Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo tổng đài thế hệ đa sau dịch vụ chuyển mạch mềm (Softswitch) và ứng dụng vào Việt Nam

BKHCN
TTCNTT
BKVCN
TTCNTT

Bé Khoa häc Và C«ng nghÖ
Trung Tâm Công Nghệ Thông Tin
Số 9, Đào Duy Anh, Hà Nội


Báo cáo tổng kết khoa học và kỹ thuật đề tài:
NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO
TỔNG ĐÀI THẾ HỆ SAU ĐA DỊCH VỤ
CHUYỂN MẠCH MỀM (SOFTSWITCH)
VÀ ỨNG DỤNG VÀO VIỆT NAM





TS. Hoàng Minh
6208
17/11/2006
Hà Nội, 12- 2005


BKHVCN

TTCNTT
Đề tài: Nghiên cứu thiết kế và chế tạo tổng đài thế hệ sau đa dịch vụ chuyển mạch mềm và ứng
dụng vào Việt nam Chủ trì: TS. Hoàng Minh
Báo cáo tổng kết khoa học kỹ thuật đề tài KC.01-22 Trang 1
DANH SÁCH NHỮNG NGƯỜI THỰC HIỆN

TT Họ tên Cơ quan công tác Ghi chú
Nghiên cứu cấu trúc hệ thống Softswitch
A Chủ trì: Hoàng Minh CDIT
B Cán bộ tham gia nghiên cứu
1 Nguyễn Kim Quang
2 Nguyễn Trung Kiên
3 Nguyễn Thắng
Phát triển các modul thành phần hệ thống
Module 1:Module phần mềm khung của hệ thống softswitch
A Chủ trì: Nguyễn Kim Quang
B Các cán bộ tham gia nghiên cứu
1 Nguyễn Trung Kiên
2 Đinh Kim Cường
3 Nguyễn Văn Đào
Module 2:Modul phần mềm xử lý cuộc gọi
A Chủ trì: Nguyễn Trung Kiên
B Các cán bộ tham gia nghiên cứu
1 Nguyễn văn Đào
2 Nguyễn Hải Đăng
3 Hoàng Mạnh Thắng
Module 3:Modul phần mềm Giao tiếp với các gateway
A Chủ trì: Ngô Thanh Thủy
B Các cán bộ tham gia nghiên cứu
1 Hoàng Mạnh Thắng

2 Đỗ Thị Hồng Lê
3 Phan Văn đức
Module 4:Modul phần mềm giao tiếp trung kế
A Chủ trì: Hoàng Mạnh Thắng
B Các cán bộ tham gia nghiên cứu
1 Nguyễn Trung Kiên
2 Nguyễn Hải Đăng
3 Nguyễn Huy Thành
Module 5:Modul phần mềm giao tiếp với các softswitch khác
A Chủ trì: Nguyễn Trung Kiên
B Các cán bộ tham gia nghiên cứu
1 Hoàng Mạnh Thắng
2 Đinh Kim Cường

Module 6:Modul phần mềm Phân hệ hỗ trợ vận hành OSS
A Chủ trì: Nguyễn Hải Hà
B Các cán bộ tham gia nghiên cứu
Đề tài: Nghiên cứu thiết kế và chế tạo tổng đài thế hệ sau đa dịch vụ chuyển mạch mềm và ứng
dụng vào Việt nam Chủ trì: TS. Hoàng Minh
Báo cáo tổng kết khoa học kỹ thuật đề tài KC.01-22 Trang 2
1 Hà Đình Dũng
2 Nguyễn Trung Kiên
3 Nguyễn Quốc Nguyên
Module 7:Modul phần mềm OAM
A Chủ trì: Đinh Kim Cường
B Các cán bộ tham gia nghiên cứu
1 Nguyễn Hải Hà
2 Trần Phi Thường
3 Phan Văn Thái
Module 8:Modul phần mềm quản lý cước

A Chủ trì: Nguyễn văn Đào
B Các cán bộ tham gia nghiên cứu
1 Nguyễn Việt Thắng
2 Trần Thanh Huyền
3 Đào Việt Dũng
4 Trần Hoàng Sơn
Module 9:Modul phần mềm giao tiếp với mạng VoIP
A Chủ trì: Chu đức Hiệp
B Các cán bộ tham gia nghiên cứu
1 Phan Văn Đức
2 Nguyễn Huy Hà
3 Phan Văn Thái
Module 10:Modul phần mềm giao tiếp phát triển ứng dụng
A Chủ trì: Đỗ Thị Hồng Lê
B Các cán bộ tham gia nghiên cứu
1 Nguyễn Hải Đăng
2 Hoàng Mạnh Thắng
3 Nguyễn Kim Quang
Module 11:Modul phần mềm giao tiếp nhận thực thuê bao
A Chủ trì: Phan Văn Đức
B Các cán bộ tham gia nghiên cứu
1 Nguyễn Trung Kiên
2 Đào Việt Dũng
3 Phan Văn Thái
Module 12:Hệ quản trị cơ sở dữ liệu về thuê bao
A Chủ trì: Nguyễn Hải Đăng
B Các cán bộ tham gia nghiên cứu
1 Trần Thanh Huyền
2 Trương Thị Thu Hạnh
3 Nguyễn Việt Thắng

Tích hợp và thử nghiệm hệ thống
A Chủ trì: Nguyễn Trung Kiên
B Các cán bộ tham gia nghiên cứu
Đề tài: Nghiên cứu thiết kế và chế tạo tổng đài thế hệ sau đa dịch vụ chuyển mạch mềm và ứng
dụng vào Việt nam Chủ trì: TS. Hoàng Minh
Báo cáo tổng kết khoa học kỹ thuật đề tài KC.01-22 Trang 3
1 Hoàng Mạnh Thắng
2 Phan Văn Đức
3 Đinh Kim Cường
4 Cao Minh Thắng
5 Trần Hoàng Sơn
Hoàn thiện các báo cáo của đề tài
A Chủ trì: Hoàng Minh
B Các cán bộ tham gia
1 Nguyễn Kim Quang
2 Nguyễn Thắng
3 Nguyễn Trung Kiên
4 Hoàng Mạnh Thắng

Đề tài: Nghiên cứu thiết kế và chế tạo tổng đài thế hệ sau đa dịch vụ chuyển mạch mềm và ứng
dụng vào Việt nam Chủ trì: TS. Hoàng Minh
Báo cáo tổng kết khoa học kỹ thuật đề tài KC.01-22 Trang 4
DANH SÁCH CỘNG TÁC VIÊN CỦA ĐỀ TÀI
TT Họ tên Cơ quan công tác
7 Hoàng Văn Võ Tiến sỹ-Phó viện trưởng-Viện KHKT Bưu điện
8 Phan Cao Minh Tiến Sĩ,Trưởng Ban Khoa học Công nghệ, Tổng công ty
Bưu chính-Viễn thông VN
9 Vũ Văn San Tiến sĩ, chuyên viên -Vụ Khoa học công nghệ, bộ BC-VT
10 Nguyễn Châu Sơn Thạc sĩ, Phó Ban Viễn thông - Tổng công ty Bưu chính

Viễn thông Việt nam
11 Hoàng Đăng Hải Tiến sĩ khoa học, Công ty cổ phần Viễn thông-Tin học
Bưu điện – CT-IN
12 Nguyễn Hữu Tuấn Kĩ sư, Phó giám đốc Công ty Liên doanh thiết bị tổng đài
VKX

Đề tài: Nghiên cứu thiết kế và chế tạo tổng đài thế hệ sau đa dịch vụ chuyển mạch mềm và ứng
dụng vào Việt nam Chủ trì: TS. Hoàng Minh
Báo cáo tổng kết khoa học kỹ thuật đề tài KC.01-22 Trang 5
BÀI TÓM TẮT

Để đáp ứng nhu cầu phát triển của xã hội hiện nay, mạng Viễn Thông tiên
tiến của các nước phải thoả mãn những yêu cầu hết sức khắt khe về: khả năng
cung cấp dịch vụ, về tổ chức khai thác và quản lý. Một thực tế là mạng viễn
thông hiện nay (PSTN) không thể thoả mãn các yêu cầu nói trên
Mạng thế hệ mới (NGN) ra đời giải quyết được các vấn đề
này, NGN có cấu
trúc mở, phân lớp theo chức năng trong đó lớp điều khiển là bộ não của hệ
thống có nhiệm vụ điều hành các giao dịch để thực hiện các dịch vụ trên
mạng. Chuyển mạch mềm (Softswitch) là hệ thống phần mềm phức tạp nhất
của mạng Viễn thông thực hiện chức năng của lớp điều khiển và vì vậy
Softswitch chính là bộ não của mạng NGN.
Một số nhà sản xuất thiết bị Viễn Thông lớn như: Alcatel, Simems, Nortel,
NEC,…, đã cho ra đời các sản phẩm Softswitch đầu tiên. Tuy nhiên chưa một
hãng nào công bố thiết kế của mình vì Softswitch là bí mật độc quyền của
từng hãng về hệ thống phức tạp này.
Theo xu hướng chung, mạng viễn thông Việt Nam cũng đang dần chuyển
sang mạng NGN. Bởi vậy, việc khởi động nghiên c
ứu thiết kế chế tạo hệ
thống chuyển mạch mềm Softswitch lúc này có ý nghĩa khoa học và ý nghĩa

thực tiễn cao.
Mục tiêu của đề tài này là thiết kế, chế tạo hoàn chỉnh một hệ thống
Softswitch: dung lượng 20.000 thuê bao, hỗ trợ đầy đủ các chức năng, có thể
giao tiếp với các Softswitch khác trên mạng và lúc cần có thể thay thế lẫn
nhau. Mục tiêu dài hạn là tiếp tục hoàn thiện công nghệ, nâng cao dung lượ
ng
để sản xuất loạt nhỏ, tiến tới thương phẩm thay thế nhập ngoại.
Cho đến nay, sản phẩm của đề tài đã hoàn thành. Kết quả kiểm tra đo thử
trong phòng thí nghiệm và thử nghiệm trên mạng lưới đã cho kết quả tốt.
Một điểm lưu ý là: Softswitch có thể thực hiện mọi chức năng tương đương
với các tổng đài truyền th
ống hiện nay, nó kết hợp với một số thành phần
khác có thể thay thế các tổng đài TDM hiện tại. Bởi vậy, kết quả này của đề
tài hoàn toàn có thể sử dụng cho mạng PSTN trong quá trình quá độ chuyến
sang mạng NGN
Softswitch là một hệ thống có cấu trúc phần mềm phức tạp nhất trong viễn
thông, hiện nay chỉ mới xuất hiện sản phẩm thương mại mà rất thiếu t
ư liệu
tham khảo, vì vậy đề tài đã phải triển khai theo các bước sau đây:
− Nghiên cứu tổng quan về NGN và SoftSwitch.
− Xác định các tiêu chí kĩ thuật hệ thống của SoftSwitch –KC.01-22.
− Đề xuất cấu trúc hệ thống của SoftSwitch – KC.01-22.
Đề tài: Nghiên cứu thiết kế và chế tạo tổng đài thế hệ sau đa dịch vụ chuyển mạch mềm và ứng
dụng vào Việt nam Chủ trì: TS. Hoàng Minh
Báo cáo tổng kết khoa học kỹ thuật đề tài KC.01-22 Trang 6
− Thực hiện hệ thống theo cấu trúc đã đề xuất.
− Thử nghiệm và đánh giá hệ thống (trong phòng thí nghiệm TESLAB và
trên mạng lưới)
Để thực hiện, đề tài đã chia thành 2 nhánh:
− Nhánh 1: Nghiên cứu cấu trúc hệ thống Softswitch. Sản phẩm của

nhánh này là “Báo cáo tổng hợp” được trình bày ở quyển 1 – Báo cáo
này đã trình bày chi tiết cơ sở lí luận và kết quả chính sản phẩm đề tài
− Nhánh 2: Th
ực hiện 12 nhánh phần mềm theo quy định của hợp đồng.
12 sản phẩm này được trình bày ở quyển 2.
Đối với sản phẩm Softswitch, kết quả đo thử và thử nghiệm có ý nghĩa rất
quan trọng. Tài liệu đo thử trong TESLAB và thử nghiệm trên mạng được
trình bày trong Quyển số 3

Đề tài: Nghiên cứu thiết kế và chế tạo tổng đài thế hệ sau đa dịch vụ chuyển mạch mềm và ứng
dụng vào Việt nam Chủ trì: TS. Hoàng Minh
Báo cáo tổng kết khoa học kỹ thuật đề tài KC.01-22 Trang 7
MỤC LỤC

I. MỤC TIÊU ĐỀ TÀI 11
II. SẢN PHẨM 1-BÁO CÁO TỔNG HỢP 12
II.1. Sản phẩm 12
II.2. Tóm tắt báo cáo 12
III. SẢN PHẨM 2: KHUNG HỆ THỐNG SOFTSWITCH 17
III.1. Sản phẩm 17
III.2. Tóm tắt báo cáo 17
III.3. Kết luận: 19
IV. SẢN PHẨM 3: PHẦN MỀM XỬ LÝ CUỘC GỌI CƠ BẢN 20
IV.1. Sản phẩm 20
IV.2. Tóm tắt báo cáo 20
IV.3. Kết luận: 21
V. SẢN PHẨM 4: PHẦN MỀM GIAO TIẾP VỚI CÁC GATEWAY 22
V.1. Sản phẩm 22
V.2. Tóm tắt báo cáo 22
V.3. Kết luận: 23

VI. SẢN PHẨM 5: PHẦN MỀM GIAO TIẾP TRUNG KẾ 24
VI.1. Sản phẩm 24
VI.2. Tóm tắt báo cáo 24
VI.3. Kết luận: 24
VII. SẢN PHẨM 6: PHẦN MỀM GIAO TIẾP VỚI SOFTSWITCH KHÁC 25
VII.1. Sản phẩm 25
Đề tài: Nghiên cứu thiết kế và chế tạo tổng đài thế hệ sau đa dịch vụ chuyển mạch mềm và ứng
dụng vào Việt nam Chủ trì: TS. Hoàng Minh
Báo cáo tổng kết khoa học kỹ thuật đề tài KC.01-22 Trang 8
VII.2. Tóm tắt báo cáo 25
VII.3. Kết luận: 26
VIII. SẢN PHẨM 7: PHẦN MỀM HỖ TRỢ VẬN HÀNH OS 27
VIII.1. Sản phẩm 27
VIII.2. Tóm tắt báo cáo 27
VIII.3. Kết luận: 28
IX. SẢN PHẨM 8: PHẦN MỀM HỖ TRỢ GIÁM SÁT (OAM) 30
IX.1. Sản phẩm 30
IX.2. Tóm tắt báo cáo 30
IX.3. Kết luận 32
X. SẢN PHẨM 9: PHẦN MỀM HỖ TRỢ QUẢN LÝ CƯỚC 33
X.1. Sản phẩm 33
X.2. Tóm tắt báo cáo 33
X.3. Kết luận: 34
XI. SẢN PHẨM 10: PHẦN MỀM GIAO TIẾP VỚI MẠNG VOIP 35
XI.1. Sản phẩm 35
XI.2. Tóm tắt báo cáo 35
XI.3. Kết luận: 36
XII. SẢN PHẨM 11: PHẦN MỀM GIAO TIẾP PHÁT TRIỂN ỨNG DỤNG 37
XII.1. Sản phẩm 37
XII.2. Tóm tắt báo cáo 37

XII.3. Kết luận: 38
XIII. SẢN PHẨM 12: CSDL THUÊ BAO 39
XIII.1. Sản phẩm 39
XIII.2. Tóm tắt báo cáo 39
Đề tài: Nghiên cứu thiết kế và chế tạo tổng đài thế hệ sau đa dịch vụ chuyển mạch mềm và ứng
dụng vào Việt nam Chủ trì: TS. Hoàng Minh
Báo cáo tổng kết khoa học kỹ thuật đề tài KC.01-22 Trang 9
XIII.3. Kết luận: 40
XIV. SẢN PHẨM 13: PHẦN MỀM NHẬN THỰC 41
XIV.1. Sản phẩm 41
XIV.2. Tóm tắt báo cáo 41
XIV.3. Kết luận: 42
XV. SẢN PHẨM 14: TÀI LIỆU THỬ NGHIỆM 43
XV.1. Sản phẩm 43
XV.2. Tóm tắt báo cáo 43
XV.3. kết luận 46
XVI. KẾT LUẬN CHUNG 47

Đề tài: Nghiên cứu thiết kế và chế tạo tổng đài thế hệ sau đa dịch vụ chuyển mạch mềm và ứng
dụng vào Việt nam Chủ trì: TS. Hoàng Minh
Báo cáo tổng kết khoa học kỹ thuật đề tài KC.01-22 Trang 10
BẢNG CHÚ GIẢI CÁC CHỮ VIẾT TẮT, KÝ
HIỆU, ĐƠN VỊ ĐO, TỪ NGẮN, THUẬT NGỮ
Từ
viết tắt
Từ gốc Nghĩa tiếng Việt
AQM Active Queue Management Thuật toán quản lý hàng đợi tích cực
BSCM basic Call State Model Chức năng xử lý cuộc gọi cơ bản (trong CSx)
BHCA Busy Hour Call Attempt Số cuộc thử trong giờ bận, là một tham số
đánh giá năng lực hệ thống

BICC Bearer Independent Call Control Báo hiệu cuộc gọi độc lập kênh mang, là một
giao thức báo hiệu liên đài cho chuyển mạch
softswitch do ITU đề xuất
CDIT Center for Development of Information
Technology
Trung tâm Công nghệ thông tin - Học viện
BCVT
CSDL Cơ sở dữ liệu
CSx Capability Sets Tậ
p năng lực trong bộ chuẩn về mạng IN
ETC Electrical Telecommunication Company Công ty Thông tin Viễn thông Điện lực
H323 Giao thức báo hiệu VoIP do ITU đề xuất
IBUS Internal BUS Tên giao thức trung chuyển báo hiệu tự định
nghĩa bởi nhóm thực hiện đề tài
MG Media Gateway Cổng phương tiện
MGC Media gateway Controler Bộ điều khiển cổng phương tiện
MGCP/
Megaco/
H248
Media Gateway Control protocol/ Media
Gateway Control/H248
Các giao thức điều khiển cổng phương tiện
MNGT Management Chức năng quản lý mạ
ng
NGN Next Generation Network Mạng thế hệ mới
OAM Operation Administration &
Mainternance
Điều hành, quản lý và bảo dưỡng
PSTN Public switched telephone network Mạng chuyển mạch công nghệ TDM
SCP Service Control Point Điểm điều khiển dịch vụ trong mạng IN

SIP Session Initial protocol Giao thức khởi tạo phiên
SS7 Signalling system No7 Hệ thống báo hiệu Số 7
UDP/TC
P/SCTP
User Datagram Protocol/Transmission
Control Protocol/Stream Control
Transmission Protocol
Các giao thức chuyển tải trên mạng IP
XML,
VXML
Extensible Markup Language, Voice
Extensible Markup Language.
Các ngôn ngữ đánh dấu siêu văn bản

Đề tài: Nghiên cứu thiết kế và chế tạo tổng đài thế hệ sau đa dịch vụ chuyển mạch mềm và ứng
dụng vào Việt nam Chủ trì: TS. Hoàng Minh
Báo cáo tổng kết khoa học kỹ thuật đề tài KC.01-22 Trang 11
I. MỤC TIÊU ĐỀ TÀI
Đề tài “Nghiên cứu thiết kế và chế tạo tổng đài thế hệ sau đa dịch vụ chuyển
mạch mềm (Softswitch) và ứng dụng vào Việt Nam” hướng tới những mục tiêu
sau :
Mục tiêu tổng quát

− Làm chủ công nghệ chuyển mạch mềm
− Thiết kế, chế tạo hệ thống chuyển mạch mềm
− Thử nghiệm, đánh giá kết quả
− Nâng cao trình độ công nghệ của đội ngũ làm công nghệ thông tin trong
nước
− Tiếp tục hoàn thiện công nghệ, nâng cao dung lượng, tiến tới sản xuất loạt
nhỏ thay thế nhập ngoại

Mục tiêu c
ụ thể
− Nghiên cứu và phát triển phần mềm hệ thống Softswitch và ứng dụng thử
nghiệm vào mạng viễn thông Việt Nam
− Tăng cường khả năng bảo mật thông tin
− Chủ động phát triển các dịch vụ gia tăng trên mạng Viễn thông
− Thiết kế chế tạo một Softswitch có dung lượng 20,000 thuê bao (Softswitch
KC.01-22 hay Softswitch CDIT)
− Hệ thống là các sản phẩm hoàn chỉnh sẽ có khả năng giao tiế
p với các
thành phần khác của các hãng khác nhau trên mạng NGN và có thể ứng
dụng trong các mạng doanh nghiệp nhỏ, các mạng nội bộ chuyên dùng hay
chia xẻ một phần lưu lượng mạng Public hiện tại

Đề tài: Nghiên cứu thiết kế và chế tạo tổng đài thế hệ sau đa dịch vụ chuyển mạch mềm và ứng
dụng vào Việt nam Chủ trì: TS. Hoàng Minh
Báo cáo tổng kết khoa học kỹ thuật đề tài KC.01-22 Trang 12
II. SẢN PHẨM 1-BÁO CÁO TỔNG HỢP
II.1. Sản phẩm
Đây là báo cáo tổng hợp toàn bộ đề tài: những nghiên cứu tổng quan,
nghiên cứu về các tiêu chí kỹ thuật của hệ thống Softswitch, về phương
pháp luận nghiên cứu từ đó đề xuất ra cấu trúc hệ thống Softswitch với các
tiêu chí và chức năng phù hợp với điều kiện Việt Nam, tổng hợp lại quá
trình xây dựng và thử nghiệm hệ thống Softswitch, đánh giá kết quả của đề
tài c
ũng như đề xuất các phương hướng nghiên cứu tiếp theo.
II.2. Tóm tắt báo cáo
Mạng Viễn thông phát triển đến một giai đoạn bước ngoặt mới có tính cách
mạng đó là mạng Viễn thông thế hệ mới (NGN-Next Generation Network)
Mạng NGN là vấn đề đang thu hút sự quan tâm của nhiều tổ chức Viễn

thông lớn nhằm cho ra đời một mô hình cấu trúc mạng mới dựa trên nền
tảng công nghệ hiện đại, đầu tư hiệu quả và đáp ứng nhu cầu phong phú về
dịch vụ. Mạng NGN được tổ chức dựa trên một số nguyên tắc cơ bản: Đáp
ứng các nhu cầu cung cấp các loại hình dịch vụ Viễn thông phong phú đa
dạng, mạng có cấu trúc đơn giản, hiệu quả sử dụng và chất lượng mạng lưới
cao, giảm thiểu chi phí khai thác bảo dưỡng, độ linh hoạt và tính sẵn sàng
cao
Tuy cho đến nay vẫn chưa có một mô hình nào được chính thức xem là mô
hình chuẩn cho m
ạng NGN nhưng về nguyên tắc - mạng NGN được xây
dựng theo cấu trúc bao gồm 5 lớp (
Hình 1): Lớp truy nhập, Lớp chuyển tải,
Lớp điều khiển, Lớp ứng dụng/dịch vụ (Application/service) và Lớp quản lý
mạng
Đề tài: Nghiên cứu thiết kế và chế tạo tổng đài thế hệ sau đa dịch vụ chuyển mạch mềm và ứng
dụng vào Việt nam Chủ trì: TS. Hoàng Minh
Báo cáo tổng kết khoa học kỹ thuật đề tài KC.01-22 Trang 13


Lớp quản lý (Management)
Lớp chuyển tải/lõi
(Transport/core layer)
Lớp điều khiển
(Control layer)
Lớp ứng dụng/dịch vụ
(Application/Service layer)
Lớp truy nhập
(Access layer)

Hình 1: Cấu trúc phân lớp mạng thế hệ sau

MSF và ISC đã cụ thể hoá các chức năng tổng quát của NGN, quan hệ giữa
các thành phần chức năng và định nghĩa các điểm tham chiếu trong mô
hình tham khảo chung (Hình 2)

Hình 2 : Các chức năng mặt cắt được quy định trong MSF

Đề tài: Nghiên cứu thiết kế và chế tạo tổng đài thế hệ sau đa dịch vụ chuyển mạch mềm và ứng
dụng vào Việt nam Chủ trì: TS. Hoàng Minh
Báo cáo tổng kết khoa học kỹ thuật đề tài KC.01-22 Trang 14
Softswitch trở thành một tên gọi chung cho thực thể có chức năng điều
khiển các phiên giao dịch trong mạng Viễn thông thế hệ mới (NGN) và còn
có các tên khác như: Media Gateway Controller (MGC) hay CallAgent
Mạng Viễn thông Việt nam cũng đang trong thời kỳ quá độ chuyển dần
sang thế hệ mạng NGN. VNPT và một số doanh nghiệp khác cũng đã bước
đầu đưa các tổng đài NGN vào thử nghiệm và khai thác trên mạng như:
Siemens, Alcatel, Huawei,
Softswitch là sản phẩm củ
a đề tài này cũng hướng tới mục tiêu tham gia
trong lớp điều khiển này bằng việc gánh một phần lưu lượng của mạng
NGN tổng thể.
Softswicth như bộ não của các nút trong mạng NGN, với ý nghĩa đó
Softswitch là một hệ thống phần mềm phức tạp nhất xét trên phương diện
logic xử lý. Trên quan điểm lý thuyết hệ thống, softswitch được nhìn nhận
như một hệ th
ống nhiều đầu vào, nhiều đầu ra và mô hình động học có thể
quy về các dạng tổng đài truyền thống. Một số yếu tố có ảnh hưởng đến
thiết kế một hệ thống Softswitch như là: rất nhiều giao thức Viễn thông
phức tạp, hỗ trợ nhiều dịch vụ có lưu lượng thay đổi trong dải rộng, cơ sở
dữ liệu lớn và độ
ng

Đề tài này thực hiện với ý tưởng: Chủ động phát triển toàn bộ phần mềm
hệ thống Softswitch, sử dụng các phần cứng liên quan là các sản phẩm
và bán sản phẩm công nghiệp tiêu chuẩn có sẵn của các Media Gateway
để tích hợp thành các nút mạng NGN hoàn chỉnh.
Về mặt lý thuyết và thiết kế hệ thống: Nhóm thực hiện đề tài cập nhật các
nghiên cứu của các đề tài có liên quan đã và đang thự
c hiện trong nước,
xem xét phân tích các giải pháp của các hãng lớn trên thế giới để học hỏi
cách tổ chức các hệ thống này và áp dụng linh hoạt có chọn lọc cho quá
trình thiết kế sản phẩm của đề tài
Về thực nghiệm: các nghiên cứu thực nghiệm hướng đến một hệ thống
Softswitch điển hình với cách tổ chức linh hoạt có tính mở rộng cao và sử
dụng các platform thông dụng thay các phầ
n cứng chuyên dụng để tránh
phụ thuộc vào các nhà cung cấp các platform
ti: Nghiờn cu thit k v ch to tng i th h sau a dch v chuyn mch mm v ng
dng vo Vit nam Ch trỡ: TS. Hong Minh
Bỏo cỏo tng kt khoa hc k thut ti KC.01-22 Trang 15
V o kim: H thng Softswitch c thit k cng hng n cỏc sn
phm cú tớnh thng mi vỡ vy vic o kim nhm kim tra tớnh tng
thớch mng cng nh tin cy v n nh cng c tin hnh mt cỏch
nghiờm tỳc. Vic o kim c thc hin theo 2 giai on, giai on 1:
Kim tra trong Phũng thớ nghim ca CDIT v Phũng th nghi
m chuyờn
NGN (TestLab ca Hóng cung cp thit b Vin thụng ni ting -
Alcatel); giai on 2: Th nghim vn hnh h thng trờn mng Vin thụng
Quc gia
ti cú s phi hp vi mt s nh khai thỏc Vin thụng, cỏc Vin nghiờn
cu v cỏc nh cung cp thit b kim tra ton din h thng. Cỏc bi o
s dng cỏc bi o ó c chun hoỏ Quc t v chun hoỏ Vit Nam

Lý thuy
t v mụ hỡnh húa h thng Softswitch c s dng, cỏc chc nng
ca Softswitch c lm rừ nh trong Hỡnh 3

Đăn
g
k
ý
/hu
ỷ

bỏ DV
Nhận
y
êu
cầu
Xác th
ự
c
Định tuyến
Ghi cớc
Tính
cớc
Khách hàng
Nhà khai
thác
Media
Gateway
CSDL khách
hàng

Trun
g
tâm
cớc
A
pp
lication
Server
Phát sinh
yêu cầu
Cậ
p
nhật
Softswitch
OAM
Các mạn
g

khác
Phân tích
s
ố
Giám sát
cu
ộ
c
gọ
i
Giám sát các
đầu cuối

ứn
g
dụn
g

của nhà
p
hát
triển thứ 3
(3rd apps)
Yêu cầu
dịch vụ
Cấu hình
d
ị
ch v
ụ

Si
g
nallin
g

gateway

Hỡnh 3: Quan h v tng tỏc ca cỏc thc th trong mt nỳt mng NGN
Bng cỏch phõn tớch cỏc chc nng ca Softswitch cng vi cỏc kinh
nghim nghiờn cu v tng i v cỏc thit b Vin thụng khỏc nhúm thc
Đề tài: Nghiên cứu thiết kế và chế tạo tổng đài thế hệ sau đa dịch vụ chuyển mạch mềm và ứng
dụng vào Việt nam Chủ trì: TS. Hoàng Minh

Báo cáo tổng kết khoa học kỹ thuật đề tài KC.01-22 Trang 16
hiện đề tài đã đề xuất một mô hình hệ thống phân tán (Hình 4) có khả năng
đảm báo các tiêu chí về tính mở, năng lực, tính tương thích và độ ổn định.

Basic call manager
(IBUS- BCM)

Protocol -4

Protocol -3

Transaction ctrl
Protocol -1

Protocol Gateway
Protocol -2
Policy area
Protocol Gateway
Protocol Gateway Protocol Gateway
IBUS
Protocol stack
Transaction ctrl
Protocol stack
Transaction ctrl
Protocol stack
Transaction ctrl
Protocol stack
Leg

Hình 4: Mô hình phân tán trong thiết kế Softswitch

Từ việc phân tích và đề xuất cấu trúc hệ thống Softswitch, việc thực hiện
kiến trúc này đã được tiến hành. Tổ chức phần mềm hệ thống Softswitch
được phân thành 12 modul phần mềm hoạt động với nhau trên cơ sở quan
hệ về mặt chức năng. Các phần sau trong báo cáo tóm tắt này sẽ mô tả về
các modul phần mềm đó
Phần cứng của hệ thống Softsiwtch được lựa tr
ọn trên nguyên tắc sử dụng
các dạng phần cứng phổ dụng, độ tin cậy cao. Một kiến trúc tham khảo là
dạng blade server (các máy được liên kết trong một mạng LAN tốc độ cao)
Sau khi phát triển các modul phần mềm thành phần, bước tích hợp hệ thống
đã được tiến hành. Ba môi trường được sử dụng để kiểm nghiệm và đánh
giá sản phẩm đó là trong Phòng thí nghiệm, tại phòng thử nghiệm NGN của
VNPT và trên m
ạng lưới. Kết quả của các thử nghiệm này cho thấy Hệ
thống Softswitch - KC.01-22 hoàn toàn có thể đảm nhận chức năng Nút
điều khiển (ControlNode) của nút mạng NGN hoàn chỉnh và có năng lực
lớn hơn nhiều so với đăng ký ban đầu
Đề tài: Nghiên cứu thiết kế và chế tạo tổng đài thế hệ sau đa dịch vụ chuyển mạch mềm và ứng
dụng vào Việt nam Chủ trì: TS. Hoàng Minh
Báo cáo tổng kết khoa học kỹ thuật đề tài KC.01-22 Trang 17
III. SẢN PHẨM 2: KHUNG HỆ THỐNG SOFTSWITCH
III.1. Sản phẩm
Bao gồm:
− Các vấn đề và giải pháp đề xuất trong thiết kế khung hệ thống
Softswitch
− Tài liệu thiết kế khung hệ thống, các hệ BUS trao đổi thông tin nội bộ
− Phần mềm khung hệ thống Softswitch được kiểm tra về hiệu năng
III.2. Tóm tắt báo cáo
Yêu cầu của thiết kế khung hệ thống Softswitch phải đảm bảo về mặt chức
năng (xử lý cuộc gọi) và các mặt khác (độ tin cậy, hiệu năng ). Thiết kế

tổng thể cần đạt được các yêu cầu sau: tổ chức khung của hệ thống
Softswitch hợp lý nhất, đáp ứng được về mặt chức năng, có tính ổn định và
khả năng nâng cấp m
ở rộng linh hoạt. Hình 5 là thiết kế khung của hệ thống


Basic call
logic
Protocol
dependent
Service layer
CallController
Logic Call
Processing
Func
DUAL
control






Controlled
devices (MGs)



IP Endpoints
Local

DB
OAM
and Mngt
support
functions
Protocol
Adaptation
Application
server
Overload
control
Media
Resource

Other
softswitch
IBUS
INAP.Cs2+
Specified
prrotocol
CallController
LegController

Hình 5:Mô hình tổ chức phần mềm hệ thống Softswitch

Đề tài: Nghiên cứu thiết kế và chế tạo tổng đài thế hệ sau đa dịch vụ chuyển mạch mềm và ứng
dụng vào Việt nam Chủ trì: TS. Hoàng Minh
Báo cáo tổng kết khoa học kỹ thuật đề tài KC.01-22 Trang 18
Đây là frame-work cho hệ thống phân tán, framework này được thiết kế để
liên kết các thực thể của hệ thống phân tán tạo ra một môi trường có tính

trong suốt đối với các xử lý phía trên mà không phải quan tâm đến vấn đến
đồng bộ giữa các thực thể này, mỗi modul phần mềm có dạng một node
trên một mạng hình BUS (Hình 6)

IPC
Node2 Node n
Node1

Hình 6: Mô hình mạng hình BUS
Các node thuộc hệ thống trao đổi với nhau thông qua các BUS nội bộ. Các
BUS này chuyên chở các loại thông tin khác nhau (ví dụ thông tin liên quan
đến xử lý cuộc gọi-IBUS, thông tin quản lý đồng bộ các node-MNGT
BUS ).
Node j Node i
Ethernet/
IP/UDP
IPC
N
ode management info
Call control info
OAM info
redundancy info
N
ode management info
Call control info
OAM info
redundancy info

Hình 7: Các bus truyền thông nội bộ

Các BUS chia làm 2 loại: Bus chuyển tải và Bus ứng dụng (Hình 7). Bus
chuyển tải dùng để chuyên chở các thông tin thuộc Bus ứng dụng một cách
tin cậy giữa các node và có tên gọi là IPC. Các Bus ứng dụng (IBUS,
INFOBUS ) được dùng cho việc liên lạc giữa các phân chức năng cụ thể
(Hình 8)
Đề tài: Nghiên cứu thiết kế và chế tạo tổng đài thế hệ sau đa dịch vụ chuyển mạch mềm và ứng
dụng vào Việt nam Chủ trì: TS. Hoàng Minh
Báo cáo tổng kết khoa học kỹ thuật đề tài KC.01-22 Trang 19

Application
Server
CallController
LegController
PolicyServer
IBUS
SBUS
INFO
BU
S

INFO
BU
S


Hình 8: Sử dụng các BUS nội bộ trong hệ thống
III.3. Kết luận:
Khung hệ thống Softswitch do đề tài đề xuất đã đáp ứng được các yêu cầu
như sau:
− Về mặt logic, khung hệ thống đã được thiết kế đảm bảo sự sự logic, có

khả năng mở rộng linh hoạt
− Về mặt đồng bộ, các tuyến BUS nội bộ đã được thiết kế để trao đổi
thông tin giữa các phân chức năng
− V
ề mặt năng lực: Khung hệ thống đã được kiểm nghiệm về năng lực,
kết quả cho thấy năng lực này chỉ phục thuộc vào năng lực các phần
cứng sử dụng và sẵn sàng đáp ứng cho hệ thống đến một triệu BHCA
Đề tài: Nghiên cứu thiết kế và chế tạo tổng đài thế hệ sau đa dịch vụ chuyển mạch mềm và ứng
dụng vào Việt nam Chủ trì: TS. Hoàng Minh
Báo cáo tổng kết khoa học kỹ thuật đề tài KC.01-22 Trang 20
IV. SẢN PHẨM 3: PHẦN MỀM XỬ LÝ CUỘC GỌI CƠ BẢN
IV.1. Sản phẩm
Bao gồm:
− Tài liệu thiết kế phân chức năng cuộc gọi cơ bản
− Phần mềm xử lý cuộc gọi cơ bản được kiểm nghiệm về chức năng
IV.2. Tóm tắt báo cáo
Modul này xử lý các phiên giao dịch cơ bản của hệ thống ứng với phần
chính sách (Policy) của cuộc gọi, nó độc lập với các giao thức báo
hiệu/điều khiển


Hình 9: Xử lý cuộc gọi cơ bản
Các cuộc gọi có thể là các cuộc gọi có dịch vụ hoặc không có dịch vụ, số
lượng các dịch vụ liên tục được bổ sung mới. Các dịch vụ mới này có thể
do nhà phát triển hệ thống hay third-party đưa ra, để đảm bảo được yêu cầu
này một cách linh hoạt nhất thì thiết kế của Softswitch phải có khả năng hỗ
trợ tối đa bằng cách đưa ra một nguyên tắc có tính th
ống nhất và tổng quát
về hỗ trợ phát triển dịch vụ mới
Nguyên tắc chung này được xây dựng dựa trên nguyên tắc tổ chức dịch vụ

của mạng thông minh đã đề xuất bởi ITU. Theo đó, Softswitch chỉ thực
hiện các cuộc gọi cơ bản nhất (ứng với chức năng SSF của mạng thông
minh) còn các cuộc gọi có tham gia dịch vụ sẽ do thực thể đi
ều khiển dịch
vụ-application server (ứng với chức năng SCF của mạng thông minh) thực
hiện
Một cuộc gọi cơ bản (basic call) được tạo thành từ 2 nửa cuộc gọi (half-
call). 2 halff-call này được liên kết với nhau bởi chức năng xử lý cuộc gọi
cơ bản (Hình 10)

Đề tài: Nghiên cứu thiết kế và chế tạo tổng đài thế hệ sau đa dịch vụ chuyển mạch mềm và ứng
dụng vào Việt nam Chủ trì: TS. Hoàng Minh
Báo cáo tổng kết khoa học kỹ thuật đề tài KC.01-22 Trang 21

«
A
«
A
Basic Call
Half-call

Hình 10: Cuộc gọi cơ bản
Mỗi half-call liên quan đến cả phần cơ chế (machenic) và chính sách
(policy) như trong Hình 11. Phần cơ chế có thể khác nhau đối với 1 half-
call (ví dụ cuộc gọi giữa thuê bao MGCP và SIP)
Phần xử lý chính sách cuộc gọi giống nhau nên được thiết kế cách ly với
lớp các cơ chế còn gọi là chức năng xử lý logic các cuộc gọi cơ bản, là
phần chức năng liên quan đến xử lý các cuộc gọi ở mức logic có tính trừu
t
ượng cao. Phần này được tích hợp trong modul có tên là CallController

Các half-call có giao diện đối tượng cho phép thao tác trên đối tượng này,
giao diện này cần thiết cho việc điều khiển các dịch vụ

Half-call

LegController
CallController
«
A
Phần cơ chế
Phần chính sách
cuộc gọi
IBUS

Hình 11: Half-call
Phần cơ chế thuộc các LegController có chức năng thích nghi các giao thức
báo hiệu/điều khiển khác nhau và chuyển đổi sang Bus báo hiệu cuộc gọi
đồng nhất (IBUS) để chuyển đến phần chính sách. Phần cơ chế này còn
được gọi là Protocol processing và được tích hợp trong các node gọi là
LegController (LC)
IV.3. Kết luận:
Chức năng xử lý cuộc gọi cơ bản đã được thực hiện trong modul phần mềm
CallController, chức xử lý logic cuộc gọi cơ bản dựa trên giao thức nội bộ
IBUS. Các kết quả thử nghiệm cho thấy chức năng này đã được thực hiện
đứng yêu cầu đề ra, cuộc gọi cơ bản giữa các loại đầu cuối khác nhau
(POTS, VoIP) được thực hiện trôi chả
y
Đề tài: Nghiên cứu thiết kế và chế tạo tổng đài thế hệ sau đa dịch vụ chuyển mạch mềm và ứng
dụng vào Việt nam Chủ trì: TS. Hoàng Minh
Báo cáo tổng kết khoa học kỹ thuật đề tài KC.01-22 Trang 22

V. SẢN PHẨM 4: PHẦN MỀM GIAO TIẾP VỚI CÁC GATEWAY
V.1. Sản phẩm
Bao gồm:
− Tài liệu thiết kế
− Phần mềm giao tiếp với các MediaGateway
V.2. Tóm tắt báo cáo
Đây là modul giao tiếp, điều khiển các thuê bao POTS thông qua các cổng
phương tiện (media gateway-MG) và các Softphone trực tiếp bằng các giao
thức điều khiển cổng phương tiện: MGCP, Megaco
Nguyên tắc tổ chức của các phần mềm giao tiếp gateway được tổ chức như
Hình 12. Modul này có tên là Local LegController (Local LC)
MGCP stack
MGCP Transaction control

LEGOBJ control funcs
Node
MNGT

OAM
LEG contrller
architecture
IP
Ethernet
IPC
UDP
IBUS interface InfoBUS interface
MGCP server
LegObjs
Endpoints

Hình 12: Nguyên tắc tổ chức phần mềm của các LegController
Hoạt động của các modul phần mềm giao tiếp gateway như Hình 13
Đề tài: Nghiên cứu thiết kế và chế tạo tổng đài thế hệ sau đa dịch vụ chuyển mạch mềm và ứng
dụng vào Việt nam Chủ trì: TS. Hoàng Minh
Báo cáo tổng kết khoa học kỹ thuật đề tài KC.01-22 Trang 23

Call
Controller
Local
LegController
Policy
server
Resident
Gateway
(RG)
Phone
Đăng ký
Operator
Cập nhật thông
tin
Cuộc gọi
Softswitch
Định
tuyến/
nhận thực

Hình 13: Hoạt động liên quan đến các LegController
Các hoạt động cơ bản có liên quan đến modul Local LC là: Đăng ký hoạt
động của các cổng phương tiện, thay đổi cấu hình của các cổng phương tiện
từ phía người sử dụng và hoạt động liên quan đến cuộc gọi. Có thể mô tả

khái quát các hoạt động này như sau:
− Tại Softswitch (modul quản lý thuê bao) có khai báo các cổng phương
tiện ứng với các số thuê bao cho trước. Khi RG khởi tạo, nó sẽ gửi bản
tin đă
ng ký lên modul Local LegController, Local LegController sẽ
đăng ký kích hoạt tới PolicyServer đồng thời lưu thông tin của các
endpoint liên quan đến RG này
− Nhà khai thác có thể thay đổi các thông số của port ứng với các
endpoint: số IE64, mặt nạ quay số, loại codec được dùng bằng cách
thay đổi trong bảng tham số thuê bao của PolicyServer, PolicyServer
sẽ tự động cập nhật tới LocalLegController
− Khi một thuê bao POTS thuộc RG nhấc máy, các tín hiệu nhấc máy,
số quay DTMF sẽ được Local LegController thu và gửi lên
CallController xử lý, tại đ
ây các phase nhận thực, phân tích số và định
tuyến được dùng để hoàn thành cuộc gọi
V.3. Kết luận:
Modul phần mềm này đã được hoàn thành theo đúng yêu cầu đặt ra, nó có
thể hỗ trợ quản lý các endpoint độc lập hay các Resident Gateway tới vài
ngàn cổng. Các hoạt động của các đầu cuối đã được kiểm chứng và mỗi
Local LegController có thể đáp ứng tới 400 yêu cầu cuộc gọi trong 1 giây
Đề tài: Nghiên cứu thiết kế và chế tạo tổng đài thế hệ sau đa dịch vụ chuyển mạch mềm và ứng
dụng vào Việt nam Chủ trì: TS. Hoàng Minh
Báo cáo tổng kết khoa học kỹ thuật đề tài KC.01-22 Trang 24
VI. SẢN PHẨM 5: PHẦN MỀM GIAO TIẾP TRUNG KẾ
VI.1. Sản phẩm
Bao gồm:
− Tài liệu thiết kế
− Phần mềm giao tiếp trung kế
VI.2. Tóm tắt báo cáo

Modul này giao tiếp liên mạng giữa Softswitch của nút mạng NGN với
mạng PSTN thông qua các giao thức báo hiệu liên đài truyền thống (R2,
SS7)
Về tổ chức phần mềm thì các modul này tương tự modul giao tiếp các
gateway nhưng không có phase nhận thực và không cần quản lý các thuê
bao cụ thể. Các LegController thuộc dạng này: ISUP, R2
Hoạt độngliên quan đến Modul giao tiếp trung kế này như Hình 14, chi tiết
xem thêm trong tài liệu thiết kế modul xử lý cuộc gọi cơ bản. Ở đây, trên
Softswitch không cầ
n khai báo chi tiết các endpoit như các thuê bao nội hạt

Call
Controller
Trunk
LegController
Policy
server
TGs
Tổng
đài
TDM
Softswitch
Route
SS7

Hình 14: Hoạt động liên quan đến các LegController trung kế
VI.3. Kết luận:
Các Trunk LegController cũng đã được phát triển xong, hệ thống có thể hỗ
trợ cả báo hiệu R2 và SS7. Các thử nghiệm đã được tiến hành đầy đủ trong
phòng thí nghiệm, tại TestLab cũng như trên mạng thực tế. Năng lực mỗi

Trunk LegControler cũng có thể xử lý 500 yêu cầu/sec