Báo hiệu trong mạng NGN và triển khai tại NGN Việt Nam

erver khác. Việc viết lại mào đầu làm cho proxy server đóng vai trò như nơi khởi tạo các yêu cầu và để đảm bảo rằng các đáp ứng sẽ được gửi về nó thay vì đến thẳng client. - Redirect server: Nhận các bản tin yêu cầu của SIP và gửi một đáp ứng định hướng lại cho client có chứa địa chỉ của server tiếp theo. Redirect server không chấp nhận các cuộc gọi cũng như không xử lý hay chuyển tiếp các bản tin yêu cầu của SIP. • Đánh địa chỉ Địa chỉ SIP hay còn gọi là địa chỉ định vị tài nguyên tổng quan URL (Univeral Resource Locator). Giống như địa chỉ thư điện tử SIP URL có dạng user@host. Phần uer có thể là tên người sử dụng hoặc số điện thoại. Phần host có thể là tên miền hoặc địa chỉ mạng. Ví dụ : sip: ciscopress@cisco.com sip: 4085262222@171.171.171.1 • Định vị máy phục vụ (Locating a server) Một client có thể gửi yêu cầu SIP trực tiếp tới proxy server nội hạt đã được đặt cấu hình với nó hoặc tới địa chỉ IP và cổng của địa chỉ SIP URL tương ứng. Gửi một yêu cầu trực tiếp theo cách một tương đối đơn giản, còn gửi yêu cầu SIP theo phương thức thứ 2 có phức tạp hơn vì những lý do sau: - Client phải xác định địa chỉ IP và số hiệu cổng của server mà yêu cầu cần gửi tới. - Nếu số hiệu cổng không có trong địa chỉ SIP URL được yêu cầu thì cổng mặc định là 5060. - Nếu loại giao thức không được liệt kê trong SIP URL được yêu cầu thì client phải cố gắng thử kết nối UDP và sau đó là TCP. - Client truy vấn máy phục vụ hệ thống tên miền (Domain Name System) để tìm địa chỉ IP của máy chủ. Nếu không tìm thấy thì nó không thể định vị server và không thể tiếp tục gửi yêu cầu. • Giao dịch SIP Sau khi xác định được địa chỉ client gửi một hoặc nhiều yêu cầu SIP và nhận một hoặc nhiều đáp ứng từ phía server đích. Mọi yêu cầu và đáp ứng của quá trình này đều là một phần của giao dịch SIP. Để đơn giản và nhất quán thì các trường trong mào đầu của mọi bản tin yêu cầu phù hợp với các trường của các bản tin đáp ứng. Các giao dịch SIP có thể sử dụng UDP hoặc TCP. Trong trường hợp TCP, mọi bản tin yêu cầu và đáp ứng của một giao dịch SIP có thể truyền trên cùng một kết nối TCP hoặc các giao dịch riêng biệt giữa hai thực thể cũng có thể truyền trên cùng một kết nối TCP. Nếu sử dụng UDP, đáp ứng gửi về địa chỉ có trong trường mào đầu của bản tin yêu cầu. Hình 2.7 - Mô hình tổng quan về cuộc gọi SIP • Định vị người sử dụng (Locating user) Bên bị gọi có thể di chuyển từ một hệ thống cuối tới nhiều hệ thống cuối khác. Ví dụ một user di chuyển từ một mạng LAN về nhà mà ở nhà được kết nối với ISP (Internet Service Provider), hoặc tới một điểm kết nối Internet công cộng trong khi đang tham gia hội nghị. Do đó, các dịch vụ định vị của SIP phải chứa đựng được sự linh hoạt và tính di động của hệ thống cuối IP. Vị trí của hệ thống cuối IP có thể được đăng ký với SIP server hoặc các server định vị khác nằm ngoài phạm vi của SIP. Trong tr−ờng hợp sau thì SIP server lưu trữ danh sách các vị trí dựa trên các server định vị này. Hoạt động và kết quả của việc định vị một user phụ thuộc vào kiểu SIP server được sử dụng. Một server định hướng lại chỉ gửi lại toàn bộ danh sách vị trí và cho phép client định vị user một cách trực tiếp, còn một proxy server sẽ thử các địa chỉ này một cách song song cho tới khi cuộc gọi thành công. 2.2.2. Các bản tin của SIP SIP là một giao thức dựa trên ký tự văn bản với cú pháp bản in và các trường mào đầu đồng nhất với giao thức truyền siêu văn bản HTTP (Hypper Text Transfer Protocol). SIP có hai loại bản tin là các bản in yêu cầu do các client tạo ra và các bản tin đáp ứng do các server trả về. Các bản in của SIP truyền trên cùng một kết nối TCP hoặc bó dữ liệu UDP. • Mào đầu bản tin Các mào đầu bản tin đ−ợc dùng để xác định bên gọi, bên bị gọi, tuyến, kiểu bản tin của cuộc gọi. Có 4 nhóm mào đầu sau: - Mào đầu chung (General Header): áp dụng cho các bản tin yêu cầu và đáp ứng. - Mào đầu thực thể: Xác định thông tin về loại và chiều dài phần mang bản tin. - Mào đầu yêu cầu: Cho phép client thêm các thông tin yêu cầu phụ. - Mào đầu đáp ứng: Cho phép server thêm các thông tin đáp ứng phụ. Các trường có trong các mào đầu được chỉ ra trong bảng 3.1 2.2.3. Khả năng tìm gọi song song của SIP Đây là một trong những chức năng chính của Proxy server bên cạnh chức năng nhận thực và đăng ký với dịch vụ định vị thuê bao để cung cấp các chức năng sau: • Định tuyến tới vị trí vật lý của thuê bao. • Nếu thuê bao đăng ký nhiều thiết bị đầu cuối thì cùng một thời điểm, Proxy sẽ thực hiện gửi bản tin Invite tới mọi thiết bị đầu cuối. Ví dụ như khi thuê bao đăng ký ở hai thiết bị đầu cuối thì cùng một thời điểm, Proxy cố gắng tìm thuê bao ở các vị trí vật lý đó và định tuyến cuộc gọi tới cả hai Sip agent. Nếu thuê bao nhất máy ở Sip user agent 1 và trả lời với bản tin 200 OK, proxy sẽ kết thúc quá trình thiết lập cuộc gọi tới user agent này và cũng kết thúc quá trình thiết lập cuộc gọi tới SIP user agent 2 bằng việc gửi bản tin yêu cầu Cancel. Cơ chế tìm thuê bao trên có thể cho phép tìm kiếm nhanh chóng thuê bao trong mạng. Được áp dụng ở các dịch vụ như tin tức về giao thông tới máy cầm tay, hay các dịch vụ taxi... Do SIP có khả năng cập nhật các vị trí của thuê bao, và độ sẵn sàng của các vị trí đó, nên nó có thể thực hiện các định tuyến thông minh hơn đối với mạng PSTN hiện nay. 2.2.4. Các quá trình thiết lập cuộc gọi của SIP • Cuộc gọi theo chế độ Proxy Server Hình 2.8 - Quá trình thiết lập cuộc gọi qua Proxy server Các bước thiết lập cuộc gọi trong chế độ Proxy Server được thể hiện như trên hình : - Proxy chấp nhận yêu cầu INVITE từ bên chủ gọi (client). - Proxy server xác định vị trí của bên bị gọi bằng cách sử dụng các địa chỉ được cung cấp trong bản tin INVITE và các dịch vụ định vị (thông thường nó tham vấn server định vị). - Proxy server gửi yêu cầu INVITE tới địa chỉ mà nó vừa xác định được. - Bên bị gọi (server) cảnh báo cho người sử dụng biết và đáp ứng lại bằng bản tin thành công 200 OK. - Proxy server lại đáp ứng lại bên chủ gọi bằng bản tin 200 OK. - Bên chủ gọi xác nhận bằng bản tin ACK. Bản tin này được gửi qua Proxy server hoặc được gửi trực tiếp tới bên bị gọi. • Cuộc gọi theo chế độ Redirect Server