TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ CHUYỂN MẠCH MỀM docx

TỔNG CÔNG TY BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG VIỆT NAM
HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG
TRUNG TÂM ĐÀO TẠO BƯU CHÍNH VIÊN THÔNG I

Bài tập lớn môn: Kỹ thuật Viễn thông.
Chuyên đề:
TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ
CHUYỂN MẠCH MỀM
Nhóm 6: - Vũ Tam Hanh
- Nguyễn Đăng Nin
- Nguyễn Duy Chính
- Lương Thị Thu Thuỷ
Lớp: HCD06CNTT
Hà nội tháng 5 năm 2007
1
LỜI NÓI ĐẦU
Trong thời gian gần đây nhu cầu sử dụng các dịch vụ viễn thông của con
người đặc biệt phát triển với nhiều loại hình khác nhau. Trong hoàn cảnh đó mạng
viễn thông thế hệ sau (NGN) đã ra đời. Mạng NGN là một mạng có tính kiến trúc
đồng nhất dựa trên nền chuyển mạch gói.
Được xây dựng trên tiêu chí mở, các giao thức chuẩn và giao diện thân thiện,
NGN đáp ứng được hầu hết các nhu cầu của nhiều đối tượng sử dụng: doanh
nghiệp, văn phòng, kết nối giữa các mạng máy tính v.v Với tính thông minh,
mạng NGN cũng tạo tiền đề cho các bước phát triển của công nghệ mạng, các dịch
vụ mới trong tương lai và là chìa khoá giải mã cho công nghệ truyền thông tương
lai, đáp ứng được đầy đủ các yêu cầu kinh doanh.
Hệ thống chuyển mạch thế hệ sau ra đời với công nghệ dựa trên chuyển
mạch mềm ( Softswitch ) sẽ dần thay thế hệ thống chuyển mạch hiện tại. Chuyển
mạch mềm là hệ thống mở hiện đại, nó sử dụng giao thức mới thích hợp. Quá trình
thực hiện chuyển mạch mềm gặp một thách thức lớn đó là việc có rất nhiều giao
thức khác nhau được đưa ra cho hệ thống. Vì thế việc lựa chọn các giao thức thích

hợp để triển khai là một vấn đề rất quan trọng.
Chuyên đề này bao gồm 4 chương:
- Chương I :Tìm hiểu về công nghệ chuyển mạch mềm.
- Chương II: Các ưu điểm của chuyển mạch mềm.
- Chương III: Các vấn đề bảo mật cho chuyển mạch mềm.
- Chương IV: Kết luận.
2
MỤC LỤC
L I NÓI UỜ ĐẦ 2
M C L CỤ Ụ 3
DANH M C HÌNH VỤ Ẽ 4
DANH M C B NG BI UỤ Ả Ể 5
T VI T T TỪ Ế Ắ 6
I. T NG QUAN V CÔNG NGH CHUY N M CH M M.Ổ Ề Ệ Ể Ạ Ề 8
1 M ng NGN và công ngh chuy n m ch m m.ạ ệ ể ạ ề 8
2 V trí c a chuy n m ch m m trong m ng NGN.ị ủ ể ạ ề ạ 11
3. Thành ph n chính c a chuy n m ch m m.ầ ủ ể ạ ề 12
II. U I M C A CHUY N M CH M M.Ư ĐỂ Ủ Ể Ạ Ề 15
1 L i ích c a chuy n m ch m m.ợ ủ ể ạ ề 15
2 So sánh chuy nm ch m m và chuy n m ch kênh truy n ể ạ ề ể ạ ề
th ng.ố 20
III. V N B O M TẤ ĐỀ Ả Ậ 23
1. Gi i thi uớ ệ 23
2. Các yêu c u b o m t.ầ ả ậ 25
3. Các v n c n b o m tấ đề ầ ả ậ 26
4. Các gi i pháp t m th iả ạ ờ 26
5. K t lu nế ậ 28
IV. T NG K TỔ Ế 28
TÀI LI U THAM KH OỆ Ả 29
3

DANH MỤC HÌNH VẼ
- Hình 1.1: Vị trí của chuyển mạch mềm trong mô hình phân lớp NGN 12
- Hình 1.2: Kết nối MGC với các thành phần khác của mạng NGN… 12
- Hình 1.3: Chức năng của MGC ……………………………………… 12
- Hình 1.4: Giao thức sử dụng giữa các thành phần…………………….
15
- Hình 2.1: Sơ đồ chức năng hệ thống chuyển mạch mềm…………… 21
- Hình 2.2: Sơ đồ chức năng hệ thống chuyển mạch kênh……………… 22
- Hình 3.1: Nguy cơ đối với server và các thành phần mạng. …………
24
- Hình 3.2: Mô hình bảo mật. …………………………………………… 27
4
DANH MỤC BẢNG BIỂU
- Bảng 1: Đặc tính của chuyển mạch. …………………………… 21
5
TỪ VIẾT TẮT
TỪ VIẾT TĂT NGHĨA TIẾNG ANH NGHĨA TIẾNG VIấT
A
AS Application Server mỏy chủ ứng dụng
B
C
D
E
FS Feature Server Mỏy chủ đa năng
G
H
IW
I
IDFT Inverse Discrete Fourier Transform
Biến đổi ngược Fourier rời rạc

