BICC do ITU-T phỏt triển từ năm 1999. Mục đớch của nú là để xỏc định một giao thức cho truyền thụng giữa cỏc server hay MGC, độc lập với cỏc loại tải tin. Do vậy nú cho phộp cỏc nhà vận hành mạng chuyển được cỏc dịch vụ thoại từ mạng TDM sang mạng gúi. Với mong muốn thớch ứng 100% với mạng hiện tại và làm việc trờn bất cứ mụi trường nào khỏc để truyền thoại với chất lượng chấp nhận được.
BICC hỗ trợ cỏc dịch vụ băng hẹp (PSTN, ISDN) một cỏch độc lập với đường truyền và kỹ thuật chuyển tải bản tin bỏo hiệu. Bản tin BICC chuyờn chở cả thụng tin điều khiển cuộc gọi và điều khiển đường truyền. BICC gúp phần đơn giản húa cỏc bỏo hiệu sử dụng cho việc giao tiếp hoạt động giữa mạng truyền thống vào mạng NGN. Núi cỏch khỏc, mạng NGN với nền tảng mạng chuyển mạch gúi cú thể cung cấp đầy đủ cỏc dịch vụ băng hẹp thụng qua bỏo hiệu BICC.
Trong BICC, giao thức bỏo hiệu điều khiển đường truyền phụ thuộc vào cụng nghệ đường truyền lớp dưới như ATM, IP/MPLS
- BICC CS1 xuất hiện thỏng 6/2000 hỗ trợ VoATM (Voice over ATM) đến BICC CS2 xuất hiện thỏng 7/2001 hỗ trợ cả VoATM và VoIP
- Tương thớch đầy đủ với giao thức SS7/ISUP. Hỗ trợ đầy đủ cỏc dịch vụ ISUP
do vậy cú thể sử dụng lại mạng SS7 đang tồn tại
- Dễ dàng được mang qua IP nhờ sử dụng SIGTRAN hay “circuit emulation”
- Được lựa chọn bởi 3GPP (cho hệ thống ứng dụng di động)
- Thớch ứng tốt với cỏc hệ thống bỏo hiệu khỏc như SIP và H323 [6].
2.5 Giao thức MGCP và H248/MEGACO
2.4.1 Tổng quan về MGCP
MGCP là một giao thức dựng để điều khiển cỏc Gateway thoại nhờ phần tử điều khiển cuộc gọi bờn ngoài được gọi là bộ điều khiển Media hay Call agent. Đõy là một giao thức sử dụng phương thức master/slave. Trong đú MGC đúng vai trũ là master, hay MGC là người quyết định chớnh trong quỏ trỡnh liờn lạc với MG; cũn MG là slave, là thực thể thụ động thực hiện mọi lệnh do MGC yờu cầu.
2.4.2 Cỏc thành phần của MGCP
Cú 2 thành phần cơ bản sử dụng giao thức MGCP là MGC và MG. Mỗi MGC cú một số nhận dạng riờng gọi là Call Agent Identifier.
2.4.2.1 Media Gateway Controller - MGC:
MGC là đơn vị chức năng chớnh của Softswitch. Nú đưa ra cỏc quy luật xử lý cuộc gọi, cũn MG và SG sẽ thực hiện cỏc quy luật đú. Nú điều khiển SG thiết lập và kết thỳc cuộc gọi. Ngoài ra nú cũn giao tiếp với hệ thống OSS và BSS.
MGC chớnh là chiếc cầu nối giữa cỏc mạng cú đặc tớnh khỏc nhau, như PSTN, SS7, mạng IP. Nú chịu trỏch nhiệm quản lý lưu lượng thoại và dữ liệu qua cỏc mạng khỏc nhau. Nú cũn được gọi là Call Agent do chức năng điều khiển cỏc bản tin.
2.4.2.2 Media Gateway
Media Gateway cung cấp phương tiện để truyền tải thụng tin thoại, dữ liệu, fax và video giữa mạng gúi IP và mạng PSTN. Trong mạng PSTN, dữ liệu thoại được mang trờn kờnh DS0. Để truyền dữ liệu này vào mạng gúi, mẫu thoại cần được nộn lại và đúng gúi. Đặc biệt ở đõy người ta sử dụng một bộ xử lý tớn hiệu số DSP (Digital Signal Processors) thực hiện cỏc chức năng : chuyển đổi AD (analog to digital), nộn mó thoại/ audio, triệt tiếng dội, bỏ khoảng lặng, mó húa, tỏi tạo tớnh hiệu thoại, truyền cỏc tớn hiệu DTMF,…
Cỏc chức năng của một Media Gateway :
- Cung cấp khe thời gian T1 hay tài nguyờn xử lý tớn hiệu số (DSP - Digital Signal Processing) dưới sự điều khiển của MGC. Đồng thời quản lý tài nguyờn DSP cho dịch vụ này.
- Hỗ trợ cỏc giao thức đó cú như loop-start, ground-start, E&M, CAS, QSIG và
ISDN qua T1.
- Quản lý tài nguyờn và kết nối T1.
- Cung cấp khả năng thay núng cỏc card T1 hay DSP.
