NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP HỘI TỤ MẠNG DI ĐỘNG CỐ ĐỊNH VÀ ỨNG DỤNG CHO MẠNG VIỄN THÔNG CỦA VNPT

1

LỜI NĨI ĐẦU
Mạng viễn thơng Việt nam đã và đang trên đà phát triển. Một thách thức hiện
nay đối với các doanh nghiệp viễn thơng nói chung cũng như VNPT nói riêng là xu
hướng sụt giảm doanh thu dịch vụ thoại truyền thống, và sự bùng phát nhanh chóng
nhu cầu dịch vụ di động cũng như các dịch vụ đa phương tiện. Dịch vụ thoại truyền
thống sẽ được thay thế bởi dịch vụ thoại VoIP, kết hợp với hình ảnh, hội thảo truyền
hình chất lượng cao đảm bảo đáp ứng nhu cầu khách hàng. Để có thể cung cấp đa
dạng dịch vụ, VNPT xác định mục tiêu xây dựng kiến trúc mạng NGN mới cho phép
khách hàng truy nhập dịch vụ linh hoạt, mọi nơi, mọi thời điểm không hạn chế bởi hệ
thống mạng truy nhập với chất lượng dịch vụ bảo đảm. Nhiều dịch vụ giá trị gia tăng
được phát triển trên nền mạng di động. Tuy nhiên nói chung, dịch vụ của mạng cố
định và di động vẫn phát triển riêng rẽ, thuê bao của mạng cố định không sử dụng
được dịch vụ cho thuê bao di động. Trong khi đó, mạng cố định đã tương đối bão
hồ, việc sử dụng dịch vụ VoIP vẫn còn hạn chế. Để tăng nguồn thu cho nhà cung
cấp mạng cố định cũng như bổ sung dịch vụ có sẵn trên mạng cố định cho các thuê
bao di động, hội tụ cố định – di động là một định hướng quan trọng. Hội tụ cố định –
di động giúp các nhà cung cấp dịch vụ giảm việc nhảy mạng, giảm thiểu chi phí vận
hành và đầu tư nhờ vào việc cung cấp các dịch vụ kết nối giá trị gia tăng, cho phép
người sử dụng “chuyển vùng” giữa mạng cố định và mạng di động một cách thuận
tiện. Vì vậy các nhà vận hành mạng cũng như các nhà cung cấp dịch vụ đều quan tâm
đến việc nghiên cứu giải pháp này.
Mục tiêu nghiên cứu của luận văn là: dựa vào các xu hướng viễn thơng cũng
như các chuẩn hố liên quan trên thế giới, dựa vào việc phân tích hiện trạng mạng
viễn thông cũng như dịch vụ của VNPT, nghiên cứu các mơ hình hội tụ cố định – di
động, các giải pháp hội tụ đã được các tổ chức viễn thơng có uy tín và kinh nghiệm
trên thế giới đưa ra để từ đó đề xuất hướng ứng dụng cho mạng viễn thông của
VNPT.

2

Do đặc thù tổ chức điều hành sản xuất kinh doanh của VNPT (mạng cố định và
di động là do các đơn vị khác nhau vận hành và khai thác) nên việc xây dựng phương
án phát triển cho đồng thời cả hai mạng sẽ khó khăn. Thay vào đó, luận văn đưa ra
phương án phát triển mạng cố định và di động tương đối độc lập với nhau, giúp đơn
vị vận hành, khai thác có thể chủ động trong việc phát triển mạng lưới, nhưng vẫn
hướng tới mục tiêu là mạng cố định và di động sẽ hoạt động liên thơng hỗ trợ việc
cung cấp dịch vụ tích hợp cho thuê bao của cả hai mạng. Khi đó, mạng của VNPT sẽ
là một mạng hội tụ.
Bố cục của luận văn gồm 5 phần chính:


Chương I - Tổng quan về sự hội tụ của các mạng viễn thông: nêu xu
hướng phát triển mạng và dịch vụ viễn thơng nói chung cũng nhữu
hướng hội tụ các mạng viễn thơng hiện nay, tình hình chuẩn hố liên
quan đến hội tụ mạng trên thế giới.



Chương II – Các công nghệ trong mạng hội tụ: chương này giới thiệu
các nghiên cứu tổng quát về kiến trúc mạng lõi IMS và các vấn đề
chính liên quan đến mạng hội tụ



Chương III - Nghiên cứu các giải pháp sử dụng tiềm năng mạng cố định
và mạng di động.



Chương IV: Xây dựng phương án tích hợp cố định - di động và đề xuất
ứng dụng cho VNPT: Nội dung chính lựa chọn tóm tắt các kịch bản do
ITU-T đưa ra về tiến trình đi lên NGN- IMS và đề xuất phương án, lộ
trình triển khai ứng dụng cho VNPT.



Chương IV: Kết luận, khuyến nghị: đề xuất khuyến nghị áp dụng cho
mạng lưới của VNPT .


3

CHƯƠNG I
TỔNG QUAN VỀ SỰ HỘI TỤ CÁC MẠNG VIỄN THÔNG
I.1. Xu hướng phát triển mạng và dịch vụ viễn thông
Xu thế phát triển của mạng và dịch vụ viễn thông hiện nay là xu thế chuyển từ
các dịch vụ băng hẹp truyền thống sang các dịch vụ băng rộng đa phương tiện, từ việc
phát triển một mạng riêng cho mỗi dịch vụ (mơ hình phát triển dịch vụ theo phương
thẳng đứng) sang xây dựng mạng có khả năng cung cấp rất nhiều loại dịch vụ (mơ
hình phát triển dịch vụ theo phương nằm ngang), khả năng cung cấp dịch vụ đồng
thời cho cả thuê bao cố định và thuê bao di động (hội tụ dịch vụ), khả năng điều
khiển mạng cố định và mạng cố định dựa trên một kiến trúc điều khiển duy nhất (hội
tụ mạng), khả năng truy nhập mạng cố định và di động từ một thiết bị cầm tay (hội tụ
thiết bị).
Cạnh tranh trong lĩnh vực dịch vụ thoại ngày một khốc liệt đối với cả mạng di
động và cố định. Để tiếp tục đứng vững và phát triển, các nhà khai thác mạng truyền
thống và các đối thủ mới sẽ phải nhắm sang nhóm thị trường mới, cung cấp các gói
dịch vụ mới từ các dịch vụ mà trước đây được cung cấp riêng rẽ bởi nhiều nhà cung

cấp dịch vụ khác nhau. Các nhà khai thác mạng di động đang nỗ lực cung cấp thêm
các dịch vụ giá trị gia tăng nhằm tăng tính cạnh tranh với dịch vụ của mạng cố định.
Các nhà khai thác khác thì tập trung vào các dịch vụ tích hợp cho thị trường doanh
nghiệp. Các nhà khai thác mạng cố định lại tìm kiếm phương thức bổ sung tính năng
di động vào mạng băng rộng. Họ có thể tích hợp điểm truy nhập băng rộng trong các
khu nhà cao tầng bằng WLAN sử dụng các băng tần không cần giấy phép. Các nhà
khai thác mạng cố định băng rộng cũng cung cấp các dịch vụ triple-play nhằm tận
dụng tối đa lợi thế về băng thơng của mình. Ngồi ra, họ cịn bán lại băng thơng cho
các nhà khai thác mạng khác. Các nhà khai thác mạng di động và cố định tận dụng
tiềm lực của mình thơng qua các gói dịch vụ giá trị gia tăng. Họ có thể hợp nhất
mạng để giảm chi phí và nhắm vào các thị trường như đã đề cập ở trên. Các nhà khai
thác truyền hình cáp cũng đang cố gắng xâm nhập thị trường băng rộng và thoại.
Nhiều khả năng là họ cũng sẽ áp dụng chiến lược di động như các nhà khai thác mạng
cố định và tập trung vào lĩnh vực dịch vụ giải trí. Các nhà cung cấp dịch vụ VoIP cố


