là nó có khả năng tính toán tất cả các thông số quan trọng của mạng. Những thông số này bao gồm: số kết nối tối đa có thể phục vụ cùng lúc, cung cấp đặc tính cho từng thuê bao, sự linh hoạt về băng thông (băng thông sẽ được cung cấp khác nhau tuỳ thuộc vào dịch vụ), các kết nối báo hiệu, khả năng xử lý và đặc biệt là việc cung cấp chất lượng QoS tối ưu theo yêu cầu.
Cung cấp tất cả các dịch vụ của các mạng PSTN và ISDN đồng thời hoạt động trong suốt so với các mạng này.
Là cầu nối cho mạng lõi NGN với các mạng hiện tại bao gồm mạng PSTN, ISDN, mạng di động…
Tiết kiệm vốn đầu tư và chi phí vận hành.
6.2.2 Chuyển mạch gói nội hạt (Packet Local Switch)
Đây là giải pháp xây dựng NGN ở cấp độ chuyển mạch lớp 5 hay chuyển mạch nội hạt. Điểm nổi bật của giải pháp này chính là việc đưa chuyển mạch nội hạt này vào bất cứ topo mạng nào đều cũng có thể hoạt động tốt. Và có thể nối tất cả các dạng thuê bao một cách tiết kiệm và hiệu quả tới NGN đồng thời cung cấp sẵn nhiều giao diện mở để có thể hoạt động với các thành phần khác của mạng.
Call Feature Server IP Phones IP SW Clients Media Gateway IP Backbone PBX PSTN Line access Line access IP access IP access H.323 H.323
Classic Terminals (small sites)
IP Centrex IP Residential Customer Gateway IN SCP PBX
Classic Terminals (large sites)
Multi Service Access
NetManager
Hình 6.3: Giải pháp chuyển mạch nội hạt của Siemens
6.2.3 Truyền thoại qua mạng băng thông rộng
SURPASS đưa ra giải pháp này nhằm cung cấp dịch vụ thoại và dịch vụ thế hệ mới sử dụng truy nhập tốc độ cao tới các thuê bao dưa trên gói (Packet-based). Giải pháp này bao gồm tập đặc tính tốt nhất của PSTN, độ tin cậy cao với băng thông lớn, sự linh hoạt và các giao diện mở để giao tiếp với mạng gói. Nó có thể cung cấp VoDSL, VoCable và đặc biệt là VoAnyNet.
Đặc điểm nổi bật của giải pháp này là cho phép sử dụng nhiều dịch vụ trên một đường dây truy nhập đơn, cho phép sử dụng một bộ điểu khiển đa chức năng (chuyển mạch mềm softswitch) và có thể được sử dụng với bất kỳ phương tiện truyền tải nào.
Một sản phẩm cung cấp dịch vụ VoCable là SURPASS hiQ8000. Có thể coi hiQ8000 là một phần trong chuyển mạch mềm.
6.2.4 Báo hiệu
Giải pháp của SURPASS đưa ra là Signalling Overlay Network. Giải pháp này cho phép truyền nhiều báo hiệu, đặc biệt là báo hiệu số 7 qua NGN. Ngoài ra nó còn cho phép dễ dàng nâng cấp khả năng và các đặc tính hoạt động mà không cần quan tâm đến quá trình báo hiệu.
Sản phẩm này có tên là hiS.
6.2.5 Các ứng dụng thế hệ mới
Đây chính là các server hay phần mềm mở mà SURPASS cung cấp cho nhà vận hành để tạo ra các đặc tính mới cho dịch vụ hay tạo ra các dịch vụ mới cho khách hàng.
6.3 Một số sản phẩm của SIEMENS 6.3.1 SURPASS hiG 1000
6.3.1.1 Giới thiệu
Cổng SURPASS hiG 1000 có nhiệm vụ liên kết mạng chuyển mạch kênh (TDM) và mạng chuyển mạch gói bằng cách chuyển các luồng phương tiện từ một mạng (mạng PSTN) sang một mạng khác (mạng IP). SURPASS hiG 1000 là cổng băng hẹp và nó được sử dụng chủ yếu trong giải pháp trung kế ảo (Virtual Trunking) và thoại lớp truyền tải (Carrier Class Dial), nhưng nó cũng là một phần của giải pháp chuyển mạch nội hạt thế hệ mới và các ứng dụng đa phương tiện.
SURPASS hiG 1000 có thể làm việc như một RAS băng hẹp hoặc cổng VoIP. Cả hai chức năng đều được cung cấp giống như giải pháp vật lý của các cổng chung. Với chức năng cổng chung, SURPASS hiG 1000 cho phép mỗi cổng có cấu hình động như cổng quay số hoặc VoIP trong một cuộc gọi khi cuộc gọi cho phép. Cấu hình cổng được hình thành căn cứ trên số đã gọi.
