công nghệ chuyển mạch mềm (softswitch) trong mạng thế hệ sau

Luận văn thạc sỹCông nghệ chuyển mạch mềm Softswitch trong mạng thế hệ sau
1

MỤC LỤC
MỤC LỤC 1
CÁC TỪ VIẾT TẮT 4
LỜI NÓI ĐẦU 7
CHƯƠNG I – TỔNG QUAN VỀ MẠNG NGN 9
I. Mạng viễn thông ngày nay, ưu và nhược điểm. 9
I.1. Giá thành chuyển mạch của tổng đài nội hạt 9
I.2. Không có sự phân biệt dịch vụ 9
I.3. Những giới hạn trong phát triển mạng 10
I.4. Khó khăn trong triển khai dịch vụ 10
II. Nhu cầu và xu hướng viễn thông trong giai đoạn hiện nay 10
II.1. Nhu cầu 10
II.2. Xu hướng phát triển 11
III. Giải pháp thay thế cho mạng PSTN hiện tại. 12
IV. Sự hình thành mạng NGN – Next Generation Network 14
CHƯƠNG II – CẤU TRÚC MẠNG NGN 17
I. Mô hình phân lớp và các mặt phẳng trong mạng NGN 17
I.1. Mô hình phân lớp 17
I.1.1. Lớp truyền thông (Transport Plane) 17
I.1.2. Lớp điều khiển và báo hiệu cuộc gọi (Call Control and Signaling Plane) 18
I.1.3. Lớp ứng dụng và dịch vụ 18
I.1.4. Lớp quản lý (Management Plane) 18
I.2. Mô hình mặt phẳng của NGN 19
II. Các phần tử trong mạng NGN 19
II.1. Thiết bị Softswitch. 19
II.2. Cổng truyền thông (Media Gateway) 20
II.3. Cổng truy nhập (Access Gateway) 20
II.4. Cổng báo hiệu (Signaling Gateway) 20

II.5. Mạng trục IP 21
III. Softswitch – công nghệ chuyển mạch mềm 21
III.1. Công nghệ Softswitch theo quan điểm của một số nhà phát triển 21
III.2. Khái niệm Softswitch 23
III.3. Những lợi ích của Softswitch 24
CHƯƠNG III – ĐẶC ĐIỂM KỸ THUẬT CỦA CÔNG NGHỆ SOFTSWITCH 27
I. Mô hình kiến trúc mạng thế hệ sau NGN và các chức năng của Softswitch. 27
I.1. Kiến trúc mạng NGN 29
I.2. Các giao thức điều khiển và báo hiệu trong mạng NGN 29
I.2.1. Megaco/H.248 30
Luận văn thạc sỹCông nghệ chuyển mạch mềm Softswitch trong mạng thế hệ sau
2

I.2.2. BICC 31
I.2.3. SIP 32
I.2.4. MGCP: Media Gateway Control Protocol 32
I.2.5. Chồng giao thức H.323 33
II. Báo hiệu SS7 trong mạng PSTN 39
II.1. Các MTP 42
II.2. ISUP – Phần ứng dụng ISDN 42
II.3. Giao thức điều khiển kết nối báo hiệu – SCCP 42
II.4. Phần ứng dụng khả năng giao dịch – TCAP 43
III. Liên kết báo hiệu giữa mạng SS7 và Chuyển mạch mềm 43
III.1. Giao thức SIGTRAN (SIGnaling TRANsport) 43
III.2. Các giao thức hỗ trợ truyền bản tin SS7 qua mạng IP trong SIGTRAN 45
III.2.1. Giao thức M2UA (MTP2 User Adaptation Layer) 45
III.2.2. Giao thức M2PA (MTTP2 User Peer-to-Peer Adaptation Layer) 46
III.2.3. M3UA (MTP level 3 User Adaptation Layer) 47
III.2.4. Truyền tải SCCP qua mạng IP 49
IV. Các mô hình giao tiếp dịch vụ và phát triển ứng dụng trong hệ thống Chuyển mạch

mềm 52
IV.1. IN trong mạng PSTN 53
IV.1.1. Giới thiệu mạng IN 53
IV.1.2. Kiến trúc IN 54
IV.2. Mô hình Parlay và JAIN 57
IV.2.1. Giới thiệu chung về Parlay và JAIN 57
IV.2.2. Parlay API và JAIN API 58
IV.2.3. Nền tảng phát triển dịch vụ viễn thông của Sun Microsystem 61
V. Giao tiếp dịch vụ qua H323 và SIP 62
V.1. SIP với vai trò kết nối dịch vụ 62
V.2. Sử dụng SIP cho giao tiếp dịch vụ trong chuyển mạch mềm 62
CHƯƠNG IV– SẢN PHẨM VÀ GIẢI PHÁP SOFTSWITCH CỦA SIEMENS 66
I. Giải pháp SURPASS và dòng sản phẩm hiQ của Siemens 66
I.1. hiQ 9200 Softswitch 67
I.2. hiQ 4000 Open Service Platform 68
I.3. hiQ 10 Radius Server 68
I.4. hiQ 6200 SIP Server 69
II. Softswitch hiQ 9200 69
II.1. Call Feature Server – CFS 69
II.2. Mạng thông tin bên trong hiQ (Internal Communication Network) 71
II.3. Packet Manager PM 71
II.4. Cổng báo hiệu (Signaling Gateway – SG) 71
Luận văn thạc sỹCông nghệ chuyển mạch mềm Softswitch trong mạng thế hệ sau
3

II.5. OAM&P Agent (thành phần hỗ trợ khai thác, quản lý, bảo dưỡng, giám sát hệ
thống) 72
III. Một số ứng dụng triển khai trên cơ sở giải pháp SURPASS của Siemens 72
III.1. Trung kế ảo (Virtual Trunking –VT) 72
III.2. Chuyển mạch nội hạt (Packet Local Switch) 73

III.3. Thoại băng rộng (VoBB – Voice over Broadband) 74
IV. Kết luận 76
KẾT LUẬN 77
TÀI LIỆU THAM KHẢO 79


Luận văn thạc sỹCông nghệ chuyển mạch mềm Softswitch trong mạng thế hệ sau
4

CÁC TỪ VIẾT TẮT
Từ viết tắt Tên tiếng Anh Tên tiếng Việt
AAA Authentication, Authorization,
Accounting
Xác thực thuê bao, xác thực dịch vụ,
tính cước
AAL ATM Adaption Layer Lớp tương thích ATM
ACM Address Complete Message Bản tin hoàn tất địa chỉ
ANM Answer Message Bản tin trả lời
API Application Program Interface Giao diện lập trình ứng dụng
ATM Asynchronous Transfer Mode Chế độ truyền đồng bộ
BCF Bearer Control Function Chức năng điều khiển kênh mang
BICC Bearer Independent Call Control Giao thức điều khiển cuộc gọi độc lập
với kênh mang
BIWF Bearer Inter Working Function Chức năng làm việc liên mạng kênh
mang
BNC Backbone Network Connection Kết nối mạng xương sống
CS Capability Set Tập khả năng
CSF Call Service Function Chức năng dịch vụ cuộc gọi
DSLAM Digital Subscriber Line Access
Multiplexer

Bộ ghép kênh truy nhập đường dây thuê
bao số
GK Gatekeeper
GSN Gate Service Node Điểm dịch vụ cổng
GW Gateway
IAD Intergrated Access Device Thiết bị truy nhập tích hợp
IAM Initial Address Message Bản tin khởi tạo địa chỉ
IN Intelligent Network Mạng thông minh
IP Internet Protocol Giao thức Internet
ISN Interface Serving Node Điểm phục vụ giao diện
ISP Interface Service Provider Nhà cung cấp dịch vụ Internet
ISUP ISDN User Part Phần đối tượng người sử dụng mạng
tích hợp đa dịch vụ
ITU International Telecommunications Hiệp hội viễn thông quốc tế
Luận văn thạc sỹCông nghệ chuyển mạch mềm Softswitch trong mạng thế hệ sau
5

Union
LAN Local Area Network Mạng cục bộ
LE Local Exchange Tổng đài nội hạt
M2PA MTP2-User Peer-to-Peer
Adaptation Layer
Lớp tương thích ngang hàng người sử
dụng MTP2
M2UA MTP2-User Adaptation layer Lớp tương thích người sử dụng MTP2
M3UA MTP3-User Adaptation layer Lớp tương thích người sử dụng MTP3
MC Multipoint Controller Bộ điều khiển đa điểm
MCU Multipoint Control Unit Khối điều khiển đa điểm
MGC Media Gateway Controller Bộ điều khiển thuê bao
MGCP Media Gateway Control Protocol Giao thức điều khiển Gateway truyền

thông
MP Multipoint Processor Bộ xử lý đa điểm
MTP Message Transfer Part Phần truyền dẫn bản tin
NGN Next Generation Network Mạng thế hệ sau
OAM&P Operation, Administration,
Maintainance, and Performance
Vận hành, quản trị, bảo dưỡng và giám
sát hoạt động
PBX Private Branch eXchange Tổng đài nhánh dành riêng
POTS Plain Old Telephone Service Dịch vụ điện thoại truyền thống
PRI Primary Rate Interface Giao diện tốc độ cơ bản
PSTN Public Switch Telephone Network Mạng điện thoại công cộng
QoS Quality of Sevice Chất lượng dịch vụ
RAS Registration,Admision,Status Đăng ký, Cho Phép, Trạng Thái
RAS Remote Access Server Máy chủ truy cập từ xa
RTCP Real-Time Control Protocol Giao thức điều khiển thời gian thực
RTP Real-Time Transport Protocol Giao thức truyền vận thời gian thực
SCCP Signal Connection Control Part Phần ứng dụng điều khiển kết nối báo
hiệu
SCN Switch Circuit Network Mạng chuyển mạch kênh
SCP Service Control Point Điểm điều khiển dịch vụ
SCTP Stream Control Transport Giao thức truyền vận điều khiển luồng
Luận văn thạc sỹCông nghệ chuyển mạch mềm Softswitch trong mạng thế hệ sau
6

Protocol
SDP Session Description Protocol Giao thức miêu tả phiên
SIGTRAN Signalling Transport Truyền vận báo hiệu
SIP Session Initiation Protocol Giao thức khởi tạo phiên
SS7 Signalling System 7 Hệ thống báo hiệu số 7

SSP Service Switching Point Điểm chuyển mạch dịch vụ
STP Signalling Transfer Point Điểm chuyển tiếp báo hiệu
SUA SCCP-User Adaptation layer Lớp tương thích người sử dụng SCCP
SUS SUSpend Ngừng
SWN Switch Node Điểm chuyển mạch
TCAP Transaction Capabilities
Application Part
Phần ứng dụng khả năng giao dịch
TCP Transmission Control Protocol Giao thức điều khiển truyền dẫn
ToS Type of Service Kiểu dịch vụ
TSN Transit Serving Node Điểm dịch vụ chuyển tiếp
UAC User Agent Client Máy khách tác nhân người sử dụng
UAS User Agent Server Bộ phục vụ tác nhn người sử dụng
VoIP Voice over IP Thoại trên gio thức IP


Luận văn thạc sỹCông nghệ chuyển mạch mềm Softswitch trong mạng thế hệ sau
7

LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay, chúng ta đang chứng kiến sự thay đổi mang tính cách mạng trong thị
trường dịch vụ thông tin. Sự thay đổi này không chỉ liên quan đến các nhà sản xuất,
các nhà nghiên cứu thị trường viễn thông mà còn tới nhiều người trong lĩnh vực khác
của xã hội. Phương thức mà con người trao đổi thông tin, giao tiếp với nhau, kinh
doanh với nhau đang dần thay đổi cùng với nền công nghiệp viễn thông. Các đường
điện thoại giờ
đây không chỉ còn mang thông tin thoại mà còn truyền cả số liệu và
video. Lưu lượng thông tin số liệu hiện đã vượt xa lưu lượng thông tin thoại trên và
vẫn tăng không ngừng với tốc độ tăng gấp 10 lần tốc độ tăng lưu lượng thông tin thoại.
Chuyển mạch kênh, vốn là đặc trưng của PSTN truyền thống trong suốt thế kỷ qua đã

không còn thích hợp nữa và đang nhường b
ước cho chuyển mạch gói trong mạng thế
hệ sau NGN (Next Generation Network).
Mạng thế hệ sau là mạng của các ứng dụng mới và các khả năng mang lại lợi
nhuận mà chỉ đòi hỏi giá thành thấp. Đó không chỉ là mạng phục vụ truyền số liệu mà
là một mạng thống nhất mang lại những ứng dụng cao cấp cho đời sống xã hội. Mạng
NGN có nhiều thay đổi về mặt c
ấu trúc so với mạng viễn thông cũ, trong đó nổi bật là
việc tách riêng các dịch vụ với các mạng, cho phép đưa chúng ra một cách riêng biệt
và được phát triển độc lập. NGN cho phép cung cấp các dịch vụ cũ và mới không phụ
thuộc vào mạng và kiểu truy nhập đang sử dụng.
Trái tim của mạng NGN là Softswitch. Softswitch thực hiện việc báo hiệu và
điều khiển chứ không thực hiện việc chuyển mạch cho các cuộ
c gọi. Nó điều khiển các
cuộc gọi theo mô hình cuộc hay còn gọi là cuộc gọi logic, tách việc thiết lập và điều
khiển cuộc gọi ra khỏi việc truyền dẫn. Nó cung cấp giao diện lập trình cho các mặt
phẳng ứng dụng để dễ dàng tạo ra các dịch vụ mới và nó điều khiển mạng truyền dẫn
để thực hiện cuộc gọi. Do vai trò quan trọng của Softswitch nên việ
c tìm hiểu về nó sẽ
giúp chúng ta có thể hiểu hơn về mạng NGN – một mạng đang được triển khai mạnh
trong thực tế.
Trên cơ sở tích lũy được trong thời gian học cao học tại Đại học Mở Hà Nội và
được sự giúp đỡ chỉ bảo tận tình của thầy PGS-TS Phạm Minh Việt đã giúp em hoàn
thành luận văn: “Công nghệ chuyển mạch mềm (Softswitch) trong mạng thế
hệ
sau”. Nội dung luận văn bao gồm 4 phần:
1. Chương I: Đặc điểm mạng viễn thông ngày nay, xu hướng phát triển của mạng
viễn thông trong tương lai: NGN
2. Chương II: Trình bày mô hình, cấu trúc cơ bản của mạng NGN, các phần tử
trong mạng NGN. Chương II cũng đề cập đến khái niệm Softswitch và vai trò của

Softswitch trong mạng NGN
Luận văn thạc sỹCông nghệ chuyển mạch mềm Softswitch trong mạng thế hệ sau
8

3. Chương III: Đi vào tìm hiểu các đặc điểm của công nghệ Softswitch. Trong
chương này tập trung vào vai trò báo hiệu của Softswitch trong mạng NGN. Trong
chương này cũng chỉ ra một số mô hình giao tiếp dịch vụ và phát triển ứng dụng
trong hệ thống chuyển mạch mềm, xu hướng phát triển.
4. Chương IV: Lựa chọn dòng sản phẩm SURPASS của Siemens làm hướng
nghiên cứu chủ đạo, trong đó đi sâu vào nghiên cứ
u san rphẩm Softswitch
hiQ9200. Từ đó chỉ ra các ứng dụng, dịch vụ đã, đang và có thể triển khai trên
mạng NGN tại Việt Nam.
Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo PGS-TS Phạm Minh Việt cùng các thầy
cô giáo trong khoa Điện tử viễn tử viễn thông trường Đại học Mở Hà Nội đã nhiệt tình
giúp đỡ em trong quá trình thực hiện đề tài này.
Luận văn thạc sỹCông nghệ chuyển mạch mềm Softswitch trong mạng thế hệ sau
9

CHƯƠNG I – TỔNG QUAN VỀ MẠNG NGN
I. Mạng viễn thông ngày nay, ưu và nhược điểm.
Hiện nay cơ sở hạ tầng chuyển mạch viễn thông công cộng bao gồm rất nhiều
mạng, công nghệ và các hệ thống khác nhau, trong đó hệ thống chuyển mạch kênh sử
dụng công nghệ ghép kênh phân chia theo thời gian (TDM – Time Division Multiplex)
đã phát triển khá toàn diện về dung lượng, chất lượng và quy mô mạng lưới. Mạng
PSTN ngày nay nói chung đáp
ứng được rất tốt nhu cầu dịch vụ thoại của khách hàng.
Tuy nhiên, trong lĩnh vực cung cấp dịch vụ thoại còn có nhiều vấn đề chưa được giải
quyết một cách thực sự thỏa đáng, chưa nói đến những dịch vụ mới khác.
Trong mạng chuyển mạch kênh ngày nay, chỉ có các khách hàng cỡ vừa và lớn

được hưởng lợi từ sự cạnh tranh trong thị trường dịch v
ụ viễn thông, họ có thể thuê
một số luồng E1 để đáp ứng nhu cầu của mình. Các khách hàng doanh nghiệp nhỏ, tầm
16 line trở xuống được hưởng rất ít ưu đãi. Trong khi đó thì trường các khách hàng
nhỏ mạng lại lợi nhuận khá lớn cho các nhà khai thác dịch vụ. Các nhà khai thác vẫn
thu được rất nhiều từ các cuộc gọi nội hạt thời gian ngắn, từ các các cuộc gọi đường
dài, và từ các d
ịch vụ tùy chọn khác như Voicemail… Hiện nay, tất cả các dịch vụ
thoại nội hạt đều được cung cấp thông qua các tổng đài nội hạt theo công nghệ chuyển
mạch kênh do vẫn chưa có giải pháp nào khác thay thế. Điều này gây cản trở đối với
sự phát triển của dịch vụ, bởi những nguyên nhân chính sau đây:
I.1. Giá thành chuyển mạch của tổng đài nội hạt
Th
ị trường thiết bị chuyển mạch nội hạt do một số nhà sản xuất lớn kiểm soát
và họ thu lợi nhuận lớn từ thị trường này. Các tổng đài nội hạt của các nhà sản xuất
này được thiết kế để phục vụ hàng chục ngàn, thậm chí hàng trăm ngàn thuê bao. Song
giá thành thiết bị quá cao (một tổng đài nội hạt thường ở khoảng vài triệu USD) làm
nả
n lòng các nhà cung cấp dịch vụ do khả năng thu hồi vốn rất chậm. Chính vì lẽ đó,
họ chỉ dám tham gia vào các thị trường lớn nhất.
I.2. Không có sự phân biệt dịch vụ
Các tổng đài chuyển mạch kênh nội hạt cung cấp cùng một tập tính năng cho
các dịch vụ tùy chọn như đợi cuộc gọi đến, chuyển cuộc gọi, xác định số chủ gọi, hạn
chế cuộc gọi … Hầu hết các dịch vụ này đều đã ra đời từ rất lâu, các dịch vụ mới còn
quá ít ỏi, không đáp ứng được nhu cầu ngày càng gia tăng của người dùng. Nguyên
nhân chính là bởi vì việc phát triển và thử nghiệm các dịch vụ mới rất tốn kém, đồng
thời với một máy điện thoại bàn thông thường, khách hàng cũng chỉ có thể thực hiện
được số lượ
ng dịch vụ nói trên mà thôi.
Luận văn thạc sỹCông nghệ chuyển mạch mềm Softswitch trong mạng thế hệ sau

10

I.3. Những giới hạn trong phát triển mạng
Các tổng đài chuyển mạch nội hạt đều sử dụng kỹ thuật chuyển mạch kênh.
Trong hệ thống chuyển mạch, thông tin thoại tồn tại dưới dạng các luồng số 64Kbps,
tại các cổng vào và ra của chuyển mạch, các luồng số 64Kbps này được ghép/tách
kênh phân chia theo thời gian vào các luồng số tốc độ cao. Quá trình định tuyến và
điều khiển cu
ộc gọi được gắn liền với cơ cấu chuyển mạch.
I.4. Khó khăn trong triển khai dịch vụ
Các dòng tổng đài phục vụ mạng công cộng đều do một số hãng lớn phát triển
độc lập, xây dựng từ nền tảng phần cứng tới các module phần mềm. Mặc dù các hãng
đều cam kết tuân theo các tiêu chuẩn của ITU nhưng trên thực tế khả năng để một
hãng th
ứ ba kế thừa và phát triển các thành quả của nhà cung cấp thiết bị là không có.
Do đó, việc phát triển các dịch vụ mới cho nhà khai thác hoàn toàn phụ thuộc vào hãng
cung cấp thiết bị. Quá trình triển khai, cài đặt, thử nghiệm và đưa vào hoạt động các
dịch vụ mới thường tốn nhiều thời gian, chi phí của cả hai bên.
II. Nhu cầu và xu hướng viễn thông trong giai đoạn hiện nay
II.1. Nhu cầu
Sự phát triển củ
a nhu cầu dịch vụ dữ liệu được phản ánh trong sự tăng trưởng
trong băng thông và lưu lượng dữ liệu. Lưu lượng dữ liệu bao gồm dữ liệu thuần túy
(data) và các loại lưu lượng dạng khác như thông điệp, âm thanh, hình ảnh được truyền
bằng các công nghệ dữ liệu (chuyển mạch gói) đang phát triển rất nhanh. Lưu lượng
dữ liệu tăng trưởng cùng v
ới sự phát triển của Internet và các loại dịch vụ trên đó.
Hiện nay, các mạng thoại đang song song tồn tại với lưu lượng gần tương đương nhau.
Tuy nhiên mức độ phát triển về lưu lượng của mạng số liệu gấp 10 đến 15 lần so với
mạng thoại. Nguyên nhân không chỉ là do sự bùng nổ các loại hình dịch vụ trên

Internet mà còn các loại lưu lượng trên mạng chuyển mạch kênh như
thoại và fax đang
được truyền ngày càng nhiều trên các mạng dữ liệu. Mạng chuyển mạch gói tòan cầu
dựa trên công nghệ TCP/IP vươn tới các thiết bị đầu cuối không chỉ là điện thoại, thiết
bị di động, máy tính cá nhân, các máy trò chơi, thiết bị đo, các máy móc tự động và
hàng loạt các thiết bị khác như máy ảnh, máy quay phim, các thiết bị gia dụng … tạo
ra động lực tăng trưởng to lớn trong nhiều n
ăm tới của lưu lượng dữ liệu gói.
Luận văn thạc sỹCông nghệ chuyển mạch mềm Softswitch trong mạng thế hệ sau
11


Hình 1.1. So sánh sự tă ng trưởng băng thông trong mạng gói và mạng TDM
Hình 1.1 minh họa sự tăng trưởng của băng thông của lưu lượng dữ liệu chuyển
mạch gói cùng với sự chững lại của công nghệ TDM truyền thống.
II.2. Xu hướng phát triển
Sự tăng nhanh của lưu lượng IP buộc các nhà cung cấp dịch vụ phải xem xét lại
chiến lược phát triển với trọng tâm là: các mạng hiện nay đang có xu thế
phát triển trên
nền một giao thức đơn giản, thống nhất mà hiệu quả, đó là IP. Bất kỳ ứng dụng nào
cũng có thể hoạt động trên cơ sở hạ tầng này. Với các lợi thế của IP, giá của ứng dụng
tại đầu cuối sẽ giảm xuống vì rằng nhiều cấu trúc mạng thế hệ sau có thể được triển
khai dựa trên giao thức này.
Đi
ều đặc biệt đúng với dịch vụ điện thoại VoIP. Lợi nhuận trực tiếp từ việc này
của các nhà cung cấp dịch vụ hiện thời sẽ không tăng mà thậm chí còn giảm đi trong
vài năm tới. Thậm chí chính các nhà cung cấp dịch vụ mạng không dây cũng không
tránh khỏi sự ảnh hưởng: mạng kôhng dây chỉ không dây ở phần truy nhập và sự cạnh
tranh (trực tiếp từ
các nhà cung cấp dịch vụ không dây khác và gián tiếp từ các nhà

cung cấp dịch vụ mạng cố định) sẽ đẩy mức giá xuống thấp. Đối với họ, việc duy trì
hoặc gia tăng doanh thu trung bình/1 người dùng trở thành động lực chính. Điều đó chỉ
được thực hiện bằng cách đưa ra các dịch vụ giá trị gia tăng.
Một trong những giải pháp để giải quyết vấn đề giảm cướ
c phí là làm tăng giá
trị của các dịch vụ thông thường. Bằng cách này có thể tránh được sự cạnh tranh giá cả
và tạo ra nền tảng cho sự khác biệt với các nhà cung cấp dịch vụ khác khi mà thị
trường đã có quá nhiều nhà cung cấp trong khi thị trường người sử dụng dịch vụ thì có
hạn.
Luận văn thạc sỹCông nghệ chuyển mạch mềm Softswitch trong mạng thế hệ sau
12

Nói chung, dưới những áp lực này, tất cả các nhà cung cấp dịch vụ đều có xu
hướng tập trung ở một mô hình đa dịch vụ sử dụng cơ sở hạ tầng mạng tích hợp để
cung cấp càng nhiều loại dịch vụ và càng cho nhiều khách hàng càng tốt. Bí quyết
để đi đến thành công là khả năng đổi mới liên tục và có hiệu quả của các nhà cung cấp
đa dịch vụ. Các nhà cung c
ấp dịch vụ truyền thống lớn sẽ phải đương đầu với những
khó khăn từ các nhà cung cấp dịch vụ mới, sử dụng các công nghệ mới để đánh vào
các điểm yếu của họ vì họ vẫn phải duy trì cơ sở hạ tầng mạng PSTN cũ, không có lý
do gì để buộc khách hàng không sử dụng điện thoại thông thường và chuyển sang sử
dụ
ng dịch vụ mới.
Mạng đa dịch vụ được triển khai phải cho phép sự đổi mới liên tục các ứng
dụng và dịch vụ thì mới giải quyết được những khó khăn này.
III. Giải pháp thay thế cho mạng PSTN hiện tại.
Những lợi ích về mặt kinh tế của thoại gói đang thúc đẩy sự phát triển của cả
mạng truy nhập và mạng đường trụ
c từ chuyển mạch kênh sang gói. Và bởi vì thoại
gói đang dần được chấp nhận rộng rãi trong cả mạng truy nhập và mạng đường trục,

các tổng đài chuyển mạch kênh nội hạt truyền thống đóng vai trò cầu nối của cả hai
mạng gói này. Việc chuyển đổi gói sang kênh phải được thực hiện tại cả hai đầu vào ra
của chuyển mạch kênh, làm phát sinh những chi phsi phụ thuộc không mong muốn và
tăng thêm trễ truyền dẫn cho thông tin, đặc biệt ảnh hưởng tới những thông tin nhạy
cảm với trễ đường truyền như tín hiệu thoại.
Nếu tồn tại một giải pháp mà trong đó các tổng đài nội hạt có thể cung cấp dịch
vụ thoại và các dịch vụ tùy chọn khác ngay trên thiết bị chuyển mạch gói, thì sẽ không
phải thực hiện các chuyển đổi không cần thi
ết nữa. Điều này mang lại lợi ích kép làm
giảm chi phí và tăng chất lượng dịch vụ (giảm trễ đường truyền), và đó cũng là một
bước quan trọng tiến gần tới các đích cuối cùng – mạng NGN.
Luận văn thạc sỹCông nghệ chuyển mạch mềm Softswitch trong mạng thế hệ sau
13


Hình 1.2. Cấu trúc mạng và báo hiệu của mạng PSTN
Mô hình tổ chức của mạng viễn thông thường thấy hiện nay là: một mạng tổng
đài TDM cấp thấp nhất (lớp 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 c
ấp cao hơn (lớp 3, 4). 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 tho
ại 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, nó vẫn
có một số giới hạn:
5. 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 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 t
ừ tổng đài đó tới tổng đài chuyển tiếp và tới một số tổng đài nội hạt khác.
6. 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 ngo
ại
ô lại là buổi đêm).
7. 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
Luận văn thạc sỹCông nghệ chuyển mạch mềm Softswitch trong mạng thế hệ sau
14

tiếp để đến được nơi lưu giữ tài nguyên mạng (như trong trường hợp dịch vụ hộp
thư thoại).

Hình 1.3. So sánh kiến trúc của PSTN và NGN
Trong mạng NGN, các tổng đài TDM sẽ được thay thế bằng các tổng đài
chuyển mạch mềm (Softswitch). Kết nối các Softswitch là mạng chuyển mạch gói đa
dịch vụ IP/ATM/MPLS. Phần tiếp cận thuê bao của mạng NGN là các BAN
(Broadband Access Node) và IAD (Integrated Access Device) hỗ trợ các loại đầ
u cuối
như máy tính, máy điện thoại IP, máy điện thoại thông thường … Mạng NGN giao
tiếp với các mạng khác như mạng PSTN và mạng di động qua các Media Gateway.
IV. Sự hình thành mạng NGN – Next Generation Network
Như chúng ta đã biết, công nghệ cơ bản liên quan đến tổng đài chuyển mạch
kênh hiện nay đã phát triển quá chậm chạp so với tốc độ thay đổi và tốc độ chấp nhận
liên quan đến công nghiệp máy tính. Chuyển m

ạch kênh là các phần tử có độ tin cậy
cao trong kiến trúc PSTN. Tuy nhiên, xét về mặt kỹ thuật chúng không bao giờ là tối
ưu đối với chuyển mạch gói. Còn khi xem xét ở khía cạnh kinh doanh thu lợi nhuận
thì:
8. Thứ nhất, do các nhà khai thác dịch vụ cạnh tranh và các nhà khai thác cấp trên
cùng phụ thuộc vào một tập hữu hạn các sản phẩm tổng đài điện thoại nội hạt,
chính điều đó buộc họ ph
ải cung cấp các dịch vụ giống nhau. Và khi đã cung cấp
các dịch vụ giống nhau thfi chỉ có một con đường duy nhất để thu hút khách hàng
đó là chính sách giá cả - muốn có một lượng khách hàng lớn thì phải giảm giá cước
dịch vụ. Nếu có giải pháp nào đó mà cho phép tạo ra các dịch vụ thật sự mới và
hấp dẫn thì các nhà khai thác sẽ có cơ hội tạo sự khác biệt về mặt dịch vụ chứ
không chỉ
về giá cước.
9. Thứ hai, khi xét về khía cạnh đầu tư, thì đối với bất kỳ một nhà đầu tư nào
trước khi có ý định đầu tư vào việc xây dựng mạng thì yếu tố quan trọng đầu tiên
Luận văn thạc sỹCông nghệ chuyển mạch mềm Softswitch trong mạng thế hệ sau
15

mang tính quyết định đó là thời gian triển khai dự án đầu tư và thời gian hoàn vốn.
Do thời gian phát triển nhanh và chi phí vận hành cũng như bảo dưỡng các mạng
chuyển mạch gói thấp hơn nhiều so với chuyển mạch kênh nên các nhà điều hành
mạng ngày nay tập trung chú ý đến công nghệ chuyển mạch gói IP.
Do vậy, khi ngày càng nhiều lưu lượng dữ liệu chảy vào mạng qua Internet thì
hiển nhiên là cần phải có một giải pháp mớ
i đặt trọng tâm vào dữ liệu cho việc thiết kế
chuyển mạch của tương lai dựa trên công nghệ gói để chuyển tải chung cả thoại và dữ
liệu. Như một sự lựa chọn, các nhà cung cấp dịch vụ đã và đang cố gắng hướng tới
việc xây dựng một mạng thế hệ mới Next Generation Network – NGN trên đó hội tụ
các dịch vụ thoại, s

ố liệu, đa phương tiện – sử dụng công nghệ chuyển mạch gói trên
mạng xương sống (Backbone Network). Đây là mạng của các ứng dụng mới và có khả
năng mang lại lợi nhuận mà chỉ đòi hỏi mức đầu tư ở mức thấp. Đó không chỉ là
mạng phục vụ thông tin thoại, cũng không chỉ là mạng phục vụ truyền số liệu mà
đó là một m
ạng thống nhất, mạng hội tụ đem lại ngày càng nhiều các dịch vụ tiên
tiến đáp ứng nhu cầu ngày một tăng, và khắt khe hơn từ phía khách hàng.
Đứng trên một khía cạnh khác, cần phải thấy được rằng mạng NGN không phải
là một cuộc cách mạng về mặt công nghệ mà nó là một bước phát triển tất yếu khi mà
cơ sở hạ tầng mạng PSTN không thể thay thế trong một s
ớm một chiều. Vì thế NGN
phải tương thích tốt với môi trường mạng sẵn có và phải kết nối hiệu quả với mạng
PSTN.
Những vấn đề mà mạng thế hệ mới cần giải quyết gồm:
10. Vấn đề báo hiệu và điều khiển trên nhiều loại giao thức khác nhau cho hội tụ
thông tin thoại, fax, số liệu, đa phương tiện.
11.
Vấn đề kết nối mạng chuyển mạch kênh hiện hữu, đặc biệt là kết nối phần báo
hiệu mạng (SS7).
12. Vấn đề phát triển dịch vụ.
Đặc điểm của mạng NGN
Một đặc điểm nổi bật của mạng NGN là việc tách riêng các dịch vụ với các
mạng; cho phép đưa chúng ra một cách riêng biệt và được phát triển độc lập. Nó phân
chia m
ột cách rõ ràng chức năng của dịch vụ và chức năng truyền tải. Một giao diện
được mở ra cả hai phía. NGN cho phép cung cấp các dịch vụ cũ và mới không phụ
thuộc vào mạng và kiểu truy nhập đang sử dụng. Việc tách riêng ra chức năng cung
cấp dịch vụ cho phép tạo ra và triển khai các dịch vụ mới trên mạng NGN mà không
cần thay đổi phần cứng của mạng.
Với các ưu đ

iểm của mình, mạng NGN là lựa chọn tất yếu của các nhà cung cấp
viễn thông; và ở Việt Nam quá trình triển khai mạng NGN đang được tiến hành trên
Luận văn thạc sỹCông nghệ chuyển mạch mềm Softswitch trong mạng thế hệ sau
16

diện rộng. Tuy vậy, NGN không phải là không có nhược điểm của nó - đó là chưa có
được sự thống nhất hoàn toàn về quan điểm kiến trúc mạng NGN nên tồn tại nhiều mô
hình về mạng NGN đã được xây dựng trong thực tế, tùy theo từng giải pháp mà nhà
cung cấp khác nhau đã đưa ra. Có nhiều chuẩn tương tự nhau về các dịch vụ cung cấp
nhưng khác nhau về cấu tạo nên phải tạo ra nhiề
u giao diện giữa các mạng.
Mặt khác, tuy cùng mạng backbone nhưng các dịch vụ khác nhau vẫn cần các
mạng truy nhập riêng biệt mà chưa có một kiểu mạng truy nhập duy nhất có một thiết
bị đầu cuối tích hợp được các loại dịch vụ trên nó.
Luận văn thạc sỹCông nghệ chuyển mạch mềm Softswitch trong mạng thế hệ sau
17

CHƯƠNG II – CẤU TRÚC MẠNG NGN
I. Mô hình phân lớp và các mặt phẳng trong mạng NGN
I.1. Mô hình phân lớp
Cho đến nay mạng thế hệ sau NGN vẫn chưa có một khuyến nghị chính thức
của ITU nên có rất nhiều cấu trúc của mạng NGN được các hãng cung cấp thiết bị đưa
ra. Nhưng nhìn chung NGN được phân thành các lớp cơ bản sau:
13. Lớp truyền thông (Transport Plane)
14. Lớp điều khiển và báo hiệu cuộc g
ọi (Call Control and Signaling Plane)
15. Lớp ứng dụng và dịch vụ (Service and Application Plane)
16. Lớp quản lý (Management Plane)
I.1.1. Lớp truyền thông (Transport Plane)

Chức năng cơ bản của lớp truyền thông là xử lý, chuyển vận gói tin. Lớp này
bao gồm các thiết bị đảm nhiệm đóng mở gói, định tuyến, chuyển gói tin dưới sự điều
khiển của lớp Điều khiển và báo hiệu cuộc gọi (Call Control and Signaling Plane). Lớp
truyền thông được phân chia làm ba miền con (Sub-domain):
Miền truyền tải thông tin theo giao thức IP (IP Transport Domain)
Miền này bao gồm:
17. Mạng truyền thông xương sống (Backbone Network).
18. Các thiết bị mạng như: Router, Switch.
19. Các thiết bị cung cấp cơ chế QoS.
Miền liên kết mạng (Interworking Domain)
Miền liên kết mạng bao gồm các thiết bị với nhiệm vụ chính là nhận các dữ liệu
đến và từ nó đi tới các mạng khác, sau đó chuyển đổi khuôn dạng dữ liệu cho phù hợp
để thông tin có thể truyền thông một cách trong suốt trên toàn bộ mạng. Trong miền
này là tập hợp các Gateway như Signaling Gateway, Media Gateway và Interworking
Gateway, trong đó, Signaling Gateway thực hiện chức năng cầu nối giữa mạng PSTN
và m
ạng IP và tiên shành phiên dịch thông tin báo hiệu giữa hai mạng này. Media
Gateway thực hiện quá trình chuyển đổi khuôn dạng dữ liệu giữa các môi trường
truyền thông khác nhau.
Miền truy nhậpkhông dựa trên giao thức IP (Non-IP Access Domain)
Trong miền này bao gồm các thiết bị truy cập cung cấp các cổng kết nối cho
thiết bị đầu cuối thuê bao. Các thiết bị đầu cuối thuê bao có thể là máy điện thoại cố
định, các thiết bị truy nhập tích hợp IADs, đầu cuối ISDN, đầu cuối
Modem/Multimedia Terminal Adaptor (MTAs). Các thiết bị truy nhập cung cấp các
Luận văn thạc sỹCông nghệ chuyển mạch mềm Softswitch trong mạng thế hệ sau
18

cổng thuê bao như: POST, ISDN-BA, ISDN-PRA, IP, xDSL, WDM, ATM, Frame
Relay … Các thiết bị truy nhập này thực hiện chức năng chuyển đổi các loại lưu lượng
khác nhau thành dạng tín hiệu gói dưới sự điều khiển của lớp điều khiển và báo hiệu.

I.1.2. Lớp điều khiển và báo hiệu cuộc gọi (Call Control and Signaling Plane)

Đây là lớp trung tâm của hệ thống thực thi quá trình điều khiển, giám sát và xử
lý cuộc gọi nhằm cung cấp các dịch vụ thông suốt từ đầu cuối đến đầu cuối (end-to-
end). Với bất cứ loại giao thức và báo hiệu nào. Thực thi quá trình giám sát các kết nối
cuộc gọi giữa các thuê bao thôgn qua việc điều khiển các thành phần của lớp truyền
thông – Transport Plane. Quá trình xử lý và báo hiệu cuộc gọi về b
ản chất có nghĩa là
xử lý các yêu cầu của thuê bao về việc thiết lập và hủy bỏ cuộc gọi thông qua các bản
tin báo hiệu. Lớp này còn có chức năng kết nối cuộc gọi thuê bao với lớp ứng dụng và
dịch vụ - Service and Application Plane. Các chức năng này sẽ được thực thi thông
qua các thiết bị như Media Gateway Controller (hay Call Agent hay Call Controller),
các SIP server hay GateKeeper.
I.1.3. Lớp ứng dụng và dịch vụ

Lớp ứng dụng và dịch vụ là lớp cung cấp các ứng dụng và dịch vụ như mạng
thông minh IN – Intelligent Networks, các dịch vụ giá trị gia tăng … Lớp này liên kết
với lớp điều khiển và báo hiệu thông qua các giao diện lập trình mở API – Application
Programing Interface. Cũng chính nhờ đó mà việc cập nhật, tạo mới và triển khai ứng
dụng, dịch vụ mạng trở nên vô cùng nhanh chóng và hiệu quả. Trên lớp này sử dụ
ng
các thiết bị như Application Server, Feature Server. Lớp này cũng có thể thực thi việc
điều khiển những thành phần đặc biệt như Media Server, một thiết bị được biết đến với
tập các chức năng như Conferencing, IVR, xử lý tone …
I.1.4. Lớp quản lý (Management Plane)

Lớp quản lý mạng có nhiệm vụ cung cấp các chức năng như giám sát các dịch
vụ và khách hàng, tính cước và các tác vụ quản lý mạng khác. Nó có thể tương tác với
bất kỳ hoặc cả ba lớp còn lại thông qua các chuẩn công nghiệp ví dụ như SNMP hoặc
các chuẩn riêng và các APIs – giao diện lập trình mở. Dựa vào mô hình mạng NGN ở

trên, Softswitch phải thực hiện các chức năng sau:
20. Trung tâm báo hiệu và điều khiển cuộc g
ọi trong toàn mạng, quản lý và điều
khiển các loại gateway truy nhập mạng, hoạt động theo tất cả các loại giao thức báo
hiệu từ H323, SIP đến MGCP/MEGACO.
21. Giao tiếp với báo hiệu của mạng PSTN (chủ yếu là kết nối mạng với báo hiệu
SS7) và liên kết với hệ thống Softswitch khác.
Luận văn thạc sỹCông nghệ chuyển mạch mềm Softswitch trong mạng thế hệ sau
19

22. Tạo ra các môi trường lập trình mở để cho phép các hãng thứ ba dễ dàng tích
hợp và phát triển ứng dụng (trên nền IP) và kết nối với môi trường cung cấp dịch
vụ đã có sẵn (ví dụ IN).
I.2. Mô hình mặt phẳng của NGN

Hình 2.1. Mô hình mặt phẳng của NGN
II. Các phần tử trong mạng NGN

Hình 2.2. Sơ đồ mạng NGN
II.1. Thiết bị Softswitch.
Là thiết bị đầu não trong mạng NGN. Nó làm nhiệm v
ụ điều khiển cuộc gọi,
báo hiệu và các tính năng khác để tạo một cuộc gọi trong mạng NGN hoặc xuyên qua
Luận văn thạc sỹCông nghệ chuyển mạch mềm Softswitch trong mạng thế hệ sau
20

nhiều mạng khác như PSTN, ISDN. Softswitch còn được gọi là Call Agent (vì các
chức năng điều khiển cuộc gọi của nó) hoặc Media Gateway Controller – MGC (vì
chức năng điều khiển các cổng truyền thông Media Gateway).
Softswitch có khả năng tương tác với mạng PSTN thông qua các cổng báo hiệu

(Signaling Gateway) và cổng truyền thông (Media Gateway). Softswitch điều khiển
cuộc gọi thông qua các báo hiệu, có 2 loại chính:
23. Ngang hàng (peer-to-peer): giao tiếp giữa Softswitch và Softswitch, giao thức
sử dụng là BICC hoặc SIP.
24. Điề
u khiển truyền thông: giao tiếp giữa Softswitch và Gateway, giao thức sử
dụng là MGCP hoặc MEGACO/H.248.
II.2. Cổng truyền thông (Media Gateway)
Nhiệm vụ chủ yếu của Media Gateway là chuyển đổi việc truyền thông từ một
định dạng truyền dẫn này sang một định dạng khác, thông thường là từ định dạng
mạch (circuit) sang dạng gói (packet) hoặc từ dạng mạch analog/ISDN sang dạng gói.
Việc chuyển đổi này được điểu khiển bằ
ng Softswitch. Media Gateway thực hiện việc
mã hóa, giải mã và nén dữ liệu thoại.
Ngoài ra, Media Gateway còn hỗ trợ các giao tiếp với mạng điện thoại truyền
thống và các giao thức khác như CAS (Channel Associated Signaling) và ISDN. Tóm
lại, Media Gateway cung cấp một phương tiện truyền thông để truyền tải thoại, dữ
liệu, fax và hình ảnh giữa hai mạng PSTN và mạng gói IP.
II.3. Cổng truy nhập (Access Gateway)
Cổng truy nhập (Access Gateway) là một định dạng của Media Gateway. Nó có
khả năng giao ti
ếp với máy PC, thuê bao của mạng PSTN, xDSL và giao tiếp với
mạng gói IP qua giao tiếp STM. Ở mạng hiện nay, lưu lượng thoại từ thuê bao được
kết nối đến tổng đài chuyển mạch PSTN khác bằng việc giao tiếp V5.2 thông qua cổng
truy nhập. Tuy nhiên, trong mạng NGN, cổng truy nhập được điều khiển từ Softswitch
thông qua giao thức MGCP hoặc MEGACO/H.248. Lúc này lưu lượng thoại từ các
thuê bao sẽ được dóng gói và kết nối vào mạng trục IP.
II.4. Cổng báo hiệu (Signaling Gateway)
Cổng báo hiệu (Signaling Gateway) đóng vai trò như một cổng giao tiếp giữa
mạng báo hiệu số 7 (SS7 – Signaling System 7, được dùng trong PSTN) và các điểm

được quản lý bởi Softswitch trong mạng IP. Cổng Signaling Gateway đòi hỏi một
đường kết nối vật lý đến mạng SS7 và phải sử dụng các giao thức phù hợp. Signaling
Gateway tạo ra một cầu nối giữa mạng SS7 và mạng IP, dưới sự điều khiển củ
a
Softswitch. Signaling Gateway làm cho Softswitch giống như một điểm nút bình
Luận văn thạc sỹCông nghệ chuyển mạch mềm Softswitch trong mạng thế hệ sau
21

thường trong mạng SS7. Một điều cần lưu ý là Signaling Gateway chỉ điều khiển SS7,
còn Media Gateway điều khiẻn các mạch thoại được thiết lập bởi cơ chế SS7.
II.5. Mạng trục IP
Mạng trục được thể hiện là mạng IP kết hợp công nghệ ATM hoặc MPLS. Vấn
đề sử dụng ATM hay MPLS còn đang tách thành 2 xu hướng. Các dịch vụ và ứng
dụng trên mạng NGN được quản lý và cung c
ấp bởi các máy chủ dịch (Server). Các
máy chủ này hoạt động trên mạng thông minh (IN – Intelligent Network) và giao tiếp
với mạng PSTN thông qua SS7.
Bên cạnh các thành phần cơ bản trên, mạng NGN còn có các thành phần khác:
25. SIP Server: Có vai trò chức năng định tuyến và các bản tin báo hiệu SIP giữa
các SIP Client. Nếu trong mạng chỉ có một SIP server thì nó vừa đóng vai trò là
Proxy Server, Redirect Server và Location Server. Tính năng của từng server sẽ
được giải thích rõ trong phần giao thức SIP.
26. Gatekeeper: Cho phép các thuê bao H323 đăng ký, nhận thực, đồng thời giám
sát các kết nối Multimedia giữa các đầu cuối H323.
27. Media Server: Nó cho phép sự tương tác giữa thuê bao và các ứng dụng thông
qua thiết bị điện thoại. Ví dụ như nó có thể trả lời cuộc gọi, đưa ra một lời thông
báo, đọc thư điện tử, thực hiện chức năng của IVR.
28. IP Client: là các thiết bị đầu cuối IP hỗ trợ các giao thức H323, SIP. Các đầu
cuối này có thể
thực hiện những cuộc gọi Multimedia trong mạng của nó hay gọi

thoại ra mạng PSTN thông qua Softswitch. Các đầu cuối này có thể là IP phone,
PBX trên nền IP, ….
III. Softswitch – công nghệ chuyển mạch mềm
III.1. Công nghệ Softswitch theo quan điểm của một số nhà phát triển
Vậy công nghệ chuyển mạch mềm Softswitch là gì? Đây là một câu hỏi đã
được rất nhiều nhà phát triển đặt ra. Softswitch được nhắc đến như lfa một khái niệm
mang tính th
ương mại nhiều hơn, và những tranh luận với mục đích nhằm đạt đến một
định nghĩa kỹ thuật thống nhất, chính xác về Softswitch vẫn còn đang tiếp diễn. Có thể
nói rằng, mỗi nhà phát triển nhìn Softswitch dưới những góc độ khác nhau. Và để tìm
hiểu xem Softswitch là gì dưới đây chúng ta sẽ xem xét định nghĩa về Softswitch của
một số nhà phát triển:
29. Theo Nortel, Softswitch là một thành tố quan trọng nhấ
t của mạng thế hệ mới
(NGN – Next Generation Network). Theo Nortel định nghĩa thì Softswitch 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,
Luận văn thạc sỹCông nghệ chuyển mạch mềm Softswitch trong mạng thế hệ sau
22

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. Softswitch 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 lớp 4 (tổng đài chuyển tiếp/liên đài) và lớp 5 (tổng đài nội
hạt) với các cổng VoIP, trong khi vẫn hoạt động trên môi trường máy tính m
ở
chuẩn. Các hệ thống máy tính kiến trúc mở sử dụng các thành phần đã được chuẩn
hóa và sử dụng rộng rãi của nhiều nhà cung cấp khác nhau. Ở đây, hệ thống máy
tính có thể là một máy tính cỡ nhỏ cho tới những server cỡ lớn như Netra của Sun

Microsystem. Sử dụng các hệ thống máy tính mở cho phép các nhà khai thác phát
triển dịch vụ một cách độc lập với phần cứng và hưởng lợi ích t
ừ định luật Moore
trong ngành công nghiệp máy tính.
30. Theo MobileIN, Softswitch 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 đích phục vụ thông tin
thoạ
i. 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 thông qua các con đường khác
nhau và qua các thiết bị được chia sẻ.
31. Còn theo CopperCom, Softswitch 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
Softswitch 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 hóa 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.

Hình 2.3. Kiến trúc máy tính mở đã giúp phát triển công nghệp phần m
ềm



Few
proprietary
applications
on proprietry

hardware
IBM 1980 Everybody 2000

A universe of applications
A few operating systems

A multitude of standardized
hardware
Luận văn thạc sỹCông nghệ chuyển mạch mềm Softswitch trong mạng thế hệ sau
23

III.2. Khái niệm Softswitch
Mạng PSTN được xây dựng nên bởi hệ thống mạng lưới các tổng đài chuyển
mạch kênh. Một tổng đài gồm các mô đun chính như phân hệ giao tiếp, phân hệ
chuyển mạch, phân hệ điều khiển và báo hiệu, phân hệ vận hành bảo dưỡng

Hình 2.4. Mô hình tổng đài điện tử chuyển mạch kênh truyền thống
Phần ma trận chuyển mạch,
điều khiển và báo hiệu đều nằm trong một tổ hợp
phần cứng vật lý mà trên đó các lớp phần mềm lần lượt được phát triển từ mức thấp tới
mức cao, lớp sau kế thừa lớp trước để tạo ra các tính năng dịch vụ cũng như độ thông
minh của tổng đài. Các hãng chế tạo ngoài việc thiết kế và sản xuất các mô đun ph
ần
cứng còn phải duy trì một đội ngũ đông đảo các kỹ sư phần mềm chỉ chuyên làm việc
trên dòng sản phẩm của hãng. Trong vòng mấy thập kỷ, công nghệ này đã được phát
triển tới mức hoàn chỉnh và có khả năng tạo ra các tổng đài cung cấp dịch vụ công
cộng với:
32. Độ tin cậy và độ khả dụng cao.
33. Dung lượng rất lớn có thể ph
ục vụ tới hàng trăm ngàn thuê bao hay xử lý hàng

trăm cuộc gọi đồng thời.
34. Có hệ thống tính cước, lưu trữ và xử lý dữ liệu cước hoàn thiện và ổn định.
35. Hệ thống trợ giúp quản lý, vận hành và bảo dưỡng tốt.
Đây cũng là những tiêu chí bắt buộc mà công nghệ chuyển mạch mềm phải đáp
ứng nếu muốn trở thành sự thay thế cho công ngh
ệ tổng đài chuyển mạch kênh. Trước
Luận văn thạc sỹCông nghệ chuyển mạch mềm Softswitch trong mạng thế hệ sau
24

khi đi vào khái niệm công nghệ chuyển mạch mềm, chúng ta phải đặt Softswitch trong
bối cảnh mạng thế hệ sau NGN.
Mạng thế hệ sau (NGN) đang dần được định hình, đó không phải là một cuộc
cách mạng mà là một bước phát triển. Hạ tầng mạng PSTN không thể được thay thế
chỉ trong một sớm một chiều, vì thế NGN phải tương thích được với môi trường mạng
có sẵn.
M
ạng NGN là mạng tập trung vào khách hàng, cung cấp mọi loại dịch vụ trên
bất kỳ giao thức nào. Mạng thế hệ sau là mạng của các ứng dụng mới và các khả năng
mang lại lợi nhuận mà chỉ đòi hỏi giá thành thấp. Đó là một mạng thống nhất mang lại
những ứng dụng cao cấp cho đời sống xã hội.
Một đặc điểm nữa là Softswitch không phải là nhiệm vụ
cung cấp kênh kết nối
như tổng đài vì liên kết thông tin đã được cơ sở hạ tầng mạng NGN thực hiện theo các
công nghệ chuyển mạch gói. Tức là công nghệ chuyển mạch mềm không thực hiện bất
cứ “chuyển mạch” gì. Tất cả công việc của Softswitch được thực hiện với một hệ
thống các mô đun phần mềm điều khiển và giao tiếp v
ới các phần khác của mạng
NGN, chạy trên một hệ thống máy chủ có hiệu năng, độ tin cậy và độ sẵn sàng ở cấp
độ nhà cung cấp dịch vụ (Carrier – Class).
Dựa vào những điều trên, chuyển mạch mềm có thể tạm định nghĩa là tập hợp

các sản phẩm, giao thức, và các ứng dụng cho phép bất kỳ thiết bị nào truy cập các
dịch vụ truyền thông qua mạng xây dự
ng trên nền công nghệ chuyển mạch gói thường
là IP (Internet Protocol). Những dịch vụ đó bao gồm thoại, fax, video, dữ liệu và các
dịch vụ mới có thể được phát triển trong tương lai. Những thiết bị đầu cuối truy nhập
bao gồm điện thoại truyền thống, điện thoại IP, máy tính, PDAs, máy nhắn tin (pager),
… Một sản phẩm Softswitch có thể bao gồm một hoặc nhiều phần chức năng, các chức
năng có thể cùng nằm trên một hệ thống hoặc phân tán trên những hệ thống thiết bị
khác nhau.
III.3. Những lợi ích của Softswitch
36. Do tính chất phân tán về mặt chức năng, Softswitch cho phép dễ dàng trong
việc cung cấp và phát triển dịch vụ với chi phí thấp.
37. 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 t
ự ứng dụng thoại, số liệu và video.
38. Với mạng thế hệ mới cho phép mối quan hệ giữa nhà cung cấp và khách hàng
sẽ ngày một trở nên gần gũi và gắn bó hơn.
39. Dễ dàng mở rộng mạng, cải thiện dịch vụ trong khi vẫn tiết kiệm chi phí xây
dựng, bảo dưỡng mạng.
40. Giảm chi phí điều hành mạng và chi phí hoạt động trung bình.
Luận văn thạc sỹCông nghệ chuyển mạch mềm Softswitch trong mạng thế hệ sau
25

41. Thời gian tiếp cận thị trường ngắn.
42. An toàn đối với vốn đầu tư.
Một số những ứng dụng và dịch vụ đã được triển khai gồm: Internet call
waiting, Internet call screening, UMS (Unified Messaging), Web-Enabled Call Center,
Toll-free numbers, Dịch vụ thoại hội nghị, Prepaid-Calling Card, Leased-line,
International Roaming, Call Forward Busy Line.

Hình 2.5. Kiến trúc mạng PSTN và mạng thế hệ mới Next Generation Network
Dưới đây là một số so sánh giữa công nghệ Chuyển mạch mềm và Tổng đ
ài
điện tử chuyển mạch kênh.
Nội dung Softswitch Tổng đài PSTN
Phương pháp chuyển mạch Phần mềm Điện tử
Kiến trúc Phân tán, theo các chuẩn mở
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