DSpace at VNU: Nghiên cứu ứng dụng công nghệ chuyên mạch mềm ( Softswitch ) trên mạng NGN Việt Nam

Đại học quốc gia Hà nội
Tr-ờng đại học công nghệ

Bùi anh tuấn

Nghiên cứu ứng dụng công nghệ chuyển
mạch mềm (softswitch) trên mạng ngn
việt nam

Luận văn thạc sĩ

Hà Nội - 2006


Đại học quốc gia Hà Nội
tr-ờng đại học công nghệ

bùi anh tuấn

Nghiên cứu ứng dụng công nghệ chuyển
mạch mềm (softswitch) trên mạng ngn
việt nam

Ngành: Công nghệ Điện tử Viễn thông
Chuyên ngành: Kỹ thuật vô tuyến điện tử và thông tin liên lạc.
Mã số: 2.07.00

Luận văn thạc sĩ

Ng-ời h-ớng dẫn khoa học:
PGS. TS. Nguyễn cảnh tuấn

Hà Nội - 2006


Lời cam đoan
Tôi xin cam đoan đề tài luận văn của tôi không trùng lặp với các đề tài khóa
tr-ớc. Nội dung luận văn không sao chép của bất kỳ luận văn nào. nếu có gì gian lận
tôi hoàn toàn chịu trách nhiệm.

Hà Nội, ngày

tháng
Học viên

Bùi Anh Tuấn

năm 2006


Mục lục
Danh mục các từ viết tắt ...........................................................................................4
Danh mục các hình vẽ ...............................................................................................7
Mở đầu ........................................................................................................................8
Ch-ơng 1. Mạng viễn thông thế hệ mới (NGN) ........ Error! Bookmark not defined.
1.1. Tổng quan về mạng viễn thông ...................... Error! Bookmark not defined.
1.1.1. Mạng viễn thông hiện tại - Mạng PSTN . Error! Bookmark not defined.
1.1.2. Các nh-ợc điểm của mạng viễn thông hiện nay ... Error! Bookmark not
defined.
1.2. Khái niệm về mạng viễn thông thế hệ mới (NGN) ...... Error! Bookmark not
defined.

1.3. Đặc điểm của NGN ........................................ Error! Bookmark not defined.
1.4. Cấu trúc của NGN .......................................... Error! Bookmark not defined.
1.4.1. Cấu trúc chức năng ................................. Error! Bookmark not defined.
1.4.2. Các thành phần NGN .............................. Error! Bookmark not defined.
1.5. Nút mạng NGN .............................................. Error! Bookmark not defined.
1.6. Kết luận .......................................................... Error! Bookmark not defined.
Ch-ơng 2. Chuyển mạch mềm (softswitch) trong mạng thế hệ mới ............ Error!
Bookmark not defined.
2.1. Tổng quan về chuyển mạch mềm .................. Error! Bookmark not defined.
2.2. Khái niệm về chuyển mạch mềm ................... Error! Bookmark not defined.
2.3. Thành phần chính ........................................... Error! Bookmark not defined.
2.3.1. MGC-F .................................................... Error! Bookmark not defined.
2.3.2. SG-F ........................................................ Error! Bookmark not defined.
2.3.3. MG-F ...................................................... Error! Bookmark not defined.
2.3.4. MS-F ....................................................... Error! Bookmark not defined.
2.3.5. AS-F ........................................................ Error! Bookmark not defined.
2.4. Hoạt động của chuyển mạch mềm ................. Error! Bookmark not defined.
2.5. Các tiêu chí kỹ thuật đối với chuyển mạch mềm ......... Error! Bookmark not
defined.
2.6. Các giao thức cơ bản của chuyển mạch mềm Error! Bookmark not defined.
2.6.1. SIP (Session Initiation Protocol) ............. Error! Bookmark not defined.
2.6.2. MGCP (Media Gateway Controller Protocol) ...... Error! Bookmark not
defined.


2.6.3. SIGTRAN (Signaling Transport Protocol) ............ Error! Bookmark not
defined.
2.6.4. SCTP (Stream Control Transport Protocol) .......... Error! Bookmark not
defined.
2.7. Ưu điểm của chuyển mạch mềm ................... Error! Bookmark not defined.