4

gắng chiếm thị phần nhằm thu hồi và tạo lãi từ các khoản đầu từ vào chi phí thuê
đường kết nối. Nói chung, rất khó có thể xác định một lộ trình phát triển duy nhất cho
từng loại nhà khai thác do họ phải cân nhắc nhiều thứ khác bên cạnh các hoạt động
kinh doanh hiện thời trong khi xây dựng chiến lược phát triển của mình. Tuy nhiên,
rõ ràng là việc hội tụ có ảnh hưởng quan trọng tới mọi nhà khai thác.
Như đã nói ở trên, trong mơi trường kinh doanh hiện nay, các nhà khai thác phải
tìm cách mở rộng kinh doanh và giảm chi phí dài hạn. Điều này có nghĩa là cần tìm
cách tích hợp dịch vụ một cách hợp lý nhằm giảm việc nhảy mạng và chi phí liên
quan. Nhà khai thác cũng phải phản ứng nhanh nhạy với thị trường và thích nghi
nhanh với mơi trường kinh doanh cũng như có các chương trình marketing để tạo đà
cho tăng trưởng và giảm chí phí. Trong điều kiện đó, một mơi trường dịch vụ cho
phép triển khai các gói dịch vụ tích hợp một cách nhanh chóng là một điều khơng thể

thiếu để đi đến thành công.
Xu thế sử dụng công nghệ IP trong mọi lĩnh vực của viễn thông đã tương đối rõ
ràng. Một mạng IP chung cung cấp các tính năng chung và do đó giảm chi phí kế
hoạch và vận hành. Khả năng cắt giảm chi phí cho nhà khai thác cũng là một trong
những động lực thúc đẩy việc hội tụ mạng. Ngoài ra, khi cấu trúc nền tảng mạng đã
được chuẩn hoá, các dịch vụ mới dành riêng cho một phân đoạn thị trường nào đó sẽ
được phát triển và triển khai một cách dễ dàng và hiệu quả hơn.

I.2. Xu hướng hội tụ các mạng viễn thông
Sự phát triển nhanh chóng của Internet - mạng thơng tin tồn cầu, đã làm thay
đổi toàn bộ cuộc sống cũng như mọi lĩnh vực trên thế giới. Internet chính là một hệ
thống phân phối thông tin được tao ra do sự hội tụ của cơng nghệ máy tính và cơng
nghệ viễn thơng. Từ năm 1995, cơng nghệ viễn thơng đã có sự phát triển nhanh hơn
so với sự phát triển của cơng nghệ máy tính. Sự phát triển này đã đẩy nhanh sự hội tụ
của truyền thơng và máy tính. Hiện tượng hội tụ này không chỉ hạn chế trong lĩnh vực
viễn thông. Tất cả các dịch vụ và các nền cơng nghiệp cũng bắt đầu theo xu hướng
hội tụ, thí dụ như các dịch vụ tài chính và các dịch vụ viễn thơng, các dịch vụ phát
thanh, truyền hình và các dịch vụ viễn thơng,.... Nhu cầu hội tụ đó là những động lực
quan trọng thúc đẩy sự phát triển hội tụ các mạng viễn thông trong giai đoạn tới.


5

Sự hội tụ các mạng viễn thông được thực hiện trên các mặt cơ bản sau:
-

Hội tụ về dịch vụ,

-

Hội tụ về thiết bị đầu cuối,

-

Hội tụ về cung cấp,

-

Hội tụ về hạ tầng cơ sở mạng.

I.2.1. Hội tụ về dịch vụ
Khía cạnh hội tụ đầu tiên được thấy trong sự xuất hiện các dịch vụ trung gian
liên kết giữa viễn thông và quảng bá. Truyền thông 1-1 là một thuộc tính cơ bản của
cơng nghệ viễn thơng, nhưng hiện nay giao thức Internet cho phép sử dụng mạng
viễn thông để phân phát thông tin tới nhiều người, chẳng hạn như trình bày lại các nội
dung trên Internet qua các phương tiện của công nghệ streaming. Việc kết hợp
Internet và cơng nghệ viễn thơng sẽ nhận thấy thơng tin có bản chất cơng cộng mà
nhờ đó âm thanh thoại và các hình ảnh động được phát đi tới nhiều người nhận. Các
kiểu phân phát thông tin dạng 1-n đã sẵn có trên mạng thơng tin bao gồm các bảng
thơng báo điện tử, email, truyền fax, các hệ thống hội nghị truyền hình từ xa và các
trang chủ (homepage). Mặt khác, trong công nghiệp quảng bá dựa trên truyền thông
đại chúng thì BS (broadcasting satellite - vệ tinh quảng bá) và CS (communications
satellite - vệ tinh viễn thông) cũng cho phép đưa vào các dịch vụ mới với bản chất
riêng. Các dịch vụ trung gian này có các đặc điểm của cả viễn thông và quảng bá hy
vọng sẽ được mở rộng trong tương lai.
I.2.2. Hội tụ về thiết bị đầu cuối
Khía cạnh thứ hai là sự hội tụ thiết bị đầu cuối, tức là các thiết bị đầu cuối hay
ứng dụng công nghệ thông tin được triển khai để sử dụng cho cả viễn thông và quảng
bá. Gần đây, các PC có gắn kèm chức năng thu tín hiệu TV đã xuất hiện trên thị
trường. Cùng với các thiết bị đầu cuối này, con người không chỉ xem được các sóng

tín hiệu quảng bá mặt đất mà cịn ghi lại và biên dịch các chương trình. Một website
Inetrnet của Hàn quốc đã cho phép truy nhập theo yêu cầu tới các chương trình phát
sóng quảng bá mặt đất và được rất nhiều người ưa chuộng. Các nhà sản xuất sản
phẩm điện dân dụng cũng đang tham gia vào thị trường với hộp set-top box cho phép


