đồ án tốt nghiệp điện tử viễn thông tổng quan chuyển mạch mềm và giải pháp của các hãng

Đồ án tốt nghiệp Đại học Mục lục
MỤC LỤC
MỤC LỤC 1
THUẬT NGỮ VIẾT TẮT 1
LỜI NÓI ĐẦU 3
PHẦN I. TỔNG QUAN CHUYỂN MẠCH MỀM 5
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ MẠNG THẾ HỆ MỚI 5
1.1 Định nghĩa 5
1.2 Động cơ xuất hiện mạng thế hệ mới 6
1.3 Đặc điểm của NGN 7
1.4 Cấu trúc NGN 7
1.5 Các thành phần của NGN 9
1.6 Các dịch vụ mạng thế hệ mới 11
1.7 Giải pháp xây dựng mạng thế hệ mới của ngành 14
1.7.1 Giải pháp xây dựng NGN trên cơ sở mạng hiện tại 14
1.7.2 Giải pháp xây dựng NGN hoàn toàn mới 15
1.7.3 Nhận xét và đánh giá 15
CHƯƠNG 2. CHUYỂN MẠCH MỀM 16
2.1 Tại sao cần có công nghệ chuyển mạch mềm 17
2.2 Sự ra đời của chuyển mạch mềm 19
2.3 Khái niệm về chuyển mạch mềm 22
2.4 Lợi ích của softswitch đối với các nhà khai thác và người sử dụng 23
2.5 Thiết lập cuộc gọi trong chuyển mạch mềm 28
2.5 So sánh chuyển mạch mềm với chuyển mạch kênh 28
2.5.1 Đặc tính chuyển mạch 28
2.5.2 Cấu trúc hai mạng có sự khác biệt 31
2.5.3 Quá trình xử lý cuộc gọi 32
2.5.3.1 Cuộc gọi chuyển mạch kênh 32
2.5.3.2 Cuộc gọi chuyển mạch mềm 33
2.6 Các ứng dụng chính 36
2.6.1 Ứng dụng làm SS7 PRI Gateway (giảm tải Internet) 36

2.6.2 Ứng dụng tổng đài Packet tandem 38
2.6.3 Ứng dụng tổng đài nội hạt 41
2.7 Vị trí của softswitch trong mô hình phân lớp chức năng của NGN 42
CHƯƠNG 3. KIẾN TRÚC VÀ CÁC THÀNH PHẦN CỦA SOFTWITCH 43
3.1 Kiến trúc chuyển mạch mềm 43
3.1.1 Mặt bằng truyền tải 43
3.1.2 Mặt bằng điều khiển cuộc gọi và báo hiệu 45
Nguyễn Ngọc Quang, D01VT
1
Đồ án tốt nghiệp Đại học Mục lục
3.1.3 Mặt bằng dịch vụ và ứng dụng 45
3.1.4 Mặt bằng quản lý 45
3.2 Các thành phần của chuyển mạch mềm. 45
3.2.1 Bộ điều khiển cổng phương tiện (MGC) 46
3.2.2 Cổng báo hiệu (SG) 49
3.2.3 Cổng phương tiện (MG) 50
3.2.4 Máy chủ phương tiện (MS) 51
3.2.5 Máy chủ ứng dụng/ máy chủ đặc tính (AS/FS) 52
CHƯƠNG 4. CÁC GIAO THỨC TRONG CHUYỂN MẠCH MỀM 54
4.1 H.323 56
4.1.2 Giới thiệu về H.323 56
4.1.2 Cấu hình mạng H.323 56
4.2 SIP 59
4.2.1 Giới thiệu về SIP 59
4.2.2 Chức năng của SIP 59
4.2.3 Các thành phần của SIP 60
4.3 SIGTRAN 61
4.3.1 Giới thiệu về SIGTRAN 61
4.3.2 Mô hình chức năng 61
4.4 MGCP (Media Gateway Control Protocol) 63

4.4.1 Giới thiệu về MGCP 63
4.4.2 Kiến trúc và các thành phần 63
4.4.3 Thiết lập cuộc gọi 64
4.5 MEGACO 65
4.5.1 Giới thiệu về MEGACO 65
4.5.2 Chức năng của giao thức MEGACO 66
4.5.3 Vị trí của giao thức MEGACO trong mô hình OSI 67
4.5.4 Hoạt động của giao thức MEGACO 68
PHẦN II. GIẢI PHÁP CHUYỂN MẠCH MỀM 69
CHƯƠNG 5. GIẢI PHÁP CỦA HÃNG ALCATEL 69
5.1 Kiến trúc NGN của Alcatel 69
5.2 Giải pháp chuyển dịch NGN của Alcatel 71
5.2.1 Cải tiến chuyển mạch kênh 72
5.2.2 Giải pháp "giảm tải" PSTN 73
5.2.3 Giảm tải PSTN thông qua truy nhập băng rộng 74
5.2.4 Truy nhập đa dịch vụ 74
5.2.5 Giải pháp NGN cấp 4 75
5.3 Giải pháp cải tiến chuyển mạch kênh 76
Nguyễn Ngọc Quang, D01VT
2
Đồ án tốt nghiệp Đại học Mục lục
5.3.1 Mạng hiện tại 76
5.3.2 Bước đầu tiên tiến đến hội tụ thoại - dữ liệu ở mức truy nhập 77
5.3.3 Bổ sung tính năng MGC vào A1000 MM E10 77
5.3.4 Liên kết với các thuê bao IP (H.323 hoặc SIP) 79
5.4 Tổng quan về Alcatel 1000 MM E10 MGC 80
5.4.1 Tổng quan chức năng 80
5.4.2 Kiến trúc chung 82
5.4.3 Báo hiệu trong A1000 MM E10 MGC 83
5.4.3.1 Giao thức báo hiệu H.248 84

5.4.3.2 Giao thức báo hiệu điều khiển cuộc gọi độc lập với tải tin BICC 84
5.6 Lưu đồ cuộc gọi ví dụ 84
CHƯƠNG 6. GIẢI PHÁP CỦA HÃNG SIEMENS 86
6.1 Kiến trúc NGN của Siemens 86
6.2 Chuyển mạch thế hệ mới 87
6.2.1 Trung kế ảo (Virtual trunking) 87
6.2.2 Chuyển mạch gói nội hạt (Packet Local Switch) 88
6.2.3 Truyền thoại qua mạng băng thông rộng 88
6.2.4 Báo hiệu 89
6.2.5 Các ứng dụng thế hệ mới 89
6.3 Một số sản phẩm của SIEMENS 89
6.3.1 SURPASS hiG 1000 89
6.3.1.1 Giới thiệu 89
6.3.1.2 Mô tả chức năng 90
6.3.1.3 Chức năng VoIP 91
6.3.2 SURPASS hiQ 9200 91
6.3.2.1 Giới thiệu 91
6.3.2.2 Các khối chức năng của SURPASS hiQ 9200 92
KẾT LUẬN 94
PHẦN PHỤ LỤC 95
DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ 96
TÀI LIỆU THAM KHẢO 98
Nguyễn Ngọc Quang, D01VT
3
Đồ án tốt nghiệp Đại học Thuật ngữ viết tắt
THUẬT NGỮ VIẾT TẮT
ACF Admission Confirm Xác nhận
ACK Acknowledgment Báo nhận
ACM Address Complete Message Bản tin thông báo địa chỉ
A-F Acouting - Function Chức năng tính cước

