Các dịch vụ kỹ thuật, công nghệ NGN

Các dịch vụ kỹ thuật, công nghệ NGN

Các dịch vụ kỹ thuật, công
nghệ NGN
Bởi:
Khoa CNTT ĐHSP KT Hưng Yên
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 ki'm 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 đường truy nhập Dial-up.
Hiện nay khi nhu cầu truy cập internet bùng nổ, các ISP có khuynh hướng 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 h't cổng PRI hiện có. Mặt khác nó còn cung cấp
các dịch vụ như mạng riêng ảo VPN cho ph p người sử dụng quay số truy cập vào các
mạng Lan (kết hợp với mạng IP của nhà cung cấp) như Intranet, Extranet, dịch vụ này
rất hữu dụng cho những người đi công tác xa.
Bên cạnh việc thiếu các kênh PRI, lưu lượng truy cập Internet qua đường dail-up làm
quá tải và tắc nghẽn cho mạng chuyển mạch kênh. Bởi vì chuyển mạch kênh vốn được
thiết k' 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 hướng làm giảm tài nguyên tổng đài
hoặc cung cấp cho các ISP các kênh PRI có lưu lượng tải thấp.

Sơ đồ truy cập Internet qua PRI
1/8


Các dịch vụ kỹ thuật, công nghệ NGN

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 được 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 được gửi cho Softswitch, và Softswitch sẽ ra lệnh cho
GW truyền thông kích hoạt thủ tục login vào mạng thông qua phương thức RAS, báo
hiệu giữa MG và MGC là MGCP. Thông thường 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 cước Accouting qua AAA Server.

Sơ đồ truy cập Internet qua trung kế SS7

Các công nghệ chuyển mạch mềm - Softswitch
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 gh p kênh phân chia theo thời gian (TDM-Time Division Multiplex) đã phát
triển khá toàn diện về dung lượng, chất lượng và quy mô mạng lưới. Mạng PSTN ngày
nay nói chung đáp ứng được rất tốt nhu cầu dịch vụ thoại của khách hàng. Tuy nhiên
trong lĩnh vực cung cấp dịch vụ thoại còn có nhiều vấn đề chưa được giải quyết một các
thực sự thoả đáng, chưa nói đến những dịch vụ mới khác.
Trong mạng chuyển mạch kênh ngày nay, chỉ có các khách hàng cỡ vừa và lớn được
hưởng lợi từ sự cạnh tranh trong thị trường dịch vụ viễn thông, họ có thể thuê một số
2/8


Các dịch vụ kỹ thuật, công nghệ NGN

luồng E1 để đáp ứng nhu cầu của mình. Các khách hàng doanh nghiệp nhỏ, cỡ 16 line
trở xuống được hưởng rất ít ưu đãi. Trong khi đó thị trường các khách hàng nhỏ mang
lại lợi nhuận khá lớn cho các nhà khai thác dịch vụ. Các nhà khai thác vẫn thu được rất
nhiều từ các cuộc gọi nội hạt thời gian ngắn, từ các cuộc gọi đường dài, và từ các dịch
vụ tuỳ chọn khác như Voicemail. Hiện nay, tất cả các dịch vụ thoại nội hạt đều được

cung cấp thông qua các tổng đài nội hạt theo công nghệ chuyển mạch kênh, đơn giản
bởi vì chẳng có giải pháp nào khác. Chính điều này là cản trở đối với sự phát triển của
dịch vụ, bởi những nguyên nhân chính sau đây:
Không có sự phân biệt dịch vụ:
Các tổng đài bao giờ cũng chỉ cung cấp tập các dịch vụ cho người sử dụng như 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 tương đối hiếm. Thứ
nhất bởi vì sẽ rất tốn k m 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.
Giới hạn trong phát triển mạng
Thông thường sơ đồ đấu nối của mạng tổng đài chuyển mạch kênh là hình cây, được
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 được lắp thì nó phải nối với các tổng đài đài cấp cao
hơn với sơ đồ đầu nối phức tạp, mỗi hướng 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 lưu lượng 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 lượng 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 thường thấy hiện nay là : một mạng tổng đài
TDM cấp thấp nhất (lớp 5, tổng đài nội hạt, MSC của mạng di động ...) được nối với
nhau bằng một mạng lưới trung kế điểm-điểm khá phức tạp và nối tới tổng đài chuyển
tiếp cấp cao hơn (lớp 3, 4).

3/8


Các dịch vụ kỹ thuật, công nghệ NGN

Cấu trúc mạng và báo hiệu của mạng PSTN.
Một số cuộc gọi (ví dụ như truy nhập hộp thư thoại hay quay số bằng giọng nói...) 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 được sử dụng nhiều năm nay, và cũng
đã được 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 dưỡng cao, mất thời gian; việc định lại cấu hình và nâng cấp
mạng lưới 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 được thiết kế để
hoạt động được 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
được nơi lưu giữ tài nguyên mạng (như trong trường hợp dịch vụ hộp thư thoại)
Trong mạng NGN các tổng đài TDM sẽ được thay thế bằng các tổng đài chuyển mạch
mềm(Softswitch) . Kết nối các softswitch là mạng chuyển mạch gói đa dịch vụ IP/ATM/

4/8


Các dịch vụ kỹ thuật, công nghệ NGN

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 như máy tính, máy điện thoại
IP, máy điện thoại thông thường... Mạng NGN giao tiếp với các mạng khác như mạng
PSTN và mạng di động qua các Media Gateway.
Những lợi ích của Softswitch
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 được viết trên các phần mềm . Do đó việc triển khai, nâng cấp,
cũng như 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 như mở rộng
mạng có sẵn , thì mạng chuyển mạch mềm có chỉ phí ít tốn k m hơn nhiều so với mạng
chuyển mạch kênh. Điều này làm cho trở ngại khi tham gia thị trường của những nhà
khai thác dịch vụ mới không còn lớn như trước 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 tư vào việc viết phần mềm phát triển dịch vụ.
Giảm chi phí vận hành bảo dưỡng và quản lý mạng hiệu quả hơn
Các dịch vụ chuyển mạch gói: Mobile IP, TCP, UDP, Multimedia Transport, IP
Application signalling protocols
+ Mobile IP
Nguyên lý hoạt động của IP di động: Như đã biết là trong mạng, mỗi một thiết bị, một
nút mạng sẽ được gắn liền với một địa chỉ IP nhất định. Trong một quá trình liên lạc, địa
chỉ IP chính là điểm gắn vật lý với Internet. Do đó khi một CN (correspondent node) gửi
một gói tin đến một nút di động MN (Mobile Node), gói đó được định tuyến đến mạng
thường trú của MN (home network), không phụ thuộc vào vị trí của MN vì các máy CN
không có thông báo gì về sự di động này. Để cho gói tin ấy vẫn đến được MN, đó chính
là vai trò củaMIP. Các khái niệm: Khi MN đang trong mạng thường trú, nó được phân

5/8

Các dịch vụ kỹ thuật, công nghệ NGN

phối một địa chỉ IP thường trú. Khi đó quá trình liên lạc diễn ra bình thường: nút di động
MN nhận các gói thông tin và trả lời chúng như một máy chủ thông thường.
- Nếu MN đi khỏi mạng thường trú, thì MN cần có một đại diện thay mặt nó. Đại diện
này là đại diện thường trú HA (Home Agent). Dễ hiểu là vai trò của HA là nhận thông
tin gửi đến MN và tiếp tục gửi nó đến đúng địa chỉ mới của MN.
- Để làm được như vậy thì MN , khi đi khỏi nơi thường trú, phải có một địa chỉ tạm trú,
gọi là CoA, và thông báo địa chỉ này cho HA để biết địa điểm hiện hữu của MN. Có
nhiều cách để có địa chỉ này, nhưng tiện nhất là MN có địa chỉ này từ một đại diện. Đại
diện này được gọi là đại diện tạm trú FA (Foreign Agent).
Nguyên tắc hoạt động : Khi một MN ra khỏi mạng thường trú. Làm thế nào để MN biết
là nó đi ra khỏi mạng thường trú cũng như tìm đại diện mới nếu đã ở mạng khách? HA
và FA thường xuyên gửi quảng bá một gói tin để "coucou, tôi đang ở đây". Gói tin này
được gửi broadcast và gửi theo chu kỳ. Nhờ đó mà MN phát hiện là nó đang ở mạng
khác, và nó sẽ tiến hành quá trình tìm kiếm đại diện tạm trú của nó. Ngoài ra MN cũng
có thể gửi yêu cầu lên Agent để bảo agent gửi broadcast thông tin. Cả quá trình này được
biết đến với tên là Agent Discovery.
- Một khi đã nhận được thông tin về FA (địa chỉ...), nó có thể bắt đầu liên lạc với FA.
MN gửi yêu cầu đăng ký thông qua FA đến HA để được lưu động trong một thời gian.
Yêu cầu này đến MN (thông qua FA) cho phép hoặc từ chối việc đăng ký này. - Nếu
HA cho phép sự đăng ký này, nó sẽ làm việc như người được ủy nhiệm của MN. Khi
mạng nơi ở gốc của MN nhận được các gói tín hiệu có địa chỉ đến MN. HA nhận những
gói này (dùng ARP ủy nhiệm) đóng gói chúng lại và tiếp tục gửi tới địa chỉ của FA
mà MN đã đăng ký. FA sẽ mở các gói tin này và gửi tới MN vì nó biết MN đang ở đó
một cách chính xác. HA dùng phương pháp "đóng gói" gói để chuyển thông tin cho MN
bằng cách dùng thêm phần mào đầuIP (IP header) của gói và chuyển theo đường hầm
(tunelling) đến MN. - Quá trình tiếp diễn cho đến khi hết thời hạn đã đăng ký (hoặc MN
chuyển đến vị trí mới). Khi xảy ra hiện tượng hết hạn, MN phải đăng ký lại với HA của
nó thông qua FA (nếu MN có thì nó hoạt động như FA của nó). Khi MN chuyển đến

mạng khác, nó gửi một yêu cầu đăng ký mới qua FA mới. Trong trường hợp này HA sẽ
thay đổi địa chỉ nhờ chuyển CoA của MN và nó sẽ gửi tiếp các gói đã đóng gói tới địa
chỉ nhờ chuyển CoA. - Khi MN trở về mạng thường trú, nó không cần di động nữa, nó
gửi một yêu cầu đăng ký lại đến HA, nói rõ rằng nó đang "ở nhà" để không thực hiện
đường hầm và dọn bỏ các địa chỉ nhờ gửi trước đây. Tại điểm này, MN không phải đăng
ký lại nữa cho tới khi nó chuyển khỏi mạng

6/8


Các dịch vụ kỹ thuật, công nghệ NGN

Sơ đồ download từ nhà cung cấp dịch vụ
Khi có 1 khối dữ liệu download từ nhà cung cấp dịch vụ. 1 MS thuộc về vùng định tuyến
của 1 PDSN có 1 địa chỉ IP gọi là M, 1 server thuộc về internet có 1 địa chỉ IP gọi là S.
PDSN duy trì 1 ánh xạ logic giữa nhận dạng MS với địa chỉ M . Với 2 địa chỉ M và S thì
việc trao đổi gói số liệu không gặp khó khăn khi MS ở trong 1 vùng định tuyến nhưng
khi MS chuyển sang một vùng định tuyến mới của PDSN khác thì những gói số liệu từ
Server chỉ có thể đến địa chỉ MS theo 1 cơ chế mới có sự hỗ trợ của HA và FA.
HA là 1 router của mạng IP thường trú cho MS xét, khi MS chuyển sang vùng định
tuyến khác thì HA phải biết vùng định tuyến mới của MS
Lúc đó FA của mạng IP này thu các gói số liệu do HA chuyển tới để HA biết địa chỉ IP
tạm thời của MS xét ( địa chỉ này gọi là địa chỉ T), MS nhận được địa chỉ T khi MS di
động sang mạng tạm trú .
Vậy MS phải đăng kí với FA để FA tạo ra địa chỉ T cho MS đồng thời FA thông báo địa
chỉ T cho HA biết
Với cơ chế trên, các Server của internet không cần biết MS đang ở đâu, di động sang
vùng định tuyến nào mà vẫn trao đổi số liệu với MS như phục vụ các clien cố định

7/8

Các dịch vụ kỹ thuật, công nghệ NGN

TCP :là một giao thức "cú liờn kết" (connection - oriented), nghĩa là cần phải thiết lập
liờn kết giữa hai thực thể TCP trước khi chỳng trao đổi dữ liệu với nhau. Một tiến trỡnh
ứng dụng trong một mỏy tớnh truy nhập vào cỏc dịch vụ của giao thức TCP thụng qua
một cổng (port) của TCP. Số hiệu cổng TCP được thể hiện bởi 2 bytes
UDP (User Datagram Protocol): là giao thức theo phương thức không liên kết được
sử dụng thay thế cho TCP ở trên IP theo yêu cầu của từng ứng dụng. Khác với TCP,
UDP không có các chức năng thiết lập và kết thúc liên kết. Tương tự như IP, nó cũng
không cung cấp cơ chế báo nhận (acknowledgment), không sắp xếp tuần tự các gói tin
(datagram) đến và có thể dẫn đến tình trạng mất hoặc trùng dữ liệu mà không có cơ
chế thông báo lỗi cho người gửi. Qua đó ta thấy UDP cung cấp các dịch vụ vận chuyển
không tin cậy như trong TCP

8/8