mạch mềm
Công nghệ Chuyển mạch mềm hướng tới các giao diện mở để các nhà phát triển ứng dụng bên ngoài (Third – party Application Provider) dễ dàng phát triển các ứng dụng mới. Các giao diện mở này phải cung cấp các tính năng, đã được đóng gói (encapsulation) và trừu tượng hóa (abstraction), như tham gia điều khiển cuộc gọi, đánh địa chỉ, thông báo sự kiện và tính cước cho các ứng dụng của hãng thứ ba trong khi vẫn đảm bảo tính an toàn cho mạng.
Trong mạng PSTN, để tạo ra môi trường phát triển dịch vụ mở, mô hình IN (Intelligent Network) được đưa ra để triển khai các dịch vụ giá trị gia tăng. IN đã được triển khai ở nhiều nơi và khi phát triển mạng NGN người ta vẫn quan tâm đến việc tận dụng lại các dịch vụ IN đã có. Trong khi đó, các ứng dụng dành cho NGN đang được phát triển theo mô hình mới như Parlay, JAIN. Với mạng VoIP, các Server dịch vụ trước đây chạy trên H.323 (Phần H450 hoặc H323 mở rộng). Gần đây, các ứng dụng dựa trên SIP đagn được phát triển rất mạnh, MGC hay Call Agent giao tiếp với các ứng dụng thông qua SIP hoặc SIP-T (SIP for Telephony).
Có thể tóm tắt một sơ đồ khối tổng quát về mô hình giao tiếp và phát triển dịch vụ trong hệ thống chuyển mạch mềm như sau:
53
Hình 3.23. Mô hình giao tiếp với các ứng dụng của Softswitch
IV.1. IN trong mạng PSTN IV.1.1. Giới thiệu mạng IN
Trong các dịch vụ điện thoại đơn giản POTS (Plain Old Telephone Services), các dịch vụ và sự thông minh được gắn chặt vào các Tổng đài nên gây ra các hạn chế sau:
94.Dịch vụ hoàn toàn phụ thuộc vào nhà cung cấp tổng đài và khó mở rộng.
95.Trong mạng viễn thông, có nhiều loại tổng đài khác nhau, hỗ trợ tập các dịch vụ khác nhau. Do đó, có thể một số khách hàng không sử dụng được một số dịch vụ so với khách hàng khác trong mạng nếu tổng đài tại địa phương họ không hỗ trợ. 96.Không có tính kế thừa khi xây dựng các dịch vụ. Các tính năng không được “đóng gói” và không sử dụng lại được.
Mô hình IN thực hiện tách logic dịch vụ ra khỏi thiết bị chuyển mạch. Các dịch vụ IN được cung cấp dựa vào mạng báo hiệu SS7.
Mạng thông minh có thểđược định nghĩa như là một cấu trúc độc lập với dịch vụ, cho phép cung cấp và vận hành các dịch vụ mới nhanh chóng và hiệu quả. Độc lập dịch vụ là thuộc tính chính của IN. Nó phải hoạt động được trong môi trường phần cứng đa người cung cấp và kể cả việc thêm các dịch vụ mới vào mạng. Sựđộc lập này cho phép các nhà cung cấp dịch vụđịnh nghĩa các dịch vụ của họ độc lập với các đặc điểm phát triển dịch vụ của nhà sản xuất thiết bị mà không ảnh hưởng đến các dịch vụ đã tồn tại. App. Server App. Server SCE IP - SMP PSTN IN Service SLEE IP-SCP NG IN Service INS
INAP SIP Parlay Supplementary Service
H.323 Module MGCP/H.248
Module
SIP Module
54
Hình 3.24. Cung cấp dịch vụ 800 (free phone) theo mô hình IN
IV.1.2. Kiến trúc IN
Kiến trúc IN được tiêu chuẩn hóa bởi ITU trong các chuẩn Q.12xx. Một thuật ngữ khác được sử dụng để định nghĩa cấu trúc IN, đó là nền IN. Nền IN là sự kết hợp của các thành phần phần cứng và phần mềm. Nền IN hỗ trợ một số lượng lớn các đặc điểm phổ biến của dịch vụ IN (ví dụ như tính cước, chứng thực, …).
Kiến trúc IN gồm có 4 tầng được thể hiện như hình 3.24.
Mặt phẳng dịch vụ
Mặt phẳng này đưa ra cách nhìn hướng dịch vụ. Cách nhìn này không chứa đựng các thông tin về cách thực hiện dịch vụ trong mạng. Các dịch vụđược IN hỗ trợ được mô tả cho người dùng đầu cuối và người đăng ký dịch vụ thông qua một tập các tính năng dịch vụ (SF – Service Features), là mắc thấp nhất của dịch vụ. Dịch vụđược tạo bởi một hoặc nhiều tính năng dịch vụ SF. Quản lý các dịch vụ cũng nằm trong mặt bằng dịch vụ này.
