Một số đề xuất về định hướng sử dụng giao thức bỏo hiệu trong mạng NGN của VNPT như sau:
- Kết nối giữa 2 MGC: ưu tiờn sử dụng giao thức SIP-I và SIP, giao thức BICC CS2 là tuỳ chọn.
- Kết nối giữa MGC với TGW: ưu tiờn sử dụng giao thức H.248, giao thức MGCP là tuỳ chọn.
- Kết nối giữa MGC với SGW: sử dụng giao thức SIGTRAN.
- Kết nối giữa MGC với AGW: sử dụng giao thức H.248, SIP, giao thức MGCP là tuỳ chọn.
- Kết nối giữa AS và softswitch sử dụng SIP (để thuận lợi cho sự phỏt triển lờn IMS).
CHƢƠNG 4. NGHIấN CỨU XÂY DỰNG CÁC PHƢƠNG ÁN KẾT NỐI BÁO HIỆU GIỮA PSTN VÀ NGN
4.1 Nghiờn cứu xõy dựng cỏc phƣơng ỏn kết nối bỏo hiệu giữa PSTN và NGN khụng sử dụng gateway bỏo hiệu.
Hiện nay tồn tại hai lựa chọn cho việc kết nối bỏo hiệu giữa PSTN và NGN:
Khụng sử dụng gateway bỏo hiệu.
Sử dụng gateway bỏo hiệu riờng rẽ.
Mỗi phương phỏp đều cú những ưu thế riờng, thớch hợp cho những cấu hỡnh mạng cũng như quỏ trỡnh tiến lờn NGN khỏc nhau. Trong phần 4.1 xin phõn tớch phương ỏn khụng sử dụng gateway bỏo hiệu. Phần 4.2 được dành cho phương ỏn kết nối sử dụng gateway bỏo hiệu, qua đú đưa ra những khuyến nghị cho việc xõy dựng phương ỏn kết nối.
4.1.1 Nguyờn tắc chung
Nguyờn tắc chung của phương phỏp kết nối PSTN với NGN khụng sử dụng gateway bỏo hiệu là cỏc bản tin bỏo hiệu số 7 hoặc được truyền tải hoàn toàn trờn mạng chuyển mạch kờnh TDM hoặc được truyền tải trờn mạng IP nhưng khụng sử dụng chồng giao thức SIGTRAN (SIGTRAN là chồng giao thức được xõy dựng bởi IETF nhằm mục đớch chuyển tải cỏc loại bỏo hiệu truyền thống của PSTN và PLMN qua IP). Từ nguyờn tắc này, cú thể phõn chia thành một số phương phỏp cụ thể hơn như sau:
4.1.1.1 Phƣơng phỏp 1-1: SS7 đƣợc mang hoàn toàn trờn TDM
Với phương phỏp này, cỏc bản tin SS7 sẽ được mang hoàn toàn trờn mạng chuyển mạch kờnh TDM, hoàn toàn khụng được mang trờn mạng chuyển mạch gúi IP. Như đó biết, trong mạng NGN dựa trờn Softswitch, cỏc cuộc gọi đều được điều khiển bởi Softswitch. Do đú theo phương phỏp này, để thực hiện cuộc gọi PSTN-NGN cần phải kết nối mạng bỏo hiệu SS7 hiện tại với Softswitch thụng qua cỏc luồng TDM thụng thường. Khi một cuộc gọi được thực hiện giữa PSTN và NGN, cỏc bản tin bỏo hiệu số 7 sẽ được trao đổi giữa cỏc STP của mạng bỏo hiệu số 7 với Softswitch. Softswitch căn cứ vào cỏc thụng tin đú để điều khiển cỏc media gateway mở cỏc cổng tương ứng cho tớn hiệu thoại cũng như lựa chọn loại codec phự hợp. Hỡnh 4.1 mụ tả nguyờn tắc của phương phỏp này.
IP Network TDM Network SSP/STP STP Voice MGC MG MEGACO/H.248 SS7 over TDM SSP/STP Hỡnh 4.1: Phƣơng phỏp 1-1
Trong một cuộc gọi PSTN-NGN, thoại được truyền trờn cả mạng chuyển mạch kờnh và chuyển mạch gúi nhưng bỏo hiệu lại được truyền hoàn toàn trờn mạng chuyển mạch kờnh. Yờu cầu cơ bản của phương phỏp 1-1 là thiết bị softswitch phải cú giao diện TDM cho bỏo hiệu số 7.