AGS-F Access Gateway Signalling Function Chức năng cổng truy nhập
AGW Acceess Gateway Cổngt truyền thông truy nhập
AIN Advanced Intelligent Network Mạng thông minh tiên tiến
AMA Automatic Message Accounting Tự động đếm bản tin
ANM Answer Message Bản tin trả lời
API Application Programming Interface Giao diện lập trình ứng dụng
AS Application Server Máy chủ ứng dụng
AS-F Application Server Function Chức năng máy chủ ứng dụng
ASP Application Service Provider Nhà cung cấp dịch vụ ứng dụng
ATM Asynchornous Tranfer Mode Chế độ truyền tải không đồng bộ
BICC Bearer Independent Call Control
Protocol
Giao thức điều khiển cuộc gọi độc lập tải
tin
BSS Business Support System Hệ thống hỗ trợ doanh nghiệp
CAS Channel Associated Signalling Báo hiệu kênh chung
CDR Call Detail Record Bản ghi chi tiết cuộc gọi
CRCX Create Connection Tạo kết nối
CPG Call Process Message Bản tin xử lý cuộc gọi
CSG Call Signalling Gateway Cổng báo hiệu cuộc gọi
CSN Subscriber Connection Unit Khối kết nối thuê bao
DNS Domain Name Server Tên miền máy chủ
DSLAM Digital Subcriber Line Access
Multiplexer
Bộ ghép kênh truy nhập đường dây thuê
bao số
DSP Digital Signal Processors Bộ xử lý tín hiệu số
DWDM Dense Warelength Division
Multiplexing
Ghếp kênh phân chia theo bước sóng hẹp

ENUM tElephone Numbering Mapping Ánh xạ số điện thoại
FC Feature Server Máy chủ đặc tính
IAD Intergrated Access Device Thiết bị truy nhập tích hợp
IAM Initial Address Message Bản tin địa chỉ đầu
IETF Internet Engineering Task Force Uỷ ban tư vấn kỹ thuật Internet
IN Intelligent Network Mạng thông minh
INAP Intelligent Network Application Part Phần ứng dụng mạng thông mình
IP Internet Protocol Giao thức mạng
ISDN Intergrated Services Digital Network Mạng số tích hợp đa dịch vụ
ISP Internet Service Provider Nhà cung cấp dịch vụ Internet
Nguyễn Ngọc Quang, D01VT 1
Đồ án tốt nghiệp Đại học Thuật ngữ viết tắt
ISUP ISDN User Part Phần ứng dụng dành cho người dùng
ISDN
ITU-T International Telecomunications Union Hiệp hội viễn thông quốc tế
IVR Interactive Voice Response Đáp ứng thoại tương tác
IW-F Interworking Function Chức năng liên kết mạng
LDAP Lightweight Directory Access Protocol Giao thức truy nhập danh bạ đơn giản
MAP Mobile Application Path Phần ứng dụng di động
M2UA MTP level 2 User Adaptation Tương thích với người dùng mức 2
MDCX Modify Connection Thay đổi kết nối
MCU Multi-point Control Unit Khối điều khiển đa điểm
MGC-F MGC Function Chức năng MGC
MG-F MG Function Chức năng MG
MLMGI Machine Logique (logical) Media
Gateway Interface
Giao diện cổng truyền thông logic
MPLS MultiProtocol Label Switching Chuyển mạch nhãn đa giao thức
MTP Message Tranfer Part Phần truyền tải bản tin
NAS Network Access Servers Máy chủ truy nhập mạng

NCS Network Call Signalling Mạng báo hiệu cuộc gọi
NGN Next Generation Network Mạng thế hệ mới
NSP Network Service Provider Nhà cung cấp dịch vụ mạng
OSS Operations Support System Hệ thống hỗ trợ hoạt động
PBX Private Branch eXchange Tổng đài nhánh
PCM Pulse Coded Modulation Điều chế xung mã
PDU Protocol Data Unit Khối dữ liệu giao thức
POTS Plain Old Telephone Service Dịch vụ điện thoại đơn giản
PRI Primary Rate Interface Giao diện tốc độ bít cơ sở
PSTN Public Switched Telephony Network Mạng điện thoại công cộng
QoS Quality of Service Chất lượng dịch vụ
RAN Radio Access Network Mạng truy nhập vô tuyến
RANAP Radio Access Network Application
Part
Phần ứng dụng mạng truy nhập vô tuyến
RAS Remote Access Server Máy chủ truy nhập từ xa
REL Release Giải phóng
R-F Routing Function Chức năng định tuyến
RGW Residential Gateway Cổng thường trú
RSU Remote Subscriber Unit Khối thuê bao xa
RSVP Resource Reservation Protocol Giao thức giành trước tài nguyên
RTCP Real-Time Transport Protocol Control
Protocol
Giao thức điều khiển truyền tải thời gian
thực
RTP Real-Time Transport Protocol Giao thức truyền tải thời gian thực
SCCP Signalling Connection Control Part Phần điều khiển kết nối báo hiệu
Nguyễn Ngọc Quang, D01VT 2
Đồ án tốt nghiệp Đại học Thuật ngữ viết tắt
SCP Service Control Point Điểm điều khiển dịch vụ

SCN Switched Circuit Network Mạng sử dụng chuyển mạch kênh
SCTP Stream Control Tranmission Protocol Giao thức điều khiển truyền tải luồng
SG Signalling Gateway Cổng báo hiệu
SDH Synchronous Digital Hierarchy Phân cấp số đồng bộ
SIGTRAN Signalling Transport Truyền tải báo hiệu
SIP Session Initiation Protocol Giao thức khởi tạo phiên
SMC Service Management Centre Trung tâm quản lý dịch vụ
STM Synchronous Tranfer Mode Chế độ truyền tải đồng bộ
STP Signal Tranfer Point Điểm truyền tải báo hiệu
TDM Time Division Multiplexing Ghép kênh phân chia theo thời gian
TGW Trunk Gateway Cổng trung kế
UDP User Datagram Protocol Giao thức gói tin người sử dụng
VoIP Voice over IP Thoại qua IP
VPN Virtual Private Network Mạng riêng ảo
WDM Warelength Division Multiplexing Ghép kênh phân chia theo bước sóng
xDSL x Digital Subcriber Line Đường dây thuê bao số
Nguyễn Ngọc Quang, D01VT 3
Đồ án tốt nghiệp Đại học Lời nói đầu
LỜI NÓI ĐẦU
Sự phát triển của công nghệ viễn thông cùng với sự gia tăng nhu cầu của khách hàng
dẫn đến sự ra đời cộng nghệ mạng thế hệ mới NGN (Next Generation Network). NGN là
một mạng có kiến trúc đồng nhất, có khả năng hội tụ, tích hợp các công nghệ và dịch vụ
viễn thông tốc độ cao đảm bảo chất lượng dịch vụ QoS theo yêu cầu. NGN cho phép các
nhà khai thác viễn thông chi phí đầu tư thấp nhưng có khả năng thu lợi nhuận cao.
Một trong những công nghệ nền tảng của NGN là công nghệ chuyển mạch mềm.
Chuyển mạch mềm là hệ thống phần mềm điều khiển phân tán đảm bảo khả năng điều
khiển cuộc gọi và xử lý báo hiệu trong mạng thế hệ mới. Vì thế việc nghiên cứu chuyển
mạch mềm là hết sức quan trọng và có ý nghĩa. Đặc biệt trong lúc chúng ta cũng đang
trong bước đầu triển khai NGN với nhiều giải pháp của các hãng viễn thông lớn trên thế
giới được đưa ra, việc nghiên cứu các giải pháp đó sẽ giúp chúng ta có thể đưa ra các giải

