Tài liệu thiết kế hệ thống truyền tải công nghệ số 7 trong NGN, Chương 9 docx

Ch-ơng 9
Truyền tải báo hiệu Số 7 trong NGN
Mở đầu
Nh- đã đề cập ở các ch-ơng tr-ớc, chúng ta thấy rằng hiện nay
ngành công nghiệp viễn thông đang trải qua thời kỳ của những sự
thay đổi lớn lao, định h-ớng và cho phép sự hội tụ của các dịch vụ.
Các dịch vụ dữ liệu đang ngày càng trở chiếm một tỷ lệ lớn so với
thoại truyền thống. Các nhà khai thác mạng đang tìm kiếm những
ph-ơng thức để thống nhất l-u l-ợng thoại và dữ liệu, các nền tảng
mạng, và các dịch vụ để giảm chi phí ban đầu, bảo d-ỡng, điều
hành mạng. Đó là một trong những nguyên nhân thúc đẩy sự ra đời
của mạng thế hệ mới NGN. Trong một số các giải pháp kỹ thuật,
hiện nay IP đ-ợc coi là ph-ơng tiện hứa hẹn nhất để từ đó xây dựng
các dịch vụ tích hợp mới. IP cung cấp một ph-ơng thức hiệu quả để
truyền tải dữ liệu ng-ời sử dụng và cho phép các nhà khai thác
mạng mở rộng mạng của hộ cũng nh- xây dựng các dịch vụ mới.
Chúng ta cũng nhận thấy rằng các mạng viễn thông hiện đại
đang phụ thuộc rất nhiều vào việc trao đổi thông tin báo hiệu và
điều khiển một cách nhanh chóng và hiệu quả. Việc báo hiệu giữa
các thực thể mạng khác nhau không chỉ hỗ trợ các dịch vụ viễn
thông cơ bản mà còn cho phép cung cấp các dịch vụ mạng gia tăng,
ví dụ nh- các dịch vụ mạng thông minh hay di động...Các giới hạn
về chất l-ợng dịch vụ bị ảnh h-ởng mạnh mẽ bởi hệ thống báo
hiệu. Qua hai thập kỷ trở lại đây, hệ thống báo hiệu số 7 đã đ-ợc
coi nh- là một hệ thống thống trị trong việc mang thông tin báo
hiệu trong mạng viễn thông. Các ứng dụng và dịch vụ hiện tại phụ
thuộc nhiều vào hiệu năng cao của SS7. Hiệu năng cao này có đ-ợc
chủ yếu là do các cơ chế điều khiển lỗi hiệu quả ở lớp 2 cũng nh-
các thủ tục quản lý mạng lớp 3. Tuy nhiên, về mặt logic thì mạng
báo hiệu SS7 là một mạng tách biệt, yêu cầu hạ tầng mạng riêng và
chia sẻ rất ít nguồn tài nguồn vật lý với mặt phẳng ng-ời sử dụng.

Chính vì vậy, trong quá trình xây dựng mạng NGN với xu thế
tích hợp giữa mạng chuyển mạch kênh hiện tại với mạng IP, việc
kết hợp giữa mạng báo hiệu SS7 hiện tại và mạng trên cơ sở giao
thức IP, sử dụng IP để truyền tải các bản tin báo hiệu số 7 ngày
càng trở nên quan trọng. Triển khai đ-ợc một kiến trúc kết hợp nh-
vậy sẽ cho phép các nhà khai thác mạng lợi dụng đ-ợc những -u
điểm của các thiết bị IP trong môi tr-ờng của SS7, tránh đ-ợc việc
thay thế mạng báo hiệu hiện tại cũng nh- giảm chi phí đầu t-
mới, đồng thời cũng giải quyết đ-ợc các vấn đề đang xuất hiện
cùng với sự gia tăng rất nhanh của các mạng SS7 nh- dung l-ợng
kênh và chia tải.
Việc chuẩn hoá một bộ giao thức để truyền tải báo hiệu SS7
qua mạng IP đã đ-ợc nhóm làm việc SIGTRAN của IETF triển
khai. Để việc truyền tải báo hiệu số 7 qua mạng IP (SS7oIP) đ-ợc
thành công thì một vấn đề rất quan trọng là SIGTRAN phải cho
phép báo hiệu tin cậy và với hiệu năng cao hơn mạng SS7 hiện tại.
Trong ch-ơng này, sau khi đã tìm hiểu những vấn đề chung về
mạng NGN và mạng báo hiệu số 7 trong các ch-ơng tr-ớc, chúng
ta sẽ tìm hiểu về SIGTRAN và giao thức điều khiển báo hiệu chung
SCTP.
3.1 SIGTRAN
3.1.1 Giới thiệu khái quát về SIGTRAN
SIGTRAN là một nhóm công tác thuộc tổ chức chuẩn hoá
quốc tế cho lĩnh vực Internet IETF. Mục đích chính của nhóm là
đ-a ra giải pháp truyền tải báo hiệu dạng gói trên mạng chuyển
mạch kênh qua mạng IP, đảm bảo đ-ợc các yêu cầu về chức năng
và hiệu năng của báo hiệu chuyển mạch kênh. Nhằm phối hợp đ-ợc
với mạng chuyển mạch kênh, các mạng IP cần truyền tải các bản
tin báo hiệu nh- báo hiệu đ-ờng ISDN (Q.931) hay SS7 (nh- ISUP,
SCCP...) giữa các node IP nh- gateway báo hiệu (SG), MGC và

MG hoặc cơ sở dữ liệu IP. Trong khuôn khổ đồ án này, chúng ta
chỉ giới hạn ở các vấn để liên quan đến việc truyền tải SS7.
Nhóm công tác xác định các mục tiêu là:
Các yêu cầu về chức năng và hiệu năng: nhóm đ-a ra một
số RFC, xác định các yêu cầu về mặt chức năng và hiệu
năng để hỗ trợ báo hiệu qua mạng IP. Các bản tin báo hiệu
(nhất là SS7) có yêu cầu về độ trễ và mất gói rất cao phải
đ-ợc đảm bảo nh- trong mạng thoại hiện tại.
Các vấn đề về truyền tải: nhóm công tác đã đ-a ra một
RFC "đ-ờng chuẩn" (standard track) định nghĩa việc
truyền tải các giao thức báo hiệu sử dụng các giao thức
truyền tải mới đ-ợc định nghĩa, dựa trên các yêu cầu đã
nêu ở trên.
SIGTRAN xác định các ph-ơng tiện mà qua đó các bản tin SS7
có thể đ-ợc truyền dẫn một cách tin cậy qua mạng IP. Kiến trúc
này định nghĩa 2 thành phần: một giao thức truyền tải chung để
mang các lớp SS7, và một module thích ứng để thực hiện chức năng
các lớp thấp hơn của giao thức. Ví dụ nh-: nếu giao thức ban đầu là
MTP 3 thì SIGTRAN cung cấp các chức năng t-ơng đ-ơng MTP 2;
nếu giao thức ban đầu là TCAP thì SIGTRAN cung cấp các chức
năng của SCTP (các lớp không kết nối) và MTP 2 và 3.
3.1.2 Các kiến trúc sử dụng SIGTRAN
Hình 3.1 cho thấy một mô hình chức năng chung nhất tách biệt
các chức năng của SG, MGC và MG. Mô hình này có thể đ-ợc thực
hiện theo nhiều cách khác nhau, với các chức năng đ-ợc thực hiện
ở các thiết bị riêng biệt hay đ-ợc kết hợp trong một thực thể vật lý
đơn.
ở những nơi có sự tách biệt về mặt vật lý giữa các thực thể
chức năng, SIGTRAN có thể đ-ợc áp dụng để đảm bảo rằng thông
tin báo hiệu chuyển mạch kênh đ-ợc truyền với hiệu năng và chức

năng nh- yêu cầu.
[MGC]
[MG]
[MGC]
[MG]
[SG] [SG]
SCN
Signal
SCN
Signal
Media
Stream
Media
Stream
RTP
Stream
ST
ST
ST
ST ST
ST
ST: SIGTRAN
RTP: Real Time Protocol
Hỡnh 3.1 Kim trỳc chc nng SIGTRAN
Nh- chúng ta thấy ở hình vẽ, các giao diện liên quan đến
SIGTRAN bao gồm SG tới MGC, SG với SG. SIGTRAN cũng có
thể có khả năng đ-ợc sử dụng cho giao diện giữa các MGC hoặc
giữa MG và MGC, phụ thuộc vào yêu cầu truyền tải các giao thức
báo hiệu kết hợp.
3.1.2.1 Phối hợp SS7 cho điều khiển kết nối

Hình 3.2 cho thấy một số ví dụ thực thi những chức năng trên
ở các thực thể vật lý đ-ợc sử dụng để phối hợp hoạt động của SS7
và mạng IP cho VoIP, VoATMCó thể có rất nhiều các ví dụ khác,
và việc sử dụng SIGTRAN là phụ thuộc vào các ứng dụng khác
nhau.