Giao thức BICC đưa ra sự tỏch biệt chức năng của cỏc giao thức bỏo hiệu phương tiện mang và bỏo hiệu cuộc gọi với sự liờn kết thụng tin của cả hai giao thức, cho phộp sự thiết lập độc lập cuộc gọi và phương tiện mang trong mạng băng rộng.
Sự liờn kết thụng tin cho phộp phối hợp cỏc giao thức độc lập này tương quan với nhau tại cỏc điểm đầu cuối.
Cỏc chức năng liờn quan đến phương tiện mang như chặn và điều khiển tiếng vọng sẽ được điều khiển bởi điều khiển phương tiện mang. Bỏo hiệu của điều khiển tiếng vọng sẽ được thực hiện từ giao thức bỏo hiệu điều khiển cuộc gọi. BICC đưa ra cơ chế hỗ trợ cỏc dịch vụ ISDN băng hẹp qua mạng trục băng rộng mà khụng ảnh hưởng tới cỏc giao diện của mạng N – ISDN hiện cú và cỏc dịch vụ từ đầu cuối tới đầu cuối. Giao thức bỏo hiệu điều khiển cuộc gọi BICC dựa trờn bỏo hiệu N
Đồ ỏn tốt nghiệp Đại học Chương 4. Cỏc giao thức ngang hàng
– ISUP. Giao thức bỏo hiệu điều khiển phương tiện mang dựa trờn cỏc giao thức bỏo hiệu điều khiển cụng nghệ phương tiện mang khỏc nhau như IP, DSS2…
Cỏc phiờn bản của BICC:
BICC CS1: chuyển tải cuộc gọi sử dụng MTP SS7 hoặc ATM, hỗ trợ cỏc loại truyền tải AAL1 và AAL2.
BICC CS2: mở rộng BICC tới cỏc tổng đài nội hạt, hỗ trợ phương tiện mang IP, hỗ trợ truyền tải bỏo hiệu IP, hỗ trợ AAL1.
Chương 5.
CÁC GIAO THỨC BÁO HIỆU VÀ ĐIỀU KHIỂN CHỦ TỚ 5.1. GIAO THỨC ĐIỀU KHIỂN CỔNG PHƯƠNG TIỆN – MGCP
“MGCP- Media Gateway Controll Protocol là giao thức điều khiển cỏc cổng VoIP từ cỏc thiết bị điều khiển cuộc gọi như MGC hay Call Agent”. Đõy là định nghĩa về MGCP trớch từ IETF RFC 2705 - Media Gateway Control Protocol.
Sự phỏt triển của MGCP được mở rộng do ảnh hưởng của sự xung đột giữa cỏc phần kiến nghị cho việc tỏch rời húa kiến trỳc GW. MGCP là sự bổ sung của cả hai giao thức SIP và H.323, được thiết kế đặc biệt như một giao thức bờn trong giữa cỏc MG và cỏc MGC cho việc tỏch hoỏ kiến trỳc GW. Trong đú, MGC xử lý cuộc gọi bằng việc giao tiếp với mạng IP qua truyền thụng với một thiết bị bỏo hiệu địa chỉ giống như H.323 GK hoặc SIP Server và với mạng chuyển mạch kờnh qua một GW bỏo hiệu tuỳ chọn. MGC thực hiện đầy đủ chức năng của lớp bỏo hiệu trong H.323 và như một H.323 GK. MG cú nhiệm vụ chuyển đổi giữa dạng tớn hiệu analog từ cỏc mạch điện thoại, với cỏc gúi tin trong mạng chuyển mạch gúi. MGCP hoàn toàn tương thớch với VoIP GW. Nú cung cấp một giải phỏp mở cho truyền thụng qua mạng và sẽ cựng tồn tại với H.323 và SIP.
5.1.1. Kiến trỳc và cỏc thành phần
MGCP dựa trờn mụ hỡnh Client/Server. Giống như cỏc giao thức khỏc, MGCP sử dụng giao thức SDP để mụ tả phương thức truyền thụng và sử dụng RTP/RCTP cho việc vận chuyển và giỏm sỏt truyền tin. MGCP định nghĩa cỏc thực thể điểm cuối (Endpoint-E) và cỏc kết nối (Connection-C). E là cỏc nguồn dữ liệu cú thể là vật lý hoặc logic. Việc tạo nguồn vật lý đũi hỏi phải thiết lập phần cứng, chẳng hạn như giao tiếp qua một GW và kết thỳc một kết nối tới mạng chuyển mạch kờnh PSTN, cũn nguồn logic tạo ra từ phần mềm như nguồn tiếng núi.