Trong chức năng VoIP, tất cả các kết nối tải tin khác như Fax, ISDN qua IP cũng được hỗ trợ.
Khi là cổng quay số, SURPASS hiG 1000 hỗ trợ máy chủ truy nhập từ xa (RAS) và các chức năng bộ tập trung truy nhập L2TP. Với các chức năng đó, Multi-ISP và VPN cũng được hỗ trợ.
6.3.1.2 Mô tả chức năng
SURPASS hiG 1000 là tổng thể của 4 khối chức năng: Modem Pool Card (MoPC), Packet Hub (PHub), Ethernet Switch type A (ESA) và tùy chọn vùng rộng SDH tích hợp, cung cấp giao diện STM-1 cho mạng PSTN. Hình 6.4 cho thấy sự điều hoà của SURPASS hiG 1000 giữa đường trục của PSTN và IP
Hình 6.4: Tổng quan chức năng của SURPASS hiG 1000
Giao diện tới PSTN có thể là STM-1 sử dụng thiết bị SDH tích hợp hoặc kết cuối trực tiếp luồng E1 tại MoPC. Với VoIP các gói IP được gửi trực tiếp lên đường trục IP qua chuyển mạch Ethernet. Dữ liệu nhận được từ thuê bao RAS được gửi tới Phub và qua xử lý ở bên trong kết nối ATM tốc độ bít cao.
Khối chức năng Phub chịu trách nhiệm xử lý lưu lượng RAS nhận được từ MoPCs và nó là giao diện để điều khiển cuộc gọi và quản lý mạng. SURPASS hiG 1000 được điều khiển từ MGC qua MGPC. Truyền thông với NetManage để cảnh báo và quản lý qua SNMP.
6.3.1.3 Chức năng VoIP
VoIP là truyền dẫn thoại, fax và lưu lượng điều biến qua mạng IP. Điều đó nghĩa là lưu lương thoại được truyền trên mạng gói thay vì truyền trên mạng chuyển mạch kênh. Hình 6.5 là một loại ứng dụng VoIP trong trung kế ảo.
MGCP Trunk IP Backbone SS7 hiQ 9200 SS7 STP PSTN / ISDN Switch SS7 Trunk MGCP hiG 1000 hiG 1000 SS7 Switch STP PSTN / ISDN
Hình 6.5 S: URPASS hiG 1000 với chức năng VoIP
Một cuộc gọi được thiết lập, tín hiệu thoại từ mạng PSTN đến SURPASS hiG 1000. Thông tin thoại sau đó được chuyển thành luồng gói thoại số bằng cách sử dụng các bộ mã khác nhau. Luồng tín hiệu đó được đóng gói trong RTP/UDP/IP và được truyền qua mạng IP tới cổng khác.
6.3.2 SURPASS hiQ 9200
6.3.2.1 Giới thiệu
Trong giải pháp mạng SURPASS, SURPASS hiQ 9200 cung cấp các chức năng điều khiển sau:
• Điều khiển cổng truyền thông (Media Gateway Controller) cho quay số lớp truyền tải để thiết lập các kết nối mức truyền tải từ mạng Internet và trung kế ảo (Virtual Trunking) để xây dựng lưu lượng thoại qua IP bằng việc sử dụng mạng đường trục IP
• Máy chủ đặc tính cuộc goi (Call Feature Server) cho chuyển mạch nội hạt thế hệ mớia để cung cấp các dịch vụ cho người sử dụng/khách hàng một cách mềm dẻo trong mạng.
Worldwide mobile business Sharing network
resources and joint network operation
Interoperability of IP telephony
and PSTN
Hình 6.6: SURPASS hiQ 9200 trong giải pháp mạng SURPASS
6.3.2.2 Các khối chức năng của SURPASS hiQ 9200
SURPASS hiQ 9200 có các khối chức năng cơ bản sau:
SS7 signaling links/ high speed signaling links MGCP SCTP (SS7 over IP) H.323 IP Signaling Control SS7 Signaling Gateway
Call Feature Control
MGCP Media Gateway Control Protocol SCTP Stream Control Transmission Protocol
Media Gateway
Control
Hình 6.7: Các khối chức năng của SURPASS hiQ 9200
CFC xử lý một dải các yêu cầu về tính năng từ người sử dụng mạng và điều khiển cuộc gọi. Nó bao gồm việc xử lý tín hiệu cuộc gọi, thực hiện điều khiển cuộc gọi, xử lý các tính năng trung kế và dịch vụ thoại; thiết lập cuộc gọi bao gồm biên dịch số và định tuyến cuộc gọi, phân phát dịch vụ và các mặt về quản lý có liên quan như thu gom các dữ liệu tính toán. Nó giao tiếp với các hệ thống khác như cổng báo hiệu SS7, MGC và điều khiển báo hiệu IP, ở đây có quan hệ với các chồng giao thức và các chức năng mạng riêng biệt