6

truy nhập Internet thông qua TV. Các xu hướng này đã chứng minh sự phát triển tích
cực cho việc hội tụ thiết bị đầu cuối, cung cấp cả dịch vụ viễn thông lẫn dịch vụ
quảng bá trên một thiết bị đầu cuối.
I.2.3. Hội tụ về cung cấp dịch vụ
Khía cạnh hội tụ thứ ba là việc cung cấp dịch vụ trong đó chỉ một nhà cung cấp
khai thác cả dịch vụ viễn thông lẫn quảng bá. Trong những năm gần đây, các vấn đề
về điều tiết và quản lý đã làm cho các nhà khai thác viễn thông lẫn quảng bá đang
bước gần lại với nhau. Một lý do là các nhà khai thác viễn thông thiếu kiến thức về
các sản phẩm nội dung trong khi nhà khai thác quảng bá lại biết ít về lĩnh vực thơng
tin. Việc tách biệt về cung cấp dịch vụ đang dần được thay đổi trên thế giới trong
những năm qua, nhà cung cấp vệ tinh viễn thông của Nhật JSAT đã cung cấp dịch vụ
quảng bá CS cũng như dịch vụ vệ tinh viễn thơng quốc tế. Hơn nữa, nhà cung cấp
truyền hình cáp CATV cũng đang tham gia vào lĩnh vực thông tin điện tử và cung cấp
dịch vụ Internet. Chính vì vậy, khi sự hội tụ phát triển, các khác biệt giữa băng tần
quảng bá và băng tần viễn thông, hay khái niệm truyền thông hữu tuyến và quảng bá
vô tuyến đã lỗi thời.
I.2.4. Hội tụ về hạ tầng cơ sở mạng
Hội tụ hạ tầng cơ sở mạng là một khái niệm tương đối mở, có nghĩa là tạo ra
một mạng thống nhất có thể cung cấp các dịch vụ đa phương tiện.
Với khái niệm như vậy, người ta đưa ra kiến trúc của mạng hội tụ mục tiêu như
trên hình I.1 và thoả mãn các yêu cầu sau:
-

Sử dụng một cơ sở hạ tầng truyền tải chung dựa trên công nghệ IP.

-

Có kiến trúc báo hiệu IP chung cho các dịch vụ đa phương tiện có yêu cầu
báo hiệu (các dịch vụ truyền số liệu sẽ không cần báo hiệu IP).

-

Mơi trường kiến tạo dịch vụ mở, có giao diện chuẩn mở với phần báo hiệu
IP, cho phép triển khai dịch vụ của nhà khai thác cũng như của bên thứ 3.

-

Cho phép truy nhập mạng bằng nhiều công nghệ truy nhập khác nhau (như
xDSL, WLAN, 3G,...).


7

Dịch vụ

Báo hiệu IP

Truyền tải IP
Cố định

Di động
Khơng dây

Hình I.1: Kiến trúc mạng hội tụ mục tiêu

I.3. Tình hình tiêu chuẩn hố và thương mại hố
Thơng qua các hoạt động chuẩn hoá cũng như sự quan tâm đặc biệt của các nhà
cung cấp thiết bị, cung cấp giải pháp mạng, có thể thấy rằng xu thế hội tụ cố định – di
động là một xu thế tất yếu, có ý nghĩa sống cịn với các nhà khai thác mạng viễn
thơng.
Hiện có 3 tổ chức đang hoạt động rất tích cực trong việc xây dựng một kiến trúc
mạng IP thích hợp cho việc hội tụ cố định – di động là 3GPP, 3GPP2 và ETSITISPAN. Tổ chức 3GPP là liên minh được thành lập năm 1998 nhằm xây dựng một
tiêu chuẩn quốc tế cho mạng không dây 3G. Tiêu chuẩn của 3GPP bao gồm chuẩn
GSM (GPRS và EDGE) và 3G. Tổ chức 3GPP2 cũng là một hiệp hội quốc tế xây
dựng chuẩn mạng không dây 3G, tập trung vào công nghệ CDMA. TISPAN (The
Telecoms & Internet converged Services & Protocols for Advanced Networks) là
nhóm tiêu chuẩn của ETSI, tập trung vào phần hội tụ mạng cố định và Internet.
Kiến trúc mạng IP cần thiết cho hội tụ cố định – di động đều dựa trên kiến trúc
IMS của3GPP. Vị trí của IMS trong kiến trúc NGN của ETSI (tổng quan hơn kiến
trúc mạng của 3GPP) được thể hiện trong Hình I-2. Về cơ bản, kiến trúc mạng NGN
cũng gồm các lớp tương tự như kiến trúc mạng NGN của ITU-T hay MSF. Trong
kiến trúc này, phân hệ đa dịch vụ IP (IMS – IP Multimedia Subsystem) nằm giữa và


8

liên kết các lớp truyền tải và lớp dịch vụ, tương ứng với lớp Báo hiệu IP trong Hình
I-1.

Hình I-2: Kiến trúc mạng NGN (nguồn ETSI 2005).
Được đề xuất bởi tổ chức 3GPP như một lớp điều khiển và tích hợp dịch vụ đa
phương tiện cho mạng di động dựa trên công nghệ GSM, IMS đã được các tổ chức

khác như 3GPP2, ETSI, và cả ITU-T ứng dụng vào kiến trúc mạng thế hệ sau của
mình. Nói một cách ngắn ngọn thì IMS là một kiến trúc báo hiệu mở, cho phép hỗ trợ
các loại dịch vụ IP trên nền mạng chuyển mạch gói cũng như chuyển mạch kênh với
cơng nghệ truy nhập hữu tuyến cũng như vô tuyến.
Kiến trúc IMS đem lại lợi ích cho người sử dụng dịch vụ và nhà khai thác vận
hành mạng. Người sử dụng dịch vụ có thể sử dụng các dịch vụ đa phương tiện mọi
lúc mọi nơi. Trong khi đó, các nhà khai thác vận hành mạng sẽ được hưởng lợi vì:
-

Giảm chi phí đầu tư CAPEX nhờ việc chia sẻ và sử dụng chung một cơ sở

hạ tầng cho nhiều dịch vụ,
-

Giảm chi phí vận hành OPEX nhờ kiến trúc mạng đơn giản, sử dụng một cơ

sở hạ tầng chung cho nhiều dịch vụ,


9

-

Có thể kết hợp nhiều dịch vụ khác nhau để tạo ra một loại dịch vụ mới cho

một phân đoạn thị trường nào đó,
-

Cho phép các nhà phát triển dịch vụ giá trị gia tăng cung cấp dịch vụ trên

nền mạng, đáp ứng nhu cầu của khách hàng của nhà khai thác mạng, và giảm thiểu
thất thoát nguồn thu cho các đối thủ cạnh tranh,
-

Các giao diện mở sẽ cho phép nhà khai thác chọn lựa thiết bị từ nhiều nhà

cung cấp dịch vụ một cách dễ dàng với chi phí thấp hơn.
Các tiêu chuẩn của 3GPP phát hành với dạng các Release. Mỗi phiên bản gồm
một bộ các tiêu chuẩn kỹ thuật và báo cáo kỹ thuật. Lộ trình xây dựng tiêu chuẩn của


10

tổ chức 3GPP được thể hiện trên Hình I-3.