- Cú phần mềm Media Gateway dự phũng. -Cho phộp khả năng mở rộng Media
Gateway về: cổng (ports), cards, cỏc nỳt mà khụng làm thay đổi cỏc thành phần khỏc.
Đặc tớnh hệ thống.
Một Media Gateway cú cỏc đặc tớnh sau: - Là một thiết bị vào/ra đặc hiệu (I/O)
- Dung lượng bộ nhớ phải luụn đảm bảo lưu trữ cỏc thụng tin trạng thỏi, thụng tin
cấu hỡnh, cỏc bản tin MGCP, thư viện DSP,… (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Dung lượng đĩa chủ yếu sử dụng cho quỏ trỡnh đăng nhập (logging)
- Dự phũng đầy đủ giao diện Ethernet (với mạng IP), mở rộng một vài giao diện
T1/E1 với mạng TDM.
- Mật độ khoảng 120 port (DSO’s).
- Sử dụng bus H.110 để đảm bảo tớnh linh động cho hệ thống nội bộ [7].
2.4.3 H248/MEGACO
Bờn cạnh MGCP do IETF phỏt triển thỡ ITU-T cũng phỏt triển giao thức MDCP (media device control protocol). Sau đú hai tổ chức này đó thoả thuận và đi đến thống nhất một giao thức gọi là MEGACO hay H248 (theo cỏch gọi của ITU-T).
- Mụ hỡnh kết nối dựa trờn cỏc termination và context
- Cỏc gúi được định nghĩa trong cỏc phụ lục riờng (cỏc RFC riờng)
- Cỏc lớp ứng dụng lớn hơn cho hội nghị đa bờn và cỏc cuộc gọi đa phương tiện
- Hiệu quả hơn và mở hơn cho cỏc tiến trỡnh trong tương lai mà khụng bị phỏ vỡ.
2.6 Giao thức SIGTRAN
2.6.1 Tổng quan về Sigtran
Sigtran hay cũn gọi là “SS7 Over IP” là một nhúm làm việc của IETF, được thành lập vào năm 1999 với nhiệm vụ xõy dựng kiến trỳc cho việc vận chuyển dữ liệu bỏo hiệu thời gian thực qua mạng IP. Kết quả là họ khụng chỉ xõy dựng kiến trỳc mà cũn định nghĩa một bộ giao thức mới cho việc vận chuyển bản tin SS7 và ISDN qua mạng IP.
Bộ giao thức này bao gồm một lớp vận chuyển (Transport layer) mới là Giao thức vận chuyển điều khiển luồng (SCTP: Stream Control Transmission Protocol) và
cỏc lớp thớch ứng người dựng (UAL: User Adaptation layer - cỏc lớp thớch ứng bản tin bỏo hiệu) cú khả năng thay thế cỏc chức năng của cỏc lớp thấp của SS7 và ISDN trong mụi trường mạng IP.
Sigtran hoạt động giữa SG và cỏc thiết bị trong mụi trường IP. Cơ chế hoạt động của nú là sử dụng cỏc UA để tạo thành đường ngầm trờn SCTP để chuyển bỏo hiệu đi. Việc sử dụng đường ngầm khiến mạng IP trở nờn trong suốt đối với cỏc bản tin bỏo hiệu SS7 cũn việc sử dụng SCTP sẽ bảo đảm cỏc yờu cầu về truyền dẫn như: độ tin cậy và tốc độ truyền dẫn.
Việc triển khai Sigtran trong NGN sẽ mang lại nhiều lợi ớch:
Dễ dàng triển khai: khi sử dụng SG (như là nhúm truy cập dịch vụ) thỡ sẽ tận
dụng được mạng SS7 truyền thống và việc phỏt triển trong tương lai cũng khụng gặp trở ngại.
Giảm giỏ thành thiết bị do khụng cần phải cú những khoản đầu tư lớn trong
mạng truyền thống.
Tăng hiệu suất, do tận dụng được ưu thế về cụng nghệ tiờn tiến trong mạng
NGN vớ dụ như DWDM, ATM với băng thụng, khả năng thụng suốt và tớnh mềm dẻo cao hơn hẳn.
Cỏc dịch vụ cộng thờm: việc phỏt triển trờn nền NGN cho phộp thực hiện đa
giải phỏp và việc triển khai cỏc dịch vụ mới đơn giản và nhanh chúng hơn.
2.6.2 Sự cần thiết của SCTP và lớp thớch ứng
Giải phỏp của Sigtran là xõy dựng cỏc đường hầm để vận chuyển cỏc bản tin của SS7 qua mạng IP, nú sử dụng cỏc lớp thay thế bờn dưới để cỏc User SS7 bờn trờn vẫn hoạt động bỡnh thường cũn cỏc lớp này sẽ đúng cỏc bản tin SS7 vào chiếc vỏ thớch hợp và vận chuyển qua mạng IP.
Trong mạng IP hiện nay hai giao thức phổ biến nhất của lớp 4 là TCP và UDP, nhưng thực tế do yờu cầu của bỏo hiệu là phải nhanh đồng thời bảo đảm độ tin cậy nờn cả hai giao thức này đều khụng phự hợp để vận chuyển dữ liệu bỏo hiệu.
2.6.2.1 TCP (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Cú một số vấn đề khi sử dụng TCP để mang một giao thức nhạy cảm với thời gian như SS7. Thực tế SS7 được thiết kế cho mục đớch sử dụng tương đối khỏc biệt.
TCP là loại luồng byte (byte-streamed), nú cung cấp một luồng đơn lẻ dữ liệu và bảo đảm nú được phõn phối đỳng theo thứ tự byte, vỡ thế nú thớch hợp cho cỏc loại dữ liệu lớn và khụng cú cấu trỳc như tập tin hay email.
TCP tương đối nhạy cảm với độ trễ vỡ cỏc lỗi mạng: mất gúi hay sự xỏo trộn thứ tự cỏc gúi nhận được. Khi gặp lỗi như vậy, TCP sẽ giữ lại cỏc gúi trong bộ đệm và chờ cho đến khi nhận đủ cỏc gúi để cú thể xếp cho đỳng thứ tự. Việc này hoàn toàn khụng thớch hợp để truyền cỏc bản tin SS7. Nếu chỉ một luồng TCP truyền đi cỏc bỏo hiệu ISUP cho nhiều kết nối, thỡ chỉ cần bị mất một gúi thuộc về một cuộc gọi nào đú thỡ sẽ gõy lờn hậu quả là trễ toàn bộ cỏc bản tin ISUP khỏc.
Một vấn đề khỏc là chu kỳ của cỏc bộ đếm thời gian TCP, cú trường hợp quy định thời gian kết nối, giữ kết nối và định thời truyền lại quỏ lớn và vượt quỏ độ trễ quy định trong Viễn thụng khi thiết lập cuộc gọi, nhận biết mất kết nối và truyền lại.
2.6.2.2 UDP
UDP là giao thức dựa trờn bản tin và cung cấp dịch vụ khụng kết nối nhanh. Về tốc độ nú thớch hợp cho việc truyền cỏc bản tin bỏo hiệu nhạy cảm với độ trễ thời gian. Tuy nhiờn UDP lại chỉ cung cấp dịch vụ datagram khụng tin cậy. Chức năng điều khiển lỗi, vớ dụ như thứ tự bản tin, phỏt hiện trựng lặp hay yờu cầu truyền lại bản tin bị lỗi nếu cần sẽ được thực hiện bởi lớp ứng dụng.
2.6.2.3 SCTP
Cỏc đặc điểm của SCTP:
Là giao thức Unicast trong đú dữ liệu được trao đổi giữa hai đầu cuối danh
định (cụ thể).
Bộ định thời của nú sử dụng cỏc khoảng thời gian để quản lý kết nối ngắn
hơn TCP.
Cung cấp khả năng chuyển giao tin cậy dữ liệu phỏt hiện hư hỏng, mất trỡnh
tự và thực hiện sửa lỗi nếu cần.
Cú khả năng thớch ứng tốc độ, tự điều chỉnh theo tỡnh trạng mạng.
Hỗ trợ đa địa chỉ tức là mỗi điểm cuối SCTP cú thể cú nhiều địa chỉ IP, cỏc
địa chỉ này cú thể thuộc cỏc giao diện kết nối độc lập. Định tuyến đến một địa chỉ sẽ độc lập với những địa chỉ khỏc và khi một tuyến bị lỗi thỡ tuyến khỏc sẽ được sử dụng. Tớnh năng này giỳp SCTP hạn chế rất nhiều ảnh hưởng của cỏc lỗi bị hư đường truyền hay tắc nghẽn mạng.
Dựng thủ tục nhận thực và khởi tạo dựa trờn cookie để ngăn chặn tấn cụng
Nhiều bản tin bỏo hiệu cú thể được gom lại trong một gúi SCTP duy nhất và một bản tin bỏo hiệu cũng cú thể được chia nhỏ thành nhiều phần để truyền đi trong cỏc gúi SCTP khỏc nhau.
SCTP là giao thức hướng bản tin, tức là bản tin cú cấu trỳc khung tường minh cũn TCP và UDP sử dụng bản tin khụng cấu trỳc và truyền theo luồng byte. Việc định nghĩa cấu trỳc của gúi SCTP cũng hỗ trợ cho khả năng chia nhỏ và gom lại.
Một đặc điểm nổi bật nữa của SCTP so với TCP là nú hỗ trợ đa luồng: dữ
liệu được chia thành nhiều luồng, mỗi luồng phõn phối dữ liệu theo trỡnh tự độc lập (Cú thể thấy SCTP là viết tắt của Stream Control Transmission Protocol). Tớnh năng này cho phộp cỏc user chia một kết nối IP giữa hai điểm đầu cuối thành vài luồng dữ liệu luận lý, mỗi luồng được gỏn cho một ứng dụng hay tài nguyờn riờng. Nếu xảy ra một lỗi hay trễ trờn mỗi luồng sẽ khụng làm ảnh hưởng đến sự hoạt động của luồng khỏc.