Kết nối cú thể là kết nối điểm – điểm hoặc đa điểm, cú thể được thiết lập qua rất nhiều thành phần mang trờn mạng, như gúi tin thoại dựng RTP trờn mạng TCP/UDP, dựng AAL2 cho mạng ATM.
Cỏc hoạt động của MGCP là cỏc bỏo hiệu (Signal-S) gửi từ MGC tới MG và cỏc kết quả (Event-E) do MG gửi tới MGC. Quan hệ giữa MG và MGC (hay CA) được thể hiện trờn hỡnh 5.1:
Hỡnh 5.1. Quan hệ giữa MG và MGC
Quỏ trỡnh thiết lập giữa hai đầu cuối tại cỏc Gateway cựng được quản lý bởi MGC diễn ra như sau: Quỏ trỡnh thiết lập giữa hai đầu cuối tại cỏc Gateway cựng được quản lý bởi MGC diễn ra như sau:
MGC gửi CreatConnection tới GW đầu tiờn. GW sẽ định vị cỏc tài nguyờn cần thiết và gửi trả cỏc thụng tin cần thiết cho kết nối như địa chỉ IP, cổng UDP, cỏc tham số cho quỏ trỡnh đúng gúi. Cỏc thụng tin này được chuyển tiếp qua MGC.
MGC gửi CreatConnection tới GW thứ hai chứa cỏc thụng tin chuyển tiếp ở trờn. GW này trả về cỏc thụng tin mụ tả phiờn của nú.
MGC gửi lệnh ModifyConnection tới đầu cuối thứ nhất. Quỏ trỡnh kết nối thành cụng sau khi hoàn tất cỏc bước trờn.
MGCP định nghĩa 3 bỏo hiệu:
Bảng 5.1. Cỏc bỏo hiệu trong MGCP
Khai bỏo (Notify) Cỏc sự kiện được quan sỏt trờn Gateway Xoỏ kết nối
(DeleteConnection) Xúa một kết nối, giải phúng tài nguyờn. Khởi động lại trong quỏ trỡnh
( RestartInProcess )
Xúa mọi dịch vụ tại đầu cuối, khởi tạo lại tiến trỡnh kết nối.
MGCP cũng định nghĩa 8 lệnh trao đổi thụng tin giữa cỏc MGC với cỏc đầu cuối:
Bảng 5.2. Cỏc lệnh trao đổi thụng tin trong MGCP
(EndpointConfiguration) hiệu. Trong trường hợp tiếng núi là luật – à
hoặc luật – A.
Yờu cầu khai bỏo (NotificationRequest)
Yờu cầu Gateway gửi cỏc thụng bỏo về cỏc sự kiện diễn ra ở một đầu cuối nào đú.
Tạo kết nối (CreatConnection) Mở một kết nối giữa hai đầu cuối.
Sửa đổi kết nối
(ModifyConnection) Thay đổi cỏc tham số trong một kết nối đó được mở trước đú.
Xoỏ kết nối (DeleteConnection)
Đúng một kết nối. Lệnh này cú thể được gửi bởi MGC, Gateway. Đỏp ứng của lệnh này trả vể cỏc thụng tin tổng hợp trong suốt quỏ trỡnh kết nối.
Kiểm toỏn đầu cuối (AuditEndpoint)
MGC tỡm kiếm cỏc thụng tin về trạng thỏi tại một đầu cuối nào đú.
Kiểm toỏn kết nối
(AuditConnection) MGC gửi yờu cầu trả về cỏc thụng số trong một kết nối đó được mở.
Thụng bỏo thăm dũ(PollNotify) Đưa sự kiện thụng bỏo.
5.1.2. Thiết lập cuộc gọi thụng qua MGCP
Hỡnh 5.2. Thiết lập cuộc gọi giữa A và B
Trỡnh tự thiết lập cuộc gọi giữa hai mỏy điện thoại A điện thoại B như sau: Khi mỏy điện thoại A được nhấc lờn Gateway A gửi bản tin cho MGC. Gateway A tạo õm mời quay số và nhận số bị gọi.
Số bị gọi được gửi cho MGC.
MGC xỏc định định tuyến cuộc gọi như thế nào:
MGC gửi lệnh cho Gateway B.
MGC gửi lệnh cho Gateway A và B tạo phiờn kết nối RTP/RTCP.
5.1.3. So sỏnh giữa MGCP, SIP và H.323
MGCP khỏc với SIP và H.323 ở một số điểm như sau:
MGCP là giao thức kiểu chủ/tớ, trong khi SIP và H.323 là giao thức ngang cấp.
MGCP được sử dụng giữa MG và MGC.
Bảng 5.3. So sỏnh H.323 và MGCP
H.323 MGCP
1. Thuờ bao nhấc mỏy và quay số
2. Gateway phõn tớch định tuyến cuộc gọi
3. Hai Gateway trao đổi thụng tin
4. Gateway bị gọi đổ chuụng ở số mỏy bị gọi
5. Hai Gateway thiết lập phiờn kết nối RTP/RTCP
1. Thuờ bao nhấc mỏy và quay số 2. Gateway thụng bỏo cho MGC
3. MGC phõn tớch số, định tuyến và gửi lệnh cho Gateway bị gọi để đổ chuụng ở số mỏy bị gọi
4. MGC gửi lệnh cho 2 Gateway để thiết lập phiờn kết nối RTP/RTCP
MGCP ra đời nhằm tỏch biệt cỏc chức năng bỏo hiệu và thiết lập đường truyền. MGC (hay CA, Softswitch...) sau khi nhận được yờu cầu thiết lập cuộc gọi SIP hoặc H.323 sẽ dựng giao thức MGCP để điều khiển Gateway thiết lập phiờn kết nối giữa 2 đầu cuối.
Trong hỡnh 5.2 ta thấy chức năng bỏo hiệu đó được tỏch biệt và do MGC đảm nhiệm. Chỳng ta xem xột việc thiết lập cuộc gọi trong hai trường hợp: cuộc gọi trong mạng H.323 và trong mạng MGCP.
5.1.4. Đỏnh giỏ giao thức MGCP
Cỏc ưu điểm của MGCP là:
MGCP đặc biệt hữu ớch đối với cỏc ứng dụng triển khai lớn, cỏc hệ thống phức tạp. Nú cho phộp tớch hợp tốt với mạng SS7, tạo sự thuận tiện cho quỏ trỡnh điều khiển và xử lý cỏc cuộc gọi.
MGCP phõn tỏch riờng biệt hai chức năng chớnh là chức năng điều khiển luồng phương thức và chức năng bỏo hiệu nờn việc thi hành dễ dàng hơn.
Tuy nhiờn nú vẫn cú nhược điểm là trở nờn quỏ phức tạp đối với cỏc ứng dụng nhỏ. Ngoài ra nú chỉ tập trung vào việc chuyển đổi giữa cỏc luồng phương thức. Giao thức này được hoàn thiện trong chuẩn H.248/ Megaco thỏng 11/2000 với sự hợp tỏc giữa hai tổ chức ITU và IETF.
5.2. MEGACO/H.248
5.2.1. Tổng quan về giao thức MEGACO/H.248
Hỡnh 5.3. Kiến trỳc điều khiển của MEGACO/H.248
MEGACO/H.248 là giao thức điều khiển cổng phương tiện núi chung, bao gồm cổng nội hạt, trung kế trong mạng PSTN, giao diện ATM, giao điện thoại và đường dõy analog, điện thoại IP, cỏc loại server,…Với tớnh năng hỗ trợ rộng rói cỏc ứng dụng một cỏch mềm dẻo, đơn giản và hiệu quả ở mức chi phớ hợp lý, giao thức MEGACO/H.248 sẽ là chuẩn được sử dụng trong mạng thế hệ sau NGN. MEGACO/H.248 khụng bị ràng buộc với bất kỳ một giao thức điều khiển cuộc gọi ngang hàng nào (vớ dụ: SIP hay H.323) và hoàn toàn tựy thuộc vào thiết kế của người quản trị mạng. Kiến trỳc của MEGACO/H.248 dựa trờn 3 lớp: lớp MGC, lớp MG và lớp MEGACO (hỡnh 5.3).
Lớp MGC chứa tất cả cỏc phần mềm điều khiển, xử lý cuộc gọi. Lớp này thực hiện cỏc đặc điểm ở mức cuộc gọi như phỏt hiện cuộc gọi, chuyển cuộc gọi, hội thoại hay giữ cuộc gọi (hold). Lớp MGC cũng thực hiện giao tiếp với cỏc MGC cũng như cỏc thực thể ngang cấp hay cấp dưới khỏc, MGC quản lý mọi thuộc tớnh trong quỏ trỡnh giao tiếp.