Các bước thiết lập cuộc gọi trong chế độ Redirect server: - Redirect server chấp nhận yêu cầu INVITE từ bên chủ gọi và xác định vị trí của bên bị gọi. - Sau khi đã xác định được vị trí của thuê bao thì Redirect server gửi trực tiếp địa chỉ vừa nhận được cho phía chủ gọi. - Bên chủ gọi gửi bản tin ACK tới Redirect server để hoàn tất phiên giao dịch. - Bên chủ gọi gửi trực tiếp yêu cầu INVITE tới bên bị gọi. - Bên bị gọi đáp ứng bằng bản tin 200 OK và bên chủ gọi xác nhận bằng bản tin ACK. Hình 2.9 - Quá trình thiết lập cuộc gọi ở chế độ Redirect Server 2.2.5. So sánh giữa H.323 và SIP : (Hình 2.10) Giữa H.323 và SIP có nhiều điểm tương đồng. Cả hai đều cho phép điều khiển, thiết lập và huỷ cuộc gọi. Cả H.323 và SIP đều hỗ trợ tất cả các dịch vụ cần thiết, tuy nhiên có một số điểm khác biệt giữa hai chuẩn này. Đó là: • H.323 hỗ trợ hội nghị đa phương tiện rất phức tạp. Hội nghị H.323 về nguyên tắc có thể cho phép các thành viên sử dụng những dịch vụ như bảng thông báo, trao đổi dữ liệu, hoặc hội nghị video. • SIP hỗ trợ SIP-CGI (SIP-Common Gateway Interface) và CPL (Call Processing Language). • SIP hỗ trợ điều khiển cuộc gọi từ một đầu cuối thứ 3. Hiện nay H.323 đang được nâng cấp để hỗ trợ chức năng này. 2.2.6. SIP-T Hình 2.11: Minh họa hoạt động của SIP – T Do vấn đề làm việc liên mạng giữa SIP và PSTN đặt ra ngày càng cấp thiết. Nên nhóm IETF đã tập trung nghiên cứu để tìm gia những vấn đề cần bổ sung cho giao thức SIP hiện tại khi làm việc liên mạng với mạng điện thoại truyền thống PSTN. Mặt khác một thuộc tính rất quan trọng của bất kỳ một mạng điện thoại SIP nào là sự trong suốt mọi dịch vụ thoại truyền thống như chờ cuộc gọi, free phone được triển khai với các giao thức mạng PSTN như báo hiệu số 7 phải được cung cấp bởi SIP. Một thuộc tính quan trọng khác của mạng điện thoại SIP là khả năng định tuyến của các yêu cầu SIP. Một yêu cầu SIP dùng để thiết lập cuộc gọi phải chứa đầy đủ thông tin trong header của nó để cho phép nó được định tuyến tới đích bởi Proxy server. Các tham số chính của một cuộc gọi như số bị gọi phải được truyền tải từ bản tin báo hiệu số 7 sang các yêu cầu của SIP. SIP-T (SIP Telephone) cố gắng cung cấp một phương thức tích hợp báo hiệu thoại vào bản tin SIP. Nó thoả mãn hai thuộc tính trên thông qua các kỹ thuật được là đóng gói và dịch. ở một gateway SIP-ISUP, bản tin SS7-ISUP được đóng gói ở trong SIP để những thông tin cần thiết cho các dịch vụ không bị loại bỏ trong các yêu cầu của SIP. Tuy nhiên, Proxy server cái mà chịu trách nhiệm các quyết định định tuyến, không đòi hỏi phải hiểu ISUP, do đó đồng thời những thông cần thiết nhất được dịch từ một bản tin ISUP sang các mào đầu tương ứng của SIP để quyết định các yêu cầu của SIP sẽ được định tuyến như thế nào. Trong khi SIP thuần túy có mọi công cụ cần thiết cho việc thiết lập và kết thúc cuộc gọi. Nó không có một cơ chế nào để mang những thông tin trong thời cuộc gọi như truy xuất ISUP INF/INR. Do đó cần phải có một sự cung cấp việc truyền những thông tin tuỳ biến của lớp ứng dụng ở trên. 2.3. Giao thức điều khiển cuộc gọi độc lập kênh mang BICC 2.3.1. Tổng quan về BICC Song song với xu hướng phát triển mạng NGN, thì các nhà điều hành mạng đã tiến hành nghiên cứu phát triển các giao thức báo hiệu điều khiển cuộc gọi mới cho các mạng băng thông rộng mà điển hình ở đây là IP. Một trong những đề xuất đưa ra là tách biệt chức năng điều khiển cuộc gọi và chức điều khiển kênh mạng trong mạng PSTN/ISDN. Giao thức ISUP đồng nhất như hiện nay trong báo hiệu số 7 được sửa đổi theo quan điểm đó. Kết quả, xuất hiện một giao thức mới BICC. 39BICC do ITU-T phát triển cho phép tương thích với 100% mạng hiện tại và làm việc được trên bất kỳ môi trường nào khác có thể truyền thoại với chất l−ợng chấp nhận được. Nó có những đặc điểm sau: • Thực hiện chức năng điều khiển cuộc gọi, độc lập với các giao thức điều khiển kênh mang. • Nó mang những thông tin bắt buộc cho phép các đầu cuối tìm được sự tương quan giữa điều khiển cuộc gọi và kênh mang. • Nó cũng có các chức năng kết hợp với kênh mang như khoá, loại bỏ tiếng vọng có thể được thực hiện bởi điều khiển kênh mang, và báo hiệu cho loại bỏ tiếng vọng được thực hiện bởi giao thức điều khiển cuộc gọi. • BICC cung cấp các dịch vụ ISDN băng hẹp qua mạng xương sống băng rộng mà không ảnh hưởng gì đến các giao diện với các mạng ISDN băng hẹp hiện có và các dịch vụ đầu cuối đến đầu cuối. • Giao thức báo hiệu điều khiển cuộc gọi BICC được viết dựa trên báo hiệu ISUP băng hẹp. • Giao thức báo hiệu điều khiển cuộc gọi BICC dựa trên các giao thức báo hiệu điều khiển kênh mang khác nhau như IP, DSS2, AAL 1, AAL 2... • BICC có thể không biết giao thức điều khiển kênh mang hiện đang sử dụng. Các thông tin bắt buộc được sử dụng để tham chiếu cho kênh mang. BICC định nghĩa các tập chức năng sau: • BICC CS1: - Các quá trình thiết lập kênh mang forward và backward. - Truyền vận thông tin điều khiển cuộc gọi sử dụng MTP SS7 hay ATM. - Hỗ trợ hầu hết các dịch vụ băng hẹp hiện có. - Đưa ra khái niệm mới Kết nối mạng xương sống (BNC Backbone Network Connection) có hoặc không có đàm phán về mã hoá. và cho phép dùng lại các BNC rỗi. - Phân tách giải phóng cuộc gọi và kết nối mạng xương sống BNC. - Các kiểu truyền vận kênh mang được hỗ trợ là : AAL 1 và AAL2. • BICC CS2: - BICC CS2 đ−ợc xây dựng trên BICC CS1 - Xây dựng dựa trên BICC CS2, có mở tộng cho tổng đài nội hạt. - Hỗ trợ kênh mang IP. - Hỗ trợ truyền vận báo hiệu IP. - Hỗ trợ cấu trúc ALL1. - Hỗ trợ chức năng điểm dàn xếp cuộc gọi CMN. 2.3.2. Kiến trúc của BICC 2.3.2.1. Mô hình mạng Hình 2.12 - Mô hình chức năng của BICC CS1 Như trên hình 2.9 thể hiện đầy đủ mô hình chức năng của một mạng BICC với các thuật ngữ sau: • Chức năng điều khiển kênh mang BCF: Có 4 loại BCF được định nghĩa là BCF-N, BCF-T, BCF-G và BCF-R. Các BCF-N, BCF-T và BCF-G cung cấp chức năng điều khiển chuyển mạch kênh mang, khả năng truyền thông với CSF của nó, và các tính năng báo hiệu cần thiết cho việc thiết lập và giải phóng kênh mang với BCF ngang hàng với nó. BCF-R cung cấp tính năng điều khiển chuyển mạch kênh mang và chuyển tiếp các yêu cầu báo hiệu điều khiển kênh mang cho BCF tiếp theo để hoàn thành thủ tục