GIAO THỨC KHỞI TẠO PHIÊN- SIP TRONG MẠNG NGN

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG
KHOA: VIỄN THÔNG


BÁO CÁO CHUYÊN ĐỀ MẠNG VIỄN THÔNG

ĐỀ TÀI:GIAO THỨC KHỞI TẠO PHIÊN- SIP
TRONG MẠNG NGN
NHÓM SINH VIÊN TRÌNH BÀY: NGUYỄN THỊ PHƯỢNG( NT )
NGUYỄN THỊ HÀ
VŨ THỊ LAN PHƯƠNG
lỚP: L10CQVT4- B

HÀ NỘI, 8- 2012

1


LỜI NÓI ĐẦU
Trong một vài năm gần đây nhu cầu về các dịch vụ viễn thông tăng mạnh đã

mang lại nhiều lợi ích cho các nhà khai thác viễn thông cũng như các nhà cung cấp
thiết bị viễn thông, bên cạnh đó sự ra đời của nhiều công nghệ mới với các ưu điểm
nổi trội đã mở ra cơ hội lớn cho cả người sử dụng lẫn nhà cung cấp.
Mạng thế hệ mới ( The Next Generation Network ) ra đời nhằm đem lại một
cấu trúc mạng mới với chức năng đáp ứng được hầu hết các nhu cầu và đồng thời sẽ
là nền tảng kiến tạo cho các dịch vụ viễn thông tiên tiến trong tương lai. Xây dựng
một mạng NGN bây giờ là mục tiêu và nhu cầu của nhiều quốc gia trên thế giới với
mục đích củng cố và phát triển cơ sở hạ tầng thông tin của quốc gia đó. Đối với Việt
Nam, việc triển khai mạng thế hệ mới không chỉ đem lại cho nhà khai thác những
lợi ích kinh tế dồi dào mà còn là một bước nhảy vọt giúp cho chúng ta tiến gần hơn

đến với thế giới.
Cách thức trao đổi thông tin báo hiệu và điều khiển trong mạng NGN được
quy định trong các giao thức báo hiệu và điều khiển cơ bản gồm: SIP, BICC,
MGCP, MEGACO/H.248, H323. Mặc dù giao thức khởi tạo phiên SIP là một giao
thức mới xuất hiện nhưng đã trở thành giao thức báo hiệu được sử dụng rộng rãi
nhất cho các dịch vụ VoIP.Trong các cấu trúc mạng NGN, SIP đã được lựa chọn
làm giao thức báo hiệu chính. Bài báo cáo này nhóm em sẽ đi sâu vào tìm hiểu về
giao thức SIP để thấy rõ được những ưu điểm vượt trội của nó. Nội dung bài báo
cáo gồm 2 chương:
•

Chương 1: Tổng quan mạng NGN

• Chương 2: Giao thức khởi tạo phiên SIP
Mặc dù chúng em rất cố gắng để hoàn thiện bài nhưng không tránh khỏi những sai
sót. Rất mong được sự góp ý của thầy để bài báo cáo của nhóm em được hoàn thiện
hơn.

2


Chúng em xin cám ơn thầy!

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ MẠNG NGN
1.1. Giới thiệu
Mạng thế hệ mới (Next Generation Network - NGN) bắt đầu được đề xuất,
nghiên cứu thảo luận nhằm chuẩn hóa từ khoảng năm 2003. NGN không phải là một
ý tưởng cách mạng. Ở một góc độ nào đó, NGN chính là sự định nghĩa lại ngành
công nghệ thông tin và viễn thông thế giới, một cuộc cách mạng dẫn tới sự hội tụ
âm thanh, dữ liệu, truyền tải và tính toán.

NGN là bước phát triển tiếp theo trong lĩnh vực truyền thông trên thế giới hỗ
trợ bởi 3 mạng lưới: mạng viễn thông công cộng PSTN, mạng không dây và mạng
Internet. NGN hội tụ cả 3 mạng trên vào một kết cấu thống nhất để hình thành một
mạng chung, thông minh và hiệu quả, cho phép truy xuất toàn cầu, tích hợp nhiều
công nghệ mới, ứng dụng mới và do đó NGN đã mở đường cho các cơ hội kinh
doanh phát triển.
NGN là mạng hội tụ cả thoại, video và dữ liệu trên cùng một cơ sở hạ tầng
dựa 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 cấu trúc mạng đa dịch vụ dựa
trên cơ sở hạ tầng có sẵn, với sự hợp nhất các hệ thống quản lý và điều khiển. Các
ứng dụng cơ bản bao gồm thoại, hội nghị truyền hình và nhắn tin hợp nhất (unified
messaging) như voice mail, email và fax mail, cùng nhiều dịch vụ tiềm năng khác.
NGN được xem là một hướng đi tất yếu của ngành viễn thông thế giới. Việc
Việt Nam sớm chính thức khai trương mạng viễn thông thế hệ mới NGN hồi tháng
11/2004, vì vậy được xem là một sự tất yếu.
Có 3 động lực cho sự phát triển của NGN:

3


Thứ nhất, sự bùng nổ của ngành công nghệ thông tin, viễn thông và đương
nhiên sự hội tụ của hai lĩnh vực nóng: CNTT, viễn thông dẫn tới sự ra đời của các
ứng dụng mới, công nghệ mới. Các đối thủ cạnh tranh, đặc biệt là những doanh
nghiệp mới tận dụng tối đa điều này để cung cấp các dịch vụ mới, nhiều tiện ích.
Thứ hai, sự bùng nổ các công nghệ mới như nhận dạng giọng nói, chuyển đổi
từ ký tự sang giọng nói... cũng là nguyên nhân thúc ép mạng truyền thống dần
nhường bước cho mạng NGN trong việc tích hợp các ứng dụng cao cấp hơn, vì mục
tiêu phục vụ tốt nhất cho người sử dụng.
Động lực thứ 3, những kỳ vọng về Internet bất kỳ ở đâu, bất kể lúc nào dẫn
tới sự bùng nổ các phương tiện di động cá nhân có tính năng truy xuất thông tin, giải

trí… Mạng Internet sẽ là nguồn cung cấp thông tin còn mạng NGN sẽ là mạng trung
gian truyền tải.
NGN không chỉ đơn thuần là sự hội tụ giữa thoại và dữ liệu mà còn là sự hội
tụ giữa truyền dẫn quang và công nghệ gói, giữa mạng cố định và di động. Việc phát
triển từ mạng viễn thông truyền thống lên mạng NGN là một hướng đi tất yếu, sớm
hay muộn của ngành viễn thông. Tại sao vậy?
Mạng viễn thông truyền thống là sự tập hợp của các mạng riêng lẻ: cố định,
di động, Internet... Mỗi mạng riêng biệt đó chỉ phục vụ cho một loại dịch vụ viễn
thông nhất định và không thể sử dụng cho mục đích khác. Mỗi mạng lại đòi hỏi một
đội ngũ vận hành, quản lý khác nhau dẫn đến chi phí khai thác cao, hệ thống có tính
mở thấp cản trở thời gian dịch vụ đưa ra thị trường. Bên cạnh đó, hệ thống cũ để đáp
ứng những đòi hỏi của các loại hình truyền tải khác nhau thì mỗi dịch vụ cần phải
có mạng riêng.
Một điểm đáng lưu ý trong kiến trúc mạng NGN là việc sử dụng công nghệ
chuyển mạch mềm thay thế các thiết bị tổng đài chuyển mạch phần cứng cồng kềnh.
Các mạng của từng dịch vụ riêng rẽ được kết nối với nhau thông qua sự điều khiển

4


của một thiết bị tổng đài duy nhất dựa trên công nghệ chuyển mạch mềm được ví
như trái tim hay bộ óc của NGN.

1.2. Định Nghĩa
Mạng viễn thông thế hệ mới có nhiều tên gọi khác nhau, chẳng hạn như :
-Mạng đa dịch vụ ( cung cấp nhiều loại dịch vụ khác nhau ).
-Mạng hội tụ ( hỗ trợ cho cả lưu lượng thoại và dữ liệu, cấu trúc mạng hội tụ)
-Mạng phân phối ( phân phối tính thông minh cho mọi phần tử trong mạng).
-Mạng nhiều lớp ( mạng được phân phối ra nhiều lớp mạng có chức năng độc
lập nhưng hỗ trợ nhau thay vì một khối thống nhất như trong mạng TDM) Cho tới

hiện nay, mặc dù các tổ chức viễn thông quốc tế và 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 chưa có một 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 tương đối là khái niệm chung nhất khi đề
cập đến NGN. Và ta có thể định nghĩa một cách khái quát mạng NGN như sau:
Mạng viễn thông thế hệ mới là một mạng có hạ tầng thông tin duy nhất dựa trên
công nghệ gói để có thể triển khai nhanh chóng các loại hình dịch vụ khác nhau dựa
trên sự hội tụ giữa thoại và số liệu giữa cố định và di động. Đặc điểm quan trọng của
mạng NGN là cấu trúc phân lớp theo chức năng và phân tán các tiềm năng
(intelligence) trên mạng. Chính điều này đã làm cho mạng mềm hoá (progamable
network) và sử dụng rộng rãi các giao diện mở API để kiến tạo các dịch vụ mà
không phụ thuộc nhiều vào các nhà cung cấp thiết bị và khai thác mạng.
1.3. Các đặc điểm của NGN
Mạng NGN có bốn đặc điểm chính:
5


• Nền tảng là hệ thống mở.
• Là mạng dịch vụ thúc đẩy, nhưng dịch vụ phải thực hiện độc lập với
mạng.
• Là mạng chuyển mạch gói, dựa trên một bộ giao thức thống nhất.
• Là mạng có dung lượng ngày càng tăng, tính thích ứng cao và đủ năng
lực để đáp ứng nhu cầu của người sử dụng.
Trước hết, do áp dụng cơ cấu mở mà:
• Các khối chức năng của tổng đài truyền thống được chia thành các
phần tử mạng độc lập, các phần tử phân theo chức năng và phát triển
một cách độc lập.
• Giao diện và giao thức giữa các bộ phận phải dựa trên các tiêu chuẩn
tương ứng.

Tiếp đến, mạng NGN là mạng thúc đẩy, với đặc điểm:
• Chia tách dịch vụ với điều khiển cuộc gọi
• Chia tách cuộc gọi với truyền tải
NGN là mạng chuyển mạch gói, giao thức thống nhất
Từ trước đến nay, các mạng viễn thông, mạng máy tính hay truyền hình cáp
đã tồn tại và cung cấp dịch vụ một cách riêng biệt. Nhưng mấy năm gần đây, cùng
với sự phát triển của công nghệ IP, người ta mới nhận thấy là các mạng trao đổi
thông tin này cuối cùng rồi cũng tích hợp trong một mạng IP thống nhất, đó là xu
thế mà người ta thường gọi là “ dung hợp ba mạng”. Giao thức IP làm cho các dịch
vụ lấy IP làm cơ sở 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 (NII).
6


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 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 được tạo điều kiện bởi sự phát triển của các tiêu chuẩn mở sẽ sớm khắc
phục những thiếu sót này.
NGN là mạng có dung lượng ngày càng tăng và tính thích ứng cao, có đủ năng lực
để đáp ứng nhu cầu của người sử dụng.
Với việc sử dụng nền chuyển mạch gói và cấu trúc mở, NGN có khả năng
cung cấp rất nhiều loại hình dịch vụ, đặc biệt là các dịch vụ yêu cầu băng thông cao
như truyền thông đa phương tiện, truyền hình, giáo dục … Vì vậy dung lượng mạng
phải ngày càng tăng để đáp ứng nhu cầu người sử dụng, đồng thời mạng NGN cũng
phải có khả năng thích ứng với những mạng viễn thông đã tồn tại trước nó nhằm tận
dụng cơ sở hạ tầng mạng, dịch vụ và khách hàng sẵn có.
1.4. Cấu Trúc Mạng NGN

Cấu trúc mạng NGN bao gồm 5 lớp chức năng: lớp truy nhập dịch vụ
(service access layer), lớp chuyển tải dịch vụ (service transport/core layer), lớp điều
khiển (control layer), lớp ứng dụng/dịch vụ (application/service layer) và lớp quản
lý (management layer). Hình 1 thể hiện cấu trúc của NGN.

7


a. Lớp ứng dụng/dịch vụ
Lớp ứng dụng và dịch vụ cung cấp các ứng dụng và dịch vụ như dịch vụ
mạng thông minh IN (Intelligent network), trả tiền trước, dịch vụ giá trị gia tăng
Internet cho khách hàng thông qua lớp điều khiển... Hệ thống ứng dụng và dịch vụ
mạng này liên kết với lớp điều khiển thông qua các giao diện mở API. Nhờ giao
diện mở này mà nhà cung cấp dịch vụ có thể phát triển các ứng dụng và triển khai
nhanh chóng các dịch vụ trên mạng. Trong môi trường phát triển cạnh tranh sẽ có
rất nhiều thành phần tham gia kinh doanh trong lớp này.
b. Lớp điều khiển:
Lớp điều khiển bao gồm các hệ thống điều khiển kết nối cuộc gọi giữa các
thuê bao thông qua việc điều khiển các thiết bị chuyển mạch (ATM+IP) của lớp
chuyển tải và các thiết bị truy nhập của lớp truy nhập. Lớp điều khiển có chức năng
kết nối cuộc gọi thuê bao với lớp ứng dụng/dịch vụ. Các chức năng như quản lý,
chăm sóc khách hàng, tính cước cũng được tích hợp trong lớp điều khiển.
c. Lớp chuyển tải dịch vụ
8


Bao gồm các nút chuyển mạch (ATM+IP) và các hệ thống truyền dẫn (SDH,
WDM), thực hiện chức năng chuyển mạch, định tuyến các cuộc gọi giữa các thuê
bao của lớp truy nhập dưới sự điều khiển của thiết bị điều khiển cuộc gọi thuộc lớp
điều khiển. Hiện nay đang còn nhiều tranh cãi khi sử dụng ATM hay MPLS cho lớp

chuyển tải này.
d. Lớp truy nhập dịch vụ
Bao gồm các thiết bị truy nhập cung cấp các cổng kết nối với thiết bị đầu
cuối thuê bao qua hệ thống mạng ngoại vi cáp đồng, hoặc cáp quang, hoặc thông
qua môi trường vô tuyến (thông tin di động, vệ tinh, truy nhập vô tuyến cố định...)

9


e. Lớp quản lý
Đây là lớp đặc biệt xuyên suốt các lớp trên. Các chức năng quản lý được chú
trọng là: quản lý mạng, quản lý dịch vụ, quản lý kinh doanh.
1.5. Các Thành Phần Của Mạng NGN
Mối tương quan giữa cấu trúc phân lớp chức năng và các thành phần chính
của mạng NGN được mô tả trong hình 2.

Theo hình 2 ta nhận thấy, các loại thiết bị đầu cuối kết nối đến mạng truy
nhập (Access Network), sau đó kết nối đến các cổng truyền thông (Media Gateway)
nằm ở biên của mạng trục. Thiết bị quan trọng nhất của NGN là SW nằm ở tâm của
mạng trục (còn hay gọi là mạng lõi). SW điều khiển các chức năng chuyển mạch và
định tuyến qua các giao thức.

10


Trong mạng viễn thông thế hệ mới có rất nhiều thành phần cần quan tâm,
nhưng ở đây chúng ta chỉ nghiên cứu những thành phần chính thể hiện rõ nét sự tiên
tiến của NGN so với mạng viễn thông truyền thống. Cụ thể là :
1.Media Gateway (MG)
2.Media Gateway Controller (MGC - Call Agent - Softswitch)

3.Signaling Gateway (SG)
4.Media Server (MS)
5.Application Server (Feature Server)
Mô hình cấu trúc mạng và các thành phần chính trong mạng NGN:

Hình 3: Các thành phần chính trong NGN

11


1. Cổng phương tiện - Media Gateway (MG)

Media Gateway cung cấp phương tiện để truyền tải thông tin thoại, dữ liệu,
faxvà 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 một bộ xử lý tín hiệu số DSP
(Digital Signal Processors) thực hiện các chức năng: chuyển đổi AD (analog
todigital), nén mã thoại/audio, triệt tiếng dội, bỏ khoảng lặng, mã hóa, tái tạo tín
hiệu thoại, truyền các tín hiệu DTMF,…
Các chức năng của một Media Gateway :
Chức năng chính của Media Gateway là 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 số (DSP – Digital Signal Processing) dưới sự điều khiển của MGC (Media
GatewayController). Đồng thời quản lý tài nguyên DSP cho dịch vụ này. Hơn nữa
MediaGateway còn hỗ trợ các giao thức đã có như loop-start, ground-start, E&M,
CAS,QSIG và ISDN qua đường truyền T1và quản lý tài nguyên, kết nối T1, cung
cấp khả năng thay nóng các card T1 hay DSP. Trong hệ thống mạng đã sẵn có phần
mềm dự phòng Media Gateway cho phép mở rộng các Media Gateway về cổng,
cards, các nút mà không làm thay đổi các thành phần khác trong mạng.
Đặc tính hệ thống:

Một Media Gateway là một thiết bị vào/ra đặc hiệu (I/O). Dung lượng bộ nhớ
luôn đảm bảo lưu trữ các thông tin trạng thái, thông tin cấu hình, các bản tin
MGCP,thư viện DSP…Dung lượng đĩa chủ yếu sử dụng cho quá trình đăng nhập
(logging). Quá trình dự phòng đầy đủ giao diện Ethernet (với mạng IP), mở rộng
một vài giaodiện T1/E1 với mạng TDM với mật độ khoảng 120 port (DSO’s) và sử
dụng busH.110 để đảm bảo tính linh động cho hệ thống nội bộ.

12


2. Bộ điều khiển cổng phương tiện - Media Gateway Controller (MGC)

MGC 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, 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. Một MGC kết hợp với MG, SG tạo thành cấu hình tối thiểu cho Softswitch.
Các chức năng của Media Gateway Controller:
• Chức năng chủ yếu là quản lý cuộc gọi, sử dụng các giao thức thiết lập
cuộc gọithoại như H.323, SIP và các giao thức điều khiển truyền
thông như MGCP, Megaco H.248.
• Chức năng tiếp theo là chức năng quản lý lớp dịch vụ và chất lượng
dịch vụvới giao thức quản lý SS7 SIGTRAN (SS7 over IP) và xử lý
báo hiệu SS7.
•

Ngoài ra, MGC còn quản lý các bản tin liên quan QoS như RTCP,
thực hiện định tuyến cuộc gọi, ghi lại các thông tin chi tiết của cuộc

gọi để tính cước (CDR- Call Detail Record) và điều khiển quản lý
băng thông.

Đối với Media Gateway, MGC có các chức năng:
• Xác định và cấu hình thời gian thực cho các DSP.
• Phân bổ kênh DS0.
• Truyền dẫn thoại ( mã hóa, nén, đóng gói).
Đối với Signaling Gateway, MGC cung cấp :
13


Các loại SS7.
• Các bộ xử lý thời gian.
• Cấu hình kết nối.
• Mã của nút mạng hay thông tin cấu hình.
Đăng ký Gatekeeper.
3. Cổng báo hiệu SG - Signalling Gateway

Signaling Gateway tạo ra một chiếc cầu giữa mạng báo hiệu SS7 với mạng IP
dưới sự điều khiển của Media Gateway Controller (MGC). SG làm cho MGC giống
như một nút SS7 trong mạng báo hiệu SS7. Nhiệm vụ của SG là xử lý thông tin báo
hiệu.
Cổng báo hiệu đảm nhiệm các chức năng sau:
• Cung cấp việc liên kết báo hiệu giữa mạng TDM và mạng gói.
• Phụ thuộc vào loại báo hiệu sử dụng (ISUP, ISDN, V5.2 …),
SIGTRAN được sử dụng hiệu quả (đảm bảo thời gian thực) và tin cậy (hỗ trợ
không mất gói và jitter trong mạng gói).
• Với thoại và báo hiệu được nhận trên cùng một kênh, chức năng SG
thường được tích hợp trên MG.
• Với ISUP “ quasi-associated” (sử dụng STP) thì SG là thiết bị độc

lập.
4. Máy chủ phương tiện (MS - Media Server)
MS là thành phần lựa chọn của Softswitch, được sử dụng để xử lý các thông
tin đặc biệt. MS cung cấp chức năng tương tác giữa người gọi và các ứng dụng
thông qua thiết bị viễn thông. MS phân phát dịch vụ thoại và video trên mạng gói
14


như cầu hội nghị ( nếu dịch vụ này không được MG hỗ trợ ), thông báo ( thông báo
đơn giản do MG gửi ), IN và một số tương tác người dùng.
Chức năng MS có thể được tích hợp trong Softswith hoặc để ở MG. Các
chức năng này có thể là bắt buộc hoặc lựa chọn. Có hai nhóm chức năng chính là:
• Các chức năng tài nguyên phương tiện như tách tone, tổng hợp thoại, phương
tiện nhận dạng tiếng nói, …
• Các chức năng điều khiển phương tiện như nhắc, ghi bản tin, …
Trên thị trường, MS là những thiết bị được điều khiển bằng SIP, MGCP hoặc
H.248/Megaco và là giải pháp của SRPs (Service Resource Point) hỗ trợ cho IN.
Một MS phải hỗ trợ phần cứng DSP với hiệu suất cao nhất
5. Máy chủ ứng dụng/ đặc tính (Application Server/Feature Server )
Máy chủ đặc tính (Feature Server) là một máy chủ ở lớp ứng dụng chứa một
loạt các dịch vụ của doanh nghiệp. Chính vì vậy nó còn được gọi là máy chủ ứng
dụng thương mại (Application Server). 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 ứngdụng. Các dịch vụ cộng
thêm có thể trực thuộc Call Agent, hoặc cũng có thể thực hiện một cách độc lập.
Những ứng dụng này giao tiếp với Call Agent thông qua các giaothức như SIP,
H.323,… Chúng thường độc lập với phần cứng nhưng lại yêu cầu truy nhập cơ sở
dữ liệu đặc trưng.
Mục tiêu chính của máy chủ ứng dụng là điều khiển và quản lý các ứng dụng
một cách hiệu quả, kinh tế và nhanh chóng. Nó cho phép đưa ra các dịch vụ mới

không cần cập nhật phần mềm ở Softswith trong thời gian ngắn. Một dịch vụ mới có
thể được phát triển bởi bản thân các nhà khai thác mạng. Các máy chủ ứng dụng
điều khiển tất cả các logic và kết nối ứng dụng. Phần mềm máy chủ ứng dụng có thể

15


đơn giản hóa việc kết nối các hệ thống web mới, các hệ thống đặt trong các vị trí
khác nhau và các hệ thống kế thừa thông qua web clinet.
Một số tính năng cơ bản của các máy chủ ứng dụng:
Tính năng chung
•

Server ứng dụng phải cung cấp sự tích hợp Web để hỗ trợ giao diện
Web cho người quản lý, khai thác, bảo trì.

Tính năng xác thực và bảo mật
• Điều khiển các phần tử mạng thực hiện xác thực, cấp phép và các khả
năng tính toán cho các dịch vụ được cung cấp
• Trợ giúp cơ chế đăng ký, có thể là yêu cầu đăng ký SIP hoặc H.323.
• Cung cấp các dịch vụ bảo mật như mã hóa hay xác thực để đảm bảo
truy cập bảo mật tới các dịch vụ
Tính năng truyền thông
• Truyền thông với các ứng dụng trong hoặc ngoài.
• Truyền thông với các máy chủ điều khiển tài nguyên mạng bên ngoài.
Tính năng cung cấp dữ liệu
• Cung cấp cơ sở dữ liệu thuê bao và dịch vụ.
•

Quản lý giao dịch trên cơ sở của các luật ACID. Nói chung, nhà quản

trị giao dịch hoặc bộ giám sát được thiết kế để nhận thực khái niệm
ACID.

16


Tính năng hoạt động, quản lý và điều khiển
• Quản lý dịch vụ, bao gồm các phần tử liên quan đến kiểm toán, đặc
tính dịch vụ.
• Quản lý hệ thống, bao gồm các phần tử liên quan đến hoạt động, quản
lý và khai thác các máy chủ ứng dụng ( ví dụ như quản lý cảnh báo,
giám sát đặc tính, bắt giữ và khôi phục hư hỏng ).
• Quản lý thời gian vòng đời dịch vụ, bao gồm trợ giúp sự triển khai
dịch vụ, cung cấp dịch vụ, thuê dịch vụ, kích hoạt và giải kích hoạt
dịch vụ, xác định phiên bản của dịch vụ.
Tính năng thực hiện dịch vụ
• Trợ giúp thực hiện đa ứng dụng hay đa trường hợp của cùng ứng
dụng.
• Môi trường trợ giúp thực hiện dịch vụ, bao gồm tập các khả năng độc
lập dịch vụ để truy cập các hệ thống bên ngoài thông qua các giao
thức, giao diện chương trình ứng dụng để quản lý các phiên dịch vụ,
truy cập dịch vụ, các sự kiện và khai báo, đăng nhập và tương tác
logic dịch vụ…
1.6. Các Giao Thức Báo Hiệu Trong Mạng NGN:
Kiến trúc của NGN là kiến trúc phân tán. Vì thế mà các chức năng báo hiệu
và xử lý báo hiệu, chuyển mạch, điều khiển cuộc gọi.... được thực hiện bởicác thiết
bị nằm phân tán trong cấu trúc hình mạng được thể hiện trên hình . Để có thể tạo ra
các kết nối giữa các đầu cuối nhằm cung cấp dịch vụ, các thiết bị này phải trao đổi
các thông tin báo hiệu và điều khiển với nhau. Cách thức trao đổi thông tin báo hiệu
và điều khiển đó được quy định trong các giao thức báo hiệu và điều khiển được sử

dụng trong mạng. Trong mạng NGN có các giao thức báo hiệu và điều khiển cơ bản
sau:
17


- H.323
- SIP
- BICC
- MGCP
- MEGACO/H.248

Hình 4: Sơ đồ các giao thức
Các giao thức này có thể phân thành 2 loại:
- Các giao thức ngang hàng (H.323,SIP, BICC).
- Các giao thức chủ tớ (MGCP, MEGACO/H.248).
Sự khác nhau cơ bản giữa hai cách tiếp cận này là ở chỗ “khả năng thông minh”
được phân bổ như thế nào giữa các thiết bị biên của mạng và các server. Sự lựa chọn
phương thức nào là phụ thuộc vào chi phí hệ thống, triển khai dịch vụ, độ khả thi. Một giải
pháp tổng thể sử dụng ưu điểm của cả hai cách tiếp cận nên được xem xét. Sự so sánh
giữa hai cách tiếp cận này được trình bày trong bảng

Khai thác

Chủ - tớ
• Thiết bị cổng đơn

Ngang hàng
• Thiết bị cổng phức
18

giản

Triển khai dịch vụ

tạp

• Ứng dụng được đặt

• Tương tác ngang

tại các server
• Chỉ triển khai dịch

hàng
• Triển

vụ tại các server
• Chỉ nâng cấp các
server điều khiển

khai

trên

từng thiết bị
• Thời gian triển khai
mạng lớn

• Quản lý các dịch vụ

• Phải nâng cấp tất

linh hoạt trên toàn

cả thiết bị mạng khi

mạng

triển khai dịch vụ
mới trên toàn bộ

Chi phí

• Thiết bị cổng được

mạng
• Thiết bị mạng có

tối ưu về chi phí dẫn

giá thành cao làm

tới tổng chi phí giảm

cho chi phí tổng thể

• Vòng đời sản phẩm
của thiết bị cổng dài
hơn

lớn
• Theo

thời

gian,

thiết bị cổng có thể
phải thường xuyên

Ví dụ về các giao thức

• MEGACO/H.248

nâng cấp
• SIP

• MGCP
• H323
Các giao thức ngang cấp thực hiện chức năng mạng ở cấp cao hơn, quy định
cách thức giao tiếp giữa các thực thể cùng cấp để cùng phối hợp thực hiện cuộc gọi
hay các ứng dụng khác. Trong khi đó các giao thức chủ tớ là sản phẩm của việc
phân bố không đồng đều trí tuệ mạng, phần lớn trí tuệ mạng được tập trung trong
các thực thể chức năng điều khiển (đóng vai trò là master), thực thể này sẽ giao tiếp
điều khiển với nhiều thực thể khác qua các giao thức chủ tớ nhằm cung cấp dịch vụ.
1.H.323

19

H.323 là giao thức chuẩn cho việc liên lạc bằng thoại, hình và dữ liệu trong
hệ thống mạng IP (bao gồm mạng Internet). H.323 là tập hợp các chuẩn của ITU
cho việc truyền thông đa phương tiện và là một trong những chuẩn chính cho VoIP
như Megaco hay SIP. H.323 được công bố lần đầu tiên vào năm 1996 và phiên bản
mới nhất (version 5) được hoàn thành vào năm 2003.
2. SIP (Session Initiation Protocol):
SIP là giao thức điều khiển lớp ứng dụng được thiết kế và phát triển bởi
IETF. Giao thức SIP được sử dụng để khởi tạo, điều chỉnh và chấm dứt các phiên
làm việc với một hay nhiều yếu tố tham dự. Một phiên được hiểu là một tập hợp nơi
gửi, nơi nhận liên lạc với nhau và trạng thái bên trong mối liên lạc đó. Ví dụ trạng
thái có thể bao gồm cuộc gọi điện thoại Internet, tín hiệu đa phương tiện phân tán,
hội nghị truyền thông đa phương tiện, hay có thể là trò chơi máy tính phân tán...
Là giao thức báo hiệu mở, mềm dẻo và có khả năng mở rộng, SIP khai thác
tối đa công cụ Internet để tạo ra nhiều dịch vụ mới trong mạng NGN. Sơ đồ giao
thức báo hiệu SIP trong NGN được thể hiện trong hình 7.

Hình 7: SIP trong mạng NGN
Giao thức khởi tạo phiên SIP thâm nhập vào thiết kế SW không chỉ như một
giao thức báo hiệu cuộc gọi mà còn đóng vai trò của một cơ cấu vận chuyển cho các
giao thức khác và cho báo hiệu của thiết bị SW đến các server ứng dụng và cho các
20


hệ thống đáp ứng thoại tương tác hai chiều. Hiện nay SIP được dùng phổ biến cho
Voice Over IP. Hiện nay, SIP đang trở thành lựa chọn thay thế H.323 để trở thành
giao thức điểm nối điểm (end-to-end protocol) trong công nghệ SW.
3.BICC: :
BICC (Bearer Independent Call Control) là giao thức báo hiệu giữa 2
MGC/Call Server, có thể là từ các nhà cung cấp khác nhau, nhằm mục đích đảm bảo

lưu lượng thoại dùng kỹ thuật gói (VoP - Voice over Packet). Theo ITU-T, BICC
được thiết kế để có thể tích hợp hoàn toàn với các mạng hiện hữu và bất kỳ hệ thống
nào có hỗ trợ việc chuyển tải bản tin nhắn thoại.
BICC hỗ trợ các dịch vụ băng hẹp (PSTN, ISDN) một cách độc lập với
đường truyền và kỹ thuật chuyển tải bản tin báo hiệu. Bản tin BICC chuyên chở cả
thông tin điều khiển cuộc gọi và điều khiển đường truyền. BICC góp phần đơn giản
hóa các báo hiệu sử dụng cho việc giao tiếp hoạt động giữa mạng truyền thống vào
mạng NGN. Nói cách khác, mạng NGN với nền tảng mạng chuyển mạch gói có thể
cung cấp đầy đủ các dịch vụ băng hẹp thông qua báo hiệu BICC.
4. MGCP( Media Gateway Control Protocol):
MGCP là giao thức VoIP và là một chuẩn được xác định bởi IETF, được
dùng để điều khiển MG từ MGC/SW. MGCP là một giao thức chủ tớ (master/slave)
mà qua đó MG sẽ thực thi các lệnh được gửi từ MGC/SW. MG truyền tải các loại
tín hiệu như thoại, dữ liệu, hình ảnh giữa mạng IP và mạng truyền thống (PSTN).
Có thể hiểu, trong mô hình MGCP, các MG chú trọng vào chức năng phiên dịch tín
hiệu âm thanh, trong khi SW đảm nhận chức năng xử lý báo hiệu và cuộc gọi.

5. Megaco/H.248:
Megaco và H.248 giống nhau, đều là giao thức điều khiển MG. Megaco được
phát triển bởi IETF (đưa ra vào cuối năm 1998), còn H.248 được đưa ra vào tháng
21


5/1999 bởi ITU-T. Sau đó cả IETF và ITU-T cùng hợp tác thống nhất giao thức điều
khiển MG, kết quả là vào tháng 6/2000 chuẩn Megaco/H.248 ra đời.
Megaco/H.248 là báo hiệu giữa SW/MGC với MG (Trunking Media
Gateway, Lines Media Gateway hoặc IP Phone Media Gateway). Megaco/H.248
điều khiển MG để kết nối các luồng từ ngoài. Megaco/H.248 tương tự với MGCP về
mặt cấu trúc và mối liên hệ giữa bộ điều khiển và cổng gateway, tuy nhiên
Megaco/H248 hỗ trợ đa dạng hơn các loại mạng (ví dụ ATM).

thay thế MGCP. Một số thiết bị được sản xuất hỗ trợ cả hai giao thức cùng
một lúc.

VII- Tình hình phát triển mạng NGN tại Việt Nam và trên thế giới
Sự phát triển mạng NGN tại Việt Nam là một xu thế tất yếu, phù hợp với quá
trình phát triển NGN trên thế giới. Không nằm ngoài xu hướng chung đó, Việt Nam
cũng đang có những bước phát triển mạng NGN của riêng mình. Hiện nay có 6
22


doanh nghiệp được phép của Tổng Cục Bưu Điện (nay là Bộ Bưu chính Viễn
Thông) cho phép cung cấp các dịch vụ viễn thông là Tổng công ty bưu chính viễn
thông Việt Nam (VNPT), Công ty điện tử viễn thông quân đội (Viettel), Công ty
viễn thông điện lực (VP Telecom), Công ty cổ phần dịch vụ B¬ưu chính Viễn thông
Sài Gòn (SPT), Hà Nội Telecom, Công ty viễn thông Hàng hải. Trong đó ngoại trừ
Công ty viễn thông Hàng hải, các công ty khác đều đang cung cấp dịch vụ gọi VoIP
đường dài trong nước và quốc tế. Phần này sẽ giới thiệu một cách cụ thể tình hình
triển khai mạng NGN của Tổng công ty Bưu chính-Viễn thông (VNPT) và một số
công ty khác, trong đó có công ty thông tin Viễn thông Điện lực (EVNTelecom).
Công ty Gartner dự báo: bắt đầu từ năm 2005, thị trường cho việc triển khai
NGN sẽ bắt đầu khởi sắc. Trong vòng vài năm tiếp theo, thoại qua giao thức IP và
NGN sẽ có khả năng hỗ trợ tối đa các định dạng giao dịch tốn nhiều băng thông
nhất. Gartner Dataquest đã hoàn thành một công trình nghiên cứu toàn diện, đề cập
tới nhiều khía cạnh mang tên “State of the Next-Generation Network“ (trạng thái
của mạng thế hệ tiếp theo). Công trình nghiên cứu các bước chuyển biến mà NGN
đã đạt được, xác định những xu thế chính và giới thiệu khá chi tiết về 141 tổ chức
phát triển NGN trên thế giới.
Được giao trọng trách đối với nghành công nghiệp mạng trong thế kỷ 21,
NGN ngày càng giành được sự quan tâm, chú ý và đã được coi là quốc sách tại
nhiều quốc gia. Trong bối cảnh đó, Hội nghị thượng đỉnh toàn cầu về mạng thế hệ

tiếp theo (Global NGN Summit) đã diễn ra tháng 4 năm 2004 tại Bắc Kinh-Trung
Quốc với chủ đề “Cùng nỗ lực xây dựng mạng thế hệ tiếp theo“ (Joint Efforts to
Build the Future Next Generation Network). Trước đó, Trung Quốc đã thử nghiệm
mạng Internet thế hệ tiếp theo (China Next Generation Internet - CNGI) và coi đây
là bước phát triển quan trọng tiến tới xây dựng mạng NGN. Dự án có sự tham gia
của 5 tập đoàn viễn thông lớn nhằm xây dựng mạng bao phủ 6 tỉnh với băng thông
mạng đường trục là 10Gbit/s.

23


NGN xuất hiện bởi vì đã có nhiều thay đổi trong những năm qua, xét từ ba
khía cạnh chính: cấu trúc ngành công nghiệp, công nghệ và sự mong đợi của người
sử dụng. Thứ nhất, sự bùng nổ của ngành công nghệ thông tin và viễn thông, một
lớp các nhà cung cấp dịch vụ mới xuất hiện: các nhà cung cấp dịch vụ mang tính
cạnh tranh, muốn khẳng định vị trí của mình trên thị trường. Hai là, công nghệ đang
phát triển với tốc độ chóng mặt khiến mạng truyền thống buộc phải nhường đường
cho NGN trong việc tích hợp các dịch vụ cao cấp hơn, vì mục tiêu phục vụ tốt nhất
cho người sử dụng. Ba là, mạng Internet tạo cho người sử dụng cảm giác rằng họ có
thể lấy thông tin ở bất cứ đâu, bất cứ khi nào họ muốn. Xuất phát từ chính nhu cầu
này đã xuất hiện xu hướng “hội tụ” của các thiết bị đầu cuối cho hỗ trợ được đầy đủ
các tính năng như liên lạc, truy xuất thông tin, giải trí... trong khi vẫn đảm bảo được
tính di động. Mạng Internet chắc chắn sẽ vẫn đóng vai trò là nguồn cung cấp thông
tin chính. Tuy nhiên, mạng truyền tải đóng vai trò trung gian chắc chắn sẽ phải là
NGN.

Ứng dụng NGN cho phép giảm thiểu thời gian đưa dịch vụ mới ra thị trường,
nâng cao hiệu suất sử dụng truyền dẫn. NGN còn cho phép các nhà cung cấp dịch
vụ tăng cường khả năng kiểm soát, bảo mật thông tin của khách hàng. Nó đáp ứng
được hầu hết các nhu cầu của nhiều đối tượng sử dụng như cá nhân, văn phòng,

doanh nghiệp... với các giao thức chuẩn và giao diện thân thiện. Với tính thông
minh của mạng, NGN cũng tạo tiền đề cho các bước phát triển của công nghệ và các
dịch vụ mới trong tương lai.

24


CHƯƠNG II: GIAO THỨC KHỞI TẠO PHIÊN- SIP
2.1. Đặc điểm giao thức khởi tạo phiên: (SIP - Secssion Initiation Protocol )
SIP được phát triển bởi SIP Working Group trong IETF. SIP là giao thức báo
hiệu điều khiển lớp ứng dụng được dùng để thiết lập , duy trì và giải phóng các cuộc
gọi hoặc các phiên truyền thông đa phương tiện (multimedia) như điện thoại hội
nghị, điện thoại Internet và các ứng dụng tương tự khác.
SIP dựa trên ý tưởng và cấu trúc của HTTP (Hyper Text Transfer Protocol) –
giao thức trao đổi thông tin của World Wide Web. Nó là một giao thức Client
-Server, nghĩa là các yêu cầu SIP được Client đưa ra và Server sẽ trả lời các yêu cầu
này.
Cuối cùng, SIP dựa vào giao thức mô tả phiên SDP (Session Description
Protocol), một tiêu chuẩn khác của IETF, để thực hiện sự sắp xếp tương tự theo cơ
cấu chuyển đổi dung lượng của H.245. SDP được dùng để nhận dạng mã tổng đài
trong những cuộc gọi sử dụng một mô tả nguyên bản đơn. SDP cũng được sử dụng
để chuyển các phần tử thông tin của giao thức báo hiệu thời gian thực RTSP để sắp
xếp các tham số hội nghị đa điểm và định nghĩa khuôn dạng chung cho nhiều loại
thông tin khi được chuyển trong SIP.
Giao thức SIP nó được tích hợp với các giao thức đã có của tổ chức IETF, nó
có khả năng mở rộng, hỗ trợ đầu cuối và với SIP thì việc cung cấp dịch vụ mới trở
nên dễ dàng và nhanh chóng khi triển khai. SIP có 5 tính năng sau:
• Tích hợp với các giao thức đã có của IETF.
• Đơn giản và có khả năng mở rộng.
• Hỗ trợ tối đa sự di động của đầu cuối.

• Dễ dàng tạo tính năng mới cho dịch vụ và dịch vụ mới.
• Khả năng liên kết hoạt động với mạng điện thoại hiện tại.

25