pháp xây dựng mạng viễn thông phù hợp với điều kiện kinh tế, cơ sở mạng hiện có và nhu
cầu của khách hàng về các dịch vụ mới chất lượng cao ở Việt Nam. Đó cũng là vấn đề và
mục đích mà bản đồ án này hướng tới. Đặc biệt đồ án sẽ đi sâu vào giải pháp triển khai
của hai hãng Alcatel và Siemens, hai giải pháp này hiện đang được nghiên cứu và triển
khai ở Việt Nam.
Trong thời gian qua, được sự giúp đỡ, chỉ bảo tận tình của các thầy cô trong khoa
Viễn thông, đặc biệt cô giáo Ths Vũ Thuý Hà cùng các thầy cô trong bộ môn chuyển
mạch em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp “Tổng quan chuyển mạch mềm và giải pháp của
Các hãng”. Nội dung của đồ án gồm 5 chương.
• Chương1: Tổng quan về mạng thế hệ mới
• Chương 2: Chuyển mạch mềm
• Chương 3: Kiến trúc và các thành phần của chuyển mạch mềm
• Chương 4: Các giao thức trong chuyển mạch mềm
• Chương 5: Giải pháp của Alcatel
• Chương 6: Giải pháp của Siemens
Do đề tài là một lĩnh vực mới, bản thân kiến thức còn nhiều hạn chế nên đề tài
không tránh khỏi nhiều thiếu sót, em mong được sự gói ý và chỉ bảo của các thầy và các
bạn sinh viên để nội dung đồ án được hoàn thiện và phong phú hơn.
Nguyễn Ngọc Quang, D01VT 3
Đồ án tốt nghiệp Đại học Lời nói đầu
Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong khoa Viễn thông đặc
biệt cô giáo Ths Vũ Thuý Hà cùng các thầy cô trong bộ môn chuyển mạch đã tận tình
giúp đỡ, chỉ bảo giúp em hoàn thành đồ án.
Hà nội ngày 24 tháng 10 năm 2005
Sình viên thực hiện
Nguyễn Ngọc Quang
Nguyễn Ngọc Quang, D01VT 4
Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 1. Tổng quan về mạng thế hệ mới
PHẦN I. TỔNG QUAN CHUYỂN MẠCH MỀM
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ MẠNG THẾ HỆ MỚI

1.1 Định nghĩa
Mạng viễn thông thế hệ mới (NGN - Next Generation Network) đang là xu hướng ở
nhiều nước trên thế giới do các tính chất tiên tiến của nó như hội tụ các loại tín hiệu,
mạng đồng nhất và băng thông rộng. Tại Việt Nam, lĩnh vực viễn thông đang phát triển
mạnh và nhu cầu người dùng về các loại hình dịch vụ mới ngày càng cao, vì vậy việc
nghiên cứu để tiến lên NGN cũng là vấn đề cấp bách.
NGN là mạng hội tụ cả thoại, video và dữ liệu trên cùng một cơ sở hạ tầng dựa trên
nền tảng IP, làm việc trên cả phương tiện truyền thông vô tuyến và hữu tuyến. NGN là sự
tích hợp cấu trúc mạng hiện tại với cấu trúc mạng đa dịch vụ dựa trên cơ sở hạ tầng có
sẵn, với sự hợp nhất các hệ thống quản lý và điều khiển. Các ứng dụng cơ bản bao gồm
thoại, hội nghị truyền hình và nhắn tin hợp nhất như voice mail, email và fax mail, cùng
nhiều dịch vụ tiềm năng khác.
Cho tới hiện nay, mặc dù các tổ chức viễn thông quốc tế và các nhà cung cấp thiết bị
viễn thông trên thế giới đều rất quan tâm và nghiên cứu về chiến lược phát triển NGN.
Song vẫn chưa có một định nghĩa cụ thể nào chính xác cho mạng NGN. Do đó, định
nghĩa mạng NGN nêu ra ở đây không thể bao hàm hết ý nghĩa của mạng thế hệ mới
nhưng là khái niệm chung nhất khi đề cập đến NGN.
Bắt nguồn từ sự phát triển của công nghệ thông tin, công nghệ chuyển mạch gói và
công nghệ truyền dẫn băng rộng, mạng NGN ra đời là mạng có cơ sở hạ tầng thông tin
duy nhất dựa trên công nghệ chuyển mạch gói, triển khai dịch vụ một cách đa dạng và
nhanh chóng, đáp ứng sự hội tụ giữa thoại và số liệu, cố định và di động.
Như vậy, có thể xem NGN là sự tích hợp mạng PSTN dựa trên kỹ thuật TDM và
mạng chuyển mạch gói dựa trên kỹ thuật IP/ATM. Nó có thể truyền tải tất cả các dịch vụ
vốn có của PSTN đồng thời có thể cung cấp cho mạng IP một lượng lưu lượng dữ liệu
lớn, nhờ đó giảm tải cho mạng PSTN.
Tuy nhiên, NGN không chỉ đơn thuần là sự hội tụ giữa thoại và dữ liệu mà còn là sự
hội tụ giữa truyền dẫn quang và công nghệ gói, giữa mạng cố định và di động. Vấn đề cốt
lõi ở đây là làm sao có thể tận dụng hết lợi thế đem đến từ quá trình hội tụ này. Một vấn
Nguyễn Ngọc Quang, D01VT 5
Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 1. Tổng quan về mạng thế hệ mới