báo hiệu điều khiển kênh mang từ đầu cuối đến đầu cuối. • Chức năng làm việc liên mạng kênh mang ( Bearer InterWorking Function BIWF): là thực thể chức năng cung cấp chức năng điều khiển kênh mang và chức năng chuyển mạch trong điểm dịch vụ (Serving Node). Một BIWF chứa 1 BCF. • Điểm dàn xếp cuộc gọi (Call Mediation Node CMN): Một thực thể chức năng cung cấp các tính năng của CSF mà không gắn với 1 thực thể BCF nào. • Chức năng dịch vụ cuộc gọi (Call Service Function CSF): có 4 kiểu CSF được định nghĩa: - Chức năng điểm dịch vụ cuộc gọi (CSF-N) cung cấp các hoạt động điều khiển dịch vụ của node gắn với dịch vụ băng hẹp bằng cách làm việc liên mạng với băng hẹp và kênh mang đôc lập với báo hiệu, báo hiệu cho CSF ngang hàng với nó các thuộc tính cuộc gọi và liên kết với chức năng điều khiển kênh mang của node để truyền vận các dịch vụ kênh mang băng hẹp qua mạng backbone. - Chức năng chuyển tiếp dịch vụ cuộc gọi (CSF-T): cung cấp khả năng chuyển tiếp dịch vụ cần thiết cho việc thiết lập và duy trì cuộc gọi mạng backbone và kênh mang tương ứng bằng việc chuyển tiếp báo hiệu giữa các CSF ngang hàng, đồng thời viện tới BCF-T của nó để truyền vận các dịch vụ kênh mang băng hẹp qua mạng backbone. - Chức năng cổng dịch vụ cuộc gọi (CSF-G) cung cấp các hoạt động cần thiết của một gateway dịch vụ để thiết lập và duy trì một cuộc gọi mạng backbone bằng cách chuyển tiếp báo hiệu giữa các CSF ngang hàng và viện tới BCF-G của nó để truyền vận các dịch vụ kênh mang băng hẹp giữa các mạng backbone với nhau. - Chức năng dàn xếp dịch vụ cuộc gọi (CSF-C) cung cấp tính năng dàn xếp cuộc gọi và các hoạt động cần thiết để thiết lập và duy trì cuộc gọi mạng backbone bằng việc chuyển mạch báo hiệu giữa các CSF ngang hàng. CSF-C không kết hợp với bất kỳ BCF nào, nó chỉ có chức năng điều khiển cuộc gọi. • Điểm phục vụ cổng (GSN): cung cấp chức năng gateway giữa hai miền mạng. Thực thể chức năng này chứa CSF-G, và một hay nhiều BIWF tương tác với các GSN khác, ở trong miền mạng backbone khác và các ISN, TSN khác trong miền mạng backbone của nó. • Điểm phục vụ giao diện (Interface Serving Node ISN): là một thực thể chức năng cung cấp giao diện với mạng chuyển mạch kênh, nó bao gồm chức năng CSF-N và một hay nhiều BIWF. • Điểm chuyển mạch (SWN): cung cấp chức năng chuyển mạch trong mạng backbone. Thực thể chức năng này bao gồm một BCF-R. SWN tương tác với các SWN và BIWF khác ở trong miền mạng backbone của chúng. • Điểm phục vụ chuyển tiếp (TSN): cung cấp tính năng chuyển tiếp giữa hai SN. thực thể chức năng này bao gồm CSF-T và hỗ trợ một hai nhiều BIWF. TSN tương tác với các TSN, GSN và ISN ở trong miền mạng của chúng. Hình 2.13 - Mô hình chức năng một điểm dịch vụ của BICC CS2 Do BICC CS2 được xây dựng dựa trên BICC CS1 do đó thừa hưởng hầu hết các phần tử chức năng của BICC CS1 ngoài ra nó còn đ−ợc bổ xung một số khái niệm mới: • Chức năng điều khiển phương tiện (MCF): nó tương tác với BCF để điều khiển kênh mang và MMSF. • Chức năng chuyển mạch phương tiện (MMSF): thực thể này cung cấp chức năng kết nối hai kênh mang đồng thời cho phép chuyển đổi kênh mang từ loại mã hoá này sang loại mã hoá khác. • Giao diện điều khiển kênh mang cuộc gọi CBC: như cái tên của nó giao diện này nằm giữa CSF và BCF. • Trong BICC CS2 cho phép 1 CSF điều khiển nhiều BIWF khác nhau, cũng như cho phép 1 BIWF được điều khiển bởi nhiều CSF khác nhau nhưng BIWF đó phải có BCF loại J 2.3.2.2. Mô hình giao thức Hình 2.14 - Mô hình giao thức của BICC Các giao thức sử dụng trong mô hình chức năng ở hình trên được cung cấp bởi các phần tử trong mô hình giao thức hình 3.9. • Khối thủ tục BICC bao gồm các chức năng của các phần tử CSF. • Các chức năng giao thức của phần tử BCF trong mô hình chức năng được phân bố chức năng mapping và khối điều khiển kênh mang. Các chức năng khác có trong phần tử BCF. ví dụ như điều khiển chuyển mạch không được thể hiện trên hình. • Thực thể BICC gửi và nhận các sự kiện báo hiệu kênh mang từ BCF thông qua giao diện chung tới khối chứng năng mapping. • Thực thể BICC gửi và nhận các bản tin BICC thông qua giao diện chung tới bộ chuyển đổi truyền vận báo hiệu STC. 2.4. Giao thức điều khiển Gateway truyền thông MGCP và MEGACO 2.4.1. MGCP MGCP là giao thức do IETF đưa ra để điều khiển Gateway truyền thông (Media Gateway-MG) từ các phần tử điều khiển cuộc gọi bên ngoài gọi là các bộ điều khiển Gateway (MGC) hoặc Call agent. MGCP là giao thức master/slave (chủ-tớ) trong đó MGC là master và slave là MG. MGC giữ mọi trạng thái cuộc gọi và định hướng cho slave từng bước trong quá trình thiết lập cuộc gọi. MG sẽ không thực hiện bất kỳ một hoạt động nào trên cuộc gọi, như cung cấp dial tone, call progress tone hoặc chuông... mà không có lệnh từ MGC. MGCP chỉ có 9 lệnh và 3 tín hiệu (off-hook, ring...). Nhưng điểm mạnh nhất của MGCP là nó có khả năng định nghĩa các gói mà trong đó là tập hợp các lệnh và các tham số tín hiệu dùng để hỗ trợ cho các thiết bị đầu cuối xác định Ví dụ như gói DTMF dùng để quay số theo kiểu tone, hoặc gói thông báo cho phép một lời thông báo bằng tiếng nói tới thuê bao... Kiến trúc của MGCP MGCP giả thiết rằng một kiến trúc điều khiển cuộc gọi mà trong đó sự thông minh điều khiển cuộc gọi nằm ngoài các GW, và được xử lý bởi các phần tử điều khiển cuộc gọi bên ngoài, xem hình 3.14. Các loại Gateway: - Trunk Gateways (các GW trung kế): là giao diện giữa mạng thoại và một mạng VoIP. - Voice over ATM Gateways: Nó hoạt động như là VoIP trunk gateway nhưng nó là giao diện với một mạng ATM. - Residential gateways: cung cấp một giao diện tương tự truyền thống (RJ11) với mạng VoIP. - Access gateways: cung cấp một giao diện tương tự truyền thống (RJ11) hoặc giao diện PBX số với mạng VoIP. - Business gateways: cung cấp giao diện PBX số truyền thống hoặc giao diện PBX chuyển mạch mềm với mạng VoIP. - Network Access Server: nó có thể gắn một ”modem” với một kênh thoại và cụng cấp truy cập dữ liệu tới Internet. - Circuit Switchs hoặc Packet Switches: cung cấp giao diện điều khiển cho một phần tử điều khiển bên ngoài. Hình 2.15 - Kiến trúc MGCP Mô hình kết nối của MGCP dựa trên hai phần tử cơ bản là đầu cuối và kết nối. Đầu cuối có thể là đầu cuối vật lý hoặc đầu