mạng NGN và các giao thức báo hiệu và điều khiển

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
KHOA ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG
-------------------------------------------



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

ĐỀ TÀI

MẠNG NGN VÀ CÁC GIAO THỨC
BÁO HIỆU VÀ ĐIỀU KHIỂN



Giáo viên hướng dẫn :
ĐỖ HOÀNG TIẾN


Sinh viên thực hiện :
NGUYỄN ANH QUÂN
Lớp : ĐTVT 3 – Chuyên đề 1A
Khoá : 45




Hà Nội, tháng 5 năm 2005
Đồ án tốt nghiệp Mạng NGN và các giao thức báo hiệu và điều khiển

1
MụC LụC
Mục lục...................................................................................................... 1
Lời mở đầU................................................................................................ 5
CHƯƠNG 1: Mạng thế hệ tiếp theo NGN và công nghệ chuyển mạch
mềm(Softswitch)........................................................................................... 7
1.1.Sự hình thành mạng NGN ....................................................................... 7
1.2Công nghệ chuyển mạch mềm Softswitch ............................................... 8
1.2.1. Những hạn chế của tổng đài chuyển mạch kênh ........................... 8
1.2.1.1. Giá thành chuyển mạch của tổng đài nội hạt ......................... 9
1.2.1.2.Không có sự phân biệt dịch vụ................................................ 9
1.2.1.3.Giới hạn trong phát triển mạng ............................................... 9
1.2.2.Công nghệ chuyển mạch mềm theo quan điểm của một số nhà
phát triển .............................................................................................. 11
1.2.3.Định nghĩa chuyển mạch mềm (Softswitch)................................... 12
1.2.4.Những lợi ích của Softswitch đối với nhà khai thác và sử dụng.......13
CHƯƠNG 2. Đặc điểm và kiến trúc mạng NGN...................................... 16
2.1. Kiến trúc mạng NGN ............................................................................ 16
2.1.1. Kiến trúc mạng NGN ..................................................................... 16
2.1.2.Lớp điều khiển và báo hiệu cuộc gọi .............................................. 17
2.1.3.Lớp ứng dụng và dịch vụ................................................................. 17
2.1.4.Lớp quản lý...................................................................................... 18
2.2. Các phần tử trong mạng NGN............................................................... 18
2.3. Các dịch vụ chính trong mạng NGN..................................................... 19
2.3.1. ứng dụng làm SS7, PRI Gateway ( giảm tải Internet )................... 19
2.3.2.Trung kế ảo - tổng đài chuyển mạch gói chuyển tuyếp.................. 21
2.3.3.Tổng đài chuyển mạch nội hạt ........................................................ 22
2.3.4. Thoại trên băng thông rộng............................................................ 23
Chơng 3. Các giao thức báo hiệu và điểu khiển trong mạng NGN
3.1. Bộ Giao thức H.323............................................................................... 26

3.1.1. Cấu trúc của H.323......................................................................... 27
3.1.1.1. Thiết bị đầu cuối ................................................................. 28
3.1.1.2. Gatekeeper .......................................................................... 29
3.1.1.3. Khối điều khiển đa điểm MCU ........................................... 31
3.1.2.Tập giao thức H323......................................................................... 31
Đồ án tốt nghiệp Mạng NGN và các giao thức báo hiệu và điều khiển

2
3.1.2.1. Báo hiệu RAS ..................................................................... 32
3.1.2.2.Báo hiệu điều khiển cuộc gọi H225 ..................................... 32
3.1.2.3. Giao thức H.245 .................................................................. 33
3.1.3.Các thủ tục báo hiệu cuộc gọi ......................................................... 35
3.1.3.1.Thiết lập cuộc gọi.35
3.1.3.2.Khởi tạo liên kết và trao đổi khả năng..45
3.1.3.3.Thiết lập kênh truyền ảo...46
3.1.3.4.Cung cấp dịch vụ..46
3.1.3.5.Giải phóng liên kết....47
3.2. Giao thức khởi tạo phiên SIP................................................................. 49
3.2.1. Khái quát về SIP............................................................................. 49
3.2.2.Các bản tin của SIP.......................................................................... 51
3.2.3.Khả năng tìm gọi song song của SIP............................................... 56
3.2.4.Các quá trình thiết lập cuộc gọi của SIP ......................................... 56
3.2.5.So sánh giữa H.323 và SIP............................................................... 58
3.2.6.SIP-T................................................................................................ 60
3.3. Giao thức điều khiển cuộc gọi độc lập kênh mang BICC ..................... 62
3.3.1. Tổng quan về BICC ........................................................................ 62
3.3.2.Kiến trúc của BICC ........................................................................ 64
3.3.2.1. Mô hình mạng ..................................................................... 64
3.3.2.2.Mô hình giao thức ................................................................ 67
3.4.. Giao thức điều khiển Gateway truyền thông MGCP và MEGACO.... 68

3.4.1. MGCP............................................................................................. 68
3.4.1.1. Kiến trúc của MGCP ............................................................ 68
3.4.1.2.Sử dụng giao thức SDP .......................................................... 69
3.4.1.3.Các lệnh và các đáp ứng của MGCP ..................................... 69
3.4.1.4.Các sơ đồ cuộc gọi ................................................................ 72
3.4.2.MEGACO........................................................................................ 73
Chơng 4. Giao tiếp báo hiệu giữa chuyển mạch mềm và mạng báo
hiệu số 7......................................................................................................... 76
4.1. Báo hiệu số 7 ......................................................................................... 76
4.1.1. Các phần tử trong mạng báo hiệu số 7 ........................................... 76
4.1.2.Tập giao thức SS7............................................................................ 78
4.1.2.1. Phần chuyển tiếp bản tin - Message Transfer Part MTP...... 79
4.1.2.2.Phần ứng dụng ISDN ISUP ................................................ 79
Đồ án tốt nghiệp Mạng NGN và các giao thức báo hiệu và điều khiển

3
4.1.2.3.Phần ứng dụng điều khiển kết nối báo hiệu SCCP................ 79
4.1.2.4.Phần ứng dụng khả năng giao dịch - TCAP......................... 80
4.2.Liên kết báo hiệu giữa mạng SS7 và Chuyển mạch mềm ...................... 80
4.2.1. SIGTRAN........................................................................................ 80
4.2.1.1.Kiến trúc giao thức SIGTRAN.............................................. 81
4.2.1.2. M2UA .................................................................................. 82
4.2.1.3.M2PA .................................................................................... 83
4.2.1.4. M3UA (MTP3 User Adaption Layer).................................. 84
4.2.1.5.Truyền tải SCCP qua mạng IP............................................... 86
4.2.2.Ví dụ một số tiến trình cuộc gọi liên mạng giữa PSTN và NGN .... 87

chơng 5. Mô hình giao tiếp ứng dụng và phát triển phần mềm trong
mạng ngn...................................................................................................... 912
5.1.

Parlay API ....................................................................................................912

5.1.1.

Các thuộc tính của Parlay API................................................................92

5.1.2.

Kiến trúc của Parlay API ........................................................................93

5.2.

Jain .................................................................................................................94

5.2.1.

Kiến trúc của Jain. ..................................................................................96

5.2.2.

Jain API ..................................................................................................97


CHƯƠNG 6. Tình hình triển khai mạng NGN Tại Việt Nam................. 98
6.1. Giới thiệu giải pháp SURPASS của Siemen .......................................... 98
6.2. Tình hình triển khai mạng NGN ở Việt Nam..106
6.2.1. Nguyên tắc tổ chức mạng thế hệ mới - NGN.106
6.2.1.1. Phân vùng lu lợng.106
6.2.1.2.Tổ chức lớp ứng dụng & dịch vụ106

6.2.1.3.Tổ chức lớp điều khiển ..107
6.2.1.4.Tổ chức lớp chuyển tải ..107
6.2.1.5.Tổ chức lớp truy nhập 109
6.2.2.Kết nối mạng NGN với mạng hiện tại..109
6.2.2.1. Kết nối với mang PSTN.....................................................109
6.2.2.2. Kết nối với mạng Internet..................................................110
6.2.3.Tình hình triển khai mạng NGN của VNPT..................................111
6.2.4.Hớng phát triển mở rộng mạng NGN của VNPT.........................114
Đồ án tốt nghiệp Mạng NGN và các giao thức báo hiệu và điều khiển

4
Kết luận...................................................................................................116
CáC Từ VIếT TắT.....................................................................................117
Tài LiệU Tham khảo.............................................................................120

Đồ án tốt nghiệp Mạng NGN và các giao thức báo hiệu và điều khiển

5
Lời nói đầu

Cùng vói sự phát triển của các ngành điện tử tin học, công nghệ viễn thông
trong những năm vừa qua phát triển rất mạnh mẽ cung cấp ngày càng nhiều các loại

hình dịch vụ mới đa dạng, an toàn, và chất lợng cao đáp ứng ngày càng tốt hơn yêu
cầu của khách hàng.
Trong xu hớng phát triển và hội tụ của viễn thông và tin học, cùng với sự phát
triển nhanh chóng về nhu cầu của ngời dùng đối với những dịch vụ đa phơng tiện
chất lợng cao đã làm cho cơ sở hạ tầng thông tin và viễn thông đã có những thay
đổi lớn về cơ bản. Những tổng đài chuyển mạch kênh truyền thống đã không còn có
thể đáp ứng đợc những đòi hỏi của ngời dùng về những dịch vụ tốc độ cao, chính
vì thế đòi hỏi cần phải có một giải pháp đáp ứng đợc yêu cầu đó. Xu hớng viễn
thông dựa trên nền tảng chuyển mạch gói tốc độ cao, dung lợng lớn và hội tụ đợc
các loại dịch vụ trên cùng một hạ tầng mạng là điều tất yéu.
Mạng thế hệ sau ra đời đã đáp ứng đợc các yêu cầu này. Sự ra đời của NGN
ngoài mặt có ý nghĩa về công nghệ và dịch vụ, nó còn đem lại cơ hội cho những
công ty nhỏ ít tên tuổi hoặc những công ty mới tham gia vào thị trờng viễn thông
có thể đứng vững trên thị trờng mà trớc đây nằm trong sự kiểm soát của một số ít
nhà sản xuất lớn.
Đứng trớc xu hớng tự do hoá thị trờng, cạnh tranh và hội nhập, việc phát
triển mạng viễn thông theo cấu trúc thế hệ sau (NGN) với các công nghệ phù hợp là
bớc đi tất yếu của viễn thông thế giới và mạng viễn thông Việt Nam. Vì vậy em
chọn đề tài mạng NGN để làm đồ án tốt nghiệp, nội dung của đồ án này gồm có 6
chơng:
Chơng 1: Giới thiệu về sự hình thành mạng NGN và công nghệ chuyển mạch
mềm Softswitch
Chơng 2: Nêu ra đặc điểm và cấu trúc mạng NGN, sau đó trình bày các ứng
dụng của mạng NGN
Chơng 3: Trình bày về các giao thức báo hiệu và điều khiển trong mạng NGN
nh H.323 , SIP, BICC, MGCP
Chơng 4: Trình bày vấn đề giao tiếp báo hiệu giữa chuyển mạch mềm và mạng
báo hiệu số 7 , và kết nối giữa mạng NGN và PSTN
Chơng 5: Đề cập tổng quan về mô hình giao tiếp ứng dụng và phát triển phần
mềm cho phép dễ dàng triển khai và ứng dụng các dịch vụ mới vốn là một trong

những lợi ích chủ yếu của Softswitch.
Đồ án tốt nghiệp Mạng NGN và các giao thức báo hiệu và điều khiển

6
Chơng 6: Trong chơng này em giới thiệu giải pháp Surpass của Siemen và
tình hình triển khai mạng NGN ở Việt Nam.
Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo HONG TIN đã giúp đỡ em trong
quá trình hoàn thành đồ án này.

Sinh viên
Nguyễn Anh Quân

Đồ án tốt nghiệp Mạng NGN và các giao thức báo hiệu và điều khiển

7
CHƯƠNG 1: Mạng thế hệ tiếp theo NGN và công
nghệ chuyển mạch mềm(Softswitch)
1.1. Sự hình thành mạng NGN
Sự gia tăng cả về số lợng và chất lợng của các nhu cầu dịch vụ ngày trở nên phức
tạp từ phía khách hàng đã kích thích sự phát triển nhanh chóng của thị trờng công
nghệ Điện tử Tin học Viễn thông. Tuy nhiên, các công nghệ cơ bản liên quan
đến các tổng đài chuyển mạch kênh hiện nay đã phát triển quá chậm so với tốc độ
thay đổi và tốc độ chấp nhận liên quan đến công nghiệp máy tính. Chuyển mạch
kênh là các phần tử có độ tin cậy cao trong kiến trúc PSTN. Tuy nhiên, chúng không
bao giờ là tối u đối với chuyển mạch gói. Khi lu lợng của mạng ngày càng trở
nên phong phú và đa dạng thì hiển nhiên phải có một công nghệ, giải pháp mới cho
thiết kế chuyển mạch của mạng tơng lai, đó là xét về mặt kỹ thuật. Còn khi xem
xét ở khía cạnh kinh doanh thu lợi nhuận thì :
- 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 phải cung cấp các dịch vụ giống nhau. Và khi đã cung cấp các dịch
vụ giống nhau thì chỉ có một con đờng duy nhất để thu hút khách hàng đó là chính
sách giá cả, muốn có một lợng khách hàng lớn thì phải giảm giá cớc. Nhng chỉ
tạo sự chênh lệch về mặt giá cả vốn đã không phải là một chiến lợc kinh doanh lâu
dài tốt trong lĩnh vực viễn thông. 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 cớc.
- Thứ hai : khi xét về khía cạnh đầu t, thì đối với bất kỳ một nhà đầu t nào, trớc

khi có ý định đầu t vào việc xây dựng mạng, thì yếu tố quan trọng đầu tiên mang
tính quyết định đó là thời gian đầu t và hoàn vốn, mà động lực của nó là tỷ lệ giữa
sự đổi mới và kết quả dự báo về kinh tế của công nghệ lõi đợc chọn trong mạng.
Do thời gian phát triển nhanh và chi phí vận hành cũng nh bảo dỡng 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 càng ngày càng nhiều lu lợng dữ liệu chảy vào mạng qua Internet,
thì cần phải có một giải pháp mới, đặt trọng tâm vào dữ liệu, cho việc thiết kế
chuyển mạch của tơng lai dựa trên công nghệ gói để chuyển tải chung cả thoại và
dữ liệu. Nh một sự lựa chọn, các nhà cung cấp dịch vụ đã và đang cố gắng hớng
tới việc xây dựng một mạng thế hệ mới Next Generation Network - NGN trên đó
hội tụ các dịch vụ thoại, số liệu, đa phơng tiện trên một mạng duy nhất - sử dụng
công nghệ chuyển mạch gói trên mạng xơng sống (Backbone Network). Đây là
mạng của các ứng dụng mới và các khả năng mang lại lợi nhuận mà chỉ đòi hỏi giá
Đồ án tốt nghiệp Mạng NGN và các giao thức báo hiệu và điều khiển

8
thành thấp. Và đó không chỉ là mạng phục vụ thông tin thoại, cũng không chỉ là
mạng phục vụ tryền số liệu mà đó là một mạng 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.
Mạng thế hệ mới NGN không phải là một cuộc cách mạng về mặt công nghệ mà
nó là một bớc phát triển, một xu hớng tất yếu. Hạ tầng cơ sở mạng của thế kỷ 20
không thể đợc thay thế trong một sớm một chiều, vì thế NGN phải tơng thích tốt
với môi trờng mạng sẵn có và phải kết nối hiệu quả với mạng PSTN.
Những vấn đề mà mạng thế hệ mới cần giải quyết gồm :
- Vấn đề báo hiệu và điều khiển trên nhiều loại giao thức khác nhau
cho hội tụ thông tin thoại, fax, số liệu, đa phơng tiện.
- Vấn đề kết nối với mạng chuyển mạch kênh hiện hữu, đặc biệt là kết
nối phần báo hiệu (mạng SS7).

- Vấn đề phát triển dịch vụ
Giải pháp cốt lõi trong mạng NGN chính là công nghệ Softswitch- công nghệ
chuyển mạch mềm.
1.2. Công nghệ chuyển mạch mềm - Softswitch
1.2.1. Những hạn chế của tổng đài chuyển mạch kênh
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 lợng, chất lợng và quy mô mạng
lới. Mạng PSTN ngày nay nói chung đáp ứng đợc 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
cha đợc giải quyết một các thực sự thoả đáng, cha nói đến những dịch vụ mới
khác.
Trong mạng chuyển mạch kênh ngày nay, chỉ có các khách hàng cỡ vừa và lớn
đợc hởng lợi từ sự cạnh tranh trong thị trờng 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 đợc hởng rất ít u đãi. Trong khi đó thị trờng các khách
hàng nhỏ mang lại lợi nhuận khá lớn cho các nhà khai thác dịch vụ. Các nhà khai
thác vẫn thu đợc rất nhiều từ các cuộc gọi nội hạt thời gian ngắn, từ các cuộc gọi
đờng dài, và từ các dịch vụ tuỳ chọn khác nh Voicemail. Hiện nay, tất cả các dịch
vụ thoại nội hạt đều đợc 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 những nguyên nhân chính sau đây:
Đồ án tốt nghiệp Mạng NGN và các giao thức báo hiệu và điều khiển

9
1.2.1.1. Giá thành chuyển mạch của tổng đài nội hạt
Hầu hết thị phần thiết bị chuyển mạch nội hạt do một số nhà sản xuất lớn kiểm
soát. Các tổng đài nội hạt của các nhà sản xuất này đợc thiết kế để phục vụ hàng
chục ngàn, thậm chí hàng trăm ngàn thuê bao. Vấn đề đặt ra ở đây là chúng không

thích hợp khi đợc sử dụng cho vài trăm cho đến vài ngàn thuê bao, bởi vì giá thành
thiết bị cao. Giá thấp nhất của một tổng đài nội hạt thờng ở khoảng vài triệu USD,
con số có thể làm nản lòng các nhà cung cấp dịch vụ, buộc họ chỉ dám tham gia vào
các thị trờng lớn nhất.
1.2.1.2. Không có sự phân biệt dịch vụ:
Các tổng đài bao giờ cũng chỉ cung cấp tập các dịch vụ cho ngời sử dụng nh đợi
cuộc gọi đến, chuyển cuộc gọi, xác định số chủ gọi, hạn chế cuộc gọi. Hầu hết các
dịch vụ này đều đã tồn tại từ nhiều năm qua, các dịch vụ hoàn toàn mới tơng đối
hiếm. Thứ nhất bởi vì sẽ rất tốn kém khi phát triển và thử nghiệm các dịch vụ mới,
thứ hai cũng bởi vì tập các dịch vụ hiện có đã bao hàm hầu hết các khả năng mà một
khách hàng có thể thực hiện trên các nút bấm điện thoại của mình.
1.2.1.3. Giới hạn trong phát triển mạng
Thông thờng sơ đồ đấu nối của mạng tổng đài chuyển mạch kênh là hình cây,
đợc thể hiện trên hình 1.1, ở trên là các tổng đài quốc tế, đến tổng đài Toll, tổng
đài tandem, tổng đài host. Cứ mỗi tổng đài mới đợc lắp thì nó phải nối với các tổng
đài đài cấp cao hơn với sơ đồ đầu nối phức tạp, mỗi hớng kết nối thì phải tạo riêng
các luồng truyền dẫn để kết nối với hai tổng đài điều này gây khó khăn cho việc đấu
nối chuyền dẫn, mặt khác khi bổ xung tổng đài mới thì lu lợng thoại ở các trung
kế nối các tổng đài lớp trên ngày càng cao đến một lúc nào đó thì phải nâng cấp mở
rộng dung lợng của trung kế đó. Khi khai mới một đầu số trong toàn mạng thì phải
khai hết tất cả trong các tổng đài, điều này gây mất rất nhiều thời gian và có thể gặp
những sự cố không đáng có...
Mô hình tổ chức của mạng viễn thông thờng thấy hiện nay là : một mạng tổng đài
TDM cấp thấp nhất (lớp 5, tổng đài nội hạt, MSC của mạng di động ...) đợc nối với
nhau bằng một mạng lới trung kế điểm-điểm khá phức tạp và nối tới tổng đài
chuyển tiếp cấp cao hơn (lớp 3, 4).
Đồ án tốt nghiệp Mạng NGN và các giao thức báo hiệu và điều khiển

10

Hình 1.1- Cấu trúc mạng và báo hiệu của mạng PSTN.
Một số cuộc gọi (ví dụ nh truy nhập hộp th thoại hay quay số bằng giọng nói...)
lại đợc 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 đợc sử dụng nhiều năm
nay, và cũng đã đợc cải tiến rất nhiều nhằm phục vụ các ứng dụng thoại, tuy nhiên
vẫn có một số giới hạn:
Chi phí điều hành và bảo dỡng cao, mất thời gian; việc định lại cấu hình và
nâng cấp mạng lới phải tiến hành liên tục nhằm để tránh bị nghẽn mạng, hơn nữa
luôn phải thiết lập mạng lớn hơn nhu cầu thực tế cho các tổng đài chuyển tiếp.
Các trung kế điểm-điểm hoạt động với hiệu suất không cao vì chúng đợc thiết
kế để hoạt động đợc 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 ngoại ô lại là
buổi đêm).
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
tiếp để đến đợc nơi lu giữ tài nguyên mạng (nh trong trờng hợp dịch vụ hộp th
thoại)
Trong mạng NGN các tổng đài TDM sẽ đợc 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 đầu cuối nh máy
tính, máy điện thoại IP, máy điện thoại thông thờng... Mạng NGN giao tiếp với các
mạng khác nh mạng PSTN và mạng di động qua các Media Gateway.
Đồ án tốt nghiệp Mạng NGN và các giao thức báo hiệu và điều khiển

11
1.2.2. Công nghệ chuyển mạch mềm theo quan điểm của một số nhà
phát triển
Vậy Công nghệ chuyển mạch mềm Softswitch là gì ? Đây là một câu hỏi đã đợc
rất nhiều nhà phát triển đặt ra. Softswitch đợc nhắc đến nh là một khái niệm mang

tính thơng mại nhiều hơn, và những tranh luận về 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 dới những góc độ khác nhau. Dới đây là các
định nghĩa về Softswitch của một số nhà phát triển:
- Theo Nortel, Softswitch là một thành tố quan trọng nhất 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 đợc những chức năng thông tin phân
tán trên một môi trờng 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, số liệu
và video, nó có thể phiên dịch giao thức giữa các mạng khác nhau ví dụ nh 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 trờng máy tính mở chuẩn. Các hệ thống
máy tính kiến trúc mở sử dụng các thành phần đã đợc chuẩn hoá 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 nh 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 hởng lợi ích từ định luật Moore trong ngành công nghiệp
máy tính.
- Theo MobileIN, Softswitch là ý tởng 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 đợc thiết kế với mục đích phục vụ thông tin thoại. 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 qua các con đờng khác nhau và qua các thiết
bị đợc chia sẻ.
- Còn theo CopperCom, Softswitch là tên gọi dùng cho một phơng pháp tiếp cận
mới trong chuyển mạch thoại có thể giúp giải quyết đợc 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 hoá quá trình
dịch chuyển từ mạng truyền thống sang mạng hỗ trợ thoại gói từ đầu cuối đến đầu
cuối (end - to - end) trong tơng lai.
Đồ án tốt nghiệp Mạng NGN và các giao thức báo hiệu và điều khiển

12
Ngành công nghiệp viễn thông dờng nh đã đạt đợc một sự nhất trí rằng câu trả
lời tốt nhất là tách chức năng xử lý cuộc của ra khỏi thiết bị chuyển mạch vật lý, và
kết nối hai thành phần này với nhau thông qua một loạt các giao thức chuẩn. Trong
đó, chức năng chuyển mạch vật lý - tạo các kết nối cho trao đổi thông tin - do mạng
cơ sở hạ tầng mạng đảm nhiệm. Chức năng này trong các mạng chuyển mạch gói
đợc thực hiện một cách phân tán trong toàn mạng. Còn phần điều khiển các kết nối
(thiết lập, giải phóng và các tính năng liên quan) thì do một bộ phận trung tâm đảm
nhiệm. Bộ phận này làm việc với các phần khác của mạng thông qua các giao thức
chuẩn, do đó chức năng đợc thực hiện với một tập hợp các mô đun phần mềm. Có
một số lý do mà theo đó ngời ta tin rằng việc phân chia hai chức năng là một giải
pháp tốt nhất:
- Tạo cơ hội cho một số công ty nhỏ và linh hoạt vốn vẫn chỉ tập trung vào phần
mềm xử ký cuộc gọi hoặc vào phần mềm chuyển mạch gói gây đợc ảnh hởng
trong nghành công nghiệp viễn thông giống nh các nhà cung cấp lớn từ trớc tới
nay vẫn kiểm soát thị trờng.
- Cho phép có một giải pháp phần mềm chung cho xử lý cuộc gọi cài đặt trên rất
nhiều loại mạng khác nhau, bao gồm cả mạng chuyển mạch kênh và mạng gói sử
dụng các khuôn dạng gói và phơng thức truyền dẫn khác nhau.
- Là động lực cho các hệ điều hành, các môi trờng máy tính chuẩn, tiết kiệm đáng
kể trong việc phát triển phát triển và ứng dụng các phần mềm xử lý cuộc gọi.
- Cho phép các phần mềm thông minh của các nhà cung cấp dịch vụ điều khiển từ
xa các thiết bị chuyển mạch đặt tại trụ sở của khách hàng, một yếu tố quan trọng
trong việc khai thác hết tiềm năng của mạng trong tơng lai.

1.2.3. Định nghĩa chuyển mạch mềm (Softswitch)
Chuyển mạch mềm có thể đợc định nghĩa nh 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 dựng trên nền công nghệ chuyển mạch gói thờng là IP (Internet
Protocol). Những dịch vụ đó bao gồm thoại, fax, video, dữ liệu và các dịch vụ mới
có thể đợc phát triển trong tơng 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.
Softswitch nhìn trung cung cấp các chức năng giống nh các chức năng của hệ
thống chuyển mạch kênh, nó chỉ khác là đợc thiết kế cho mạng chuyển mạch gói
và có khả năng liên kết với mạng PSTN. Các tính chất khác biệt của một hệ thống
chuyển mạch mềm bao gồm:
- Là hệ thống có khả năng lập trình để xử lý cuộc gọi và hỗ trợ các giao thức
của mạng PSTN, ATM, và IP.
Đồ án tốt nghiệp Mạng NGN và các giao thức báo hiệu và điều khiển

13
- Hoạt động trên nền các máy tính và các hệ điều hành thơng mại
- Điều khiển các Gateway trung kế ngoài (External Trunking Gateway),
Gateway truy nhập(Access Gateway) và các Server truy nhập từ xa
RAS(Remote Access Server)
- Nó tái sử dụng các dịch vụ IN thông qua giao diện danh bạ mở, mềm dẻo.
- Cung cấp các giao diện lập trình ứng dụng mở API cho các nhà phát triển thứ
3 nhằm tạo ra các dịch vụ thế hệ sau.
- Nó có chức năng lập trình cho các hệ thống Back office
- Có hệ thống quản lý tiên tiến trên cơ sở máy chủ (policy-Server-based) cho
tất các module phần mềm.
Một đặc điểm nữa của Softswitch là Softswitch không phải làm nhiệm vụ cung

cấp kênh kết nối nh tổng đài vì liên kết thông tin đã đợc 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 các công việc của Softswitch
đợc thực hiện với một hệ thống các mô đun phần mềm điều khiển và giao tiếp với
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)
1.2.4. Những lợi ích của Softswitch đối với nhà khai thác và sử dụng
Mạng thế hệ sau có khả năng cho ra đời những dịch vụ giá trị gia tăng hoàn toàn
mới hội tụ ứng dụng thoại, số liệu và video. Các dịch vụ này hứa hẹn đem lại doanh
thu cao hơn nhiều so với các dịch vụ truyền thống.
Do các dịch vụ của NGN đợc viết trên các phần mềm . Do đó việc triển khai,
nâng cấp, cũng nh việc cung cấp các dịch vụ mới cũng trở nên dễ dàng.
Khả năng thu hút khách hàng của mạng NGN rất cao, từ sự tiện dụng hội tụ cả
thoại dữ liệu, video đến hàng loạt các dịch vụ khác mà nhà cung cấp dịch vụ có thể
cung cấp cho khách hàng, thêm nữa họ có khả năng kiểm soát các dịch vụ thông tin
của mình điều này làm cho khách hàng luôn luôn thoả mãn và lệ thuộc hơn vào nhà
cung cấp dịch vụ, cơ hội kinh doanh của nhà cung cấp sẽ lớn hơn, và ổn định hơn.
Giảm chi phí xây dựng mạng: Khi xây dựng một mạng hoàn toàn mới cũng nh
mở rộng mạng có sẵn , thì mạng chuyển mạch mềm có chỉ phí ít tốn kém hơn nhiều
so với mạng chuyển mạch kênh. Điều này làm cho trở ngại khi tham gia thị trờng
của những nhà khai thác dịch vụ mới không còn lớn nh trớc nữa. Hiện nay, sự
cạnh tranh giữa các nhà khai thác dịch vụ chính là những dịch vụ gì mà họ có thể
cung cấp cho khách hàng, và độ hài lòng của khách hàng khi sử dụng những dịch vụ
đó, nên hầu hết các nhà khai thác đều tập trung đầu t vào việc viết phần mềm phát
triển dịch vụ.
Giảm chi phí vận hành bảo dỡng và quản lý mạng hiệu quả hơn
Đồ án tốt nghiệp Mạng NGN và các giao thức báo hiệu và điều khiển

14
Softswitch không còn các tổng đài lớn tập trung, tiêu tốn năng lợng và nhân lực

điều hành, chuyển mạch giờ đây sẽ là các máy chủ đặt phân tán trong mạng, đợc
điều khiển bởi các giao diện thân thiện ngời sử dụng (GUI) do đó chi phí điều hành
và hoạt động của mạng đợc giảm đáng kể.
Sử dụng băng thông có hiệu quả hơn: Do mạng truyền vận của NGN là mạng
chuyển mạch gói cho nên với cùng một cơ sở hạ tầng truyền dẫn thì hiệu suất sử
dụng băng thông của nó cao hơn nhiều so với mạng chuyển mạch kênh. Thêm nữa,
theo nh thống kê đối với thoại thì 60% thời gian cuộc gọi là khoảng lặng, mạng
thế hệ mới có cơ chế triệt khoảng lặng nên làm tăng hiệu suất sử dụng băng thông
một mức đáng kể.
Dới đây là một số so sánh giữa công nghệ Chuyển mạch mềm và Tổng đài
chuyển mạch kênh.

Các đặc tính Softswitch Tổng đài PSTN
Phơng 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,hạn chế hơn
Giá thành của cấu hình cơ
bản

Thấp, giá thành thay đổi
gần nh tuyến tính theo
số lợng thuê bao. Cấu
hình cơ bản có thể sử
dụng cho mạng doanh
nghiệp
Rất cao, tổng đài
PSTN không thích
hợp cho mạng doanh
nghiệp.
Truyền thông đa phơng tiện Có Rất hạn chế
Hội nghị truyền hình Tốt hơn Có
Lu lợng Thoại, fax, dữ liệu,
video...
Chủ yếu là thoại và
fax
Thiết kế cho độ dài cuộc gọi Không hạn chế Ngắn (chỉ vài phút)
Hình 1.2 - So sánh mạng chuyển mạch kênh và mạng chuyển mạch mềm
§å ¸n tèt nghiÖp M¹ng NGN vµ c¸c giao thøc b¸o hiÖu vµ ®iÒu khiÓn

15

H×nh 1.3 - KiÕn tróc m¹ng PSTN vµ m¹ng thÕ hÖ míi NGN


Đồ án tốt nghiệp Mạng NGN và các giao thức báo hiệu và điều khiển


16
CHƯƠNG 2. Đặc điểm và kiến trúc mạng NGN

2.1. Kiến trúc mạng NGN
Xét về mặt kiến trúc thì mạng NGN có thể đợc chia ra làm bốn lớp chức năng nh
sau:

Hình 2.1 - Mô hình kiến trúc mạng NGN
2.1.1. Lớp truyền tải:
Chức năng cơ bản của lớp truyền tải là xử lý, chuyển vận gói tin. Lớp này bao gồm
các thiết bị đảm nhiệm đóng mở gói, định tuyến, chuyển gói tin dới sự điều khiển
của lớp Điều khiển và báo hiệu cuộc gọi (Call Control and Signaling Plane).
Lớp truyền tải đợc phân chia làm ba miền con
- Miền truyền tải thông tin theo giao thức IP
Miền này bao gồm:
+ Mạng truyền dẫn backbone.
+ Các thiết bị mạng nh : Router, Switch.
+ Các thiết bị cung cấp cơ chế QoS.
- Miền liên kết mạng:
Đồ án tốt nghiệp Mạng NGN và các giao thức báo hiệu và điều khiển


17
Miền liên kết mạng với nhiệm vụ chính nhận các dữ liệu đến, 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 nh Signaling Gateway,
Media Gateway, trong đó, Signaling Gateway thực hiện chức năng cầu nối giữa
mạng PSTN và mạng IP và tiến hành 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 trờng truyền thông khác nhau.
- Miền truy nhập không dựa trên giao thức IP
Trong miền này bao gồm các thiết bị truy cập cung cấp các cổng kết nối cho thiết

bị đầu cuối thuê bao. cung cấp các dịch vụ nh POTS, IP, VoIP, ATM FR, xDSL,
X25, IP-VPN.

2.1.2. Lớp điều khiển và báo hiệu cuộc gọi
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 thông qua việc điều khiển các thành phần của lớp
truyền tải -Transport Plane. Quá trình xử lý và báo hiệu cuộc gọi về bản chất có
nghĩa là xử lý các yêu cầu của thuê bao về việc thiết lập và huỷ 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 đợc
thực thi thông qua các thiết bị nh Media Gateway Controller ( hay Call Agent hay
Call Controller ), các SIP Server hay Gatekeeper.

2.1.3. Lớp ứng dụng và dịch vụ.
Lớp ứng dụng và dịch vụ là lớp cung cấp các ứng dụng và dịch vụ nh 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
dụng các thiết bị nh Application Server, Feature Server. Lớp này cúng có thể thực
thi việc điều khiển những thành phần đặc biệt nh Media Server, một thiết bị đợc
biết đến với tập các chức năng nh conferencing, IVR, xử lý tone ...
2.1.4. Lớp quản lý
Lớp quản lý mạng có nhiệm vụ cung cấp các chức năng nh giám sát các dịch vụ
và khách hàng, tính cớc và các tác vụ quản lý mạng khác. Nó có thể tơng tác với
Đồ án tốt nghiệp Mạng NGN và các giao thức báo hiệu và điều khiển

18
bất kỳ hoặc cả ba lớp còn lại thông qua các chuẩn công nghiệp ví dụ nh SNMP
hoặc các chuẩn riêng và các APIs giao diện lập trình mở.
Dựa vào mô hình mạng NGN ở trên, Chuyển mạch mềm Softswitch phải thực hiện
các chức năng sau :
- Trung tâm báo hiệu và điều khiển cuộc gọi trong toàn mạng, quản lí 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.
- Giao tiếp với báo hiệu của mạng PSTN (chủ yếu là kết nối với mạng báo hiệu SS7)
và liên kết với hệ thống Softswitch khác.
- Tạo ra các môi trờng 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 các môi trờng cung cấp dịch vụ
đã có sẵn (ví dụ IN).
2.2. Các phần tử trong mạng NGN
Các phần tử của mạng NGN đợc thể hiện trên hình 2.2, bao gồm:
- Softswitch: là phần tử có chức năng điều khiển cuộc gọi, mà thành phần tơng tác
chính của nó là các Media Gateway, và các Access Gateway thông qua các giao
thức điều khiển gateway truyền thông nh MGCP/H248 MEGACO. Mặt khác nó
cũng có khả năng tơng tác với mạng H323, và SIP cho phép ngời sử dụng thực
hiện các cuộc gọi, PC to Phone, PC to PC, Phone to PC.
- SIP Server: Có vai trò chức năng định tuyến 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, Location Sever.
- Gatekeeper: cho phép các thuê bao H323 đăng ký , nhận thực, đồng thời giám sát
các kết nối Multimedia giữa các đầu cuối H323.
- Signalling Gateway: thực hiện chức năng Gateway báo hiệu
- Media Sever: Nó cho phép sự tơng tác giữa thuê bao và các ứng dụng thông qua
thiết bị điện thoại, Ví dụ nh nó có thể trả lời cuộc gọi, đa ra một lời thông báo,
đọc th điện tử, thực hiện chức năng của IVR.
Đồ án tốt nghiệp Mạng NGN và các giao thức báo hiệu và điều khiển

19

Hình 2.2 Mô hình mạng NGN
- MediaGateway: là thiết bị truyền thông kết nối với mạng chuyển mạch kênh hiện
tại và mạng NGN. Nó cung cấp các cổng kết nối trực tiếp với đờng trung kế của
mạng PSTN và mạng di động và biến đổi các luồng TDM đó thành những gói IP và
ngợc lại. Các Gateway này hoạt động đơn thuần nh một thiết bị kết nối trung gian,
đợc điều khiển bởi Softswitch.
- Access Gateway: là Gateway truy cập có thể cung cấp truy cập đa dịch vụ nh
xDSL, VoDSL, POTS/ISDN.....
- 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.....
2.3. Các dịch vụ chính trong mạng NGN
2.3.1. ứng dụng làm SS7, PRI Gateway ( giảm tải Internet )
ứng dụng này nhằm vào các nhà khai thác dịch vụ thoại, những doanh nghiệp
đang tìm kiếm một giải pháp giá thành thấp cho chuyển mạch kênh truyền thống để
cung cấp giao diện PRI cho các nhà cung cấp dịch vụ Internet (ISP) phục vụ các
đờng truy nhập Dial-up.
Hiện nay khi nhu cầu truy cập internet bùng nổ , các ISP có khuynh hớng mở
rộng các kết nối PRI giữa Access Server của họ nối với các tổng đài chuyển mạch số
làm cho các nhà cung cấp dịch vụ nhanh chóng cạn hết cổng PRI hiện có. Mặt khác
nó còn cung cấp các dịch vụ nh mạng riêng ảo VPN cho phép ngời sử dụng quay
số truy cập vào các mạng Lan (kết hợp với mạng IP của nhà cung cấp) nh Intranet,
Extranet, dịch vụ này rất hữu dụng cho những ngời đi công tác xa.
Switc
h

Switch
Switc
h
Switc
h
MS
C
SCP
SIEMENS
NIXD
ORF
Signalling Gateway
Softswitch
SIP server
Gatekeeper
Access Gateway
IP client H323/SIP
Media Gateway
(for trunking)
IP backbone
PSTN
Media Sever
Đồ án tốt nghiệp Mạng NGN và các giao thức báo hiệu và điều khiển


20
Bên cạnh việc thiếu các kênh PRI, lu lợng truy cập Internet qua đờng dail-up
làm quá tải và tắc nghẽn cho mạng chuyển mạch kênh. Bởi vì chuyển mạch kênh
vốn đợc thiết kế để phục vụ các cuộc gọi có độ dài trung bình ngắn, nên khi
khoảng thời gian trung bình tăng thêm do truy cập Internet, có xu hớng làm giảm

tài nguyên tổng đài hoặc cung cấp cho các ISP các kênh PRI có lu lợng tải thấp.







Hình 2.3 - Sơ đồ truy cập Internet qua PRI
ứng dụng Softswitch làm SS7 PRI Gateway là một trong những giải pháp trong tình
huống này. Mô hình truy cập Internet qua PRI và SS7 đợc thể hiện trên hình
2.3,2.4, trong đó khi một thuê bao khởi tạo một cuộc gọi tới ISP thông qua phần
mềm máy tính , GW sẽ kết cuối phiên PPP, nó cung cấp cho user một địa chỉ IP,
trong dải địa chỉ IP của nó. Sau đó số bị gọi đợc gửi cho Softswitch, và Softswitch
sẽ ra lệnh cho GW truyền thông kích hoạt thủ tục login vào mạng thông qua phơng
thức RAS, báo hiệu giữa MG và MGC là MGCP. Thông thờng trong thủ tục login
vào mạng thì sẽ thực hiện những thủ tục sau nhận thực truy cập Authentication,
nhận thực sử dụng dịch vụ Authorization, tính cớc Accouting qua AAA Server.
Hình 2.4 - Sơ đồ truy cập Internet qua trung kế SS7

AAA Server

Switch
PRI

Media Gateway
RADIUS
IP
Back
-
bone
RAS

S

IE

M

E

N

S

N

IX

D

O

R

F

S

IE

M

E

N

S

N

IXD

O


R

F

AAA Server

trunk
trunk
SS7

MGCP/
MEGACO

Softswitch
Media Gateway
SS7

STP/SG
(optional)

RADIUS
IP
Back-
bone
RAS
RAS
S

IE

M

E

N

S

N

I

X

D

O

R

F

S

IE

M

E

N

S

N

I

X

D

O

R


Switc
h
Đồ án tốt nghiệp Mạng NGN và các giao thức báo hiệu và điều khiển


21


2.3.2. Trung kế ảo - tổng đài chuyển mạch gói chuyển tiếp
Nh đã nói ở trên mô hình mạng tổng đài chuyển mạch số hiện nay hình cây nên
khi một cuộc gọi xuất phát từ tổng đài host vùng 1 gọi sang tổng đài host của vùng
2 thì cuộc gọi phải trải qua rất nhiều các tổng đài chuyển tiếp, do đó rất tốn nhiều tài
nguyên của mạng. Mặt khác chi phí vận hành bảo dỡng mạng tổng đài cao và mất
rất nhiều thời gian.
Chuyển mạch mềm chính là giải pháp cho vấn đề trên. Nh hình 2.5 cho thấy MGC

cùng với các MG thay thế chức năng của các tổng đài chuyển mạch kênh trớc đây,
các tổng đài nội hạt kết nối tới các MG bằng các giao diện chuẩn TDM thông
thờng và với MGC bằng báo hiệu số 7.
Ví dụ khi sub A gọi cho sub B thì thông tin thoại sẽ từ thuê bao A đến tổng đài A -
MG A qua mạng IP đến MG B rồi đế tổng đài B cuối cùng kết cuối cuộc gọi tại thuê
bao B, về mặt logic ta thấy Softswitch kết hợp với các MG nh một tổng đài chuyển
tiếp cho cuộc gọi giữa hai thuê bao A và B.











Hình 2.5 - ứng dụng tổng đài chuyển mạch gói tandem

Mô hình này mang lại một số lợi ích so với mô hình mạng chuyển mạch kênh:
Loại bỏ lới trung kế hoạt động hiệu suất không cao, thay thế chúng bằng các
siêu xa lộ trong mạng IP/ATM phục vụ cho các cuộc gọi cần chuyển tiếp, giảm tải
cho các tổng đài chuyển tiếp truyền thống hoặc loại bỏ chúng hoàn toàn.
Giảm đợc chi phí vận hành vì giảm đợc số tổng đài chuyển tiếp, số trung kế ít
hơn (so với một mạng lới trớc đây), và tránh không phải thiết kế các mạch TDM
phức tạp.
Giảm đợc một số lợng các cổng chuyển mạch dùng cho các trung kế giữa các
tổng đài nội hạt với nhau.
Softswitch

Media Gateway Controller


Media Gateway A
hiG 1000/1200
Media Gateway B
hiG 1000/1200
IP Core
Network
MGCP
MGCP
SS7-ISUP
SS7-ISUP

Switch B

Switch A

Sub A

Sub B
Đồ án tốt nghiệp Mạng NGN và các giao thức báo hiệu và điều khiển


22
Truy nhập các tài nguyên tập trung một cách hiệu quả hơn.
Hợp nhất thông tin thoại và số liệu vào một mạng duy nhất, qua đó giảm vốn đầu
t và chi phí so với các mạng riêng biệt hiện nay cho thoại và số liệu.
Một ứng dụng khác của mô hình trên là dịch vụ gọi đờng dài VoIP, dịch vụ này
có khả năng đem lại cớc phí chỉ bằng 30% cớc phí của cuộc gọi qua mạng điện

thoại chuyển mạch công cộng(PSTN). Điều này đem lại lợi ích to lớn cho các doanh
nghiệp, đặc biệt là những doanh nghiệp mới
2.3.3. Tổng đài chuyển mạch nội hạt
Đây chính là mô hình phát triển triển dịch vụ của NGN, trong đó các Access Gate
way , và các Resident Gateway với dung lợng từ vài trăm đến hàng ngàn thuê bao.
Chúng có thể dùng cho các doanh nghiệp, các khách sạn, khu dân c. Khái niệm
tổng đài nội hạt ở đây có ý nghĩa là Softswitch+Access Gateway hay các Resident
Gateway.
Nh trên hình 2.5, mô hình tổng đài chuyển mạch kênh truyền thống thì các tổng
đài chia làm các cấp ví dụ host, tandem, toll... Trong mạng NGN thì không có khái
niệm phân cấp nh vậy , mọi tổng đài nội hạt đều có vai trò nh nhau chúng đều có
chung một Call center là softswitch. ở các tổng đài này sẽ cung cấp cho ngời sử
dụng rất nhiều dịch vụ nh: thoại , truy cập internet băng rộng ADSL, kết nối với
mạng truy cập khác qua giao diện V5.x, kết nối trung kế PRI, trung kế SS7...



Hình 2.6 - Kiến trúc tổng đài chuyển mạch gói nội hạt


POTS

xDSL

V5.2

V.93

ISDN-PRI
Any-vendor

access equipment
Concentrator
Unit
ISDN-BRI
D
DLU





Softswitch
Media Gateway
Media Gateway
for Access
Access Gateway
SIEMENS
NIXDORF
PB
SIEMENS
NIXDORF
SIEMENS
NIXDORF
L
L L L L
T
T T
T
T
STP

Switch
Đồ án tốt nghiệp Mạng NGN và các giao thức báo hiệu và điều khiển


23
2.3.4. Thoại trên băng thông rộng













Hình 2.7 - Các phần tử trong trong ứng dụng VoBB


Thoại trên băng thông rộng là giải pháp cung cấp thoại và các dịch vụ thế hệ tiếp
theo cũng nh các feature cho các thuê bao trên nền tảng gói và các thiết bị đầu
cuối đợc kết nối tới NGN thông kỹ thuật truy cập băng thông rộng.
Về mặt kỹ thuật có hai cách để các thuê bao có thể sử dụng giải pháp thoại trên
băng thông rộng đợc thể hiện trên hình 2.7
- Các thiết bị IP của ngời sử dụng (IP Customer Premise)
- Các IP client và IP terminal.

IP Customer Premise
Là một thiết bị truy cập mà nó định vị tại nhà của khách hàng và có khả năng cung
cấp các dịch vụ thoại truyền thống hay đờng kết nối với PBX. Cả thoại và dữ liệu
đều có thể truyền từ đầu cuối tới đầu cuối qua mạng IP. Hình 8 thể hiện mô hình của
IP Customer Premise trong mạng NGN.







Softswitch
NMS

IP Clients and Terminals

IP PC Client
IP PBX
IP Customer Premises

CPG
IAD

PBX
ISDN-PRI
POTS, ISDN-BRI
Media
Server
IP Phone

SIEMENS
NIXDORF
SIEMENS
NIXDORF
Đồ án tốt nghiệp Mạng NGN và các giao thức báo hiệu và điều khiển


24


















Hình 2.8- Sơ đồ kết nối IAD, và Cusomer Premise GW
Có hai loại thiết bị phổ biến nhất:
- Thiết bị truy cập tích hợp , tín hiệu thoại POTS/ISDN sẽ đợc số hoá và ghép

kênh với tín hiệu dữ liệu trớc khi truyền lên đờng truyền DSL tới DSLAM.
- Gateway thuộc khách hàng: Thiết bị này linh hoạt hơn nữa, nó hỗ trợ thuê bao và
các dịch vụ nh IAD nhng đợc kết nối với mạng IP bằng giao diện dữ liệu nh
các cable modem, DSL modem hay truy cập bằng mạch vòng nội hạt không dây,
cũng nh Powerline.













DSLAM
ISDN-
PRI
POTS /
ISDN-BRI
10/100baseT
Integrated
Access
Devices
IP Customer
Premises Equipment
Customer

PremisesGat
eway
PBX

NT

Modem
M
SS7

PSTN
Switch

MGCP
SIEMENS
NIXDORF
S

IE

M

EN

S

N

IX

D

O

R

F

NT

Softswitch
SIP Server
Management System