Tài liệu Chương 4: Báo hiệu trong mạng thế hệ sau NGN docx

BÀI GIẢNG NGN Chương 4: Báo hiệu

- 98 -

CHƯƠNG 4:
BÁO HIỆU TRONG
MẠNG THẾ HỆ SAU NGN
----WX----


I. GIỚI THIỆU VỀ BÁO HIỆU
Quá trình báo hiệu là một quá trình không thể thiếu trong hoạt động
của mạng viễn thông để giúp các thành phần trong mạng có thể trao đổi
thông tin với nhau. Trong mạng thế hệ sau NGN có các loại báo hiệu sau:
− Báo hiệu cuộc gọi: SIP, H.323
− Báo hiệu giữa MGC – MG hay giữa MGC – server: MGCP,
Megaco/ H.248
− Báo hiệu cho PSTN: SIGTRAN
− Báo hiệu QoS
Trong chương 3 về chuyển mạch mềm ta đã nghiên cứu các giao thức
báo hiệu SIP, MGCP và SIGTRAN. Riêng Megaco là giao thức phát triển từ
MGCP nên ta sẽ không xét giao thức này. Báo hiệu QoS hiện sử dụng giao
thức SIP để yêu cầu chất lượng dòch vụ yêu cầu nên ta cũng khộng xem xét
báo hiệu SIP. Báo hiệu H.323 là thành phần quan trọng trong báo hiệu của
VoIP (Voice over Internet Protocol) nên sẽ được tìm hiểu trong phần tiếp
sau.

II. BÁO HIỆU H.323
1. Tổng quan về H.323
H.32x là họ giao thức của ITU-T đònh nghóa các dòch vụ đa phương
tiện qua các mạng khác nhau và H.323 là một phần trong họ này.

H.323 là giao thức xác đònh các thành phần, các giao thức cũng như
các bước thực hiện để cung cấp dòch vụ đa phương tiện qua mạng gói.
Các dòch vụ đa phương tiện ở đây có thể là truyền tín hiệu tiếng, tín hiệu
hình thời gian thực và dữ liệu. Mạng gói có thể là Internet, EN
BÀI GIẢNG NGN Chương 4: Báo hiệu

- 99 -
(Enterprise Network), LAN (Local Area Network), MAN (Metropolitan
Area Network), WAN (Wide Area Network).
H.323 có thể cung cấp 1 trong 3 dòch vụ sau tiếng, hình hay dữ liệu
cũng như tổ hợp các dòch vụ trên nên nó có thể được ứng dụng ở nhiều
nơi như ứng dụng tại nhà khách hàng, doanh nghiệp hay công nghiệp giải
trí. Ngoài ra nó có thể được sử dụng để cung cấp dòch vụ đa phương tiện
đa điểm (multipoint multimedia communications).
2. Các thành phần của H.323
Giao thức H.323 đònh nghóa 4 thành phần sau: đầu cuối (terminal –
được ký hiệu là T), cổng (gateway - GW), bộ giữ cổng (gatekeeper -
GK), và đơn vò điều khiển đa điểm (multipoint control unit - MCU).
Riêng với GK thì đây là thành phần lựa chọn, có thể có hoặc không có
trong mạng. Và GW và MCU thường được coi là các điểm cuối
(endpoint).
Các thành phần này có thể được tập trung trong một hệ thống đơn
hay được lắp đặt ở nhiều hệ thống khác nhau tại những vò trí đòa lý cũng
như vật lý khác nhau.
Mô hình mạng H.323 được thể hiện trong hình sau:

Mạng gói
H.323
Gatekeeper
H.323

MCU
H.323
Terminal
H.323
Gateway
PSTN ISDN
Terminal
Terminal
V.70
Telephone
H.320
Telephone

Hình 4.1
: Mô hình mạng H.323 đơn giản

BÀI GIẢNG NGN Chương 4: Báo hiệu

- 100 -



Data - T.120
123
456
789
*
8#
Video - H.320
IP Phone - H.324

Media Gateway
ISDN
Telephone
PSTN
Media Gateway
Data - T.120
123
456
789
*
8#
Video - H.320
IP Phone - H.324
Video - H.320
Multipoint
Control Unit
Gatekeeper Gatekeeper
Front end Front end
Terminal Terminal
Mạng IP
Mạng IP


Hình 4.2: Mạng H.323

Chồng giao thức mà H.323 hỗ trợ được trình bày trong hình sau:

H.323
IP
UDP

RTP
RTCP
TCP/UDP TCP UDPUDP TCP
Audio
Codecs
G.711
G.723.1
G.729
..
Video
Codecs
H.261
H.263
H.264
..
V.150 T.120
TCP/UDP
T.38
H.225.0
Call
Signaling
H.245
H.225.0
RAS
Terminal Control and Management
Data
Applications
Media Control
Multimedia Applications, User Interface

Hình 4.3: Các giao thức thuộc H.323

BÀI GIẢNG NGN Chương 4: Báo hiệu

- 101 -
Phần trình bày các giao thức cũng như hoạt động của các giao thức
trong mạng H.323 sẽ được xem xét trong phần sau.


2.1 Terminal
Là thành phần dùng trong truyền thông 2 chiều đa phương tiện
thời gian thực được dùng trong việc kết nối các cuộc gọi.
Đầu cuối H.323 có thể là một máy tính, một điện thoại, điện
thoại truyền hình, hệ thống voicemail, thiết bò IVR (Interactive
Voice Response) hay là 1 thiết bò độc lập có các ứng dụng đa
phương tiện H.323. Ngoài ra nó còn tương thích với đầu cuối H.324
của mạng chuyển mạch kênh và mạng di động, đầu cuối H.310 của
B-ISDN, đầu cuối H.320 của ISDN, v.v.
Một đầu cuối H.323 phải hỗ trợ các đặc tính sau:
− H.245 cho việc trao đổi khả năng của đầu cuối và để tạo
các kênh thông tin.
− H.225 cho quá trình báo hiệu và thiết lập cuộc gọi.
− RAS cho việc đăng ký và điều khiển các hoạt động quản
lý khác với GK.
− RTP/RTCP được sử dụng cho việc truyền các gói thông tin
thoại và hình.
− G.711 cho quá trình mã hóa và giải mã tiếng nói, T.120
cho hội thảo dữ liệu và hỗ trợ khả năng tương tự của
MCU.
Hình sau minh họa các giao thức mà một đầu cuối H.323 phải

hỗ trợ:

Audio
applications
Video
applications
Quản lý cuộc gọi tại đầu cuối
G.711
G.729
G.723.1
H.261
H.263
RTP
RTCP
H.225.0
RAS
H.225.0
Call
signaling
H.245
Control
signaling
T.120
Data
Các giao thức truyền tải và giao diện mạng


Hình 4.4: Chồng giao thức tại đầu cuối H.323

BÀI GIẢNG NGN Chương 4: Báo hiệu

- 102 -
2.2 Gateway
GW là thành phần dùng để kết nối 2 mạng khác loại nhau.
Một cổng H.323 dùng để liên kết mạng H.323 với mạng không phải
là mạng chuẩn H.323. Việc kết nối giữa 2 mạng khác loại nhau thực
hiện được nhờ việc dòch các giao thức (protocol translation) khác
nhau cho quá trình thiết lập và giải tỏa cuộc gọi, việc chuyển đổi
dạng thông tin giữa các mạng khác nhau và việc truyền thông tin
giữa các mạng kết nối với GW. Tuy nhiên một GW sẽ không cần
thiết cho việc liên lạc giữa các đầu cuối thuộc cùng mạng H.323.
Cấu tạo của một gateway bao gồm một Media Gateway
Controller (MGC), Media Gateway (MG) và Signaling Gateway
(SG) được minh họa trong hình vẽ sau:

SS7
PSTN
Media GatewayMedia Gateway
Controller
SS7 link
TDM
Media Gateway
Gatekeeper
H.323
Terminal
SIGTRAN
MGCP/
Megaco
RTP
H.245

RAS


Hình 4.5: Cấu tạo của gateway

Chức năng của MGC, MG, SG được trình bày trong chương 1, phần Cấu trúc vật
lý của mạng NGN.
Các đặc tính cơ bản của một gateway:
− Một GW phải hỗ trợ các giao thức hoạt động trong mạng
H.323 và mạng sử dụng chuyển mạch kênh (SCN –
Switched Circuit Network).
− Về phía H.323, GW phải hỗ trợ báo hiệu điều khiển H.245
cho quá trình trao đổi khả năng hoạt động của terminal
cũng như của GW, báo hiệu cuộc gọi H.225, báo hiệu
RAS.
BÀI GIẢNG NGN Chương 4: Báo hiệu

- 103 -
− Về phía SCN, GW phải hỗ trợ các giao thức hoạt động
trong mạng chuyển mạch kênh (như SS7 sử dụng trong
PSTN).
Các giao thức mà một GW phải hỗ trợ được minh họa trong
hình sau:

Dòch vụ
tính cước
Điều khiển cuộc gọi liên mạng
(2 mạng khác loại)
Bộ quản lý cuộc gọi GW
H.245

Báo hiệu
điều
khiển
H.225.0
Báo
hiệu
cuộc gọi
H.225.0
RAS
(client)
RTCPRTP
Lớp điều khiển
cuộc gọi báo hiệu
SCN
Lớp điều khiển
kết nối báo hiệu
Giao diện vật lý
báo hiệu SCN
Các giao thức lớp truyền tải và giao diện mạng


Hình 4.6: Chồng giao thức của một Gateway

2.3 Gatekeeper
Một GK được xem là bộ não của mạng H.323, nó chính là
điểm trung tâm cho mọi cuộc gọi trong mạng H.323. Mặc dù là
thành phần tùy chọn nhưng GK cung cấp các dòch vụ quan trọng như
việc dòch đòa chỉ, sự ban quyền và nhận thực cho đầu cuối terminal
và GW, quản lý băng thông, thu thập số liệu và tính cước.
Ngoài ra nó cũng cung cấp dòch vụ đònh tuyến cuộc gọi. Đây là

một chức năng có rất nhiều ưu điểm vì quá trình giám sát cuộc gọi
cũng như đònh tuyến qua GK sẽ cung cấp hoạt động mạng tốt hơn.
Điều này là do việc GK đưa ra quyết đònh đònh tuyến dựa trên rất
nhiều yếu tố, ví dụ như yếu tố cân bằng tải giữa các GW.






BÀI GIẢNG NGN Chương 4: Báo hiệu


- 104 -

Bộ quản lý Gatekeeper
H.225.0
RAS
(server)
H.225.0
Báo hiệu
cuộc gọi
H.245
Báo hiệu
điều
khiển
Dòch vụ tính
cước
Dòch vụ thư
mục

Dòch vụ bảo
mật
Quản lý
cuộc gọi/
chính sách
Các giao thức truyền tải và giao diện
mạng


Hình 4.7: Chức năng của một Gatekeeper

Các chức năng cần thiết của một GK:
− Dòch đòa chỉ (Address Translation): một cuộc gọi đi trong
mạng H.323 có thể dùng bí danh (alias) để chỉ đòa chỉ của
đầu cuối đích (destination terminal). Do đó ta cần phải sử
dụng chức năng này để dòch bí danh sang đòa chỉ H.323.
− Quản lý việc thu nhận điểm cuối (Admission Control): GK
sử dụng báo hiệu RAS để quản lý việc tham gia vào mạng
H.323 để có thể tham gia vào một kết nối nào đó của các
điểm cuối dựa vào một số tiêu chuẩn như băng thông còn
trống, sự cho phép hay một số tiêu chuẩn khác mà một số
yêu cầu đặc biệt khác đòi hỏi đáp ứng.
− Điều khiển băng thông (Bandwidth Control): GK điều
khiển băng thông bằng báo hiệu RAS. Ví dụ nếu người
điều hành mạng đã xác đònh số cuộc gọi tối đa được thực
hiện cùng lúc thì mạng có quyền từ chối bất cứ cuộc gọi
nào khi số cuộc gọi tại thời điểm đó đã đạt đến ngưỡng
này.
− Quản lý vùng hoạt động (Zone management): GK chỉ có
thể thực hiện các chức năng trên đối với các terminal, GW

và MCU thuộc vùng quản lý của nó. Hay nói cách khác