cuối ảo. Kết nối có thể là các kết nối điểm tới điểm hoặc đa điểm. Chúng có thể được thiết lập trên nhiều loại mạng khác nhau. - Truyền dẫn gói audio sử dụng RTP và UDP trên một mạng TCP/IP. - Truyền dẫn gói audio sử dụng AAL2 hoặc các lớp thích ứng khác, qua mạng ATM. - Truyền dẫn gói trên một đường kết nối trong, ví dụ như các trục xương sống TDM hoặc hệ thống liên kết bus của một GW. Nó thường được sử dụng cho các kết nối ”hairpin” thường là các kết nối kết cuối trong một GW nhưng ngay lập tức định tuyến trở về mạng thoại. Sử dụng giao thức SDP Call agent sử dụng MGCP để cung cấp cho GW các tham số của kết nối như địa chỉ IP, UDP port và các đặc tính RTP, kiểu truyền thông audio. Các miêu tả trên tuân theo quy tắc vạch ra trong giao thức miêu tả phiên SDP (Session Description Protocol) do IETF đề ra. SDP cho phép miêu tả hội nghị multimedia, MGCP chỉ giới hạn việc sử dụng SDP để thiết lập các kênh audio, kênh truy cập dữ liệu. Các miêu tả phiên ban đầu miêu tả chính xác một kiểu truyền thông, hoặc là kiểu ”audio” cho các kết nối audio, hoặc là kiểu ”nas” cho truy cập dữ liệu. 2.4.1.3. Các lệnh và các đáp ứng của MGCP : Có 9 lệnh trong giao thức MGCP • GW sẽ sử dụng lệnh Notify để thông báo cho Call agent biết khi có yêu cầu xảy ra • Call agent có thể gửi một lệnh EndpointConfiguration tới một GW, để ra lệnh cho GW về các thuộc tính mã hoá (luật A, () ở mặt đường dây của đầu cuối (PSTN hay PBX...). • Call agent có thể gửi một lệnh NotificationRequest để ra lệnh cho GW đợi những sự kiện xác định như nhấc máy, đặt máy hoặc âm DTMF...Lệnh này cũng có thể được sử dụng cho các yêu cầu tín hiệu như rung chuông... • Call agent có thể sử dụng lệnh CreateConnection để tạo một kết nối kết cuối tại một đầu cuối bên trong GW. CreateConnection mang các tham số quan trọng sau: - Call ID. - endpoint ID. - Local (Remote) Connection Description: tham số này để mô tả các đặc tính kết nối: + Phương thức mã hoá. + Khoảng thời gian đóng gói. + Băng thông. + Kiểu dịch vụ. + Loại bỏ tiếng vọng. + Loại bỏ khoảng lặng. + Điều khiển tăng ích. + Sử dụng các dịch vụ đặt trước (RSVP). + Sử dụng bảo mật RTP (mã hoá). - Mode: chế độ + Chỉ gửi: có thể được sử dụng cho thông báo. + Chỉ nhận: có thể được sử dụng để nhận các thông báo. + Gửi / Nhận: Đàm thoại hai bên bình thường. + Hội nghị. + Dữ liệu. • Call agent có thể sử dụng AuditEnpoint và AuditConnection để lấy thông tin về trạng thái của đầu cuối và bất kỳ các kết nối kết hợp với nó. • Call agent có thể sử dụng lệnh ModifyConnection để thay đổi các thông số kết nối đã được thiết lập trước đó hoặc để cung cấp thông tin cần thiết để hoàn thành các kết nối hai chiều. • Call agent sử dụng DeleteConnection để xoá một kết nối đang tồn tại. DeleteConnection cũng có thể được GW dùng để cảnh báo call agent rằng một kết nối không thể giữ được lâu hơn nữa • GW có thể sử dụng lệnh RestartInProgress để thông báo call agent biết rằng GW, hoặc một nhóm các đầu cuối được quản lý bởi GW, đang ra khỏi dịch vụ hoặc đang trở lại dịch vụ. Mọi lệnh của MGCP đều được trả lời. Các trả lời mang một mã phản hồi, nó cảnh báo về trạng thái lệnh. Mã phản hồi là một số nguyên nằm trong ba dải giá trị thông thường được định nghĩa như sau. - Giá trị từ 200 đến 299 chỉ thị thành công. - Giá trị từ 400 đến 499 cảnh báo lỗi nhất thời. - Giá trị từ 500 đến 599 cảnh báo lỗi thường xuyên. 2.4.1.4. Các sơ đồ cuộc gọi: Hai ví dụ cơ bản trình bày quá trình cuộc gọi giữa GW nguồn RW (oRiginating gateWay) và GW trung kế TW (Trunk gateWay) sử dụng giao thức MGCP. Trong ví dụ thứ nhất thì RW khởi tạo cuộc gọi còn trong ví dụ thứ hai thì TW khởi tạo cuộc gọi. Hình 2.16 - Cuộc gọi cơ bản từ RW tới Hình 2.17 - Cuộc gọi cơ bản từ TW tới RW MEGACO: MEGACO/H248 là phiên bản tiếp theo của MGCP. Trên hình vẽ mô tả quá trình chuẩn hoá giao thức giữa Media Gateway và Call agent. IPDC (Internet protocol device control) được đề xuất bởi Level3 và một nhóm các nhà sản xuất khác vào năm 1998. Song song với IPDC các nhà nhiên cứu thuộc Bellcore cũng đưa ra một giao thức tương tự là SGCP (Simple gateway control Protocol thế nhưng khác với IPDC, SGPC chỉ thực hiện được trên các thiết bị thử nghiệm chứ không thương mại hoá được. Sau đó IETF đã đề xuất MGCP như là một giao thức mà kết hợp được những ý tưởng của hai giao thức nói trên, sau đó IETF cùng với ITU phát triển tiếp thành MAGECO/H248. MEGACO là trung tâm của việc thực hiện giải pháp thoại qua gói VoIP. Nó có thể tích hợp để trở thành sản phẩm như tổng đài trung tâm, máy chủ truy nhập mạng. Modem cáp, PBX, điện thoại IP … Hình 2.18 - Quá trình chuẩn hoá MEGACO 2.4.3. SIGTRAN Hình 2.19 - Nhóm làm việc SIGTRAN Giao thức SIGTRAN là giao thức tin cậy để truyển tải các bản tin SS7 qua mạng IP. Cấu trúc gồm 2 thành phần : giao thức truyển tải chung cho các lớp giao thức SS7 và module tương thích để giả lập các lớp thấp hơn của giao thức. Ví dụ nếu mô đun xử lí SS7 trong Softswitch xử lí bản tin MTP lớp 3, thì giao thức sigtran cung cấp các chức năng tương đương với các chức năng của MTP lớp 2. Nếu nó xử lí ở mức ISUP và SCCP, thì giao thức sigtran cung cấp chức năng giống như MTP lớp 2 và lớp 3, tương tự đối với TCAP. Do đó SIGTRAN là một tập các giao thức để giả lập (thực hiện adaptation) SS7 trong mạng IP Giao thức SIGTRAN cung cấp tất cả các chức năng cần thiết để hỗ trợ cho báo hiệu SS7 qua mạng IP, bao gồm: • Điều khiển luồng • Phân phối tuần tự các bản tin trong các luồng điều khiển độc lập. • Chỉ ra điểm báo hiệu nguồn và đích. • Chỉ ra kênh thoại. • Phát hiện lỗi, truyền lại và các thủ tục sửa sai khác. • Khôi phục lại các thành phần nằm trong các đường chuyển tiếp. • Điều khiển tránh nghẽn trên Internet. • Xác định trạng thái của các thực thể trên mạng (đang phục vụ, ngừng phục vụ). • Hỗ trợ cơ chế bảo mật để bảo vệ các thông tin báo hiệu. • Mở rộng khả năng hỗ trợ về bảo mật và các yêu cầu phát triền về sau. Kết luận chương 2: Chức năng điều khiển và báo hiệu cuộc gọi là phần cốt lõi của Softswitch. Các chức năng này được thực hiện thông qua một loại các giao thức báo hiệu. Các giao thức báo hiệu chính sử dụng trong các hệ thống chuyển mạch mềm là : • H.323 • SIP (Session Initiation Protocol) • BICC (Bearer