Sonus Networks Inc. là công ty đang chiếm giữ một trong những vị trí hàng đầu trên thị trờng softswitch. Sản phẩm của Sonus là một trong số ít sản phẩm chuyển mạch mềm đã đợc triển khai trên mạng công cộng và hiện đang đ- ợc nhiều nhà cung cấp dịch vụ lựa chọn. Sonus không những cung cấp thiết bị lớp lõi chuyển mạch trong mạng NGN mà còn có sản phẩm cho các thành phần mạng khác, kể cả thiết bị tiếp cận thuê bao. Theo đánh giá của nhiều công ty t vấn quốc tế Sonus hiện đang chiếm giữ thị phần lớn, nếu không phải là lớn nhất, trên thị trờng softswitch. Khách hàng của Sonus là nhiều nhà cung cấp dịch vụ danh tiếng, trong đó có Time Warner Telecom, BellSouth, China Netcom...
Sonus Network công bố kiến trúc mở của mình (OSA - Open Service Architecture) nh minh hoạ dới đây, trong đó phần Softswitch có thơng hiệu là Insignus.
Hình 2.6: Kiến trúc của Sonus
OSA là sản phẩm thực sự có kiến trúc mở, đáp ứng đợc yêu cầu của các nhà cung cấp dịch vụ. Sản phẩm này có thể hoạt động nh tổng đài nội hạt hay packet tandem với các dịch vụ nh thoại, VoIP, PBX, Centrex, IP Centrex, các dịch vụ dữ liệu và nhiều dịch vụ khác. Phần lõi chuyển mạch Insingus
Softswitch hỗ trợ các giao thức SIP, SIP-T, H.323, MGCP/H.248, các module kết nối với nhau thông qua họ giao thức IP. Kiến trúc OSA gồm có các thành phần sau:
• GSX9000TMOpen Services Switch có chức năng media gateway và có khả năng mở rộng đến trên 100 000 cổng thuê bao.
GSX9000TMhỗ trợ các giao diện DS1, DS3, E1, OC3/STM-1/STM- 0, IP và ATM. Các codec thoại chính đều đợc hỗ trợ nh G.711, G.729A, G.729B, G.723.1, G.726
• InsignusTMSoftswitch là phần lõi chuyển mạch của hệ thống
• InsightTM Management là phần mềm quản lý hệ thống chuyển mạch mềm dựa trên giao diện web
• Open Services Partner AllianceSM(OSPA) là các giao diện mở để kết nối với các ứng dụng và thiết bị của nhà cung cấp thứ 3.
Các module chính trong Insignus Softswitch
Insignus có tất cả 5 module, đó là PSX Policy Server, ASX Access Server, GSX-GC Gateway Controller và TSX Gateway Controller.
PSX Policy Server (Máy chủ quản lý chung)
Hình 2.7: Chức năng của PSX Policy Server
PSX Policy Server là module chính của Insignus, đóng vai trò tổng hợp trong mô hình giải pháp này. PSX Policy Server là thành phần hoạch định chính sách và quản lý cơ sở dữ liệu, cung cấp khả năng lựa chọn dịch vụ và khả năng định tuyến cho các module ASX Access Server, GSX-GC Gateway Controller và TSX Gateway controller. Các thành phần này kết hợp với nhau để tạo nên một mạng thoại chuyển mạch gói có độ ổn định và khả năng mở rộng cao, và tất nhiên, phải là một môi trờng mở đối với sản phẩm của các nhà cung cấp thứ ba. Insignus hỗ trợ tất cả các ứng dụng: dịch vụ truy nhập (access service), đờng trung kế (tandem trunking), giảm tải lu lợng Internet (Internet offload), dịch vụ thoại IP...
Tính năng của PSX Policy Server Mở rộng dễ dàng
Một nút PSX có khả năng xử lý rất lớn và có thể hỗ trợ nhiều softswitch và nhiều GSX9000 gateway. Ngời ta có thể dễ dàng nâng cấp hệ thống PSX của mình trong khi vẫn duy trì hoạt động bình thờng của cả mạng. Có ba cách để làm đợc điều đó.
Cách thứ nhất, đơn giản chỉ cần thêm năng lực xử lý cho nút PSX hiện tại hoặc thêm những nút “gơng” (mirror) vào cùng một nơi.
Cách thứ hai, triển khai các nút PSX khác với cùng một cơ sở dữ liệu, phân chia tải lu lợng. Do các nút chia sẻ cùng một cơ sở dữ liệu mạng nên chúng có thể đợc quản lý nh một nút, giảm đáng kể công sức điều hành và bảo dỡng.
Một cách giải quyết khác nữa là thiết lập vùng PSX, tức là tách mạng thành một số vùng, mỗi vùng có cơ sở dữ liệu riêng biệt, điều này cho phép ta phân biệt thông tin về vùng mạng này với các cơ sở dữ liệu khác. Phơng pháp này nhiều khi cho phép quản lý mạng hiệu quả hơn.
Cho dù thực hiện theo phơng pháp nào, kết quả cũng cho ta một mạng có thể mở rộng tới mạng có khả năng xử lý hàng triệu cuộc gọi trong 1 giờ mà không ảnh hởng đến bất cứ nút mạng nào trong quá trình nâng cấp.
Định tuyến mềm dẻo và biên dịch
PSX cung cấp khả năng định tuyến và biên dịch đầy đủ cho phép triển khai mạng trên phạm vi rộng với nhiều ứng dụng khác nhau. Có thể định tuyến tuỳ theo rất nhiều tham số nh nhà khai thác, nhóm trung kế, gateway, thuê bao hoặc các yếu tố khác nh giờ trong ngày, ngày trong tuần hay định tuyến với giá thấp nhất... Việc phân tích số cũng có thể đợc cài đặt để hỗ trợ cùng một lúc nhiều kế hoạch đánh số khác nhau vì thế thích hợp với việc triển khai mạng toàn cầu.
Hỗ trợ tốt các giao thức báo hiệu
PSX hỗ trợ nhiều giao thức chuẩn công nghiệp gồm SIP, SIP-T, H.323 để giao tiếp đợc với nhiều hệ thống thiết bị mạng gói hiện có. Sử dụng H.323, PSX hoạt động nh một H.323 gatekeeper, điều khiển và truy nhập các gateway và mạng sử dụng H.323. Sử dụng SIP, PSX có thể hỗ trợ các ứng dụng của nhà cung cấp thứ 3; dùng SIP-T giúp cho PSX có thể “nói chuyện” đợc với các Softswitch của các nhà cung cấp khác.
PSX hỗ trợ SS7 thông qua module SGX SS7 Gateway. PSX hỗ trợ nhiều biến thể của ISUP, còn TCAP giúp PSX hiểu các dịch vụ của mạng AIN (Advanced Intelligent Network) nh LNP, phiên dịch số hay VPN (Virtual Private Network).
Giao tiếp với SS7 còn đợc thực hiện thông qua giao thức TALI (Tranport Adapter Layer Interface). đây là chuẩn SS7-over-IP cho phép PSX trao đổi trực tiếp với các STP (Signaling Transfer Point), SCP (Signaling Control Point) và các SS7 Gateway của các nhà cung cấp thứ 3.
Các dịch vụ mới
PSX cho phép tạo lập các dịch vụ mới của riêng các nhà cung cấp, khác biệt với những dịch vụ đã có trên thị trờng. PSX hỗ trợ cung cấp các dịch vụ theo 3 cách:
Thứ nhất, các dịch vụ đợc nhúng sẵn trong PSX, gồm có sàng lọc
(screening), khoá (blocking), phiên dịch số (number translation), định tuyến bắt buộc (forced routing).
Hai là các dịch vụ tuỳ chọn, đợc tạo lập thông qua môi trờng phát triển dịch vụ (SPE – Service Profile Editor) của hãng. Môi trờng này cho phép viết các đoạn mã (script) dịch vụ hoặc tải về từ trang chủ về rồi kích hoạt. Các đoạn mã này bao gồm các SIBB (Service Independent Buiding Block) đợc kết hợp với nhau để tạo nên các dịch vụ tuỳ biến, ví dụ nh voice portal, quay số hai giai đoạn (two-stage dialing) ...
Ba là các dịch vụ của nhà cung cấp thứ 3. PSX hoạt động nh một SIP Redirect Server. Sonus hợp tác với những nhà phát triển ứng dụng có chất lợng, tiến hành kiểm nghiệm các dịch vụ do họ phát triển để đảm bảo tính tơng thích.
Độ tin cậy cao nhất
Hãng Sonus tuyên bố rằng sản phẩm PSX của họ có độ sẵn sàng
99,999%. PSX có thể hoạt động theo chế độ độc lập, phân chia tải hay theo cặp hoạt động/dự phòng. PSX hỗ trợ việc nâng cấp phần mềm trực tuyến và không phải ngắt quãng hoạt động của mạng.
SGX SS7 Gateway
Hình 2.8: Hoạt động của SGX SS7 gateway
Là một module quan trọng trong Insignus, SS7 SGX Gateway đảm nhiệm việc kết nối với mạng báo hiệu hiện phổ biến nhất trên thế giới. SGX hỗ trợ đầy đủ TCAP, ISUP và các dịch vụ của AIN.
Phần mềm SGX đợc thiết kế theo mô hình client/server, phục vụ các client ISUP và TCAP tập trung ở GSX9000 gateway hay từ các module Softswitch khác. SGX hỗ trợ các giao diện T1, E1 và V.35.
SGX có thể mở rộng bằng cách thêm năng lực xử lý hoặc triển khai thêm nút SGX SS7. Mỗi nút SGX SS7 hỗ trợ đợc tối đa 255 liên kết A/F và 50 client. SGX hỗ trợ nhiều chuần SS7 trên thế giới, một nút SGX có thể làm việc với 5 biến thể của mạng SS7.
Kết nối vào mạng SS7 đòi hỏi mã nhận dạng cho mỗi nút mạng. Do một SGX có thể làm việc với nhiều cấu trúc Softswitch OSA nên sẽ giảm yêu cầu về số mã cần thiết. Ngợc lại, SGX có thể chấp nhận tới 5 mã nếu cần thiết. Ngoài ra, với SGX, có thể giảm đáng kể số kênh A/F cần có trong trờng hợp phải kết nối các module khác với SS7.
GSX-GC Gateway Controller
GSX-GC thực hiện điều khiển cuộc gọi và báo hiệu cho GSX9000
gateway. Phơng pháp tiếp cận phân tán khi thiết kế sản phẩm dẫn đến việc tách biệt GSX9000 là module quản lý media, tức các kết nối vật lý, còn GSX-GC đảm nhiệm chức năng điều khiển cuộc gọi và báo hiệu.
Hình 2.9: Hoạt động của GSX-GC
GSX-GC có thể phát sinh và kết thúc tất cả các dạng kết nối báo hiệu đảm bảo cho sự tích hợp với mạng chuyển mạch kênh và chuyển mạch gói. Để thích ứng với cơ sở hạ tầng mạng hiện có, GSX-GC hỗ trợ các giao diện đã đợc triển khai rộng rãi trong mạng chuyển mạch kênh, bao gồm ISDN PRI, báo hiệu kênh liên kết (CAS) và nhiều biến thể của báo hiệu số 7 SS7/C7. Ngoài ra tất nhiên là GSX-GC phải hỗ trợ các giao thức H.323, SIP, MGCP. GSX-GC cũng hỗ trợ các dịch vụ cao cấp mới và các dịch vụ của các nhà cung cấp thứ 3.
TSX Gateway Controller (Bộ điều khiển Gateway trung kế)
TSX hỗ trợ các giao thức MGCP/H.248 để có thể điều khiển các Media Gateway của các nhà sản xuất khác. Thông qua SGX SS7, TSX có thể hỗ trợ giao diện SS7 của mạng PSTN, cho phép truy nhập các dịch vụ của mạng IN và AIN.
Hình 2.10: Hoạt động của TSX
ASX Access Server
ASX Access Server đóng vai trò điều khiển các gateway truy nhập, trực tiếp kết nối thuê bao với mạng chuyển mạch.
ASX Access Server là module đảm nhiệm chức năng thiết lập/huỷ cuộc gọi và báo hiệu cho các đầu cuối, giống nh chức năng của tổng đài nội hạt (class 5). ASX hỗ trợ kết nối dạng gói với rất nhiều dạng thiết bị khác nhau: các thiết bị truy nhập tích hợp (IAD), các gateway, các DLC (Digital Loop Carriers) thế hệ sau, các đầu cuối IP. Hệ thống này hỗ trợ nhiều phơng thức truy nhập khác nhau nh đờng dây thuê bao analog thông thờng, Ethernet, thoại qua DSL và cáp đồng trục, mạch vòng vô tuyến nội hạt.
Hình 2.11: Hoạt động của ASX
ASX cho phép cung cấp tất cả dịch vụ cho ngời sử dụng, kể cả truy nhập tốc độ cao qua đôi cáp đồng và cáp đồng trục, đặc biệt hỗ trợ Centrex, IP
Centrex, voice VPN, thông điệp thống nhất và hội nghị đa phơng tiện... 106
Mỗi nút ASX có thể hỗ trợ tới 100.000 thuê bao. Khi số lợng khách hàng tăng lên, một vài ASX có thể chia sẻ cùng một cơ sở dữ liệu khách hàng, nhờ đó có thể mở rộng dễ dàng. ASX cũng hỗ trợ nâng cấp phần mềm không đòi hỏi ngừng hoạt động của hệ thống.
GSX9000 Open Service Switch
Tên gọi của module này có thể làm cho nhiều ngời cho rằng đây chính là softswitch. Thực ra GSX9000 đóng vai trò Media Gateway trong kiến trúc mở của Sonus và đơng nhiên có thể hoạt động trong các hệ thống chuyển mạch mềm khác.
GSX9000 hỗ trợ các giao diện gồm có DS1, DS3, E1, OC3/STM-1/STM-0 cũng nh các giao diện với chuyển mạch gói IP, ATM, POS. Khung GSX9000 cung cấp 16 khe, trong đó 2 khe dành cho các máy chủ của mạng quản lý, 14 khe còn lại có thể dùng để kết nối với các module giao diện của mạng chuyển mạch gói hoặc chuyển mạch kênh. Với khả năng mở rộng dễ dàng, có thể sử dụng GSX9000 để thiết lập các hệ thống chuyển mạch có hàng trăm nghìn số một cách nhanh chóng.
Giống nh các module khác trong kiến trúc OSA, GSX9000 có thể đợc cài đặt tập trung tại một chỗ, cũng có thể phân tán tại nhiều nơi với dung lợng tuỳ theo yêu cầu. Các module GSX9000 kết nối với nhau thống qua giao diện 100 hay 1000Base-LX Ethernet. Mỗi card trong GSX9000 là một đơn vị độc lập, bao hàm đầy đủ chức năng cần thiết nh đóng gói thoại, triệt tiếng vọng, giao diện kênh/gói, nén thoại, tạo/tách tone, thông báo. Năng lực xử lý có thể đợc chia sẻ giữa các đơn vị độc lập này, đảm bảo không xảy ra tình trạng nút cổ chai hoặc đòi hỏi một bộ siêu xử lý.
Kết luận
♦ Sonus là một trong những công ty đi đầu trong việc phát triển
dòng sản phẩm hỗ trợ SIP. SIP protocol stack của họ là một trong những phiên bản SIP đầu tiên. Phần lõi chuyển mạch của họ định hớng theo SIP và đơng nhiên đợc phát triển hoàn toàn là phần mềm.
♦ Tuy trên website của Sonus không hề có thông tin về nền tảng
phần cứng nhng qua một số nguồn tin khác có thể khẳng định Sonus sử dụng dòng máy chủ Sun để phát triển sản phẩm của mình Trong kiến trúc softswitch của Sonus cũng có tích hợp SS7 gateway bằng cách sử dụng các card SS7 chuyên dụng.
Sonus có dòng sản phẩm gateway rất mạnh và đáp ứng đợc nhu cầu kết nối với tất cả các mạng khác.
Kết luận về Softswitch.
♦ Softswitch, đúng nh tên của nó, là tổng đài, có nghĩa là có chức năng chính là chuyển mạch, là thành phần chủ chốt của mạng NGN, thay thế cho các tổng đài điện tử truyền thống
♦ Softswitch hỗ trợ tất cả các dịch vụ thoại fax truyền thống, ngoài ra còn có thể cung cấp rất nhiều các dịch vụ khác, nh các dịch vụ dữ liệu, dịch vụ thoại, thoại video và hội nghị qua IP...
♦ Tất cả các loại hình cuộc gọi mà softswitch có thể chuyển mạch đều có kiến trúc gói. Mạng chuyển mạch mềm giao tiếp với mạng PSTN qua các gateway
♦ Softswitch phá vỡ thế độc quyền của các nhà sản xuất tổng đài điện tử dung lợng lớn, tạo cơ hội cho các công ty khác tham gia thị trờng bởi toàn bộ hệ thống sử dụng các giao thức chuẩn, hoạt động trên nền các hệ thống máy chủ có kiến trúc mở
♦ Softswitch mang lại nhiều lợi ích cho cả nhà cung cấp dịch vụ và ngời sử dụng
Mục lục
Lời nói đầu.
Phần I: Tổng quan về NGN
Chơng 1: Xu hớng phát triển thị trờng công nghệ Điện tử- Tin học- Viễn
thông...2
1. Những hạn chế của mạng viễn thông hiện tại...2
2. Xu hớng phát công nghệ dịch vụ mạng...3
Chơng 2. Cấu trúc mạng NGN...5
1. Nguyên tắc tổ chức mạng thế hệ sau NGN ...5
2. Cấu trúc chung và đặc điểm NGN ……….7
3. Cấu trúc vật lý của NGN ………9
3.1. Sơ đồ cấu trúc vật lý mạng NGN ………...9
3.2. Các thành phần mạng và chức năng ………10
4. Các tổ chức quốc tế với việc xây dựng mô hình NGN ……16
4.1 Mô hình ITU...17
4.2 Một số hớng nghiên cứu của IETF...19
4.3 Mô hình của MSF...20
4.4 Mô hình của TINA...23
4.5 Mô hình của ETSI...25
5. Mô hình NGN do một số hãng cung cấp...20
5.1 Alcatel...28
5.2 Ericsson...30
5.3 Siemens...32
6. Kết luận...33
Phần II: Soft Switch trong NGN Chơng I. Mạng NGN và công nghệ chuyển mạch mềm...35
1. Sự cần thiết của công nghệ chuyển mạch thế hệ mới...35 109
1.1. Hoạt động của mạng PSTN hiện tại...35
1.2. Nhợc điểm của mạng chuyển mạch kênh...36
1.3. Sự ra đời của chuyển mạch mềm ...………...38
2. Khái niệm về softswitch ………..39
2.1 Mạng NGN và công nghệ chuyển mạch mềm………..39
2.2 Vị trí của softswitch trong NGN ...………...43
2.3 Thành phần chính của softswitch…… ……….. 43
2.4 Các giao thức báo hiệu sử dụng trong softswitch……..47
3. Ưu điểm và ứng dụng của Softswitch ……….67
3.1 Lợi ích của Softswitch ..………...67
3.2 So sánh softswitch và chuyển mạch kênh ...………….70
3.3 Các ứng dụng chính của softswitch………..75
Chơng II. Sản phẩm tổng đái softswitch của các hãng ………….81
1. Giải pháp của Cisco ………81
2. Sản phẩm của ComnWorks ……….92
3. Sản phẩm của Sonus Network ……….98
Kết luận về Softswitch ……….106