Cấu trúc mạng và cấu hình chuẩn của mạng IP

Cấu trúc mạng và cấu hình chuẩn của mạng IP
1.1 Tổng quan về cấu hình chuẩn của mạng VoIP
Cấu hình chuẩn của mạng VoIP có thể bao gồm các phần tử sau:
Thiết bị đầu cuối kết nối với mạng IP;
• Mạng truy nhập ;
• Mạng IP;
• Gateway (GW);
• Gateway điều khiển phương tiện (MGWC);
• Gateway phương tiện (MGW);
• Gateway báo hiệu (SGW);
• Gatekeeper (GK);
• Mạng SCN;
• Thiết bị đầu cuối kết nối mạng SCN;
• Back – end Service.
GK GK Back End
H.323
Terminal
Media GW
controller
Signaling
GW
Media GW
E.b
E.a
N
B
A
D
G
F
C

J
Hình 3.1 sau đây đưa ra một
ví dụ cụ thể về cấu hình chuẩn và các giao diện cơ bản trong mạng VoIP.
Hình Cấu hình chuẩn cơ bản của mạng VoIP
Cấu hình thể hiện trên hình 3.1 bao gồm hai GK và giao diện giữa chúng là loại D sẽ
được đề cập đến sau.Mỗi thiết bị đầu cuối giao tiếp với một GK và giao tiếp này
giống với giao tiếp giữa thiết bị đầu cuối và GW.Mỗi GK sẽ chịu trách nhiệm quản lý
một Domain, nhưng cũng có thể nhiều GK chia nhau quản lý từng phần của một
Domain trong trường hợp một Domain có nhiều GK.
Trong vùng quản lý của các GK,các tín hiệu báo hiệu có thể được chuyển tiếp qua
một hoặc nhiều GK.Do đó các GK phải có khả năng trao đổi thông tin với nhau khi
cuộc gọi có liên quan nhiều GK.Có thể sử dụng các cách thức nối sau đây để kết nối
hai GK hoặc một GK và một GW:Delicated ,non-delicated,long –live ,on-demand.
1.2 Các cấu hình chuẩn và chức năng của các phần tử
1.2.1 Thiết bị đầu cuối
• Một thiết bị đầu cuối là một nút cuối trong cấu hình chuẩn của mạng VoIP ,nó
có thể được kết nối với mạng IP sử dụng một trong các giao diện truy nhập sẽ
được trình bày sau đây.Một thiết bị đầu cuối có thể cho phép một thuê bao
trong mạng IP thực hiện một cuộc điện thoại đến một thuê bao trong mạng
SCN .Các cuộc gọi đó sẽ được sự giám sát của GK mà thiết bị đầu cuối đó đã
đăng ký.
• Một thiết bị đầu cuối có thể bao gồm các chức năng sau đây:
• Chức năng đầu cuối H.225.0: thu và nhận các bản tin H.225.0;
• Chức năng đầu cuối H.245 :thu và nhận các bản tin H.245;
• Bảo mật kênh truyền tải :đảm bảo tính bảo mật của kênh truyền tải thông tin
kết nối với thiết bị đầu cuối.
• Bảo mật kênh báo hiệu : đảm bảo tính bảo mật của kênh báo hiệu kết nối với
thiết bị đầu cuối;
• Chức năng xác nhận : thiết lập đặc điểm nhận dạng khách hàng ,thiết bị hoặc
phần tử mạng;

• Non-repudiation evidence gathering : thu thập các thông tin dung để xác
nhận là bản tin báo hiệu hoặc bản tin chứa các thông tin đã được truyền hoặc
nhận chưa;
• Chức năng quản lý: giao tiếp với hệ thống quản lý mạng ;
• Chức năng nghi các bản tin sử dụng : xác định hoặc ghi lại các thông tin về
sự kiện (truy nhập ,cảnh báo ) và tài nguyên;
• Chức năng báo cáo các bản tin sử dụng: báo cáo các bản tin sử dụng đã được ghi
ra thiết bị ngoại vi.
1.2.2 Mạng truy nhập IP
Mạng truy nhập IP cho phép thiết bị đầu cuối ,GW,GK truy nhập vào mạng IP thông
qua cơ sở hạ tầng mạng sẵn có .Sau đây là một vài loại giao diện truy nhập IP được
sử dụng trong cấu hình chuẩn của mạng VoIP.
• Truy nhập PSTN;
• Truy nhập ISDN;
• Truy nhập GMS;
• Truy nhập cáp;
• Truy nhập LAN;
• Truy nhập BRAN;
• Truy nhập DECT.
Trên đây không phải là tất cả các giao diện truy nhập IP,một vài loại khác đang được
nghiên cứu để sử dụng trong mạng VoIP .Đặc điểm của các giao diện này có thể gây
ảnh hưởng đến chất lượng và tính bảo mật của cuộc gọi VoIP.
1.2.3 Gatekeeper (GK)
GK là phần tử trong mạng chịu trách nhiệm quản lý việc đăng ký ,chấp nhận và trạng
thái của các thiết bị đầu cuối và GW.GK có thể tham gia vào việc quản lý vùng ,xử
lý cuộc gọi và báo hiệu cuộc gọi.Nó xác định tuyến để truyền báo hiệu cuộc gọi và
nội dung đối với mỗi cuộc gọi. GK có thể bao gồm các khối chức năng sau đây:
- Chuyển đổi địa chỉ E.164 : chuyển đổi địa chỉ E.164 sang tên gọi H.323;
- Chuyển đổi tên gọi H.2: chuyển đổi tên gọi H.323 sang số E.164;
- Chuyển đổi địa chỉ H.225.0 :Chuyển từ tên gọi H.323 sang địa chỉ IP để

truyền các bản tin H.225.0 ,hoặc nhận và truyền địa chỉ IP để truyền các bản
tin H.225.0,bao gồm cả mã lựa chọn nhà cung cấp mạng;
- Dịch địa chỉ kênh thông tin :nhận và truyền địa chỉ IP của các kênh truyền tải
thông tin ,bao gồm cả mã lựa chọn nhà cung cấp mạng;
- Dịch địa chỉ kênh H.245 : nhận và truyền địa chỉ IP phục vụ cho báo hiệu
H.245, bao gồm cả mã lựa chọn nhà cung cấp mạng;
- GK H.225.0 :truyền và nhận các bản tin H.225.0;
- GK H.245 : truyền và nhận các bản tin H.245;
- Giao tiếp giữa các GK : thực hiện trao đổi thông tin giữa các GK;
- Đăng ký : cung cấp các thông tin cần đăng ký khi yêu cầu dịch vụ;
- Xác nhận :Thiết lập các đặc điểm nhận dạng của khách hàng ,thiết bị đầu cuối
hoặc các phần tử mạng.
- Điều khiển GK chấp nhận kênh thông tin :cho phép hoặc không cho phép
sử dụng các kênh truyền tải thông tin;
- Non-repudiation evidence gathering : thu thập thông tin dùng để xác nhận là
bản tin báo hiệu hoặc bản tin chứa thông tin đã được truyền hoặc nhận chưa;
- Bảo mật kênh báo hiệu : đảm bảo tính bảo mật của kênh báo hiệu kết nối GK
với thiết bị đầu cuối;
- Tính cước: thu thập thông tin để tính cước;
- Điều chỉnh tốc độ và giá cước: xác định tốc độ và giá cước sử dụng;
- Chức năng quản lý : giao tiếp với hệ thống quản lý mạng;
- Chức năng ghi các bản tin sử dụng : xác định hoặc ghi lại các thông tin về
sự kiện (truy nhập ,cảnh báo ) và tài nguyên;
- Chức năng báo cáo các bản tin sử dụng :báo cáo các bản tin sử dụng đã
được ghi ra thiết bị ngoại vi.
1.2.4 Gateway(GW)
Một GW có thể kết nối vật lý một hay nhiều mạng IP với một hay nhiều mạng
SCN .Một GW có thể bao gồm :SGW,MGW,MGWC .Một hay nhiều chức năng này
có thể được thực hiện trong GK hay một GW khác :
Gateway báo hiệu (SGW ):

SGW cung cấp kênh báo hiệu giữa mạng IP và mạng SCN.Nó có thể hỗ trợ chức
năng hoặc kênh báo hiệu giữa mạng IP (ví dụ như H.323 ) và báo hiệu trong mạng
SCN (ví dụ như R2 ,CCS7 ).
SGW có thể bao gồm các khối chức năng sau :
- Kết nối các giao thức điều khiển cuộc gọi SCN;
- Kết nối báo hiệu từ mạng SCN : Phối hợp hoạt động với các chức năng báo hiệu
của MGWC;
- Chức năng báo hiệu :chuyển đổi giữa báo hiệu mạng IP với báo hiệu mạng SCN
khi phối hợp hoạt động với MGWC;
- Bảo mật kênh báo hiệu : bảo đảm tính bảo mật của kênh báo hiệu từ GW;
- Chức năng ghi các bản tin sử dụng :xác định và ghi các bản tin xử dụng ra thiết bị
ngoại vi ;
- OAM&P: vận hành, quản lý và bảo dưỡng ,thông qua các giao diện logic cung
cấp các thông tin không trực tiếp phục vụ cho điều khiển cuộc gọi tới các phần tử
quản lý hệ thông;
- Chức năng quản lý :giao diện với hệ thống quản lý mạng ;
- Giao diện mạng chuyển mạch gói :kết nối mạng chuyển mạch gói;
a) Gateway phương tiện (Media Gateway )
MGW cung cấp phương tiện để thực hiện chức năng chuyển đổi mã hoá .Nó chuyển
đổi giữa các mã truyền trong mạng IP (truyền trên RTP/UDP/IP )với mã hoá truyền
trong mạng SCN (PCM,GSM).
MGW có thể bao gồm các khối chức năng sau :
• Chức năng chuyển đổi địa chỉ kênh thông tin: cung cấp địa chỉ IP cho các kênh
thông tin truyền và nhận ;
• Chức năng chuyển đổi luồng :chuyển đổi giữa các luồng thông tin giữa mạng IP
và mạng SCN bao gồm việc chuyển đổi mã hoá và triệt tiếng vọng;
• Chức năng dịch mã hoá : định tuyến các luồng thông tin giữa mạng Ip và mạng
SCN;
• Bảo mật kênh thông tin :đảm bảo tính riêng tư của kênh thông tin kết nối với
GW;

• Kết cuối chuyển mạch kênh :bao gồm tất cả các phần cứng và giao diện cần thiết
để kết cuối cuộc gọi chuyển mạch kênh ,nó phải bao gồm các bộ mã hoá và giải mã
PCM luật A và PCM luật µ;
• Kết cuối chuyển mạch gói : chứa tất cả các giao thức liên quan đến việc kết nối
kênh thông tin trong mạng chuyển mạch gói bao gồm các bộ mã hoá giải mã có thể
sử dụng được .Theo chuẩn H.323 thì nó bao gồm RTP/RTCP và các bộ mã hoá giải
mã như G.711,G.723.1;
• Giao diện với mạng SCN :kết cuối các kênh mang (ví dụ như DS0) từ mạng SCN
và chuyển nó sang trạng thái có thể điều khiển bởi chức năng xử lý kênh thông tin;
• Chức năng chuyển đổi kênh thông tin giữa IP và SCN :chuyển đổi giữa kênh
mang thông tin thoại ,fax,dữ liệu của SCN và các gói dữ liệu trong mạng chuyển
mạch gói .Nó cũng thực hiện chức năng xử lý tín hiệu thích hợp ví dụ như :nén tín
hiệu thoại,triệt tiếng vọng ,triệt khoảng lặng,mã hoá,chuyển đổi tín hiệu fax và điều
tiết tốc độ modem tương tự.Thêm vào đó nó còn thực hiện chuyển đổi giữa tín hiệu
DTMF trong mạng SCN và các tín hiệu thích hợp trong mạng chuyển mạch gói khi
mà các bộ mã hoá tín hiệu thoại không mã hoá tín hiệu DTMF.Chức năng chuyển
đổi kênh thông tin giữa IP và SCN cũng có thể thu thập thông tin về lưu lượng gói
và chất lượng kênh đối với mỗi cuộc gọi để sử dụng trong việc báo cáo chi tiết và
điều khiển cuộc gọi;
• Chức năng ghi các bản tin sử dụng : xác định và ghi các bản tin báo hiệu và các
bản tin thông tin truyền và nhận;
• Chức năng báo cáo các bản tin sử dụng ; báo cáo các bản tin sử dụng ra thiết bị
ngoại vi ;
• OAM&P :vận hành ,quản lý và bảo dưỡng ,thông qua các giao diện logic cung cấp
các thông tin không trực tiếp phục vụ cho điều khiển cuộc gọi tới các phần tử quản
lý hệ thống;
• Chức năng quản lý :giao diện với hệ thống quản lý mạng;
• Giao diện mạng chuyển mạch gói:kết cuối mạng chuyển mạch gói.
b) Gateway điều khiển phương tiện (MGWC-Media Gateway Controller)
MGWC đóng vai trò phần tử kết nối MGW ,SGW,và GK .Nó cung cấp sử lý cuộc gọi

cho GW ;nó điều khiển MGW;nó nhận thông tin báo hiệu SCN từ SGW và thông tin
báo hiệu từ IP từ GK.
MGWC có thể bao gồm các khối chức năng sau :
- Chức năng GW H.225.0 :truyền và nhận các bản tin H.225.0;
- Chức năng GW H.245 : truyền và nhận các bản tin H.245;
- Chức năng xác nhận :Thiết lập đặc điểm nhận dạng của người sử dụng ,thiết bị
hoặc phần tử mạng;
- Chức năng điều khiển GW chấp nhận luồng dữ liệu :cho phép hoặc không cho
phép một luồng dữ liệu;
- Non -repudiation evidence gathering :thu thập thông tin dùng để xác nhận là bản
tin báo hiệu hoặc bản tin chưá thông tin đã được truyền hoặc nhận chưa;
- Báo hiệu chuyển mạch gói:bao gồm tất cả các loại báo hiệu cuộc gọi có thể thực
hiện bởi các đầu cuối trong mạng. Ví dụ như theo chuẩn H.323 thì bao gồm:
H.225.0, Q.931, H.225.0 RAS và H.245. Đối với một đầu cuối H323 chỉ nhận thì
nó bao gồm H.225.0 RAS mà không bao gồm H.245;