Mặt phẳng chức năng chung
Các dịch vụ và đặc điểm dịch vụ được phát triển bằng các khối xây dựng dịch vụ độc lập (SIB – Service Independent building Block). Global Service Logic (GSL) cho phép nhóm các SIB lại với nhau tạo thành dịch vụ hoặc tính năng dịch vụ. Basic Call Process (BCP) bao gồm các chức năng để quản lý cuộc gọi. Nó sử dụng hai điểm đồng bộ để tiến hành quản lý cuộc gọi: điểm bắt đầu (POI – Point Of Initiation) xác định thời điểm cuộc gọi tiến hành gọi GSL; điểm trả về (POR – Point Of Return) xác định thời điểm cuộc gọi trong đó GSL có thể kích hoạt lại tiến trình dịch vụ.
55
Hình 3.25. Mô hình kiến trúc IN
Mặt phẳng dịch vụ phân tán
Mục đích của mặt phẳng này là để xác định nhóm chức năng, được đề cập đến như là các thực thể chức năng và các thông tin trao đổi giữa các thực thể. Mỗi thực thể chức năng FE có thể chứa nhiều FEA – Functional Entity Action. Các FEA có thể tồn
56
tại trong các FE khác nhau. Trong mỗi thực thể chức năng các hành động có thể thực hiện bởi một hoặc nhiều chức năng cơ bản (EF – Elementary Function).
Chức năng phần tửđiều khiển cuộc gọi (CCAF – Call Control Agent Function) cung cấp truy nhập mạng cho các người sử dụng, tương tác với chức năng quản lý cuộc gọi (CCF – Call Control Function). CCAF là gioa diện giữa người sử dụng và các chức năng quản lý cuộc gọi mạng. CCF cung cấp cuộc gọi/kết nối và điều khiển; nó thiết lập, tính toán và giải phóng cuộc gọi theo yêu cầu của CCAF.
Chức năng chuyển mạch dịch vụ (SSF – Service Switching Function) kết hợp với CCF cung cấp một tập các chức năng được yêu cầu để có thể tương tác giữa CCF và chức năng diều khiển dịch vụ (SCF – Service Control Function). Nó mở rộng các phạm vi của CCF để bao gồm việc nhận diện các trigger quản lý dịch vụ và để tương tác với SCF. SSF quản lý các báo hiệu giữa CCF và SCF.
Môi trường dịch vụ mở rộng (SLEE – Service Logic Execution Environment) chạy các cuộc gọi liên quan và các chức năng liên quan đến các dịch vụ IN, tương tác với SSF. Nó bao gồm các tiến trình thực hiện dịch vụ (SEP – Service Execution Processes) và cơ sở dữ liệu cho các dịch vụ. SLEE không được đề cập đến trong hình trên vì lý do SCF chính là một SLEE chuyên nghiệp cho phép yêu cầu các chức năng điều khiển cuộc gọi trong quá trình xử lý các yêu cầu dịch vụ IN.
SCF điều khiển các chức năng điều khiển cuộc gọi trong việc xử lý các yêu cầu dịch vụ IN được cung cấp hoặc tùy biến. Nó bao gồm các khả năng xử lý để thực hiện các dịch vụ IN được cung cấp. Nói chung, SCF phải liên hệ với chức năng dữ liệu dịch vụ (SDF – Service Data Function) để dịch số điện thoại miễn phí (ví dụ dịch vụ bên nhận trả tiền 800) thành sốđiện thoại thực.
SDF là một dịch vụ riêng biệt mục đích để sử dụng như một máy chủ dữ liệu cho các dịch vụ khác. Nó bao gồm dữ liệu khách hàng và dữ liệu mạng để phục vụ SCF truy nhập thời gian thực trong việc tiến hành dịch vụ IN.
Chức năng quản lý dịch vụ (SMF – Service Management Function) gồm các hành động cho phép thực hiện dịch vụ, cung cấp dịch vụ, điều khiển, giám sát và tính tiền. SMF quản lý, cập nhật, quản trị các dịch vụ thông tin liên quan trong SRF, SSF, SCF.
Chức năng tạo môi trường dịch vụ (SCEF – Service Creation Environment) là một tập hợp các chức năng hỗ trợ tiến trình khởi tạo dịch vụ. Nó cho phép định nghĩa, phát triển, thử nghiệm và nhập vào SMF để đưa vào hoạt động một dịch vụ trong mạng thông minh.
57
Mặt phẳng vật lý xác định các thực thể vật lý và các giao thức khác nhau có thể tồn tại trong một mạng cấu trúc IN. Nó cũng cho biết các thực thể chức năng nào được thực hiện trong các thực thể vậy lý nào.
IV.2. Mô hình Parlay và JAIN
IV.2.1. Giới thiệu chung về Parlay và JAIN
Mô hình Parlay và JAIN xác định ác giao diện lập trình ứng dụng mạng mở (API) trên các chức năng dịch vụ, với mục đích liên kết các ứng dụng công nghệ thông tin với thế giới mạng viễn thông.
Mục đích của Parlay là cho phép các hãng có thểđiều khiển trong một phạm vi các tính năng của mạng và truy cập các thông tin trong miền vận hành mạng. Để thực hiện điều này, Parlay đã định nghĩa một số các hàm API cho phép trực tiếp truy nhập để truyền thông một cách dễ dàng. Các hàm API Parlay cho phép cả đối tác thứ ba (như là các công ty ngoài, hoạt động bên ngoài miền an ninh) và các nhà khai thác mạng xây dựng các ứng dụng mới dựa trên điều khiển thời gian thực tài nguyên mạng. Parlay giai đoạn 1 tập trung vào chứng thực, cảnh bảo sự kiện, quản lý tích hợp, tìm kiếm dịch vụ, … Giai đoạn 2 mở rộng phạm vi của các API để bao gồm điều khiển mạng IP, tính di động, quản lý hiệu năng…
Hình dưới đây thể hiện kiến trúc của Parlay API, định nghĩa giao diện hướng đối tượng trên cả mạng (trong hình thức các giao diện mạng) và các ứng dụng khách hàng (giao diện ứng dụng khách hàng phản hồi – callback).
58
Đồng thời với Parlay, một mô hình khác dựa trên JAVA và JAIN (JAVA API for Intergrated Network). Mục đích của công nghệ JAIN là để cho phép sự tích hợp của Internet và mạng thông minh IN.
Hình 3.27. Mô hình JAIN
Cũng giống như Parlay, JAIN cho phép các ứng dụng ở bên ngoài mạng truy nhập trực tiếp tài nguyên và thiết bị của mạng. Các hàm JAIN API cung cấp khả năng tích hợp dịch vụ và truy nhập an toàn tới các mạng điện thoại và dữ liệu để phát triển nhanh chóng các sản phẩm và các dịch vụ viễn thông thế hệ tiếp theo trên nền Java. Công nghệ JAIN cho phép sự tích hợp của Internet với các giao thức IN, như là INAP, ứng dụng di động cho GSM và IS41 (MAP). Các ứng dụng mới sẽ thay vì gắn với các giao thức SS7 sẽđược phát triển trên nền Java.
Lớp giao thức API xác định cụ thể các giao diện với mạng wireline, wireless và các giao thức báo hiệu trong IP.
Lớp ứng dụng API đặc tả các hàm API cần thiết cho việc tạo ra các dịch vụ trong khung Java với tất cả các giao thức trong lớp giao thức API.
IV.2.2. Parlay API và JAIN API
Parlay API
Parlay API bao gồm hai tập giao diện:
97.Giao diện dịch vụ: cung cấp ứng dụng để truy cập tới một phạm vi của khả năng mạng và thông tin. Nó cho phép truy cập tới các mạng truyền thống nhưđiều khiển cuộc gọi, quản lý cuộc gọi, truyền bản tin, …
59
98.Giao diện khung: cung cấp các khả năng hỗ trợ cần thiết cho giao diện dịch vụ để bảo đảm, mở và có thể quản lý được; cho phép đăng ký dịch vụ, mô tả dịch vụ, chứng thực, sự cho phép và quản lý tích hợp.
Giao diện dịch vụ
Dịch vụ Parlay bao gồm:
99.Dịch vụđiều khiển cuộc gọi chung (GCCS – Generic Call Control Service), cho phép cuộc gọi từứng dụng được định tuyến qua mạng. Nó hỗ trợ đủ chức năng cho phép cuộc gọi định tuyến và quản lý cuộc gọi cho các dịch vụ cao cấp hơn như là các dịch vụ trong mạng IN. Nhiều hơn nữa, mục đích của GCCS là chuyên dụng trong điều khiển cuộc gọi cụ thể, như là SIP, H.323, ISUP, …
100. Dịch vụ tương tác người dùng cho phép các ứng dụng tương tác với người dùng cuối (ví dụ nhưứng dụng máy trạm) thông qua các giao diện đã được định nghĩa trước. Dịch vụ tương tác người dùng có thểđược các ứng dụng dùng để yêu cầu mạng phát một bản tin trong một giai đoạn cuộc gọi.
101. Dịch v ụ thông điệp (messaging) cho phép các ứng dụng gửi, lưu trữ và nhận lại các bản tin. Phiên bản hiện tại hỗ trợ thư thoại và thưđiện tử.
102. Dịch vụ quản lý kết nối cho phép điều khiển chất lượng dịch vụ trên mạng (QoS) và sự di chuyển, được mạng không dây sử dụng.
JAIN API
Đặc điểm kỹ thuật của JAIN API
Đặc tả JAIN API gồm phần đặc tả giao thức và phần đặc tảứng dụng.
Phần đặc tả giao thức được thực hiện bởi nhóm JAIN PEG (Protocol Expert Group). Nhóm này tiêu chuẩn hóa các giao diện tới mạng IP và SS7. Bao gồm cả TCAP, INAP, ISUP cho phía SS7 và SIP, MEGACO/H.248 và H.323 cho phía IP.
Phần đặc tảứng dụng được thực hiện bởi nhóm JAIN AEG (Application Expert Group). Nhóm này định nghĩa API điều khiển cuộc gọi Java (JCC – Java Call Control), API phối hợp và thực hiện Java (JCAT – Java Coordination and Transaction), API môi trường thực hiện các dịch vụ logic Java (JSLEE – Java Service Logic Execution Environment), JAIN quản lý kết nối, JAIN SPA (Parlay) và JAIN khởi tạo dịch vụ.
60
Hình 3.28. Mô hình JAIN
Tại lớp thấp nhất, các ứng dụng có thể nói chuyện trực tiếp với các bộ JAIN adapter, chính là các API được định nghĩa bởi PEG. Sự thuận lợi là các ứng dụng này có thể có điều khiển tốt (tăng hiệu năng). Nhược điểm là phát triển sẽ phức tạp hơn và mất đi tính đóng gói trừu tượng (cung cấp cho lớp tiếp theo sử dụng).
Trong lớp tiếp theo, điều khiển cuộc gọi có thểđịnh nghĩa độc lập với giao thức báo hiệu cơ bản giao tiếp với JCC/JCAT. Người phát triển chỉ việc sử dụng các lớp trừu tượng được cung cấp bởi mức này.
Lớp thứ ba và cuối cùng được liên quan đến các dịch vụ bên ngoài. Tại mức này, chỉ có một tập con của các khả năng của mạng là sẵn sàng cho các dịch vụ không tin cậy (tức là những phát triển của đối tác thứ ba).
Sự kết hợp của Parlay và JAIN
Từ tháng 6 năm 2000, hai nhóm JAIN và Parlay đã liên minh với nhau. Kết quả của sự liên minh này là các hàm API dịch các đặc điểm kỹ thuật của Parlay (vừa miêu tả ở trên SPA-JAIN Service Provider Access API), API này cho phép các thực thể tương thích với JAIN có thể truy nhập vào khung Parlay và bởi vậy truy nhập vào các dịch vụđược hỗ trợ bởi khung này.
Third party applications domains
INAP JAIN
adapters
SIP H323 ISUP INAP ICAP
Trusted services Untrusted services Protocol JAIN SPA Trusted applications JSLEE JCC/JCAT
61
Parlay sử dụng các phương thức không đồng bộ và phản hồi trong khi JAIN sử dụng kiểu sự kiện JavaBean để thực hiện các chức năng tương tự. Nhóm chỉnh sửa JAIN Parlay cố gắng hợp nhất kiểu sự kiện JavaBean vào trong JAIN SPA.
IV.2.3. Nền tảng phát triển dịch vụ viễn thông của Sun Microsystem
Sun cung cấp nền tảng phần cứng và phần mềm rất thích hợp cho các công ty phát triển hệ thống Softswitch. Chiếm lĩnh thị trường này là một trong những chiến lược kinh doanh quan trọng bậc nhất của Sun. Thực tế phần lớn các nhà cung cấp Softswitch đã và đang sử dụng máy chủ và phần mềm của Sun trong sản phẩm của mình. Nền tảng do Sun cung cấp gồm có:
103. Máy chủ (thí dụ dòng Netra). 104. Hệđiều hành Solaris.
105. Hệđiều hành thời gian thực ChorusOS.
106. Card CompactPCI (có thể sử dụng hệ điều hành thời gian thực khác như VxWorks).
107. Java/Java APIs for Intergrated Networks (JAIN)/JAIN for Call Control. 108. Protocol stacks, driver.
109. Phần mềm ứng dung.
Với máy chủ của Sun có thể sử dụng Card CompactPCI của các nhà sản xuất thứ 3 và hoàn toàn yên tâm, bởi Sun là hệ thống sẽđược ưu tiên hỗ trợ nhất.
62