đề quan trọng khác là sự bùng nổ nhu cầu của người sử dụng cho một khối lượng lớn dịch
vụ và ứng dụng phức tạp bao gồm cả đa phương tiện, phần lớn trong số đó không được dự
tính khi xây dựng các hệ thống mạng hiện nay.
1.2 Động cơ xuất hiện mạng thế hệ mới
Yếu tố hàng đầu là tốc độ phát triển theo hàm số mũ của nhu cầu truyền dẫn dữ
liệu và các dịch vụ dữ liệu là kết quả của tăng trưởng Internet mạnh mẽ. Các hệ thống
mạng công cộng hiện nay chủ yếu được xây dựng nhằm truyền dẫn lưu lượng thoại,
truyền dữ liệu thông tin và video đã được vận chuyển trên các mạng chồng lấn, tách rời
được triển khai để đáp ứng những yêu cầu của chúng. Do vậy, một sự chuyển đổi sang hệ
thống mạng chuyển mạch gói tập trung là không thể tránh khỏi khi mà dữ liệu thay thế vị
trí của thoại và trở thành nguồn tạo ra lợi nhuận chính. Cùng với sự bùng nổ Internet trên
toàn cầu, rất nhiều khả năng mạng thế hệ mới sẽ dựa trên giao thức IP. Tuy nhiên, thoại
vẫn là một dịch vụ quan trọng và do đó, những thay đổi này dẫn tới yêu cầu truyền thoại
chất lượng cao qua IP.
Những lý do chính dẫn tới sự xuất hiện của mạng thế hệ mới :
• Cải thiện chi phí đầu tư
Công nghệ căn bản liên quan đến chuyển mạch kênh truyền thống được cải tiến
chậm trễ và chậm triển khai kết hợp với nền công nghiệp máy tính. Các chuyển mạch
kênh này hiện đang chiếm phần lớn trong cơ sở hạ tầng PSTN. Tuy nhiên chúng chưa thật
sự tối ưu cho mạng truyền số liệu. Kết quả là ngày càng có nhiều dòng lưu lượng số liệu
trên mạng PSTN đến mạng Internet và sẽ xuất hiện một giải pháp với định hướng số liệu
làm trọng tâm để thiết kế mạng chuyển mạch tương lai, nền tảng dựa trên công nghệ
chuyển mạch gói cho cả thoại và dữ liệu.
Các giao diện mở tại từng lớp mạng cho phép nhà khai thác lựa chọn nhà cung cấp
có hiệu quả nhất cho từng lớp mạng của họ. Truyền tải dựa trên gói cho phép phân bổ
băng tần linh hoạt, loại bỏ nhu cầu nhóm trung kế kích thước cố định cho thoại, nhờ đó
giúp các nhà khai thác quản lý mạng dễ dàng hơn, nâng cấp một cách hiệu quả phần mềm
trong các nút điều khiển mạng, giảm chi phí khai thác hệ thống.
• Xu thế đổi mới viễn thông
Khác với khía cạnh kỹ thuật, quá trình giải thể đang ảnh hưởng mạnh mẽ đến cách

thức hoạt động của các nhà khai thác viễn thông lớn trên thế giới. Xuyên suốt quá trình
Nguyễn Ngọc Quang, D01VT 6
Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 1. Tổng quan về mạng thế hệ mới
được gọi là “mạch vòng nội hạt không trọn gói”, các luật lệ của chính phủ trên toàn thế
giới đã ép buộc các nhà khai thác lớn phải mở cửa để các công ty mới tham gia thị trường
cạnh tranh. Trên quan điểm chuyển mạch, các nhà cung cấp thay thế phải có khả năng
giành được khách hàng địa phương nhờ đầu tư trực tiếp vào “những dặm cuối cùng” của
đường cáp đồng. Điều này dẫn đến việc gia tăng cạnh tranh. Các NGN thực sự phù hợp
để hỗ trợ kiến trúc mạng và các mô hình được luật pháp cho phép khai thác.
• Các nguồn doanh thu mới
Dự báo hiện nay cho thấy mức suy giảm trầm trọng của doanh thu thoại và xuất hiện
mức tăng doanh thu đột biến do các dịch vụ giá trị gia tăng mang lại. Kết quả là phần lớn
các nhà khai thác truyền thống sẽ phải tái định mức mô hình kinh doanh của họ dưới ánh
sáng của các dự báo này. Cùng lúc đó, các nhà khai thác mới sẽ tìm kiếm mô hình kinh
doanh mới cho phép họ nắm lấy thị phần, mang lại lợi nhuận cao hơn trên thị trường viễn
thông.
Các cơ hội kinh doanh mới bao gồm các ứng dụng đa dạng tích hợp với các dịch vụ
của mạng viễn thông hiện tại, số liệu Internet, các ứng dụng video.
1.3 Đặc điểm của NGN
• Sử dụng cộng nghệ chuyển mạch mềm (Softswitch) thay thế các thiết bị
chuyển mạch phần cứng (Hardware) cồng kềnh. Các mạng của từng dịch vụ
riêng rẽ được kết nối với nhau thông qua sự điều khiển của một thiết bị tổng đài
duy nhất, thiết bị tổng đài này dựa trên công nghệ Softswitch được ví như “trái
tim” của NGN.
• Mạng hội tụ thoại và dữ liệu, cố định và di động. Các loại tín hiệu được
truyền tải theo kỹ thuật chuyển mạch gói, xu hướng sắp tới đang tiến lên sử
dụng mạng IP với kỹ thuật QoS như MPLS.
• Mạng băng thông rộng cung cấp đa dịch vụ: mạng truyền dẫn quang với
công nghệ WDM (Wavelength Division Multiplexing) hay DWDM (Dense
Wavelength Division Multiplexing).

1.4 Cấu trúc NGN
Cấu trúc NGN bao gồm 5 lớp chức năng:
• Lớp truy nhập dịch vụ (service access layer)
Nguyễn Ngọc Quang, D01VT 7
Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 1. Tổng quan về mạng thế hệ mới
• Lớp truyền tải dịch vụ (service transport/core layer)
• Lớp điều khiển (control layer)
• Lớp ứng dụng/dịch vụ (application/service layer)
• Lớp quản lý (management layer)
Hình 1.1: Cấu trúc lớp mạng của NGN
 Lớp truy nhập dịch vụ: Bao gồm các thiết bị truy nhập cung cấp các kết nối với
các thiết bị đầu cuối thuê bao qua hệ thống mạng ngoại vi cáp đồng, hoặc cáp
quang, hoặc thông qua môi trường vô tuyến (thông tin di động, vệ tinh, truy nhập
vô tuyến cố định …)
 Lớp truyền tải dịch vụ: Bao gồm các nút chuyển mạch (AMT+IP) và các hệ
thống truyền dẫn (SDH, WDM), thực hiện chức năng chuyển mạch, định tuyến
cuộc gọi giữa các thuê bao của lớp truy nhập dưới sự điều khiển của thiết bị điều
khiển cuộc gọi thuộc lớp điều khiển. Hiện nay đang còn nhiều tranh cãi khi sử
dụng ATM hay MPLS cho lớp truyền tải này.
 Lớp điều khiển: Lớp điều khiển bao gồm các hệ thống điều khiển nối cuộc gọi
giữa các thuê bao thông qua việc điều khiển các thiết bị chuyển mạch (AMT+IP)
của lớp truyền 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
như quản lý, chăm sóc khách hàng, tính cước cũng được tích hợp trong lớp điều
khiển.
Nguyễn Ngọc Quang, D01VT
Lớp ứng dụng/dịch vụ
Lớp điều khiển
Lớp chuyển tải dịch vụ
vụ

Lớp truy nhập dịch vụ
Thiết bị đầu cuối
Giao tiếp chuẩn
Giao tiếp chuẩn
Thành phần
NGN
Thành phần
có liên quan
đến NGN
Mạng lõi
L
ớ
p

q
u
ả
n

l
ý
8
Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 1. Tổng quan về mạng thế hệ mới
 Lớp ứng dụng/dịch vụ: Lớp ứng dụng và dịch vụ cung cấp các ứng dụng và dịch
vụ như dịch vụ mạng thông minh IN (Intelligent Network), trả tiền trước, dịch vụ
giá trị gia tăng Internet cho khách hàng thông qua lớp điều khiển… 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 nhà cung cấp dịch vụ có thể phát triển các ứng
dụng và triển khai nhanh chóng các dịch vụ trên mạng. Trong môi trường phát
triển cạnh tranh sẽ có rất nhiều thành phần tham gia kinh doanh trong lớp này.

 Lớp quản lý: Đây là lớp đặc biệt xuyên suốt các lớp trên. Các chức năng quản lý
được chú trọng là: quản lý mạng, quản lý dịch vụ, quản lý kinh doanh
1.5 Các thành phần của NGN
Mối tương quan giữa cấu trúc phân lớp chức năng và các thành phần chính của
NGN được mô tả trong hình 1.2.
Hình 1.2: Cấu trúc phân lớp và các thành phần chính trong NGN
Theo hình 1.2 ta nhận thấy, các thiết bị đầu cuối kết nối đến mạng truy nhập (Access
Network), sau đó kết nối đến các cổng truyền thông (Media Gateway) nằm ở biên của
mạng trục. Thiết bị quan trọng nhất của NGN là Softswitch nằm ở tâm của mạng trục
(hay còn gọi là mạng lõi). Softswitch điều khiển các chức năng chuyển mạch và định
tuyến qua các giao thức. Hình 1.3 liệt kê chi tiết các thành phần NGN cùng với các đặc
điểm kết nối của nó đến mạng công cộng (PSTN).
Nguyễn Ngọc Quang, D01VT
Lớp ứng dụng / dịch vụ
Lớp điều khiển
Lớp chuyển mạch
Thiết bị chuyển mạch mềm
Mạng truy cập N/M
Thiết bị đầu cuối
AGW WGW
TGW
9
Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 1. Tổng quan về mạng thế hệ mới
Hình 1.3: Các thành phần chính trong NGN
Mô tả hoạt động của các thành phần
 Thiết bị Softswitch
Thiết bị softswitch là thiết bị đầu não trong mạng NGN. Nó làm nhiệm vụ điều
khiển cuộc gọi, báo hiệu và các tính năng để tạo một cuộc gọi trong mạng NGN hoặc
xuyên qua nhiều mạng khác (ví dụ PSTN, ISDN). Softswitch còn được gọi là Call Agent
(vì chức năng điều khiển cuộc gọi của nó) hoặc Media Gateway Controller - MGC (vì

chức năng điều khiển cổng truyền thông Media Gateway).
Thiết bị Softswtich có khả năng tương tác với mạng PSTN thông qua các cổng báo
hiệu (Signalling Gateway) và cổng truyền thông (Media Gateway). Softswitch điều khiển
cuộc gọi thông qua các báo hiệu, có hai loại chính:
• Ngang hàng (peer-to-peer): giao thức giữa Softswitch và Softswitch, giao
thức sử dụng là BICC hay SIP.
• Điều khiển truyền thông: giao tiếp giữa Softswitch và Gateway, giao thức sử
dụng là MGCP hay Megaco/H.248.
 Cổng truyền thông
Nhiệm vụ của cổng truyền thông (MG-Media Gateway) là chuyển đổi việc truyền
thông từ một định dạng truyền dẫn này sang một định dạng khác, thông thường là từ dạng
mạch (circuit) sang dạng gói (packet), hoặc từ dạng mạch analog/ISDN sang dạng gói.
Nguyễn Ngọc Quang, D01VT
Cổng
báo hiệu
PSTN
IP/XX
Network
Mạng thông minh
Máy chủ ứng dụng
Cổng truy nhập
Cổng truy nhập
Cổng truyền
thông
Cổng truy
nhập
H.248
H.248
H.248
H.248

Điều khiển
truyền thông
PBX
10
Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 1. Tổng quan về mạng thế hệ mới
Việc chuyển đổi này được điều khiển bằng Softswitch. MG thực hiện việc mã hoá, giải
mã và nén dữ liệu.
Ngoài ra, MG còn hỗ trợ các giao tiếp với mạng điện thoại truyền thống (PSTN) và
các giao thức khác như CAS (Channel Associated Signalling) và ISDN. Tóm lại, MG
cung cấp phương tiện truyền thông để truyền tải thoại, dữ liệu, fax và hình ảnh giữa mạng
truyền thống PSTN và mạng IP.
 Cổng truy nhập
Cổng truy nhập (AG - Access Gateway) là một dạng của MG. Nó có khả năng giao
tiếp 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 giao tiếp V5.2 thông qua cổng truy nhập. Tuy nhiên, trong NGN,
cổng truy nhập được điều khiển từ Softswitch qua giao thức MGCP hay Megaco/H.248.
Lúc này, lưu lượng thoại từ thuê bao sẽ được đóng gói và kết nối vào mạng trục IP.
 Cổng báo hiệu
Cổng báo hiệu (Signalling Gateway - SG) đóng vai trò như cổng giao tiếp giữa
mạng báo hiệu số 7 (SS7 - Signalling System 7, giao thức được dùng trong PSTN) và các
điểm được quản lý bởi thiết bị Softswitch trong mạng IP. Cổng SG đòi hỏi một đường kết
nối vật lý đến mạng SS7 và phải sử dụng các giao thức phù hợp. SG tạo ra một cầu nối
giữa mạng SS7 và mạng IP, dưới sự điều khiển của Softswitch. SG làm cho Softswitch
giống như một điểm nút bình thường trong mạng SS7. Lưu ý rằng SG chỉ điều khiển SS7,
còn MG điều khiển các mạch thoại thiết lập bởi cơ chế SS7.
 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 hai xu hướng. Các dịch vụ và ứng dụng
trên NGN được quản lý và cung cấp bởi các máy chủ dịch vụ (server). Các máy chủ này

hoạt động trong mạng thông minh (IN - Intelligent Network) và giao tiếp với mạng PSTN
thông qua SS7.
1.6 Các dịch vụ mạng thế hệ mới
Mạng viễn thông đang có xu hướng chuyển dần sang mạng thế hệ mới, một loạt các
vấn đề được đặt ra như kiến trúc của các mạng, mạng truyền tải, chuyển mạch, v.v… cho
Nguyễn Ngọc Quang, D01VT 11
Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 1. Tổng quan về mạng thế hệ mới
mạng thế hệ mới. Các dịch vụ thế hệ mới là một trong những vấn đề quan trọng nhất được
đặt ra đối với các nhà cung cấp và khai thác dịch vụ viễn thông.
NGN có khả năng cung cấp phạm vị rộng các loại dịch vụ, bao gồm:
• Các dịch vụ tài nguyên chuyên dụng (như cung cấp và quản lý các bộ chuyển,
các cầu nối hội nghị đa phương tiện đa điểm, các thư viện nhận dạng tiếng
nói.v.v )
• Các dịch vụ lưu trữ và xử lý (cung cấp và quản lý các đơn vị lưu trữ thông tin
về thông báo, file servers, terminal servers, nền hệ điều hành (OS platforms),
v.v…)
• Các dịch vụ trung gian - middleware (như môi giới, bảo mật, bản quyền, v.v…)
• Các dịch vụ ứng dụng cụ thể (như các ứng dụng thương mại, các ứng dụng
thương mại điện tử, v.v…)
• Các dịch vụ cung cấp nội dung mà nó có thể cung cấp hoặc môi giới nội dung
thông tin (như đào tạo, các dịch vụ xúc tiến thông tin, v.v…)
• Các dich vụ tương tác, tương tác với các ứng dụng khác, các dịch vụ khác, các
mạng khác, các giao thức hoặc các định dạng khác
• Các dịch vụ quản lý bảo dưỡng, vận hành và quản lý các dịch vụ và mạng truyền
thông.
Dưới đây là một số dịch vụ mà chúng ta tin tưởng rằng nó sẽ chiếm một vị trí quan
trọng trong NGN
• Dịch vụ thoại (voice telephony): NGN vẫn cung cấp các loại dịch vụ thoại đang
tồn tại, về mặt dịch vụ thì vẫn đảm bảo nhưng công nghệ thì thay đổi.
• Dịch vụ dữ liệu (data service): Thiết lập kết nối thời gian thực giữa các đầu cuối.

• Các dịch vụ đa phương tiện (Multimedia services): Cho phép nhiều người có thể
tương tác với nhau qua thoại, video, nó cho phép vừa nói chuyện vừa hiển thị
thông tin.
• Mạng riêng ảo (Virtual private networks - VPNs):
Nguyễn Ngọc Quang, D01VT 12
Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 1. Tổng quan về mạng thế hệ mới
Thoại VPNs: Cải thiện khả năng mạng cho phép tổ chức phân tán về mặt
địa lý, mở rộng hơn và có thể phối hợp các mạng riêng đang tồn tại với các
phần của mạng PSTN.
Dữ liệu VPNs: Cung cấp thêm các khả năng bảo mật các đặc tả mạng đó
cho phép khách hàng sử dụng địa chỉ IP chia sẻ như một VPN.
• Tính toán mạng công cộng (Public Network Computing - PNC): Cung cấp các
dịch vụ tính toán dựa trên cơ sở mạng công cộng cho thương mại và các khách
hàng.
• Bản tin hợp nhất (Unified Messaging): Hỗ trợ cung cấp các dịch vụ voicemail,
email, fax mail, pages qua các giao diện chung. Thông qua các giao diện như
vậy, người sử dụng sẽ truy nhập, cũng như là được thông báo, các loại bản tin
khác nhau, độc lập với phương tiện truy nhập.
• Môi giới thông tin (Information Brokering): Bao gồm tìm kiếm và quảng cáo và
cung cấp thông tin đến các khách hàng tương ứng với nhà cung cấp.
• Thương mại điện tử (E - commerce): Cho phép khách hàng mua hàng hoá, dịch
vụ được xử lý bằng điện tử trên mạng.
• Các dịch vụ chuyển cuộc gọi (Call Center Service): Một thuê bao có thể chuyển
một cuộc gọi thông thường đến trung tâm phân phối cuộc gọi bằng cách kích
chuột trên một trang Web. Cuộc gọi có thể được định đường đến một tác nhân
thích hợp.
• Trò chơi tương tác trên mạng (Interactive Gaming): Cung cấp cho khách hàng
một phương thức gặp nhau trực tuyến và tạo ra các trò chơi trực tương tác
• Quản lý tại gia (Home manager): Với sự ra đời của các thiết bị thông minh, các
dịch vụ này có thể giám sát và điều khiển các hệ thống bảo vệ tại nhà.

Ngoài các dịch vụ đã nêu ở trên còn có rất nhiều các dịch vụ khác có thể triển khai
trong môi trường NGN như: Các ứng dụng trong y học, chính phủ điện tử, nghiên cứu đào
tạo từ xa, nhắn tin đa phương tiện, v.v… Như vậy các dịch vụ thế hệ mới là rất đa dạng và
phong phú, việc xây dựng phát triển và triển khai chúng là mở và linh hoạt. Chính vì vậy
nó rất tiện cho các nhà cung cấp dịch vụ và ứng dụng triển khai dịch vụ đến cho khách
hàng trong môi trường NGN.
Nguyễn Ngọc Quang, D01VT 13
Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 1. Tổng quan về mạng thế hệ mới
1.7 Giải pháp xây dựng mạng thế hệ mới của ngành
1.7.1 Giải pháp xây dựng NGN trên cơ sở mạng hiện tại
Cơ sở hạ tầng của mạng hiện tại được tổ chức lại và phát triển dần lên. Nâng cấp các
thiết bị chuyển mạch hiện có (công nghệ TDM) để hỗ trợ các dịch vụ mới chất lượng cao
như video, số liệu. Đồng thời có thể bổ sung có hạn chế một số chuyển mạch đa dịch vụ
(chuyển mạch mềm) tại một số nút mạng chính, đặc biệt là trung tâm điều khiển và ứng
dụng của các vùng lưu lượng.
Giải pháp này có hai phương án
• Phương án 1
Phương án này áp dụng cho những nhà khai thác mạng có yêu cầu hiện đại hoá
và mở rộng mạng trong thời gian ngắn.
Bước1: Đối với mạng thoại TDM thì triển khai mạng truyền dẫn SDH, chuyển mạch
ATM đồng thời bổ sung thiết bị telephony server để quản lý thoại. Đối với mạng
số liệu thì dữ nguyên kỹ thuật IP/MPLS hoặc ATM/FR và trang bị thêm các
cổng gateway, thực hiện kết nối giữa mạng thoại và mạng số liệu ở các nút ở
biên mạng.
Bước 2: Tiếp tục phát triển kỹ thuật SDH, ATM cho mạng thoại. Với mạng số liệu thì
phát triển thành mạng đa dịch vụ IP/MPLS và tăng cường khả năng của các cổng
giao tiếp ở các nút biên mạng (chúng có nhiệm vụ kết nối giữa mạng đa dịch vụ
và mạng thoại). Trang bị thêm IP telephone server cho quản lý mạng đa dịch vụ.
Bước 3: Xây dựng chỉ còn một mạng thống nhất cho thoại và dữ liêu nhưng lúc này chưa
phải là mạng tích hợp đa dịch vụ hoàn toàn. Mạng PSTN sử dụng TDM sẽ không

còn tồn tại riêng biệt. Tiếp tục tích hợp và phát triển mạng đa dịch vụ IP/MPLS.
Bước 4: Hình thành mạng tích hợp dịch vụ hoàn toàn. Lúc này chỉ còn mạng đa dịch vụ
IP/MPLS tồn tại và phát triển. Và telephony server và IP telephone server sẽ
quản lý mạng đa dịch vụ.
• Phương án 2
Phương án này áp dụng cho những nhà khai thác mạng có yêu cầu hiện đại hoá
và mở rộng mạng trong thời gian dài.
Nguyễn Ngọc Quang, D01VT 14
Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 1. Tổng quan về mạng thế hệ mới
Bước 1: Không phát triển thêm mạng thoại TDM từ đây về sau. Với mạng số liệu thì giữ
nguyên mạng chuyển mạch gói IP/MPLS hoặc ATM/FR và trang bị thêm các
cổng gateway.
Bước 2 đến bước 4 giống các bước 2, 3, 4 của phương án 1.
1.7.2 Giải pháp xây dựng NGN hoàn toàn mới
Giải pháp nàỳ chủ trương giữ nguyên mạng hiện tại và không đầu tư tiếp tục pháp
triển. Tập trung nhân lực tài lực vào việc triển khai các tổng đài đa dịch vụ thế hệ mới.
NGN được xây dựng trức hết phải có khả năng cung cấp các nhu cầu về dịch vụ của
mạng hiện tại đã quen thuộc với khách hàng. Sau đó triển khai một số nhu cầu dịch vụ
mới. Kế tiếp triển khai nhiều dịch vụ mới trên nền mạng NGN nhưng phải cân bằng giữa
cung và cầu.
Các nút chuyển mạch của hai mạng này sẽ liên hệ với nhau rất ít (chủ yếu phục vụ
cho các dịch vụ thoại IP) thông qua các cổng giao tiếp Media Gateway.
1.7.3 Nhận xét và đánh giá
Có nhiều giải pháp được đưa ra nhằm đáp ứng nhu cầu của nhà khai thác muốn
chuyển từ mạng truyền thống sang mạng thế hệ mới. Tuỳ vào hiện trạng mạng, quan điểm
của chính nhà khai thác mà giải pháp thích hợp được lựa chọn. Và việc xây dựng mạng
phải dựa vào nhu cầu mới của khách hàng để thu hút và giữ khách hàng. Điều này cũng
có nghĩa là các nhà khai thác sẽ triển khai NGN theo hướng để đáp ứng nhu cầu phát triển
dịch vụ của khách hàng.
Nguyễn Ngọc Quang, D01VT 15

Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 2. Chuyển mạch mềm
CHƯƠNG 2. CHUYỂN MẠCH MỀM
Thị trường thông tin đang thay đổi, sự thay đổi này không chỉ liên quan tới 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 không chỉ còn mang thông tin thoại mà còn truyền cả số liệu và video. Thông tin
thoại, số liệu, fax, video và các dịch vụ khác đang dần dần thay đổi cùng với nền công
nghiệp viễn thông. Các đường điện thoại không chỉ mang thông tin thoại mà còn truyền
cả số liệu và video. Thông tin thoại, số liệu, fax, video và các dịch vụ khác đang được
cung cấp tới đầu cuối là điện thoại, thiết bị di động, máy tính cá nhân, các máy trò chơi,
các thiết bị đo, các máy móc tự động và hàng loạt các thiết bị không thể kể hết được. Lưu
lượng thông tin số liệu đã vượt xa lưu lượng thông tin thoại và vẫn tăng không ngừng với
tốc độ gấp 10 lần tốc độ tăng của lưu lượng thông tin thoại. Chuyển mạch kênh, vốn là
đặc trưng của PSTN truyền thống trong suốt thể kỷ qua, đã không còn thích hợp nữa và
đang nhường bước cho chuyển mạch gói trong mạng thế hệ mới.
Mạng thế hệ mới đang dần được hình thành, đó không phải là một cuộc cách mạng
mà là một bước phát triển. Hạ tầng mạng của thế kỷ 20 không thể được thay thế chỉ trong
một sớm một chiều, vì thế NGN phải tương thích được với môi trường mạng có sẵn.
Trong quá trình phát triển, vốn đầu tư sẽ dần dịch chuyển từ hạ tầng mạng chuyển mạch
kênh hiện nay sang hạ tầng mạng thế hệ mới.
Có nhiều yếu tố góp phần tạo nên sự nổi trội của công nghệ mạng thế hệ mới. Môi
trường kinh doanh toàn cầu đang thay đổi. Trong phần lớn thể kỷ 20, hầu hết các mạng
thông tin do các nhà độc quyền điều hành. Trong nhiều trường hợp, các nhà độc quyền
này thuộc sở hữu của chính phủ. Giờ đây, trong thế kỷ 21 này, các nhà cung cấp thuộc
nhà nước đang được cổ phần hoá, thế độc quyền cũng biến mất nhường chỗ cho cạnh
tranh. Trong khi đó, nhu cầu của khách hàng về kết nối, về băng thông và các dịch vụ chất
lượng cao đang tăng lên theo cấp số nhân. Khả năng lựa chọn dịch vụ của khách hàng
cũng đang được mở rộng.
Mạng thế hệ mới là mạng của các ứng dụng mới và các khả năng mang lại lợi nhuận

mà chỉ đòi hỏi gía thành thấp. Đó không chỉ là mạng phục vụ thông tin thoại. Đó không
chỉ là mạng phục vụ truyền số liệu. Đó là một mạng thống nhất mang lại những ứng dụng
cao cấp cho đời sống xã hội.
Nguyễn Ngọc Quang, D01VT 16
Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 2. Chuyển mạch mềm
2.1 Tại sao cần có công nghệ chuyển mạch mềm
Thị trường viễn thông đang phát triển một cách nhanh chóng. Cáp đồng và cáp
quang trước đây vẫn dùng để truyền dẫn thông tin thoại nay đã sử dụng cho cả dữ liệu và
video. Chuyển mạch kênh truyền thống đang dần dần nhường chỗ cho chuyển mạch gói
hiệu quả hơn và mềm dẻo hơn. Đây là kết quả tất yếu của sự bùng nổ mạng IP. Hàng loạt
các công ty mới tham gia vào thị trường viễn thông như nhà cung cấp dịch vụ, và những
công ty đang hoạt động phải thay đổi phương thức kinh doanh của họ. Tất cả tìm kiếm
giải pháp nâng cao chất lượng dịch vụ và giảm giá thành.
Chuyển mạch là trái tim của bất cứ mạng viễn thông nào, cho phép hai thuê bao
trong mạng có thể kết nối và thực hiện cuộc gọi.
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
giải quyết một cách thực sự thoả đáng, chưa nói đến những dịch vụ mới như truyền số
liệu…
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 vụ viễn thông, họ có thể thuê một số
luồng E1 để đáp ứng nhu cầu của mình. Các khách hàng doanh nghiệp nhỏ, cỡ 16 line trở
xuống được hưởng rất ít ưu đãi. Trong khi đó thị trường các khách hàng nhỏ mang 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 cuộc gọi đường dài, và từ các dịch vụ tuỳ chọn
khác như Voice mail. 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, đơn giản bởi vì chẳng có giải
pháp nào khác. Chính điều này là cản trở đối với sự phát triển của dịch vụ, bởi 3 nguyên
nhân chính sau đây:
 Giá thành chuyển mạch của tổng đài nội hạt

Thị 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. Trong khi khả
năng mở rộng của các chuyển mạch này không có gì phải nghi ngờ, nhưng chúng hoàn
toàn không thích hợp để triển khai phục vụ cho vài ngàn người, bởi vì giá thành thiết bị sẽ
cao. Mức thấp nhất của một tổng đài nội hạt thường ở khoảng vài triệu USD, một con số
Nguyễn Ngọc Quang, D01VT 17
Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 2. Chuyển mạch mềm
có thể làm nản lòng các nhà cung cấp dịch vụ, buộc họ chỉ giám tham gia vào thị trường
lớn nhất. Cũng có một vài nhà cung cấp đã thử tham gia thị trường cấp 2 và cấp 3 với
chuyển mạch kênh bằng cách thiết lập một tổng đài chuyển mạch để phục vụ một vài
thành phố. Chuyển mạch được phân chia một cách logic thành nhiều mã vùng, mỗi thành
phố có một hoặc nhiều mã, và kết nối tới các mạng truy nhập nội vùng tại mỗi thành phố
bằng các trung kết. Tuy rằng, phương pháp tiếp cận này giảm được chi phí trên một
đường dây thuê bao, nhưng tiết kiệm chi phí cho phần cứng chuyển mạch thì đổi lại phải
chịu một chi phí truyền dẫn đáng kể khi thông tin được truyền tới tổng đài rồi lại được
truyền ngược trở lại thành phố nơi nó xuất phát.
Nếu có những giải pháp cho tổng đài nột hạt chỉ đòi hỏi chi phí thấp hơn nhiều so
với tổng đài chuyển mạch kênh thì tính cạnh tranh trong thị trường này sẽ được kích
thích, người được hưởng lợi tất nhiên là khách hàng với nhiều sự lựa chọn hơn giá cước
thấp hơn.
 Không có sự phân biệt dịch vụ
Các tổng đài chuyển mạch kênh nội hạt cung cấp cùng một tính năng cho các dịch
vụ tuỳ chọn, ví dụ như đợi cuộc gọi đến, chuyển cuộc gọi, xác định số chủ gọi, hạn chế
cuộc gọi… Phần lớn các dịch vụ này đã tồn tại từ nhiều năm, các dịch vụ hoàn toàn mới
tương đối hiếm. Một phần bởi vì sẽ rất tốn kém khi phát triển và thử nghiệm các khả năng
mà một khách hàng có thể nghĩ ra và thực hiện trên các nút bấm điện thoại của mình.
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 phải cung cấp các dịch vụ giống nhau. Trong trường hợp đó, cách duy nhất để các nhà

khai thác cạnh tranh thu hút khách hàng là giảm giá cước.
Chỉ tạo sự chênh lệch về mặt giá cả vốn đã không phải là một chiến lược kinh doanh
dài hạn tốt trong lĩnh vực viễn thông. Nếu có những giải pháp chuyển mạch nội hạt nào
đó 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 mặt giá cước. Đó có lẽ mới là một viễn
cảnh thật sự tươi sáng về lợi nhuận và về sự thu hút khách hàng.
 Những giới hạn trong phát triển mạng
Các tổng đài chuyển mạch nội hạt đều sử dụng kỹ thuật chuyển mạch kênh. Trong
cơ cấu chuyển mạch, thông tin thoại tồn tại dưới dạng các dòng 64Kbps, tại các cổng vào
Nguyễn Ngọc Quang, D01VT 18
Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 2. Chuyển mạch mềm
và ra của chuyển mạch, các dòng số 64K này được dồn/ tách kênh theo thời gian vào các
luồng số tốc độ cao. Quá trình định tuyến và điều khiển cuộc gọi liên hệ chặt chẽ với cơ
cấu chuyển mạch.
Như đã nói ở trên, những lợi ích về mặt kinh tế của thoại gói đang thúc đẩy sự phát
triển của mạng truy nhập và mạng đường trục 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 phí phụ 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 tuỳ chọn khác ngay trên thiết bị chuyển mạch gói, thì sẽ không phải
thực hiện các chuyển đổi không cần thiết nữa. Điều này mang lại lợi ích kép là giảm chi
phí và tăng chất lượng dịch vụ (giảm trễ đường truyền), và đó cũng là một bước quan
trọng tiến gần tới cái đích cuối cùng, mạng NGN.
2.2 Sự ra đời của chuyển mạch mềm
Trong tương lai, mạng thế hệ mới sẽ hoàn toàn dựa trên cơ sở hạ tầng là mạng gói.
Vì thế việc chuyển từ mạng viễn thông hiện tại lên mạng thế hệ mới phải trải qua nhiều

giai đoạn. Do PSTN hiện tại vẫn hoạt động tốt và cung cấp dịch vụ khá tin cậy
(99.999%) nên việc chuyển cả mạng truy nhập và mạng lõi của PSTN thành mạng gói là
rất tốn kém. Để tận dụng cơ sở hạ tầng của PSTN và ưu điểm của chuyển mạch gói, cấu
hình mạng NGN bao gồm chuyển mạch kênh và chuyển mạch gói được thể hiện như
trong hình sau:
Nguyễn Ngọc Quang, D01VT 19
Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 2. Chuyển mạch mềm

Hình 2.1: Cấu trúc mạng NGN
Theo hình trên, tổng đài cấp 5 (tổng đài nội hạt) dùng chuyển mạch kênh (circuit-
switched local-exchange) (thể hiện qua phần mạng PSTN) vẫn được sử dụng. Như đã
biết, phần phức tạp nhất trong những tổng đài này chính là phần mềm xử lý gọi. Phần
mềm này chạy trên một bộ xử lý chuyên dụng được tích hợp sẵn với phần cứng vật lý
chuyển mạch kênh. Hay nói cách khác, phần mềm sử dụng trong các tổng đài nội hạt
phụ thuộc vào phần cứng của tổng đài. Điều này gây khó khăn cho việc tích hợp mạng
PSTN và mạng chuyển mạch gói khi xây dựng NGN. Giải pháp có thể thực thi là tạo ra
một thiết bị lai (hybrid device) có thể chuyển mạch thoại ở cả dạng kênh và gói với sự
tích hợp của phần mềm xử lý gọi. Điều này được thực hiện bằng cách tách riêng chức
năng xử lý cuộc gọi khỏi chức năng chuyển mạch vật lý. Thiết bị đó chính là bộ điều
khiển cổng phương tiện MGC sử dụng chuyển mạch mềm. Hay chuyển mạch mềm chính
là thiết bị thực hiện việc xử lý cuộc gọi trong mạng NGN.
Việc phân tách chức năng điều khiển cuộc gọi và các dịch vụ từ mạng truyền tải
nằm phía dưới là giải pháp cho các mạng dựa trên chuyển mạch mềm. Hỗ trợ các giao
diện báo hiệu chuẩn sẽ cung cấp kết nối liền mạch giữa PSTN truyền thống và các mạng
Nguyễn Ngọc Quang, D01VT 20
Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 2. Chuyển mạch mềm
công cộng thế hệ mới, đảm bảo việc phát triển mềm dẻo cho các hệ thống. Thoại qua
mạng gói, mạng chuyển tiếp khung và mạng tế bào thể hiện một thị trường to lớn, tạo cơ
hội cho các nhà kinh doanh và khai thác.
Công nghệ chuyển mạch mềm cho phép kết nối giữa Internet, các mạng vô tuyến,

các mạng cáp và các mạng điện thoại truyền thống. Hình 2.2 giới thiệu về sự hội tụ mạng
có thể đạt được nhờ sử dụng chuyển mạch mềm. Chuyển mạch mềm cho phép mạng điện
thoại thông tin với thế giới Internet. Phương thức kết nối, hệ thống đánh số danh bạ và
phương thức tính cước của thế giới thoại sẽ có sẵn đối với các mạng khác (gồm cả
Internet) sử dụng chuyển mạch mềm.
Hình 2.2: Ví dụ về chuyển mạch mềm trong mạng
Mạng điện thoại truyền thống sử dụng các chuyển mạch cấp 5 và cấp 4 theo kỹ thuật
ghép kênh theo thời gian (TDM) để truyền dữ liệu thoại. Đồng thời cũng sử dụng mạng
báo hiệu SS7 để thực hiện việc thiết lập và giải phóng cuộc gọi, cùng các chức năng khác.
Mạng điện thoại truyền thống được tích hợp với mạng IP nhờ sử dụng các thành phần nào
đó của chuyển mạch mềm, gồm có các cổng phương tiện (MG) (chuyển dữ liệu thoại giữa
các mạng khác nhau) và các cổng báo hiệu (SG) (chuyển dữ liệu báo hiệu cuộc gọi giữa
các mạng khác nhau). Điển hình là mạng IP được sử dụng để xử lý dữ liệu thoại. Mạng IP
Nguyễn Ngọc Quang, D01VT 21