Nghiên cứu công nghệ chuyển mạch trong mạng NGN với giải pháp u SYS của huawei

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ

Nguyễn Lê Phƣơng

Nghiên cứu công nghệ chuyển mạch trong hệ thống mạng
NGN với giải pháp U-SYS của Huawei

LUẬN VĂN THẠC SĨ

Hà Nội – 2010


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ

Nguyễn Lê Phƣơng

NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ CHUYỂN MẠCH
TRONG MẠNG NGN VỚI GIẢI PHÁP U-SYS CỦA
HUAWEI

Ngành: Công nghệ Điện tử - Viễn thông
Chuyên ngành: Kỹ thuật Điện tử
Mã số: 60 52 70
LUẬN VĂN THẠC SĨ
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

PGS.TS. Nguyễn Văn Tam

Hà Nội – 2009

MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU .......................................................................................................... 1
CHƢƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ NEXT GENERAL NETWORK – NGN ............. 2
1.1. Khái quát chung .................................................................................................. 2
1.2. Lý do xuất hiện mạng NGN ................................................................................ 2
1.2.1. Cải thiện chi phí đầu tư ............................................................................. 2
1.2.2. Xu thế đổi mới viễn thông ......................................................................... 2
1.2.3. Các nguồn doanh thu mới .......................................................................... 3
1.3. Đặc điểm của mạng NGN .................................................................................... 3
1.3.1. Đặc điểm chính .......................................................................................... 3
1.3.2. Nguyên tắc tổ chức mạng thế hệ mới ......................................................... 4
1.4. Cấu trúc logic mạng NGN ................................................................................... 4
1.5.1. Lớp truyền dẫn và truy nhập ...................................................................... 6
1.5.2. Lớp truyền thông ....................................................................................... 6
1.5.3. Lớp điều khiển ........................................................................................... 6
1.5.4. Lớp ứng dụng và dịch vụ ........................................................................... 7
1.5.5. Lớp quản lý ............................................................................................... 7
1.6. Cấu trúc vật lý ..................................................................................................... 8
1.7. Các công nghệ được áp dụng cho mạng NGN ..................................................... 9
1.7.1. IP ............................................................................................................... 9
1.7.2. MPLS ...................................................................................................... 10
CHƢƠNG 2: CÔNG NGHỆ CHUYỂN MẠCH MỀM - SOFTSWITCH ........... 12
2.1. Khái quát về công nghệ chuyển mạch mềm ....................................................... 12
2.1.1. Sự ra đời của công nghệ chuyển mạch mềm ............................................ 12
2.2. Lợi ích của chuyển mạch mềm .......................................................................... 14
2.2.1. Đối với nhà khai thác và người sử dụng ................................................... 14
2.2.2. So sánh giữa chuyển mạch kênh truyền thống và chuyển mạch mềm ....... 16
2.3 Các ứng dụng chính của chuyển mạch mềm ....................................................... 18

2.3.1. Ứng dụng làm SS7/PRI Gateway ............................................................. 18
2.3.2. Ứng dụng làm Packet Tandem ................................................................. 20
2.2. Đặc điểm kĩ thuật của công nghệ chuyển mạch mềm ........................................ 24
2.2.1. Mô hình kiến trúc mạng thế hệ sau và các chức năng của Softswitch ....... 24
2.2.2. Các giao thức điều khiển và báo hiệu trong mạng NGN ........................... 27
2.3. Liên kết báo hiệu giữa mạng SS7 và Chuyển mạch mềm ............................ 51
CHƢƠNG 3: GIẢI PHÁP U-SYS CỦA HUAWEI .............................................. 53
3.1. Mô hình kỹ thuật ............................................................................................... 53


3.1.1. Cấu trúc phân lớp của giải pháp U-SYS .................................................. 54
3.2 Cấu trúc phần mềm ............................................................................................ 62
3.2.1. Tác vụ (TASK) ............................................................................................... 63
3.2.2. Hệ điều hành............................................................................................ 66
3.2.3. Cấu trúc dữ liệu và cơ sở dữ liệu.............................................................. 67
3.4. Vận hành, quản trị và bảo trì hệ thống U-SYS ................................................... 70
3.4.1. Mô tả chung............................................................................................. 70
3.4.2. Khai thác, bảo trì thiết bị và các công cụ làm việc ................................... 70
3.4.3.Đặc tính hệ thống vận hành và bảo trì của U-SYS .................................... 71
3.4.4. Khả năng ứng dụng thực tế và kết luận chương : ..................................... 71
KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG MỞ CỦA ĐỀ TÀI ....................................................... 73
TỪ VIẾT TẮT.......................................................................................................... 3
TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................................................... 75


TỪ VIẾT TẮT
Từ viết tắt

Tên tiếng Anh

Tên tiếng Việt

AAA

Authentication, Authorization,
Accounting

Nhận thực thuê bao, nhận thực
dịch vụ, tính cước

ACD

Automatic Call Distributor

Phân phối cuộc gọi tự động

ACM

Address Complete Message

Bản tin hoàn tất địa chỉ

AAL

Atm Adaption Layer

Lớp tương thích ATM

ANM

ANswer Message

Bản tin trả lời

API

Application Program Interface

Giao diện lập trình ứng dụng

ATM

Asynchronous Transfer Mode

Chế độ truyền không đồng bộ

BCF

Bearer Control Function

Chức năng điều khiển kênh
mang

BHCA

Busy Hour Call Attempt

Cuộc gọi giờ cao điểm

BICC

Bearer Independent Call Control

Giao thức điều khiển cuộc gọi
độc lập với kênh mang

BIWF.

Bearer InterWorking Function

Chức năng làm việc liên mạng
kênh mang

BNC

Backbone Network Connection

Kết nối mạng xương sống

CS

Capability Set

Tập khả năng

CSF

Call Service Function

Chức năng dịch vụ cuộc gọi

DSLAM

Digital Subscriber Line Access
Multiplexer

Bộ ghép kênh truy nhâp đường
dây thuê bao số.