Hình I-3: Lộ trình chuẩn hố của 3GPP (nguồn ETSI-TISPAN 2005)
Có thể thấy rằng, Pha 1 của IMS được giới thiệu đầu tiên từ phiên bản R5 vào
năm 2002.Cụ thể hơn, bản R5 đề xuất cấu trúc IMS gồm các khối chức năng của
IMS, giao diện của các khối chức năng này với nhau và với các thành phần khác của
mạng 3G/UMTS của 3GPP. Ngồi ra, nó cũng định ra chức năng chuyển tải IP của
UTRAN. R6 tập trung vào pha 2 của IMS, hoạt động liên mạng giữa IMS của 3GPP
và 3GPP2, hoạt động liên mạng giữa UMTS và WLAN, và quảng bá và multicast


11

thông tin đa phương tiện. Pha 2 được phát hành trong bản R6 năm 2004. Bản R6
hoàn thành vào tháng 3 năm 2005. Bản R6 xem xét bổ sung các tính năng khác như:
-

Gửi tin trong IMS

-

Quản lý nhóm IMS

-

Tính năng bổ sung cho SIP

-

Hoạt động liên mạng với mạng dùng SIP như không theo kiến trúc IMS

-

Hoạt động liên mạng giữa IMS và mạng chuyển mạch kênh bên ngoài

-

Hoạt động liên mạng và tình huống chuyển đổi cho mạng IMS dùng Ipv4

-

Tăng cường khả năng hỗ trợ QoS

-

Công nghệ hỗ trợ cho dịch vụ PoC

-

Tính cước từng cuộc từ đầu cuối đến đầu cuối

-

Dịch vụ hiện diện.

Các vấn đề kỹ thuật được giải quyết trong bản R7 bao gồm:
-

Truy nhập băng rộng cố định tới IMS

-

Chất lượng dịch vụ toàn tuyến: giới thiệu cơ chế quản lý và đảm bảo chất
lượng toàn tuyến.

-

Thực hiện các cuộc gọi khẩn cấp (cứu hoả, cứu thương, ...) trong mạng
chuyển mạch gói và IMS

-

Kết hợp cuộc gọi của mạng chuyển mạch kênh với phiên kết nối của IMS

-

Kiểm sốt chính sách và tính cước.

R7: Được chuẩn hóa theo 3 pha:
-

Pha 1: hồn thành vào tháng 9 năm 2005.

-

Pha 2: hoàn thành vào tháng 9 năm 2006.

-

Pha 3: hầu hết các tiêu chuẩn đã được hoàn thành trong khoảng thời gian từ
tháng 03-09 năm 2007.

R8: Hiện vẫn đang được chuẩn hóa. Cấu trúc tiêu chuẩn phiên bản IMS Release
8 tương thích với TISPAN Release 2. Kể từ phiên bản này, các hoạt động chuẩn hóa
giữa 3GPP và TISPAN ETSI được liên hệ mật thiết với nhau. Phiên bản Release 8
thực hiện một số cải tiến đối với vấn đề tính cước, quản lý, bảo mật và chuẩn hóa đối


12

với các dịch vụ hội tụ. Có thể nói, Release 8 đảm bảo cho việc triển khai cấu trúc
FMC.
R9: Bắt đầu thực hiện chuẩn hoá vào tháng 1/2008 với một số tính năng cơ bản
như:
-

Giải pháp cho các cuộc gọi thoại và video trong miền CS.

-

Hỗ trợ tính di động Wimax – LTE.

-

Hỗ trợ tính di động Wimax – UMTS.

Kiến trúc mạng NGN Release 1 của TISPAN dựa trên kiến trúc IMS của 3GPP
Rel. 6. Tuy nhiên, TISPAN đã sử dụng một mơ hình tổng qt hơn nhằm đáp ứng yêu
cầu đa dạng của mạng và dịch vụ. Kiến trúc của TISPAN dựa trên việc phối hợp hoạt
động của các phân hệ chia sẻ một số thành phần chung. Kiến trúc gồm nhiều phân hệ
này cho phép việc bổ sung các phân hệ mới để phục vụ yêu cầu và dịch vụ mới.
Ngoài ra, các ứng dụng, và thiết bị đầu cuối (phần lớn được lấy từ 3GPP) được đảm
bảo được xử lý như nhau cho tất cả các phân hệ, và do vậy, đảm bảo khả năng di
động của người sử dụng, thiết bị đầu cuối và dịch vụ ở mức cao nhất, trên mạng của
các nhà khai thác khác nhau.
Lộ trình xây dựng tiêu chuẩn của ETSI TISPAN được thể hiện trên Hình II-6.
Đến tháng 12/2005, ETSI TISPAN đã xuất bản Phiên bản 1 cho kiến trúc mạng NGN
trong đó phân hệ IMS của nó sử dụng lại gần như hồn tồn kiến trúc IMS của 3GPP.

Hình I-4: Lộ trình xây dựng tiêu chuẩn NGN của ETSI – TISPAN
(Nguồn ETSI TISPAN, 2005)
Trong phạm vi của Phiên bản 1, các tính năng dịch vụ được xem xét là:
-

Các dịch vụ đàm thoại thời gian thực (thoại và video)

-

Gửi tin nhắn (IM hoặc MMS), quản lý thông tin hiện diện


13

-

Phỏng tạo các dịch vụ truyền thống nhằm hỗ trợ quá trình chuyển đổi từ

PSTN/ISDN lên NGN
-

Các dịch vụ cung cấp nội dung như VoD, Video Streaming, truyền hình.

Ngồi ra, kiến trúc mạng (xem Hình I-4) tập trung vào ADSL và WLAN cho
phần truy nhập và sử dụng lại kiến trúc IMS của 3GPP cho các dịch vụ đàm thoại
thời gian thực (điều khiển phiên dựa trên giao thức SIP).
Các tổ chức tiêu chuẩn vẫn tiếp tục thực hiện các cơng việc cần thiết liên quan
đến NGN nói chung và IMS nói riêng. Cụ thể là, các thành viên của 3GPP tiếp tục
phối hợp với IETF để đảm bảo rằng các giao thức nền tảng đáp ứng được các yêu cầu
dịch vụ di động của 3GPP. Nhóm 3GPP đã đưa ra kiến trúc IMS hoàn thiện và tiếp
tục mở rộng nó. Tổ chức OMA (Open Mobile Alliance) tiếp tục định nghĩa các dịch
vụ trên nền dịch vụ của IMS. ETSI TISPAN đang xây dựng mạng NGN dựa trên kiến
trúc IMS của 3GPP. 3GPP và ETSI TISPAN tổ chức các cuộc họp chung để chuyển
kiến trúc IMS sang mạng cố định. Ngoài ra, ETSI TISPAN và các tổ chức xây dựng
tiêu chuẩn đang xem xét khả năng tính tương thích giữa kiến trúc NGN của châu Âu
và Mỹ. ETSI TISPAN cũng cung cấp đầu vào quan trọng cho nhóm NGN của ITU-T.
Các tổ chức tiêu chuẩn như ITU-T và ETSI đều đồng ý sử dụng kiến trúc IMS
của tổ chức 3GPP cho phần lõi IMS cho kiến trúc NGN. Bên cạnh đó, kiến trúc NGN

này cịn được bổ sung một số hệ thống con khác cần thiết cho mạng cố định như hệ
thống mô phỏng hay simulation PSTN.
Dự báo về nhu cầu thị trường đối với các dịch vụ hội tụ cố định – di động
(Fixed Mobile Convergence – FMC) là rất lớn. Dự báo tháng 10 năm 2007 của công
ty nghiên cứu thị trường về thiết bị FMC cho thấy: thị trường thế giới đối với các
thiết bị FMC (gồm cả các bộ điều khiển mạng UMA, cổng đa truy nhập hội tụ và các
điện thoại hai chế độ di động/wifi) sẽ đạt doanh số bán hàng 46.3 tỷ Đô la Mỹ vào
năm 2010 và số lượng thuê bao sẽ tăng từ 188.000 năm 2006 lên tới con số 38,2 triệu
vào năm 2010. Dự báo này giới hạn đối với dịch vụ thoại hội tụ, còn tiềm năng thị
trường đối với các dịch vụ hội tụ đa phương tiện còn lớn hơn nhiều. Theo dự báo của
Infonetics Research, lợi nhuận thu được sẽ đạt 46,1 tỷ đô la vào năm 2010 với mức


14

tăng trưởng bình quân 1 năm là 31%. Tuy nhiên, hầu hết các hướng triển khai FMC
cho dịch vụ thoại thời gian đầu vẫn cịn phụ thuộc vào các mơ hình dịch vụ truyền
thống phát triển dựa trên các hệ thống đặc trưng riêng của công ty. Nhiều nhà đầu tư
tin vào khả khả năng FMC cuối cùng sẽ phát triển theo hướng IMS. Công ty Huawei
đã triển khai giải pháp FMC 3.0 dựa trên IMS vào cuối năm 2006.
Hiện nay, trên thế giới nhiều nhà khai thác đã triển khai IMS ở các mức độ khác
nhau với các chiến lược phát triển hệ thống mạng và cung cấp dịch vụ khác nhau.
Song song với q trình chuẩn hóa IMS trong vài năm trở lại đây, một số hệ thống
với cấu trúc sẵn sàng cho IMS (hệ thống Pre IMS) đã được triển khai trên mạng viễn
thông của một số nhà khai thác trên thế giới. Các hệ thống này được thiết kế để cung
cấp một loại dịch vụ xác định: Push to Talke, chia sẻ Video, dịch vụ hiển thị, dịch vụ
VoIP, IPTV… Như vậy, cũng phải mất một thời gian nữa để cơng nghệ IMS này
được chuẩn hóa hoàn toàn với mục tiêu cuối cùng tạo ra một hệ thống cung cấp dịch
vụ chung cho phép triển nhanh chóng các loại hình dịch vụ đa dạng, khơng phụ thuộc
vào công nghệ truy nhập. Tại thời điểm hiện nay, một số hệ thống thông tin trên thế

giới đang ở trong giai đoạn đầu trong tiến trình phát triển hội tụ. Những hệ thống IMS
đang được triển khai từng phần và một số hệ thống không nhất thiết phải tuân thủ
toàn bộ các tiêu chuẩn mở của IMS.
Cả nhà cung cấp thiết bị và nhà khai thác đều nỗ lực chuyển đổi hệ thống mạng
hiện có (khơng dựa trên IMS) lên NGN và cố gắng bảo toàn vốn đã đầu tư vào mạng
hiện tại. Trong một số trường hợp trên thực tế, IMS được sử dụng để cung cấp một số
dịch vụ xác định. Những dịch vụ này có thể dễ dàng triển khai các mơ hình kinh
doanh tương ứng. Ngày càng nhiều nhà khai thác chuyển đổi mạng lõi sử dụng các
phần tử IMS. Đối với cả hai trường hợp này, các phần tử khác trong hệ thống IMS có
thể tiếp tục được triển khai trong những giai đoạn phát triển tiếp theo. IMS không
được triển khai rộng rãi trong thời điểm hiện nay nhưng việc triển khai các hệ thống
hỗ trợ IMS có những bước phát triển vững chắc.


15

CHƯƠNG II
CÁC CÔNG NGHỆ TRONG MẠNG HỘI TU
II.1. Kiến trúc mạng lõi (IMS)
II.1.1. 3GPP
Hình II-1 minh hoạ kiến trúc IMS (từ R5 đến R7) do tổ chức 3GPP đề xuất và
được TISPAN chấp nhận. Phân hệ IMS là lớp nằm ở giữa và bao gồm các khối chức
năng được trình bày trong phần tiếp theo.

Hình II-1: Kiến trúc IMS của 3GPP (nguồn 3GPP, ETSI-TISPAN)
Cơ sở dữ liệu thuê bao
Chức năng HSS (Home Subscriber Server) là cơ sở dữ liệu gốc có chức năng hỗ
trợ các thành phần khác của IMS có nhiệm vụ xử lý các phiên kết nối. HSS chứa các
thông tin thuê bao (profile của thuê bao), thực hiện việc xác thực thuê bao, và cung
cấp các thông tin về vị trí hiện tại của th bao. Nói một cách khác, nó có chức năng

tương tự như của HLR và AUC của hệ thống GSM.


16

Điều khiển cuộc gọi/phiên kết nối
Các Server CSCF (Call/Session Control Function) là các SIP server có nhiệm
vụ xử lý các gói tin báo hiệu SIP trong IMS. P-CSCF (Proxy-CSCF) là một SIP
Proxy Server có nhiệm vụ làm proxy cho đầu cuối IMS. P-CSCF có thể là server nằm
tại mạng khách (nếu mạng khách tuân thủ IMS) hoặc mạng chủ (nếu mạng khách
không tuân thủ IMS). Thiết bị đầu cuối phát hiện P-CSCF cho nó thơng qua DHCP
hoặc được gán bởi PDP Context (dùng GPR).
Server I-CSCF (Interrogating-CSCF) thực chất là một SIP Proxy đặt ở rìa mạng.
Địa chỉ của I-CSCF được quảng bá thông qua hệ thống địa chỉ miền DNS nên các
server khác có thể tìm được và kết nối với nó như cửa ngõ chính để gửi gói tin SIP
vào mạng. I-CSCF truy vấn HSS qua giao diện Cx và Dx qua giao thức DIAMETER
để xác định vị trí thuê bao, để có thể định tuyến yêu cầu SIP đến server S-CSCF phục
vụ thuê bao đó.
Server S-CSCF (Serving-CSCF) là nút có vai trị trung tâm trong hệ thống báo
hiệu. Trên thực tế, nó là một SIP server nhưng có thêm chức năng điều khiển phiên.
S-CSCF bao giờ cũng nằm ở mạng gốc của thuê bao. S-CSCF sử dụng giao diện Cx
và Dx của DIAMETER để truy vấn HSS và tải xuống hay cập nhật profile của thuê
bao. S-CSCF hoàn tồn khơng lưu thơng tin th bao.
Server ứng dụng
Server ứng dụng (AS) là nơi thực hiện các dịch vụ, giao diện với S-CSCF thông
qua báo hiệu SIP. Đây là cơ sở để bên cung cấp dịch vụ có thể dễ dàng tích hợp và
triển khai các dịch vụ giá trị gia tăng của họ trên cơ sở hạ tầng IMS.
Server đa phương tiện
Khối MRF (Media Resource Function) cung cấp các chức năng đa phương tiện
như:

-

Đưa ra các thông báo (thoại hoặc video)

-

hội nghị đa phương tiện (trộn nhiều luồng thoại và video)

-

TTS (Text-to-speech conversation) và nhận dạng tiếng nói

-

Chuyển đổi thông tin đa phương tiện (chuyển đổi giữa các codecs với nhau)


17

Định tuyến gateway ngõ ra (Breakout Gateway Control Function)
BGCF (Breakout Gateway Control Function) là SIP server có chức năng định
tuyến dựa trên số điện thoại bị gọi. BGCF chỉ được kích hoạt khi gọi từ IMS sang
mạng chuyển mạch kênh.
Gateway PSTN
Gateway PSTN là phần kết nối IMS với mạng chuyển mạch kênh PSTN. Về
báo hiệu, mạng chuyển mạch kênh dùng báo hiệu ISUP/MTP trong khi IMS dùng báo
hiệu SIP. Về thoại, mạng chuyển mạch kênh dùng PCM trong khi IMS dùng RTP.
SGW (Signalling Gateway) giao diện với phần báo hiệu của mạng chuyển mạch
kênh, có nhiệm vụ chuyển đổi giao thức lớp dưới như SCTP/IP sang MTP để giúp
cho việc gửi báo hiệu ISUP từ MGCF sang mạng chuyển mạch kênh và ngược lại.

MGCF (Media Gateway Controller Function) có nhiệm vụ chuyển đổi giao thức
điều khiển cuộc gọi giữa SIP và ISUP, và giao tiếp với SGW qua SCTP. Ngoài ra, nó
cịn điều khiển việc sử dụng tài ngun của MGW qua giao diện H.248.
MGW (Media Gateway) giao tiếp với phần chuyển tải của mạng chuyển mạch
kênh, có nhiệm vụ chuyển đổi giữa RTP và PCM. Ngồi ra, nó cịn thực hiện việc
chuyển đổi định dạng thoại/video khi cần.
Tính cước
Việc tính cước ngoại tuyến được sử dụng cho các thuê bao trả sau. Tính cước
trực tuyến được dùng cho các dịch vụ trả trước. Một phiên kết nối có thể được tính
cước cả ngoại tuyến lẫn trực tuyến.
II.1.2. ETSI-TISPAN
Kiến trúc phần Core IMS trong kiến trúc NGN của ETSI được minh hoạ trong
Hình II-2. Kiến trúc NGN của TISPAN bổ sung thêm hai khối chức năng mới so với
IMS của 3GPP là phần Kết nối mạng (Network Attachment Subsystem – NASS) và
Điều khiển truy nhập và tài nguyên (Resource and Admission Control Subsystem –
RACS).
NASS: Khối chức năng này có nhiệm vụ thực hiện quá trình đăng ký tại mức
truy nhập và khởi tạo thiết bị đầu cuối để truy nhập vào dịch vụ NGN.


18

Rf/Ro
Sh

AS

Network
Attachment
Subsystem

Dh

ISC

Cx

Cx

Rf/Ro
Ib

SLF

Mw
If

Charging
Functions

HSS

S-CSCF
Mi

Mr

P-CSCF

MRFC

Id

MGCF

Ie

Mp

Mn

Resource and Admission Control Subsystem
MRFP

A-BGF

UE

SGF
PSTN/ISDN

Gq

Gm

Ic

Mi
Mj

Mg

IBCF

Ia

Other IP Networks

BGCF

Mw

Mw/Mk/Mm

I-CSCF

Mw

« Core IMS »

Dx

IWF

T-MGF

IP Transport (Access and Core)

I-BGF

Hình II-2.Core IMS trong phiên bản NGN release 1 (Nguồn ETSI TISPAN, 2005)
RACS
Khối này có nhiệm vụ điều khiển truy nhập và điều khiển cổng bao gồm chức
năng điều khiển chuyển đổi địa chỉ và cổng mạng (NAPT) và DSCP (Differentiated
Services field code point). Điều khiển truy nhập bao gồm việc kiểm tra xác thực
người dùng dựa trên profile thông qua khối NASS, cấp phép cho người sử dụng dựa
trên profile, chính sách riêng của nhà cung cấp và tài nguyên mạng hiện có.
Khối RACS phối hợp với chức năng truyền tải để điều khiển một hay nhiều
chức năng trên lớp truyền tải như:
II.1.3. 3GPP2
Kiến trúc IMS của 3GPP2 được thể hiện trong Hình II-3. IMS là một phần trong
kiến trúc MMD (IP Multimedia Domain) của 3GPP2. Về cơ bản, IMS của 3GPP2
giống với IMS của 3GPP. Do vậy, phần này chỉ trình bày một cách tổng quan.
Kiến trúc an ninh mạng của 3GPP cũng dựa trên mơ hình Internet. Kiến trúc an
ninh cho mạng chuyển mạch kênh dựa trên IS-41 và cho mạng chuyển mạch gói dựa
trên mơ hình AAA của mạng IP.


19

Hình II-3: Kiến trúc an ninh IMS của 3GPP2
Hình II-3 minh hoạ kiến trúc an ninh IMS cả 3GPP2 và 7 quan hệ bảo mật giữa
các phần tử trong mạng được đánh số từ 1 đến 7:
1. Xác thực lẫn nhau giữa UE và S-CSCF
2. Cung cấp kết nối an toàn và liên kết bảo mật giữa UE và P-CSCF, xác thực
nguồn gốc của số liệu cũng được cung cấp
3. Cung cấp chức năng an ninh trong vùng mạng
4. Cung cấp chức năng an ninh cho các nút SIP của các vùng mạng khác nhau
5. Cung cấp chức năng an ninh giữa các nút SIP trong mạng bên trong phân hệ
IMS

6. Cung cấp chức năng an ninh giữa một nút SIP của mạng IP bên ngoài và HSS
7. Cung cấp chức năng an ninh giữa các nút SIP (SIP AS) nằm trên các mạng
khác nhau.
Tính năng bảo mật cho IMS của 3GPP2 bao gồm truy nhập IMS an tồn (thơng
qua khả năng xác thực người dùng và mạng, xác thực lại người dùng, bảo vệ thông
tin cá nhân, bảo vệ toàn vẹn số liệu) và dấu cấu trúc mạng.