Lớp MG thực hiện cỏc kết nối lưu lượng đi và tới cỏc mạng khỏc, tương tỏc với cỏc luồng lưu lượng này qua ứng dụng bỏo hiệu và sự kiện. Lớp MG cũng điều khiển cỏc thuộc tớnh thiết bị của cổng phương tiện (vớ dụ như giao diện người
dựng). Lớp này khụng hề biết gỡ về việc điều khiển cỏc thuộc tớnh cuộc gọi và hoạt động theo sự điều khiển của lớp MGC.
Lớp MEGACO/H.248 quy định cỏch thức mà lớp MGC điều khiển lớp MG.
5.2.2. Vị trớ của giao thức MEGACO/H.248 trong mụ hỡnh OSI
Hỡnh 5.4. Vị trớ của MEGACO/H.248 trong OSI
Như chỉ ra trong hỡnh 5.4, giao thức MEGACO/H.248 thực hiện cỏc chức năng của mỡnh ở 3 lớp trờn cựng trong mụ hỡnh OSI.
5.2.3. Cỏc chức năng của MEGACO/H.248
Giao thức MEGACO/H.248 định nghĩa giao diện điều khiển của MGC đối với MG. MEGACO/H.248 cung cấp cỏc chức năng sau:
Điều khiển cỏc loại MG khỏc nhau (TGW, RGW, AGW, MS,…).
Hỗ trợ đàm phỏn quyết định cỏc thuộc tớnh cuộc gọi. Cú khả năng xử lý cuộc gọi đa người dựng.
Hỗ trợ QoS và đo lường lưu lượng (cỏc thụng tin thống kờ sau mỗi kết nối). Thụng bỏo lỗi giao thức, lỗi mạng hay cỏc thuộc tớnh cuộc gọi.
Hỡnh 5.5. Vị trớ và chức năng của giao thức MEGACO/H.248
5.2.4. Cỏc khỏi niệm trong giao thức MEGACO/H.248
Cỏc loại gateway: GW cú địa chỉ IP và chỉ số cổng UDP mặc định của MGC quản
lý nú.
TGW (Trunking Gateway): là gateway giữa cỏc tổng đài trung kế giữa mạng PSTN và mạng IP.
AGW (Access Gateway): là gateway giữa mạng ISDN, tổng đài PBX và mạng
IP.
RGW (Residential Gateway): là gateway giữa một nhúm cỏc mỏy điện thoại
(nối trực tiếp vào Gateway này) và mạng IP.
NAS: Gateway cung cấp khả năng truy cập Internet.
IVR (Interactive Voice Response): gateway này được MGC điều khiển để thu cỏc digit và gửi fax,…
Mỗi loại GW cú khả năng hỗ trợ cỏc gúi tin khỏc nhau.
Termination: MGC coi GW là đại diện cho một nhúm cỏc Termination, trong đú mỗi Termination chịu trỏch nhiệm xử lý cho một loại lưu lượng. Mỗi Termination được GW gỏn cho một ID tại thời điểm nú được tạo ra. Cú 2 loại Termination là:
Termination cố định (cỏc giao diện vật lý, kờnh TDM). Đối với loại Termination này, việc sử dụng cỏc lệnh Add hay Subtract chỉ đơn giản là việc lấy chỳng ra hay thờm vào Null context.
Termination tạm thời hay Termination logic (cổng RTP nối GW với mạng, chỉ tồn tại khi sử dụng). Loại Termination này được tạo ra bởi lệnh Add và bị xúa đi bởi lệnh Subtract.
GW được MGC coi như Termination gốc, điều này cú ý nghĩa khi MGC muốn làm việc với chớnh GW (vớ dụ khi tuyờn bố GW là “in” hay “out” một dịch vụ nào đú). Giao thức MEGACO/H.248 cú khả năng làm việc với một số lượng lớn cỏc Termination là do Termination cú cỏc thuộc tớnh lựa chọn (event, signal, statistic). Cỏc thuộc tớnh này được đưa vào cỏc gúi và MGC cú thể chỉ định Termination là nú chỉ tiếp nhận những gúi nào. Tại mỗi thời điểm, Termination cũng được điều khiển ở một chế độ xỏc định (chế độ chỉ nhận, chỉ gửi hoặc vừa nhận vừa gửi). Termination là nơi đi và đến của cỏc luồng lưu lượng hay điều khiển.
Context: Là khỏi niệm mang tớnh đột phỏ của MEGACO/H.248 so với cỏc giao
thức cựng loại trước nú. Khỏi niệm này cho phộp tạo ra cỏc phiờn liờn lạc đa điểm. Mỗi đầu cuối cú thể tham gia vào nhiều context khỏc nhau với cỏc loại lưu lượng khỏc nhau (vớ dụ khi đầu cuối tham gia một phiờn truyền thụng đa phương tiện). Đõy là một phiờn kết nối bao gồm nhiều Termination. Mỗi context được GW tạo ra ban đầu chỉ cú một Termination, cỏc Termination kết nối với Termination đầu tiờn sẽ lần lượt được thờm vào context này. Context sẽ bị xúa bỏ khi Termination cuối cựng được giải phúng. Số lượng Termination tối đa trong một context sẽ phụ thuộc vào khả năng của GW (những GW chỉ hỗ trợ liờn lạc điểm – điểm sẽ chỉ cú tối đa 2 Termination trong một context). Context được MG gỏn một phần nhận dạng ID bao gồm 32 bit (ID là duy nhất đối với một MG). Tất cả cỏc Termination khụng tham gia vào một kết nối nào sẽ nằm trong
Null context. Hiện nay Context cú 3 thuộc tớnh: topology descriptor (mụ tả topo phi kết nối), Priority flag (cờ ưu tiờn, hướng dẫn GW phõn bổ tài nguyờn trong trường hợp khan hiếm) và emergency flag (cờ khẩn, chỉ ra context nào sẽ được lưu lại và khụi phục trong trường hợp cú sự cố). Cỏc thuộc tớnh khỏc của context cú thể được bổ sung trong tương lai.
Transaction: là một chuyển giao, mỗi transaction gồm phần yờu cầu (request) và
phần trả lời (reply). Transaction Pending được sử dụng để thụng bỏo rằng transaction vẫn đang được xử lý (được sử dụng khi transaction nào đú bị timeout). Mỗi transaction cú một số nhận dạng ID. Số nhận dạng ID cú giỏ trị từ 1 đến 99999. Thụng tin trao đổi giữa MGC và cỏc GW dưới dạng cỏc chuyển giao (chứa cỏc lệnh và cỏc bản tin thụng bỏo sự kiện, trả lời,…), cỏc lệnh trong mỗi chuyển giao sẽ được xử lý theo thứ tự đó chỉ ra.
Event: là cỏc sự kiện của đầu cuối (như onhook, offhook,…). Cỏc sự kiện này
được MG phỏt hiện và bỏo cỏo tới MGC. MGC sẽ xem xột chỉ cỏc sự kiện mà nú quan tõm ở bất kỳ thời điểm nào (được chỉ ra bởi event descriptor).
Signal: là bỏo hiệu tạo ra cỏc õm bỏo hay hiển thị hỡnh ảnh ở đầu cuối. Thời gian
tồn tại của bỏo hiệu cú thể do MGC quy định hoặc cú thể tồn tại cho tới khi bị loại bỏ. Nú sẽ bị loại bỏ bất cứ khi nào một sự kiện được phỏt hiện ở đầu cuối trừ khi cú sự can thiệp của MGC.
Termination descriptor: cỏc thuộc tớnh của Termination được nhúm lại thành cỏc
descriptor bao gồm:
Termination state descriptor: cỏc thuộc tớnh của Termination (test, cú quyền hay bị cấm sử dụng một dịch vụ,…).
Media descriptor: bảng mụ tả cỏc luồng lưu lượng (voice, data,…).
Event descriptor: mụ tả cỏc sự kiện được phỏt hiện bởi GW và hành động lại đỏp lại sự kiện đú.
Signal descriptor: mụ tả cỏc bỏo hiệu cú thể xảy ra ở Termination.
Stream descriptor: bảng cỏc descriptor của remote, local, local control đối với một luồng lưu lượng xỏc định.
Local control descriptor: chứa cỏc thuộc tớnh cần quan tõm giữa GW và MGC (chế độ của Termination, cỏc xử lý của GW khi nhận được local hay remote descriptor).
Local descriptor: chứa cỏc thuộc tớnh chỉ ra luồng lưu lượng mà GW nhận từ