Indenpdent Call Control) • MGCP (Media Gateway Control Protocol) – phiên bản mới là H248/MEGACO. Công nghệ VoIP – truyền thoại trên mạng IP - phát triển mạnh mẽ trong những năm gần đây. Các chuẩn và mô hình báo hiệu khác nhau trong mạng VoIP lần lượt được sử dụng bắt đầu từ H323 đến SIP và MGCP. Mạng NGN kế thừa, tiếp tục sử dụng các chuẩn này. Trong mạng NGN các cuộc gọi thoại đều là các cuộc gọi VoIP. Mạng NGN có 3 đặc điểm chính: + Nền tảng là hệ thống mạng mở: Các khối chức năng của tổng đài truyền thống chia các phần tử mạng độc lập, các phần tử được phân theo chức năng tương ứng và phát triển một cách độc lập. Giao diện và giao thức giữa các bộ phận dựa trên các tiêu chuẩn tương ứng + Sử dụng công nghệ chuyển mạch mềm (sw-softswich) thay thế các thiết bị tổng đài phần cứng.Các mạng của từng dịch vụ riêng rẽ được kết nối với nhau thông qua sự điều khiển của một thiết bị tổng đài duy nhất, thiết bị tổng đài này dựa trên SW + Mạng NGN là mạng chuyển mạch gói dựa trên một giao thức thống nhất. Cùng với sự phát triển của công nghệ IP, người ta mới nhận thấy rõ rằng là mạng viễn thông mạng máy tính và mạng truyền hình cáp cuối cùng rùi cũng tích hợp trong một mạng IP thống nhất, đó là xu hướng lớn mà người ta thường gọi là “ dung hợp ba mạng” CHƯƠNG 3: TÌNH HÌNH TRIỂN KHAI MẠNG NGN TẠI VIỆT NAM 3.1. Tình hình triển khai mạng NGN ở Việt Nam 3.1.1. Nguyên tắc tổ chức mạng thế hệ mới - NGN 3.1.1.1. Phân vùng lưu lượng Cấu trúc mạng thế hệ mới được xây dựng dựa trên phân bố thuê bao theo vùng địa lý, không tổ chức theo địa bàn hành chính mà được phân theo theo vùng lưu lượng. Trong một vùng có nhiều khu vực và trong một khu vực có thể gồm 1 hoặc nhiều tỉnh, thành. Số lượng các tỉnh thành trong một khu vực tuỳ thuộc vào số lượng thuê bao của các tỉnh thành đó. Căn cứ vào phân bố thuê bao, mạng NGN của VNPT được phân thành 5 vùng lưu lượng như sau: - Vùng 1: Các tỉnh phía bắc trừ Hà Nội, Hà Tây, Bắc Ninh, Bắc Giang và Hưng Yên - Vùng 2: Hà Nội, Hà Tây, Bắc Ninh, Bắc Giang và Hưng Yên. - Vùng 3: Các tỉnh Miền trung và Tây Nguyên - Vùng 4: T.p Hồ Chí Minh - Vùng 5: Các tỉnh phía nam trừ T.p Hồ Chí Minh. 3.1.1.2.Tổ chức lớp ứng dụng & dịch vụ Lớp ứng dụng và dịch vụ được tổ chức thành một cấp cho toàn mạng nhằm bảo đảm cung cấp dịch vụ đến tận nhà thuê bao một cách thống nhất và đồng bộ. Số lượng node ứng dụng và dịch vụ phụ thuộc vào lưu lượng dịch vụ, cũng như số lượng và loại hình dịch vụ. Node ứng dụng và dịch vụ được kết nối ở mức Gigabit Ethernet 1+1 với node điều khiển và được đặt tại các Trung tâm mạng NGN tại Hà nội và TP HCM cùng với các node điều khiển. 3.1.1.3.Tổ chức lớp điều khiển Lớp điều khiển được tổ chức thành một cấp cho toàn mạng thay vì có 4 cấp như hiện nay (Quốc tế, liên tỉnh, tandem nội hạt và nội hạt) và được phân theo vùng lưu lượng, nhằm giảm tối đa cấp mạng và tận dụng năng lực xử lý cuộc gọi cực lớn của thiết bị điều khiển thế hệ mới, giảm chi phí đầu tư trên mạng. Lớp điều khiển có chức năng điều khiển lớp chuyển tải và lớp truy nhập cung cấp các dịch vụ của mạng NGN, gồm nhiều module như module điều khiển kết nối ATM, điều khiển định tuyến kết nối IP, điều khiển kết nối cuộc gọi thoại, báo hiệu số 7... Số lượng node điều khiển phụ thuộc vào lưu lượng phát sinh của từng vùng lưu lượng, được tổ chức thành cặp (Plane A&B) nhằm bảo đảm tính an toàn hệ thống. Mỗi một Node điều khiển được kết nối với 1 cặp node chuyển mạch ATM+IP đường trục. Trong giai đoạn đầu mỗi vùng được trang bị ít nhất là 2 node với năng lực xử lý 4 triệu BHCA đặt tại các trung tâm truyền dẫn của vùng. Cấu hình kết nối lớp ứng dụng và lớp điều khiển được mô tả trong hình… Service Nodes Service Nodes Lớp điều khiển M.Trung T.P Hồ Chí Minh Hà Nội M.Nam M.Bắc Hình 3.1: Cấu hình kết nối lớp điều khiển và ứng dụng mạng NGN 3.1.1.4.Tổ chức lớp chuyển tải Lớp chuyển tải phải có khả năng chuyển tải cả hai loại lưu lượng ATM và IP được tổ chức thành hai cấp: đường trục quốc gia và vùng thay vì có 4 cấp như hiện nay. - Cấp đường trục quốc gia: gồm toàn bộ các nút chuyển mạch đường trục (Core ATM+IP) và các tuyến truyền dẫn đường trục được tổ chức thành 2 mặt: Plane A&B, kết nối chéo giữa các node đường trục ở mức ít nhất là 2.5 Gb/s, nhằm đảm bảo độ an toàn mạng, có nhiêm vụ chuyển mạch cuộc gọi giữa các vùng lưu lượng. Số lượng và quy mô node chuyển mạch đường trục quốc gia phụ thuộc vào lưu lượng phát sinh trên mạng đường trục. Trong giai đoạn đầu trang bị loại có năng lực chuyển mạch ATM < 60 Gb/s và năng lực định tuyến < 30 triệu packet/s đặt tại các trung tâm truyền dẫn liên tỉnh. Cấu hình cấp đường trục quốc gia được cho trong hình sau. - Cấp vùng: gồm toàn bộ các node chuyển mạch (ATM+IP), các bộ tập trung ATM nội vùng bảo đảm việc chuyển mạch cuộc gọi trong nội vùng và sang vùng khác. Các node chuyển mạch (ATM+IP) nội vùng được kết nối ở mức tối thiểu 155 Mb/s lên cả hai mặt chuyển mạch cấp trục quốc gia qua các tuyến truyền dẫn nội vùng. Các bộ tập trung ATM được kết nối ở mức tối thiểu 155 Mb/s lên các node chuyển mạch (ATM+IP) nội vùng và ở mức tối thiểu nxE1 với các bộ truy nhập. 3.1.1.5.Tổ chức lớp truy nhập Lớp truy nhập: gồm toàn bộ các node truy nhập hữu tuyến và vô tuyến được tổ chức không phụ thuộc theo địa giới hành chính. Các node truy nhập của các vùng lưu lượng chỉ được kết nối đến node chuyển mạch đường trục (qua các node chuyển mạch nội vùng) của vùng đó mà không được kết nối đến node đường trục của vùng khác. Các kênh kết nối nút truy nhập với các nút chuyển mạch nội vùng có tốc dộ phụ thuộc vào số lượng thuê bao tại nút. Các thiết bị truy nhập thế hệ mới phải có khả năng cung cấp cổng dịch vụ POTS, VOIP, IP, ATM, FR, X.25, IP-VPN, xDSL.. 3.1.2.Kết nối mạng NGN với mạng hiện tại 3.1.2.1. Kết nối với mang PSTN Kết nối mạng NGN với mạng PSTN hiện tại được thực hiện thông qua thiết bị ghép luồng trung kế (Trunking Gateway-TGW) ở mức nxE1 và báo hiệu số 7. Không sử dụng báo hiệu R2 cho kết nối này. Cấu hình kết nối được mô tả trong hình 3.2. Hình 3.2: Cấu hình kết nối NGN-PSTN Các thiết bị Trunking gateway có tính năng chuyển tiếp các cuộc gọi thoại tiêu chuẩn 64kb/s hoặc các cuộc gọi thoại VOIP qua mạng NGN. Điểm kết nối được thực hiên tại