20

II.2. Các giao thức
II.2.1.SIP
Theo định nghĩa của IETF, SIP là “giao thức báo hiệu lớp ứng dụng mô tả việc
khởi tạo, thay đổi và huỷ các phiên kết nối tương tác đa phương tiện giữa những
người sử dụng”. SIP có thể sử dụng cho rất nhiều các dịch vụ khác nhau trong mạng
IP như dịch vụ thông điệp, thoại, hội nghị, email, dạy học từ xa, quảng bá, v.v… SIP
sử dụng khuôn dạng text, một khuôn dạng thường gặp trong mạng IP. Nó kế thừa các
các nguyên lý và khái niệm của các giao thức Internet như HTTP và SMTP. Nó được
định nghĩa như một giao thức client-server, trong đó các yêu cầu được phía client đưa
ra và các đáp ứng được server trả lời. SIP sử dụng một số kiểu bản tin và các trường
mào đầu của HTTP, xác định nội dung luồng thông tin theo mào đầu.
Đặc điểm của SIP: Bản thân SIP khơng định nghĩa tồn bộ các thủ tục cần thiết để
xây dựng một hệ thống tích hợp, mà nó được thiết kế để cho phép kế hợp với một số
chuẩn khác để tạo thành một kiến trúc hồn chỉnh. Thơng thường SIP được dùng kết
hợp với SDP (RFC 2327), sử dụng STP (RFC 1889) để truyền dữ liệu thời gian thực
và điều khiển QoS, RTSP (RFC 2326) để truyền dữ liệu dạng stream. Tuy nhiên hoạt
động của SIP là độc lập với các giao thức đó.
SIP khơng cung cấp một dịch vụ nào cụ thể. Nó cung cấp các thủ tục căn bản để
xây dựng các dịch vụ. Đặc điểm dịch vụ được thoả thuận giữa các đầu cuối SIP khi
thiết lập phiên kết nối. Các dịch vụ đơn giản hay đặc thù có thể được lập trình tại phía

người dùng, trong khi các dịch vụ mang tính cộng đồng có thể được thực hiện tại SIP
appliation server của nhà cung cấp dịch vụ. SIP cung cấp một tập các tính năng bảo
mật, bao gồm kỹ thuật chống tấn công dạng DoS, nhận thực client, các kỹ thuật đảm
bảo tồn vẹn và an tồn thơng tin. SIP có thể hoạt động trên nền IPv4 hoặc IPv6, sử
dụng giao thức lớp vận chuyển là UDP, TCP hoặc TLS.
SIP được thiết kế với những tiêu chí như sau:
-

Tích hợp với các giao thức đã có của IETF

-

Đơn giản và có khả năng mở rộng

-

Hỗ trợ tối đa khả năng di động của đầu cuối


21

-

Dễ dàng tạo tính năng mới và dịch vụ mới

SIP hỗ trợ 5 chức năng chính
-

User location – Xác định hệ thống kết cuối để sử dụng cho việc truyền thơng.

-

User availability – Xác định trạng thái tính sẵn sàng của thuê bao bị gọi để
bắt đầu thiết lập đường truyền.

-

User capabilities – Xác định phương tiện và các thông số được sử dụng.

-

Session setup – Thiết lập các thông số của phiên cho cả thuê bao chủ gọi và
thuê bao bị gọi.

-

Session management – Tạo, kết thúc, và sửa đổi phiên.
Các thực thể của SIP: SIP được chia ra làm hai thành phần. SIP user agent và

SIP network server. SIP user agent thuộc về các hệ thống cuối của cuộc gọi còn SIP
server là các thiết bị mạng điều khiển các liên kết báo hiệu cho nhiều cuộc gọi.
Mở rộng của SIP : Cả IETF và ITU-T đều tham gia nghiên cứu công tác liên vận
PSTN/SIP, theo những công việc riêng. Nhóm làm việc SIPPING của IETF giới thiệu
SIP-T (SIP cho mạng điện thoại). ITU-T cũng đã có sự công nhận đối với SIP và ban
hành Tiêu chuẩn Q.1912.5, trong đó miêu tả phương thức phối hợp hoạt động giữa
SIP với ISUP/BICC. Q.1912.5 cũng thường được nhắc đến bằng tên gọi “SIP-I” hoặc
“SIP with encapsulated ISUP” hoặc “SIP with MIME endoded ISUP”, hoặc ITU-T
SIP Profile C.
SIP-T
SIP-T là một mở rộng của SIP nhằm tạo ra một phương thức liên vận giữa mạng

PSTN truyền thống với mạng gói. SIP-T hỗ trợ MGC trong việc thiết lập, xoá bỏ và
quản lý các cuộc gọi thoại. SIP-T rất linh hoạt, nó bao gồm nhưng không bị hạn chế
các giao thức báo hiệu SS7, ISDN, CAS. Như vậy SIP-T là mở rộng của SIP để thực
hiện quản lý các bản tin PSTN giữa O_MGC và T_MGC. SIP-T đóng gói các bản tin
báo hiệu PSTN sử dụng mã hoá MIME. Kỹ thuật này cho phép các bản tin báo hiệu
PSTN được đi ngầm qua mạng báo hiệu SIP giữa các MGC. Như vậy phần thân của
bản tin SIP-T sẽ mang cả thông tin ISUP đã được mã hố và SDP. Ngồi ra SIP-T
cũng định nghĩa ánh xạ cơ bản giữa các bản tin ISUP và SIP-T .


22

SIP-I
Khuyến nghị Q1912.5 này quy định tương tác báo hiệu giữa giao thức
BICC/ISUP với SIP kết hợp với SDP tại khối tương tác (IWU). SIP-I có tính năng
hơn so với SIP-T là:
-

khả năng ánh xạ nhiều thông tin hơn từ bản tin ISUP sang các mào đầu của
SIP

-

thêm thủ tục gửi bản tin SIP overlap

-

quản lý một số dịch vụ bổ sung

-

ánh xạ giữa SDP và các tham số ISUP

-

hỗ trợ SDP offer-answer

II.2.2. BICC
Giao thức điều khiển cuộc gọi độc lập kênh mang được phát triển bởi nhóm làm
việc 11 của ITU-T (ITU-T SG11). BICC cho phép cho các nhà điều hành phát triển
mạng PSTN hiện có trên cơng nghệ chuyển mạch kênh tới cấu trúc mạng mới trên
nền công nghệ chuyển mạch gói nhưng vẫn duy trì tồn bộ các dịch vụ thoại truyền
thống với những ảnh hưởng nhỏ nhất đến công việc khai thác hiện thời.
BICC được phát triển với những tiêu chí sau:
-

Giao thức BICC được xây dựng dựa trên giao thức báo hiệu số 7 phần ISUP
để tương thích hồn tồn với các dịch vụ hiện có trên mạng PSTN/ISDN.

-

BICC hoạt động độc lập với các cơng nghệ thiết lập đường truyền (độc lập
kênh mang.

-

Có khả năng phối hợp với các giao thức báo hiệu hiện có để thiết lập thơng tin
trên mạng.
BICC được ITU-T ban hành dưới hình thức các tập năng lực (CS). Cho đến nay,

ITU-T SG11 đã ban hành hai tập năng tập năng lực BICC CS1và BICC CS2. Hai tập
năng lực BICC CS3 và BICC CS4 đang được phát triển. Bên cạnh đó là các tiêu
chuẩn miêu tả phương thức phối hợp báo hiệu giữa BICC và các hệ thống báo hiệu
khác (như ISUP, truy nhập PSTN, DSS1, C5, R1, R2, TUP, H.323, DSS2, INAP
CS2, và trong tương lai là SIP). Liên quan đến BICC là các tiêu chuẩn dịch vụ truyền


23

tải báo hiệu (định nghĩa các phương thức chuyển tải bản tin BICC giữa hai đầu cuối
báo hiệu), phương thức truyền tải báo hiệu và các giao thức điều khiển kết nối kênh
mang.
BICC CS1 tập trung phát triển các chức năng chuyển tiếp cuộc gọi (chuyển
mạch lớp 4). Nó có các tính năng chính như sau:
-

Hỗ trợ hầu hết các dịch vụ băng hẹp hiện thời.

-

Hai phương pháp điều khiển thiết lập kết nối ở kênh mang: thiết lập kênh
mang theo hướng đi và thiết lập kênh mang theo hướng về.

-

Thương lượng và điều chỉnh mã hố. Tính năng mới này cho phép cuộc gọi sử
dụng BICC thích ứng với loại các mã đường truyền trên các mạng sử dụng các
bộ mã hố thoại khác nhau (ví dụ giữa mạng TDM và mạng di động).

-

Tách biệt việc giải phóng cuộc gọi và giải phóng kết nối ở mạng lõi.

-

Tái sử dụng các kết nối rỗi ở mạng lõi.

-

Sử dụng MTP SS7 hoặc ATM để truyền tải báo hiệu

-

Hỗ trợ các kiểu chuyển tải kênh mang: ALL1 và ALL2
BICC CS2 phát triển từ BICC CS1 và đã được phát triển thành một bộ tiêu

chuẩn độc lập. Kiến trúc của BICC CS2 cung cấp hầu hết các tính năng của tổng đài
nội hạt (chuyển mạch lớp 5). Các tính năng mới của BICC CS2 bao gồm:
- Hỗ trợ kênh mang IP
- Truyền tải báo hiệu trên IP
- Định nghĩa giao diện phần điều khiển kênh mang và cuộc gọi (CBC)
- Định nghĩa nút dàn xếp cuộc gọi (CMN) để hỗ trợ IN
- BICC CS2 được miêu tả trong bộ tiêu chuẩn Q.1902.x.

II.3. Công nghệ đảm bảo chất lượng dịch vụ
Để hỗ trợ QoS trong mạng IP, hiện có các cơng cụ sau:
 IntServ
 DiffServ
 Kỹ thuật lưu lượng

24

 MPLS
 Quản lý QoS theo chính sách (Policy Based QoS Management – PBQM)
II.3.1. IntServ (Integrated Services)
IntServ sử dụng một giao thức báo hiệu để đặt trước tài nguyên cho từng luồng
tin (tín hiệu thoại, video, v.v...). Giao thức báo hiệu được sử dụng bởi IntServ là
RSVP. Với IntServ, người sử dụng đưa ra một yêu cầu QoS cụ thể cho một phiên kết
nối và RSVP sẽ báo hiệu cho các thiết bị hỗ trợ IntServ trong mạng để dành riêng
một lượng tài nguyên (băng thông, bộ đệm) tại các thiết bị này để đảm bảo các gói tin
của phiên kết nối này sẽ nhận được chất lượng dịch vụ đúng như yêu cầu. Các router
trong mạng IntServ trên tuyến kết nối, khi nhận được bản tin PATH sẽ hiểu đấy là
báo hiệu dành trước tài nguyên cho một phiên kết nối mới, và sẽ kiểm tra tài nguyên
hiện có trước khi chuyển tiếp bản tin PATH đến router tiếp theo trên tuyến kết nối đo.
Mỗi router hỗ trợ IntServ phải lưu một trạng thái tài nguyên cho kết nối đi qua nó và
trạng thái này sẽ được duy trì trong suốt thời gian kết nối. Khi bản tin PATH đến phía
người nhận, các tham số lưu lượng trong bản tin sẽ được bên nhận xem xét và nếu
bên nhận chấp thuận hoặc cần thay đổi tham số thì bản tin RSVP RESV sẽ đuợc gửi
lại cho bên gửi. Vì RSVP chỉ báo hiệu đặt trước tài nguyên cho một chiều, nên quy
trình trên phải được thực hiện cho cả hai trước trước khi một kết nối hai chiều được
thiết lập. RSVP đảm bảo rằng bản tin RESV sẽ quay lại bên gửi theo đúng tuyến
đường mà nó được gửi đi. Router trên tuyến RSVP kiểm tra xem có thể đáp ứng được
yêu cầu tài nguyên bản tin RSVP RESV. Nếu có thể đáp ứng được, bản tin sẽ được
chuyển tiếp; nếu không thể đáp ứng được, bản tin RSVP PATH_TEAR sẽ được gửi
đi để huỷ yêu cầu đặt trước tài nguyên.
II.3.2. Diffserv (Differentiated Services)
DiffServ hỗ trợ QoS bằng việc đưa ra và giám sát thực thi các chính sách trong
mạng. để cung cấp SLA giữa các mạng với nhau hoặc giữa mạng và khách hàng
(người sử dụng cuối). Kiến trúc DiffServ có những đặc điểm sau:

 Mạng được chia ra thành các vùng DiffServ


25

 Nguồn thu phát lưu lượng bên ngoài của một vùng lưu lượng được coi là
“khách hàng” của vùng DiffServ và giữa chúng có một SLS trong đó định
nghĩa mức lưu lượng và loại lưu lượng sẽ được trao đổi.
 Phía rìa vùng DiffServ gồm các router biên. Các router biên này có nhiệm vụ
phân loại, kiểm sốt và nắn chỉnh lưu lượng và có các chức năng AC
(admission control), đảm bảo các chính sách xử lý lưu lượng. Nói tóm lại, mục
đích của router biên là duy trì tính toàn vẹn của mạng DiffServ, đảm bảo thoả
thuận dịch vụ giữa mạng và “khách hàng”, nắn chỉnh và đánh dấu lưu lượng
trước khi chuyển lưu lượng vào bên trong mạng.
 Khác với IntServ, DiffServ không hỗ trợ QoS cho từng luồng thông tin từ
khách hàng. DiffServ phân loại lưu lượng ra thành các lớp lưu lượng và có
cách thức xử lý các gói tin của các lớp lưu lượng khác nhau.
 Phần lõi của vùng DiffServ gồm các router lõi. Nhiệm vụ chính của chúng là
chuyển tiếp lưu lượng, xử lý gói tin dựa trên dấu được đánh sẵn bởi router
biên.
II.3.3. Kỹ thuật lưu lượng
Bên cạnh các cơ chế báo hiệu hay kiểm soát lưu lượng để giúp đảm bảo chất
lượng dịch vụ, một yếu tố khác cũng hết sức quan trọng và có ảnh hưởng gián tiếp
đến QoS là việc tổ chức tài nguyên mạng một cách hiệu quả nhằm tăng khả năng đáp
ứng yêu cầu của người sử dụng, đồng thời giảm chi phí liên quan. Vai trị đối với
QoS là:
 Hạ chi phí vận hành các dịch vụ được xây dựng trên mơ hình QoS: tối ưu hoá
hiệu suất sử dụng tài nguyên mạng, giảm giá thành tổng.
 Có ảnh hưởng đến QoS dịch vụ: trên cùng một cơ sở hạ tầng mạng, tăng lưu
lượng tổng mà mạng có thể đáp ứng mà khơng làm ảnh hưởng đến trễ đầu cuối

đến đầu cuối, v.v…
Với dịch vụ QoS, giao thức mạng truyền thống – dựa trên thuật toán đường
ngắn nhất có một số hạn chế sau: