2. Vị trí của Softswitch trong mô hình NGN
2.1 Giới thiệu chung 34 8
Hệ thống chuyển mạch mềm có kiến trúc phân tán, các chức năng báo hiệu và xử lý báo hiệu, chuyển mạch, điều khiển cuộc gọi…được thực hiện bởi các thiết bị nằm phân tán trong cấu hình mạng. Để có thể tạo ra các kết nối giữa các đầu cuối nhằm cung cấp dịch vụ, các thiết bị này phải trao đổi các thông tin báo hiệu. Cách thức trao đổi các thông tin báo hiệu được quy định bởi các giao thức báo hiệu.
Các giao thức báo hiệu cơ bản bao gồm :
• H323
• SIP
• SIGTRAN
• MGCP, MEGACO
Các giao thức này có thể phân thành hai loại: giao thức ngang cấp (H323, SIP) và giao thức chủ tớ (MGCP,MEGACO) (minh hoạ trong hình vẽ 2.1). Mỗi loại giao thức có ưu điểm và nhược điểm riêng của mình với các chức năng khác nhau, tồn tại trong mạng ở các cấp khác nhau.
Hình 2.1: Một số giao thức điều khiển và báo hiệu trong chuyển mạch mềm.
Vai trò của từng giao thức :
• Giao thức ngang cấp H323, SIP được sử dụng để trao đổi thông tin báo hiệu giữa các MGC, giữa MGC và các Server.
• Giao thức chủ tớ MGCP, MEGACO là giao thức báo hiệu điều khiển giữa MGC và các Gateway (trong đó MGC điều khiển Gateway).
• Giao thức Sigtran là giao thức báo hiệu giữa MGC và Signaling Gateway. Các giao thức ngang cấp thực hiện chức năng mạng ở cấp cao hơn, quy định cách thức giao tiếp giữa các thực thể cùng cấp để cùng phối hợp thực hiện cuộc gọi hay các ứng dụng khác. Trong khi đó các giao thức chủ tớ là sản phẩm của việc phân bố không đồng đều trí tuệ mạng, phần lớn trí tuệ mạng được tập trung trong các thực thể chức năng điều khiển (đóng vai trị là master), thực thể này sẽ giao tiếp (điều khiển) với nhiều thực thể khác qua các giao thức chủ tớ nhằm cung cấp dịch vụ.
Media Server Application Server
MGC MGC
Signalling Gateway
Trunk Media Gateway Access Gateway SIP Phone Access Network Wireli ne Wirele ss IP Network IN SCP SS7/BI CC TDM/A TM PSTN/IN RTP/RTCP RTP/R TCP RTP/R TCP Signalling Media SIP SIP SIP,H.323 SIP,H.323 MGCP,H.248 MGCP,H.248 MGCP,H.248 SS7/ BIC C SIGTRAN SIGTRAN
2.2 Giao thức H.323
H.323 là một phần trong họ giao thức H.32x của ITU-T , là giao thức xác định các thành phần, các giao thức cũng như các bước thực hiện để cung cấp dịch vụ đa phương tiện như thoại, dữ liệu và video qua mạng gói. Mạng gói ở đây có thể là mạng Internet, mạng doanh nghiệp, mạng cục bộ LAN, mạng khu vực đô thị MAN hay mạng diện rộng WAN
H.323 có thể cung cấp riêng lẻ một trong ba dịch vụ thoại, dữ liệu hoặc Video cũng như tổ hợp các dịch vụ trên nên nó có thể được ứng dụng ở nhiều nơi như ứng dụng tại nhà khách hàng, doanh nghiệp hay công nghiệp giải trí. Ngoài ra nó có thể được sử dụng để cung cấp dịch vụ đa phương tiện đa điểm (Multipoint multimedia communications).
2.2.1 Kiến trúc mạng và các thành phần của H.323
Hệ thống H.323 bao gồm bốn thành phần sau:
1. Thiết bị đầu cuối H.323 (Terminal)
Terminal là thành phần dùng trong truyền thông hai chiều đa phương tiện thời gian thực được dùng trong việc kết nối cuộc gọi. Đầu cuối H.323 là các điểm đầu cuối trong mạng LAN có thể là một máy tính, một điện thoại, điện thoại truyền hình, hệ thống voicemail hoặc là một thiết bị độc lập có các ứng dụng đa phương tiện H.323. Ngoài ra nó còn tương thích với đầu cuối H.324 của mạng chuyển mạch kênh và mạng di động, đầu cuối H.310 của B-ISDN, đầu cuối H.320 của ISDN.
Một đầu cuối H.323 phải hỗ trợ :
- H.225 cho quá trình báo hiệu và thiết lập cuộc gọi
- H.245 cho việc trao đổi khả năng của đầu cuối và để tạo các kênh thông tin.
- RAS cho việc đăng ký và điều khiển các hoạt động quản lý khác với GK - RTP/RTCP được sử dụng cho việc truyền các gói thông tin thoại và
hình.
- G.711 cho các codec thoại.
2.Cổng (GW)
Gateway là thành phần dựng để kết nối hai mạng khác loại nhau. Một cổng H.323 dựng để liên kết mạng H.323 với mạng không phải là mạng chuẩn H.323. Việc kết nối giữa hai mạng khác loại nhau thực hiện nhờ dịch các giao thức (protocol translation) khác nhau để phục vụ cho quá trình thiết lập và giải phóng cuộc gọi, và phục vụ cho việc chuyển đổi dạng thông tin giữa các mạng khác nhau và việc truyền thông tin giữa các mạng kết nối với GW. Tuy nhiên một GW sẽ không cần thiết cho việc liên lạc giữa các đầu cuối thuộc cùng mạng H.323.