tổng đài Host hoặc tandem nội hạt và tổng đài gateway quốc tế nhằm giảm cấp chuyển mạch, giảm chi phí đầu tư cho truyền dẫn và chuyển mạch của mạng PSTN và tận dụng năng lực chuyển mạch của mạng NGN. Đối với mạng PSTN, mạng NGN sẽ đóng vai trò như hệ tổng đài Transit quốc gia của mạng PSTN cho các dịch vụ thoại tiêu chuẩn 64kb/s . Các cuộc thoại liên tỉnh tiêu chuẩn 64kb/s liên tỉnh hoặc quốc tế từ các tổng đài Host PSTN sẽ được chuyển tiếp qua mạng NGN tới các Host khác hoặc tới tổng đài gateway quốc tế. 3.1.2.2. Kết nối với mạng Internet Kết nối mạng NGN với trung tâm mạng Internet ISP và IAP được thực hiện tại node ATM+IP quốc gia thông qua giao tiếp ở mức LAN. Tốc độ cổng LAN không thấp hơn tốc độ theo chuẩn Gigabit Ethernet (GbE). Nếu trung tâm mạng không cùng vị trí đặt node ATM+IP quốc gia thì sử dụng kết nối LAN qua cổng quang GbE. Điểm kết nối mạng NGN với các node truy nhập mạng Internet POP độc lập cho thuê bao truy nhập gián tiếp được thực hiện tại node ATM+IP nội vùng thông qua giao tiếp ở mức LAN. Tốc độ cổng LAN phụ thuộc vào quy mô của POP. Nếu POP không cùng vị trí đặt node ATM+IP nội vùng thì sử dụng kết nối LAN qua cổng quang. Đối với các vệ tinh của tổng đài Host PSTN có tích hợp tính năng truy nhập internet POP thì điểm kết nối mạng NGN với các node truy nhập mạng Internet POP tích hợp được thực hiện tại bộ tập trung ATM hoặc tại các node ATM+IP nội vùng thông qua giao tiếp ATM tuỳ thuộc vào vị trí của POP tích hợp. Tốc độ cổng ATM phụ thuộc vào quy mô của POP nhưng ít nhất là nxE1. Cấu hình kết nối được mô tả trong hình 3.3 Hình 3.3: Cấu hình kết nối NGN-Internet-PSTN 3.2. Giới thiệu giải pháp SURPASS của Siemen Hệ thống Surpass của Siemens bao gồm tất cả các sản phẩm trong một giải pháp NGN tổng thể. Hệ thống Surpass hướng tới những mục tiêu sau : - Tách biệt điều khiển cuộc gọi/dịch vụ với môi trường truyền thông tin để cho phép các nhà cung cấp dịch vụ giữ được các khoản đầu tư phát triển dịch vụ của họ và đồng thời tận dụng những công nghệ mới nhất trong lĩnh vực truyền dẫn, chuyển tải thông tin. - Hướng tới mạng hội tụ đa dịch vụ, nhiều loại hình truy nhập dịch vụ. - Tận dụng các đầu tư đã có trên hệ thống chuyển mạch TDM truyền thống, nơi mà Siemens có nhiều năm kinh nghiệm phát triển các ứng dụng, dịch vụ thoại và các tính năng thông minh của tổng đài EWSD, bằng việc đưa ra các giải pháp nâng cấp thuận lợi sang môi trường mạng đa dịch vụ chuyển mạch gói. Những mô hình ứng dụng của Surpass bao gồm : - Carrier class Dial-in : giải pháp Internet offload dung lượng lớn cho các thuê bao dialup, qua các Media Gateway (được điều khiển bằng MGCP/MEGACO). - Virtual Trunking: giải pháp VoIP đường dài (thay thế hệ thống tổng đài Class4) - Next Generation Local Switch: giải pháp tổng đài nội hạt (Class 5) thế hệ sau, với nhiều loại hình truy nhập (POTS, xDSL, ISDN, V5.x...), hỗ trợ nhiều loại giao diện ATM, Frame Relay, SMDS, leased line...đa dạng các loại dịch vụ trên nền IN, H323, SIP. - Tổng đài nội hạt thế hệ sau với giao thức SIP để tận dụng các ưu điểm trong phát triển và triển khai dịch vụ của SIP. - Mô hình cho các ứng dụng đa phương tiện với các khối xây dựng ứng dụng cơ bản có sẵn, dễ phát triển (Application Building Block) trên nền tảng các mô đun hiQ. Hình 3.4: Mô hình tổng quan của giải pháp Surpass Phần chính của giải pháp SURPASS là hệ thống SURPASS hiQ, đây có thể coi là hệ thống chủ tập trung (cerntalized server) cho lớp điều khiển của mạng với chức năng như một hệ thống cổng (gateway) mạnh để kết nối với nhiều mạng khác nhau. Trên hệ thống này có khối chuyển đổi báo hiệu số 7 của mạng PSTN/ISDN sang giao thức điều khiển cổng trung gian MGCP, Tuỳ theo chức năng và dung lượng , SURPASS hiQ được chia thành các loại SURPASS hiQ 10, 20 hay SURPASS hiQ 9100, 9200, 9400. Hình 3.5: Các báo hiệu của Surpass Các thành phần trong giải pháp SURPASS * Media Gateway hiG Media Gateway là một phần tử cơ bản trong khái niệm Surpass của Siemen. Nó có trách nhiệm kết nối liên mạng giữa mạng thoại và mạng dữ liệu. Nó có đường kết nối trực tiếp với các trung kế của mạng PSTN điều đó cho phép chuyển đổi lưu lượng dữ liệu quay số sang gói IP hoặc chuyển đổi tín hiệu thoại sang IP thông qua sự điều khiển của hiQ 9200. SURPASS hiG được phân chia thành nhiều loại chức năng và dung lượng từ SURPASS hiG 500, 700, 1000,1200 đến SURPASS hiG 2000, 5000. Nó hỗ trợ mọi kiểu lưu lượng thoại fax, modem ISDN data…, đồng thời nó cũng có khả năng dự phòng cao và sự tin cậy thông qua kiến trúc dự phòng 1+1. Trễ thoại và chất lượng thoại được quản lý qua các mức ưu tiên QoS, bộ đệm Jitter tương thích, tính năng giảm ảnh hưởng của mất gói, triệt khoảng lặng , loại bỏ echo, tạo độ ồn nền… Tín hiệu cảnh báo của hiG được chuyển trực tiếp cho hiQ do đó hiQ có thể thực hiện được việc định tuyến dựa theo các cảnh báo QoS. Bên cạnh chức năng thoại nó cũng hỗ trợ các chức năng khác như: fax, modem, data… chịu sự quản lý của SURPASS hiQ qua giao thức MGCP và có chức năng: - Cổng cho quản lý truy nhập từ xa (RAS): chuyển đổi số liệu từ modem hay ISDN thành số liệu IP và ngược lại. - Cổng cho voIP: nhận lưu lượng thoại PSTN, nén, tạo gói và chuyển lên mạng IP và ngược lại. - Cổng cho VoATM: nhận lưu lượng thoại PSTN, nén tạo gói và chuyển thành các tế bào ATM, chuyển lên mạng ATM và ngược lại. Hình 3.6: Kiến trúc hiG1200 HiG 1200 bao gồm 4 khối chức năng chính: - DXM(Digital eXchange Module) kết nối với mạng PSTN qua giao diện DS3 - IPM (IP Module) đóng gói tín hiệu từ mạng PSTN thành các gói tin và ngược lại. - CPE(Call Processor Engine): điều khiển việc trao đổi báo hiệu của thủ tục MGCP với hiQ9200 và quản lý các tài nguyên - SCE(Self Control Engine): điều khiển việc trao đổi với bộ quản lý các phần từ và chức năng OAM. * Softswitch hiQ9200 Hình 3.7: Mô hình chức năng của hiQ9200 Như trên hình 3.7, hiQ9200 bao gồm các khối chức năng sau: - Call feature server: CFS có chức năng điều khiển cuộc gọi và hỗ trợ các dịch vụ cung cấp cho các thuê bao mạng, thuê bao PSTN, thuê bao H323. Nó bao gồm quá trình sử lý tín hiệu cuộc gọi, điều khiển cuộc gọi , dịch vụ thoại và các dịch vụ của trung kế, thiết lập cuộc gọi với phân tích số định tuyến và quản lý lưu lượng cũng như quản lý thông tin liên quan đến cuộc gọi như dữ liệu tính cước. CFS truyền thông với các khối chức năng khác thông qua mạng truyền thông nội bộ. - Mạng truyền thông nội bộ: Bất kỳ một hệ thống chuyển mạch với kiến trúc phân tán thì thông tin truyền giữa các hệ thống con là các bản tin. Mạng truyền thông nộibộ được xây dựng trên nền tảng HDLC, hướng phát triển sắp tới là sử dụng LAN. - Phần quản lý gói: Nó thực hiện được kết nối cho thoại , Multimedia, các thông báo với hiR200. Đồng thời Packet Manager cũng là điểm kết cuối báo hiệu H323, SIP user, quản lý tài nguyên tại Gateway như port, Codec. - Signalling Gateway: Gate way báo hiệu là điểm cuối báo hiệu cho các link SS7 và các link tốc độ cao từ mạng tổng đài chuyển mạch kênh. Các bản tin báo hiệu có thể được truyền trên IP hay TDM. - OAM&P Agent (thành phần hỗ trợ khai thác Operation, quản lí Administration, bảo dưỡng Maintenance, giám sát Provision) bao gồm các chức năng để quản lí hiQ9200, gửi các thông tin tới hệ thống quản lý mạng và tính cước * hiQ10 hiQ 10 (AAA server) thực hiện chức năng nhận thực thuê bao , nhận thực dịch vụ và đối soát cước trong dịch vụ truy cập internet bằng quay số. * hiQ20 hiQ 20 thực hiện chức năng Gatekeeper trong mạng H.323, bao gồm chức năng RAS, điều kiển cuộc gọi, bảo mật, dịch số từ E.164 sang địa chỉ IP, giao tiếp với các gatekeeper khác. Tuỳ thuộc vào cấu hình mạng, mà hiQ 20 có thể được sử dụng ở chế độ tích hợp, hay đứng một mình. Khi ở chế độ tích hợp thì hiQ 20 chỉ thực hiện chức năng RAS, nó kết hợp với hiQ9200 Softswitch để thực hiện mọi chức năng của gatekeeper. hiQ20 tuân theo chuẩn H.323 version 2, và nó có thể cập nhật được các phiên bản tiếp theo của H.323. * hiQ 4000 hiQ 4000 là một server hỗ trợ cho việc thực hiện các ứng dụng của mạng thế hệ mới. Nó cung cấp nền tảng môi trường lập trình chuẩn dựa trên phần cứng máy chủ SUN, hệ điều hành SOLARIS... Với hiQ 4000 Siemen có thể ứng dụng các dịch vụ sẵn có như quay số Web, Web conference. cũng như các ứng dụng của các nhà viết dịch vụ. hiQ 4000 là phần bổ sung của hiQ 9200 khi có yêu cầu phát triển mạng. Các ứng dụng đa phương tiện có thể thông qua hiQ 4000 để mở các chức năng xử lý cuộc gọi của hiQ 9200. hiQ 4000 cung cấp các giao diện lập trình ứng dụng dựa trên các giao thức chuẩn như giao diện liên mạng giữa Internet và PSTN (PINT), giao thức khởi tạo phiên SIP, và CORBA. Với những đặc tính trên, hiQ 4000 cho phép: - Phát triển các ứng dụng và triển khai nhanh hơn so với môi trường viễn thông truyền thống. do đó các nhà cung cấp các dịch vụ viễn thông có khả năng tiếp cận nhanh chóng nhu cầu của thị trường và cung cấp dịch vụ một cách nhanh chóng và hiệu quả nhất. - Các nhà cung cấp dịch vụ viễn thông có thể phát triển các ứng dụng của riêng họ, hoặc sử dụng các ứng dụng của đối tác khác... Ban đầu thì những khả năng sau đây của của hiQ 9200 sẵn có trên hiQ4000: - Thiết lập cuộc gọi PSTN. - Thiết lập cuộc gọi VoIP. - Giải phóng cuộc gọi - Khởi tạo các bản ghi AMA. - Chạy Annoucement. - Nhắc và thu thập nhứng thông tin của người sử dụng bao gồm các tính năng nhận dạng giọng nói cơ bản.... * hiQ 30 hiQ 30 là một directory server với cấu trúc cơ sở dữ liệu LDAP (....) lưu trữ tập trung thông tin về khách hàng và đăng kí dịch vụ. Các hiQ khác như hiQ 10, hiQ 20 ở một vị trí nào đó trong mạng có thể truy vấn qua LDAP, giao thức đã được tối ưu hoá trong việc đọc cơ sơ dữ liệu lớn. Những nhiệm vụ chính của hiQ 30 là: - Chứa cơ sở dữ liệu về thông tin của khác hàng và các dịch vụ tương ứng theo cấu trúc cơ sở dữ liệu LDAP. - Các trang web quản trị cho phép việc quản trị dễ dạng tạo sửa, xoá các thông tin thông qua web browser. - Dữ liệu thuê bao có thể tổ chức một các hiệu quả qua các đối tượng như nước, tổ chức, các tổ chức con. - Với một thuê bao, thì một dịch vụ có thể dễ dạng được kích hoạt hay bị cấm. * hiQ 6200 hiQ 6200 phục vụ các đầu cuối và ứng dụng SIP, có thể được cấu hình dạng Proxy Server hoặc Redirect Server với các dịch vụ đăng kí và các chức năng định tuyến cuộc gọi theo thời gian trong ngày. * hiR 250 Là Media Server cung cấp các chức năng phát thông báo và IVR. Nó có thể lưu trữ hơn 10.000 thông báo phục vụ: trung kế, dịch vụ thoại, giá cước, loại dịch vụ, đổi số,gọi đường dài, nó cũng có thế thông báo số dư tài khoản cho dịch vụ trả tiền trước. * hiA7500 Đóng vai trò là Access Gateway cung cấp truy nhập trực tiếp vào mạng chuyển mạch gói cho các thuê bao thoại và dữ liệu. Nó cung cấp các dịch vụ truy nhập xDSL bao gồm: ADSL tốc độ đầy đủ (G.992.1), G.Lite hoặc ADSL thông dụng (G.992.2), SDSL, thoại truyền thống, ISDN BRI, PRI và các giao diện TR8/GR303, các đường trung kế SS7 và R2. Nó cung cung cấp khả năng kết nối với các gateway phục vụ Voice-IP hoặc Voive-ATM. SURPASS hiA được phân chia thành nhiều loại theo các giao diện hỗ trợ (hỗ trợ thoại xDSL, truy nhập băng rộng, leased - line nối Internet trực tiếp. Kết hợp chức năng cổng trung gian tích hợp, gồm cả VoIP/VoATM ) thành các loại SURPASS hiA 7100, 7300, 7500. Hình 3.8: Kiến trúc của SURPASS hiA 7500 3.3. Thực tế triển khai mạng NGN của VNPT Sau gần 3 năm định hướng và lựa chọn, đến tháng 12/2003, VNPT (Công ty Viễn thông Liên tỉnh VTN) đã lắp đặt xong giai đoạn 1 mạng NGN, sử dụng giải pháp SURPASS của Siemens, đã đi vào vận hành thành công. Đây là mạng có hạ tầng thông tin duy nhất dựa trên công nghệ chuyển mạch gói được VNPT lựa chọn để thay thế cho mạng chuyển mạch kênh truyền thống. Với ưu thế cấu trúc phân lớp theo chức năng và sử dụng rộng rãi các giao diện ở API để kiến tạo dịch vụ mà không phụ thuộc nhiều vào các nhà cung cấp thiết bị và khai thác mạng, công nghệ NGN đã đáp ứng được yêu cầu kinh doanh trong tình hình mới là dịch vụ đa dạng, giá thành thấp, đầu tư hiệu quả và tạo được nguồn doanh thu mới. Đây là mạng sử dụng công nghệ chuyển gói với đặc tính linh hoạt, ứng dụng những tiến bộ của công nghệ thông tin và công nghệ truyền dẫn quang băng thông rộng nên tích hợp được dịch vụ thoại và dịch vụ truyền số liệu. Để nâng cao hơn nữa năng lực của mạng lưới, VNPT quyết định đầu tư xây dựng tiếp pha 2, và đến ngày 15/08/2004 đã hoàn thành và đưa vào sử dụng. Mạng có 4 lớp là: lớp truy nhập, lớp truyền tải, lớp điều khiển và lớp ứng dụng. Lớp truy nhập: được triển khai gồm một Media Gateway kết nối với mạng PSTN phục vụ cho dịch vụ VoIP và bộ BRAS kết nối trực tiếp với thiết bị DSLAM-HUB với khả năng chuyển mạch 10Gb/s, sử dụng công nghệ xDSL, có thể hỗ trợ các kết nối ADSL, SHDSL. Với hạ tầng mạng xDSL này, VNPT đã cung cấp các dịch vụ truy nhập Internet băng rộng Mega VNN tại nhiều tỉnh/thành phố trên cả nước. Ước tính đến cuối năm 2005, cả nước có khoảng 180.000 cổng xDSL. Lớp truyền tải: gồm 3 nút trục quốc gia đặt tại Hà Nội, TP. Hồ Chí Minh, Đà Nẵng và 11 nút vùng đặt tại các tỉnh/thành phố trọng điểm khác với băng thông các tuyến trục và vùng là (STM-1) 155Mb/s dựa trên truyền dẫn SDH. Hiện tại băng thông tuyến trục đã nâng cấp lên STM-16 (2.5 Gb/s) dựa trên Ring 20Gb/s/WDM mới triển khai. Ba Router lõi M160 Juniper đặt tại Hà Nội, HCM, Đà Nẵng có khả năng chuyển mạch là 160Gb/s. Lớp điều khiển: gồm hai Softswitch HiQ9200 đặt ở Hà Nội và Hồ Chí Minh. Hệ thống Softswitch bao gồm các chức năng về điều khiển hệ thống mạng, cung cấp các giao diện mở để dễ dàng cho việc phát triển các ứng dụng dịch vụ, hỗ trợ nhiều loại giao thức điều khiển khác nhau như MGCP, H.323, Megaco/H.248, SIP, ... Hệ thống các Server ứng dụng (tuỳ theo từng loại hình dịch vụ Server ứng dụng có thể đặt tập trung hoặc phân tán). Bên cạnh đó hệ thống quản lý mạng tập trung và hệ thống tính cước tập trung góp phần quan trọng trong quản lý, vận hành và điều hành mạng. Lớp dịch vụ/ứng dụng: VNPT cung cấp một loạt các dịch vụ như: dịch vụ thẻ trả trớc 1719, dịch vụ 1800, 1900, và nhiều dịch vụ gia tăng khác. 3.4. Hướng phát triển mở rộng mạng NGN của VNPT. Hình3.9: Mô hình NGN của VNPT - Mở rộng mạng NGN 61 tỉnh và thành phố, tăng cường năng lực mạng trục, các đường truyền nối router lõi với nhau, router lõi với router vùng sẽ được tăng tới STM-4 và STM-16, tăng cường năng lực các hệ thống ở lớp điều khiển, các dịch vụ ở lớp ứng dụng và đặc biệt là mở rộng hạ tầng DSL cho tất cả các tỉnh còn lại với phạm vi vươn tới mọi huyện thị. - Thực hiện thử nghiệm và thay thế các tổng đài lớp 5 bởi các Gateway của NGN. - Cung cấp nhiều dịch vụ hơn như IP Centrex, hội nghị Web ... - Ngoài ra, trong chiến lược h.nh thành tập đoàn với các Tổng công ty vùng,VNPT sẽ triển khai các mạng NGN nội hạt tại các đô thị lớn như Hà Nội và TP. Hồ Chí Minh. Mạng NGN nội hạt không chỉ kết nối liên mạng với NGN toàn quốc mà các nhà khai thác chung hạ tầng IP/MPLS với mạng Metro Internet cũng sẽ được xây dựng đồng thời. 3.5. Kết luận chương 3 Các giải pháp xây dựng mạng thế hệ sau do các hãng đưa ra đều dựa trên nguyên tắc là xây dựng một mạng đa dịch vụ dựa trên duy nhất một cơ sở hạ tầng mạng. Và ở đây đã giới thiệu giải pháp SURPASS của Siemen. Việc xây dựng mạng NGN là xu hướng phát triển tất yếu của ngành viễn thông thế giới và Việt Nam cũng không nằm ngoài xu hướng ấy. Trên đây chỉ đưa ra giải pháp của ngành viễn thông Việt Nam về việc phát triển mạng thế hệ sau NGN. Trong các giai đoạn tiếp theo sẽ có những thay đổi trong chiến lược xây dựng NGN để phù hợp với tình hình thực tế. KẾT LUẬN CHUNG Mạng viễn thông hiện tại PSTN của Việt Nam đã được số hóa hoàn toàn cả về truyền dẫn và chuyển mạch, với công nghệ hiện đại. Mạng viễn thông hiện tại PSTN của Việt Nam có những nhược điểm: các tổng đài có nhiều chủng loại do nhiều hãng cung cấp. Cấu trúc phân cấp mạng hỗn hợp vừa 3 cấp vừa 4 cấp, mạng lưới tổ chức theo địa bàn hành chính nên không khai thác được hết tiềm năng của mạng. Mạng viễn thông hiện tại là tập hợp của các mạng riêng lẻ, mỗi mạngchir cung cấp những dịch vụ nhất định. Các dịch vụ của mạng hiện tại thường được tích hợp luôn vào các thiết bị của nhà khai thác. Những nhược điểm này đã gây khó khăn trong công tác quản lý, tổ chức và phát triển các dịch vụ mới Nững nhu cầu của xã hội thông tin kết hợp với sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ thông tin về điện tử viễn thông đã thúc đẩy sự ra đời mạng thế hệ mới NGN. Việc xây dựng mạng NGN không chỉ là bước tiến của ngành viễn thông thế giới mà còn là bước đi tất yếu của ngành viễn thông Việt Nam, góp phần hoàn thiện cơ sở hạ tầng viễn thông nước ta theo hướng hiện đại Những nghiên cứu cua ITU về NGN và giải pháp xây dựng NGN do các hãng sản xuất thiết bị viễn thông đưa ra đều dựa trên nguyên tắc xây dựng một mạng đa dịch vụ dựa trên duy nhất một cơ sở hạ tầng. Tổng đài thế hệ mới chỉ làm chức năng chuyển mạch, còn chức năng điều khiển, quản lý và cung cấp dịch vụ được tách ra độc lập với chức năng chuyển mạch. Cấu trúc mạng NGN của Việt Nam gồm 5 lớp chức năng: lớp ứng dụng dịch vụ,lớp điều khiển, lớp chuyển tải /lõi, lớp truy nhập, lớp quản lý và tổ chức phân theo vùng lưu lượng. Không tổ chức theo địa bàn hành chính như hiện nay. Ở Việt Nam sự chuyển đổi từ mạng viễn thông hiện tại sang cấu trúc mạng thế hệ mới NGN được thực hiện theo phương thức: xây dựng mạng lõi NGN mới, tận dụng và cải tạo PSTN theo cấu trúc NGN, quá trình chuyển đổi vừa đảm bảo khai thác những tiện ích mới của mạng NGN vừa tận dụng được những cơ sở hạ tầng viễn thông hiện có. Đã đảm bảo hiệu quả về kinh tế và kỹ thuật TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Mạng viễn thông thế hệ sau-TS.Nguyễn Quý Minh Hiền Nxb Bưu Điện 2002 2. Đề tài " Nghiên cứu chuyển mạch mềm " Phòng Công Nghệ, Công ty Thông tin Viễn thông Điện lực, 2000. 3. Tài liệu hội thảo lần thứ II của Viện Khoa học kĩ thuật Bưu Điện 10/2002 ( Đề tài: Nghiên cứu các giao diện kết nối trong mạng NGN). 4. Luận văn thạc sĩ – Trần Anh Thương trường ĐHBK Hà Nội – Người hướng dẫn PGS –TS Phạm Minh Hà (Đề tài: Tổ chức mạng điều khiển kết nối phục vụ cho mạng thế hệ sau NGN ). 5. Đồ án tốt nghiệp – Trần Thanh Tú trường ĐHBK Hà Nội Giáo viên hướng dẫn Thầy Nguyễn Văn Thắng (Đề tài: Nghiên cứu tổng quan công nghệ chuyển mạch mềm ) 6. Luận văn tốt nghiệp cao học – Nguyễn Thế Đạt trường ĐHBK Hà Nội GVHD PGS-TS Hồ Anh Tuý (Đề tài: Công nghệ chuyển mạch mềm trong mạng thế hệ sau NGN) 7. Tài chuẩn bị cho giám định cơ sở của Viện Khoa học kĩ thuật Bưu Điện 12/2002 ( Đề tài: Nghiên cứu các vấn đề đồng bộ trong mạng thế hệ sau NGN ). 8. Tạp chí BCVT & CNTT tháng 6-7-10-11/2004