Chương 3: Các tiêu chuẩn kết nối chính trong mạng NGN
3.2 Các tiêu chuẩn kết nối chính trong mạng NGN
3.2.3 Kết nối giữa các media gateway controller
3.2.3.1 SIP-T
SIP là giao thức điều khiển lớp ứng dụng mà có thể thiết lập, thay đổi và kết cuối các phiên multimedia hay các cuộc gọi.
Các phiên multimedia đó bao gồm các hội nghị multimedia, thoại internet hay các ứng dụng t ng tự. SIP là một giao thức quan trọng sử dụng cho việc thực ươ thi VoIP. Mặc dù cuộc thoại qua VoIP kết hợp được báo hiệu và truyền dẫn audio, media qua IP nên có nhiều ư đu iểm hơn hẳn thoại truyền thống, thì mạng VoIP cũng không thể tồn tại tách biệt với mạng thoại truyền thống. Vì vậy vấn đề sống còn ở đây là phải liên vận được mạng thoại SIP với mạng PSTN.
Sự phổ biến các gateway liên vận giữa PSTN và mạng SIP đã thúc đẩy việc công bố một bộ thủ tục chung đ đảm bảo cách vận hành phù hợp thông qua thực ể tiễn. Do thiếu các chuyên gia về SIP bên ngoài IETF nên IETF chính là nơi tốt nhất để tiến hành công việc này, đặc biệt là hiện nay SIP đang thay đổi liên tục so với các giao thức lõi của PSTN.
Hơn nữa, nhóm nghiên cứu SIP (SIP và SIPPING) của IETF đang có vị thế tốt nhất để tìm hiểu xem các mở rộng mới về SIP có phù hợp để liên vận với PSTN hay không. Khung công việc này hướng tới toàn bộ ngữ cảnh mà các gateway liên vận PSTN-SIP được triển khai, cung cấp các trường hợp sử dụng và nhận dạng các c ơ chế cần thiết cho việc liên vận.
Một đặc tính quan trọng của mọi mạng thoại SIP là tính trong suốt khi kết nối với PSTN. Các dịch vụ viễn thông truyền thống như call waiting, freephone được thực thi trên các giao thức của PSTN như SS7, nên do mạng SIP cung cấp theo phương thức không làm ảnh hưởng đến thói quen của người dùng nhưng vẫn đảm bảo tính linh hoạt của SIP. Mặt khác, SIP cũng cần phải hỗ trợ phần nn tảng cho việc phân phối các dịch vụ truyền thống trên tại các điểm kết cuối là SIP phone nhiều hơn là các kết cuối thường xuyên dùng SS7. Tuy nhiên thông tin SS7 cũng cần phải sẵn có tại gateway, tại các điểm kết nối SS7-SIP ể đ đảm bảo tính trong suốt không chỉ được hỗ trợ trong SIP. Thậm chí nếu có thể, thông tin SS7 nên sẵn có ở trạng thái toàn vẹn và khi truyền tới các đầu cuối trong mạng SIP thông qua giao diện PSTN IP thì cũng không bị mất mát gì. Ngoài ra chắc chắn các mạng sẽ - tận dụng đặc tính của các tham số SS7 để truyền thông tin trên mạng.
Một đặc tính quan trọng khác của mạng SIP là khả năng định tuyến các yêu cầu SIP là các yêu cầu thiết lập cuộc gọi. Các yêu cầu này phải chứa đ- ầy đủ thông
Đào Ngọc Nam Trang 50/95 tin trong header để có thể định tuyến tới điểm đích qua các máy chủ proxy trong mạng SIP. Nói chung hầu hết các tham số cuộc gọi như số quay sẽ được truyền bằng báo hiệu SS7 tới mạng SIP. Vấn đ định tuyến trong mạng SIP cũng bị ảnh ề hưởng bởi các cơ chế như TRIP hay ENUM .