GK

Gatekeeper

GSN

Gate Serving Node

GW

Gateway

IAD

Integrated Access Device

Thiết bị truy nhập tích hợp

IAM

Initial Address Message

Bản tin khởi tạo địa chỉ

IN

Intelligent Network

Mạng thông minh

IP

Internet Protocol

Giao thức Internet

ISN

Interface Serving Node

Điểm phục vụ giao diện

ISP

Interner Service Provider

Nhà cung cấp dịch vụ Internet

Điểm phục vụ cổng

Phần đối tượng người sử dụng
mạng tích hợp đa dịch vụ
Hiệp hội viễn thông quốc tế

ISUP

ISDN User Part

ITU
LAN

International Telecommunications
Union
Local Area Network

LE

Local Exchange

Tổng đài nội hạt

MC

Multipoint Controller

Bộ điều khiển đa điểm

MP

Multipoint Processor

Bộ xử lý đa điểm

MCU

Multipoint Control Unit

Khối điều khiển đa điểm

MGCP

Media Gateway Control Protocol

MGC

Media Gateway Controller

Giao thức điều khiển Gateway
truyền thông
Bộ điều khiển thuê bao

M2UA

MTP2 User Aption layer

M3UA

MTP3 User Adaption Layer

M2PA

MTP

MTP2-User Peer-to-Peer Adaptation
Layer
Message Transfer Part

Lớp tương thích người sử dụng
MTP2
Lớp tương thích người sử dụng
MTP3
Lớp tương thích ngang hàng
người sử dụng MTP2
Phần truyền dẫn bản tin

NGN

Next Generation Network

Mạng thế hệ sau

OAM&P
PBX

Operation, Administration,
Maintainance, and Performance
Private Branch eXchange

Vận hành, Quản trị, bảo dưỡng
và giám sát hoạt động
Tổng đài nhánh dành riêng

POTS

Plain Old Telephone Service

Dịch vụ điện thoại truyền thống

PRI

Primary Rate Interface

Giao diện tốc độ cơ bản

PSTN

Public Switch Telephone Network

Mạng điện thoại công cộng

QoS

Quality of Sevice

Chất lượng dịch vụ

RAS

Registration, Admision, Status

Đăng ký, Cho Phép, Trạng Thái

RAS

Remote Access Server

Máy chủ truy cập từ xa

RTCP

Real-Time Control Protocol

Giao thức điều khiển thời gian

Mạng cục bộ

thực
RTP

Real-Time Transport Protocol

SCN

Switch Circuit Network

Giao thức truyền vận thời gian
thực
Mạng chuyển mạch kênh

SCP

Service Control Point

Điểm điều khiển dịch vụ

SCCP

Signal Connection Control Part

SCTP

Stream Control Transport Protocol

Phần ứng dụng điều khiển kết
nối báo hiệu.
Giao thức truyền vận điều khiển
luồng.


SDP

Session Description Protocol

Giao thức miêu tả phiên

SIP

Session Initiation Protocol

Giao thức khởi tạo phiên

SIGTRAN Signalling Transport

Truyền vận báo hiệu

SG

Signalling Gateway

Gateway báo hiệu

SS7

Signalling System 7

Hệ thống báo hiệu số 7

SSP

Service Switching Point

Điểm chuyển mạch dịch vụ

STP

Signaling Transfer Point

Điểm chuyển tiếp báo hiệu

SUA

SCCP-User Adaptation Layer

SUS

SUSpend

Lớp tương thích người sử dụng
SCCP
Ngừng

SWN

SWitch Node

Điểm chuyển mạch

TCAP
TCP

Transaction Capabilities Application
Part
Transmission Control Protocol

Phần ứng dụng khả năng giao
dịch
Giao thức điều khiển truyền dẫn

ToS

Type of Sevice

Kiểu dịch vụ

TSN

Transit Serving Node

Điểm phục vụ chuyển tiếp

UAC

User Agent Client

UAS

User Agent Server

VoIP

Voice over IP

Máy khách tác nhân người sử
dụng
Bộ phục vụ tác nhân người sử
dụng
Thoại trên giao thức IP


DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1.2: Cấu trúc mạng thế hệ mới [1] ......................................................................5

Hình 1.3: Cấu trúc mạng thế hệ mới (góc độ dịch vụ) ..................................................5
Hình 1.4: Các thành phần của Softswitch.....................................................................7
Hình 1.5: Cấu trúc vật lý mạng NGN ...........................................................................8
Hình 2.1: Thí dụ về hệ thống chuyển mạch kênh ........................................................ 17
Hình 2.2: Các module trong hệ thống chuyển mạch mềm ........................................... 17
Hình 2.3: So sánh giữa chuyển mạch kênh và chuyển mạch mềm ............................... 19
Hình 2.4: Ứng dụng làm packet tandem ..................................................................... 21
Hình 2.5: Sử dụng Softswitch để cung cấp thoại đường dài........................................ 22
Hình 2.6: Mạng thế hệ mới và thuê bao doanh nghiệp ............................................... 23
Hình 2.7: Mạng thế hệ mới và thuê bao tư nhân......................................................... 23
Hình 2.8: Mô hình kiến trúc mạng NGN..................................................................... 25
Hình 2.9: Quan hệ giữa các giao thức trong mạng NGN ............................................ 28
Hình 2.10: Mô hình mạng H.323 đơn giản .................................................................29
Hình 2.12: Các chức năng giao thức của hệ thống VoIP ............................................ 31
Hình 2.13: Các thành phần trong hệ thống SIP ......................................................... 34
Hình 2.14: Thiết lập và hủy cuộc gọi trong SIP .......................................................... 36
Hình 2.15: H.248 trong media gateway ...................................................................... 39
Hình 2.16: Quan hệ giữa MG và MGC ...................................................................... 41
Hình 2.17: Thiết lập cuộc gọi giữa A và B..................................................................41
Hình 2.18: H.323 Gateway và MGC - MG .................................................................42
Hình 2.19: Báo hiệu thiết lập cuộc gọi trong hai mạng H.323 và MGCP ................... 42
Hình 2.20: SIGTRAN .................................................................................................44
Hình 2.22: Mô hình của SIGTRANS khi MG và SG kết hợp với nhau ......................... 45
Hình 2.23: Vị trí của SCPTP trong SIGTRANS .......................................................... 46
Hình 2.24: Hoạt động của M2UA .............................................................................. 47
Hình 2.25: M3UA ...................................................................................................... 48
Hình 2.26: Mô tả về BICC ......................................................................................... 49


Hình 2.27: Mô hình giao thức BICC .......................................................................... 50

Hình 2.28: MG và SG kết nối với PSTN ..................................................................... 51
Hình 2.29: SUA......................................................................................................... 52
Hình 3.1: Giải pháp U-SYS của Huawei .................................................................... 54
Hình 3.2: Cấu trúc phân lớp của U-SYS ..................................................................... 54
Hình 3.3: Cấu trúc hệ thống của AMG5000 ............................................................... 55
Hình 3.4: Cấu trúc hệ thống của TMG8010 ............................................................... 56
Hình 3.5: Cấu trúc hệ thống của TMG8000 ............................................................... 57
Hình 3.6: Cấu trúc hệ thống của Packet terminal....................................................... 58
Hình 3.7: Cấu trúc của MSR ...................................................................................... 58
Hình 3.8: Cấu trúc phần cứng của thiết bị SoftX ........................................................ 60
Hình 3.9: Cấu trúc phần mềm của U-SYS ..................................................................62
Hình 3.10: Phân cấp phần mềm của U-SYS ............................................................... 63
Hình 3.11: Tác vụ liên lạc của U-SYS......................................................................... 63
Hình 3.12: Tác vụ xử lý cuộc gọi................................................................................ 65
Hình 3.13: Tác vụ quản lý cơ sở dữ liệu ..................................................................... 66
Hình 3.14: Cấu trúc cơ sở dữ liệu module..................................................................68


1

LỜI MỞ ĐẦU
Trong khoảng một thập kỉ trở lại đây, môi trường kinh doanh trong lĩnh vực Viễn
thông ngày càng mang tính cạnh tranh và phức tạp hơn bao giờ hết. Chất lượng dịch
vụ sẽ trở thành chìa khóa để có thể dẫn đến thành công. Song song với xu thế này, nhu
cầu về các dịch vụ truyền thông mới ngày càng tăng mạnh. Hệ thống mạng đang tồn
tại sử dụng công nghệ chuyển mạch kênh ngày càng bộc lộ rõ những nhược điểm của
mình trong việc cung cấp các dịch vụ mới và không thể đáp ứng được các nhu cầu cấp
bách trên.
Cụm từ “mạng thế hệ mới – Next Generation Network” bắt đầu được nhắc tới
từ năm 1998. NGN là mạng hội tụ cả thoại, video và dữ liệu trên cùng một cơ sở hạ

tầng trên nền tảng IP, làm việc trên cả hai phương tiện truyền thông vô tuyến và hữu
tuyến. NGN là sự tích hợp cấu trúc mạng hiện tại với mạng đa dịch vụ dựa trên cơ sở
hạ tầng có sẵn, với sự hợp nhất các hệ thống quản lí và điều khiển. NGN có thể cung
cấp nhiều dịch vụ gia tăng chất lượng cao.
Mạng thế hệ mới đang là xu hướng ở nhiều nước trên thế giới trong đó có Việt
Nam, vì vậy, yêu cầu hiểu biết về mạng là cần thiết. Xuất phát từ ý tưởng đó, bản luận
văn này sẽ trình bày về mạng NGN và công nghệ chuyển mạch trong mạng. Ngoài ra,
luận văn còn mở rộng và đề cập tới giải pháp U-SYS của công ty Huawei, nơi em đang
làm việc. Giải pháp này có tính ứng dụng cao và được các công ty viễn thông tại Việt
Nam áp dụng.
Để hoàn thành luận văn này, em đã nhận được nhiều sự giúp đỡ và lời góp ý từ
thầy cô giáo và bạn bè. Em xin bày tỏ sự cảm ơn chân thành đến thầy giáo Nguyễn
Văn Tam, vì sự hướng dẫn tận tình và những lời khuyên bổ ích của thầy trong suốt quá
trình hoàn thành luận văn này.
Em cũng xin gửi lời cảm ơn tới các thầy cô giáo giảng dạy trong trường Đại học
Công Nghệ, Đại học Quốc gia Hà nội đã tận tình dạy dỗ và chỉ bảo em trong ba năm
học vừa qua.


2

CHƢƠNG 1
GIỚI THIỆU VỀ NEXT GENERAL NETWORK – NGN
1.1. Khái quát chung
Hiện nay, triển khai mạng NGN là hướng đi chung của các nhà mạng trong nước.
Điều này phù hợp với xu thế chung của thế giới và sự phát triển của mạng viễn thông.
Để tìm hiểu khai quát về mạng NGN, dưới đây là các nội dung:
 Lý do xuất hiện mạng NGN
 Đặc điểm của mạng NGN
 Cấu trúc logic của mạng NGN

1.2. Lý do xuất hiện mạng NGN
1.2.1. Cải thiện chi phí đầu tƣ
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.

1.2.2. 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
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. NGN thực
sự phù hợp để hỗ trợ kiến trúc mạng và các mô hình được luật pháp cho phép khai
thác.


3

1.2.3. 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 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 mạng NGN
1.3.1. Đặc điểm chính
Mạng NGN có bốn đặc điểm chính
 Nền tảng là hệ thống mạng mở.
 Mạng NGN là do mạng dịch vụ thúc đẩy, nhưng dịch vụ phải thực hiện độc lập
với mạng lưới.
 Mạng NGN là mạng chuyển mạch gói, dựa trên một giao thức thống nhất.
 Là mạng có dung lượng ngày càng tăng, có tính thích ứng cũng ngày càng tăng,
có đủ dung lượng để đáp ứng nhu cầu.
Do áp dụng cơ cấu mở mà các khối chức năng của tổng đài truyền thống chia
thành các phần tử mạng độc lập, các phần tử được phân theo chức năng tương ứng, và
phát triển một cách độc lập.
Giao diện và giao thức giữa các bộ phận phải dựa trên các tiêu chuẩn tương ứng.
Việc phân tách làm cho mạng viễn thông vốn có dần dần đi theo hướng mới, nhà kinh
doanh có thể căn cứ vào nhu cầu dịch vụ để tự tổ hợp các phần tử khi tổ chức mạng
lưới. Việc tiêu chuẩn hóa giao thức giữa các phần tử có thể thực hiện nối thông giữa
các mạng có cấu hình khác nhau.
Mạng NGN là mạng dịch vụ thúc đẩy, với đặc điểm:
 Chia tách dịch vụ với điều khiển cuộc gọi
 Chia tách cuộc gọi với truyền tải
Mục tiêu chính của chia tách là làm cho dịch vụ thực sự độc lập với mạng, thực

hiện một cách linh hoạt và có hiệu quả việc cung cấp dịch vụ. Thuê bao có thể tự bố trí
và xác định đặc trưng dịch vụ của mình, không quan tâm đến mạng truyền tải dịch vụ
và loại hình đầu cuối. Điều đó làm cho việc cung cấp dịch vụ và ứng dụng có tính linh
hoạt cao.
NGN là mạng chuyển mạch gói, giao thức thống nhất.
Mạng thông tin hiện nay, dù là mạng viễn thông, mạng máy tính hay mạng truyền
hình cáp, đều không thể lấy một trong các mạng đó làm nền tảng để xây dựng cơ sở hạ


4

tầng thông tin. Nhưng mấy năm gần đây, cùng với sự phát triển của công nghệ IP,
người ta mới nhận thấy rõ ràng là mạng viễn thông, mạng máy tính và mạng truyền
hình cáp cuối cùng rồi cũng tích hợp trong một mạng IP thống nhất, đó là xu thế lớn
mà người ta thường gọi là “dung hợp ba mạng”. Giao thức IP làm cho các dịch vụ lấy
IP làm cơ sở đều có thể thực hiện nối thông các mạng khác nhau; con người lần đầu
tiên có được giao thức thống nhất mà ba mạng lớn đều có thể chấp nhận được; đặt cơ
sở vững chắc về mặt kỹ thuật cho hạ tầng cơ sở thông tin quốc gia.
Giao thức IP thực tế đã trở thành giao thức ứng dụng vạn năng và bắt đầu được sử
dụng làm cơ sở cho các mạng đa dịch vụ, mặc dù hiện tại vẫn còn ở thế bất lợi so với
các chuyển mạch kênh về mặt khả năng hỗ trợ lưu lượng thoại và cung cấp chất lượng
dịch vụ đảm bảo cho số liệu. Tốc độ đổi mới nhanh chóng trong thế giới Internet, mà
nó được tạo điều kiện bởi sự phát triển của các tiêu chuẩn mở sẽ sớm khắc phục những
thiếu sót này.

1.3.2. Nguyên tắc tổ chức mạng thế hệ mới
Các nguyên tắc tổ chức mạng thế hệ mới:
 Đáp ứng nhu cầu cung cấp các loại hình dịch vụ viễn thông phong phú và đa
dạng, đa dịch vụ, đa phương tiện.
 Mạng có cấu trúc đơn giản.

 Nâng cao hiệu quả sử dụng, chất lượng mạng lưới và giảm thiểu chi phí khai
thác, bảo dưỡng.
 Dễ dàng mở rộng dung lượng, phát triển các dịch vụ mới.
 Độ linh hoạt và tính sẵn sàng cao, năng lực tồn tại mạnh.
 Tổ chức mạng dựa trên số lượng thuê bao theo vùng địa lí và nhu cầu phát triển
dịch vụ, không tổ chức theo địa bàn hành chính như trước đây mà tổ chức theo
vùng mạng hay vùng lưu lượng.
Xu hướng tổ chức mạng đơn giản, giảm số cấp chuyển mạch và chuyển tiếp truyền
dẫn nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng, chất lượng mạng lưới và giảm thiểu chi phí khai
thác, bảo dưỡng.

1.4. Cấu trúc logic mạng NGN
Hiện nay vẫn chưa có một khuyến nghị cụ thể nào của ITU về cấu trúc của NGN.
Có nhiều nhà viễn thông lớn trên thế giới đưa ra mô hình NGN như Alcatel, Siemens,
Ericsion, Nortel, Lucent…[4]
Từ những mô hình của các hãng, mô hình cấu trúc của NGN được chia ra làm bốn
lớp chức năng:
 Lớp truy nhập và truyền dẫn
 Lớp truyền thông


5

 Lớp điều khiển
 Lớp quản lý
Kiến trúc mạng NGN sử dụng chuyển mạch gói cho cả thoại và dữ liệu. Nó phân
chia các khối vững chắc của tổng đài hiện nay thành các lớp mạng riêng lẽ, các lớp
này liên kết với nhau qua các giao diện mở tiêu chuẩn
Hệ thống chuyển mạch NGN được phân thành bốn lớp riêng biệt thay vì tích hợp
thành một hệ thống như công nghệ chuyển mạch kênh hiện nay: lớp ứng dụng, lớp

điều khiển, lớp truyền thông, lớp truy nhập và truyền dẫn. Các giao diện mở có sự tách
biệt giữa dịch vụ và truyền dẫn cho phép các dịch vụ mới được đưa vào nhanh chóng,
dễ dàng; những nhà khai thác có thể chọn lựa các nhà cung cấp thiết bị tốt nhất cho
từng lớp trong mô hình mạng NGN.

Hình 1.2: Cấu trúc mạng thế hệ mới [1]
Nếu xem xét từ góc độ kinh doanh và cung cấp dịch vụ thì mô hình cấu trúc của
NGN có thêm lớp ứng dụng dịch vụ.

Hình 1.3: Cấu trúc mạng thế hệ mới (góc độ dịch vụ)


6

1.5.1. Lớp truyền dẫn và truy nhập
Phần truyền dẫn:
Thành phần: Gồm các nút chuyển mạch/ router (IP/ATM hay IP/MPLS), các
chuyển mạch kênh của mạng PSTN, các khối chuyển mạch PLM nhưng ở mạng đường
trục, kỹ thuật truyền tải chính là IP hay IP/ATM. Có các hệ thống chuyển mạch, hệ
thống định tuyến cuộc gọi.
Chức năng: Bao gồm cả chức năng truyền dẫn và chuyển mạch. Lớp truyền dẫn có
khả năng hỗ trợ nhiều mức QoS khác nhau cho cùng một dịch vụ và cho các dịch vụ
khác nhau. Nó có khả năng lưu trữ lại” các sự kiện trên mạng (tỷ lệ mất gói, độ trì
hoãn…). Lớp ứng dụng sẽ đưa ra yêu cầu truyền tải và lớp truyền dẫn sẽ thực hiện yêu
cầu này.
Phần truy nhập:
Thành phần: Phần truy nhập gồm các thiết bị truy nhập đóng vai trò giao diện để
kết nối các thiết bị đầu cuối vào mạng qua hệ thống ngoại vi cáp đồng, cáp quang hoặc
vô tuyến. Các thiết bị truy nhập tích hợp IAD (Intergrated Access Device).
Chức năng: Lớp truy nhập cung cấp các kết nối giữa thuê bao và mạng đường trục

qua cổng giao tiếp MGW thích hợp. Mạng NGN kết nối với hầu hết các thiết bị đầu
cuối chuẩn và không chuẩn như các thiết bị truy nhập đa dịch vụ, điện thoại IP, máy
tính, tổng đài nội bộ PBX, điện thoại POTS, di động vô tuyến…

1.5.2. Lớp truyền thông
Thành phần: Thiết bị ở lớp này là các cổng truyền thông gồm:
 Các cổng truy nhập: AG (Access Gateway) kết nối giữa mạng lõi với mạng truy
nhập, RG (Residental Gateway) kết nối mạng lõi với mạng thuê bao tại nhà.
 Các cổng giao tiếp: TG (Trunking Gateway) kết nối giữa mạng lõi với mạng
PSTN/ISDN, WG (Wireless Gateway) kết nối mạng lõi với mạng di động…
Chức năng: Chịu trách nhiệm chuyển đổi các loại môi trường (PSTN, FrameRelay
LAN, vô tuyến…) sang môi trường truyền dẫn gói được áp dụng trên mạng lõi và
ngược lại. Nhờ đó mà các nút chuyển mạch và các hệ thống truyền dẫn có thể thực
hiện chức năng chuyển mạch, định tuyến cuộc gọi giữa các thuê bao của lớp truy nhập
dưới sự điều khiển của các thiết bị của lớp điều khiển.

1.5.3. Lớp điều khiển
Thành phần: Bao gồm các hệ thống điều khiển mà thành phần chính là Softswitch
gồm Media Gateway Controller hay Call Agent được kết nối với các thành phần khác
(như SGW, MS, FS, AS) để kết nối cuộc gọi hay quản lý địa chỉ IP.


7

Hình 1.4: Các thành phần của Softswitch
Theo MSF (Mutiservice Switching Forum), lớp điều khiển cần được tổ chức theo
kiểu module và bao gồm một số bộ điều khiển độc lập.
Chức năng: Lớp điều khiển có nhiệm vụ kết nối để cung cấp các dịch vụ thông
suốt từ đầu đến cuối với bất kỳ loại giao thức và báo hiệu nào. Các chức năng quản lý,
chăm sóc khách hàng cũng được tích hợp trong lớp điều khiển.

1.5.4. Lớp ứng dụng và dịch vụ
Thành phần: Bao gồm các nút thực thi dịch vụ SEN (Service Excution Node).
Thực chất đây là các server dịch vụ cung cấp các ứng dụng cho khách hàng thông qua
lớp truyền tải.
Chức năng: Cung cấp các ứng dụng và dịch vụ như dịch vụ mạng thông minh IN,
dịch vụ internet…cho khách hàng. Lớp này thực hiện cung cấp các dịch vụ có băng
thông khác nhau và các mức chất lượng khác nhau. Một số loại dịch vụ sẽ do phía thuê
bao tự thực hiện điều khiển logic dịch vụ và truy nhập trực tiếp vào lớp ứng dụng và
dịch vụ, một số khác sẽ được điều khiển từ lớp điều khiển như dịch vụ thoại truyền
thống. Lớp ứng dụng và dịch vụ liên kết với lớp điều khiển thông qua các giao diện
mở API. Nhờ đó các nhà cung cấp dịch vụ có thể phát triển các ứng dụng và triển khai
nhanh chóng trên các dịch vụ mạng.

1.5.5. Lớp quản lý
Đây là một lớp đặc biệt xuyên suốt các lớp. Tại đây, người ta có thể triển khai kế
hoạch xây dựng mạng giám sát viễn thông như một mạng riêng theo dõi và điều phối


8

các thành phần mạng viễn thông đang hoạt động. Vì NGN dựa trên các giao diện mở
và cung cấp rất nhiều loại hình dịch vụ trong một mạng đơn nên mạng quản lý phải
làm việc trong một môi trường đa nhà đầu tư, đa nhà khai thác và đa dịch vụ.

1.6. Cấu trúc vật lý

Hình 1.5: Cấu trúc vật lý mạng NGN
NGN có rất nhiều các thành phần mạng cần quan tâm, nhưng ở đây ta chỉ đề cập
đến các thành phần thể hiện rõ sự tiến bộ của NGN so với các mạng trước đây.

 MG (Media Gateway) là một thiết bị vào ra đặc hiệu cung cấp phương tiện truyền
tải thông tin thoại, dữ liệu, fax và video giữa mạng gói IP và mạng PSTN.
 MGC (Media Gateway Controller) là đơn vị chức năng chính của Softswitch. Nó
đưa ra các quy luật xử lý cuộc gọi còn MG và SG sẽ thực hiện các quy luật đó.
Nó điều khiển SG thiết lập và kết thúc cuộc gọi, ngoài ra nó còn giao tiếp với hệ
thống OSS và BSS. MGC chính là chiếc cầu nối giữa các mạng có đặc tính khác
nhau như PSTN, mạng IP…Nó chịu trách nhiệm quản lý lưu lượng thoại và dữ
liệu qua các mạng khác nhau.
 SG (Signaling Gateway) là một thiết bị vào ra, nó tạo ra một chiếc cầu nối giữa
mạng báo hiệu số 7 với mạng IP dưới sự điều khiển của MGC. Nhiệm vụ của SG
là xử lý thông tin báo hiệu.
 Media server được dùng để xử lý các thông tin đặc biệt. Nó thực hiện các chức
năng mới:
 Chức năng voicemail cơ bản.


9

 Hộp thư fax tích hợp hay các thông báo có thể sử dụng e-mail hoặc các bản tin
ghi âm trước (pre-recorded message).
 Khả năng nhận diện tiếng nói (nếu có).
 Khả năng hội nghị truyền hình (video conference).
 Khả năng chuyển thoại sang văn bản (speech-to-text)
 Application Server/Feature Server
Server đặc tính là một server ở mức ứng dụng chứa một loạt các dịch vụ của doanh
nghiệp. Chính vì vậy nó còn được gọi là Server ứng dụng thương mại. Vì hầu hết các
Server này tự quản lý các dịch vụ và truyền thông qua mạng IP nên chúng không ràng
buộc nhiều với Softswith về việc phân chia hay nhóm các thành phần ứng dụng.

1.7. Các công nghệ đƣợc áp dụng cho mạng NGN

1.7.1. IP
IP là giao thức chuyển tiếp gói tin, nó đóng gói và chuyển gói tới đích một cách
hiệu quả sử dụng địa chỉ trong phần header của gói. IP cung cấp dịch vụ chuyển dữ
liệu hướng không kết nối, nó chỉ nỗ lực tối đa để chuyển gói tin tới đích chứ không
đảm bảo chất lượng dịch vụ. IP định nghĩa cơ cấu đánh số, cơ cấu chuyển tin, cơ cấu
định tuyến và các chức năng điều khiển ở mức thấp (ICMP). Gói IP chứa địa chỉ của
bên nhận, địa chỉ là số duy nhất trong toàn mạng và mang đầy đủ thông tin cần cho
việc chuyển gói tin tới đích.
Cơ cấu định tuyến có nhiệm vụ tính toán đường đi tới các nút trong mạng. Do vậy
cơ cấu định tuyến phải được cập nhật các thông tin về topo mạng, thông tin về nguyên
tắc chuyển tin và nó có khả năng hoạt động trong môi trường mạng gồm nhiều nút.
Kết quả tính toán của cơ cấu định tuyến được lưu trong các bản chuyển tin (forwarding
table) chứa thông tin về chặng tiếp theo để có thể gửi gói tin tới đích.
Dựa trên các bảng chuyển tin, cơ cấu chuyển tin để chuyển mạch các gói IP hướng
tới đích. Phương thức chuyển tin truyền thống là theo từng chặng một. Ở cách này,
mỗi nút mạng tính toán bảng chuyển tin một cách độc lập. Vì vậy, phương thức này
yêu cầu kết quả tính toán của phần định tuyến tại tất cả các nút phải nhất quán với
nhau. Sự không thống nhất của kết quả sẽ dẫn tới chuyển gói tin sai hướng dẫn đến
mất gói tin.
Kiểu chuyển tin theo từng chặng hạn chế khả năng của mạng. Ví dụ, nếu các gói
tin chuyển tới cùng một địa chỉ mà đi qua cùng một nút thì chúng sẽ được truyền qua
cùng một tuyến tới điểm đích. Điều này khiến mạng không thể thực hiện một số chức
năng khác như định tuyến theo đích, theo dịch vụ.
Tóm lại, IP là một giao thức chuyển mạch gói khả năng mở rộng cao,. Tuy nhiên
việc điều khiển lưu lượng rất khó thực hiện do phương thức định tuyến theo từng
chặng. Ngoài ra IP cũng không hỗ trợ chất lượng dịch vụ.


10

1.7.2. MPLS
MPLS là phương thức chuyển mạch phối hợp ưu điểm của IP và ATM. Trước khi
phương thức này ra đời người ta cũng quan tâm tới mô hình IP over ATM của IETF
xem IP như một lớp nằm trên lớp ATM. Phương thức tiếp cận xếp chồng này cho phép
IP và ATM hoạt động với nhau mà không cần thay đổi giao thức của chúng. Tuy nhiên
cách này không tận dụng được hết khả năng của ATM, không thích hợp với mạng
nhiều router và không thật hiệu quả trên một số mặt.
Công nghệ MPLS sử dụng cơ chế hoán đổi nhãn như của ATM để tăng tốc độ
truyền gói tin mà không cần thay đổi giao thức định tuyến của IP. Thiết bị CSR của
Toshiba ra đời năm 1994 là tổng đài ATM đầu tiên được điều khiển bằng giao thức IP
thay cho báo hiệu ATM.
 MPLS tách chức năng của IP router làm hai phần riêng biệt:
 Chức năng chuyển gói tin: có nhiệm vụ gửi gói tin giữa các router, sử dụng cơ
chế hoán đổi nhãn tương tự như trong ATM. Trong MPLS, nhãn là một số có
độ dài cố định và không phụ thuộc vào lớp mạng. Kỹ thuật hoán đổi nhãn thực
chất là việc tìm nhãn cho một gói tin trong một bảng các nhãn để xác định
tuyến của gói và nhãn mới của gói đó. Các router thực hiện kỹ thuật này gọi là
LSR (Label Switch Router).
 Chức năng điều khiển: gồm các giao thức định tuyến lớp mạng với nhiệm vụ
phân phối thông tin giữa các LSR, giao thức phân phối nhãn thiết lập nhãn
trong các bảng định tuyến.
MPLS có thể hoạt động được với các giao thức định tuyến internet khác như OSPF
(Open Shortest Path First) và BGP (Border Gateway Protocol)
 Một số ưu diểm của MPLS:
 MPLS đảm bảo chất lượng dịch vụ do MPLS hỗ trợ việc điều khiển lưu lượng
và cho phép thiết lập tuyến cố định. Ngoài ra, MPLS còn có cơ chế chuyển
tuyến (fast rerouting). Do MPLS là công nghệ chuyển mạch hướng kết nối , khả
năng bị ảnh hưởng bởi lỗi đường truyền cao hơn. Trong khi đó các dịch vụ mà
MPLS hỗ trợ lại yêu cầu dung lượng cao. Do vậy, khả năng phục hồi của MPLS
đảm bảo khả năng cung cấp dịch vụ của mạng không phụ thuộc vào cơ cấu khôi

phục lỗi của lớp vật lý bên dưới.
 Công nghệ MPLS giúp cho việc quản lý mạng được dễ dàng hơn. Do MPLS
quản lý việc chuyển tin theo các luồng thông tin, các gói tin thuộc một FEC có
thể được xác định bởi một giá trị của nhãn. Do vậy trong miền MPLS các thiết
bị đo lưu lượng mạng có thể dựa trên nhãn để phân loại các gói tin. Lưu lượng
đi qua các tuyến chuyển mạch nhãn(LSP) được giám sát 1 cách dễ dàng dùng
RTFM( realtime flow measurement). Bằng cách giám sát lưu lượng tại các


11

LSR, nghẽn lưu lượng sẽ được phát hiện và vị trí xảy ra nghẽn lưu lượng có thể
được xác định nhanh chóng. Tuy nhiên, giám sát lưu lượng theo phương thức
này không đưa ra được toàn bộ thông tin về chất lượng dịch vụ(ví dụ trễ từ
điểm đầu tới điểm cuối của miền MPLS). Việc đo trễ có thể được thực hiện bởi
giao thức lớp 2. Để giám sát tốc độ của mỗi luồng và đảm bảo các luồng lưu
lượng tuân thủ tính chất lưu lượng đã được định trước, hệ thống giám sát có thể
dùng 1 thiết bị nắn lưu lượng. Thiết bị này sẽ cho phép giám sát và đảm bảo
tuân thủ tính chất lưu lượng mà không cần thay đổi các tính chất hiện có.
Tóm lại, MPLS là một công nghệ chuyển mạch có nhiều triển vọng. MPLS có khả
năng nâng cao chất lượng dịch vụ của mạng IP truyền thống. Đồng thời cải thiện thông
lượng của mạng một cách đáng kể.
Ngoài ra, các công nghệ chuyển mạch mới được phát triển ngày càng cao để đảm
bảo nhu cầu phát triển ngày nay của mạng viễn thông


12

CHƢƠNG 2
CÔNG NGHỆ CHUYỂN MẠCH MỀM - SOFTSWITCH

2.1. Khái quát về công nghệ chuyển mạch mềm
2.1.1. Sự ra đời của công nghệ chuyển mạch mềm
Sự hình thành mạng thế hệ sau kéo theo sự ra đời của công nghệ chuyển mạch
mới. Hệ thống chuyển mạch mềm ra đời thay thế hệ thống chuyển mạch kênh còn
nhiều nhược điểm. Hệ thống chuyển mạch mềm chính là giải pháp để thực hiện mạng
thế hệ sau NGN.
Theo Nortel, Softswitch là một thành tố quan trọng nhất của mạng thế hệ sau
NGN. Họ định nghĩa: Softswitch (chuyển mạch mềm) là một phần mềm theo mô hình
mở có thể thực hiện được những chức năng thông tin phân tán trên một môi trường
máy tính mở và có những tính năng của mạng chuyển mạch thoại TDM truyền thống.
Chuyển mạch mềm có thể tích hợp thông tin thoại, số liệu và Video, nó có thể phiên
dịch giao thức giữa các mạng khác nhau, ví dụ như giữa mạng vô tuyến và mạng cáp.
Chuyển mạch mềm 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 và lớp 5
với các cổng VoIP, trong khi vẫn hoạt động trên môi trường máy tính mở chuẩn [7].
Còn theo CopperCom, Softswitch là tên gọi dùng cho một phương pháp tiếp cận
mới trong chuyển mạch thoại có thể giúp giải quyết được các thiếu sót của các chuyển
mạch trong tổng đài nội hạt truyền thống. Công nghệ Softswitch có thể làm giảm giá
thành của các tổng đài chuyển mạch nội hạt, cho phép tạo ra sự khác biệt về dịch vụ
giữa các nhà cung cấp dịch vụ và đơn giản hóa quá trình chuyển đổi từ mạng truyền
thống sang mạng hỗ trợ thoại gói từ đầu cuối đến đầu cuối (end-to-end) trong tương
lai.
Theo Acatel, Softswitch là ý tưởng về việc tách phần cứng mạng ra khỏi phần
mềm mạng. Trong mạng chuyển mạch kênh truyền thống, phần cứng và phần mềm
không độc lập với nhau. Mạng chuyển mạch kênh dựa trên những thiết bị chủ yếu với
mục đích phục vụ thông tin thoại. Những mạng dựa trên chuyển mạch gói hiệu quả
hơn thì sử dụng giao thức Internet (Internet Protocol) để định tuyến thông tin thoại và
số liệu qua các con đường khác nhau và qua các thiết bị được chia sẻ.
Trước hết ta xét Softswitch trong vai trò thay thế tổng đài nội hạt. Từ trước tới nay,
phần phức tạp nhất của một tổng đài nội hạt chính là phần mềm điều khiển quá trình

xử lý cuộc gọi. Phần mềm này làm nhiệm vụ định tuyến và thực hiện các các chức
năng xử lý cuộc gọi cho mọi loại hình dịch vụ khác nhau. Hiện nay, các tổng đài chạy
các phần mềm này trên các bộ xử lý được gắn liền với cơ cấu chuyển mạch. Trong


13

tương lai, chúng ta muốn triển khai điện thoại nội hạt trên nền chuyển mạch gói thay
thế chuyển mạch kênh. Vì vậy vấn đề đặt ra là việc các tổng đài nội hạt truyền thống
không thể làm việc trực tiếp với thông tin dạng gói sẽ cản trở quá trình chuyển đổi
này.
Một giải pháp cho vấn đề này là thiết kế ra thiết bị mà có thể chuyển mạch được
cho cả thông tin dạng kênh và dạng gói, cùng với những phần mềm cần thiết để xử lý
cuộc gọi được cài đặt trong thiết bị đó. Tuy nhiên giải pháp này cũng dẫn đến việc
phải đầu tư rất nhiều tiền của trong khi cũng không mang lại sự khác biệt về dịch vụ.
Vì vậy, một giải pháp khác cũng được các nhà nghiên cứu quan tâm và đánh giá là
tốt nhất, đó là việc tách chức năng xử lý cuộc gọi ra khỏi thiết bị chuyển mạch vật lý
và đưa ra một giao thức chuẩn để kết nối hai thành phần này với nhau. Trong thuật
ngữ Softswitch, chức năng chuyển mạch là do MG (Media Gateway) đảm nhiệm, còn
chức năng điều khiển cuộc gọi thuộc về MGC (Media Gateway Controller). Các nhà
nghiên cứu đã đưa ra sự đánh giá đó dựa vào những lý do sau:
Việc tách chức năng điều khiển và chuyển mạch tạo cơ hội cho các công ty nhỏ
vốn chỉ tập trung vào các phần mềm xử lý cuộc gọi hoặc phần mềm chuyển mạch gói
có thể phát triển và cạnh tranh trong thị trường viễn thông vốn từ lâu đã bị các công ty
lớn kiểm soát.
 Việc bóc tách chức năng này cũng cho phép có một giải pháp phần mềm chung
cho việc xử lý cuộc gọi cài đặt trên nhiều loại mạng khác nhau.
 Việc bóc tách tạo động lực cho các hệ điều hành, các môi trường máy tính chuẩn,
tiết kiệm đáng kể trong việc phát triển và ứng dụng các phần mềm xử lý cuộc gọi.
 Việc bóc tách chức năng 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 tối đa tiềm năng của mạng trong
tương lai.
Bên cạnh việc có thể đảm nhận vai trò tổng đài nội hạt, Softswitch còn được ứng
dụng làm tổng đài cấp cao hơn (Tandem/Transit). Trước hết ta hãy xét mô hình thường
thấy hiện nay: Một mạng tổng đài TDM cấp thấp nhất (lớp 5, tổng đài nội hạt, MSC
của tổng đài di động...) được nối với nhau bởi mạng lưới trung kế điểm - điểm phức
tạp và nối tới tổng đài chuyển tiếp cấp cao hơn (lớp 3, lớp 4). Khi một cuộc gọi diễn ra
giữa hai tổng đài cấp thấp, thông tin sẽ được đi trên trung kế nối trực tiếp giữa hai tổng
đài. Nếu các đường trung kế nối trực tiếp này đã được sử dụng hết, cuộc gọi có thể
được định tuyến thông qua tổng đài chuyển tiếp. Hoặc trong một số trường hợp khác,
như dịch vụ truy nhập hộp thư thoại hay quay số bằng giọng nói,... cuộc gọi lại được
định tuyến trực tiếp tới tổng đài chuyển tiếp để sử dụng các tài nguyên tập trung phục
vụ cho các dịch vụ cao cấp. Kiến trúc này đã bộc lộ một số nhược điểm sau:


14

 Chi phí điều hành và bảo dưỡng cao. Việc định lại cấu hình và nâng cấp mạng
lưới phải tiến hành liên tục để tránh hiện tượng nghẽn mạng. Hơn nữa, luôn phải
nâng cấp dung lượng mạng lớn hơn nhu cầu thực tế. Ví dụ, khi xây dựng thêm
một tổng đài nội hạt, đồng thời phải xây dựng thêm các nhóm trung kế từ tồng
đài đó đến tổng đài chuyển tiếp và tới các tổng đài nội hạt khác.
 Các trung kế điểm - điểm hoạt động với hiệu suất không cao vì chúng được thiết
kế để hoạt động trong các giờ cao điểm, trong khi đó những giờ cao điểm này lại
khác nhau trong các vùng của mạng.
 Nếu có nhiều tổng đài chuyển tiếp trong mạng, mỗi tổng đài đó lại được nối đến
nhiều tổng đài nội hạt, thì cuộc gọi có thể phải chuyển qua nhiều tổng đài chuyển
tiếp để đến được nơi lưu giữ tài nguyên mạng (như trong trường hợp hộp thư
thoại).

Trong mạng NGN, các tổng đài chuyển mạch kênh sẽ được thay thế bằng các tổng
đài chuyển mạch mềm. Kết nối các tổng đài chuyển mạch mềm là mạng chuyển mạch
gói đa dịch vụ IP/ATM/SDH. Phần tiếp cận các thuê bao của mạng NGN là các BAN
(Broadband Access Node) và IAD (Intergrated Access Device) hỗ trợ các loại đầu cuối
như máy tính, máy điện thoại IP, máy điện thoại thông thường,... Mạng NGN giao tiếp
với các mạng khác thông qua các MG (Media Gateway).

2.2. Lợi ích của chuyển mạch mềm
2.2.1. Đối với nhà khai thác và ngƣời sử dụng
Công nghệ chuyển mạch mềm trong mạng NGN giúp cho việc thực hiện, khai thác
và vận hành bảo dưỡng mạng một cách dễ dàng. Sau đây, ta sẽ xét một số lợi ích của
chuyển mạch mềm đối với nhà khai thác và người sử dụng:
 Những cơ hội mới về doanh thu
Công nghệ mạng và công nghệ chuyển mạch thế hệ mới cho ra đời nhiều dịch vụ
gia tăng hoàn toàn mới với nhiều ứng dụng cho thoại, số liệu và Video. Các dịch vụ
mới này hứa hẹn sẽ đem lại doanh thu cao hơn nhiều so với các dịch vụ thoại truyền
thống.
Ngoài ra, do sử dụng công nghệ chuyển mạch mềm, có tính chất phân tán, các nhà
cung cấp dịch vụ có thể cung cấp dịch vụ cho một nhóm nhỏ khách hàng, hay bất cứ
nơi nào và khi nào họ muốn.
 Thời gian triển khai ngắn
Công nghệ chuyển mạch mới dựa trên phần mềm nên các dịch vụ mới cũng được
xây dựng bằng phần mềm. Điều này cho phép việc triển khai dịch vụ mới cũng như
nâng cấp dịch vụ trở nên nhanh chóng hơn. Hơn nữa, nhà khai thác dịch vụ cũng có


15

thể mua một dịch vụ mới từ nhà cung cấp thứ ba để có thể nhanh chóng đưa dịch vụ
đến khách hàng.

 Khả năng thu hút khách hàng
Cùng với việc triển khai mạng thế hệ mới, việc sử dụng chuyển mạch mềm sẽ
mang đến cho khách hàng nhiều dịch vụ mới hấp dẫn đồng thời cho phép họ tự lựa
chọn và kiểm soát các dịch vụ thông tin do mình sử dụng.
 Giảm chi phí xây dựng, và điều hành mạng
Chi phí xây dựng cho các hệ thống chuyển mạch mềm là chi phí cho phần mềm,
không giống như kiểu chi phí cho các cơ cấu chuyển mạch kênh trước đây. Do đó
không đòi hỏi phải có vốn đầu tư lớn.
Bên cạnh đó, do chuyển mạch mềm cho phép khách hàng tự lựa chọn và kiểm soát
quá trình sử dụng dịch vụ của mình nên đã giúp giảm được một phần công việc của
nhà điều hành. Hơn thế nữa, khi sử dụng chuyển mạch mềm sẽ không còn những tổng
đài lớn tập trung, tiêu tốn năng lượng và nhân lực.
 Nâng cao hiệu quả sử dụng băng thông
Trong mô hình truyền thống hiện nay, hệ thống chuyển mạch thiết lập một kênh
dành riêng cho mỗi cuộc gọi và kênh này không được sử dụng cho mục đích nào khác
trong suốt quá trình đàm thoại. Tuy kỹ thuật TDM cho phép truyền nhiều kênh trên
một trung kế nhưng kênh giành riêng vẫn sử dụng tài nguyên mạng nhiều hơn nhu cầu
thực tế vì luôn tồn tại những khoảng lặng trong quá trình đàm thoại.
 Quản lý mạng hiệu quả hơn
Softswitch cho phép giám sát và điều chỉnh hoạt động mạng theo thời gian thực
đồng thời có thể nâng cấp hay thay đổi cấu hình mạng từ xa. Điều này giúp điều hành
quản lý mạng hiệu quả hơn.
 Cải thiện dịch vụ
Bằng cách lắp đặt thêm một máy chủ ứng dụng riêng mới (hay còn gọi là nâng cấp
phần mềm chuyển mạch) hay triển khai thêm một module của nhà cung cấp thứ ba,
các nhà khai thác có thể cung cấp dịch vụ mới một cách nhanh chóng và giá thành thấp
hơn so với chuyển mạch truyền thống.
 Tiết kiệm không gian đặt thiết bị
Softswitch giúp cho các ứng dụng được thi hành tại bất kì khu vực nào trên mạng.
Mạng có thể được cấu hình sao cho các máy chủ được bố trí gần những nơi mà nhu

cầu đối với nó là lớn. Các ứng dụng và tài nguyên có nhiệm vụ cung cấp các dịch vụ
và tính năng mới không nhất thiết phải đặt tại cùng một nơi trên mạng. Hơn thế nữa,
các thành phần của mạng NGN (đặc biệt là các MGC - Media Gateway Controller) sử
dụng chuyển mạch mềm có kích thước nhỏ và có tính phân tán nên sẽ tiết kiệm được
không gian đặt thiết bị.


16

 An toàn vốn đầu tư
Mạng NGN hoạt động trên nền tảng cơ sở hạ tầng sẵn có nên các nhà khai thác vẫn
tiếp tục sử dụng mạng truyền thống đồng thời triển khai thêm các dịch vụ mới. Điều
này giúp nhà khai thác không mất vốn đầu tư vào mạng cũ mà còn thu được lợi nhuận
từ dịch vụ do mạng mới cung cấp.
Ngoài những lợi ích kể trên, Softswitch còn cho phép khách hàng có được các dịch
vụ thoại, số liệu và Video qua đường dây điện thoại sẵn có (cùng với một đầu cuối
thông minh như PC,...) mà không cần quan tâm đến kiến trúc hạ tầng mạng. Các hệ
thống Softswitch tích hợp được với các thành phần mạng khác nhằm cung cấp các dịch
vụ phức tạp, cao cấp cho phép điều khiển cuộc gọi đa giao thức và hỗ trợ ứng dụng đa
phương tiện.
Bên cạnh việc ứng dụng lại các chức năng của điện thoại truyền thống trên một
mạng IP chi phí thấp hơn nhiều, Softswitch cho phép các nhà cung cấp xác lập, triển
khai và điều hành các dịch vụ mới, tính toán mức độ sử dụng các dịch vụ đó để tính
cước khách hàng trong tương lai của hai hệ thống trả trước hay trả sau. Bằng cách sử
dụng các giao diện lập trình mở (API - Application Programe Interface) trong
Softswitch, các nhà phát triển có thể tích hợp dịch vụ mới hay thêm các Server mới dễ
dàng. Các nhà khai thác cũng có thể truy nhập tới các danh mục có sẵn để hỗ trợ cho
các dịch vụ nhận dạng cuộc gọi (Call ID) hay trả lời có chọn lọc (Selective Ringing).
Softswitch nói chung gồm có một số những ứng dụng và dịch vụ cơ bản sau:
 Trung tâm cuộc gọi ảo

 Nhắn tin hợp nhất
 IP Centrex
 Hỗ trợ đa phương tiện
 Tương tác với PSTN
 Bao trùm hết tập tính năng của các chuyển mạch
 Thẻ gọi trả trước
 Tính cước
 Cuộc gọi khẩn cấp

2.2.2. So sánh giữa chuyển mạch kênh truyền thống và chuyển mạch mềm
Hệ thống chuyển mạch kênh truyền thống có thể được minh họa như hình sau: