Đồ án Hệ thống chuyển mạch mềm HiE9200 và triển khai ứng dụng trong mạng NGN của VNPT

in rung chuông, quan sát tình trạng của thuê bao (bận hay rỗi) và cấp tín hiệu chuông nếu CE rỗi. Đồng thời cũng thông báo cho CRX trạng thái của CE. (6) Thuê bao bị gọi (callee-CE): nhấc máy. (7) CRX và CEX: bắt đầu tính cước và truyền thông tin thoại qua kênh 64kbps. (8) CR và CE: đàm thoại. (9) CR hoặc CE đáp máy: cuộc gọi kết thúc. (10) CRX và CEX: ngừng tính cước, bản tin cuộc gọi kết thúc được trao đổi. Để tiện so sánh ở đây, cuộc gọi trong mạng chuyển mạch kênh sử dụng báo hiệu số 7. Đối với chuyển mạch mềm, cuộc gọi được thực hiện giữa 2 thuê bao điện thoại (vẫn sử dụng báo hiệu số 7) trong mạng PSTN với nhau thông qua mạng lõi của mạng thế hệ sau NGN. Cả 2 cách thực hiện cuộc gọi, bằng chuyển mạch mềm hay chuyển mạch kênh, đều phải thiết lập kết nối trước khi thực hiện đàm thoại. Trong chuyển mạch kênh, kênh báo hiệu và kênh thoại là 2 kênh khác nhau nhưng cùng truyền đến 1 điểm xử lý trên cùng đường dây, hay nói cách khác là trên cùng kết nối vật lý. (Kênh báo hiệu được thiết lập trước, sau đó kênh thoại mới được thiết lập ). Trong khi đó đối với chuyển mạch mềm thì 2 kênh này không chỉ là 2 kênh riêng biệt mà chúng còn được truyền trên 2 kết nối khác nhau. Và thông tin báo hiệu được truyền qua SG, thông tin thoại được truyền qua MG. Các hình sau sẽ trình bày quá trình thực hiện một cuộc gọi: Hình 2.14: Quá trình thực hiện một cuộc gọi khi sử dụng chuyển mạch kênh - Quá trình thực hiện của chuyển mạch mềm Softswitch Ở đây chỉ xét trường hợp thuê bao gọi đi là một thuê bao thuộc mạng cung cấp dịch vụ thoại truyền thống PSTN. Các trường hợp khác thì hoạt động của chuyển mạch mềm Softswitch cũng sẽ tương tự. Hoạt động của phần mềm này bao gồm các bước sau: (l) Khi có một thuê bao nhấc máy (thuộc PSTN) và chuẩn bị thực hiện cuộc gọi thì tổng đài nội hạt quản lý thuê bao đó sẽ nhận biết trạng thái off-hook của thuê bao. Và Signaling Gateway (SG) nối với tổng đài này thông qua mạng SS7 cũng nhận biết được trạng thái (2) SG sẽ báo cho Media Gateway Controller (MGC) trực tiếp quản lý mình thông qua CA-F đồng thời cung cấp tín hiệu dial-tone cho thuê bao. Ta gọi MGC này là caller-MGC. (3) Caller-MGC gởi yêu cầu tạo kết nối đến Media Gateway (MG) nối với tổng đài nội hạt ban đầu nhờ MGC-F. (4) Các số do thuê bao nhấn sẽ được SG thu thập và chuyển tới caller-MGC. (5) Caller-MGC sử dụng những số này để quyết định công việc tiếp theo sẽ thực hiện. Các số này sẽ được chuyển tới chức năng R-F và R-F sử dụng thông tin lưu trữ của các server để có thể định tuyến cuộc gọi. Trường hợp đầu cuối đích cùng loại với đầu cuối gọi đi (nghĩa là cũng là một thuê bao của mạng PSTN): nếu thuê bao bị gọi cũng thuộc sự quản lý của caller-MGC thì thực hiện bước (7). Nếu thuê bao này thuộc sự quản lý của một MGC khác thì thực hiện bước (6). Còn nếu thuê bao này là một đầu cuối khác loại thì MGC sẽ đồng thời kích hoạt chức năng IW-F để khởi động bộ điều khiển tương ứng và chuyển cuộc gọi đi. Lúc này thông tin báo hiệu sẽ được một loại Gateway khác xử lý. Và quá trình truyền thông tin sẽ diễn ra tương tự như kết nối giữa 2 thuê bao thoại thông thường. (6) Caller-MGC sẽ gởi yêu cầu thiết lập cuộc gọi đến một MGC khác.Nếu chưa đến đúng MGC của thuê bao bị gọi (ta gọi là callee-MGC) thì MGC này sẽ tiếp tục chuyển yêu cầu thiết lập cuộc gọi đến MGC khác cho đến khi đến đúng callee-MGC. Trong quá trình này, các MGC trung gian luôn phản hồi lại MGC đã gởi yêu cầu đến nó. Các công việc này được thực hiện bởi CA-F. (7) Callee-MGC gởi yêu cầu tạo kết nối với MG nối với tổng đài nội hạt của thuê bao bị gọi (callee-MG). (8) Đồng thời callee-MGC gởi thông tin đến callee-SG, thông qua mạng SS7 sẽ làm rung chuông thuê bao bị gọi. (9) Khi callee-SG nhận được bản tin báo trạng thái của thuê bao bị gọi (giả sử là rỗi) thì nó sẽ gởi ngược thông tin này trở về callee-MGC. (10) Và callee-MGC sẽ phản hồi về caller-MGC để báo mình đang liên lạc với người được gọi. (11) Callee-MGC gởi thông tin để cung cấp tín hiệu ung bách toác cho caller-MGC, qua caller-SG đến người gọi. (12) Khi thuê bao bị gọi nhấc máy thì quá trình thông báo tương tự các bước trên xảy ra: qua nút báo hiệu số 7, thông tin nhấc máy qua callee-SG đến callee-MGC, rồi đến caller-MGC, qua caller-SG rồi đến thuê bao thực hiện cuộc gọi. (13) Kết nối giữa thuê bao gọi đi và thuê bao bị gọi được hình thành thông qua caller-MG và callee-MG. (14) Khi chấm dứt cuộc gọi thì quá trình sẽ diễn ra tương tự như lúc thiết lập Hình 2.15: Quá trình thực hiện một cuộc gọi khi sử dụng chuyển mạch mềm IAM: Initial Address Message ACM: Address Complete Message CPG: Call Progress Message ANM: Answer Message CRCX: Create Connection MDCG: Modify Connection Kết luận chương 2 Như ta đã biết, thành phần cốt lõi trong mạng NGN, thành phần có khả năng liên kết các loại thông tin trên cùng một cơ sở hạ tầng mạng duy nhất, đó chính là MGC (Media Gatway Controller ).MGC có thể thực hiện được điều này nhờ sử dụng phần mềm điều khiển “ thế hệ mới ”- chuyển mạch mềm mà trong chương này em đã trình bày. Trong chương này em trình bày về sự ra đời của chuyển mạch mềm, với những ưu điểm nổi bật, vị trí của chuyển mạch mềm trong mô hình mạng NGN, các thành phần chính, và các giao thức sử dụng trong chuyển mạch mềm và so sánh giữa chuyển mạch kênh và chuyển mạch mềm cho thấy sự tối ưu hơn hẳn của chuyển mạch mềm. CHƯƠNG 3 HỆ THỐNG CHUYỂN MẠCH MỀM HiE9200 3.1.Tình hình triển khai mạng NGN của VNPT 3.1.1.. Hiện trạng 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 cáp 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. - Lớp truyền tải: gồm 3 nút trục quốc gia đặt tại Hà Nội, TP. Hồ Chí Minh và 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. 3.1.2. Một số khó khăn của VNPT khi phát triển mạng NGN Khó khăn trước tiên mà một nhà cung cấp dịch vụ truyền thống như VNPT gặp phải trong quá trình triển khai mạng NGN là việc mạng của họ chỉ tập trung cung cấp dịch vụ thuê kênh riêng hay thoại. Vì vậy, việc tích hợp những bộ phận của mạng lưới này trong mạng NGN gặp nhiều khó khăn. Ngoài ra, những nhà khai thác mới khi xây dựng NGN ngay từ đầu có thể tiết kiệm được chi phí, đồng thời có thể đến đích trước VNPT. Bên cạnh đó, mạng NGN sẽ làm thay đổi cách thức tổ chức con người và mô hình kinh doanh. Điều này bắt buộc VNPT phải chuyển đổi mô hình kinh doanh để phù hợp với tính năng của mạng NGN. 3.1.3. Hướng phát triển mở rộng mạng NGN của VNPT Hình 3.1: 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 xDSL 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 hình 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 còn khai thác chung hạ tầng IP/MPLS với mạng Metro Internet cũng sẽ được xây dựng đồng thời. 3.2.Giới thiệu mạng SURPASS và họ SURPASS HiQ của Siemens Trong lĩnh vực chuyển mạch, Siemens là hãng đã nổi tiếng trên thị trường với dòng sản phẩm tổng đài chuyển mạch kênh truyền thống EWSD dung lượng lớn, nhiều tính năng. Gần đây, trong lĩnh vực mạng, Siemens đã đưa ra một sản phẩm mới đó là giải pháp SURPASS cho mạng thế hệ sau NGN.Giải pháp này với những đặc điểm ưu việt đã được chọn làm giải pháp để xây dựng mạng NGN của nhiều quốc gia trên thế giới trong đó có Việt Nam. Giải pháp mạng SURPASS dựa trên cấu trúc phân tán, xóa đi khoảng cách giữa mạng PSTN và mạng IP. Hệ thống mạng SURPASS đưa ra vẫn dựa trên kiến trúc phát triển của hệ thống chuyển mạch EWSD. Hệ thống SURPASS hướng tới các mục tiêu sau: Tách biệt điều khiển cuộc gọi/dịch vụ với môi trường truyền thông tin cho phép các nhà khai thác trong lĩnh vực viễn thông 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 và chuyển mạch. Hướng tới mạng truy nhập đa dịch vụ, nhiều loại hình truy nhập dịch vụ. Tận dụng các đầu tư có sẵn trên hệ thống chuyển mạch kênh truyền thống TDM , lĩnh vực mà Siemens đã 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. 3.2.1 Mạng SURPASS của Siemens Mạng SURPASS có thể được chia thành 4 lớp cơ bản như hình 3.1 bao gồm: SURPASS NG Management: Lớp quản lý mạng. SURPASS NG Switching: Lớp điều khiển chuyển mạch. SURPASS NG Optics: Lớp truyền dẫn (IP Core Backbone). SURPASS NG Access: Lớp truy nhập. Mô hình mạng SURPASS Hình 3.2: Mô hình SURPASS của Siemens 3.2.2 Họ sản phẩm SURPASS hiQ 3.2.2.1. Giới thiệu tổng quan về các họ sản phẩm SURPASS a) SURPASS HiQ: Là hệ thống máy chủ tập trung phục vụ cho lớp điều khiển mạng với chức năng như một hệ thống cổng để điều khiển các tính năng thoại, kết hợp với khả năng báo hiệu để kết nối các mạng khác nhau. Trên hệ thống này có khối chuyển đổi báo hiệu số 7 của mạng PSTN/ISDN sang giao thức MGCP. Tùy theo chức năng, dung lượng, SURPASS HiQ được chia thành các loại HiQ 10, HiQ 20, HiQ 4000, HiQ 8000, HiQ 9200…. b) SURPASS HiG: Đóng vai trò là các MediaGateway, được điều khiển theo chuẩn của giao thức MGCP. Thiết bị hiG được thiết kế nhỏ gọn, kinh tế, độ tin cậy cao. SURPASS HiG bao gồm: HiG 1000: Sử dụng HiG 1000 V3T cho VoIP và HiG 1000 V2P cho các ứng dụng đa phương tiện. HiG 1200: Sử dụng cho ứng dụng VoIP. HiG 1600: Sử dụng cho ứng dụng VoIP. c) SURPASS hiS: đóng vai trò là cổng báo hiệu đa giao thức. d) SURPASS hiR: là các máy chủ chứa tài nguyên quản lý mạng.Tiêu biểu trong họ SURPASS hiR là hiR 200 có chức năng cung cấp các bản tin thông báo. e) SURPASS hiX: là các bộ truy nhập đa dịch vụ. f) SURPASS hiT: là các hệ thống truyền dẫn quang. 3.2.2.2. SURPASS hiQ Theo Diễn đàn chuyển mạch đa dịch vụ, giải pháp mạng thế hệ sau SURPASS hỗ trợ sự phân tách giữa chức năng truyền tải thông tin và chức năng điều khiển. Các sản phẩm thực hiện chức năng điều khiển trong mạng NGN thuộc họ sản phẩm SURPASS gọi là SURPASS HiQ. SURPASS hiQ bao gồm các sản phẩm: a) SURPASS hiQ 9200: Là trung tâm điều khiển trong mạng SURPASS, thực hiện các chức năng điều khiển cuộc gọi, điều khiển Media Gateway thông qua giao thức MGCP và hoạt động như các cổng báo hiệu, kết nối báo hiệu với mạng SS7.Ngoài ra, nó còn thực hiện kết nối trung gian cho các hiQ khác tới các phần tử khác của mạng. SURPASS hiQ 9200 thực hiện các chức năng chính sau đây: Điều khiển Media Gateway, điều khiển tất cả các Media Gateway bằng giao thức MGCP Kết nối với cổng báo hiệu SS7, phối hợp các hệ thống báo hiệu như SS7 over IP hay SS7 over SCN. Xử lý các giao thức báo hiệu điều khiển cuộc gọi như H.323, MGCP/MEGACO, SIP. Điều khiển các đặc tính cuộc gọi b) SURPASS hiQ 8000: Là softwitch thứ 2 được chế tạo bởi hãng Siemens. Nhưng trái với SoftSwitch hiQ 9200, là softswitch tiêu chuẩn trong tất cả các giải pháp mạng, HiQ 8000 được đưa ra và triển khai ở 1 số quốc gia và chỉ dùng trong các giải pháp Voice over Cable . SURPASS hiQ 8000 là một hệ thống chuyển mạch mềm sử dụng ở cấp nhà khai thác dịch vụ. Nó hỗ trợ các giao thức điều khiển như MGCP, SIP, SIP-T, H.323 và có khả năng báo hiệu SS7 nội bộ. Khi kết nối với HiG 1200, HiQ 8000 được thiết kế để điều khiển các kết nối qua các mạng IP, TDM và ATM và chuyển các dịch vụ thoại thông qua các kết nối này. c) SURPASS hiQ 6200: Là server đầu tiên trong họ sản phẩm SURPASS có thể thực hiện các cuộc gọi VoIP, các dịch vụ đa phương tiện, hay các hội nghị thông qua một giao thức khởi tạo phiên SIP mới được đưa ra bởi IETF. HiQ 6200 cung cấp các dịch vụ đăng kí thuê bao và định tuyến các yêu cầu về phiên cho các tác nhân người sử dụng SIP (SIP User Agents). Nó có thể được cấu hình thành 3 loại server với các chức năng khác nhau. Trong khi đó sự kết hợp của các loại server khác nhau thường được đặt tại HiQ 6200 SIP Server. Có 3 loại SIP Server: - Proxy Server - Redirect Server - Registrar Trong đó phổ biến nhất là sự kết hợp của 1Registrar và 1 Proxy Server hoặc 1 Redirect Server. d) SURPASS HiQ 4000: Là mặt bằng trung gian cho các ứng dụng trong mạng thế hệ sau. Khi kết hợp với HiQ 9200, nó đưa ra các giao diện ứng dụng mở dựa trên CORBA cho phép thực hiện một cách nhanh chóng và linh động các ứng dụng end-user mới với các đặc tính thoại. Các ứng dụng này được được đặt trong các Server ứng dụng riêng biệt. Ngoài ra, HiQ 4000 cung cấp giao diện lập trình mở để tích hợp các ứng dụng đa phương tiện mới phát triển. Module này có thể được cài đặt như một sự nâng cấp trên nền HiQ 4000 có sẵn. HiQ 4000 cho phép tận dụng các lợi thế của nền tảng IP, triển khai nhanh và hiệu quả các dịch vụ tiên tiến trong khi vẫn sử dụng các tính năng điều khiển cuộc gọi và tính cước của HiQ 9200. Một số tính năng của HiQ 4000 bao gồm: tạo các bản ghi AMA bao gồm các thông tin tính cước theo ứng dụng, chạy các bản tin thông báo, nhắc và thu nhập thông tin người dùng như tính năng nhận dạng giọng nói cơ bản. e) SURPAS HiQ 10: Đảm nhiệm các chức năng AA cho truy nhập Internet, không phụ thuộc vào loại hình truy nhập (tương tự, ISDN, xDSL…). Máy chủ HiQ 10 kết nối các cơ sở dữ liệu khách hàng qua giao thức LDAP. f) SURPASS HiQ 20: Là một server hỗ trợ để cung cấp các chức năng định tuyến và đăng kí cho giải pháp chuyển mạch gói nội hạt để tạo ra phần khách hàng IP H.323. Server định tuyến và đăng kí HiQ 20 hoạt động như 1 gatekeeper H.323. Nó cung cấp tất cả các chức năng cần thiết cho các đầu cuối H.323 bao gồm các chức năng: nhận thực, đăng kí, định tuyến cuộc gọi và phân giải địa chỉ, thiết lập cuộc gọi VoIP H323, tính cước… 3.3. Hệ thống chuyển mạch mềm hiQ 9200 Hệ thống Softswitch hiQ 9200 là thành phần chính trong giải pháp SURPASS, kết hợp các đặc tính phong phú của công nghệ chuyển mạch kênh TDM hiện nay với các ưu điểm của mạng thế hệ sau NGN. Có thể coi hiQ 9200 là bộ não của giải pháp SURPASS, thực hiện điều khiển tất cả các thành phần khác. Tuy nhiên khác với một tổng đài chuyển mạch kênh truyền thống, thiết bị thực hiện cả hai chức năng là chuyển mạch lưu lượng và điều khiển báo hiệu, hệ thống hiQ 9200 chỉ làm nhiệm vụ chính là điều khiển báo hiệu và xử lý thiết lập cuộc gọi. Còn nhiệm vụ chuyển mạch, xử lý lưu lượng sẽ do thiết bị điều khiển cổng truyền thông hiG 1000/1200 đảm nhiệm. 3.3.1 Một số chức năng chính của hiQ 9200 Trong mạng SURPASS của Siemen, Softswitch HiQ 9200 thực hiện các chức năng sau: 3.3.1.1. Điều khiển cổng truyền thông Media Getway SURPASS hiQ 9200 Softswitch là thành phần chính của mạng NGN. Nó thực hiện phối hợp hoạt động với các mạng PSTN/ISDN thông qua báo hiệu SS7 và thực hiện điều khiển các SURPASS hiG bằng giao thức MGCP/MEGACO. HiQ 9200 đồng thời cũng thực hiện chức năng giám sát chất lượng của mạng IP và sử dụng các biện pháp cần thiết để đảm bảo chất lượng cho cuộc gọi thoại. Chức năng này chủ yếu sử dụng trong giải pháp trung kế ảo Virtual Trunking. 3.3.1.2. Điều khiển thuê bao SURPASS hiQ 9200 Softswitch cũng thực hiện chức năng điều khiển thuê bao và điều khiển cuộc gọi. Ngoài ra nó còn thực hiện phối hợp mạng PSTN/ISDN với các mạng SIP và H323 cũng như cung cấp toàn bộ các đặc tính của mạng thoại đang tồn tại cho các giải pháp truy nhập vào mạng NGN. SURPASS hiQ 9200 Softswitch cũng chịu tránh nhiệm tạo ra các bản ghi dữ liệu cuộc gọi CDR để cung cấp dữ liệu cần thiết cho việc tính cước cho các thuê bao. Chức năng điều khiển thuê bao được sử dụng chủ yếu cho giải pháp Truyền thoại trên nền băng rộng (VoBB) và chuyển mạch gói nội hạt (PLS). 3.3.1.3. Thực hiện các dịch vụ SURPASS hiQ 9200 Softswitch bổ sung cho hiQ 4000 bằng việc thực hiện các dịch vụ (như thiết lập cuộc gọi) cho các dịch vụ đa phương tiện tiên tiến của mạng SURPASS dựa trên mô hình mở SURPASS. Chức năng này được sử dụng chủ yếu cho giải pháp các ứng dụng của mạng thế hệ sau (NextGen Applications). 3.3.1.4. Xử lý báo hiệu SS7 SURPASS hiQ 9200 được kết nối với mạng PSTN thông qua giao diện SS7 cung cấp đầy đủ tính linh động và các đặc tính trong suốt cho các mô hình mạng thế hệ sau của giải pháp SURPASS. Nó kết cuối chồng giao thức SS7 ở MTP mức 3 và có thể xử lý lưu lượng SEP cho kết cuối SS7. Ngoài ra, nó còn có chức năng của điểm truyền báo hiệu STP để định tuyến lưu lượng SS7. 3.3.2 Các khối chức năng của hiQ 9200 Sơ đồ khối chức năng của hiQ 9200 SURPASS hiQ 9200 Softswitch  Packet Manager Call Feature Server Signaling Gateway Internal Communication Network PCU PCU H.323/SIP/ H.248/MGCP ... PCU PCU H.323/SIP/ H.248/MGCP OAM&P Agent Packet Manager Call Feature Server Signaling Gateway Internal Communication Network OAM&P Agent Giao diện với mạng quản lý Giao diện với mạng SS7 Giao diện với mạng chuyển mạch gói Giao diện với hiQ 4000 Hình 3.3: Các khối chức năng của hiQ 9200 Dựa theo chức năng, Softswitch HiQ 9200 được chia thành 5 thành phần chính: - Call Feature Server (CFS) - Internal Communication Network (ICN) - Packet Manager (PM) - Signalling Gateway (SG) - Operation Administration Maintenance (OAM) & P Agent 3.3.2.1. Call Feature Server (CFS) CSF xử lý điều khiển cuộc gọi và các đặc tính do người sử dụng mạng hoặc do các thuê bao PSTN yêu cầu. Việc xử lý này bao gồm xử lý tín hiệu gọi, điều khiển cuộc gọi, xử lý các đặc tính trung kế và các dịch vụ thoại, thiết lập cuộc gọi bằng việc biên dịch số, định tuyến cuộc gọi, quản lý lưu lượng và xử lý các mặt quản lý có liên quan đến cuộc gọi như thu thập dữ liệu tính cước. CFS cũng kết nối với các khối chức năng khác trong hiQ 9200 thông qua mạng thông tin nội bộ. HiQ 9200 có các đặc tính như sau: a) Các đặc tính hệ thống Các đặc tính hệ thống bao gồm: - Các đặc tính đánh số và định tuyến cơ bản cho việc phân tích, biên dịch, sửa đổi số, tìm kiếm và lựa chọn tuyến cho các cuộc gọi đi. - Các đặc tính của báo hiệu SS7. - Các đặc tính tập hợp dữ liệu về lưu lượng phục vụ cho việc đo lường và giám sát lưu lượng trên hệ thống và các tài nguyên mạng. - Các đặc tính bảo trì hệ thống bao gồm bảo trì cả phần cứng và phần mềm như “phân tích lỗi và phát hiện lỗi”, “các bản tin cảnh báo, các mức độ ưu tiên cảnh báo, phân chia các mức độ ưu tiên cảnh báo”,”phát hiện lỗi phần mềm”… Các đặc tính bảo trì cho việc bảo trì giao diện mạng (TDM & IP) như “chức năng bảo vệ giao diện cho TMN ”và “bảo vệ mật khẩu cho các file dữ liệu” và các cấp độ hồi phục phần mềm một các tự động. b) Các đặc tính tính cước bao gồm: - Dữ liệu cuộc gọi đầy đủ trong các bản ghi chi tiết cuộc gọi (CDR) dùng để tính cước - Các thông số tính cước - Đầu ra của dữ liệu AMA thông qua truyền file nhanh hoặc tính cước nóng . - Việc tính cước giữa hai nhà vận hành mạng - Phân chia vùng giữa các nhà khai thác độc lập.. - Quyết định cước cuộc gọi dựa vào nhà cung cấp dịch vụ được lựa chọn. c) Các đặc tính trong môi trường nhiều nhà vận hành và các chức năng điều khiển mạng bao gồm: - Chức năng định tuyến và đánh số các nhà cung cấp dịch vụ như truy nhập công bằng, các mã truy nhập của nhà cung cấp, các danh sách (dựa vào bộ nhận dạng đường dây cuộc gọi CLI ) - Chức năng điều khiển lưu lượng nhằm để sử dụng tối ưu các tài nguyên mạng bao gồm điều khiển quản lý mạng (dùng cơ chế điều khiển tắc nghẽn một cách tự động ACC ), giảm tỷ lệ cuộc gọi, dự trữ trung kế, định tuyến động. d) Các dịch vụ mạng thông minh Một trong các ưu điểm chủ yếu của các giải pháp SURPASS là có thể đưa các dịch vụ của mạng thông minh vào trong mạng NGN. Do đó HiQ 9200 phối hợp hoạt động với mạng thông minh thông qua giao thức đã được chuẩn hóa INAP. Nó thực hiện chức năng như các điểm chuyển mạch dịch vụ SSP và hỗ trợ tất cả các dịch vụ cho mạng thông minh IN . e) Các đặc tính thuê bao HiQ 9200 hỗ trợ các đặc tính thuê bao trong các giải pháp mạng SURPASS như trung kế ảo (VT), mạng chuyển mạch gói nội (PLS), truyền thoại trên nền băng rộng (VoBB). 3.3.2.2. Internal communcation Network (ICN) Mạng thông tin nội bộ cung cấp thông tin nội bộ giữa các khối chức năng trong HiQ 9200. Trên hệ thống chuyển mạch với kiến trúc phân tán, luôn có các bản tin được gửi đi giữa các hệ thống con. Các thông tin nội bộ này được xác định dựa trên giao thức HDLC. 3.3.2.3. Packet manager (PM) Đơn vị quản lý gói PM thực hiện điều khiển kết nối cho các kết nối thoại, kết nối đa phương tiện, hoặc điều khiển kết nối các bản tin thông báo sử dụng tài nguyên của SURPASS HiR 200. Nhiệm vụ của đơn vị quản lý gói là để đảm bảo sự phối hợp giữa mạng PSTN và mạng IP bằng việc quản lý các tài nguyên trung gian tại Media gateway (như các cổng VoIP, các bộ Codecs) và sử dụng các bản tin thông báo thích hợp thông qua giao thức MGCP. MGCP cũng được dùng để hỗ trợ các dịch vụ thoại trên đường dây thuê bao số (VoDSL). PM cũng thực hiện kết cuối báo hiệu cho H.323 và SIP users. 3.3.2.4. Signalling gateway (SG) Cổng báo hiệu SG thực hiện chức năng kết cuối các đường báo hiệu số 7 và các đường báo hiệu tốc độ cao từ các mạng chuyển mạch kênh (SCN) hoặc từ các điểm báo hiệu khác trong mạng IP hoặc TDM. SG định tuyến các bản tin báo hiệu SS7 và quản lý mạng báo hiệu và có khả năng xử lý lưu lượng điểm cuối tín hiệu (SEP) và lưu lượng điểm truyền tín hiệu (STP). Các thông tin mức cao như phần người sử dụng ISDN (ISUP), năng lực chuyển giao (TC), hoặc điều khiển cuộc gọi độc lập kênh mang (BICC) sẽ được chuyển lên cho CSF xử lý. SG xử lý chồng giao thức SS7 theo khuyến nghị của ITU-T từ Q.701cho tới Q.707 cho phần MTP, từ Q.711 cho đến Q.714 cho SCCP và theo khuyến nghị của IETF , giao thức SIGTRAN được sử dụng để truyền tải báo hiệu SS7 trong mạng IP bằng việc sử dụng giao thức truyền dẫn điều khiển luồng (SCTP) và phần thích ứng người sử dụng MTP mức 3 (M3UA) cung cấp lớp truyền tải cho các ứng dụng và các phần người sử dụng SS7. 3.3.2.5. OAM&P Agent Surpass hiQ 9200 thực hiện chức năng quản lý dựa vào bộ phận OAM&P. HiQ 9200 cung cấp giao diện OAM& P tới bộ phận quản lý mạng NetManager để thực hiện các chức năng quản lý như gửi các cảnh báo, cập nhật cơ sở dữ liệu, và cấu hình hệ thống. Tất cả các giao diện quản lý mạng PSTN đều được hỗ trợ do đó các nhà khai thác không cần chuyển đổi một giao diện mới khi trao đổi thông tin với HiQ 9200. Ngoài các giao diện trên, OAM&P cũng cung cấp các giao diện phục vụ tính cước, giao diện này sẽ tự động gửi dữ liệu tính cước tới hệ thống xử lý cước. 3.3.3. Các mặt bằng trong các khối chức năng của hiQ 9200 Interface to Packet Network Interface to SS7 Network Packet Manager Call Feature Server Signaling Gateway SRP SRP SS7 Message Processing PCU PCU H.323/SIP/ H.248/MGCP ... PCU PCU H.323/SIP/ H.248/MGCP ... MCP MCP Call Control Processing MCP MCP Call Control Processing OAM&P Agent SRP SRP AMA Mgmt i/f Internal Communication Network Interface to Packet Network Interface to Network Mgmt Interface to Network Mgmt Packet Manager Call Feature Server Signaling Gateway NSP NSP Call Routing / Feature Control NSP NSP Call Routing / Feature Control NSP NSP Call Routing / Feature Control SRP SRP SS7 Message Processing SRP SRP SS7 Message Processing PCU PCU H.323/SIP/ H.248/MGCP ... PCU PCU H.323/SIP/ H.248/MGCP PCU PCU H.323/SIP/ H.248/MGCP PCU PCU H.323/SIP/ H.248/MGCP ... PCU PCU H.323/SIP/ H.248/MGCP PCU PCU H.323/SIP/ H.248/MGCP ... MCP MCP Call Control Processing MCP MCP Call Control Processing ... MCP MCP Call Control Processing MCP MCP Call Control Processing ... MCP MCP Call Control Processing MCP MCP Call Control Processing MCP MCP Call Control Processing MCP MCP Call Control Processing OAM&P Agent SRP SRP AMA Mgmt i/f OAM&P Agent SRP SRP AMA Mgmt i/f AMA Mgmt i/f Internal Communication Network Interface to hiQ 4000 Hình 3.4: Các mặt bằng trong hiQ 9200 Các thành