SIP-T (SIP for Telephones) được đề xuất để cung cấp khung cho việc tích hợp báo hiệu thoại truyền thống vào các bản tin SIP. SIP T cung cấp hai đặc tính - trên bằng các kỹ thuật như ỊencapsulationỊ (đóng gói) và tương ứng là ỊtranslationỊ (biên dịch). Tại SIP ISUP gateway, bản tin SS- 7 ISUP được đóng gói theo khuôn dạng SIP để tránh việc loại bỏ thông tin cần thiết cho dịch vụ trong yêu cầu SIP.
Tuy nhiên, các phần tử trung gian như máy chủ proxy, là phần tử quyết định về định tuyến các yêu cầu SIP, không nhất thiết phải hiểu ISUP, do đó một số thông tin phải đồng thời được biên dịch từ dạng bản tin ISUP thành header SIP t ng ứng đ định ươ ể rõ phương thức định tuyến yêu cầu SIP.
Trong khi SIP thuần tuý có tất cả các công cụ cần thiết để thiết lập và kết thúc cuộc gọi thì nó lại không có bất kỳ cơ chế nào về truyền dẫn các thông tin trung gian cuộc gọi (mid-call) nh thông tin xác minh ISUP INF/INR theo các ư đường truyền báo hiệu SS7 trong phiên gọi, cho dù đã đổi trạng thái các cuộc gọi SIP cũng như đổi tham số của phiên gọi mà SIP mào đầu. Do vậy, việc đề xuất cơ chế truyền dẫn thông tin lớp ứng dụng tuỳ chọn này là rất cần thiết.
Vấn đề cần xác định ở đây là cung cấp ISUP trong suốt qua kết nối SS7-SIP.
Bảng 3.4 Các đặc tính của SIP-T đã đáp ứng được yêu cầu liên kết giữa PSTN-IP Yêu cầu về liên vận SS7-SIP Chức năng của SIP-T
Tính trong suốt của báo hiệu ISUP Đóng gói ISUP trong khuôn dạng SIP Khả năng định tuyến bản tin SIP dựa
trên ISUP
Biên dịch thông tin ISUP thành header SIP
Trao đổi bản tin báo hiệu ISUP của trung gian cuộc gọi (mid-call)
Sử dụng phương pháp INFO đối với báo hiệu mid-call
SIP-T không phải là một giao thức mới. Nó bao gồm các cách thức mà SIP phải sử dụng để cung cấp truyền dẫn trong suốt ISUP qua kết nối PSTN-IP. Nó được sử dụng trong trường hợp cần đảm bảo một giao diện giữa mạng IP (mạng SIP...) với mạng PSTN, đóng vai trò nh ư một mạng có thể chuyển giao một cuộc
Đào Ngọc Nam Trang 51/95 gọi tới mạng khác để kết cuối cuộc gọi. Do , các mạng này sẽ thể tồn tại độc lập đó mà phải có quan hệ ngang hàng với nhau trong việc kết cuối cuộc gọi.
Vì SIP-T khởi đầu từ mạng này và kết cuối tại nơi khác trong cùng mạng hay ở mạng ngang hàng khác, nên SIP-T chính là c ơ chế nội mạng hay liên mạng sử dụng SIP. Các mạng ngang hàng liên kết chặt chẽ với nhau theo các nguyên tắc riêng theo thỏa thuận của chúng. Chính vì vậy, SIP T không thể đi qua các mạng - một cách tuỳ tiện. Phía khởi đầu bản tin SIP T có thể có thiết lập quan hệ với phía - nhận bản tin.
Theo như trên thì một mạng sẽ phải truy nhập PSTN để khởi đầu SIP-T (bên khởi đầu là PSTN) nhưng để nhận SIP-T thì mạng không cần truy nhập PSTN. Có thể kết cuối cuộc gọi khởi đầu từ mạng PSTN tại thiết bị IP của người dùng đặt tại nhà, hoặc một mạng cũng có thể đóng vai trò là mạng chuyển tiếp với các kết nối IP tới mạng khác có giao diện PSTN. Kiểu mạng chuyển tiếp này chấp nhận các cuộc gọi VoIP từ mạng khởi đầu và chuyển chúng sang mạng kết cuối. Nói chung mạng khởi đầu sẽ không biết mạng nhận cuộc gọi (ví dụ như hop tiếp theo) của nó là mạng kết cuối hay mạng chuyển tiếp.
Các giao diện PSTN mà mạng riêng biệt được kết hợp với phiên bản ISUP xác định mà mạng này hỗ trợ. Năng lực này của một mạng có thể hỗ trợ một phiên phiên bản ISUP xác định nơi nó có thể cung cấp các đặc tính trong suốt trong quá trình kết cuối.
3.2.3.2 BICC
Trong khi IETF là tổ chức chuẩn chính cho Internet và các giao thức chung liên quan đến IP, thì tổ chức chuẩn quốc tế chuyên môn lớn nhất về thoại là ITU-T.
ITU-T đã chuẩn hoá giao thức báo hiệu chính cho các mạng thoại phần người - dùng dịch vụ tích hợp (ISUP), như một phần của báo hiệu số 7 (SS7). ITU-T xem xét công việc mà IETF đã đảm nhiệm trong VoIP và chiến lược cho việc thay thế PSTN/ISDN.
ITU-T đã thực hiện quan điểm đơn giản hoá trong việc thay thế PSTN/ISDN.
Nếu đưa ra các dịch vụ cạnh tranh với các dịch vụ đang tồn tại bằng cách sử dụng một giao thức mới, kết quả sẽ là dịch vụ mới không thể giống hệt với dịch vụ cũ.
Các công nghệ mới được dự định thay thế cho mạng TDM sẽ phải hỗ trợ 100% các dịch vụ và khách hàng đang tồn tại. Chiến lược này có giá trị lớn kể từ khi tiến hành tách dịch vụ khỏi khách hàng và chỉ tích hợp trở lại trong cùng một điểm trong tương lai. Khách hàng chỉ cần thuê bao dịch vụ chứ không quan tâm đến công nghệ.
Đào Ngọc Nam Trang 52/95 Dịch vụ mà khách hàng thuê bao đa dạng hơn nhiều so với liên lạc thoại đơn giản, nó là tập hợp các dịch vụ phức tạp sẵn có cho một đầu cuối đơn giản nhất có thể truy nhập mạng liên lạc toàn cầu. Thậm chí trong mạng TDM hiện tại, cũng có những trường hợp t ng tác dịch vụ lỗi do xung đột giữa việc thực thi ISUP và sự ươ thành công trong cuộc cạnh tranh của tất cả các dịch vụ, và một ngày nào đó, một công nghệ mới sử dụng hệ thống báo hiệu mới sẽ gây ra sự nghi ngại trong các nhà điều hành mạng của ITU-T.
Quan điểm đơn giản về việc thay thế công nghệ cho các mạng viễn thông đang tồn tại đã thúc ẩy mđ ạng TDM phải tiếp cận dung lượng thiết kế của họ, và các nhà điều hành mạng không hề mong muốn đầu tư thêm vào công nghệ TDM cơ sở nữa. Do nhu cầu về chuyển mạch TDM mới và sự cần thiết bổ sung các dịch vụ mới vào mạng TDM hiện tại, giá thành của chuyển mạch TDM t ng lên. đã ă Để giải quyết vấn đề trước mắt về dung lượng thì cần phải có một giải pháp t ng hợp với ươ chiến lược dài hơi của các nhà điều hành mạng. Một giải pháp đơn giản khác đã đạt được thành công hơn là phát triển ISUP khởi nguồn cho IP và đã giải quyết được vấn đề về dung lượng. Đó là giải pháp do ITU-T đưa ra bằng cách định nghĩa một ISUP khởi nguồn có thể t ng hợp 100% với mạng hiện tại, nhưng lại có khả năươ ng điều hành bất kỳ môi trường truyền dẫn thoại nào với chất lượng đảm bảo. Giao thức mới này được gọi là BICC (bearer-independent call control).
Phạm vi của công việc định nghĩa giao diện này cũng có một vài giới hạn, đó là:
+ Phải dựa trên ISUP, hoàn toàn t ng hợp với mạng hiện tại.ươ + Độc lập với công nghệ lớp dưới.
+ Sử dụng lại các giao thức báo hiệu hiện tại để thiết lập liên lạc giữa các mạng.
Các hạn chế về chuẩn hoá này độc lập với các tổ chức tiêu chuẩn khác và được tiến hành với mục đích duy nhất là thay thế PSTN/ISDN. Rất nhiều tổ chức chuẩn hoá đã bắt đầu công việc một cách nhanh chóng với các ý tưởng và khát vọng mới. Một cải tiến dựa trên năng lực ISUP hiện tại sẽ hỗ trợ tốt hơn cho cuộc gọi di động. Rất nhiều mạng cố định trên thế giới cung cấp kết nối cho cuộc gọi di động, và một trong những lý do chính gây ra sự giảm chất lượng thoại giữa các cuộc gọi di động là việc chuyển đổi sang lược đồ mã hoá thoại của mạng cố định và ngược lại (giải mã). Khả năng sử dụng tín hiệu mã hoá và sử dụng mã hoá tốt nhất cho cuộc gọi đặc biệt có thể được bổ sung dễ dàng mà không cần liên vận với ISUP, và cũng như vậy với năng lực hướng về.
Đào Ngọc Nam Trang 53/95 Mục đích của BICC rất đơn giản, điểm khởi đầu là thực hiện ISUP và định rõ phần nào không thể áp dụng để chuyển đổi công nghệ, và chỉ bổ sung cho ISUP các đặc tính có khả năng thiết lập kết nối bằng công nghệ mới. Có ba loại công nghệ được nhận dạng cho truyền dẫn thoại: ATM AAL1, ATM AAL2 và IP. Khi đã có nhiều nhà điều hành mạng sẵn sàng triển khai mạng với các côngnghệ này thì các hệ thống báo hiệu mà có thể thiết lập kết nối qua các công nghệ này sẽ được nhận dạng như sau:
ATM Forum UNI4.0 và ITU-T DSS2 cho báo hiệu mạng truy nhập trong ATM.
ITU-T B-ISUP, ATM Forum PNNI và AINI cho báo hiệu mạng lõi trong ATM.
Báo hiệu AAL loại 2 như là giao thức điều khiển truyền dẫn chính xác trong ATM.
SDP cho mạng IP.
Đây dường như là nhiệm vụ đáng kể, và cùng với sức ép từ các nhà điều hành mạng về giải pháp ngắn hạn cho vấn đề dung lượng, công việc chuẩn hoá sẽ được phân chia thành 2 giai đoạn, ATM để giải quyết vấn đề trong thời gian ngắn và bổ sung IP về sau. Cần chú ý rằng IP luôn luôn là mục đích cuối cùng còn ATM chỉ là một bước trung gian.
3.2.3.3 Phối hợp hoạt động giữa các hệ thống báo hiệu với BICC Hình 3.4 minh hoạ phối hợp hoạt động của các giao thức
Đào Ngọc Nam Trang 54/95
BICC ISUP
Q.1912.2 BICC ⇔ PSTN access (C5, R1, R2,
TUP) & DSS1 PSTN Access
Q.1912.1 BICC ⇔ ISUP Q.140 to Q.164
C5
Q.310 to Q.332 R1
Q.400 to Q.490 R2
Q.721 to Q.724 TUP
Q.190x series BICC
Q.765.5 APM-BICC Q.76x series
ISUP
H.323 H.225 Multimedia Call
Control
Q.1912.3 BICC ⇔ H.323 H.245
Control Protocol
H.246 ann C ISUP ⇔ H.323
DSS
Q.2931 DSS2
Q.1912.4 BICC ⇔ DSS2 Q.2660
ISUP ⇔ B-ISUP Q.2650 B-ISUP ⇔ DSS2
B-ISUP Q.276x series
B-ISUP
Interworking specifications
“Access” to BICC network
TRQ.2141.1 Flows
CBC Q.1950
CBC Q.1601
ISUP ⇔ INAP
INAP Q.1228 INAP CS2
Q.1922.2 BICC ⇔ INAP CS2
Q.1248 INAP CS4
Q.1922.4 BICC ⇔ INAP CS4 Q.699
ISUP ⇔ DSS1
Q.1901 Ann E.
BICC ⇔ ISUP
Q.931 DSS1
Hình 3.4 Phối hợp các hệ thống báo hiệu với BICC Phối hợp hoạt động BICC-ISUP .
Việc phối hợp hoạt động giữa BICC CS2 và ISUP được ITU đưa ra trong khuyến nghị Q.1912.1
Phối hợp hoạt động BICC và truy nhập.
Việc phối hợp hoạt động giữa BICC CS2 và DSS1 được ITU đưa ra trong khuyến nghị Q.1912.2. Khuyến nghị này mô tả việc phối hợp hoạt động của BICC và DSS1 hoàn toàn trung khớp với việc phối hợp hoạt động BICC-ISUP ( Q.1912.1 ) và ISUP-DSS1 ( Q.699 ).
Việc phối hợp hoạt động giữa BICC CS2 và PSTN được ITU đưa ra trong khuyến nghị Q.1912.2 theo đúng một kiểu như phối hợp hoạt động giữa BICC và DSS1.
Việc phối hợp hoạt động giữa BICC CS2 và H323 được ITU đưa ra trong khuyến nghị Q.1912.3. H225 là phần điều khiển cuộc gọi trong H323 còn H245 đóng vai trò phần điều khiển mang với các kênh logic mở trong H323. Khuyến nghị này mô tả việc phối hợp hoạt động của BICC và H225 hoàn toàn trùng khớp với
Đào Ngọc Nam Trang 55/95 việc phối hợp hoạt động BICC-ISUP ( Q.1912.1 ) và ISUP- H323 ( Phụ lục C H246 ).
Việc phối hợp hoạt động giữa BICC CS2 và DSS2 được ITU đưa ra trong khuyến nghị Q.1912.4. Khuyến nghị này mô tả việc phối hợp hoạt động của BICC và DSS1 hoàn toàn trung khớp với việc phối hợp hoạt động BICC-ISUP ( Q.1912.1 ), ISUP-BISUP ( Q.2660 ) và BISUP-DSS2 (Q.2650).
Phối hợp hoạt động BICC và INAP
Việc phối hợp hoạt động giữa BICC CS2 và INAP CS2 được ITU đưa ra trong khuyến nghị Q.1922.2. Khuyến nghị này mô tả việc phối hợp hoạt động của BICC và DSS1 hoàn toàn trùng khớp với việc phối hợp hoạt động BICC-ISUP (Q.1912.1), ISUP-INAP (Q.1601).
Việc phối hợp hoạt động giữa BICC và INAP CS4 được mô tả trong khuyến nghị Q.1922.4 như là một phần của tập khả năng thứ hai của BICC.
Mối quan hệ giữa BICC và N-ISUP
Mối quan hệ và ảnh hưởng lẫn nhau giữa BICC và N-ISUP được thể hiện trong các khuyến nghị dư đây của ITU :ới
• Rec. Q.762, Addendum 1 (11.99)
• Rec. Q.763, Addendum (02.2000)
• Rec. Q.765: APM - for information. (11.99)
• Q.765.5 - Application Transport Mechanism - Bearer Independent Call Control (clean) (06.2000) trong trường hợp BICC CS1
• Q.765.5 addendum APM and BICC (BAT) (02.01) trong tr- ường hợp BICC CS2
3.2.3.4 Nhận xét
Giao diện kết nối giữa MGC và SG sử dụng giao thức SIP-T và BICC. SIP- T được thể hiện trong RFC7732 tuy nhiên mới chỉ mang tính khái quát còn BICC đã đưa ra CS2 hỗ trợ cho cả mạng gói IP và ATM. Đồng thời BICC dựa trên nền tảng báo hiệu SS7 nên có khả năng tương thích với ISUP và INAP cao. Tuy nhiên, mỗi giao thức đều có một điểm mạnh riêng.
Đào Ngọc Nam Trang 56/95