Cấu tạo của một gateway bao gồm một MGC, MG và SG.
3. Bộ giữ cổng (GK)
Một GK được xem là bộ não của mạng H.323, nó chính là điểm trung tâm cho mọi cuộc gọi trong mạng H.323. Mặc dù là thành phần tùy chọn nhưng GK cung cấp các dịch vụ quan trọng như việc đánh địa chỉ, sự ban quyền và nhận thực cho đầu cuối terminal và GW, quản lý băng thông, thu thập số liệu và tính cước. Ngoài ra nó cũng cung cấp chức năng định tuyến cuộc gọi.
4. Bộ điều khiển đa điểm (MCU)
MCU là thành phần hỗ trợ trong dịch vụ hội nghị đa điểm có sự tham gia của từ hai terminal H.323 trở lên. Mọi terminal tham gia vào hội nghị đều phải thiết lập một kết nối với MCU.
Một MCU bao gồm hai thành phần con: bộ điều khiển đa điểm (MC) và thành phần tùy chọn bộ xử lý đa điểm (MP).
Trong đó, bộ điều khiển đa điểm (MC) có nhiệm vụ thiết lập và quản lý hội thoại nhiều bên qua giao thức H.245. MC có thể được đặt trong GK, GW, đầu cuối hoặc MCU.
Bộ xử lý đa điểm (MP) đóng vai trị trộn tín hiệu, phân kênh và lưu chuyển dòng bit quá trình giao tiếp giữa các bên tham gia hội thoại.
*Cấu hình mạng H.323
Hình 2.2 Cấu hình mạng H.323
Cấu trúc mạng H.323 có thể được sử dụng thông dụng ở mạng LAN hoặc mạng gói diện rộng. Ngoài ra, H.323 cũng có thể mở rộng cho mạng WAN thông qua Gatekeeper H.323 hoặc các thiết bị có khả năng tự đưa ra các bản tin báo hiệu trực tiếp. Mọi kết nối WAN đều được xử lý bằng một hoặc nhiều Gateway H.323. Về mặt kỹ thuật, bất kể thiết bị nào nằm ngoài Gateway đều không được đề cập trong khuyến nghị H.323, nhưng các Gateway H.323 có thể phối hợp hoạt động với các loại thiết bị khác nhau trong các cấu trúc mạng khác nhau. H.323 còn có thể được sử dụng với mạng PSTN, mạng N-ISDN (mạng
ISDN với tốc độ dưới 1.5 hoặc 2 Mb/s) và mạng B-ISDN sử dụng ATM (mạng ISDN có tốc độ lớn hơn 1.5 hoặc 2 Mb/s).
2.2.2 H.225 và H.245
Tiêu chuẩn H.323 có tham chiếu đến một tiêu chuẩn khác của ITU-T là H.225. H.225 thực hiện báo hiệu cho điều khiển cuộc gọi. h.225 có chức năng giống H.323, nó xác định một tập hợp các khả năng nhiều hơn những khả năng được sử dụng trong hệ thống chỉ có lưu lượng thoại. Bản thân H.225 cũng sử dụng các bản tin được định nghĩa theo H.245 để thiết lập và giải phóng các kênh logic một cách riêng biệt cho thoại.
Việc sử dụng ban đầu các thủ tục H.225 trong quá trình sắp xếp cuộc gọi VoIP có trong thông báo từ các thiết bị gửi đến các thiết bị nhận. Yêu cầu thiết lập cuộc gọi được thực hiện trên các kênh H.225 là đăng kí, quản lý và báo hiệu RAS (Registration, Admision, Status).
2.2.3 Thiết lập và giải phóng cuộc gọi H.323
Báo hiệu H.323 là một quá trình thực sự phức tạp. Tương tác giữa các phần tử trong mạng H.323 trong quá trình báo hiệu được mô tả trong hình 2.3.
*Sơ đồ báo hiệu thiết lập cuộc gọi:
Hình 2.3 Báo hiệu thiết lập cuộc gọi giữa mạng chuyển mạch gói và PSTN
Nếu xem xét một cách chi tiết thì cuộc gọi giữa hai đầu cuối H.323 được thiết lập như sau:
1) Trước hết cả 2 phải đã được đăng ký tại Gatekeeper.
2) Đầu cuối A gửi yêu cầu tới Gatekeeper đề nghị thiết lập cuộc gọi. 3) Gatekeeper gửi cho đầu cuối A thông tin cần thiết về đầu cuối B. 4) Đầu cuối A gửi bản tin SETUP tới đầu cuối B.
5) Đầu cuối B trả lời bằng bản tin Call Proceeding và đồng thời liên lạc với Gatekeeper để xác nhận quyền thiết lập cuộc gọi.
6) Đầu cuối B gửi bản tin Alerting và Connect.
7) Hai đầu cuối trao đổi một số bản tin H.245 để xác định chủ/tớ, khả năng xử lý của đầu cuối và thiết lập kết nối RTP.
* Sơ đồ thiết lập cuộc gọi H.323
Hình 2.4 Thiết lập cuộc gọi H.323