Ưu điểm của phương phỏp 1-1: thuận tiến khi tiến lờn NGN từ PSTN, đặc biệt là khi cỏc nhà khai thỏc chọn giải phỏp nõng cấp tổng đài TDM lờn Softswitch. Khi đú softswitch vừa cú tớnh năng MGC vừa cú tớnh năng của một STP và SSP trong SS7. Vớ dụ điển hỡnh của dũng sản phẩm hỗ trợ giải phỏp này là cỏc thiết bị HiE9200 của SIEMENS hay A1000 Softswitch của Alcatel. Ngoài ra ưu điểm của phương phỏp này là thời gian thiết lập cuộc gọi tương đối nhanh vỡ bỏo hiệu được mang trờn cỏc luồng TDM dành riờng. Đồng thời chất lượng bỏo hiệu được đảm bảo tốt do sử dụng chuyển mạch kờnh.
Nhược điểm của phương phỏp 1-1: chưa hoàn toàn NGN vỡ vẫn cần link SS7 từ Tổng đài nội hạt (Local Exchange – LEX) hay tổng đài chuyển tiếp (Transit Exchange – TEX) sang Softswitch. Khi xử lý dung lượng bỏo hiệu lớn sẽ khụng hiệu quả. Cú thể phức tạp trong việc mở rộng mạng lưới. Ngoài ra khi cỏc thiết bị Softswitch khụng hỗ trợ giao diện TDM cho bỏo hiệu số 7 nữa thỡ phương phỏp này khụng thể thực hiện được
Phương ỏn kết nối khụng sử dụng Gateway bỏo hiệu thớch hợp cho giai đoạn đầu khi nhà khai thỏc dịch chuyển từ PSTN lờn NGN
4.1.1.2 Phƣơng phỏp 1-2: SS7 đƣợc mang trờn IP nhƣng khụng sử dụng SIGTRAN
Nguyờn tắc của phương phỏp này là bỏo hiệu số 7 cú được chuyển tải trờn mạng IP nhưng khụng sử dụng chồng giao thức SIGTRAN. Khi đú cỏc bản tin bỏo hiệu số 7 sẽ được đúng/mở gúi theo những giao thức đặc biệt, phụ thuộc vào từng nhà sản xuất
thiết bị. Cú thể gọi chung kiểu kết nối này là SS7 tunneling. Mạng NGN của VNPT hiện nay là một vớ dụ. Trong trường hợp này chỳng ta cú thể cú cỏc khả năng khi bản tin SS7 đi từ PSTN sang NGN như sau:
- TDM – IP - TDM – IP –TDM - TDM – IP – TDM – IP - … Hỡnh 4.2 mụ tả cỏc cấu hỡnh TDM-IP-TDM IP Network TDM Network SSP/STP STP Voice MGC MG SS7 over TDM SSP/STP MG SS7 over IP w/o SIGTRAN IP Network IP Network TDM Network TDM Network SSP/STP STP Voice MGC MG SS7 over TDM SSP/STP MG SS7 over IP w/o SIGTRAN Hỡnh 4.2: TDM – IP – TDM
Hiện nay việc kết nối bỏo hiệu giữa PSTN và NGN của VNPT đang được thực hiện theo phương phỏp 1-1 và 1-2 [4]. Cụ thể như sau:
Định tuyến Lưu lượng bỏo hiệu:
Lựa chọn 1: Bỏo hiệu C7 giữa mạng PSTN và mạng NGN xuất phỏt từ cỏc tổng
đài nội hạt sẽ được định tuyến đến cỏc MG đặt tại địa phương đú, rồi từ MG bỏo hiệu C7 được mó hoỏ (tunneled) để đi trờn mạng IP và bỏo hiệu C7 được định tuyến đến cỏc MG đặt tại mỗi trung tõm vựng tại VTN1, 2. Từ cỏc MG này bỏo hiệu C7 được giải mó thành dạng TDM bỡnh thường và được kết nối vào thiết bị HiE9200 tại HNI hoặc TP. Hồ Chớ Minh.
Lựa chọn 2: Bỏo hiệu C7 giữa mạng PSTN và mạng NGN xuất phỏt từ cỏc tổng
Chớ Minh thụng qua mạng PSTN, cụ thể là trực tiếp qua cỏc điểm chuyển tiếp bỏo hiệu tại cỏc tổng đài toll của VTN tại Hà nội và TP. Hồ Chớ Minh. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Hỡnh 4.3: Phƣơng ỏn kết nối bỏo hiệu PSTN và NGN hiện tại của VNPT
4.1.2 Phương ỏn kết nối
Hiện nay, VNPT đang sử dụng kiểu kết nối trờn hỡnh 4.3 nờn trong luận văn khụng đề xuất phương ỏn kết nối.
4.1.3 Mụ hỡnh bỏo hiệu một số cuộc gọi cho phương ỏn kết nối của VNPT MGCP MGCP LEX LEX HiE 9200 (MGC) MGCP HiG 1000 (MG) Mạng lừi IP/MPLS LEX LEX SS7 HiG 1000 (MG) SS7 IP IP
Hỡnh 4.4: Bỏo hiệu cuộc gọi giữa thuờ bao của hai LEX thuộc cựng một MGC
BICC LEX MGCP MGCP HiG1000 HiG1000 LEX M320 M320 HiE9200 TPHCM HiE9200 HANOI SS7 SS7 MGCP MGCP M320
HiE9200 HiG 1000 ISUP Edge Router ERX 1410 MGCP HOST Phone M320 BRAS ERX 1410 SIP/H323 Edge Router ERX 1410 DSLAM IP Terminal BICC HiE9200 M320
Hỡnh 4.6: Bỏo hiệu cuộc gọi giữa thuờ bao PSTN và thuờ bao IP
4.2 Nghiờn cứu xõy dựng cỏc phƣơng ỏn kết nối bỏo hiệu giữa PSTN và NGN sử dụng gateway bỏo hiệu.
4.2.1 Nguyờn tắc chung
NGN sử dụng lớp truyền tải dựa trờn cụng nghệ chuyển mạch gúi (sử dụng giao thức IP) trong khi SS7 là mạng chuyển mạch kờnh. Do vậy, cũng như đối với tớn hiệu thoại, để truyền bỏo hiệu SS7 trờn NGN, cần thiết cú một thiết bị trung gian để đúng/mở gúi tin bỏo hiệu khi đi vào/ra khỏi mạng NGN. Thiết bị đú được gọi là Gateway bỏo hiệu (Signaling Gateway-SG). Về mặt giao thức, tổ chức IETF đó đưa ra chồng giao thức SIGTRAN cho việc liờn kết mạng bỏo hiệu SS7 và mạng IP.
4.2.2 Phương ỏn kết nối cho VNPT
Để kết nối PSTN với NGN của VNPT, chỳng ta cú thể đặt SG tại của ngừ vào NGN. Trong luận văn, đề xuất 02 phương ỏn sau:
4.2.2.1 Phƣơng ỏn 2-1
Trong phương ỏn này, cú thể đặt 3 SG tại 3 vựng, SG của mỗi vựng sẽ chịu trỏch nhiệm chuyển đổi IP/TDM cho tất cả bỏo hiệu số 7 theo chiều từ cỏc STP trong vựng đến Softswitch của vựng đú và chiều ngược lại. Để dự phũng trường hợp sự cố, SG của mỗi vựng đều dựng địa chỉ của Softswitch ở vựng khỏc như ưu tiờn 2. Ngược lại Softswitch của mỗi vựng cũng phải cú địa chỉ của SG vựng khỏc. Khi sự cố xảy ra chỳng ta cú thể thực hiện định tuyến vũng qua ưu tiờn 2.
Hỡnh 4.7: Sơ đồ kết nối phƣơng ỏn 2-1
4.2.2.2 Phƣơng ỏn 2-2
Trong phương ỏn này mỗi thành phố Hà Nội và Tp.HCM sẽ cú một SG riờng, cỏc tỉnh cũn lại của miền Bắc sẽ chia sẻ một SG khỏc đặt tại HNI và cỏc tỉnh cũn lại của miền Nam sẽ chia sẻ một SG khỏc đặt tại HCMC. Nguyờn nhõn là lưu lượng bỏo hiệu của riờng 2 thành phố này tương đối lớn. Ngoài ra ưu điểm của phương ỏn này là ở mỗi đầu HNI và HCMC cú 2 SG, cú thể đúng vai trũ dự phũng cho nhau. Hỡnh 4.8 minh họa cấu trỳc phương ỏn 2-2
Hỡnh 4.8: Sơ đồ kết nối phƣơng ỏn 2-2
4.3 So sỏnh, đỏnh giỏ cỏc giải phỏp kết nối bỏo hiệu PSTN-NGN
Qua những phõn tớch trong phần 4.2, cú thể rỳt ra một số kết luận như sau về cỏc phương ỏn kết nối bỏo hiệu:
4.3.1 Phương ỏn khụng sử dụng Gateway bỏo hiệu mà VNPT đang sử dụng
Cú thể coi cỏc kiểu kết nối theo phương phỏp tunneling này là phi chuẩn, ớt cú ưu điểm. Cỏc giao thức cho việc chuyển tải SS7 trờn IP sẽ phụ thuộc vào từng nhà sản xuất thiết bị, gõy khú khăn cho việc đỏnh giỏ chất lượng bỏo hiệu cũng việc kết nối giữa thiết bị của cỏc nhà sản xuất khỏc nhau và kết nối giữa cỏc mạng khỏc nhau. Đặc biệt, ngoại trừ kiểu TDM-IP, cỏc kiểu cũn lại đều đũi hỏi việc chuyển đổi nhiều lần giữa TDM và IP, dẫn đến khú cú thể đảm bảo QoS cho bỏo hiệu.
4.3.2 Phương ỏn sử dụng Gateway bỏo hiệu
4.3.2.1 Ƣu điểm
Bỏo hiệu trong mạng NGN hoàn toàn được mang trờn mạng gúi IP, khụng đũi hỏi Softswitch phải cú giao diện TDM cho bỏo hiệu số 7. Do cú một thiết bị chuyờn trỏch về mặt chuyển đổi bỏo hiệu giữa TDM và IP là SG, việc xử lý dung lượng bỏo hiệu
lớn sẽ hiệu quả hơn và việc mở rộng mạng lưới cũng thuận tiện hơn. Việc sử dụng signalling gateway khụng những cú lợi cho việc kết nối PSTN với NGN mà cũn rất cú lợi cho việc kết nối PLMN với NGN do mạng di động PLMN cú lưu lượng bỏo hiệu rất lớn. Dự mạng NGN được dựa trờn Softswitch hay IMS thỡ phương phỏp sử dụng chồng giao thức SIGTRAN là phương phỏp chuẩn duy nhất hiện nay cho việc kết nối bỏo hiệu PSTN-NGN và PLMN-NGN.
4.3.2.2 Nhƣợc điểm
Đối với một số nhà khai thỏc muốn tiến lờn NGN bằng cỏch bổ sung tớnh năng MGC cho tổng đài TDM, việc sử dụng ngay cỏc SSG dường như là khụng cần thiết vỡ khi đú phương ỏn 1 sẽ thuận tiện và chi phớ ớt hơn. Ngoài ra, nếu QoS trong IP chưa được đảm bảo hoàn hảo thỡ chất lượng của bỏo hiệu SS7 trờn IP cú thể bị ảnh hưởng, dẫn đến thời gian thiết lập cuộc gọi lõu hoặc tỷ lệ cuộc gọi thành cụng thấp.
4.4 Lựa chọn giải phỏp kết nối bỏo hiệu giữa PSTN và NGN của VNPT và khuyến nghị ỏp dụng khuyến nghị ỏp dụng (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Qua so sỏnh đỏnh giỏ cỏc phương ỏn kết nối, khuyến nghị khụng sử dụng phương ỏn kết nối hiện nay của VNPT mà chuyển sang sử dụng phương ỏn kết nối thụng qua Gateway bỏo hiệu (Signalling Gateway), sử dụng chồng giao thức SIGTRAN. Lý do là hiện tại mạng NGN của VNPT đó qua giai đoạn quỏ độ từ mạng TDM lờn, cần phải hoàn thiện để cú thể cung cấp cỏc dịch vụ đa dạng với chất lượng dịch vụ được đảm bảo. Cỏc cấu hỡnh kết nối đều phải được chuẩn húa, thuận tiện cho việc quản lý, khai thỏc và mở rộng mạng lưới. Việc sử dụng Gateway bỏo hiệu cũng khụng ảnh hưởng đến quỏ trỡnh triển khai NGN dựa trờn IMS, khụng những thế cũn tạo điều kiện thuận lợi cho việc hướng đến sự hội tụ giữa cố định và di động (FMC).
Phần 4.2 đó trỡnh bày hai phương ỏn kết nối bỏo hiệu PSTN-NGN sử dụng Gateway bỏo hiệu. Việc chuyển từ cấu hỡnh hiện tại lờn một trong hai phương ỏn đú phụ thuộc vào lộ trỡnh triển khai NGN của VNPT cũng như yờu cầu về mặt bỏo hiệu khi triển khai cỏc dịch vụ trờn NGN. Vớ dụ việc chuyển đổi cú thể thực hiện khi lưu lượng bỏo hiệu số 7 giữa PSTN và NGN vượt quỏ 70% dung lượng của cỏc đường E1 dành cho bỏo hiệu hiện đang kết nối cỏc MG ở Hà Nội và Softswitch HiE 9200. Phương ỏn 2-1 cú thể được sử dụng trong giai đoạn từ nay đến 2010, khi lưu lượng SS7 giữa PSTN và NGN của cỏc tỉnh cũn chưa cao. Sau năm 2010 cú thể triển khai phương ỏn 2-2.
Quỏ trỡnh triển khai cỏc Gateway bỏo hiệu cú thể diễn ra trong suốt (khụng ảnh hưởng đến bỏo hiệu giữa PSTN và NGN trờn mạng hiện cú) bằng việc sử dụng cỏc kờnh bỏo hiệu ưu tiờn 2 (từ cỏc tổng đài Toll sang cỏc Softswitch).
KẾT LUẬN
NGN là mạng cú hạ tầng thụng tin duy nhất dựa trờn cụng nghệ chuyển mạch gúi, triển khai cỏc dịch vụ một cỏch đa dạng và nhanh chúng, đỏp ứng sự hội tụ giữa thoại và số liệu, giữa cố định và di động, bắt nguồn từ sự phỏt triển của cụng nghệ thụng tin, cụng nghệ chuyển mạch gúi, và cụng nghệ truyền dẫn quang. Với những ưu điểm đú, NGN là xu hướng phỏt triển tất yếu của viễn thụng thế giới và Việt Nam.
Việc song song tồn tại hai loại mạng NGN và PSTN là một thực tiễn ở hầu hết cỏc quốc gia cũng như đối với cỏc nhà cung cấp dịch vụ viễn thụng. Để chuyển đổi sang hệ thống mạng NGN, cần cú một lộ trỡnh và cỏc bước tiến hành rừ ràng cũng như việc tớnh toỏn và cõn nhắc cỏc phương ỏn thiết lập mạng sao cho vừa kế thừa được hệ thống hạ tầng mạng cũ và vẫn đảm bảo được việc phỏt triển hệ thống mới đỏp ứng nhu cầu ứng dụng cụng nghệ mới cho mạng viễn thụng, trong đú cú một hạng mục rất quan trọng là “hệ thống bỏo hiệu và điều khiển”.
Với mục tiờu của đề tài là tỡm hiểu cỏc giao thức bỏo hiệu của mạng NGN, cấu trỳc hệ thống bỏo hiệu của NGN nhằm đưa ra được phương ỏn thiết lập hệ thống mạng bỏo hiệu NGN, phương ỏn kết nối giữa NGN và PSTN, kết quả đề tài là đó đưa được ra phương ỏn thiết lập mạng bỏo hiệu cho mạng NGN và 2 phương ỏn kết nối NGN với PSTN và cú phõn tớch những ưu, nhược điểm của từng phương ỏn cũng như lộ trỡnh ỏp dụng phự hợp với tỡnh hỡnh thực tế mạng NGN và PSTN của VNPT.
Về mạng NGN cũn rất nhiều cỏc vấn đề cần nghiờn cứu như: khả năng tớch hợp dịch vụ, hệ thống bảo mật, truyền dẫn trờn mạng. Nếu thời gian nghiờn cứu dài hơn và đề tài được ỏp dụng thực tế thỡ sẽ làm phong phỳ thờm cỏc kiến thức cú trong đề tài này.
PHỤ LỤC A: DANH MỤC THIẾT BỊ SIGNALLING GATEWAY CỦA MỘT SỐ HÃNG CUNG CẤP
HUAWEI: Signaling Gateway: SG7000 [19]
Đặc điểm kỹ thuật của thiết bị SG7000
Dung lƣợng lớn:
SG7000 hỗ trợ tối đa 6048 link 64kbit/s hoặc 756 link 2Mbit/s và 1000 SCTP
Associations, và dung lượng nhón toàn cầu là 200.000.