Truyền tải báo hiệu trong mạng NGN luận văn tốt nghiệp đại học

§å ¸n tèt nghiÖp §¹i häc

Môc lôc

TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH

KHOA ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG

ĐỒ ÁN

TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Đề tài:

TRUYỀN TẢI BÁO HIỆU TRONG MẠNG NGN

Giảng viên hướng dẫn: THS. CAO THÀNH NGHĨA
Sinh viên thực hiện:

LÊ VĂN THỊNH
Lớp 48K ĐTVT

NGHỆ AN, THÁNG 1-2012

i


§å ¸n tèt nghiÖp §¹i häc

Môc lôc

MỤC LỤC

MUC LUC................................................................................................................ii
CAC THUÂT NGƯVA TƯVIÊT TĂT..................................................................iii
LƠI NOI ĐÂU..........................................................................................................vi
CHƯƠNG 1...........................................................................................................ix
MÔT SÔVÂN ĐÊVÊMANG THÊHÊMƠI NGN...................................................ix
1.1 Tông quan vê NGN......................................................................................x

1.1.1 Khai niêm......................................................................................................... x
1.1.2 Đăc điêm cua NGN.......................................................................................xi
1.1.3 Kiên truc cua mang NGN..............................................................................xii
1.1.4 Cac thanh phân chinh cua mang NGN........................................................xiv

1.2 Kêt nôi giưa mang NGN va mang PSTN truyên thông............................xvii

1.2.1 Sơ lươc vê bao hiêu trong PSTN................................................................xviii
1.2.2 Bao hiêu trong mang IP................................................................................xix
1.2.3 Kêt nôi bao hiêu giưa mang PSTN va mang IP..........................................xxi

CHƯƠNG 2.......................................................................................................xxii
TÔNG QUAN VÊHÊTHÔNG BAO HIÊU SÔ7..............................................xxii
2.1 Giơi thiêu chung vê bao hiêu va hê thông bao hiêu sô 7.......................xxiii
2.2 Câu truc hê thông mang bao hiêu sô 7...................................................xxiv
2.2.1 Cac thanh phân chinh cua mang bao hiêu sô 7........................................xxiv
2.2.2 Cac kiêu kiên truc bao hiêu.......................................................................xxvii
2.2.3 Cac ban tin bao hiêu trong mang bao hiêu sô 7......................................xxviii

2.3 Chông giao thưc bao hiêu sô 7................................................................xxxi

2.3.1 Phân truyên ban tin MTP.........................................................................xxxiii
2.3.2 Cac chưc năng ngươi sư dung MTP..........................................................xxxv

2.3.3 Ngươi sư dung SS7 (SS7 Users)..............................................................xxxviii
2.3.4 Cac phân ưng dung INAP, MAP, OMAP.......................................................xli

2.4 Vi du vê thiêt lâp cuôc goi đơn gian sư dung hê thông bao hiêu sô 7....xliv
CHƯƠNG 3....................................................................................................xlvii
TRUYÊN TAI BAO HIÊU SÔ7 TRONG NGN.............................................xlvii
3.1 SIGTRAN...............................................................................................xlviii

3.1.1 Giơi thiêu khai quat vê SIGTRAN............................................................xlviii
3.1.2 Cac kiên truc sư dung SIGTRAN................................................................xlix
3.1.3 Kiên truc giao thưc SIGTRAN.......................................................................liii
3.1.4 Cac yêu câu vê chưc năng đôi vơi SIGTRAN.............................................liii
3.1.5 Cac yêu câu vê bao mât trong SIGTRAN.....................................................lvi

3.2 Giao thưc truyên dân điêu khiên luông SCTP..........................................lvii

3.2.1 Khai niêm SCTP............................................................................................lvii
3.2.2 Đông lưc thuc đây đê phat triên SCTP.......................................................lvii
3.2.3 Mô hinh chưc năng cua SCTP.......................................................................lix
3.2.4 Khuôn dang goi tin SCTP.............................................................................lxiii
3.2.5 Cơ chê phân phat dư liêu trong SCTP..........................................................lxv

ii


§å ¸n tèt nghiÖp §¹i häc

Môc lôc

3.2.6 Cơ chê node đa đia chi cua STCP (Multi Homed Node).............................lxvi

3.2.7 Qua trinh thiêt lâp, truyên dư liêu va huy bo liên kêt giưa hai đâu cuôi
SCTP.....................................................................................................................lxvii

CHƯƠNG 4......................................................................................................lxix
CAC GIAO THƯC THICH ƯNG..................................................................lxix
TRUYÊN TAI BAO HIÊU SÔ7 TRONG NGN...............................................lxix
4.1 Giao thưc lơp thich ưng ngang hang ngươi sư dung phân truyên ban tin
mưc 2 cua SS7 (M2PA)...................................................................................lxx
4.1.1 Tông quan vê M2PA.....................................................................................lxx
4.1.2 Kiên truc chưc năng sư dung M2PA...........................................................lxxi
4.1.3 Cac dich vu cung câp bơi M2PA................................................................lxxii
4.1.4 Cac chưc năng cung câp bơi M2PA..........................................................lxxiii

4.2 Giao thưc lơp thich ưng ngươi sư dung phân truyên ban tin mưc 2 cua SS7
(M2UA)........................................................................................................lxxiv

4.2.1 Tông quan vê M2UA..................................................................................lxxiv
4.2.2 Sư dung M2UA giưa SG va MGC...............................................................lxxv
4.2.3 Cac chưc năng cung câp bơi lơp M2UA...................................................lxxvi
4.2.4 So sanh M2PA va M2UA...........................................................................lxxix

4.3 Giao thưc lơp thich ưng ngươi sư dung phân truyên ban tin mưc 3 cua SS7
(M3UA)........................................................................................................lxxxi

4.3.1 Tông quan vê M3UA.................................................................................lxxxi
4.3.2 Kiên truc giao thưc M3UA.......................................................................lxxxii
4.3.3 Cac dich vu cung câp bơi lơp M3UA.......................................................lxxxii
4.3.4 Chưc năng cua M2UA..............................................................................lxxxv
4.3.5 Cac câu hinh sư dung điên hinh................................................................xcii

4.4 Giao thưc lơp thich ưng ngươi sư dung SCCP (SUA)..............................xcv

4.4.1 Tông quan vê SUA.......................................................................................xcv
4.4.2 Kiên truc truyên tai bao hiêu.....................................................................xcvi
4.4.3 Cac dich vu cung câp bơi lơp SUA...........................................................xcviii
4.4.4 Cac chưc năng đươc cung câp bên trong lơp SUA.........................................c
4.4.5 So sanh M3UA va SUA.................................................................................ciii

4.5 Câu truc ban tin M2PA, M2UA, M3UA, SUA...........................................civ
KÊT LUÂN..........................................................................................................cvii
TAI LIÊU THAM KHAO.................................................................................cviii

CÁC THUẬT NGỮ VÀ TỪ VIẾT TẮT
AAL
ACF
ACK
ACM
ANM

ATM Adaptation Layer
Admission Confirmation
Acknowledgement
Acknowledgement
Address Complete Message
Answer Message

Lớp thích ứng ATM
Xác nhận chấp nhận đăng nhập
Bản tin xác nhận gói (SS7)
Bản tin hoàn thành địa chỉ (SS7)

Bản tin trả lời (SS7)
iii


§å ¸n tèt nghiÖp §¹i häc

API
APM
ARQ
ASP
AT
ATM
BICC
CIC
CS
DPE
DSP
DTMF
ETSI
GGSN
GK
GUI
GW
HTTP
IAM
ID
IDD
IETF
IN
INAP

IP
ISDN
ISUP
ITU
LEX
MFC
MG
MGC

Application Programming
Interface
Application Transport
Mechanism
Admission Request
Application Server Process
Access Tandem
Asynchronous Transfer Mode
Bearer Independent Call Control
Circuit Identification Code
Capability Set
Distributed Processing
Environment
Digital Signal Processing
Dual Tone Multiple Frequency
European Telecommunications
Standard Institute
Gateway GPRS Support Node
Gatekeeper
Graphical User Interface
Gateway

HyperText Transfer Protocol
Initial Address Message
Identifier
Interface Identifier
Internet Engineering Task Force
Intelligent Network
Intelligent Network Application
Part
Internet Protocol
Integrated Services Digital
Network
ISDN User Part
International
Telecommunications Union
Local Exchange
Multi Frequency Code
Media Gateway
Media Gateway Controller

MGCP Media Gateway Controller
Protocol

Môc lôc

Giao diện chương trình ứng dụng
Cơ chế truyền dẫn ứng dụng
Yêu cầu đăng nhập
Tiến trình server ứng dụng
Tổng đài truy nhập
Phương thức truyền không đồng bô

Giao thức điều khiển cuôc gọi đôc
lập kênh mang
Mã nhận dạng kênh (SS7)
Tập năng lực
Môi trường xử lý phân tán
Bô xử lý tín hiệu sô
Xung đa tần
Viện chuẩn hoá viễn thông châu Âu
Node hỗ trợ GPRS cổng
Giao diện người dùng đồ hoạ
Giao thức truyền tải siêu văn bản
Bản tin khởi tạo địa chỉ (SS7)
Nhận dạng
Nhận dạng giao diện
Nhóm kỹ thuật Internet
Mạng thông minh
Phần ứng dụng của mạng thông
minh
Giao thức Internet
Mạng sô đa dịch vụ tích hợp
Phần người dùng ISDN
Hiệp hôi viễn thông quôc tế
Tổng đài nôi hạt
Mã đã tần
Cổng phương tiện
Thiết bị điều khiển cổng phương
tiện
Giao thức điều khiển cổng phương
tiện
iv

§å ¸n tèt nghiÖp §¹i häc

MGU
MPLS
MTU
NAS
NGN
OAM
PBX
POTS
PRI
PSTN
QoS
RAS
REL
RFC
RGW
RLC
RTP
SCN
SCF
SDH
SG
SGCP
SGP
SGSN
SGU
SIP

SRF
SRP
SS7
SSF
STP
TCAP
TCP
TDM
UDP
VNPT

Media Gateway Unit
Multi-Protocol Label Switching
Maximum Transmission Unit
Network Access Servers
Next Generation Network
Operation Administration and
Maintenance
Private Branch Exchange
Plain Old Telephone System
Primary Interface
Public Switched Telephone
Network
Quality of Service
Registration, Admission and
Status
Release
Request For Common
Resident Gateway
Release Complete

Môc lôc

Đơn vị cổng phương tiện
Chuyển mạch nhãn đa giao thức
Đơn vị truyền dẫn lớn nhất
Các máy chủ truy nhập mạng
Mạng thế hệ sau
Vận hành khai thác và bảo dưỡng
Tổng đài nhánh nôi hạt
Hệ thông điện thoại truyền thông
Giao diện cơ bản
Mạng thoại chuyển mạch công công
Chất lượng dịch vụ
Đăng ký, chấp nhận và trạng thái

Bản tin giải phóng cuôc gọi (SS7)
Các chuẩn của IETF
Gateway nôi hạt
Hoàn thành giải phóng cuôc gọi
(SS7)
Real Time Transport Protocol
Giao thức truyền tải thời gian thực
Switched Circuit Network
Mạng chuyển mạch kênh
Service Control Function
Chức năng điều khiển dịch vụ
Synchronous Digital Hierarchy
Phân cấp sô đồng bô
Signalling Gateway

Cổng báo hiệu
Simple Gateway Control Protocol Giao thức điều khiển cổng đơn giản
Signalling Gateway Process
Tiến trình cổng báo hiệu
Serving GPRS Support Node
Node hỗ trợ GPRS đang phục vụ
Signalling Gateway Unit
Đơn vị cổng báo hiệu
Session Initiation Protocol
Giao thức khởi tạo phiên
Specialised Resource Function
Chức năng tài nguyên đặc biệt
Special Resource Point
Điểm tài nguyên đặc biệt
Signalling System number 7
Hệ thông báo hiệu sô 7
Service Switching Function
Chức năng chuyển mạch dịch vụ
Signalling Transfer Point
Điểm chuyển tiếp báo hiệu
Transaction Capabilities
Phần ứng dụng khả năng phiên
Application Part
Transfer Control Protocol
Giao thức điều khiển truyền tải
Time Division Multiplex
Ghép kênh phân chia theo thời gian
User Data gram Protocol
Giao thức truyền datagram người sử
dụng

VietNam Posts and
Tổng công ty bưu chính viễn thông
Telecommunications
Việt Nam
v


§å ¸n tèt nghiÖp §¹i häc

VoIP

Môc lôc

Voice over Internet Protocol

Truyền thoại qua giao thức Internet

LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay, trong ngành công nghiệp viễn thông đang diễn ra sự hôi tụ của
viễn thông với công nghệ thông tin, hôi tụ của các dịch vụ thoại truyền thông và
các dịch vụ dữ liệu mới. Điều này có ảnh hưởng lớn đến mạng viễn thông, đòi
hỏi mạng viễn thông phải có cấu trúc mở, linh hoạt, cung cấp nhiều loại dịch vụ
khác nhau cho người sử dụng, hiệu quả khai thác cao, dễ phát triển... Để đáp
ứng các yêu cầu này, môt sô nhà sản xuất thiết bị viễn thông và môt sô tổ chức
nghiên cứu về viễn thông đã đưa ra các ý tưởng và mô hình về cấu trúc mạng thế
hệ sau NGN.
Trong xu thế đó, ngành viễn thông Việt Nam cũng đang có những bước
chuyển biến và phát triển mới. Mạng viễn thông của Tổng Công ty Bưu chính
Viễn thông đã được sô hoá với các thiết bị hiện đại và các loại hình dịch vụ ngày
càng gia tăng cả về sô lượng và chất lượng. Bên cạnh VNPT, môt sô công ty

khác cũng đã và đang từng bước tham gia vào việc khai thác thị trường cung cấp
các dịch vụ viễn thông.
vi


§å ¸n tèt nghiÖp §¹i häc

Môc lôc

Đứng trước xu hướng tự do hoá thị trường, cạnh tranh và hôi nhập, việc
phát triển theo cấu trúc mạng thế hệ sau (NGN) với các công nghệ phù hợp là
bước đi tất yếu của viễn thông thế giới và mạng viễn thông Việt Nam. Trên thực
tế, VNPT đang từng bước triển khai hạ tầng cơ sở kỹ thuật và đã bước đầu cung
cấp môt sô dịch vụ NGN cho người sử dụng.
Với xu hướng chuyển dần sang mạng thế hệ sau như vậy, môt loạt các vấn
đề được đặt ra như kiến trúc mạng, phôi hợp điều khiển, báo hiệu giữa các phần
tử trong mạng, chất lượng dịch vụ cho mạng thế hệ sau. Trong đó, việc xây
dựng mạng báo hiệu giữa các phần tử trong mạng với các giao thức mới phù hợp
là môt vấn đề then chôt quyết định đến sự hoạt đông và chất lượng dịch vụ của
toàn bô mạng.
Trong nhiều năm qua, hệ thông báo hiệu sô 7 (SS7) với nhiều ưu điểm nổi
bật đã được sử dụng rông rãi trong mạng PSTN và đem lại những hiệu quả to
lớn. Với thực tế là chúng ta không thể triển khai ngay lập tức môt hệ thông
mạng mới trọn vẹn, thay thế toàn bô hạ tầng cơ sở mạng hiện tại, vấn đề đặt ra là
phải có sự phôi hợp hoạt đông giữa mạng hiện tại và mạng NGN, và môt trong
những vấn đề đó là phải truyền tải được báo hiệu PSTN mà quan trọng là SS7
qua nền tảng mạng NGN. Điều này có nghĩa là phải xây dựng môt giao thức
mới, phù hợp để có thể cho phép thực hiện báo hiệu SS7 giữa các phần tử mạng
trên nền IP (SS7 over IP). Để làm được điều này, môt loạt câu hỏi được đặt ra
như: SS7 over IP có sẵn sàng không? Có thể phát triển lên từ mạng SS7 hiện tại

không? đô khả dụng và tin cậy? Sự mềm dẻo và phân cấp? Để giải quyết những
vấn để này, IETF đã xây dựng môt giao thức mới, cho phép truyền tải tin cậy
báo hiệu PSTN nói riêng và đặc biệt là SS7 trên nền IP – giao thức SIGTRAN.
Đồ án "Truyền tải báo hiệu SS7 trong NGN" sẽ mô tả chi tiết đặc điểm,
kiến trúc giao thức, vị trí ứng dụng của SIGTRAN cũng như là giao thức truyền
tải báo hiệu mới SCTP, sau khi đã trình bày những khái niệm chung nhất có tính
chất nền tảng về mạng NGN và hệ thông báo hiệu sô 7. Đồ án cũng sẽ trình bày
kỹ lưỡng về các lớp thích ứng hỗ trợ truyền tải báo hiệu sô 7 qua mạng NGN.
Đồ án gồm 4 chương:

vii


§å ¸n tèt nghiÖp §¹i häc

Môc lôc

Chương 1: Giới thiệu tổng quan về mạng thế hệ sau NGN, khái niệm, kiến
trúc, đưa ra mô hình NGN cũng như những vấn đề cơ bản để kết nôi báo hiệu
mạng PSTN và mạng NGN.
Chương 2: Trình bày khái quát những vấn đề cơ bản về hệ thông báo hiệu
sô 7: đặc điểm, ưu điểm, các thành phần mạng, chồng giao thức.
Chương 3: Trình bày về chồng giao thức SIGTRAN và giao thức truyền
tải báo hiệu mới SCTP.
Chương 4: Trình bày chi tiết về các giao thức nằm trong phân lớp thích
ứng hỗ trợ truyền tải báo hiệu SS7 qua mạng NGN, đó là: M2PA, M2UA,
M3UA, SUA.
Tuy SIGTRAN đã được ứng dụng và triển khai thực tế trong nhiều thiết bị
của các hãng nhưng việc nghiên cứu về chồng giao thức này và các vấn đề liên
quan đòi hỏi môt kiến thức sâu rông và sự đầu tư thoả đáng về thời gian. Do

vậy, chắc chắn đồ án không tránh khỏi những sai sót cũng như còn nhiều vấn đề
chưa thoả đáng, cần được xem xét thấu đáo hơn. Rất mong nhận được sự chỉ bảo
của các thầy cô giáo cùng sự góp ý và phê bình của các bạn.
Em xin chân thành cảm ơn Th.S Cao Thành Nghĩa và các thầy cô giáo
trong khoa Điện tử viễn thông đã tạo mọi điều kiện giúp đỡ và tận tình hướng
dẫn em trong suôt quá trình thực hiện đồ án này.

viii


§å ¸n tèt nghiÖp §¹i häc

Môc lôc

CHƯƠNG 1
MỘT SỐ VẤN ĐỀ VỀ MẠNG THẾ HỆ MỚI NGN
Ngày nay chúng ta đang chứng kiến sự thay đổi mang tính cách mạng
trong thị trường dịch vụ thông tin. Sự thay đổi này không chỉ liên quan đến các
nhà sản xuất thiết bị, các nhà cung cấp dịch vụ và các nhà nghiên cứu thị trường
viễn thông mà còn cho tới nhiều người trong nhiều lĩnh vực khác nhau của xã
hôi. Phương thức mà con người trao đổi thông tin với nhau, giao tiếp với nhau
và kinh doanh các dịch vụ viễn thông cũng đang dần dần thay đổi theo cùng nền
công nghiệp viễn thông. Các kênh thông tin trong mạng viễn thông hiện đại
không chỉ còn mang thông tin thoại truyền thông mà còn truyền tải cả sô liệu,
video, tin nhắn... Thông tin thoại, sô liệu, fax, video và các dịch vụ khác đang
được cung cấp tới các thiết bị đầu cuôi là điện thoại, thiết bị di đông, máy tính
cá nhân... và hàng loạt các thiết bị khác. Lưu lượng thông tin sô liệu ngày nay đã
vượt xa lưu lượng thông tin thoại và vẫn không ngừng tăng với tôc đô gấp nhiều
lần tôc đô gia tăng của lưu lượng thông tin thoại truyền thông. Chuyển mạch
kênh, vôn là đặc trưng của mạng PSTN truyền thông đã không còn thích hợp

nữa và đang nhường bước cho hệ thông chuyển mạch mới trong mạng thế hệ sau
NGN (Next Generation Network).
Tuy nhiên, vì các lý do kỹ thuật và kinh tế mà hạ tầng mạng PSTN truyền
thông không thể bị thay thế môt cách tức thì, vì thế mạng NGN phải được tính

ix


§å ¸n tèt nghiÖp §¹i häc

Môc lôc

đến sự tương thích với môi trường của các mạng có sẵn. Trong quá trình phát
triển, vôn đầu tư sẽ dần dịch chuyển từ hạ tầng mạng chuyển mạch kênh hiện
nay sang hạ tầng mạng thế hệ sau.
Chương đầu tiên của cuôn đồ án này sẽ đề cập đến môt sô vấn đề tổng quan
về mạng NGN như: khái niệm, kiến trúc mạng, các thành phần cơ bản của mạng
NGN... Tiếp đó là các vấn đề quan tâm về việc kết nôi giữa mạng hiện tại và
mạng NGN.
1.1 Tổng quan về NGN
1.1.1 Khái niệm
Cho tới hiện nay, mặc dù các tổ chức viễn thông quôc tế và cung các nhà
cung cấp thiết bị viễn thông trên thế giới đều rất quan tâm và nghiên cứu về
chiến lược phát triển NGN nhưng vẫn chưa có môt định nghĩa cụ thể và chính
xác nào cho mạng NGN. Do đó định nghĩa mạng NGN nêu ra ở đây không thể
bao hàm hết mọi chi tiết về mạng thế hệ mới, nhưng nó có thể là khái niệm
tương đôi chung nhất khi đề cập đến NGN.
Bắt nguồn từ sự phát triển của công nghệ thông tin, công nghệ chuyển
mạch gói và công nghệ truyền dẫn băng rông, mạng thông tin thế hệ mới (NGN)
ra đời là mạng có cơ sở hạ tầng thông tin duy nhất dựa trên công nghệ chuyển

mạch gói, triển khai các dịch vụ môt cách đa dạng và nhanh chóng, đáp ứng sự
hôi tụ giữa thoại và sô liệu, giữa cô định và di đông.
Như vậy, có thể xem mạng thông tin thế hệ mới là sự tích hợp mạng thoại
PSTN, chủ yếu dựa trên kỹ thuật TDM, với mạng chuyển mạch gói, dựa trên kỹ
thuật IP/ATM. Nó có thể truyền tải tất cả các dịch vụ vôn có của PSTN đồng
thời cũng có thể nhập môt lượng dữ liệu rất lớn vào mạng IP, nhờ đó có thể
giảm nhẹ gánh nặng của PSTN.
Tuy nhiên, NGN không chỉ đơn thuần là sự hôi tụ giữa thoại và dữ liệu mà
còn là sự hôi tụ giữa truyền dẫn quang và công nghệ gói, giữa mạng cô định và
di đông. Vấn đề chủ đạo ở đây là làm sao có thể tận dụng hết lợi thế đem đến từ
quá trình hôi tụ này. Môt vấn đề quan trọng khác là sự bùng nổ nhu cầu của
người sử dụng cho môt khôi lượng lớn dịch vụ và ứng dụng phức tạp bao gồm

x


§å ¸n tèt nghiÖp §¹i häc

Môc lôc

cả đa phương tiện, phần lớn trong đó là không được trù liệu khi xây dựng các hệ
thông mạng hiện nay.
1.1.2 Đặc điểm của NGN
Mạng NGN có 4 đặc điểm chính là:
 Nền tảng là hệ thông mạng mở.
 Mạng NGN là do mạng dịch vụ thúc đẩy, nhưng dịch vụ phải thực
hiện đôc lập với mạng lưới.
 Mạng NGN là mạng chuyển mạch gói, dựa trên môt giao thức
thông nhất.
 Là mạng có dung lượng ngày càng tăng, có tính thích ứng cũng

ngày càng cao, có đủ dung lượng để đáp ứng nhu cầu.
Nền tảng là hệ thống mạng mơ
Do áp dụng cơ cấu mở mà :
- Các khôi chức năng của tổng đài truyền thông chia thành các phần tử
mạng đôc lập, các phần tử được phân theo chức năng tương ứng, và phát
triển môt cách đôc lập.
- Giao diện và giao thức giữa các bô phận phải dựa trên các tiêu chuẩn
tương ứng.
Việc phân tách làm cho mạng viễn thông vôn 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 nôi thông giữa các mạng có cấu hình khác nhau.
Mạng NGN là do mạng dịch vụ thúc đẩy
Mạng NGN là mạng dịch vụ thúc đẩy, với đặc điểm :
• Chia tách dịch vụ với điều khiển cuôc gọi
• Chia tách cuôc gọi với truyền tải
Mục tiêu chính của chia tách là làm cho dịch vụ thực sự đôc lập với mạng,
thực hiện môt cách linh hoạt và có hiệu quả việc cung cấp dịch vụ. Thuê bao có
thể tự bô trí và xác định đặc trưng dịch vụ của mình, không quan tâm đến mạng
xi


§å ¸n tèt nghiÖp §¹i häc

Môc lôc

truyền tải dịch vụ và loại hình đầu cuôi. Điều đó làm cho việc cung cấp dịch vụ
và ứng dụng có tính linh hoạt cao.
Mạng NGN là mạng chuyển mạch gói, dựa trên một 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 môt trong các mạng đó làm nền tảng để xây
dựng cơ sở hạ 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 cuôi cùng rồi cũng tích hợp trong môt mạng
IP thông 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 nôi
thông các mạng khác nhau; con người lần đầu tiên có được giao thức thông 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 quôc 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 chuyển mạch kênh về mặt khả năng hỗ trợ lưu lượng thoại và cung
cấp chất lượng dịch vụ đảm bảo cho sô liệu. Tôc đô đổi mới nhanh chóng trong
thế giới Internet được tạo điều kiện bởi sự phát triển của các tiêu chuẩn mở sẽ
sớm khắc phục những thiếu sót này.
1.1.3 Kiến trúc của mạng NGN
Kiến trúc của mạng NGN được chia thành 4 lớp chức năng cơ bản là:
 Lớp ứng dụng và dịch vụ
 Lớp điều khiển
 Lớp truyền tải
 Lớp truy nhập

Lớp chuyển tải (Media)
Lớp truy nhập (Access)
Hình 1.1 Kiến trúc logic mạng thế hệ mới NGN

Lớp quản lý

Ngoài các lớp Lớp
cơ bản

trên, trong
kiến trúc mạng NGN cũng như các
ứngnêu
dụng/dịch
vụ (Application/service)
mạng nói chung còn có lớp chức năng quan trọng nữa là lớp quản lý mạng.
Lớp điều khiển (Control)

xii


§å ¸n tèt nghiÖp §¹i häc

Môc lôc

Dưới đây sẽ mô tả khái quát chức năng và đặc trưng của các lớp trong kiến
trúc mạng NGN

Lớp ứng dụng và dịch vụ mạng
Lớp ứng dụng và dịch vụ mạng được tổ chức thành môt lớp duy nhất cho
toàn mạng nhằm đảm bảo cung cấp dịch vụ đến tận nhà thuê bao môt cách thông
nhất. Sô lượng nút ứng dụng và dịch vụ phụ thuôc vào lưu lượng dịch vụ cũng
như sô lượng và loại hình dịch vụ, được tổ chức phân tán theo dịch vụ đảm bảo
an toàn hệ thông. Lớp này được liên kết với lớp điều khiển thông qua các giao
diện mở.
Lớp điều khiển
Lớp điều khiển được tổ chức thành 1 cấp thay vì 3 – 4 cấp như cấu trúc
mạng PSTN truyền thông nhằm giảm tôi đa cấp mạng và tận dụng năng lực xử
lý cuôc gọi rất lớn của thiết bị điều khiển thế hệ mới, giảm chi phí đầu tư trên
mạng.

Lớp điều khiển có chức năng điều khiển lớp chuyển tải và lớp truy nhập
cung cấp các dịch vụ mạng NGN gồm nhiều modun như modun điều khiển kết
nôi ATM, MPLS, điều khiển định tuyến IP, điều khiển kết nôi thoại, xử lý các
báo hiệu mạng bao gồm SS7, SIP, MEGACO...
Lớp chuyển tải

xiii


§å ¸n tèt nghiÖp §¹i häc

Môc lôc

Lớp chuyển tải phải có khả năng chuyển tải các loại lưu lượng như ATM,
IP.. Lớp chuyển tải được tổ chức thành hai cấp: đường trục quôc gia và vùng
thay vì 3-4 cấp như trong mạng PSTN hiện nay.
Lớp truy nhập
Lớp truy nhập gồm toàn bô các nút truy nhập được tổ chức không phụ
thuôc theo địa giới hành chính. Các nút truy nhập của các vùng lưu lượng chỉ
được kết nôi đến nút chuyển mạch đường trục của vùng đó qua các nút chuyển
mạch nôi vùng.
Lớp quản ly
Lớp quản lý mạng là phần thiết bị quản lý mạng tập trung xuyên suôt tất cả
các lớp khác. Lớp này thực hiện các chức năng quản lý như tính cước, hỗ trợ
vận hành, các xử lý liên quan tới thuê bao hay cung cấp dịch vụ tới khách hàng.
Lớp quản lý mạng có thể tương tác với các lớp khác thông qua các giao diện
chuẩn hay giao diện lập trình ứng dụng mở API.
1.1.4 Các thành phần chính của mạng NGN
Trong mạng viễn thông thế hệ mới có rất nhiều thành phần cần quan tâm,
nhưng ở đây ta chỉ nghiên cứu những thành phần chính thể hiện rõ nét sự khác

biệt của NGN so với mạng viễn thông truyền thông. Cụ thể là :
 Media Gateway (MG)
 Media Gateway Controller (MGC - Call Agent - Softswitch)
 Signaling Gateway (SG)
 Media Server (MS)
 Application Server (Feature Server)
Media Gateway (MG)
Media Gateway cung cấp phương tiện để truyền tải thông tin thoại, dữ liệu,
fax và video giữa mạng gói IP và mạng PSTN. Trong mạng PSTN, dữ liệu thoại
được mang trên kênh DS0. Để truyền dữ liệu này vào mạng gói, mẫu thoại cần
được nén lại và đóng gói. Đặc biệt ở đây người ta sử dụng môt bô xử lý tín hiệu
sô DSP (Digital Signal Processors) thực hiện các chức năng : chuyển đổi AD

xiv


§å ¸n tèt nghiÖp §¹i häc

Môc lôc

(analog to digital), nén mã thoại/ audio, triệt tiếng dôi, bỏ khoảng lặng, mã hóa,
tái tạo tín hiệu thoại, truyền các tín hiệu DTMF.
Môt sô chức năng chính của môt Media Gateway :
- Truyền dữ liệu thoại sử dụng giao thức RTP (Real Time Protocol)
- Cung cấp khe thời gian T1 hay tài nguyên xử lý tín hiệu sô (DSP - Digital
Signal Processing) dưới sự điều khiển của Media Gateway Controller
(MGC).
- Quản lý tài nguyên DSP cho dịch vụ này
Signalling Gateway (SG)
Signaling Gateway tạo ra môt chiếc cầu giữa mạng báo hiệu SS7 với mạng

IP dưới sự điều khiển của Media Gateway Controller (MGC).
SG làm cho Softswitch giông như môt nút SS7 trong mạng báo hiệu SS7.
Nhiệm vụ của SG là xử lý thông tin báo hiệu.
Các chức năng chính của Signaling Gateway:
- Cung cấp môt kết nôi vật lý đến mạng báo hiệu.
- Truyền thông tin báo hiệu giữa Media Gateway Controller và Signaling
Gateway thông qua mạng IP.
- Cung cấp đường dẫn truyền dẫn cho thoại, dữ liệu và các dạng dữ liệu
khác. (Thực hiện truyền dữ liệu là nhiệm vụ của Media Gateway).
- Cung cấp các hoạt đông SS7 có sự sẵn sàng cao cho các dịch vụ viễn
thông.
Media Gateway Controller (MGC)
MGC là đơn vị chức năng chính của Softswitch. Nó đưa ra các quy luật xử
lý cuôc gọi, còn MG và SG sẽ thực hiện các quy luật đó. Nó điều khiển SG thiết
lập và kết thúc cuôc gọi.
MGC chính là chiếc cầu nôi giữa các mạng có đặc tính khác nhau, như
PSTN, SS7, mạng IP. Nó chịu trách nhiệm quản lý lưu lượng thoại và dữ liệu
qua các mạng khác nhau. Nó còn được gọi là Call Agent do chức năng điều
khiển các bản tin .
xv


§å ¸n tèt nghiÖp §¹i häc

Môc lôc

Môt MGC kết hợp với MG, SG tạo thành cấu hình tôi thiểu cho Softswitch.
Các chức năng của Media Gateway Controller
- Quản lý cuôc gọi
- Các giao thức thiết lập cuôc gọi thoại: H.323, SIP

- Giao thức điều khiển truyền thông: MGCP, Megaco, H.248
- Quản lý lớp dịch vụ và chất lượng dịch vụ
- Giao thức quản lý SS7: SIGTRAN (SS7 over IP)
- Xử lý báo hiệu SS7
- Thực hiện định tuyến cuôc gọi
- Ghi lại các thông tin chi tiết của cuôc gọi để tính cước (CDR- Call
Detail Record)
- Điều khiển quản lý băng thông
- Đăng ký Gatekeeper
- Đôi với Media Gateway :
+

Xác định và cấu hình thời gian thực cho các DSP

+ Phân bổ kênh DS0
+ Truyền dẫn thoại ( mã hóa, nén, đóng gói)
- Đôi với Signaling Gateway, MGC cung cấp :
+ Các loại SS7
+ Các bô xử lý thời gian
+ Cấu hình kết nôi
+ Mã của nút mạng hay thông tin cấu hình
Media Server
Media Server là thành phần tuỳ chọn của Softswitch, được sử dụng để xử
lý các thông tin đặc biệt. Môt Media Server phải hỗ trợ phần cứng DSP với hiệu
suất cao nhất.
Các chức năng chính của môt Media Server :
xvi


§å ¸n tèt nghiÖp §¹i häc

Môc lôc

- Chức năng voicemail cơ bản.
- Hôp thư fax tích hợp hay các thông báo có thể sử dụng e-mail hay các
bản tin ghi âm trước (pre-recorded message).
- Khả năng nhận dạng tiếng nói (nếu có).
- Khả năng hôi nghị truyền hình (video conference).
- Khả năng chuyển thoại sang văn bản (speech-to-text)
Application Server/Feature Server
Server đặc tính là môt server ở mức ứng dụng chứa môt 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 buôc nhiều với Softswith về việc phân chia hay nhóm
các thành phần ứng dụng.
Chức năng của Feature Server là xác định tính hợp lệ và hỗ trợ các thông sô
dịch vụ thông thường cho hệ thông đa chuyển mạch.
1.2 Kết nối giữa mạng NGN và mạng PSTN truyền thống
Chúng ta thấy rằng mạng NGN - môt mạng chuyển mạch gói dựa trên giao
thức IP sẽ mang lại cho khách hàng nhiều dịch vụ mới với tính linh hoạt và đa
dụng cao hơn. Tuy nhiên, khách hàng cũng đòi hỏi các dịch vụ mới trên nền
NGN phải đáp ứng được QoS và các đặc tính của môt mạng thông minh như họ
đã có ở mạng PSTN như đô tin cậy, đô khả dụng, an toàn và chất lượng dịch vụ.
Do đó, có thể nhận thấy rằng trong tương lai gần, hạ tầng mạng PSTN truyền
thông không thể bị thay thế môt cách tức thì, vì thế mạng NGN phải được tính
đến sự tương thích với môi trường của các mạng có sẵn. Do vậy, việc kết nôi
giữa mạng NGN và mạng PSTN truyền thông là môt vấn đề rất đáng quan tâm.
Để đáp ứng các yêu cầu của thị trường thì phải có môt kiến trúc báo hiệu
mới cho phép người sử dụng có thể tiếp cận với các đặc điểm tích cực của cả hai
mạng NGN và PSTN. Kiến trúc này sẽ phải dựa nhiều vào các gateway giữa

mạng NGN và PSTN. Chúng không chỉ có chức năng kết nôi đơn thuần mà còn
phải cho phép chuyển đổi báo hiệu giữa hai mạng. Môt gateway lý tưởng phải

xvii


§å ¸n tèt nghiÖp §¹i häc

Môc lôc

cung cấp khả năng kết nôi giữa các giao thức chuẩn khác nhau, nhưng cũng phải
đủ mềm dẻo để hỗ trợ các giao thức có tính riêng biệt.
Vì NGN thực chất là môt mạng gói hoạt đông dựa trên giao thức IP nên
trong phần này chúng ta se xem xét sơ lược về việc kết nôi báo hiệu giữa mạng
PSTN và mạng IP.
1.2.1 Sơ lược về báo hiệu trong PSTN
PSTN phát triển cùng với rất nhiều giao thức khác nhau phản ánh những kỹ
thuật phổ biến nhất trong giai đoạn đó. Ví dụ, kỹ thuật xung quay sô ( Dial
Pulse) đã được thay thế bằng MFC. Đó là môt kiểu báo hiệu “trong băng” hay
còn gọi là báo hiệu kênh kết hợp CAS, sử dụng cùng môt mạng để truyền báo
hiệu và tín hiệu thoại. Kỹ thuật báo hiệu trong băng được thay thế bởi mạng SS7
vào những năm 1970. Giao thức SS7 trao đổi thông tin giữa các phần tử trong
mạng PSTN bằng cách sử dụng các tuyến dành riêng để truyền các bản tin báo
hiệu đặc biệt. Kiểu báo hiệu này được gọi là báo hiệu “ngoài băng” hay báo hiệu
kênh chung CCS bởi vì mạng báo hiệu được tách biệt ra khỏi mạng truyền tải
thoại. Sự tách biệt này làm tăng đáng kể chất lượng dịch vụ của mạng bằng cách
làm tăng sô đường dây và trung kế rỗi để thiết lập được nhiều cuôc gọi hơn, và
bằng cách cho phép truyền được nhiều dữ liệu hơn với tôc đô cao hơn. Báo hiệu
ngoài băng cũng cho phép thực hiện các chức năng của mạng thông minh IN
bằng cách cho phép truy nhập vào các cơ sở dữ liệu đặc biệt được sử dụng bởi

mạng IN. Những dịch vụ giá trị gia tăng này gồm: di đông sô nôi hạt (LNP –
local number portability), chuyển tiếp cuôc gọi, nhận dạng chủ gọi, định tuyến
cuôc gọi... Những đặc điểm miêu tả trên liên quan đến mạng báo hiệu trung kế
(liên đài). PSTN cũng có thể thông tin trực tiếp với các thuê bao được kết nôi từ
xa tới các mạng truy nhập mà đựơc nôi với PSTN thông qua các giao thức truy
nhập như V5.2, GR – 303... Các thuê bao được kết nôi tới mạng truy nhập cũng
có thể có được các đặc tính và dịch vụ giá trị gia tăng như các thuê bao được kết
nôi trực tiếp tới mạng PSTN thông qua các trung kế PRI.
Mạng truy nhập trở nên quan trọng trong công nghiệp viễn thông với sự bãi
bỏ các quy định. Xuất hiện yêu cầu các nhà cung cấp dịch vụ phải có được các
giao diện với môt sô lượng lớn các giao thức chuẩn. Đó là những bước quan

xviii


§å ¸n tèt nghiÖp §¹i häc

Môc lôc

trọng đầu tiên để tiến tới môt mạng kiến trúc mở. Những dịch vụ này là những
yêu cầu cơ bản của bất cứ mạng hiện đại nào, bao gồm cả mạng thế hệ mới.
Các cuôc gọi thoại qua PSTN là trên cơ sở chuyển mạch kênh, có nghĩa là
môt kênh truyền dẫn từ đầu cuôi tới đầu cuôi dành riêng được mở qua mạng cho
mỗi cuôc gọi. Những kênh dành riêng này bao gồm môt đường vật lý từ thuê
bao đến tổng đài. Trên quan điểm đó, các bô ghép kênh sô được sử dụng để
tăng khả năng truyền dẫn . Các kênh dành riêng cho mỗi cuôc gọi thực hiện các
kỹ thuật ghép kênh phân chia theo thời gian TDMA hay phân chia theo tần sô
FDMA.
1.2.2 Báo hiệu trong mạng IP
Ngược lại với mạng chuyển mạch kênh PSTN, mạng IP là môt mạng phân

tán trên cơ sở gói. Không có kênh dành riêng nào được tạo ra cho việc truyền
dẫn mỗi bản tin dữ liệu. Các bản tin dài được chia tách thành các gói tin ngắn,
mỗi gói tin đều chứa địa chỉ đến. Các gói tin được truyền qua các nút trung gian
(router), nơi mà chúng được lưu giữ trong thời gian ngắn trước khi được truyền
tới node tiếp theo. Vì tuyến hiệu quả nhất qua Internet có thể thay đổi qua vài
tuyến truyền dẫn nên mỗi gói tin có thể đi qua môt tuyến khác nhau để đi đến
địa chỉ đích.
Báo hiệu được sử dụng trong thế hệ đầu tiên của các sản phẩm VoIP bị giới
hạn bởi chức năng của nó. Các thủ tục thiết lập và huỷ bỏ cuôc gọi cơ bản đều
có thể thực hiện, nhưng các dịch vụ PSTN/IN lại chưa thể tiếp cận được. Như
các phương thức báo hiệu cũ của PSTN, luồng dữ liệu và thông tin báo hiệu
được mang trên cùng môt mạng IP. Luồng dữ liệu, đã được phân chia thành các
gói tin như đã mô tả ở trên, được truyền tải bằng giao thức truyền tải thời gian
thực RTP. Cấu trúc của các gói tin được xác định bằng giao thức IP.
Bên cạnh đó, vì mạng IP là môt mạng chuyển mạch gói không hướng kết
nôi nên các gói tin riêng biệt của mỗi tín hiệu thoại di chuyển qua các tuyến
đường khác nhau để rồi phải được tổng hợp theo đúng thứ tự tại đích đến cuôi
cùng. Đặc điểm này cho phép sử dụng nguồn tài nguyên mạng hiệu quả hơn
mạng PSTN nhưngđồng thời cũng làm tăng nguy cơ mất gói.
Thông tin báo hiệu được sử dụng trong mạng gói IP dựa trên các giao thức
đang phát triển. H.323 là môt trong những giao thức chuẩn đầu tiên để báo hiệu
xix


§å ¸n tèt nghiÖp §¹i häc

Môc lôc

trong mạng VoIP. Các chuẩn giao thức đang được phát triển khác bao gồm: SIP,
SS7oIP, RSGP, MGCP, MEGACO....

Trong mạng IP, thông tin báo hiệu được truyền giữa các phần tử chức năng
sau:
- Media Gateway: môt MG sẽ kết cuôi các cuôc gọi thoại trên các trung kế
liên đài từ mạng PSTN, nén và đóng gói dữ liệu, và phân phát các gói tin này
trên mạng IP. Đôi với các cuôc gọi xuất phát từ mạng IP, MG thực hiện những
chức năng này theo thứ tự ngược lại. Đôi với các cuôc gọi ISDN từ mạng PSTN,
thông tin báo hiệu chuẩn Q.931 được truyền từ MG tới MGC để xử lý.
- Media Gateway Controller: môt MGC thực hiện việc đăng ký và quản lý
các tài nguyên tại các MG. Môt MGC trao đổi các bản tin ISUP với các tổng đài
trung tâm thông qua các SG.
- Signalling Gateway: môt SG cung cấp sự kết nôi trong suôt giữa mạng IP
và mạng chuyển mạch gói. Môt SG có thể nhận hay biên dịch và chuyển tiếp tín
hiệu báo hiệu SS7 qua mạng IP tới môt MGC hay tới các SG khác. Bởi vì tầm
quan trọng của nó trong mạng, các SG thường được triển khai thành nhóm hai
hoặc ba để đảm bảo đô dự phòng cao.

Hình 1.2 Các phần tử chủ yếu trong mạng NGN

xx


§å ¸n tèt nghiÖp §¹i häc

Môc lôc

1.2.3 Kết nối báo hiệu giữa mạng PSTN và mạng IP
Như đã thấy ở trên, chúng ta thấy rằng Signalling Gateway báo hiệu chính
là câu trả lời cho thách thức về việc kết nôi giữa mạng IP và mạng PSTN. SG
cung cấp sự kết nôi trong suôt giữa mạng IP và mạng chuyển mạch gói. Môt SG
có thể nhận hay biên dịch và chuyển tiếp tín hiệu báo hiệu SS7 qua mạng IP tới

môt MGC hay tới các SG khác. Việc thông tin giữa SG và MGC thì hầu như
hoàn toàn dựa vào giao thức SIGTRAN – môt giao thức được nhóm nghiên cứu
của IETF đưa ra.
SIGTRAN cho phép truyền tải trong suôt các giao thức báo hiệu trên cơ sở
gói qua mạng IP. Nó cũng định nghĩa các phương thức đóng gói, cơ chế giao
thức đầu cuôi tới đầu cuôi và sự sử dụng các khả năng của IP để hỗ trợ các yêu
cầu về hiệu năng và chức năng cho báo hiệu. Nó có thể được sử dụng để truyền
báo hiệu mạng chuyển mạch kênh giữa môt SG và môt MGC, hay giữa MG và
MGC, giữa các MGC phân tán, hay giữa hai SG kết nôi các điểm báo hiệu hay
điểm chuyển tiếp báo hiệu trong mạng chuyển mạch kênh. Được định nghĩa như
vậy, SIGTRAN có thể hỗ trợ việc đóng gói và vận chuyển rất nhiều các giao
thức khác nhau của mạng chuyển mạch kênh. Nó cũng đôc lập với bất cứ chức
năng biên dịch báo hiệu mạng chuyển mạch kênh nào diễn ra tại điểm báo hiệu.

xxi


§å ¸n tèt nghiÖp §¹i häc

Môc lôc

CHƯƠNG 2
TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG BÁO HIỆU SỐ 7

Ngày nay, hệ thông báo hiệu sô 7 được xác định như là môt kỹ thuật cơ
bản và rất quan trọng để truyền tải thông tin báo hiệu giữa các mạng thoại di
đông và cô định, các mạng gói cũng như là giữa các mạng thông minh. Chồng
giao thức báo hiệu sô 7 được chuẩn hoá bởi ITU-T và ANSI cho phép kết nôi
bất kỳ nhà cung cấp nào trên bất cứ mạng nào. Được phát triển và ứng dụng từ
những năm 80 của thế kỷ 20, hệ thông báo hiệu sô 7 với nhiều ưu điểm nổi bật

của mình đã đem lại cho người sử dụng nhiều tiện ích như nâng cao chất lượng
dịch vụ, đô tin cậy và các dịch vụ mới…, cũng như đã và đang đem đến cho các
nhà khai thác và quản lý mạng những khoản lợi nhuận khổng lồ.
Gần đây, IP đã nổi lên như là môt sự thay thế hiệu quả và chi phí thấp cho
hệ thông SS7 trong việc truyền tải thông tin báo hiệu trong mạng thế hệ mới
NGN, cho phép các nhà khai thác mạng quản lý sự tăng trưởng và giảm chi phí
trong khi vẫn thỏa mãn các nhu cầu về các dịch vụ mới của khách hàng. Sử dụng
IP như là môt cơ chế truyền tải báo hiệu cho phép hệ thông mạng đáp ứng được
với sự bùng nổ nhu cầu về băng thông tạo ra bởi ứng dụng mới. Tại cùng môt
thời điểm, IP là môt sự lựa chọn hiệu quả hơn báo hiệu sô 7 truyền thông, cho
phép các nhà cung cấp dịch vụ tôi đa hoá lợi nhuận của họ.
Tuy nhiên, như đã đề cập ở chương trước, trong quá trình phát triển lên
mạng NGN, vì nhiều lý do kỹ thuật và kinh tế mà chúng ta không thể ngay lập
xxii


§å ¸n tèt nghiÖp §¹i häc

Môc lôc

tức thay thế và loại bỏ cơ sở hạ tầng mạng hiện tại. Triển khai mạng NGN,
chúng ta phải tiến hành từng bước, và phải tính đến việc tương thích với mạng
hiện tại. Điều đó cũng có nghĩa là chúng ta không thể thay thế ngay báo hiệu
SS7 bằng công nghệ IP mà phải tính đến môt giải pháp cho phép truyền tải báo
hiệu sô 7 trên nền mạng mới – trên nền IP.
Trước khi xem xét kỹ vấn đề truyền tải báo hiệu sô 7 qua mạng NGN,
chương này được dành để tìm hiểu những vấn đề tổng quan và cơ bản nhất của
hệ thông báo hiệu sô 7.
2.1 Giới thiệu chung về báo hiệu và hệ thống báo hiệu số 7
Trong mạng viễn thông, báo hiệu được coi là môt phương tiện để chuyển

thông tin và các lệnh từ điểm này đến điểm khác. Các thông tin và các lệnh này
có liên quan đến quá trình thiết lập, giám sát và giải phóng cuôc gọi.
Thông thường báo hiệu được chia làm hai loại : Báo hiệu đường thuê bao
và báo hiệu liên tổng đài. Báo hiệu đường thuê bao là báo hiệu giữa các máy đầu
cuôi tức là giữa máy điện thoại và tổng đài nôi hạt. Báo hiệu liên tổng đài là báo
hiệu giữa các tổng đài với nhau.
Báo hiệu liên tổng đài gồm hai loại: Báo hiệu kênh riêng CAS (Channel
Associated Signalling) và báo hiệu kênh chung CCS (Common Channel
Signalling).
Báo hiệu kênh riêng là hệ thông báo hiệu trong đó báo hiệu nằm trong kênh
tiếng hoặc trong môt sô kênh có liên quan chặt chẽ với kênh tiếng. Hệ thông báo
hiệu này có nhược điểm là tôc đô thấp, dung lượng thông tin bị hạn chế, chính vì
vậy mà không đáp ứng được yêu cầu của các dịch vụ mới.
Báo hiệu kênh chung là hệ thông báo hiệu trong đó báo hiệu nằm trong môt
kênh tách biệt với các kênh tiếng và kênh báo hiệu này được sử dụng chung cho
môt sô lượng lớn các kênh tiếng. Trong báo hiệu CCS, thông tin báo hiệu cần
truyền được tạo thành các đơn vị tín hiệu gọi là các gói sô liệu. Ngoài các thông
tin về báo hiệu, trong đơn vị báo hiệu còn có các chỉ thị về kênh tiếng và các
thông tin địa chỉ, thông tin điều khiển lỗi, thông tin quản trị và vận hành mạng.
Hệ thông báo hiệu sô 7 (CCS7 hay SS7) là môt hệ thông báo hiệu kênh
chung được Hôi đồng tư vấn về Điện báo và Điện thoại quôc tế (CCITT, nay là
xxiii


§å ¸n tèt nghiÖp §¹i häc

Môc lôc

ITU – T) đưa ra những năm 79/80, được thiết kế tôi ưu cho mạng quôc gia và
quôc tế sử dụng trung kế sô. Tôc đô của đường báo hiệu đạt 64kbps. Trong thời

gian này, mô hình tham chiếu các hệ thông mở OSI cũng đã được phát triển
tương đôi hoàn chỉnh và được áp dụng cho báo hiệu sô 7.
Hệ thông báo hiệu sô 7 được thiết kế không những chỉ cho điều khiển thiết
lập, giám sát các cuôc gọi điện thoại mà cả các dịch vụ phi thoại, với các ưu
điểm sau đây :
 Tôc đô cao : thời gian thiết lập gọi giảm đến nhỏ hơn 1s trong hầu hết
các trường hợp.
 Dung lượng lớn : mỗi đường báo hiệu có thể mang báo hiệu cho đến
vài trăm cuôc gọi đồng thời.
 Đô tin cậy cao : bằng cách sử dụng các tuyến dự phòng, mạng báo
hiệu có thể hoạt đông với đô tin cậy cao.
 Tính kinh tế : so với hệ thông báo hiệu truyền thông, hệ thông báo hiệu
sô 7 cần rất ít thiết bị báo hiệu.
 Tính mềm dẻo : hệ thông gồm rất nhiều tín hiệu, do vậy có thể sử dụng
cho nhiều mục đích khác nhau, đáp ứng được với sự phát triển của
mạng trong tương lai.
2.2 Cấu trúc hệ thống mạng báo hiệu số 7
2.2.1 Các thành phần chính của mạng báo hiệu số 7
2.2.1.1 Điểm báo hiệu (Signalling Points)
Mạng báo hiệu sô 7 hoạt đông song song với mạng truyền tải. Kiến trúc
mạng báo hiệu sô 7 định nghĩa ba tập các node gọi là các điểm báo hiệu (SPs),
được kết nôi với nhau bởi các tuyến báo hiệu. Mỗi môt điểm báo hiệu SP được
phân biệt với nhau bởi môt mã điểm báo hiệu nhị phân duy nhất. Tuỳ theo vị trí
của nó có thể là mã điểm gôc OPC (Originating Point Code) hay mã điểm đích
DPC (Destination Point Code).

xxiv


§å ¸n tèt nghiÖp §¹i häc

Môc lôc

Hình 2.1 Các thành phần của mạng báo hiệu sô 7

- Điểm chuyển mạch dịch vụ (Service Switching Point – SSP)
SSP được kết hợp với các node chuyển mạch của mạng truyền tải và là giao
diện giữa mạng báo hiệu sô 7 và mạng truyền tải. Trong mạng truyền tải được
điều khiển bởi báo hiệu sô 7, tất cả các tổng đài, kể cả tổng đài trung tâm và quá
giang, đều được kết nôi tới mạng báo hiệu sô 7 thông qua các SSP. Môt SSP chỉ
kết nôi trực tiếp với các nôt gần kề và việc liên lạc với các điểm báo hiệu xa phụ
thuôc hoàn toàn vào khả năng đánh địa chỉ và định tuyến của mạng. Về mặt vật
lý, SSP là môt máy tính tạo ra các bản tin để gửi đến các thành phần khác của
mạng báo hiệu sô 7 và nhận các bản tin trả lời.
- Điểm chuyển tiếp báo hiệu (Signal Transfer Point)
STP là các node chuyển mạch có thêm chức năng biên dịch nhãn định
tuyến và định tuyến lưu lượng mạng SS7 giữa các SP không kề nhau. STP cũng
định tuyến các bản tin SS7 đến các Điểm điều khiển dịch vụ (Service Control
Point – SCP) mà tại đó lưu giữ cơ sở dữ liệu. Toàn bô quá trình thông tin trong
mạng SS7 đều được thực hiện qua STP ngay cả đôi với các node kề nhau. Cuôi
cùng, STP cung cấp các dịch vụ gateway, phân phôi và nhận các cuôc gọi SS7
từ các mạng khác, bao gồm cả các nhà cung cấp dịch vụ quôc tế và vô tuyến mà
có thể triển khai SS7 môt cách khác nhau. Trong thực tế, STP thường được triển
khai theo từng cặp để nâng cao hiệu năng hệ thông và đô tin cậy của mạng.
- Điểm điều khiển dịch vụ (Service Control Point)

xxv