phần chức năng của hiQ 9200 được cấu thành từ các mặt bằng sau: MCP: mặt bằng điều khiển truyền thông NSP: mặt bằng dịch vụ mạng SRP: mặt bằng tài nguyên hệ thống PCU: đơn vị điều khiển gói 3.3.3.1. SG và OAM&P Agent SG và OAM& P được tạo ra trên mặt bằng tài nguyên hệ thống SRP và mặt bằng này hoạt động dựa trên phần cứng điều khiển hệ thống mạng báo hiệu SSNC. SSNC sẽ được giới thiệu ở phần sau. 3.3.3.2. Call Feature Server (CFS) CFS được tạo ra trên mặt bằng dịch vụ mạng NSP và mặt bằng điều khiển truyền thông MCP. a) Mặt bằng dịch vụ mạng NSP Trong HiQ 9200, NSP dựa trên bộ xử lý trung tâm là CP113C với khả năng xử lý là 4 Mio BHCA (1100 calls/s). NSP của HiQ 9200 là một hệ thống phân tán, với một bộ xử lý dự phòng BAP và 16 bộ xử lý chính CAPs. Các bộ xử lý CAP này hoạt động theo phương thức chia tải. b) Mặt bằng điều khiển truyền thông MCP MCP hiện tại được tạo ra trên các khối LTG. Nhiệm vụ của MCP là xử lý một số các giao thức báo hiệu cho lưu lượng thoại như ISUP, TCAP, và INAP.. Có tất cả là 1512 MCP được cấu hình theo từng khối, mỗi MCP điều khiển 120 cổng truyền thông và có thể phục vụ lên tới 1000 thuê bao. 3.3.3.3. Packet manager (PM) PM bao gồm một số các module MGI – LTG. Cấu trúc của PM dựa trên các khối điều khiển gói PCU. Nhiệm vụ của các PCU là xử lý các giao thức báo hiệu để giao tiếp với mạng dữ liệu. Cụ thể lŕ nó chịu trách nhiệm chuyển đổi các bản tin báo hiệu vŕ sau đó truyền tới mạng đýờng trục IP, ví dụ các bản tin từ NSP/MCP đýợc chuyển đổi thŕnh các bản tin MGCP/H.323 vŕ đýợc gửi tới các điểm cuối có lięn quan nhý SURPASS hiG, SURPASS hiQ 20, SURPASS hiR… PCU cung cấp các giao diện Ethernet với tốc độ 10/100 bT. 3.3.3..4 Cấu trúc phần cứng của hiQ 9200 Phần cứng của hiQ 9200 bao gồm: Các khối nhóm trung kế LTG Khối điều khiển hệ thống báo hiệu SSNC Khối mạng chuyển mạch SND Khối bộ đệm dữ liệu MBD Khối xử lý CP113C Về cấu trúc phần cứng, hiQ 9200 nâng cấp và sử dụng lại một số thành phần trong tổng đài chuyển mạch kênh EWSD như sử dụng lại các nhóm trung kế LTG, nâng cấp bộ điều khiển mạng kênh chung CCNC trong EWSD thành SSNC, nâng cấp khối chuyển mạch SN A/B thành SND (SN phiên bản D), nâng cấp bộ xử lý thành CP113C. Kiến trúc phần cứng của hiQ 9200 Hình 3.5: Kiến trúc phần cứng của hiQ 9200 1. Khối nhóm trung kế LTG Trong hiQ 9200, LTG không thực hiện kết nối lưu lượng. Nhiệm vụ chính của nó là thực hiện điều khiển phân tán cho việc thiết lập cuộc gọi và xử lý báo hiệu cuộc gọi nhằm giảm tải cho bộ xử lý chính CP. Chức năng xử lý báo hiệu cuộc gọi của LTG bao gồm: báo hiệu tới các node khác, các thuê bao và PBX. Nó tạo ra các bản tin báo hiệu và thực hiện tiền đánh giá các bản tin báo hiệu nhận được để chuyển tiếp tới CP. Ngoài ra nó còn thực hiện tạo ra các âm báo hiệu có thể nghe thấy được cho các thuê bao và đánh giá DTMF. Các trung kế TDM trong các tổng đài PSTN/ISDN không kết nối bằng các đường vật lý với các LTG của hiQ 9200 mà các trung kế này được kết nối tới cổng truyền thông hiG. Trong hiQ 9200, các đường “trung kế ảo” được thiết lập và điều khiển bởi các LTG. Trong hiQ 9200, các LTG kết nối với mạng chuyển mạch SN thông qua các kênh mang SDC. Tốc độ truyền dẫn trên SDC từ LTG tới SN và ngược lại là 8 Mb/s. Mỗi hệ thống ghép kênh 8 Mb/s này có 127 khe thời gian. Trong đó, mỗi khe với tốc độ 64 Kb/s dành cho thông tin báo hiệu SS7. Khe thời gian TS0 chứa các bản tin nội bộ giữa LTG, CP và SSNC. Các LTG luôn truyền và nhận thông tin thoại thông cả hai thành phần của mạng chuyển mạch SN0 và SN1. Trong đó một bộ phận luôn ở trạng thái chờ và có thể truyền và nhận lưu lượng ngay tức thời khi có sự cố xảy ra. LTG chỉ xử lý lưu lượng với bộ phận SN ở trạng thái kích hoạt. 2. Khối điều khiển hệ thống báo hiệu SSNC SSNC được sử dụng trong hiQ 9200 để điều khiển hệ thống báo hiệu số 7. Nó thực hiện việc phân phối, định tuyến các bản tin SS7 và cung cấp các chức năng của các giao thức phần truyền bản tin MTP và phần điều khiển kết nối báo hiệu. SCCP. SSNC còn có thể được sử dụng như một điểm chuyển giao báo hiệu hay một điểm kết cuối báo hiệu. Trong hiQ 9200, SSNC được kết nối với mạng quản lý thông qua giao diện V24/LAN. Các thành phần chính của SSNC bao gồm: a) Bộ xử lý chính MP Bao gồm: - Bộ xử lý MP: OAM: làm nhiệm vụ xử lý các công việc liên quan đến vận hành, quản lý và bảo dưỡng của SSNC. - Bộ xử lý MP: SLT: xử lý nhiệm vụ MTP mức 2 và mức 3 hoặc làm nhiệm vụ biên dịch tiêu đề chung GTT. - Bộ xử lý MP: SM/ MP: STATS: có chức năng quản lý báo hiệu hoặc thống kê. Trong một thời điểm chỉ có một bộ xử lý được dùng. - Bộ xử lý MP: NP: được dùng nếu SSNC phải thực hiện chức năng như một Server mang số LNP b) Card giao diện đường dây LIC Card LIC có nhiệm vụ chuyển đổi các luồng bản tin báo hiệu đến từ mạng SS7 theo phương thức truyền tải đồng bộ STM với tốc độ truyền dẫn 2 Mb/s thành luồng để đi đến mạng chuyển mạch ATM ASN theo phương thức truyền tải không đồng bộ ATM với tốc độ truyền dẫn là 207 Mb/s. Trong SSNC, ở phía nối với ASN mỗi card LIC được kết nối với bộ ghép kênh ATM bằng các đường có tốc độ 207 Mb/s. Ở mặt khác mỗi card LIC kết nối với 8 luồng PCM (2 Mb/s). Mỗi Luồng 2 Mb/s có thể chứa tối đa 31 đường báo hiệu SS7 tốc độ 64 Kb/s. Hoặc có thể coi luồng 2 Mb/s như một đường báo hiệu SS7 tốc độ cao. c) Mạng chuyển mạch ATM ASN ASN là thành phần dự phòng của hệ thống truyền tải nội bộ trong SSNC. ASN cung cấp các kết nối giữa tất cả các bộ xử lý và các thành phần trong SSNC. ASN bao gồm 2 thành phần là bộ ghép kênh/ phân kênh ATM (AMXE) và module chuyển mạch ATM. 3. Khối chuyển mạch SND Phân hệ chuyển mạch SND trong hiQ 9200 không có chức năng chuyển mạch các luồng lưu lượng, nó chỉ làm nhiệm vụ chuyển mạch, thực hiện trao đổi các bản tin nội bộ giữa các thành phần LTG, SSNC, và CP trong hiQ 9200. SN có cấu trúc kép bao gồm SN0 và SN1. Trong đó 1 SN làm nhiệm vụ dự phòng. Tất cả mọi cuộc gọi đều được kết nối đồng thời tới hai SN nhưng LTG chỉ lấy dữ liệu đầu ra SN ở trạng thái hoạt động và đưa ra luồng PCM. Nếu SN hoạt động bị lỗi, SN dự phòng sẽ chuyển sang trạng thái hoạt động. Trong hiQ 9200, SND có thể nối với tối đa là 2016 LTG. Chuyển mạch trong SN theo nguyên lý T-S-T (đổi khe thời gian, đổi luồng, đổi khe thời gian) Các chức năng chính của SND bao gồm: - Kết nối kênh người sử dụng giữa các LTG (các kết nối tạm thời) bằng việc thiết lập các kết nối tạm thời, song hướng giữa hai LTG. - Trao đổi bản tin nội bộ giữa các bộ xử lý của LTG, SSNC và CP qua kênh phân phối bản tin cố định MCH. - Kết nối trao đổi bản tin báo hiệu số 7 giữa kênh báo hiệu số 7 trên các luồng PCM nối vào LTG và SSNC - SND bao gồm 2 khối chức năng cơ bản là: SNMUX và SNMAT a) Bộ ghép kênh mạng chuyển mạch SNMUX - SNMUX được dùng để kết nối và ghép kênh/ phân kênh các kênh mạng SDC của 126 LTG. Một SND bao gồm 16 SNMUX trong SN0 và 16 SNMUX trong SN1. - SNMUX 0-0 cho tới SNMUX 0-15 cho SN 0 - SNMUX 1-0 cho tới SNMUX 1-15 cho SN 1 b) Ma trận mạng chuyển mạch SNMAT - MATM thực hiện nhiệm vụ chuyển mạch các bản tin nội bộ trong hiQ 9200. Một - SNMAT có thể kết nối tới 16 SNMUX. SNMAT có thể có tối đa là 8 module. c) OML920 OML920 là cáp quang dùng để kết nối giữa SNMUX và SNMAT. Mỗi SNMUX yêu cầu phải có 2 OML920. 4. Bộ đệm MBD MB là một trong những thành phần tác nghiệp của node mạng có chức năng chính là điều khiển các giao diện và thông tin về kết nối trên các giao diện : Các kênh bản tin từ/tới LTG kết nối thông qua các luồng SDC 8 Mb/s nối tiếp với mỗi kênh tốc độ 64 Kb/s bao gồm các bản tin cho việc thiết lập kết nối, các bản tin cho việc vận hành, bảo dưỡng cho hệ thống. MBD sẽ phân tích các nhãn định tuyến tức là thông tin về địa chỉ trong các gói bản tin báo hiệu Các kênh báo hiệu từ/tới các thành phần điều khiển SN cũng ở trong các luồng SDC. Tốc độ trên mỗi kênh báo hiệu là 64 Kb/s MDB bao gồm có 4 thành phần: a) Module MBDH: Xử lý các giao diện HDLC tới các LTG và SN. Số LTG tối đa có thể kết nối tới một MDBH là 252 và nhỏ nhất là 63. Tương đương, số MBDH tối thiểu có thể có trong MBD là 1, tối đa có thể lên tới 8. b)Module MBDA: Được kết nối với SSNC thông qua 2 đường ATM 207 Mb/s. Mỗi module có thể xử lý 24000 bản tin SS7 (ISUP - MSU) trên 1 giây. Trong hiQ 9200, có thể có tối đa 5 MBDA, tối thiểu là 1 MBDA. c) Module MBDC: Được coi như bộ phát bản tin CP, module này cũng thực hiện điều khiển MBD trong trường hợp hồi phục hệ thống và tái khởi động hệ thống hoàn thành. d) Module MBDCG: Thu các tín hiệu đồng hồ tham chiếu từ CCG và đưa nó tới module SN. Đồng thời nó cũng cung cấp cho các module MBD tín hiệu đồng hồ hệ thống MBD. 5. Bộ xử lý CP113C CP 113C là hệ thống đa xử lý cấu trúc module hoạt động theo nguyên tắc chia tải, có khả năng dự phòng cao nhờ cấu trúc kép ở những bộ phận quan trọng, sử dụng các bộ vi xử lý có tính năng cao và có dung lượng là 4 triệu BHCA. CP113 có các chức năng: - Chức năng xử lý cuộc gọi: bao gồm thực hiện thiết lập cuộc gọi, biên dịch số, phân vùng, lựa chọn tuyến thông qua khối chuyển mạch SN, tích cước, giám sát và quản lý mạng - Chức năng vận hành và bảo dưỡng: Là đầu vào và đầu ra đến các bộ nhớ nội, thông tin với các đầu cuối thực hiện chức năng vận hành và bảo dưỡng để quản lý cơ sở dữ liệu, chỉ thị cảnh báo - Chức năng giám sát: Giám sát tất cả các thành phần chức năng của hiQ 9200, dò tìm và phân tích lỗi. Các thành phần của CP113C: - Các bộ xử lý cơ bản BAP và xử lý cuộc gọi CAP - Các bộ xử lý bắc cầu ATM AMP - Các bộ điều khiển vào/ra IOC và các bộ xử lý vào/ra IOP Bộ nhớ chung CMY Hình 3.6: Các thành phần của CP113C a) Bộ xử lý BAP Bao gồm hai bộ xử lý là bộ xử lý chính BAPM và bộ xử lý dự phòng BAPS. BAPM làm thực hiện các chức năng quản lý và chức năng xử lý cuộc gọi. BAPS chỉ thực hiện xử lý cuộc gọi. Nếu BAPM bị lỗi, BAP sẽ trở thành bộ xử lý chính và kiêm luôn chức năng quản lý. b) Bộ xử cuộc gọi CAP CP113C có tất cả 10 CAP. Các CAP là các bộ xử lý chuyên dụng để thực hiện chức năng xử lý cuộc gọi. Các bộ xử lý này làm việc theo phương thức chia tải. Các CAP này cùng với BAPM và BAPS tạo ra chế độ dự phòng n+1 cho hệ thống. c) Bộ xử lý bắc cầu ATM AMP Bao gồm hai bộ AMP là AMP0 và AMP1. Các AMP đưa ra giao diện giữa các thiết bị ATM trong SSNC và CP113C. Chức năng chính của AMP là chuyển đổi giao giữa khuôn dạng ATM để đưa tới SSNC và khuôn dạng bản tin IP trong hiQ 9200. d) IOC và IOP Mỗi IOC tạo ra một giao diện chung tới bộ nhớ dùng chung CMY cho tối đa 16 bộ xử lý vào/ra IOP thông qua bus BIOC. e) Bộ nhớ dùng chung CMY Chứa cơ sở dữ liệu cho tất cả các bộ xử lý. Hệ thống bao gồm 2 CMY là CMY0 và CMY1 để đảm bảo độ sẵn sàng ở mức cao nhất. Hai CMY này có thể được truy nhập bởi tất cả các bộ xử lý, bộ điều khiển IOC, cũng như bởi IOP thông qua hệ thống bus BCMY0 và BCMY1. Trong hoạt động bình thường cả hai CMY đều thực hiện ghi, đọc dữ liệu một cách đồng thời. Tuy nhiên, khi cần 2 CMY này có thể hoạt động riêng rẽ. 3.3.3.5 Các thông số kỹ thuật của SURPASS hiQ 9200 HiQ 9200 có các thông số kỹ thuật chính như sau: 1) Các giao diện - Giao diện với mạng IP: thông qua giao diện Ethernet 10/100 bT. - Giao diện với mạng SS7 Các kênh E1/DS1 cho các đường báo hiệu 64/56 Kb/s. Các luồng ATM E1/DS1 cho các đường báo hiệu tốc độ cao 2/1.5Mb/s - Giao diện Ethernet cho báo hiệu SS7 trên nền IP - Giao diện với mạng quản lý: qua mạng X.25 và mạng Ethernet 10/100 bT 2) Hiệu năng - Khả năng xử lý cuộc gọi là 10 triệu BHCA. - Số cổng trung kế được điều khiển: 180.000 cổng - Số cuộc gọi VoIP có thể kích hoạt đồng thời: 90.000 cuộc gọi - Số đường báo hiệu SS7 có thể lên đến 1500 đường (tốc độ 56 kb/s, 64 Kb/s) - Số lượng các bản tin báo hiệu SS7 được xử lý trên 1 giây là 500.000 đơn vị bản tin báo hiệu MSU/s. - Số H.323 user có thể quản lý là 250.000 user - Số cuộc gọi H.323 song song: 90.000 cuộc gọi - Số SURPASS hiG 1000 có thể được xử lý bởi 1 hiQ 9200 là 500 HiG. 3) Độ tin cậy - Độ sẵn sàng của hệ thống: 99.999% - Thời gian dừng của hệ thống: 5.7x10 E-6 - Tỷ lệ lỗi của các Module phần cứng: <= 3%/1 năm 4) Các giao thức hỗ trợ báo hiệu. - SCCP phát hành vào tháng 7/1996 (ITU-T Q711-714) - TC phát hành tháng 7/1996 (ITU-T Q771-775) - INAP CS1, CS2, CS3. - BICC, MGCP, H.323, SCTP, M3UA. - Các giao thức điều khiển: MGCP, MEGACO, SIP - Các giao thức quản lý: SNMP 5) Chất lượng dịch vụ/mức dịch vụ - Khả năng giải phóng sớm cuộc gọi: <= 2 x 10 E-5 - Khả năng xảy ra lỗi khi giải phóng: <= 2 x 10 E-5 - Tính cước sai: <= 10 x E-4 - Lỗi định tuyến: <= 10 x E-4 3.4. Hoạt động của hiQ 9200 Softswitch Dưới đây ta chỉ xét hoạt động của hiQ 9200 trong giải pháp trung kế ảo được đưa ra cho các cuộc gọi VoIP, là giải pháp đang được ứng dụng cho dịch vụ thoại VoIP trong mạng NGN của nước ta. 3.4.1 Giải pháp trung kế ảo (VT) Giải pháp mạng SURPASS trung kế ảo cho phép chuyển đổi các luồng kênh thoại thành các luồng dữ liệu dạng gói và ngược lại, do đó đã tạo ra các đường “ trung kế ảo” qua mạng chuyển mạch gói IP. Gọi là trung kế ảo là bởi vì các đường trung kế này không tồn tại về mặt vật lý. Giải pháp trung kế ảo được sử dụng cho các cuộc gọi VoIP, Fax over IP, Modem over IP, Dữ liệu ISDN over IP Mô hình giải pháp trung kế ảo Hình 3.7: Mô hình trung kế ảo Các thành phần của mô hình bao gồm: Hệ thống chuyển mạch mềm hiQ 9200: Có chức năng điều khiển cổng truyền thông MG và cổng báo hiệu SG phục vụ cho các ứng dụng của mạng “Trung kế ảo”. Cổng truyền thông hiG 1000/1200: Có chức năng chính là chuyển đổi dữ liệu thoại thành các gói IP và ngược lại. Mạng lõi IP: truyền tải lưu lượng - HiR 200: Có chức năng truyền các bản tin thông báo. Giải pháp trung kế ảo cung cấp giải pháp đường trục VoIP ở cấp nhà cung cấp dịch vụ theo kiến trúc mở phân tán đã được chuẩn hóa. Giải pháp này cũng cho phép tách riêng các dịch vụ từ lớp truyền tải. Hiện nay, nhiều dịch vụ thoại tiên tiến được triển khai trong mạng thông minh (IN) đều sử dụng giải pháp này. Trong giải pháp này hiQ 9200 có chức năng như một điểm chuyển mạch dịch vụ (SSP). Ngoài ra, HiQ 9200 còn cung cấp chức năng như là điểm điều khiển dịch vụ (SCP). Để kích hoạt các bản tin thông báo và các bản tin thoại tương tác với người sử dụng, hiQ 9200 hướng cuộc gọi đến Server tài nguyên SURPASS HiR 200. 3.4.2 Hoạt động của hiQ 9200 trong mô hình Trung kế ảo 3.4.2.1. Hoạt động của SURPASS hiQ 9200 trong mô hình cơ bản Mô hình này đưa ra một cuộc phone-to-phone, ở đó “Trung kế ảo” được tạo ra trong mạng IP, các trung kế này do một nhà cung cấp dịch vụ quản lý. Mô hình trung kế ảo cơ bản Media Gateway hiG 1000/1200 Media Gateway hiG 1000/1200 IP Core Network MGCP MGCP SS7-ISUP SS7-ISUP Switch Switch hiQ 9200 Hình 3.8: Mô hình trung kế ảo cơ bản Trong mô hình, hiQ 9200 sử dụng giao thức điều khiển cổng truyền thông MGCP/MEGACO để điều khiển Media Gateway nhằm thiết lập các kết nối giao thức truyền tải thời gian thực (RTP) nhằm thiết lập một trung kế ảo qua mạng IP. Các bước thiết lập cuộc gọi : Giả sử hai thuê bao thực hiện cuộc gọi đều thuộc mạng PSTN .Đầu tiên, thuê bao chủ gọi quay số thuê bao bị gọi (số E.164), tín hiệu sẽ được gửi tới tổng đài nội hạt. Để thiết lập một kết nối trung kế giữa tổng đài PSTN/ISDN với hiG (I), một trung kế của tổng đài PSTN/ISDN sẽ bị chiếm, và mã nhận dạng kênh CIC của trung kế này sẽ được chuyển tới HiQ 9200 qua mạng báo hiệu SS7 trong bản tin IAM của ISUP. Mã nhận dạng kênh này sẽ được chuyển đổi từ SS7 sang MGCP bởi hiQ 9200. Bản tin này sẽ được chuyển tới đầu vào của hiG (I) qua mạng IP. - HiG (I) gửi trả địa chỉ IP của nó cho HiQ 9200 - HiQ 9200 chọn một trung kế ở phía thu cho thuê bao PSTN bị gọi thông qua bản tin SS7 ISUP theo các số được biên dịch. Sau đó, hiQ 9200 sẽ chuyển địa chỉ IP của hiG (I) cho hiG (E) - HiG (E) sẽ gửi trả địa chỉ IP của nó cho hiQ 9200 - HiQ 9200 chuyển địa chỉ IP của hiG (E) tới đầu vào hiG (I) - HiQ 9200 gửi bản tin COT để kiểm tra tính liên tục của đường truyền tới tổng đài phía thuê bao bị gọi (tổng đài B) Tổng đài B sẽ gửi tới hiQ 9200 bản tin hoàn thành địa chỉ ACM. Bản tin này sẽ được chuyển đến tổng đài PSTN/ISDN (tổng đài A) phía thuê bao gọi qua hiQ 9200 Sau đó, kênh thoại Giao thức thời gian thực (RTP) được thiết lập, hai thuê bao có thể thực hiện đàm thoại Sau khi kết thúc đàm thoại, thuê bao B sẽ gửi bản tin yêu cầu giải phóng cuộc gọi đến hiQ 9200 qua hiG (E), hiQ 9200 sẽ chuyển yêu cầu này tới thuê bao A qua hiG (I) để giải phóng cuộc gọi. Sơ đồ thiết lập cuộc gọi Hình 3.9: Sơ đồ thiết lập cuộc gọi cho mô hình trung kế ảo cơ bản 3.4.2.2. Mạng trung kế ảo với hai hiQ9200 hiQ 9200 Media Gateway hiG 1000/1200 Media Gateway hiG 1000/1200 IP Core Network MGCP MGCP SS7-ISUP SS7-ISUP Switch Switch BICC* hiQ 9200 Hình 3.10: Mô hình trung kế ảo với 2 HiQ 9200 Softswitch Các bước thực hiện cuộc gọi Để thiết lập một trung kế nối giữa tổng đài PSTN/ISDN và MG hiG (I), một trung kế của tổng đài phía thuê bao chủ gọi (tổng đài A) sẽ bị chiếm và mã nhận dạng kênh (CIC) của trung kế này sẽ được gửi tới hiQ 9200 (O) trong bản tin IAM của ISUP. HiQ 9200 (O) sẽ chuyển đổi mã nhận dạng kênh này từ SS7 sang giao thức MGCP, sau đó sẽ gửi bản tin chứa mã này tới hiG (I) HiG (I) gửi địa chỉ IP của nó tới hiQ 9200 Bản tin chứa địa chỉ này sẽ được chuyển từ hiQ 9200 (O) tới hiQ 9200 (D) thông qua giao thức BICC HiQ 9200 (D) chỉ định một trung kế ở tổng đài phía thuê bao bị gọi (tổng đài B). HiQ 9200 (D) chuyển địa chỉ IP của hiG (I) tới hiG (E). Địa chỉ IP của hiG (E) được gửi tới hiQ 9200 (O) thông qua giao thức BICC. HiQ 9200 (O) chuyển địa chỉ của hiG (E) tới hiG (I). Nếu trung kế phía thuê bao bị gọi được cấp phát thành công, tổng đài B sẽ gửi bản tin ACM để chỉ định trung kế dành riêng cho thuê bao bị gọi. Bản tin này sau đó sẽ được chuyển từ hiQ 9200 (D) tới hiQ 9200 (O). HiQ 9200 sẽ gửi tiếp bản tin này tới tổng đài A. Kênh thoại RTP được thiết lập. Hai thuê bao có thể thực hiện đàm thoại Sơ đồ thiết lập cuộc gọi: Hình 3.11: Sơ đồ thiết lập cuộc gọi cho mô hình gồm 2 hiQ 9200 3.5. Nâng cấp từ hiQ 9200 Softswitch lên hiE 9200 Softswitch 3.5.1. Giới thiệu tổng quan hiE 9200 Softswitch Nhằm nâng cao tính ưu việt và triển khai thêm nhiều loại hình dịch vụ mới cho mạng NGN theo giải pháp SURPASS của mình, đồng thời nhằm bảo toàn vốn đầu tư cho các nhà cung cấp dịch vụ đang khai thác trên hệ thống chuyển mạch kênh EWSD truyền thống, hãng Siemens đã cải tiến và nâng cao năng lực xử lý cho hiQ 9200 và tích hợp thêm hệ thống chuyển mạch EWSD để tạo thành hiE 9200 Softswitch. Như vậy, SURPASS hiE 9200 là giải pháp chuyển mạch cho mạng thế hệ sau NGN được tạo thành bởi sự kết hợp giữa hai thành phần là tổng đài chuyển mạch kênh EWSD và nâng cấp của Softswitch hiQ 9200. Sự phát triển của hiE 9200 đã góp phần làm thu hẹp khoảng cách giữa hai mạng TDM và NGN. Với cấu trúc theo dạng module, hiE 9200 có tất cả những ưu điểm và các đặc tính phong phú của tổng đài EWSD, đồng thời nó cũng mở rộng thêm những đặc tính của hệ thống chuyển mạch mềm hiQ 9200. Bằng kiến trúc đó, hiE 9200 đã cho phép đưa các dịch vụ trong mạng TDM vào trong NGN và cho phép triển khai các dịch vụ mới trong mạng NGN với năng lực xử lý cao. Và trong tương lai, hiE 9200 sẽ thay thế cho hiQ 9200 đang triển khai ứng dụng trên thực tế để trở thành bộ phận trung tâm xử lý của mạng NGN theo giải pháp SURPASS.. 3.5.2. Kiến trúc, chức năng của hiE 9200 Softswitch 3.5.2.1. Các chức năng chủ yếu của hiE 9200 HiE 9200 có tất cả các chức năng của hệ thống chuyển mạch mềm hiQ 9200 như - Xử lý báo hiệu SS7 - Thực hiện các dịch vụ - Điều khiển thuê bao - Điều khiển cổng truyền thông Media Getway Ngoài ra nó còn có thêm một số chức năng bổ sung để tạo thành tập chức năng như chức năng điều khiển kiến trúc truy nhập và chuyển mạch phân tán. Ngoài điều khiển Media Gateway, hiE 9200 còn thực hiện điều khiển các khối chuyển mạch từ xa RSU, thực hiện kết nối các trung kế thông qua mạng SS7, điều khiển các mạng truy nhập thông qua giao diện V5.2, điều khiển các khối DLU và các cổng ISDN PRI thông qua giao diện V93. Hình 3.11 mô tả các kết nối của hiE 9200 Hình 3.12 Các thành phần kết nối của hiE 9200 3.5.2.2. Kiến trúc tổng quan của hiE 9200 Phần mềm và phần cứng của SURPASS hiE 9200 được xây dựng dựa trên cấu trúc Module. Cấu trúc này bao gồm ba khối chức năng chính: a) Phân hệ TDM: thực hiện việc xử lý các cuộc gọi hoặc xử lý các phiên ở mức cao bao gồm: Khối điều khiển các đặc tính và cuộc gọi Khối điều khiển SS7 Khối OAM&P Agent b) Phân hệ IP: bao gồm khối quản lý gói PM và các giao diện IP c) Phân hệ trung tâm: bao gồm khối ma trận chuyển mạch TDM và các giao diện TDM kiến trúc tổng quan của hiE 9200 Hình 3.13: kiến trúc tổng quan của hiE 9200 3.5.3. Một số thông số kĩ thuật nổi bật của hiE 9200 - Năng lực xử lý cuộc gọi là 16 triệu BHCA (4400 cuộc gọi/giây) - Số cổng trung kế TDM/ NGN là 250.000 cổng - Số thuê bao TDM/ NGN có thể xử lý là 250.000 thuê bao - Số cuộc gọi VoIP có thể kích hoạt đồng thời: 120.000 cuộc gọi - Số bản tin SS7 có thể xử lý: 500.000 MSU/s 3.5.4. Một số dịch vụ trong mạng VNPT - Dịch vụ cho người sử dụng: + Dịch vụ điện thoại thẻ trả trước1719 (Calling Card 1719) + Dịch vụ báo cuộc gọi từ Internet (Call Waiting Internet - CWI) + Dịch vụ thoại qua trang Web (Webdial Page – WDP) - Dịch vụ cho doanh nghiệp: + Dịch vụ miễn cước ở người gọi 1800 (Free phone 1800) + Dịch vụ thông tin, giải trí, thương mại 1900 (Premium Service 1900) + Dịch vụ mạng riêng ảo (Virtual Private Network - VPN) + Dịch vụ thoại miễn phí từ trang WEB (Free Call Button - FCB) + Dịch vụ cuộc gọi thương mại miễn phí (Comercial Free Call Service - CFCS). Kết luận chương 3 Trong chương này, em tìm hiểu về tình hình triển khai mạng NGN của VNPT với hiện trạng mạng NGN của VNPT, một số khó khăn của VNPT gặp phải khi triển khai mạng NGN. Từ đó đưa ra hướng phát triển mở rộng mạng NGN của VNPT. Cũng trong chương này, có giới thiệu về mạng SURPASS và họ SURPASS HiQ của Siemens, đi sâu về hệ thống chuyển mạch mềm HiQ9200: nêu một số chức năng chính của HiQ9200, các khối chức năng chính của HiQ9200, cấu trúc phần cứng, các thông số kỹ thuật và Nâng cấp từ hiQ 9200 Softswitch lên hiE 9200 Softswitch. KẾT LUẬN Trong quá trình làm đồ án em đã thu được một số kết quả như sau: Nắm bắt sơ lược về mạng thế hệ mới NGN, đặc biệt tôi đã nắm bắt về chuyển mạch mềm bao gồm cả lý do ra đời, ưu điểm của chuyển mạch mềm, vị trí của nó trong mạng NGN, với các thành phần và các giao thức sử dụng trong chuyển mạch mềm. Bên cạnh nghiên cứu cấu trúc hệ thống chuyển mạch HiE9200 của VNPT, em cũng tìm hiểu một số dịch vụ triển khai trên mạng NGN. Tuy vây do không được thường xuyên làm việc trực tiếp trong hệ thống chuyển mạch mềm nên các thông tin của em về ứng dụng của chuyển mạch mềm còn chưa được cập nhật kịp thời.Tôi hy vọng sau này nếu có thể được làm việc trong các đơn vị hoạt động quản lý vận hành hệ thống NGN thì có thể tiếp tục phát triển đề tài sâu hơn trong tương lại. Trong quá trình làm đồ án em đã nhận được nhiều sự giúp đỡ của các thầy cô trong học viện nói chung cũng như các thầy cô trong bộ môn mạng khoa viễn thông 1 nói riêng. Em xin chân thành cám ơn toàn thể các thầy cô trong khoa viễn thông 1, trong trung tâm đào tạo bưu chính viễn thông 1. Đặc biệt em xin gửi lời cám ơn sâu sắc tới Th.S Vũ Thị Thúy Hà giáo viên trực tiếp hướng dẫn em thực hiện hoàn thành đồ án này!