3.3.1 IP
IP là giao thức chuyển tiếp gĩi tin, nĩ đĩng gĩi và chuyển gĩi tới đích một cách hiệu quả sử dụng địa chỉ trong phần header của gĩi. IP cung cấp dịch vụ chuyển dữ liệu hướng khơng kết nối, nĩ chỉ nỗ lực tối đa để chuyển gĩi tin tới đích chứ khơng đảm bảo chất lượng dịch vụ. IP định nghĩa cơ cấu đánh số, cơ cấu chuyển tin, cơ cấu định tuyến và các chức năng điều khiển ở mức thấp (ICMP). Gĩi IP chứa địa chỉ của bên nhận, địa chỉ là số duy nhất trong tồn mạng và mang đầy đủ thơng tin cần cho việc chuyển gĩi tin tới đích.
Cơ cấu định tuyến cĩ nhiệm vụ tính tốn đường đi tới các nút trong mạng. Do vậy cơ cấu định tuyến phải được cập nhật các thơng tin về topo mạng, thơng tin về nguyên tắc chuyển tin và nĩ cĩ khả năng hoạt động trong mơi trường mạng gồm nhiều nút. Kết quả tính tốn của cơ cấu định tuyến được lưu trong các bản chuyển tin (forwarding table) chứa thơng tin về chặng tiếp theo để cĩ thể gửi gĩi tin tới đích.
Dựa trên các bảng chuyển tin, cơ cấu chuyển tin để chuyển mạch các gĩi IP hướng tới đích. Phương thức chuyển tin truyền thống là theo từng chặng một. Ở cách này, mỗi nút mạng tính tốn bảng chuyển tin một cách độc lập. Vì vậy, phương thức này yêu cầu kết quả tính tốn của phần định tuyến tại tất cả các nút
phải nhất quán với nhau. Sự khơng thống nhất của kết quả sẽ dẫn tới chuyển gĩi tin sai hướng dẫn đến mất gĩi tin.
Kiểu chuyển tin theo từng chặng hạn chế khả năng của mạng. Ví dụ, nếu các gĩi tin chuyển tới cùng một địa chỉ mà đi qua cùng một nút thì chúng sẽ được truyền qua cùng một tuyến tới điểm đích. Điều này khiến mạng khơng thể thực hiện một số chức năng khác như định tuyến theo đích, theo dịch vụ.
Tuy nhiên, phương thức định tuyến và chuyển tin này nâng cao độ tin cậy cũng như khả năng mở rộng của mạng. Giao thức định tuyến động cho phép mạng phản ứng lại với sự cố bằng việc thay đổi tuyến khi router biết được sự thay đổi topo mạng thơng qua việc cập nhật thơng tin về trạng thái kết nối. Với các phương thức như CIDR (Classless Interdomain Routing), kích thước của bảng chuyển tin được duy trì ở mức chấp nhận được, và do việc tính tốn định tuyến đều do các nút thực hiện, mạng cĩ thể mở rộng mà khơng cần bất kì sự thay đổi nào.
Tĩm lại, IP là một giao thức chuyển mạch gĩi cĩ độ tin cậy và khả năng mở rộng cao. Tuy nhiên việc điều khiển lưu lượng rất khĩ thực hiện do phương thức định tuyến theo từng chặng. Ngồi ra IP cũng khơng hỗ trợ chất lượng dịch vụ.
3.3.2 ATM
ATM là một phương thức chuyển mạch gĩi nhanh, nĩ cho phép các hệ thống dùng kĩ thuật này hoạt động ở tốc độ cao hơn nhiều so với các hệ thống chyển mạch gĩi thơng thường nhờ sự hạn chế các chức năng trong mạng của nĩ.