IP Internet Protocol Giao thức Internet
L
LAN Local Area Network Mạng vựng cục bộ
M
MG Media Gateway Cổng phương tiện
MGC Media Gateway Controller Cổng điều khiển phương tiện
N
NGN Next Generation Network Mạng tương lai
P
PSTN Public Switch Telephone Network
Mạng điện thoại chuyển mạch công
cộng
Q
QoS Qualities of Service Chất lượng dịch vụ
S
SIP Session Initiation Protocol giao thức khởi tạo phiờn
T
TDM
6
U
V
VoIP Voice Over IP Thoại qua IP
W
X
7
I. TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ CHUYỂN MẠCH MỀM.
1 Mạng NGN và công nghệ chuyển mạch mềm.
Các khái niệm chuyển mạch và phần mềm đều đã trở nên quá quen
thuộc với chúng ta. Phải chăng bất cứ phần mềm nào thực hiện một số chức
năng chuyển mạch đều được gọi là chuyển mạch mềm? Mọi chuyện không

chỉ đơn giản như vậy, thậm chí ý nghĩa thực của khái niệm này lại là vấn đề
gây tranh cãi đối với các nhà nghiên cứu về tương lai của mạng viễn thông,
một phần cũng chính bởi sự mơ hồ của nó.
Mới được nhắc tới nhiều kể từ năm 1999, chuyển mạch mềm là một
khái niệm mang tính marketing nhiều hơn, những tranh luận nhằm đạt tới một
định nghĩa kỹ thuật thống nhất, chính xác về chuyển mạch mềm vẫn chưa đến
hồi kết. Nhưng nói vậy không có nghĩa là không thể định nghĩa được chuyển
mạch mềm. Sau đây là định nghĩa của một số nhà phát triển khác nhau:
Theo Nortel, chuyển mạch mềm là một thành tố quan trọng nhất của
mạng tương lai (NGN – Next Generation Network). Nortel định nghĩa:
chuyển mạch mềm là một phần mềm theo mô hình mở có thể thực hiện được
những chức năng thông tin phân tán trên một môi trường máy tính mở và có
những tính năng của mạng chuyển mạch thoại TDM truyền thống. Chuyển
mạch mềm có thể tích hợp thông tin thoại, số liệu và video, nó có thể phiên
dịch giao thức giữa các mạng khác nhau ví dụ như giữa mạng vô tuyến và
mạng cáp. Chuyển mạch mềm cũng cho phép triển khai các dịch vụ VOIP
mang lại lợi nhuận. Một chuyển mạch mềm kết hợp tính năng của các chuyển
mạch thoại cấp 4 và cấp 5 với các cổng VOIP, trong khi vẫn hoạt động trên
môi trường máy tính mở chuẩn. Các hệ thống máy tính kiến trúc mở sử dụng
các thành phần đã được chuẩn hoá và sử dụng rộng rãi của nhiều nhà cung
cấp khác nhau. Hệ thống máy tính có thể là một máy tính cỡ nhỏ cho tới
những server cỡ lớn như Netra của Sun Microsystem.
Theo MobileIN, chuyển mạch mềm là ý tưởng về việc tách phần cứng
mạng ra khỏi phần mềm mạng. Trong mạng chuyển mạch kênh truyền thống,
phần cứng và phần mềm không độc lập với nhau. Mạng chuyển mạch kênh
dựa trên những thiết bị chuyên dụng cho việc kết nối và được thiết kế với mục
8
đích phục vụ thông tin thoại. Những mạng dựa trên chuyển mạch gói hiệu
quả hơn thì sử dụng giao thức Internet (IP) để định tuyến thông tin thoại và số
liệu qua các con đường khác nhau và qua các thiết bị được chia sẻ.

Còn theo CopperCom, chuyển mạch mềm là tên gọi dùng cho một
phương pháp tiếp cận mới trong chuyển mạch thoại có thể giúp giải quyết
được các thiếu sót của các chuyển mạch trong tổng đài nội hạt truyền thống.
Công nghệ chuyển mạch mềm có thể làm giảm giá thành của các chuyển
mạch nội hạt, và cho ta một công cụ hữu hiệu để tạo ra sự khác biệt về dịch
vụ giữa các nhà cung cấp dịch vụ và đơn giản hoá quá trình dịch chuyển từ
mạng truyền thống sang mạng hỗ trợ thoại gói từ đầu cuối đến đầu cuối (end -
to - end) trong tương lai.
Có thể nói rằng, mỗi nhà phát triển nhìn chuyển mạch mềm theo quan
điểm khác nhau. Các nhà cung cấp nhỏ thường chỉ nhắc tới vai trò của chuyển
mạch mềm trong việc thay thế tổng đài nội hạt. Đúng là chuyển mạch mềm
thể hiện rất rõ ưu điểm của mình trong ứng dụng làm tổng đài nội hạt như
chúng ta sẽ nói đến dưới đây, nhưng không chỉ có vậy. Các nhà cung cấp lớn
hơn (như Nortel, Alcatel, Cisco ) đã đưa ra các giải pháp chuyển mạch mềm
hoàn chỉnh cho cả tổng đài nội hạt và tổng đài chuyển tiếp. Trong tài liệu về
các thế hệ thiết bị chuyển mạch mềm mới nhất của mình, hầu hết các nhà sản
xuất hiện nay đều công bố khả năng của chúng trong việc làm tổng đài
chuyển tiếp. Chúng ta sẽ lần lượt phân tích vai trò của chuyển mạch mềm
trong của hai lĩnh vực ứng dụng này.
Trước hết ta xét tới chuyển mạch mềm trong vai trò thay thế tổng đài
nội hạt. Cho tới nay, phần phức tạp nhất của một tổng đài nội hạt chính là
phần mềm điều khiển quá trình xử lý cuộc gọi. Phần mềm này phải đưa ra các
quyết định về tuyến và thực thi các chức năng xử lý cuộc gọi cho hàng trăm
loại dịch vụ khác nhau.
Hiện tại, các tổng đài chạy các phần mềm này trên các bộ xử lý được
thiết kế có quan hệ chặt chẽ với cơ cấu chuyển mạch. Trong tương lai chúng
ta muốn triển khai điện thoại nội hạt trên nền mạng thuần tuý chuyển mạch
gói, mặc dù quá trình chuyển đổi đòi hỏi chúng ta phải làm việc với một
mạng lai xử lý cả thông tin thoại kênh và gói trong nhiều năm tới.
9

Tuy nhiên, việc các tổng đài nội hạt không thể làm việc trực tiếp với
thông tin dạng gói là trở ngại chính trong quá trình chuyển đổi.
Một giải pháp cho vấn đề này, mà chúng ta có thể hình dung ra, là các
thiết bị lai có thể chuyển mạch được cả thông tin dạng kênh và dạng gói, cùng
với những phần mềm cần thiết để xử lý cuộc gọi được cài đặt trong nó. Trong
khi phương pháp tiếp cận này có thể giúp ta giải quyết vấn đề trong thời kỳ
chuyển đổi, nó vẫn không giúp được ta giảm giá thành cũng như không mang
lại khả năng tạo sự khác biệt về dịch vụ.
Trong thuật ngữ của chuyển mạch mềm, chức năng chuyển mạch ở
phần vật lý do MG (Media Gateway) đảm nhiệm, còn phần điều khiển cuộc
gọi thuộc về bộ MGC (Media Gateway Controller). Có một số lý do chính mà
dựa vào đó người ta tin rằng phân chia hai chức năng là giải pháp tốt nhất:
- Tạo cơ hội cho một số công ty nhỏ và linh hoạt vốn vẫn chỉ tập
trung vào các phần mềm xử lý cuộc gọi, phần mềm chuyển mạch
gói gây được ảnh hưởng trong ngành công nghiệp viễn thông giống
như các nhà cung cấp lớn từ trước tới nay vẫn kiểm soát thị trường.
- Cho phép có một giải pháp phần mềm chung cho xử lý cuộc gọi cài
đặt trên rất nhiều loại mạng khác nhau, bao gồm cả mạng chuyển
mạch kênh và mạng gói sử dụng các khuôn dạng gói và phương
thức truyền dẫn khác nhau.
- Là động lực cho các hệ điều hành, các môi trường máy tính chuẩn,
tiết kiệm đáng kể trong việc phát triển phát triển và ứng dụng các
phần mềm xử lý cuộc gọi.
- Cho phép các phần mềm thông minh của các nhà cung cấp dịch vụ
điều khiển từ xa các thiết bị chuyển mạch đặt tại trụ sở của khách
hàng, một yếu tố quan trọng trong việc khai thác hết tiềm năng của
mạng trong tương lai.
Ngoài ứng dụng trong tổng đài nội hạt, chuyển mạch mềm còn hướng
vào các tổng đài chuyển mạch kênh cấp cao hơn (Tandem/Transit). Giải pháp
chuyển mạch TDM hiện nay đang bộc lộ dần nhược điểm trước nhu cầu ngày

càng tăng của các dịch vụ mới, đặc biệt là các dịch vụ dữ liệu.
10
Mô hình thường thấy hiện nay là: một mạng tổng đài TDM cấp thấp
nhất (cấp 5, tổng đài nội hạt, MSC của mạng di động ) được nối với nhau
bằng một mạng lưới trung kế điểm-điểm khá phức tạp và nối tới tổng đài
chuyển tiếp cấp cao hơn . Khi một cuộc gọi diễn ra giữa hai tổng đài cấp thấp,
thông tin sẽ đi trên trung kế nối trực tiếp giữa hai tổng đài, nếu đường nối trực
tiếp đã sử dụng hết, cuộc gọi có thể được định tuyến thông qua tổng đài
chuyển tiếp. Một số cuộc gọi (ví dụ như truy nhập hộp thư thoại hay quay số
bằng giọng nói ) lại được định tuyến trực tiếp tới tổng đài chuyển tiếp để sử
dụng các tài nguyên tập trung phục vụ cho các dịch vụ cao cấp. Kiến trúc này
đã được sử dụng nhiều năm nay, và cũng đã được cải tiến rất nhiều nhằm
phục vụ các ứng dụng thoại, tuy nhiên vẫn có một số giới hạn:
- Chi phí điều hành và bảo dưỡng cao, mất thời gian, việc định lại cấu
hình và nâng cấp mạng lưới phải tiến hành liên tục nhằm để tránh bị
nghẽn mạng, hơn nữa luôn phải thiết lập mạng lớn hơn nhu cầu thực
tế cho các tổng đài chuyển tiếp. Ví dụ, khi một tổng đài nội hạt được
thêm vào mạng lưới, phải xây dựng các nhóm trung kế từ tổng đài
đó tới tổng đài chuyển tiếp và tới một số tổng đài nội hạt khác.
- Các trung kế điểm-điểm hoạt động với hiệu suất không cao vì chúng
được thiết kế để hoạt động được trong những giờ cao điểm, và
những giờ cao điểm này lại khác nhau trong các vùng của mạng (ví
dụ ở thành phố là ban ngày còn ở ngoại ô lại là buổi đêm).
- Nếu có nhiều tổng đài chuyển tiếp trong mạng, mỗi tổng đài đó lại
nối với một nhóm các tổng đài nội hạt, cuộc gọi có thể phải chuyển
qua nhiều tổng đài chuyển tiếp để đến được nơi lưu giữ tài nguyên
mạng (như trong trường hợp dịch vụ hộp thư thoại)
2 Vị trí của chuyển mạch mềm trong mạng NGN.
Do có chức năng là xử lý cuộc gọi (Call control ) nên vị trí tương ứng
của chuyển mạch mềm trong mô hình phân lớp chức năng của NGN là lớp

Điều khiển cuộc gọi và báo hiệu (Call Control and Signaling Layer). Và các
thực thể chức năng của chuyển mạch mềm là MGC-F, CA-F, IW-F, R-F, và
A-F.
11
Hình 1.1: Vị trí của chuyển mạch mềm trong mô hình phân lớp NGN
3. Thành phần chính của chuyển mạch mềm.
Thành phần chính của chuyển mạch mềm là bộ điều khiển cổng thiết bị
Media Gateway Controller (MGC). Bên cạnh đó còn có các thành phần khác
hỗ trợ hoạt động như : Signaling Gateway (SG), Media Gateway (MG),
Media Server (MS), Application Server(AS)/Feature Server(FS).
Trong đó Media Gateway là thành phần nằm trên lớp Media Layer,
Signaling Gateway là thành phần ở trên cùng lớp với MGC, Media Server và
Application Server/ Feature Server nằm trên lớp Application and Service
Layer.
Kết nối các thành phần trên được thể hiện trên hình sau:
Hình 1.2: Kết nối MGC với các thành phần khác của mạng NGN
12
Một MGC có thể quản lý nhiều MG. Hình 1.4 chỉ minh hoạ MGC quản
lý MG, MG có thể nối đến nhiều loại mạng khác nhau.
Media Gateway Controller.
MGC thường được gọi là chuyển mạch mềm hay Call Agent. Các chức
năng chính của MGC được thể hiện trong hình 1.5:
CA-F và IW-F là 2 chức năng con của MGC-F, CA-F được kích hoạt
khi MGC-F thực hiện việc điều khiển cuộc gọi. Và IW-F được kích hoạt khi
MGC-F thực hiện báo hiệu giữa các mạng báo hiệu khác nhau. Riêng thực thể
chức năng Inter-operator Manager có nhiệm vụ liên lạc, trao đổi thông tin
giữa các MGC với nhau.
Hình 1.3: Chức năng của MGC
MGC có nhiệm vụ tạo cầu nối giữa các mạng có đặc tính khác nhau
bao gồm PSTN, SS7, IP.

Các chức năng chính của MGC:
- Điều khiển cuộc gọi, duy trì trạng thái của mỗi cuộc gọi trên một
MG.
- Điều khiển và hỗ trợ hoạt động của MG, SG.
- Trao đổi các bản tin cơ bản giữa 2 MG-F.
13
- Xử lý bản tin liên quan QoS.
- Phát hoặc nhận bản tin báo hiệu.
- Định tuyến ( bao gồm bảng định tuyến, phân tích số và dịch số ).
- Tương tác với AS-F để cung cấp dịch vụ hay đặc tính cho người sử
dụng.
- Có thể quản lý các tài nguyên mạng (port, băng tần,…)
Các giao thức MGC có thể sử dụng :
- H.323, SIP (Session Initiation Protocol): giao thức khởi tạo phiên.
- MGCP, Megaco/H.248. (Media Gateway Controller Protocol): giao
thức điều khiển cổng phương tiện.
- SIGTRAN (Signalling Transport Protocol): giao thức truyền tảI báo
hiệu.
- RTP (Real Time Transport Protocol): giao thức truyền tải thời gian
thực.
- RTCP (Real Time Transport Control Protocol): giao thức điều khiển
truyền tải thời gian thực.
Các thành phần mạng của NGN liên lạc với nhau qua các giao thức
được thể hiện trong hình 1.6:
14
Hình 1.4: Giao thức sử dụng giữa các thành phần
Trong đó:
- SIGTRAN: giao thức truyền tải báo hiệu.
- SIP: giao thức khởi tạo phiên.
- MGCP, MEGACO: giao thức điều khiển cổng phương tiện.

- ENUM: E.164 Number (IETF).
- TRIP (Telephony Routing over IP): định tuyến cuộc gọi trên mạng
gói
II. ƯU ĐIỂM CỦA CHUYỂN MẠCH MỀM.
1 Lợi ích của chuyển mạch mềm.
Những cơ hội mới về doanh thu.
Công nghệ mạng và công nghệ chuyển mạch thế hệ mới cho ra đời
những dịch vụ giá trị gia tăng hoàn toàn mới, hội tụ ứng dụng thoại, số liệu và
video. Các dịch vụ mới này hứa hẹn sẽ đem lại doanh thu và lợi nhuận cao
hơn nhiều so với các dịch vụ thoại truyền thống.
15
Các nhà cung cấp dịch vụ Internet (ISP) có thể sử dụng Chuyển mạch
mềm để cung cấp nhiều dịch vụ có tính năng thoại. Cấu trúc phân tán vốn
thuộc về bản chất của chuyển mạch mềm sẽ vẫn cho phép mạng thoại phát
triển vì các nhà cung cấp vẫn có thể thêm các dịch vụ khi nào và tại đâu họ
muốn.
Thời gian tiếp cận thị trường ngắn.
Không chỉ có việc triển khai dịch vụ mới được nhanh chóng hơn, mà cả
việc cung cấp các dịch vụ sau đó hay nâng cấp dịch vụ cũng trở nên nhanh
chóng không kém, do các dịch vụ được cung cấp thông qua các phần mềm
mở. Ngày nay là thời kỳ của việc nâng cấp chỉ với một thao tác bấm nút.
Trong thế giới của điện thoại truyền thống, thời gian tiếp cận thị trường
là rất quan trọng. Những công ty mới gia nhập thị trường chỉ có thể trông
mong chiếm được 30% thị phần. Trong mạng NGN, các nhà khai thác mới
vẫn có cơ hội chiếm giữ tới 80% thị phần, tất nhiên nếu họ đủ khả năng.
Khả năng thu hút khách hàng.
Công việc kinh doanh cũng như cuộc sống của các khách hàng sẽ được
trợ giúp rất nhiều bởi mạng thế hệ sau, chính vì vậy các khách hàng đó sẽ lệ
thuộc nhiều hơn vào các nhà cung cấp dịch vụ, điều đó làm giảm bớt nguy cơ
biến động trong kinh doanh của các nhà cung cấp dịch vụ. Các nhà cung cấp

có thể sử dụng công nghệ chuyển mạch mềm để cho phép các khách hàng tự
lựa chọn và kiểm soát các dịch vụ thông tin mình sử dụng. Viễn cảnh hấp dẫn
này sẽ làm khách hàng trở nên “ trung thành ” với nhà cung cấp dịch vụ.
Giảm chi phí xây dựng mạng.
Các hệ thống chuyển mạch mềm sẽ thay thế cho các tổng đài trong
mạng chuyển mạch kênh truyền thống. Vì giải pháp mới này về căn bản ít tốn
kém hơn nhiều nên trở ngại đối với các nhà khai thác mới muốn gia nhập thị
trường không còn lớn như trước nữa. Chi phí cho các hệ thống chuyển mạch
mềm sẽ theo dạng chi phí cho phần mềm chứ không còn theo kiểu chi phí cho
các cơ cấu chuyển mạch kênh như trước nữa, và do đó đầu tư vào chuyển
mạch mềm sẽ tăng gần như tuyến tính theo số lượng khách hàng mà không
phải là một khoản đầu tư ban đầu rất lớn như trước đây.
16
Các nhà khai thác mới chỉ cần mua các tính năng mà họ thấy cần thiết,
khởi đầu với vài trăm khách hàng và thêm dần tính năng khi qui mô khách
hàng được mở rộng. Mặc dù chỉ khởi đầu với số lượng khách hàng nhỏ, các
nhà khai thác này vẫn có thể cung cấp đầy đủ các dịch vụ cho khách hàng
thông qua như các nhà khai thác lớn hơn. Đây là điểm khác biệt vì chuyển
mạch truyền thống luôn được thiết kế với tập tính năng và qui mô lớn hơn
nhiều số lượng khách hàng và nhu cầu dịch vụ thực tế.
Giảm chi phí điều hành mạng và chi phí vận hành trung bình.
Như đã nói ở trên, chuyển mạch mềm cho phép khách hàng tự lựa chọn
và kiểm soát quá trình sử dụng dịch vụ của mình, điều đó giúp giảm thiểu
công việc cho các nhà điều hành mạng. Giảm chi phí vận hành trong thời gian
dài cũng là điều hiển nhiên vì với chuyển mạch mềm sẽ không còn các tổng
đài lớn tập trung, tiêu tốn năng lượng và nhân lực điều hành, chuyển mạch giờ
đây sẽ là các máy chủ đặt phân tán trong mạng, được điều khiển bởi các giao
diện thân thiện người sử dụng (GUI).
Sử dụng băng thông một cách hiệu quả.
Trong mô hình hiện nay, hệ thống điện thoại thiết lập một kênh dành

riêng giữa người gọi và người được gọi trong một cuộc gọi bình thường.
Đường truyền này sẽ không sử dụng được cho bất kỳ một mục đích nào khác
trong suốt quá trình đàm thoại. Kỹ thuật TDM cho phép hệ thống truyền
nhiều cuộc gọi trên một đường trung kế, tuy nhiên kênh dành riêng vẫn sử
dụng tài nguyên mạng nhiều hơn mức thực tế yêu cầu, đặc biệt tại những
khoảng lặng trong quá trình đàm thoại của bất kỳ một cuộc hội thoại trên
mạng.
Quản lý mạng hiệu quả hơn.
Chuyển mạch mềm cũng cho phép các công ty quản lý mạng của mình
một cách hiệu quả hơn. Bên cạnh việc có thể giám sát và điều chỉnh hoạt
động của mạng theo thời gian thực, khả năng truy nhập từ xa giúp cho việc
nâng cấp cũng như thay đổi cấu hình mạng được thực hiện từ một trạm trung
tâm, không nhất thiết phải đến tận nơi đặt thiết bị chuyển mạch.
Cải thiện dịch vụ.
17
Khả năng nâng cấp một cách dễ dàng là một trong những nguyên nhân
làm cho chuyển mạch mềm sẽ được nhanh chóng chấp nhận trong thị trường
viễn thông. Bằng cách thêm những dịch vụ mới thông qua một máy chủ ứng
dụng riêng biệt mới (nâng cấp chuyển mạch mềm ), hay bằng cách triển khai
thêm một module của nhà cung cấp thứ 3 ( third-party vendors) các nhà khai
thác có thể cung cấp những dịch vụ mới nhanh chóng hơn và với giá thành
thấp hơn nhiều so với chuyển mạch truyền thống. Các dịch vụ giá trị gia tăng
hay các dịch vụ tích hợp giúp các nhà khai thác tạo sự khác biệt với nhau
cũng như chứng tỏ tính vượt trội của mình trong thị trường cạnh tranh.
Chuyển mạch mềm hỗ trợ nhiều tính năng giúp cho các công ty viễn thông có
một cấu hình nền tảng mạnh cho phép họ phân biệt dịch vụ cho từng khách
hàng đơn lẻ.
Tiết kiệm không gian đặt thiết bị.
Chuyển mạch mềm cho phép các ứng dụng được chạy tại bất cứ khu
vực nào trong mạng. Các ứng dụng và tài nguyên có nhiệm vụ cung cấp các

dịch vụ và tính năng mới không nhất thiết phải đặt tại cùng một nơi trong
mạng.
Các nhà khai thác có thể sử dụng diện tích của mình một cách hiệu quả
hơn vì NGN vốn bản chất là mạng phân tán, hơn nữa các thành phần cấu
thành nên mạng thế hệ sau cũng có kích thước nhỏ hơn so với các chuyển
mạch truyền thống.
Đặt các máy chủ ở nhiều nơi trong mạng, đồng nghĩa với việc sẽ không
còn những điểm “ nút ” lưu lượng mạng, cũng sẽ làm mạng trở nên đáng tin
cậy hơn.
Môi trường tạo lập dịch vụ mềm dẻo.
Môi trường tạo lập dịch vụ linh hoạt hơn cho phép các nhà khai thác
triển khai các dịch vụ mới mà không vấp phải những trở ngại của việc nâng
cấp phần cứng (nói chung là giá thành cao) và các chi phí kèm theo khác như
về nhân công, chuyên chở
An toàn đối với vốn đầu tư.
18
Mạng NGN hoạt động song song với hạ tầng mạng sẵn có, vì vậy các
nhà khai thác vẫn thu hồi được vốn đã đầu tư vào thiết bị mạng truyền thống,
cùng lúc đó vẫn triển khai được những dịch vụ mới hoạt động tốt trên môi
trường mạng có kiến trúc phức tạp, không đồng nhất.
Chuyển mạch mềm phát triển các cơ sở dữ liệu mạng đã có, cho phép
các dịch vụ mới tương tác với cơ sở dữ liệu được kế thừa. Chức năng phiên
dịch giao thức đảm bảo cho tính tương thích giữa những hệ thống báo hiệu
khác nhau như SS7, H.248/Megaco, IP, SIP, H.323, Q.931 v.v và giữa các
mạng riêng biệt như giữa hệ thống vô tuyến và hệ thống mạng cáp.
Điều đáng nói là chuyển mạch mềm hoạt động một cách “ trong suốt ”
đối với người sử dụng, cho phép họ hưởng thụ chất lượng dịch vụ của thông
tin thoại, số liệu, video qua đường dây điện thoại vốn có của mình ( cùng với
một chiếc PC ) mà chẳng cần quan tâm tới kiến trúc hạ tầng mạng. Các hệ
thống Chuyển mạch mềm tích hợp được với các thành phần mạng khác nhằm

cung cấp các dịch vụ phức tạp, cao cấp cho phép điều khiển cuộc gọi đa giao
thức và hỗ trợ các ứng dụng đa phương tiện. Người sử dụng hoàn toàn không
biết bằng cách nào cuộc gọi của mình đến được đích hay làm thế nào các dịch
vụ đó tới được bàn làm việc của mình, bởi vì họ vẫn sử dụng những giao diện
quen thuộc, ví dụ là chiếc điện thoại với những phím bấm quen thuộc phục vụ
cho đàm thoại, fax hay những dịch vụ thoại khác.
Bên cạnh việc lặp lại các chức năng của điện thoại truyền thống trên
một mạng IP chi phí thấp hơn nhiều, chuyển mạch mềm cho phép các nhà
cung cấp xác lập, triển khai và điều hành các dịch vụ mới, tính toán mức độ
sử dụng các dịch vụ đó để tính cước khách hàng trong cả hai hệ thống trả sau
hay trả trước. Bằng cách sử dụng các giao diện lập trình mở (API) trong
Chuyển mạch mềm, các nhà phát triển có thể tích hợp dịch vụ mới hay thêm
các Server mới dễ dàng. Chuyển mạch mềm nói chung gồm có một số những
ứng dụng và dịch vụ cơ bản sau:
- Trung tâm cuộc gọi ảo.
- Nhắn tin hợp nhất.
- IP Centrex.
19
- Hỗ trợ đa phương tiện.
- Tương tác với PSTN.
- Thẻ gọi trả trước.
- Tính cước.
- Cuộc gọi khẩn cấp.
2 So sánh chuyểnmạch mềm và chuyển mạch kênh truyền thống.
Việc so sánh sẽ dựa vào những tiêu chí sau: đặc tính của chuyển mạch
(về phần cứng và phần mềm), cấu trúc chuyển mạch (Các thành phần cơ bản
và sự liên hệ giữa chúng), và cách thực hiện cuộc gọi.
Đặc tính chuyển mạch Chuyển mạch mềm Tổng đài PSTN
Phương pháp chuyển mạch Phần mềm Điện tử
Kiến trúc

Phân tán, theo các chuẩn
mở, có tính module.
Riêng biệt của từng
nhà sản xuất
Khả năng tích hợp với ứng
dụng của nhà cung cấp khác
Dễ dàng Khó khăn
Khả năng thay đổi mềm dẻo Có Khó khăn
Giá thành
Rẻ, khoảng bằng một
nửa tổng đài điện tử
Đắt
Khả năng nâng cấp Rất cao
Rất tốt, tuy có hạn
chế hơn
Giá thành của cấu hình cơ bản
Thấp, giá thành thay đổi
gần như tuyến tính theo
số lượng thuê bao. Cấu
hình cơ bản có thể sử
dụng cho mạng doanh
nghiệp
Rất cao, tổng đài
PSTN không thích
hợp cho mạng doanh
nghiệp.
Truyền thông đa phương tiện Có Rất hạn chế
Hội nghị truyền hình Tốt hơn Có
20
Lưu lượng

Thoại, fax,
dữ liệu, video
Chủ yếu là thoại và
fax
Thiết kế cho độ dài cuộc gọi Không hạn chế Ngắn (chỉ vài phút)
Bảng 1: Đặc tính của chuyển mạch.
Hai hệ thống chuyển mạch này đều gồm 3 khối: phần cứng, phần mềm
điều khiển cuộc gọi và phần mềm các dịch vụ ứng dụng.
Tuy nhiên trong hệ thống chuyển mạch truyền thống, phần cứng
chuyển mạch luôn đi kèm với phần mềm điều khiển cuộc gọi và phần mềm
ứng dụng của cùng một nhà cung cấp. Khắc phục điều này, chuyển mạch mề
đưa ra giao diện lập trình ứng dụng mở, có khả năng tương thích phần mềm
điều khiển và phần cứng của các nhà cung cấp khác nhau. Chuyển mạch mềm
được xây dựng trên cơ sở công nghệ mạng IP, xử lý thông tin một cách trong
suốt, cho phép đáp ứng nhiều loại lưu lượng khác nhau. Được xây dựng theo
cấu hình phân tán, tách các chức năng điều khiển cuộc gọi và ứng dụng của hệ
thống ra khỏi chức năng chuyển mạch làm cho nhiệm vụ chuyển mạch trở nên
đơn giản hơn và do đó năng lực xử lý mạch mẽ hơn, linh hoạt và hiệu quả
hơn.
Cấu trúc chuyển mạch
Cấu trúc chuyển mạch mềm:
Hình 2.1: Sơ đồ chức năng hệ thống chuyển mạch mềm
21
Cấu trúc chuyển mạch kênh:
Hình 2.2: Sơ đồ chức năng hệ thống chuyển mạch kênh
Các hình 1.7 và hình 1.8 minh hoạ sơ đồ khối chức năng của tổng đài
chuyển mạch kênh truyền thống và tổng đài chuyển mạch mềm.
Ta thấy rằng, cả 2 dạng chuyển mạch đều sử dụng phương pháp ghép
kênh trước khi thực sự chuyển mạch.
Quá trình thực hiện chuyển mạch.

Quá trình thực hiện một cuộc gọi gồm những giai đoạn sau :
1. Thuê bao gọi CR (Caller) nhấc máy.
2. Tổng đài gọi CRX (Calling Switch) gửi dial tone cho CR để mời
quay số.
3. CR nhấn số.
4. CRX nhận số và xác định tuyến.
22
5. Tổng đài bị gọi CEX (called switch): nhận biết bản tin rung chuông,
xem tình trạng thuê bao, và cấp tín hiệu chuông nếu thuê bao rỗi, đồng thời
thông báo cho CRX trạng thái cũ của CE.
6. 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 dập máy, cuộc gọi kết thúc.
10.CRX và CEX ngừng tính cước, bản tin cuộc gọi kết thúc được trao
đổi.
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.
III. VẤN ĐỀ BẢO MẬT
1. Giới thiệu
Khả năng bảo mật của một mạng viễn thông là một trong những yếu tố
hàng đầu quyết định chất lượng cũng như tính khả dụng của mạng viễn thông
đó. Nhiều hướng dẫn khác nhau của liên minh Châu âu EU đã được đưa ra để
bảo vệ dữ liệu và tính riêng tư của người sử dụng, trong đó bao gồm cả bảo vệ
thông tin trong mạng công cộng. Viện tiêu chuẩn Châu âu (ETSI) đã thành lập
một ban cố vấn về vấn đề bảo mật, và ban này phục vụee cho các nhà vận
hành mạng công cộng. Trong tương lai, các yêu cầu về bảomật không chỉ đặt
ra với các nhà vận hành mạng viễn thông mà còn cho từng quốc gia riêng biệt.
Đặc biệt, các vấn đề bảo mật trong mạng NGN là một vấn đề quan trọng cần

được chú ý.
Có nhiều thành phần yêu cầu về bảo mật ở mức độ cao trong mạng
NGN:
� Khách hàng/ thuê bao cần phải có tính riêng tư trong mạng và các dịch vụ
được cung cấp, bao gồm cả việc tính cước. Thêm vào đó, họ yêu cầu dịch vụ
phải có tính sẵn sàng cao, cạnh tranh lành mạnh và bảo đảm sự riêng tư của
họ.
� Các nhà vận hành mạng, các nhà cung cấp dịch vụ, các nhà cung cấp truy
nhập đều cần phải bảo mật để bảo vệ hoạt động , vận hành và kinh doanh của
họ, đồng thời có thể giúp họ phục vụ tốt khách hàng cũng như cộng đồng.
23
� Các quốc gia khác nhau yêu cầu và đòi hỏi tính bảo mật bằng cách đưa ra
các hướng dẫn và tạo ra các bộ luật để đảm bảo tính sẵn sàng của dịch vụ,
cạnh tranh lành mạnh và tính riêng tư.
� Sự gia tăng rủi ro do sự thay đổi trong toàn bộ các quy định và các môi
trường kỹ thuật càng nhấn mạnh sự cần thiết ngày càng gia tăng về tính bảo
mật trong mạng thế hệ mới NGN.
Ngày nay các “tội phạm” trong lĩnh vực máy tính đang tăng nhanh. Các tin
tặc này không chỉ dừng lại ở mạng Internet, chúng tấn công cả những chuyển
mạch công cộng. Các hacker thường thu được những thông tin cần thiết qua
một cổng truy nhập không được bảo vệ, và nhà cung cấp dịch vụ phải trả giá
cho những dịch vụ vô nghĩa. Một ví dụ khác liên quan đến các chuyển mạch
bảo vệ là sự lạm dụng của dịch vụ thoại miễn phí (freephone).
Hình sau đây mô tả một số nguy hiểm đối với một thành phần mạng/dịch vụ.
Mặc dù hầu hết khách hàng đều đáng tin cậy, tuy nhiên thật sai lầm khi đặt
niềm tin vào tất cả khách hàng. Thông thường, một tội phạm thường được hỗ
trợ từ một trong những khách hàng.
Hình 3.1: Nguy cơ đối với server và các thành phần mạng
Tính riêng tư cũng trở nên quan trọng. Sự cần thiết của riêng tư đã được trình
bày trong các bộ luật của các quốc gia và các hướng dẫn trong phạm vi toàn

quốc về riêng tư và bảo mật.
Các tiến bộ về công nghệ cũng liên quan đến vấn đề bảo mật. Trong thời gian
gần đây, người ta hi vọng rằng các giao diện và giao thức được sử dụng trong
các thiết bị viễn thông không thể dễ dàng giải mã và lợi dụng.
24
Các giao diện và giao thức này không được phố biến rộng rãi bên ngoài,
ngoại trừ các nhà cung cấp thiết bị hay các tổ chức viễn thông. Tuy nhiên tình
hình hiện nay đã thay đổi. Các hệ thống mở vẫn còn các giao diện phức tạp,
nhưng như đã định nghĩa, nó được trang bị và nhiều khách hàng tìm hiểu. Để
đảm bảo tính bảo mật của các hệ thống này, công nghệ phải trở nên có chi phí
thấp và dễ dàng đạt được. Ví dụ, nhiều giao thức xử lý cho các PC sẵn sàng
miễn phí cho các phần mềm công cộng. Do đó, nhiệm vụ chống hacker trở
nên dễ dàng hơn.Một số dịch vụ cũng yêu cầu tính bảo mật cao hơn. Các dịch
vụ này không giới hạn trong các khu vực xác định như trước đây, do đó nó
chịu nhiều nguy hiểm hơn. Do đó sự bảo mật tốt hơn là thực sự cần thiết do
các lý do kinh tế hay riêng tư. Ví dụ về các dịch vụ này là dịch vụ thoại chất
lượng cao, video hội nghị và các dịch vụ đa phương tiện khác. Các khách
hàng này chỉ đời truy nhập vào dữ liệu của họ, và tối thiểu có thể cung cấp
thêm cho họ chức năng truy nhập vào hệ thống quản lý.
2. Các yêu cầu bảo mật.
Một nhà cung cấp mạng hay dịch vụ sẽ quyết định giới hạn thực hiện bảo mật
dựa vào kết quả của phân tích nguy cơ và đánh giá rủi ro. Sau đó nhà cung
cấp sẽ tạo ra một “chiến lược bảo mật”. Hình sau mô tả sự tương tác của các
khối liên quan đến bảo mật.
Hình 3.2: Mô hình bảo mật.
Phân tích nguy cơ và đánh giá rủi ro trên nguyên tắc chỉ có thể thực hiện
trong một trường hợp cụ thể. Phạm vi bảo mật có thể tùy thuộc vào các hoạt
động khác nhau. Do đó thách thức đặt ra cho các nhà cung cấp thiết bị là xác
định một chính sách chung cho phần lớn các khách hàng và khách hàng có thể
tạo ra cách bảo mật của mình trong một số tùy chọn sẵn có.Việc xác định

chính xác các yêu cầu bảo mật của mạng tương đối khó khăn. Sau đây là một
ví dụ cụ thể về các yêu cầu của bảo mật.
25