Giao thứ thiết lập phiên sip trong mạng thế hệ sau ngn
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.64 MB, 93 trang )
Bộ giáo dục và đào tạo
Trờng đại học bách khoa hà nội
----------------------------------------
luận văn thạc sĩ
ngành: công nghệ thông tin
Giao thức thiết lập phiên - SIP
trong mạng thế hệ sau - NGN
đặng hữu hùng
Hà nội 2006
Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! 17061131449371000000
Bộ giáo dục và đào tạo
Trờng đại học bách khoa hà nội
----------------------------------------
luận văn thạc sĩ
Giao thức thiết lập phiên - SIP
trong mạng thế hệ sau - NGN
ngành: công nghệ thông tin
đặng hữu hùng
Ngời hớng dẫn: ts. trịnh văn loan
Hà nội 2006
2
Mục lục
Mục lục ....................................................................................................................... 2
Danh mục các từ viết tắt ................................................................................. 4
Danh mục các hình vẽ ......................................................................................... 6
Mở đầu .......................................................................................................................... 7
Ch¬ng 1 : Tỉng quan vỊ NGN. .......................................................................... 9
T
32
T
32
T
32
T
32
T
32
T
32
T
32
T
32
T
32
T
32
1.1 NGN. ................................................................................................ 9
1.2 Cấu trúc. ........................................................................................... 9
1.3 Các phần tử trong NGN ................................................................... 10
1.3.1 Media Gateway ............................................................................ 11
1.3.2 Media Server................................................................................ 12
1.3.3 Server cuéc gäi. ........................................................................... 13
1.3.4 Server øng dông. .......................................................................... 13
1.3.5 Môi trờng kiến tạo ứng dụng. ..................................................... 14
1.4 Một số giao thøc b¸o hiƯu trong NGN. ............................................ 16
1.4.1 INAP ........................................................................................... 16
1.4.2 BICC. ........................................................................................... 19
1.4.3 MEGACO/H248 .......................................................................... 19
1.4.4 HƯ thèng b¸o hiÖu sè 7. ............................................................... 21
1.4.5 H.323........................................................................................... 21
1.4.6 SIP - Giao thức thiết lập phiên...................................................... 22
T
32
T
32
T
32
T
32
T
32
T
32
T
32
T
32
T
32
T
32
T
32
T
32
T
32
T
32
T
32
T
32
T
32
T
32
T
32
T
32
T
32
T
32
T
32
T
32
T
32
T
32
T
32
T
32
T
32
T
32
T
32
T
32
T
32
T
32
T
32
T
32
T
32
T
32
Chơng 2 : Giao thức thiết lËp phiªn - SIP .............................................. 24
T
32
T
32
2.1 Giíi thiƯu............................................................................................ 24
2.2 Chøc năng và vị trí của SIP trong NGN ............................................... 24
2.2.1 Các chức năng cơ bản của SIP...................................................... 24
2.2.2 Vị trí của SIP trong NGN ............................................................. 25
2.3 Các thành phần mạng cña SIP ............................................................. 27
2.3.1 UA ............................................................................................... 27
2.3.2 Server, client ................................................................................ 27
2.3.3 Gateway....................................................................................... 28
2.3.4 Địa chỉ SIP ................................................................................... 28
2.4 Các chức năng cơ bản của SIP............................................................. 32
2.4.1 Định vị user ................................................................................. 32
2.4.2 Tính sẵn sàng của user ................................................................. 32
2.4.3 Thiết lập cuộc gọi ........................................................................ 32
2.4.4 Các khả năng của user ................................................................. 32
2.4.5 Kiểm soát cuộc gọi ..................................................................... 33
2.5 Các bản tin cđa SIP. ............................................................................ 33
2.5.1 CÊu tróc b¶n tin cđa SIP : ............................................................. 33
2.5.2 Các bản tin request....................................................................... 36
2.4.3 Các bản tin response : 1xx, 2xx, 3xx, 4xx, 5xx, 6xx. ................... 40
T
32
T
32
T
32
T
32
T
32
T
32
T
32
T
32
T
32
T
32
T
32
T
32
T
32
T
32
T
32
T
32
T
32
T
32
T
32
T
32
T
32
T
32
T
32
T
32
T
32
T
32
T
32
T
32
T
32
T
32
T
32
T
32
T
32
T
32
T
32
T
32
T
32
T
32
3
2.5.4 Các SIP header đợc dùng phổ biến: ............................................ 48
2.6 Hoạt động của SIP .............................................................................. 51
2.6.1 Kết nối TCP ................................................................................. 51
2.6.2 Hoạt động của SIPserver, SIPclient .............................................. 51
2.6.3 Hoạt động của SIPproxy, Redirect Server..................................... 53
2.6.4 Hoạt động của UA ....................................................................... 55
T
32
T
32
T
32
T
32
T
32
T
32
T
32
T
32
T
32
T
32
T
32
T
32
Chơng 3 : Một số giải pháp kết nối tới các mạng hiện có........... 58
T
32
T
32
3.1 Kết nối tới mạng PSTN ....................................................................... 59
3.2 KÕt nèi tíi m¹ng GSM ........................................................................ 60
3.3 KÕt nối tới mạng riêng ảo ................................................................... 61
3.4 Giải pháp kết nèi cđa Alcatel tiÕn tíi NGN ......................................... 62
3.4.1 KÕt nèi trong giai đoạn 1-2 .......................................................... 63
3.4.2 Kết nối trong giai ®o¹n 3 ............................................................. 64
3.4.3 KÕt nèi trong giai ®o¹n 4 ............................................................. 65
3.4.4 Kết nối trong giai đoạn 5 ............................................................. 65
3.4.5 Kết nối trong giai đoạn 6 ............................................................. 66
3.5 Giải pháp kết nối của Erisson.............................................................. 66
3.5.1 Kết nối trong giải pháp mạng trung kế Engine ............................. 67
3.5.2 Kết nối trong giải pháp ENGINE Bridgehead .............................. 67
3.5.3 Kết nối trong giải pháp chuyển mạch lai ...................................... 68
3.5.4 Kết nối trong giải pháp ENGINE tổng thể ................................... 68
3.6 giải pháp của hÃng Siemens ............................................................... 69
T
32
T
32
T
32
T
32
T
32
T
32
T
32
T
32
T
32
T
32
T
32
T
32
T
32
T
32
T
32
T
32
T
32
T
32
T
32
T
32
T
32
T
32
T
32
T
32
T
32
T
32
T
32
T
32
T
32
T
32
Chơng 4. Giải pháp Surpass và kiến trúc mở
cung cấp dịch vụ gia tăng của Siemens tại Việt nam ...................... 70
T
32
T
32
4.1 Giải pháp Surpass của Siemens ........................................................... 70
4.2 SIP trong SURPASS ............................................................................ 74
4.3 Thùc tÕ triĨn khai m¹ng NGN - Surpass của Siemen tại Việt nam ....... 79
4.3.1 Phân vïng lu lỵng. ................................................................... 79
4.3.2 Tỉ chøc líp øng dơng và dịch vụ ................................................. 80
4.3.3 Tổ chức lớp điều khiển................................................................. 80
4.3.4 Tỉ chøc líp chun t¶i ................................................................. 81
4.3.5 Tỉ chøc líp truy nhËp .................................................................. 83
4.3.6 KÕt nèi víi m¹ng PSTN ............................................................... 83
4.3.7 KÕt nèi víi m¹ng Internet ............................................................ 85
4.3.8 KÕt nèi víi m¹ng FR, X.25 hiƯn t¹i ............................................. 86
4.3.9 KÕt nối với mạng di động GSM.................................................... 86
4.3.10 Lộ trình chuyển đổi................................................................... 87
T
32
T
32
T
32
T
32
T
32
T
32
T
32
T
32
T
32
T
32
T
32
T
32
T
32
T
32
T
32
T
32
T
32
T
32
T
32
T
32
T
32
T
32
T
32
T
32
T
32
T
32
Kết luận. ................................................................................................................... 90
T
32
T
32
Các thuật ngữ........................................................................................ 91
Tài liệu tham kh¶o .................................................................... 92
T
32
T
32
T
32
T
32
4
Danh mục các từ viết tắt
Vit tt
Ting Anh
Ting Vit
ADSL
ASYMMETRIC DIGITAL
ng thuê bao số không
SUBSCRIBER LINE
đối xứng
ATM
ASYNCHRONOUS TRANSFER MODE Chế độ truyền tải không
đồng bộ
ATM-LSR ATM-LABEL SWITCH ROUTER
Router chuyển mạch nhãn
ATM
BHCA
BUSY HOUR CALL ATTEMPT
Các cuộc gọi thử trong giờ
cao điểm
BICC
BEARER INDEPENDENT CALL
Giao thức điều khiển cuộc
CONTROL PROTOCOL
gọi độc lập tải tin
CDMA
CODE DIVISION MULTIPLE ACCESS Đa truy cập phân chia theo
mã
DSS1
DIGITAL SIGNALLING SYSTEM No1 Hệ thống báo hiệu số 1
ETSI
EROPEAN TELECOMMUNICATION
Viện tiêu chuẩn Châu âu
STANDARD INSTITUTE
FR
FRAME RELAY
Chuyển tiếp khung
HDSL
HIGH BIT RATE SUBSCRIBER LINE
Đường thuê bao tốc độ
cao
IEEE
INSTITUTE OF ELECTRICAL AND
Viện các nhà kỹ thuật điện
ELECTRONICS ENGINEERS
và điện tử
IETF
INTERNET ENGINEERING TASK
Tổ chức quốc tế cho kỹ
FORCE
thuật internet
IP
INTERNET PROTOCOL
Giao thức internet
ISDN
INTEGRATED SERVICE DIGITAL
Mạng số liên kết đa dịch vụ
NETWORK
ISP
INTERNET SERVICE PROVIDER
Nhà cung cấp dịch vụ
internet
ISUP
ISDN USER PART
Phần người sử dụng ISDN
ITU
INTERNATIONAL
Hiệp hội viễn thông quốc tế
TELECOMMUNICATION UNION
ITU-T
INTERNATIONAL
Hiệp hội viễn thông quốc tế
TELECOMMUNICATION UNION TELECOMMUNICATION
LC-ATM
LABEL CONTROLLED ATM
LDP
LSP
LSR
LABEL DISTRIBUTION PROTOCOL
LABEL SWITCHING PATH
LABEL SWITCH ROUTER
MEGACO MEDIA GATEWAY CONTROL
Giao diện ATM điều khiển
nhờ nhãn
Giao thức phân phối nhãn
Đường chuyển mạch nhãn
Bộ định tuyến chuyển
mạch nhãn
Giao thức điều khiển cổng
thiết bị
5
MG
MEDIA GATEWAY
MGC
MGCP
MEDIA GATEWAY CONTROLLER
MEDIA GATEWAY CONTROL
PROTOCOL
MULTI PROTOCOL LABEL
SWITCHING
MULTISERVICE SWITCH FORUM
MPLS
MSF
NGN
N-ISDN
OSI
NEXT GENERATION NETWORK
NARROW BAND-ISDN
OPEN SYSTEMS
INTERCONNECTION
POST
PLAIN OLD TELEPHONE SERVICE
PPP
POINT TO POINT PROTOCOL
PSTN
PUBLIC SWITCH TELEPHONE
NETWORK
RAS
REMOTE ACCESS SERVER
RIP
ROUTING INFORMATION
PROTOCOL
RSVP
RESOURCE RESERVATION
PROTOCOL
SDH
SYNCHRONOUS DIGITAL
HIERARCHY
SIP
SESSION INITIAL PROTOCOL
SIGTRAN SIGNALLING TRANSPORT
SS7
SIGNALLING SYSTEM No7
STM
SYNCHRONOUS TRANSFER MODE
SVC
SWITCHED VIRTUAL CIRCUIT
TCP
TRANSPORT CONTROL PROTOCOL
TMN
UDP
TELECOMMUNICATIONS
MANAGEMENT NET WORK
USER DATA PROTOCOL
VCI
VIRTUAL CIRCUIT IDENTIFIER
VPI
VPN
WDM
VIRTUAL PATH IDENTIFIER
VIRTUAL PRIVATE NETWORK
WAVE DIVISION MULTIPLEXING
WDMA
Cổng chuyển đổi phương
tiện
Thiết bị điều khiển MG
Giao thức điều khiển cổng
thiết bị
Chuyển mạch nhãn đa
giao thức
Diễn đàn chuyển mạch
nhãn đa dịch vụ
Mạng thế hệ sau
Mạng ISDN băng hẹp
Mơ hình liên kết các hệ
thống mở
Dịch vụ điện thoại đơn giản
Giao thức điểm - điểm
Mạng điện thoại chuyển
mạch công cộng
Máy chủ truy nhập từ xa
Giao thức thông tin định
tuyến
Giao thức giành trước tài
nguyên (hỗ trợ QoS)
Phân cấp số đồng bộ
Giao thức khởi tạo phiên
Truyền tải báo hiệu
Hệ thống báo hiệu số 7
Chế độ truyền tải đồng bộ
Kênh ảo có chuyển mạch
Giao thức điều khiển
truyền tải
Mạng quản lý viễn thông
Giao thức dữ liệu người sử
dụng
Trường nhận dạng kênh
ảo
Trường nhận dạng đường
Mạng riêng ảo
Ghép kênh phân chia theo
bước sóng
WAVE DIVISION MULTIPLE ACCESS Đa truy cập phân chia theo
bước sóng
6
Danh mục các bảng và hình vẽ
Bảng 2.1 Các SIP header đợc dùng phổ biến ............................................... 48
T
32U
U
T
32
Hình 1.1 Mô hình phân lớp NGN .................................................................. 9
Hình 1.2 Các phần tử mạng NGN cơ bản ..................................................... 11
Hình 1.3 Các giao diện kết nối trong các lớp mạng NGN ............................ 16
Hình 1.4 Tiến trình chuẩn hoá Megaco ........................................................ 20
Hình 2.1 Vị trí của SIP server trong mô hình NGN. ...................................... 26
Hình 2.2 Kết nối SIP giữa NGN và Internet. ................................................. 27
Hình 2.3 Cơ chế hoạt động của giao thức SIP. .............................................. 30
Hình 3.1 Sơ đồ kết nối với mạng PSTN ......................................................... 59
Hình 3.2 Sơ đồ kết nối với mạng GSM.......................................................... 61
Hình 3.3 Sơ đồ kết nối với mạng riêng ảo ..................................................... 62
Hình 3.4 CÊu tróc NGN cđa Alcatel ............................................................. 63
H×nh 3.5 KÕt nèi trong giai đoạn 3 ............................................................... 64
Hình 3.6 Kết nối trong giai đoạn 6 ............................................................... 66
Hình 3.7 Kết nối trong giải pháp ENGINE tổng thể...................................... 69
Hình 4. 1 Kiến trúc mạng NGN cđa Siemens ................................................ 70
H×nh 4.2 CÊu h×nh chung cđa mạng do hiQ9200 điều khiển. ........................ 71
Hình 4.3 Sự xây dùng c¸c øng dơng chÝnh cđa SURPASS hiQ 4000. ............ 73
Hình 4.4 Cấu hình chung của mạng do hiQ4000 điều khiển. ........................ 74
Hình 4.5 Cấu hình mạng cơ bản của dịch vụ Call Waiting Internet. .............. 75
Hình 4.6 Surfone Client thực hiện việc đăng ký ............................................ 76
Hình 4.7 Cuộc gọi CWI ................................................................................ 77
Hình 4.8 Ngời dùng lựa chọn trả lời bằng điện thoại cố định. ..................... 78
Hình 4.9 Ngời dùng lựa chọn trả lời bằng VoIP. ......................................... 79
Hình 4.10 Cấu hình cấp mạng đờng trục quốc gia...................................... 81
Hình 4.11 Cấu hình kết nối các cấp mạng NGN ........................................... 82
Hình 4.12 CÊu h×nh kÕt nèi NGN-PSTN ....................................................... 84
H×nh 4.13 CÊu h×nh kÕt nèi NGN-Internet-PSTN-GSM ................................ 86
T
32U
T
32U
T
32U
U
T
32
T
32U
T
32U
T
32U
T
32U
T
32U
U
T
32
T
32U
U
T
32
T
32U
U
T
32
T
32U
T
32U
T
32U
U
T
32
T
32U
U
T
32
T
32U
U
T
32
T
32U
T
32U
T
32U
T
32U
T
32U
U
T
32
T
32U
T
32U
T
32U
U
T
32
T
32U
U
T
32
T
32U
U
T
32
T
32U
U
T
32
T
32U
T
32U
U
T
32
U
T
32
T
32U
T
32U
T
32U
U
T
32
T
32U
U
T
32
T
32U
T
32U
T
32U
T
32U
U
T
32
U
T
32
7
Mở đầu
NGN - mạng thế hệ sau - mạng đảm bảo cơ sở hạ tầng duy nhất cho
viễn thông và tin học, cung cấp đa dịch vụ, đa phơng tiện, có yêu cầu về trễ
và không yêu cầu về trễ. Đối với NGN, khả năng kết nối đóng vai trò quan
trọng quyết định việc cung cấp các dịch vụ một cách tối u.
Trong NGN - SIP là giao thức thiết lập phiên do IETF đa ra. Nó vốn
đợc thiết kế phơc vơ cho IP phone, nhng hiƯn nay nã ®· và đang nổi lên nh
một kỹ thuật cho tất cả các dịch vụ, rất phù hợp với các ứng dụng multimedia,
đặc biệt là đối với messaging. SIP có khả năng liên vận dễ dàng từ PSTN sang
IP và ngợc lại. Các SIP server liên kết với nhau tạo nên môi trờng dịch vụ
trên phạm vi rộng, có thể phối hợp với các gateway để đạt tới các vùng dịch vụ
non-SIP. SIP đang trở thành một lực đẩy quan trọng đối với sự phát triển của
mạng thế hệ sau - NGN.
SIP là một giao thức dạng text rất gần gũi với HTTP. Định dạng text
cho phép dễ dàng mở rộng nội dung bản tin, dễ theo dõi hoạt động cũng nh
tái sử dụng lại các mô hình đà thành công với HTTP (VD: mô hình servlet).
Tuy nhiên sự linh hoạt của SIP luôn tỷ lệ nghịch với sự chặt chẽ trong cú pháp
cũng gây nhiều khó khăn đối với ngời phát triĨn cha cã kinh nghiƯm.
SIP tiÕn hµnh thiÕt lËp cc gọi, duy trì, tạo tính di động của user và các
dịch vụ điện thoại phức tạp.
SIP là một chuẩn mở do nó đợc thiết kế để có thể tồn tại lâu dài, dễ
dàng thích nghi và tiến hoá (bản thân SIP chỉ định nghĩa các thủ tục để thiết
lập các phiên kết nối giữa các cặp SIP client trong khi hoạt động của dịch vụ
cũng nh đặc điểm media tuỳ thuộc vào client và dựa trên các chuẩn khác).
Tính mở này bị hạn chế rất nhiều do các chuẩn viễn thông truyền thống
thờng rất chi tiết và chặt chẽ, đầy ®đ tíi tËn møc øng dơng. Nhng thùc tÕ
cho thÊy SIP đang đợc phát triển rất mạnh do mô hình øng dông SIP cã rÊt
8
nhiều điểm tơng đồng với mô hình ứng dụng NGN. Nhiều hÃng đà đa ra các
giải pháp NGN với hầu hết các thành phần dựa trên SIP. Quan điểm mở của
SIP khuyến khích các nhà phát triển mạnh dạn chuẩn bị trớc các nền tảng
cho đầu cuối của họ mà không sợ bị lỗi thời.
Trớc nhu cầu phát triển không ngừng của tin học và mạng viễn thông
Việt nam, việc nghiên cứu, làm chủ SIP là cần thiết. Điều này phù hợp và
thiết thực khi việc chuyển dịch mạng viễn thông truyền thống sang NGN đang
bắt đầu đợc thực hiện. Với luận văn này, tôi hy vọng đa đến cho ngời đọc
một góc nhìn tổng quát về SIP, vai trò ứng dụng của nó đối với sự phát triển
của NGN.
9
Chơng 1 : Tổng quan về NGN
1.1 NGN
NGN- mạng thế hệ sau cung cấp cơ sở hạ tầng duy nhất nhằm đảm bảo sự
hội tụ giữa viễn thông và tin học, cung cấp đa dịch vụ, đa phơng tiện, có yêu
cầu về trễ và không yêu cầu về trễ, cố định và di động dựa trên công nghệ
chuyển mạch gói.
Khái niệm mạng thế hệ sau ( NGN) đợc xuất hiện vào cuối những năm 90 để
đối mặt với một số vấn đề nổi lên trong viễn thông khi sự cạnh tranh giữa các
nhà khai thác trên toàn cầu trên dựa trên cơ sở bÃi bỏ những quy định lạc hậu
về thị trờng, khai thác lu lợng dữ liệu đợc sử dụng trong internet, nhu cầu
mạnh mẽ của khách hàng về các dịch vụ đa phơng tiện và sự gia tăng nhu
cầu của ngời sử dụng di động.
1.2 Cấu trúc
Dựa trên mô hình OSI gồm 7 lớp: ứng dụng, trình bày, phiên, truyền tải,
mạng, liên kết dữ liệu, vật lý. NGN đợc phân thành 4 lớp: lớp ứng dụng/ dịch
vụ - Application/Service layer, líp ®iỊu khiĨn - Control layer, líp trun tải
dịch vụ - Service transport layer, lớp truy nhập - Service access layer. Ngoài ra
còn có lớp quản lý xuyên suốt qua 4 lớp trên. Mô hình phân lớp NGN đợc
mô tả trong hình 1.1.
Lớp ứng dụng
Lớp điều khiển
Lớp truyền tải
Quản lý
Lớp truy nhập
Hình 1.1 Mô hình phân lớp NGN
10
- Lớp ứng dụng và dịch vụ cung cấp các ứng dụng và dịch vụ nh dịch
vụ mạng thông minh IN, trả tiền trớc, dịch vụ giá trị gia tăng Internet cho
khách hàng thông qua lớp điều khiển v.v... Hệ thống ứng dụng và dịch vụ
mạng này liên kết với lớp điều khiển thông qua các giao diện mở API. Nhờ
giao diện mở này mà VNPT có thể phát triển các ứng dụng và triển khai
nhanh chóng các dịch vụ trên mạng.
- Lớp điều khiển bao gồm các hệ thống điều khiển (Call controller) kết
nối cuộc gọi giữa các thuê bao thông qua việc điều khiển các thiết bị chuyển
mạch (ATM+IP) của lớp chuyển tải và các thiết bị truy nhập của lớp truy
nhập. Lớp điều khiển có chức năng kết nối cuộc gọi thuê bao với lớp ứng
dụng, dịch vụ. Các chức năng nh quản lý, chăm sóc khách hàng, tính cớc
cũng đợc tích hợp trong lớp điều khiển.
- Lớp truyền tải bao gồm các nút chuyển mạch (ATM+IP) và các hệ
thống truyền dẫn thực hiện chức năng chuyển mạch, định tuyến các cuộc gọi
giữa các thuê bao của lớp truy nhập dới sự điều khiển của thiết bị ®iỊu khiĨn
thc líp ®iỊu khiĨn.
- Líp truy nhËp bao gåm các thiết bị truy nhập cung cấp các cổng kết nối
với thiết bị đầu cuối thuê bao qua hệ thống mạng ngoại vi cáp đồng, cáp
quang hoặc vô tuyến. Các thiết bị truy nhập có thể cung cấp các loại cổng truy
nhập cho các loại thuê bao sau: POST, VOIP, IP, FR, X.25, ATM, xDLS, di
động v.v...
1.3 Các phần tử trong NGN
Các nhà cung cấp NGN đều đa ra cấu trúc cơ bản đợc xác định bao gồm
các phần tử mạng cần thiết cho việc cung cấp các dịch vụ thoại truyền thống
với bớc chuyển tiếp lên NGN cho các sản phẩm của mình. Tuy nhiên có
những giải pháp cụ thể riêng của từng hÃng. Hình 1.2 dới đây là cÊu tróc do
tỉ chøc Eurescom ®a ra.
11
Môi trờng kiến tạo ứng dụng
Server ứng dụng
Media
server
Call server
Tài nguyên
media
Truy nhập tới
mạng NGN
Media gateway
Messaging
server
Tài nguyên
media
Mạng gói (IP/ATM)
Hình 1.2 Các phần tử mạng NGN cơ bản
1.3.1 Media Gateway
Media gateway chuyển đổi giao thức khung và media. Các đầu cuối
media gateway hoàn thành các giao thức điều khiển mang và chứa các đầu
cuối mang. Nó cũng chứa thiết bị thao tác media (nh bé chun m·, khư
tiÕng väng hay gưi tone).
• Chøc năng của Media gateway:
+ Hỗ trợ quay số.
+
Tập hợp dữ liệu cho việc tính cớc và hệ thống chăm sóc khách hàng
hay phát hiện ngỡng dữ liệu nếu yêu cầu.
+ Các báo cáo cảnh báo.
+ Media gateway sẽ tạo các tone (bận, không trả lời), tạo và phát hiện
các tín hiÖu DTMF.
12
+ Internal switching - ánh xạ của các dòng chuyển mạch gói trên
chuyển mạch kênh.
+ Xử lý dòng Media (nh điều khiển lu lợng trong ATM, quản lý
quyền u tiên).
+ Hỗ trợ các giao thức định đờng chính: OSPF, IS-IS, BGP.
+ Các giải pháp VoIP đợc hỗ trợ ở đây, media gateway sẽ hỗ trợ mở
rộng giao thức của BGP, OSPF, IS-IS và RSVP để hỗ trợ MPLS.
+ Hỗ trợ các chức năng O&M chính nh cấu hình, giám sát.
+ Media gateway có thể tạo các chức năng gateway báo hiệu khi báo
hiệu cuộc gọi đợc media gateway nhận và truyền tới call server khi
không nhận.
+ Chuyển đổi giữa các kiểu đầu cuối khác nhau.
+ Các chức năng hỗ trợ H.323.
+ Các chức năng hỗ trợ SIP.
Các yêu cầu quan träng cho media gateway lµ tÝnh më, kÕt nèi phï hợp
giữa các mạng, tính bảo mật, tính tin cậy, độ linh hoạt, phát triển dễ dàng, việc
quản lý và quản trị media gateway sẽ đợc đơn giản hóa hết mức (vÝ dơ nh sư
dơng giao diƯn ngêi dïng ®å häa). Các hoạt động đó cũng sẽ đợc thực hiện
từ xa, để dễ dàng quản lý các gateway media phân tán.
1.3.2 Media Server
+ C¸c media server sÏ cung cÊp c¸c chøc năng cho phép các tơng tác
giữa chủ gọi và các ứng dụng thông qua các thiết bị điện thoại, thí dụ nó có
thể trả lời cuộc gọi và cấp thông báo hoặc đọc th bằng tổng hợp thoại và
cung cấp đầu vào tới các ứng dụng từ các lệnh DTMF hoặc các lệnh thoại nhờ
sử dụng công nghệ nhận dạng tiÕng nãi.
13
Các tập chức năng trong phần tử mạng có chức năng nền dịch vụ thế hệ
sau đợc gọi là Server phơng tiện cung cấp các giao diện tới:
- Các thiết bị ngời sử dụng cuối.
- Các server ứng dụng.
- Các server cuộc gọi.
- Các server bản tin.
Media Server sẽ cung cấp các chức năng tới các ứng dụng không kể đến
kiểu của mạng cơ sở, thí dụ SIP, H.323, PSTN, ... Media Server sẽ là hệ điều
hành độc lập, có khả năng chọn hệ điều hành phù hợp nhất để cài đặt và chạy
các ứng dụng dới các hệ điều hành khác nhau.
1.3.3 Server cuộc gọi
Server cuộc gọi điều khiển cuộc gọi theo mô hình cuộc gọi, điều khiển
báo hiệu và điều khiển media gateway. Server cuộc gọi phải cung cÊp giao
diƯn (thÝ dơ giao thøc chn hc giao diƯn chơng trình ứng dụng mở) về
phía các server ứng dụng để cho phép điều khiển dịch vụ và cách giải quyết
chất lợng dịch vụ. Tính năng chung:
+ Cung cấp các giao thøc chn tíi møc gateway ph¬ng tiƯn.
+ Cung cÊp các giao thức tới mức server ứng dụng.
Các tính năng khác nh : xác thực và bảo mật, tính năng điều khiển
cuộc gọi (theo mô hình cuộc gọi định sẵn), định tuyến cuộc gọi, xử lý báo
hiệu cuộc gọi, tính năng hoạt động, quản lý và điều khiển .v.v.
Server cuộc gọi sẽ cho phép các đầu cuối IP kết nối trực tiếp, điển hình
sử dụng các giao thức nh SIP và H.323.
1.3.4 Server ứng dụng
Server ứng dụng là phần mềm chạy trên lớp trung gian giữa Web
browser trên cơ sở các client, các cơ sở dữ liệu và các ứng dông kinh doanh.
14
Các server ứng dụng điều khiển tất cả các lôgic và kết nối ứng dụng mà bao
gồm các ứng dụng client-server kiểu cũ.
Các server ứng dụng liên kết các ứng dụng Web và các hệ thống đà tồn
tại cùng nhau cho thơng mại điện tử và các sử dụng khác.
Phần mềm server ứng dụng có thể đơn giản hoá việc kết nối các hệ
thống web mới, các hệ thống đặt trong các vị trí khác hẳn nhau và các hệ
thống kế thừa thông qua Web client.
Trong phạm vi mạng thế hệ sau, khái niệm server ứng dụng sẽ là sự tiến
hoá của các server ứng dụng dựa trên Web để thực hiện các dịch vụ điều khiển
các server cuộc gọi và các tài nguyên đặc biệt thế hệ sau. Do đó, server ứng
dụng sẽ là nền công nghệ thông tin đóng vai trò kiến tạo dịch vụ trong mạng
thông minh mở rộng tính năng của chúng để bao phủ các tình huống phát sinh
của mạng. Các server ứng dụng tơng tác với các server cuộc gọi và các tài
nguyên đợc điều khiển thông qua các giao thức chuẩn hoặc các giao diện
chơng trình ứng dụng mở (API).
Các mục tiêu chính của server ứng dụng là khả năng đa vào, thực hiện,
điều khiển và quản lý các ứng dụng có hiệu quả, kinh tế và nhanh chóng.
Server ứng dụng phải cung cấp sự tích hợp Web để cung cấp giao diện ngời
sử dụng dựa trên Web cho quản lý, khai thác, bảo dỡng với các Web server
để cung cấp các dịch vụ.
Các tính năng khác nh xác thực và bảo mật, tính năng lập trình, tính
năng truyền thông, tính năng cung cấp dữ liệu, tính năng hoạt động- quản lý
và điều khiển, hỗ trợ các giao thức SIP
1.3.5 Môi trờng kiến tạo ứng dụng
Môi trờng kiến tạo ứng dụng sẽ trợ giúp vòng đời của dịch vụ hoặc ứng
dụng đợc soạn bởi chuỗi pha, mỗi pha yêu cầu các kích hoạt nào đó để đợc
thực hiện với các tên :
15
+ Phân tích các nhu cầu khái niệm.
+ Kiến tạo øng dơng.
+
§o thư chÊp nhËn.
+
TriĨn khai øng dơng.
+
Cung cÊp øng dụng và hoạt động.
+
Loại bỏ ứng dụng.
Môi trờng kiến tạo ứng dụng thế hệ sau cung cấp các công cụ để định
địa chỉ các kích hoạt đợc nhận dạng chi tiết sự phát triển và duyệt các ứng
dụng sẵn có để triển khai trong mạng thực tế. Các phần tử kiến tạo ứng dụng
cung cấp môi trờng tích hợp để phát triển và phê chuẩn các ứng dụng để
chạy trên server ứng dụng. Sự phát triển ứng dụng đợc dựa trên các phần tử.
Một phần tử có thể đợc thực hiện sử dụng ngôn ngữ hớng đối tợng, thí dụ
JAVA hoặc C++.
Môi trờng kiến tạo ứng dụng nên đơn giản hoá các ứng dụng bằng
cách căn cứ vào chúng trên các phần tử có module, đợc chuẩn hoá bằng
cách cung cấp tập các dịch vụ hoàn chỉnh tới các phần tử đó và bằng cách
điều khiển nhiều chi tiết các ứng dụng một cách tự động mà không lập trình
phức tạp.
Các tính năng môi trờng kiến tạo ứng dụng cần tơng thích với các
khả năng server ứng dụng nơi các ứng dụng sẽ chạy. Điều này nghĩa là các
đặc điểm kiến tạo ứng dụng sẽ phụ thuộc vào các tính năng server ứng dụng,
ngợc lại sẽ gây ra tình huống các ứng dụng yêu cầu hoạt động riêng biệt mà
không tồn tại trên server ứng dụng. Qua đó cho thấy tính năng tuỳ chọn của
môi trờng kiến tạo ứng dụng có thể đợc mở rộng với các tính năng server
ứng dụng mở. Do vậy môi trờng kiến tạo ứng dụng phải có khả năng truy cập
tất cả các giao diện chơng trình ứng dụng đợc cung cấp bởi server ứng
dụng.
16
1.4 Một số giao thức báo hiệu trong NGN
Để đảm bảo triển khai các dịch vụ mới không phụ thuộc vào nhà cung cấp,
mạng truy nhập... nhiều giao thức quan trọng đợc sử dụng trong các giao
diện kết nối của mạng NGN : INAP, Megaco/H.248, SIP, H.323, ISUP,
BICC
Mặt phẳng dịch vụ/ứng dụng
Mặt phẳng
quản lý
Các máy chủ ứng dụng (SCP, máy
chủ Media )
IN
C¸c API më (IN/INAP,Paralay, Jain, CAMEL, SIP )
Cung cÊp dịch
vụ và thuê bao,
quản lý mạng, hỗ
trợ hoạt động và
tính cớc
Mặt phẳng báo hiệu và điều khiển
BICC,SIP-T
MGC
Call Agents, MGC, Softswitch
Báo hiệu ( MEGACO, MGCP, RANAP, ISUP, MAP)
Mặt phẳng truyền tải
Miền trun dÉn IP :
IP Backbone, Routers,
BGs QoS Mechanisms
(RSVP, Differv,
MPLS...)
Liªn kÕt hoạt
động miền :
TG(MG), SG,
liên kết hoạt
động GW
Miền truy nhập không phải IP
Truy nhập hữu tuyến (AG, Proxi truy nhập)
Truy nhập di động (RAN,AG)
Truy nhập băng rộng (các IAD, MTA)
Điện thoại IP (H.323,
SIP, MGCP, ...), Đầu
cuối IP,
SS7,
TDM/ATM
Mạng
PSTN/SS7/
ATM
IP
Mạng VoIP
khác
Các đầu cuối không
IP
Hình 1.3 Các giao diện kết nối trong các lớp mạng NGN
1.4.1 INAP
INAP do ITU-T đa ra vào tháng 10 năm 1995, là một giao thức ngời
dùng ROSE (Khuyến nghị X.219 và 229). Giao thức ROSE có trong phần tử
17
lớp phụ của TCAP (theo Khuyến nghị ITU-T Q.771 đến Q.775) và DSS 1
(theo Khuyến nghị ITU-T X.209). Bộ tiêu chuẩn INAP đợc chấp nhận trên
toàn thế giới với loạt khuyến nghị Q.12x8.
INAP CS-1(tập hợp các khả năng cho mạng thông minh) đợc ITU đa
ra (Capability Set 1). CS1 đợc thiết kế đa ra phạm vi các dịch vụ và hỗ trợ
cho việc khách hàng hoá nhanh chóng việc thực hiện các dịch vụ. ITU CS
đợc coi nh chuẩn quốc tế.
INAP CS-2 đợc đa ra tháng 9 năm 1997
Tiếp theo tập CS-1, trên quan điểm thừa kế phát triển, ITU-T xây dựng CS-2 là
tập khả năng của IN đáp ứng các tiêu chuẩn sau:
- Là một tập con của kiến trúc IN mục tiêu.
- Thừa kế CS-1.
- Là một tập các định nghĩa khả năng đợc dùng trực tiếp cho cả nhà sản
xuất thiết bị và khai thác mạng.
- Cung cấp các khả năng của mạng để hỗ trợ các dịch vụ xác định hoặc
đang trong quá trình xác định. CS-2 cũng cung cấp các năng lực hỗ trợ
cho cả những dịch vụ không đợc đề xuất hoặc cha đợc ITU-T chuẩn
hoá.
- Có thể hỗ trợ mạng PSTN, B-ISDN và mạng di động.
INAP CS-3 đợc đa ra tháng 6 năm 2000.
INAP CS-3 xác định tập hợp các năng lực IN nhằm thỏa mÃn các tiêu chuẩn
chung sau:
- IN CS-3 là một bớc phát triển của cấu trúc mạng thông minh .
- IN CS-3 phát triển dựa trên IN CS-2.
- IN CS-3 là tập xác định các năng lực cho phép giúp đỡ cả các nhà chế
tạo và các nhà điều hành/ cung cấp dịch vụ mạng.
- IN CS3 cung cấp các năng lực mạng xác định để hỗ trợ tập hợp các dịch
vụ chuẩn IN CS-3 và các đặc tính dịch vụ. Các năng lực này có thể cũng
18
đợc sử dụng để hỗ trợ các dịch vụ khác ( đợc ITU-T chuẩn hóa hoặc
không).
INAP CS-4 đợc đa ra tháng 7 năm 2001.
INAP CS-4 đợc xây dựng dựa trên việc phát triển cao hơn các đặc trng hiện
có của INAP CS-3 và bổ sung thêm các khả năng hỗ trợ dịch vụ VoIP, hỗ trợ
các dịch vụ IP nh truy nhËp tõ hai phÝa IN vµ H323 Gatekeeper/ SIP Proxy
Server, hỗ trợ liên kết hoạt động IN với Call server dựa trên H248. Ngoài ra
CS4 có đa ra một số thực thể và giao diện mới để phục vụ cho việc kết nối
giữa IN với mạng IP và mạng IMT-2000.
Cơ sở hạ tầng IN cần phải độc lập với các giao thức báo hiệu của thoại
IP (ví dụ SIP, H323, ...). IN CS4 đa ra các thực thể chức năng mới sau đây:
- Máy chủ PINT.
- Chức năng Gateway ứng dụng dịch vụ (SA-GF).
- Chức năng quản lý cuộc gọi (CMF).
- Chức năng chuyển mạch dịch vụ mềm (soft SSF).
- Chức năng Gateway nhận truy cập qua đờng điện thoại (D/A GF).
- Media Gateway (MG).
Các thực thể chức năng hiện có cần đợc mở rộng bao gồm:
- Chức năng tài nguyên đặc biệt (SRF).
- Chức năng điều khiển dịch vụ (SCF).
- Chức năng dữ liệu dịch vụ (SDF).
- Chức năng chuyển mạch dịch vụ (SSF).
- Chức năng điều khiển cc gäi (CCF).
C¸c gateway giao thøc líp díi cịng cã thể cần phải đợc cài đặt, các
chức năng chuyển đổi tùy thuộc vào kiến trúc giao thức đợc sử dụng trong
mỗi miền:
- Chức năng Gateway báo hiệu (S-GF).
- Chức năng Gateway điều khiển dịch vụ (SC-GF).
19
1.4.2 BICC
Trong nửa cuối năm 1999 và đầu năm 2000 nhóm nghiên cứu 11 SG11 của ITU đà tiến hành các hoạt động để ban hành tập khả năng số 1 của
BICC vào tháng 6 năm 2000. Trong đó BICC CS1 đợc thiết kế để cho phép
các nhà khai thác mạng cỡ lớn đang sử dụng ISUP có thể tiến hành chuyển đổi
từ việc sử dụng mạng truyền tải TDM và mạng báo hiệu trên nền MTP3
hớng đến công nghệ gói một cách dần dần. Mô hình của BICC CS 1 cho phép
từng đoạn ATM đợc đa vào trong một mạng ISUP băng hẹp hiện có mà
không làm mất đi các tính năng và dịch vụ của ISUP hay của IN. BICC CS1
cũng đa ra nhứng khả năng lựa chọn mới mà cha đợc định nghĩa trong
ISUP băng hẹp là codec negotiation và codec modification. Điều này cho
phép BICC đa ra các thao tác chuyển mà tự do trong mạng, chẳng hạn nh
đối với dịch vụ di động thao tác chuyển mà tự do sẽ cải thiện đuợc chất lợng
thoại do tránh đợc việc chuyển mà không cần thiết giữa các lần mà hoá/nén
thoại trong mạng.
BICC trong mạng IP hay BICC CS2 xây dựng trên cơ sở BICC CS1, nó
bao gồm hầu hết các dịch vụ đợc hỗ trợ trong ISUP với kiến trúc hiện tại tính
đến cả chức năng của tổng đài nội hạt. Một khía cạnh quan trọng đợc thể
hiện trong CS2 đó là việc hỗ trợ IP mang và việc điều khiển mang này với
điều khiển cuộc gọi đợc tách biệt ra. Điều này cho phép một CSF có thể điều
khiển đợc nhiều BIWF và một BIWF cũng có thể đợc điều khiển bởi một
hay nhiều CSF. Khối lợng thông tin đợc mang đi từ một điểm SN gốc tới
điểm kế tiếp sẽ đợc tăng lên cho cuộc gọi để đáp ứng mục đích nhận dạng và
thông tin liên quan đến cuộc gọi/mang.
1.4.3 MEGACO/H248
Giao thức giữa media gateway và callserver ngày nay đợc sử dụng là
MGCP (Media gateway control protocol) hoặc MEGACO. Hình 1.4 mô tả quá