ATM cĩ khả năng vận chuyển bất kì một loại dịch vụ nào, bất chấp những đặc điểm của chúng như là tốc độ bit, những yêu cầu về chất lượng hoặc đặc tính đột biến tự nhiên của nĩ. ATM nhận thơng tin ở nhiều dạng khác nhau như thoại, số liệu, video… và tách chúng thành các khối nhỏ cĩ kích thước cố định gọi là cell. Các cell này sẽ được truyền trên các kênh ảo.
ATM khác với IP ở một số điểm:
ATM là cơng nghệ chuyển mạch hướng kết nối. Kết nối phải được thiết lập bằng nhân cơng hoặc thiết lập một cách tự động thơng qua báo hiệu trước khi thơng tin được gửi đi
ATM khơng thực hiện định tuyến tại các nút trung gian. Tuyến kết nối xuyên suốt được xác định trước khi trao đổi dữ liệu và được giữ xuyên suốt trong thời gian
nguyên và xây dựng bảng chuyển tế bào trong mỗi tổng đài. Bảng chuyển tế bào này cĩ tính cục bộ và chỉ chứa thơng tin về các kết nối đang hoạt động đi qua tổng đài. Điều này khác với thơng tin về tồn mạng chứa trong bảng chuyển tin của IP router.
Các gĩi trong ATM nhỏ, cĩ kích thước cố định nên tốc độ truyền sẽ lớn hơn dẫn đến trễ truyền và biến động trễ giảm đủ nhỏ đối với các dịch vụ thời gian thực. Đồng thời tạo điều kiện cho việc hợp kênh ở tốc độ cao dễ dàng hơn.
ATM cĩ thể chuyển mạch nhanh hơn vì nhãn gắn trên cell cĩ kích thước cố định (nhỏ hơn của IP), kích thước bảng chuyển tin nhỏ hơn nhiều so với của IP router, và việc này thực hiện trên các phần cứng chuyên dụng. Do vậy, thơng lượng của tổng đài ATM thường lớn hơn thơng lượng của IP router truyền thống.
3.3.3 MPLS
MPLS là phương thức chuyển mạch phối hợp ưu điểm của IP và ATM. Trước khi phương thức này ra đời người ta cũng quan tâm tới mơ hình IP over ATM của IETF xem IP như một lớp nằm trên lớp ATM. Phương thức tiếp cận xếp chồng này cho phép IP và ATM hoạt động với nhau mà khơng cần thay đổi giao thức của chúng. Tuy nhiên cách này khơng tận dụng được hết khả năng của ATM, khơng thích hợp với mạng nhiều router và khơng thật hiệu quả trên một số mặt.
Cơng nghệ MPLS sử dụng cơ chế hốn đổi nhãn như của ATM để tăng tốc độ truyền gĩi tin mà khơng cần thay đổi giao thức định tuyến của IP. Thiết bị CSR của Toshiba ra đời năm 1994 là tổng đài ATM đầu tiên được điều khiển bằng giao thức IP thay cho báo hiệu ATM.
MPLS tách chức năng của IP router làm hai phần riêng biệt:
Chức năng chuyển gĩi tin: cĩ nhiệm vụ gửi gĩi tin giữa các router, sử dụng cơ chế hốn đổi nhãn tương tự như trong ATM. Trong MPLS, nhãn là một số cĩ độ dài cố định và khơng phụ thuộc vào lớp mạng. Kỹ thuật hốn đổi nhãn thực chất là việc tìm nhãn cho một gĩi tin trong một bảng các nhãn để xác định tuyến của gĩi và nhãn mới của gĩi đĩ. Các router thực hiện kỹ thuật này gọi là LSR (Label Switch Router).
Chức năng điều khiển: gồm các giao thức định tuyến lớp mạng với nhiệm vụ phân phối thơng tin giữa các LSR, giao thức phân phối nhãn thiết lập nhãn trong các bảng định tuyến.
MPLS cĩ thể hoạt động được với các giao thức định tuyến internet khác như OSPF (Open Shortest Path First) và BGP (Border Gateway Protocol)
Một số ưu diểm của MPLS:
MPLS đảm bảo chất lượng dịch vụ do MPLS hỗ trợ việc điều khiển lưu lượng và cho phép thiết lập tuyến cố định. Ngồi ra, MPLS cịn cĩ cơ chế chuyển tuyến (fast reruoting). Do MPLS là cơng nghệ chuyển mạch hướng kết nối , khả năng bị ảnh hưởng bởi lỗi đường truyền cao hơn. Trong khi đĩ các dịch vụ mà MPLS hỗ trợ lại yêu cầu dung lượng cao. Do vậy, khả năng phục hồi của MPLS đảm bảo khả năng cung cấp dịch vụ của mạng khơng phụ thuộc vào cơ cấu khơi phục lỗi của lớp vật lý bên dưới.
Cơng nghệ MPLS giúp cho việc quản lý mạng được dễ dàng hơn. Do MPLS quản lý việc chuyển tin theo các luồng thơng tin, các gĩi tin thuộc một FEC cĩ thể được xác định bởi một giá trị của nhãn. Do vậy trong miền MPLS các thiết bị đo lưu lượng mạng cĩ thể dựa trên nhãn để phân loại các gĩi tin. Lưu lượng đi qua các tuyến chuyển mạch nhãn(LSP) được giám sát 1 cách dễ dàng dùng RTFM( real- time flow measurement). Bằng cách giám sát lưu lượng tại các LSR, nghẽn lưu lượng sẽ được phát hiện và vị trí xảy ra nghẽn lưu lượng cĩ thể được xác định nhanh chĩng. Tuy nhiên, giám sát lưu lượng theo phương thức này khơng đưa ra được tồn bộ thơng tin về chất lượng dịch vụ(ví dụ trễ từ điểm đầu tới điểm cuối của miền MPLS). Việc đo trễ cĩ thể được thực hiện bởi giao thức lớp 2. Để giám sát tốc độ của mỗi luồng và đảm bảo các luồng lưu lượng tuân thủ tính chất lưu lượng đã được định trước, hệ thống giám sát cĩ thể dùng 1 thiết bị nắn lưu lượng. Thiết bị này sẽ cho phép giám sát và đảm bảo tuân thủ tính chất lưu lượng mà khơng cần thay đổi các tính chất hiện cĩ.
Tĩm lại, MPLS là một cơng nghệ chuyển mạch cĩ nhiều triển vọng. MPLS cĩ khả năng nâng cao chất lượng dịch vụ của mạng IP truyền thống. Đồng thời cải thiện thơng lượng của mạng một cách đáng kể.
Trong nội dung chương này chúng ta sẽ tìm hiểu về một vài dịch vụ sẽ cĩ mặt trong NGN và giới thiệu sơ về các kĩ thuật được sử dụng trong mạng này. Đầu tiên chúng ta tìm hiểu mạng IN (Intelligent Network), nền tảng của một số dịch vụ gia tăng trong mạng chuyển mạch mạch PSTN hiện tại và các dịch vụ đang tồn tại làm việc và sẽ thay đổi ra sao. Tiếp theo chúng ta tìm hiểu các dịch vụ Call centres, các dịch vụ dựa trên Internet và cuối cùng sẽ đưa ra một số dịch vụ chiếm vị trí quan trọng trong NGN.
4.1 Các dịch vụ mạng thơng minh 4.1.1 Giới thiệu 4.1.1 Giới thiệu
Trong phần này chúng ta sẽ tìm hiểu IN làm thế nào để cung cấp các dịch vụ cho khách hàng và mang lại cho các nhà cung cấp dịch vụ phương tiện linh động phân phối các dịch vụ mới.
Trong kỹ thuật IN, chức năng chuyển mạch thoại được tách khỏi bộ điều khiển bằng chương trình lưu trữ sẵn (store program controller) và được đặt tên lại là điểm chuyển mạch dịch vụ SSP (Service Switch Point). Những chức năng cĩ trong SSP được gọi là BCSM (Basic Call State Model), cịn những chức năng đã tách ra được kết hợp vào mơi trường thực thi dịch vụ tập trung SIB (Service Independent Building Block) và gọi là chức năng xử lý cuộc gọi cơ bản BCP (Basic Call Processing). SLP (Service Logic Program) được hình thành từ SIB và nằm bên trong SCP (Service Control Point).
4.1.2 Ví dụ về những dịch vụ đang tồn tại và cách thức hoạt động của chúng
Dịch vụ phổ biến nhất mà IN cung cấp trong mạng cố định là dịch vụ dịch số cơ bản. PSTN cĩ cấu trúc phân cấp gồm tổng đài nội hạt, tổng đài transit và tổng đài
CHƯƠNG 4
quốc tế (hay cịn gọi là các lớp chuyển mạch). Các lớp này được tổ chức theo kế hoạch đánh số E.164 với những con số cĩ ý nghĩa nội hạt, quốc gia và quốc tế. Vì thế khi ta quay các số như 800 (dịch vụ thoại miễn phí được triển khai ở Mỹ vào năm 1980) thì tổng đài phải làm gì khi các số này khơng cĩ ý nghĩa nội hạt, quốc gia hoặc quốc tế.
Để thực hiện các dịch vụ này thì các tổng đài chuyển mạch mạch được cấu hình các bảng định tuyến để định tuyến cuộc gọi đến một lớp được thêm vào là lớp SSP. Lớp này cĩ thể được kết hợp với lớp transit hoặc riêng tổng đài nội hạt được chuyển thành tổng đài cĩ khả năng của SSP.
Sau đây chúng ta sẽ xem xét về sự kết hợp của SSP với chức năng của tổng đài transit. Trong trường hợp này, tổng đài nội hạt báo cho tổng đài transit biết số được gọi. Sự kết hợp transit/SSP thiết lập trigger point ngắt phần mềm định tuyến cuộc gọi cơ bản. SSP gởi INAP initial-DP (Detection Point) message chứa số của người gọi, số được gọi (800), một khĩa dịch vụ (để xác định SLP thực thi) và loại sự kiện trong BCSM (Basic Call Routing Software) kích hoạt yêu cầu đến SCP. SSP dừng xử lý cuộc gọi và chờ phúc đáp từ SCP. Dựa vào khĩa dịch vụ mà SCP thực thi SLP liên quan với khĩa này. Các ứng dụng SLP dịch số thơng dụng là:
• Định tuyến theo thời gian trong ngày, dựa vào thời gian trong ngày một cuộc gọi cĩ thể được định tuyến đến một đích nào đĩ. Ví dụ một ứng dụng của call centre muốn tất cả các cuộc gọi sau mười giờ đều được trả lời bằng một thơng báo ghi sẵn.
• Nguồn gốc địa lý, cuộc gọi cĩ thể được kết nối tới các số khác nhau dựa vào số đầu quốc gia của số người gọi.
• Phân phối cuộc gọi đến nhiều đích khác nhau, dành cho một khách hàng cĩ nhiều trung tâm cuộc gọi thì các cuộc gọi đến sẽ được phân phối giữa các trung tâm này. Ví dụ dịch vụ find-me follow-me, cuộc gọi cĩ thể được định hướng tới các số khác nhau dựa vào phúc đáp cuộc gọi (nếu bận) cuộc gọi cĩ thể được định hướng lại cho đến khi nào nhận được trả lời hoặc được chuyển tới voicemail.
• Kết hợp những ứng dụng trên.
Một khi logic dịch vụ đã xác định đích của cuộc gọi, SLP phúc đáp bản tin khởi tạo DP bằng một trong hai cách:
Cả ETC và CON đều chứa số bị gọi. Sự khác nhau giữa hai phương pháp này là ETC vẫn nằm dưới sự điều khiển của SLP và thường được sử dụng để kết nối tạm thời người gọi tới một thơng báo đã được lưu trữ sẵn hoặc dịch vụ thơng báo tự động hoặc các node dịch vụ, cịn CON hồn thành kết nối mà khơng cần thêm bất kỳ hoạt động nào nữa. SSP cĩ thể yêu cầu thêm thơng tin (ví dụ thơng tin về tính cước) dưới dạng các thơng báo. Khi cuộc gọi hồn thành, SSP sẽ gởi thơng báo cho SCP và SLP trở về trạng thái rỗi.
Một số các dịch vụ khác cĩ thể tận dụng phương thức điều khiển này:
• Tele-voting (dịch vụ bầu chọn từ xa) cĩ thể thu thập và tính số phiếu được tạo ra từ bầu chọn qua các cuộc gọi. Ví dụ khi một cuộc thi yêu cầu người xem đăng ký bầu chọn cho các thí sinh. IN cĩ thể đếm tự động số cuộc gọi để xác định số lượng bầu chọn và cho kết quả nhanh chĩng.
• Mạng riêng ảo (Virtual Private Network). Dịch vụ này dùng để kết nối mạng riêng của các cơng ty lớn, cơng ty đa quốc gia thơng qua mạng thoại cơng cộng. Dịch vụ này giúp giảm chi phí cho các cơng ty do khơng phải thuê kênh riêng giữa các cơng ty con. IN cĩ thể được sử dụng để thêm vào các kế hoạch định tuyến thích ứng với sự thay đổi cước theo thời gian trong ngày.
• Wide Area Centrex. Thay vì các cơng ty kết nối các mạng riêng với nhau, cơng ty điện thoại cĩ thể tạo ra một mạng riêng cho họ, gồm các kế hoạch đánh số riêng. Tất cả sự thơng minh và cấu hình được thực hiện trên tổng đài của cơng ty điện thoại và các hệ thống IN.
• Calling card services. Hầu hết các nhà cung cấp viễn thơng trên thế giới cung cấp các dịch vụ điện thoại thẻ cho phép người gọi thực hiện cuộc gọi ở bất kì nơi nào và tính cước dựa vào tài khoản riêng của họ. Đầu tiên người gọi sẽ gọi một số miễn phí kết nối tới một IVR, sau đĩ nhập vào số tài khoản và mã nhận diện, theo sau là số cần gọi. Hệ thống IVR sẽ kết nối cuộc gọi. Tất cả các cơng việc này được thực hiện nhờ hệ thống IN.
• Mạng di động cũng mở rộng việc sử dụng IN cho dịch vụ trả trước. Thoại trả trước được thực hiện bởi một dịch vụ chạy trên SCP. Nếu người gọi cĩ thẻ thì cuộc gọi được cho phép. Kết quả được thiết lập để tự động chuyển cuộc gọi đến dịch vụ tự động dựa vào tài khoản trên thẻ của khách hàng.
Để thực hiện vai trị của mình trong các dịch vụ trên thì SLP sử dụng cơ sở dữ liệu trong SDP (Service Data Point). SDP chứa dữ liệu về thơng tin khách hàng,
cho phép một SLP cụ thể được thực hiện cho nhiều khách hàng khác nhau. Trên thực tế thì SDP thường được nhúng trong SCP, ít khi là một thực thể riêng biệt.
4.1.3 Chuyển mạch mềm và các serversï ứng dụng
Thuật ngữ Softswitch được sử dụng để mơ tả một server cĩ khả năng điều khiển thoại và các dịch vụ khác bằng việc xây dựng các chương trình trong mạng IP.
Chuyển mạch mềm cĩ các đặc tính sau:
• Điều khiển thơng minh các dịch vụ kết nối cho media gateway và các điểm kết cuối IP.
• Cĩ khả năng lựa chọn quá trình xử lý cho một cuộc gọi.