2.8. So sánh chuyển mạch mềm với chuyển mạch kênh ..... Error! Bookmark not
defined.
2.8.1. Về kiến trúc hệ thống chuyển mạch ....... Error! Bookmark not defined.
2.8.2. Về ph-ơng thức xử lý cuộc gọi ............... Error! Bookmark not defined.
2.8.3. Về thuộc tính .......................................... Error! Bookmark not defined.
2.9. Kết luận .......................................................... Error! Bookmark not defined.
Ch-ơng 3. Chuyển mạch mềm trong mạng NGN Việt Nam . Error! Bookmark not
defined.
3.1. Tình hình chuyển mạch mềm trên thế giới .... Error! Bookmark not defined.
3.2. Tình hình chuyển mạch mềm tại Việt Nam ... Error! Bookmark not defined.
3.2.1. ứng dụng chuyển mạch mềm tại Việt Nam.......... Error! Bookmark not
defined.
3.2.2. Một số tổng đài chuyển mạch mềm đang đ-ợc sử dụng tại Việt Nam
.......................................................................... Error! Bookmark not defined.
Kết luận ........................................................................ Error! Bookmark not defined.
Tài liệu tham khảo ....................................................................................................9


Danh mục các từ viết tắt
Từ viết tắt

Từ gốc

Nghĩa tiếng Việt

AG

Access Gateway

Cổng truy nhập

AS

Application Server

Máy chủ ứng dụng

AS-F

AS-Function

Chức năng máy chủ ứng dụng

ATM

Asynchronous Transfer Mode

Chế độ chuyển giao không đồng bộ

CA

Call Agent

Tác nhân cuộc gọi

FS

Feature Server

Máy chủ chức năng

IN

Intelligent Network

Mạng thông minh

INAP

IN Application Protocol

Giao thức ứng dụng mạng IN

IP

Internet Protocol

Giao thức Internet

ISDN

Integrated Service Digital
Network

Mạng số liên kết đa dịch vụ

ISP

Internet Service Provider

Nhà cung cấp dịch vụ Internet

ITU, ITU-T

International
Telecommunication Union,
ITU -Telecom Sector

Liên minh Viễn thông Quốc tế, bộ
phận tiêu chuẩn hóa viễn thông của
ITU

IW-F

Interworking- Function

Chức năng liên kết mạng

LAN

Local Area Network

Mạng cục bộ

M2UA

MTP level 2 User Adaptaion

T-ơng thích với ng-ời dùng mức 2

MEGACO

MEdia GAteway COntroller

Giao thức điều khiển cổng ph-ơng
tiện

MG

Media Gateway

Cổng ph-ơng tiện

MGC

Media Gateway Controler

Bộ điều khiển cổng ph-ơng tiện

MGC-F

MGC- Function

Chức năng MGC

MGCP

Media Gateway Control
Protocol

Giao thức điều khiển cổng l-u l-ợng

MG-F

MG-Function

Chức năng cổng MG


Từ viết tắt

Từ gốc

Nghĩa tiếng Việt

MPLS

MultiProtocol Label Switching Chuyển mạch nhãn đa giao thức

NGN

Next Generation Network

Mạng thế hệ sau

PBX

Private Branch eXchange

Tổng đài nhánh

PRI

Primary Rate Interface

Giao diện tốc độ sơ cấp

PSDN

Public Switched Data Network Mạng dữ liệu chuyển mạch công
cộng

PSTN

Public Switched Telephone
Network

Mạng điện thoại chuyển mạch công
cộng

R-F

Routing- Function

Chức năng định tuyến

RTCP

Real Time Transport Control
Protocol

Giao thức điều khiển truyền tải thời
gian thực

RTP

Real Time Transport Protocol

Giao thức truyền tải thời gian thực

SPC

Stored Programme Control

Điều khiển theo ch-ơng trình l-u trữ

SG

Signalling Gateway

Cổng báo hiệu

SIP

Session Intiation Protocol

Giao thức khởi đầu phiên

SIP-T

Session Intiation Protocol for
Telephony

Phần mở rộng giao thức SIP dành
cho thoại

SNMP

Simple Network Management
Protocol

Giao thức quản lý mạng đơn giản

SS7

Signaling System No7

Hệ thống báo hiệu số 7

SUA

SCCP User Adatation

Thích ứng ng-ời dùng SCCP

TCP

Transmission Control Protocol Giao thức điều khiển truyền tải

TDM

Time Division Mutiplexing

Ghép kênh theo thời gian

TGW

Trunk GateWay

Cổng trung kế

UDP

User Datagram Protocol

Giao thức gói tin ng-ời dùng

VoIP

Voice over IP

Thoại qua mạng IP

WAN

Wide Area Network

Mạng diện rộng

Tõ viÕt t¾t
WDM

Tõ gèc
Wavelenght Division
Multiplexing

NghÜa tiÕng ViÖt
GhÐp kªnh ph©n chia theo b-íc sãng


Danh mục các hình vẽ
Hình 1: Các thành phần chính của mạng viễn thôngError! Bookmark not defined.
Hình 2: Cấu hình mạng cơ bản ............................... Error! Bookmark not defined.
Hình 3: Cấu trúc mạng phân cấp ............................ Error! Bookmark not defined.
Hình 4: Cấu trúc chức năng của NGN ................... Error! Bookmark not defined.
Hình 5: Nút mạng NGN ......................................... Error! Bookmark not defined.
Hình 6: Nút mạng NGN trong mạng NGN tổng thểError! Bookmark not defined.
Hình 7: Mối quan hệ của Softswitch với các phần tử khác của NGNError! Bookmark
not defined.
Hình 8: Kết nối MGC với các thành phần khác của mạng thế hệ sau NGN ... Error!
Bookmark not defined.
Hình 9: Giao thức sử dụng giữa các thành phần .... Error! Bookmark not defined.
Hình 10: Chức năng của Media Gateway Controller Error! Bookmark not defined.
Hình 11: Phân loại giao thức báo hiệu trong chuyển mạch mềmError! Bookmark not
defined.
Hình 12: Các giao thức báo hiệu trong mạng chuyển mạch mềmError! Bookmark not
defined.
Hình 13: Giao thức SIP trong mô hình phân lớp hệ thốngError! Bookmark not defined.
Hình 14: Thiết lập và hủy cuộc gọi SIP.................... Error! Bookmark not defined.

Hình 15: Kiến trúc giao thức SIGTRAN .................. Error! Bookmark not defined.
Hình 16: Bộ giao thức SIGTRAN ............................ Error! Bookmark not defined.
Hình 17: Các chức năng của SCTP .......................... Error! Bookmark not defined.
Hình 18: Cấu trúc của một gói tin SCTP .................. Error! Bookmark not defined.
Hình 19: M2UA ....................................................... Error! Bookmark not defined.
Hình 20: M2PA ........................................................ Error! Bookmark not defined.
Hình 21: M3UA ....................................................... Error! Bookmark not defined.
Hình 22: SUA ........................................................... Error! Bookmark not defined.
Hình 23: Mô hình các hệ thống chuyển mạch ......... Error! Bookmark not defined.
Hình 24: Hoạt động chuyển mạch kênh truyền thốngError! Bookmark not defined.
Hình 25: Hoạt động của chuyển mạch mềm ............ Error! Bookmark not defined.


Hình 26: Chuyển mạch mềm trong hệ thống MetaSwitch's IP Multimedia SubsystemError!
Bookmark not defined.
Hình 27: Các thành phần của tổng đài Cisco BTS 10200Error! Bookmark not defined.
Hình 28: ứng dụng Softswitch thay thế tổng đài cấp 5Error! Bookmark not defined.
Hình 29: ứng dụng Softswitch thay thế tổng đài cấp 4Error! Bookmark not defined.
Hình 30: ứng dụng làm SS7 PRI Gateway của chuyển mạch mềmError! Bookmark not
defined.
Hình 31: Kiến trúc mạng VoIP ................................ Error! Bookmark not defined.
Hình 32: Cấu trúc của tổng đài HiQ 9200 Softswitch SiemensError! Bookmark not
defined.
Hình 33: Mô hình thử nghiệm tổng đài Softswitch của CDIT trên mạng NGN Error!
Bookmark not defined.
Hình 34: Thử nghiệm tổng đài SoftSwitch làm tổng đài cấp 4 Error! Bookmark not
defined.
Hình 35: Thử nghiệm tổng đài Softswitch làm tổng đài cấp 5 Error! Bookmark not
defined.

Mở đầu
Trong những năm gần đây, cùng với sự tiến bộ v-ợt bậc của khoa học kỹ thuật, các
công nghệ mới trong ngành b-u chính, viễn thông xuất hiện ngày càng nhiều hơn nhằm
đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của khách hàng. Ngày nay nhu cầu khách hàng viễn
thông không chỉ dừng lại ở dịch vụ thoại thông th-ờng, mà còn có nhiều nhu cầu khác
nh- số liệu, video, truyền hình chất l-ợng cao, dịch vụ về chuyển khoản, quản lý kinh tế,
quản lý nhân sự Bên cạnh đó, sự tiến bộ v-ợt bậc về công nghệ trong lĩnh vực phần
mềm, giao vận, liên kết đã tạo tiền đề cho các nhà cung cấp dịch vụ liên kết với nhau và
tạo ra các dịch vụ có thể gọi là các dịch vụ hội tụ. Các dịch vụ khác nhau nh- thoại nội
hạt, di động, đ-ờng dài với các dịch vụ nhắn tin, truy nhập Intenet ngày nay có thể thống
nhất lại trong các dịch vụ khách hàng, nhà cung cấp phải chuyển sang thế hệ mạng mới
có thể tích hợp dịch vụ và cung cấp dịch vụ chất l-ợng cao.
Trong khi đó, mạng chuyển mạch kênh truyền thống chủ yếu đ-ợc xây dựng nhằm
truyền dẫn l-u l-ợng thoại, không có khả năng để đáp ứng các nhu cầu trên của khách


hàng. Vì vậy, mạng thế hệ sau (Next General Network - NGN) ra đời nhằm thỏa mãn
những nhu cầu trên.
Khi mạng thế hệ sau đ-ợc xây dựng, ngoài những tính năng v-ợt trội về dịch vụ,
công nghệ chuyển mạch cũng có b-ớc thay đổi lớn. Công nghệ chuyển mạch kênh truyền
thống chỉ cho phép thực hiện các dịch vụ riêng biệt, khó phát triển các dịch vụ mới và phụ
thuộc nhiều vào phần cứng đi kèm. Còn công nghệ chuyển mạch mới đ-ợc sử dụng trong
mạng thế hệ sau đã tách riêng đ-ợc sự phụ thuộc của phần mềm vào phần cứng, tạo sự
linh hoạt trong quá trình điều khiển, từ đó mở ra một cơ hội trong việc thỏa mãn mong
muốn tạo ra các dịch vụ hội tụ. Trong mạng NGN thì chuyển mạch mềm là linh hồn của
lớp điều khiển.

Tài liệu tham khảo
1. D-ơng Văn Thành (2006), Chuyển mạch mềm và ứng dụng trong mạng viễn thông
thế hệ sau, NXB B-u điện.

2. Hoàng Minh (2005), Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo tổng đài thế hệ sau đa dịch
vụ chuyển mạnh mềm (Softswitch) và ứng dụng vào Việt Nam, Đề tài cấp Nhà
n-ớc mã số KC.01.22.
3. Trần Đắc Anh (2002), Khảo sát chuyển mạch mềm, Đồ án tốt nghiệp.
4. Viện kinh tế B-u điện, Học viện Công nghệ B-u chính Viễn thông (2000), Quy
hoạch phát triển mạng viễn thông, NXB Khoa học và kỹ thuật
5. Các tài liệu thu thập đ-ợc qua Internet.
6. Christopher Y.Metz. Mc Graw-Hill (1999), IP Switching Protocols and
Architectures.
7. Sun Microsystems, Softswitch: Next Generation Telecommunication Switching
Platform,
8. SIP infrastructure for NGN, www.hssworld.com
9. Reference Architecture - Softswitch Consortium, ISC June-2002
10.


11.
12.
13.