Tìm hiểu về cấu trúc mạng thế hệ kế tiếp NGN của VNPT

Báo cáo thực tập tốt nghiệp
VIỆN KHOA HỌC BƯU ĐIỆN

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

KẾ HOẠCH ĐĂNG KÝ THỰC TẬP TỐT NGHIỆP
Họ và tên sinh viên: ĐỖ THỊ THU HÀ

Lớp: L10CQVT06B

Đơn vị thực tập tốt nghiệp: Viện Khoa học kỹ thuật Bưu điện
Tên đề tài đăng ký thực tập: Tìm hiểu về cấu trúc mạng thế hệ kế tiếp NGN
của VNPT
Người hướng dẫn trực tiếp: Ths. Đỗ Văn Tráng
Chức vu: Nghiên cứu viên - Viện Khoa học kỹ thuật bưu điện.
Nội dung kê hoach thưc tâp

TT

Nợi dung TT

Thời gian

Muc tiêu

1

Tìm hiểu sự ra
đời của mạng
NGN

Từ
15/8/2012
-18/8/2012

- Nắm được tổng quan và sự ra
đời của mạng NGN

2

Tìm hiểu về kiến
trúc mạng, các
giao thức mạng
NGN

Từ ngày
18/8/2012 28/8/2012

3

Tìm hiểu về
mạng NGN của
VNPT

Từ ngày
29/8/2012 5/9/2012

4

Viết báo cáo thực

tập

Ghi chú

- Nắm được cấu trúc, đặc điểm
và các thành phần mạng NGN,
các giao thức báo hiệu
- Tìm hiểu được một số thực tế
về mạng NGN của VNPT

- Tổng hợp các kiến thức đã tìm
Từ ngày
hiểu, học tập được trong thời
28/8/2012
gian thực tập để viết thành báo
-11/9/2012
cáo thực tập hồn chỉnh

Giáo viên hướng dẫn

Hà Nợi, ngày 18 tháng 08 năm 2012
Sinh viên

Đỗ Văn Tráng

Sinh viên: Đỗ Thị Thu Hà

Đỗ Thị Thu Hà

1

Báo cáo thực tập tốt nghiệp

MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC KÝ TỰ VÀ CÁC TỪ VIẾT TẮT
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
LỜI MỞ ĐẦU.................................................................................................... 6
CHƯƠNG 1: SỰ RA ĐỜI CỦA MẠNG THẾ HỆ SAU................................. 7
1.1.Đặc đểm của mạng viễn thông hiện tại.........................................................
7
1.2.Sự hạn chế của mạng viễn thông hiện tại......................................................
7
1.3. Các yếu tố thúc đẩy mạng thế hệ sau........................................................
........................................................................................................................9
CHƯƠNG 2:CẤU TRÚC MẠNG THẾ HỆ KẾ TIẾP................................. 12
2.1. Định nghĩa mạng NGN ............................................................................
......................................................................................................................12
2.2. Đặc điểm mạng NGN ...............................................................................
......................................................................................................................12
2.2.2. Mạng hội tụ thoại và dữ liệu, cố định và di động:............................ 13
2.2.3. Mạng băng thông rộng cung cấp đa dịch vụ:.................................... 13
2.3. Cấu trúc mạng NGN .................................................................................
......................................................................................................................13
2.4.Các thành phần mạng NGN ......................................................................
......................................................................................................................14
CHƯƠNG 3: TÌM HIỀU CÁC GIAO THỨC TRONG MẠNG NGN....... 18
3.1 H.323..........................................................................................................
......................................................................................................................20
3.1.1. Giới thiệu về H.323............................................................................20

3.1.2 Cấu hình mạng H.323........................................................................ 21

Sinh viên: Đỗ Thị Thu Hà

2


Báo cáo thực tập tốt nghiệp
3.2 SIP..............................................................................................................
......................................................................................................................24
3.2.1 Giới thiệu về SIP................................................................................ 24
3.2.2 Chức năng của SIP............................................................................. 24
3.2.3 Các thành phần của SIP...................................................................... 25
3.3 SIGTRAN..................................................................................................
......................................................................................................................25
3.3.1 Giới thiệu về SIGTRAN.................................................................... 25
3.3.2 Mô hình chức năng..............................................................................26
3.3.3. Các thành phần trong giao thức Sigtran:........................................... 27
3.4 MGCP...................................................................................................... 28
3.4.1 Kiến trúc và các thành phần ...............................................................28
3.4.2 Thiết lập cuộc gọi ...............................................................................29
3.5 MEGACO............................................................................................... 29
3.5.1Giới thiệu về MEGACO..................................................................... 29
3.5.2 Chức năng của giao thức MEGACO.................................................. 31
3.5.3 Vị trí của giao thức MEGACO trong mơ hình OSI........................... 31
3.5.4 Hoạt động của giao thức MEGACO ..................................................32
CHƯƠNG 4:TÌM HIỂU MỘT SỐ THỰC TẾ VỀ MẠNG NGN CỦA VNPT
34
4.1 Các giải pháp đề xuất cho NGN của VNPT......................................... 34
4.1.1. Giải pháp xây dựng NGN trên cơ sở mạng hiện tại ..........................34

4.1.2. Giải pháp xây dựng NGN trên cơ sở mạng hoàn toàn mới ...............34
4.1.3 Nguyên tắc tổ chức của NGN của VNPT ...........................................35
4.2. Mạng thực tế đang triển khai của VNPT............................................ 36
4.2.1. Hoạt động của NGN của VNPT ........................................................36
4.2.1. Tình hình triển khai mạng NGN của VNPT...................................... 36
4.2.2. Hướng phát triển mở rộng NGN của VNPT..................................... 38

Sinh viên: Đỗ Thị Thu Hà

3


Báo cáo thực tập tốt nghiệp
KẾT LUẬN ......................................................................................................39
TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................... 40

Sinh viên: Đỗ Thị Thu Hà

4


Báo cáo thực tập tốt nghiệp

DANH MỤC CÁC KÝ TỰ VÀ CÁC TỪ VIẾT TẮT

Chữ viết tắt
PSTN
CATV
DBS
TDM

STP
NGN
QoS
IP
MPLS
WDM
DWDM
ATM
SDH
IN
MG
MGC
SG
AS
SIP
MGCP
MEGACO
SS7
RSVT
UMTS

Thuật ngữ tiếng anh
Public Switched telephone
network
Cable Television
Direct Broadcasting satellite
Time Division Multiplexing
Signalling Transfer Point
Next Generation Network
Qualify of Service

Interner Protocol
Multi Protocol Label Switching
Wavelength Division
Multiplexing
Dense Wavelength Division
Multiplexing
Asynchronous Transfer Mode
Synchronous Digital Hierachy
Intelligent Network
Media Gateway
Media gateway Controller
Signaling Gateway
Application Serve
Session Intiation Protocol
Media gateway Control
Protocol
Media Gateway controller
Signaling System No 7
Reservation Protocol
Universal Mobile
Telecommunications Network

Sinh viên: Đỗ Thị Thu Hà

Thuật ngữ tiếng việt
Mạng chuyển mạch cơng cộng
Truyền hình cáp
Vệ tinh truyền hình trực tiếp
Ghép kênh phân chia theo thời gian
Điểm báo hiệu

Mạng thế hệ sau
Chất lượng dịch vụ
Giao thức Internet
Chuyển mạch nhãn đa giao thức
Đa truy nhập phân chia theo bước
sóng
Đa truy nhập phân chia theo bước
sóng dày đặc
Phương thức truyền khơng đồng bộ
Phân cấp số đồng bộ
Mạng thông minh
Cổng đa phương tiện
Điều khiển cổng đa phương tiện
Cổng tín hiệu
Dịch vụ ứng dụng
Giao thức phiên khởi tạo
Giao thức điều khiển cổng đa
phương tiện
Giao thức báo hiệu số 7
Giao thức dự trữ tài nguyên
Mạng viễn thông quốc gia

5


Báo cáo thực tập tốt nghiệp

DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1.1: Minh hoạ hoạt động của PSTN cùng với báo hiệu số 7..................... 8
Hình 2.1: Cấu trúc lớp mạng của NGN............................................................ 13

Hình 2.2: Cấu trúc phân lớp và các thành phần chính trong NGN................... 15
Hình 3.1: Phân loại giao thức báo hiệu trong chuyển mạch mềm ....................19
Hình 3.2: Các giao thức cơ bản ứng dụng trong mạng ứng dụng softswitch
...........................................................................................................19
Hình 3.3: Cấu hình mạng H.323....................................................................... 21
Hình 3.4: Cấu tạo của Gateway. .......................................................................22
Hình 3.5: Chức năng của một Gatekeeper........................................................ 23
Hình 3.6: Các thành phần của hệ thống SIP .....................................................25
Hình 3.7: Mơ hình chức năng của SIGTRAN.................................................. 26
Hình 3.8: Ngăn xếp giao thức SIGTRAN .........................................................27
Hình 3.9: MG và MGC .....................................................................................28
Hình 3.10: Thiết lập cuộc gọi giữa A và B ........................................................29
Hình 3.11: Kiến trúc điều khiển của MEGACO ...............................................30
Hình 3.12: Vị trí và chức năng của giao thức MEGACO/H.248...................... 31
Hình 3.13: Giao thức MEGACO trong mơ hình OSI ........................................32
Hình 3.14: Mơ tả cuộc gọi MEGACO............................................................... 33
Hình 4.1. Giải pháp cho sự phát triển mạng NGN của VNPT......................... 35

Sinh viên: Đỗ Thị Thu Hà

6


Báo cáo thực tập tốt nghiệp

LỜI MỞ ĐẦU
Mạng viễn thông thế hệ kế tiếp (NGN-Next Generation Network) đang
là xu hướng ở nhiều nước trên thế giới do các tính chất tiên tiến của nó như
hội tụ các loại tín hiệu mạng đồng nhất và băng thông rộng .
Tại Việt Nam, lĩnh vực viễn thông đang phát triển mạnh và nhu cầu người

dùng về các loại hình dịch vụ mới ngày càng cao.
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 phương tiện truyền thơng vơ 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 như voice mail,email và fax mail,cùng nhiều dịch vụ tiềm
năng khác .Và phần quan trọng nhất trong mạng NGN là chuyển mạch mềm,
nó được coi là trái tim của NGN.
Do những thực tế và suy nghĩ trên, em đã chọn đề tài “Tìm hiểu về cấu
trúc mạng thế hệ kế tiếp NGN của VNPT” làm đề tài cho báo cáo thực tập
của mình
Trong quá trình làm đề tài ,mặc dù em đã cố gắng nhiều nhưng do trình
độ có
hạn nên khơng thể tránh khỏi những thiếu sót, em rất mong nhận được sự phê
bình, hướng dẫn và giúp đỡ của thầy cơ và bạn bè .
Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Đỗ Văn Tráng đã tận tình hướng dẫn
em trong quá trình nghiên cứu và hồn thành đề tài này .

Hà Nội, ngày 10 tháng 09 năm 2012
Sinh viên
Đỗ Thị Thu Hà

Sinh viên: Đỗ Thị Thu Hà

7


Báo cáo thực tập tốt nghiệp

CHƯƠNG 1:
SỰ RA ĐỜI CỦA MẠNG THẾ HỆ SAU
1.1.Đặc đểm của mạng viễn thông hiện tại
Các mạng viễn thơng hiện nay có đặc điểm chung là tồn tại một cách
riêng lẻ, ứng với mỗi loại dịch vụ thơng tin lại có ít nhất một loại mạng viễn
thơng riêng biệt để phục vụ dịch vụ đó.
Ví dụ:
 Mạng Telex : dùng để gửi các bức điện dưới dạng ký tự đã được mã
hoá bằng 5bit. Tốc độ truyền thấp (75 – 300 b/s)
 Mạng điện thoại cơng cộng (PSTN): thơng tin tiếng nói đã được mã
hố và chuyển mạch ở hệ thống chuyển mạch điện thoại công cộng
(PSTN)
 Mạng truyền số liệu : gồm các mạng chuyển mạch gói để trao đổi
dữ liệu dựa trên X25 và hệ thống chuyển mạch kênh dựa trên X21.
 Truyền hình : truyền bằng sóng vơ tuyến, CATV, DBS.
Mỗi mạng được thiết kế cho các dịch vụ riêng biệt và khơng thể sử
dụng cho mục đích khác. Ví dụ : khơng thể truyền tiếng nói qua mạng
chuyển mạch gói X25 vì trễ q lớn.
1.2.Sự hạn chế của mạng viễn thơng hiện tại
Hệ thống mạng viễn thơng hiện tại có nhiều nhược điểm nhưng quan trọng
là:
 Chỉ truyền được các dịch vụ độc lập, tương ứng với từng mạng
 Thiếu mềm dẻo
 Kém hiệu quả trong việc bảo dưỡng, vận hành cũng như sử dụng tài
nguyên. Tài nguyên sẵn có trong một mạng không thể chia sẻ cho
các mạng khác sử dụng.

Sinh viên: Đỗ Thị Thu Hà

8

Báo cáo thực tập tốt nghiệp
Ví dụ :
- Trong mạng PSTN cơng nghệ chuyển mạch kênh được sử dụng để
có thể truyền thông tin tử đầu cuối đến đầu cuối. Đối với chuyển mạch kênh
ta sử dụng kỹ thuật ghép kênh phân chia thời gian TDM. Quá trình chuyển
mạch thoại trong PSTN chính là sự chuyển mạch các khe thời gian.
- Có hai dạng chuyển mạch khe thời gian đó là chuyển mạch thời gian
(T) và chuyển mạch thời gian (S). Mỗi dạng chuyển mạch đều có những ưu và
nhược điểm riêng.
- Trong thực tế, hai dạng này kết hợp với nhau tạo thành chuyển mạch
nhiều tầng. Hỗ trợ hoạt động trong mạng cung cấp dịch vụ thoại là báo hiệu
R2 và dịch vụ báo hiệu số 7.
Hiện nay, hầu hết trên mạng PSTN của cả nước đều sử dụng báo hiệu
số 7 (SS7). SS7 là báo hiệu sử dụng một kênh riêng để truyền thông tin báo
hiệu cho mọi cuộc gọi, thường là khe thời gian số 16 đối với 24 khe thời gian
( chuẩn Châu Âu)
- Thông thường báo hiệu số 7 được tích hợp sẵn trong các tổng đài
trên mạng. Do đó, các tổng đài chuyển mạch cịn đóng vai trị là các điểm báo
hiệu STP (Signalling Transfer Point) trong mạng SS7.

Hình 1.1: Minh hoạ hoạt đợng của PSTN cùng với báo hiệu số 7

Sinh viên: Đỗ Thị Thu Hà

9


Báo cáo thực tập tốt nghiệp

Ghi chú: chuyển mạch lớp 5 chính là chuyển mạch ở tổng đài nội hạt,
chuyển mạch lớp 4 chính là chuyển mạch ở tổng đài toll/tandem.
Trước khi quá trình truyền thoại thực sự xảy ra, q trình báo hiệu sẽ
diễn ra trước. Khi có một thuê bao nhấc máy, quá trình báo hiệu sẽ bắt đầu
diễn ra trên một kênh ấn định trước cho đến khi thuê bao gọi nhấc máy thì quá
trình thiết lập cuộc gọi sẽ kết thúc, kênh đàm thoại sẽ được thiết lập ( thơng
qua các khe thời gian cịn rỗi trừ khe 0 và khe 16) và quá trình đàm thoại bắt
đầu. khi có một bên gác máy, q trình báo hiệu kết thúc cuộc gọi bắt đầu và
kênh thoại cũng như quá trình báo hiệu dành cho cuộc gọi này chỉ thực sự giải
phóng khi bên cịn lại gác máy. Trên đây chỉ mô tả khái quát hoạt động của
PSTN đối với một cuộc gọi thông thường. Các bước thực hiện một cuộc gọi
sẽ được xét chi tiết hơn trong những phần sau.
1.3. Các yếu tố thúc đẩy mạng thế hệ sau
Yếu tố hàng đầu là tốc độ phát triển theo hàm số mũ của nhu cầu
truyền dẫn dữ liệu và các dịch vụ dữ liệu là kết quả của tăng trưởng Internet
mạnh mẽ. Các hệ thống mạng công cộng hiện nay chủ yếu được xây dựng
nhằm truyền dẫn lưu lượng thoại, truyền dữ liệu thông tin và video đã được
vận chuyển trên các mạng chồng lấn, tách rời được triển khai để đáp ứng
những yêu cầu của chúng.
Do vậy, một sự chuyển đổi sang hệ thống mạng chuyển mạch gói tập
trung là khơng thể tránh khỏi khi mà dữ liệu thay thế vị trí của thoại và trở
thành nguồn tạo ra lợi nhuận chính. Cùng với sự bùng nổ Internet trên toàn
cầu, rất nhiều khả năng mạng thế hệ mới sẽ dựa trên giao thức IP. Tuy
nhiên, thoại vẫn là một dịch vụ quan trọng và do đó, những thay đổi này
dẫn tới yêu cầu truyền thoại chất lượng cao qua IP.
Những lý do chính dẫn tới sự xuất hiện của mạng thế hệ mới :
 Cải thiện chi phí đầu tư

Sinh viên: Đỗ Thị Thu Hà

10


Báo cáo thực tập tốt nghiệp
Công nghệ căn bản liên quan đến chuyển mạch kênh truyền thống
được cải tiến chậm trễ và chậm triển khai kết hợp với nền công nghiệp máy
tính. Các chuyển mạch kênh này hiện đang chiếm phần lớn trong cơ sở hạ
tầng PSTN. Tuy nhiên chúng chưa thật sự tối ưu cho mạng truyền số liệu. Kết
quả là ngày càng có nhiều dịng lưu lượng số liệu trên mạng PSTN đến mạng
Internet và sẽ xuất hiện một giải pháp với định hướng số liệu làm trọng tâm
để thiết kế mạng chuyển mạch tương lai, nền tảng dựa trên cơng nghệ chuyển
mạch gói cho cả thoại và dữ liệu.
Các giao diện mở tại từng lớp mạng cho phép nhà khai thác lựa chọn
nhà cung cấp có hiệu quả nhất cho từng lớp mạng của họ. Truyền tải dựa trên
gói cho phép phân bổ băng tần linh hoạt, loại bỏ nhu cầu nhóm trung kế kích
thước cố định cho thoại, nhờ đó giúp các nhà khai thác quản lý mạng dễ dàng
hơn, nâng cấp một cách hiệu quả phần mềm trong các nút điều khiển mạng,
giảm chi phí khai thác hệ thống.
 Xu thế đổi mới viễn thông
Khác với khía cạnh kỹ thuật, q trình giải thể đang ảnh hưởng mạnh
mẽ đến cách thức hoạt động của các nhà khai thác viễn thông lớn trên thế
giới. Xuyên suốt q trình được gọi là “mạch vịng nội hạt khơng trọn gói”,
các luật lệ của chính phủ trên tồn thế giới đã ép buộc các nhà khai thác lớn
phải mở cửa để các công ty mới tham gia thị trường cạnh tranh. Trên quan
điểm chuyển mạch, các nhà cung cấp thay thế phải có khả năng giành được
khách hàng địa phương nhờ đầu tư trực tiếp vào “những dặm cuối cùng” của
đường cáp đồng. Điều này dẫn đến việc gia tăng cạnh tranh. Các NGN thực
sự phù hợp để hỗ trợ kiến trúc mạng và các mơ hình được luật pháp cho phép
khai thác.

 Các nguồn doanh thu mới
Dự báo hiện nay cho thấy mức suy giảm trầm trọng của doanh thu thoại và

Sinh viên: Đỗ Thị Thu Hà

11


Báo cáo thực tập tốt nghiệp
xuất hiện mức tăng doanh thu đột biến do các dịch vụ giá trị gia tăng mang
lại. Kết quả là phần lớn các nhà khai thác truyền thống sẽ phải tái định mức
mơ hình kinh doanh của họ dưới ánh sáng của các dự báo này.
Cùng lúc đó, các nhà khai thác mới sẽ tìm kiếm mơ hình kinh doanh mới cho
phép họ nắm lấy thị phần, mang lại lợi nhuận cao hơn trên thị trường viễn
thông.
Các cơ hội kinh doanh mới bao gồm các ứng dụng đa dạng tích hợp với các
dịch vụ của mạng viễn thông hiện tại, số liệu Internet, các ứng dụng video.

Sinh viên: Đỗ Thị Thu Hà

12


Báo cáo thực tập tốt nghiệp

CHƯƠNG 2:
CẤU TRÚC MẠNG THẾ HỆ KẾ TIẾP
2.1. Định nghĩa mạng NGN
Mạng viễn thông thế hệ mới (NGN-Next Generation Network) đang là
xu hướng ở nhiều nước trên thế giới do các tính chất tiên tiến của nó như hội

tụ các loại tín hiệu, mạng đồng nhất và băng thông rộng. Tại Việt Nam, lĩnh
vực viễn thông đang phát triển mạnh và nhu cầu người dùng về các loại hình
dịch vụ mới ngày càng cao, vì vậy việc nghiên cứu để tiến lên NGN cũng là
vấn đề cấp bách.
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 phương tiện truyền thơng vơ 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 như voice mail, email và fax mail, cùng nhiều dịch vụ
tiềm năng khác.
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. Song vẫn chưa có một định nghĩa cụ thể nào chính xác
cho mạng NGN. Do đó, định nghĩa mạng NGN nêu ra ở đây khơng thể bao
hàm hết ý nghĩa của mạng thế hệ mới nhưng là khái niệm chung nhất khi đề
cập đến NGN.
2.2. Đặc điểm mạng NGN
2.2.1. Sử dụng cộng nghệ chuyển mạch mềm (Softswitch)
Để thay thế các thiết bị chuyển mạch phần cứng (Hardware) cồng kềnh.
Các mạng của từng dịch vụ riêng rẽ được kết nối với nhau thông qua sự điều

Sinh viên: Đỗ Thị Thu Hà

13


Báo cáo thực tập tốt nghiệp
khiển của một thiết bị tổng đài duy nhất, thiết bị tổng đài này dựa trên cơng
nghệ Softswitch được ví như “trái tim” của NGN.

2.2.2. Mạng hội tụ thoại và dữ liệu, cố định và di đợng:
Các loại tín hiệu được truyền tải theo kỹ thuật chuyển mạch gói, xu
hướng sắp tới đang tiến lên sử dụng mạng IP với kỹ thuật QoS như MPLS.
2.2.3. Mạng băng thông rộng cung cấp đa dịch vụ:
Mạng truyền dẫn quang với công nghệ WDM (Wavelength Division
Multiplexing) hay DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing).
2.3. Cấu trúc mạng NGN
Cấu trúc NGN bao gồm 5 lớp chức năng:
 Lớp truy nhập dịch vụ (service access layer
 Lớp truyền tải dịch vụ (service transport/core layer)
 Lớp điều khiển (control layer)
 Lớp ứng dụng/dịch vụ (application/service layer)
 Lớp quản lý (management layer)

Hình 2.1: Cấu trúc lớp mạng của NGN

Lớp truy nhập dịch vu: Bao gồm các thiết bị truy nhập cung cấp

Sinh viên: Đỗ Thị Thu Hà

14


Báo cáo thực tập tốt nghiệp
các kết nối với các 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 …
Lớp truyền tải dịch vụ: Bao gồm các nút chuyển mạch (AMT+IP) và
các hệ thống truyền dẫn (SDH, WDM), thực hiện chức năng chuyển mạch,
định tuyến 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 truyền tải này.
Lớp điều khiển: Lớp điều khiển bao gồm các hệ thống điều khiển nối
cuộc gọi giữa các thuê bao thông qua việc điều khiển các thiết bị chuyển
mạch (AMT+IP) của lớp truyền 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.
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 mơi trường phát triển cạnh tranh sẽ có rất nhiều thành phần tham
gia kinh doanh trong lớp này.
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
2.4.Các thành phần mạng NGN
Mối tương quan giữa cấu trúc phân lớp chức năng và các thành phần

Sinh viên: Đỗ Thị Thu Hà

15


Báo cáo thực tập tốt nghiệp
chính của NGN được mơ tả trong hình sau :

Hình 2.2: Cấu trúc phân lớp và các thành phần chính trong NGN

Theo hình 2.2 ta nhận thấy, các 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
Softswitch nằm ở tâm của mạng trục (hay còn gọi là mạng lõi). Softswitch
điều khiển các chức năng chuyển mạch và định tuyến qua các giao thức. Hình
2.3 liệt kê chi tiết các thành phần NGN cùng với các đặc điểm kết nối của nó
đến mạng cơng cộng (PSTN).

Hình 2.3: Các thành phần chính trong NGN

Sinh viên: Đỗ Thị Thu Hà

16


Báo cáo thực tập tốt nghiệp

Mô tả hoạt động của các thành phần
 Thiết bị Softswitch
Thiết bị softswitch là thiết bị đầu não trong mạng NGN. Nó làm
nhiệm vụ điều khiển cuộc gọi, báo hiệu và các tính năng để tạo một cuộc gọi
trong mạng NGN hoặc xuyên qua nhiều mạng khác (ví dụ PSTN, ISDN).
Softswitch cịn được gọi là Call Agent (vì chức năng điều khiển cuộc gọi của
nó) hoặc Media Gateway Controller - MGC (vì chức năng điều khiển cổng
truyền thơng Media Gateway).
Thiết bị Softswtich có khả năng tương tác với mạng PSTN thông qua
các cổng báo hiệu (Signalling Gateway) và cổng truyền thông (Media

Gateway). Softswitch điều khiển cuộc gọi thơng qua các báo hiệu, có hai loại
chính:
- Ngang hàng (peer-to-peer): giao thức giữa Softswitch và Softswitch,
giao thức sử dụng là BICC hay SIP.
- Điều khiển truyền thông: giao tiếp giữa Softswitch và Gateway,
giaothức sử dụng là MGCP hay Megaco/H.248.
 Cổng truyền thông
Nhiệm vụ của cổng truyền thông (MG-Media Gateway) là chuyển đổi
việc truyền thông từ một định dạng truyền dẫn này sang một định dạng khác,
thông thường là từ dạng mạch (circuit) sang dạng gói (packet), hoặc từ dạng
mạch analog/ISDN sang dạng gói. Việc chuyển đổi này được điều khiển bằng
Softswitch. MG thực hiện việc mã hoá, giải mã và nén dữ liệu.
Ngồi ra, MG cịn hỗ trợ các giao tiếp với mạng điện thoại truyền
thống (PSTN) và các giao thức khác như CAS (Channel Associated
Signalling) và ISDN. Tóm lại, MG cung cấp phương tiện truyền thơng để
truyền tải thoại, dữ liệu, fax và hình ảnh giữa mạng truyền thống PSTN và
mạng IP.

Sinh viên: Đỗ Thị Thu Hà

17


Báo cáo thực tập tốt nghiệp

 Cổng truy nhập
Cổng truy nhập (AG - Access Gateway) là một dạng của MG. Nó có khả
năng giao tiếp với máy PC, thuê bao của mạng PSTN, xDSL và giao tiếp với
mạng gói IP qua giao tiếp STM. Ở mạng hiện nay, lưu lượng thoại từ thuê bao
được kết nối đến tổng đài chuyển mạch PSTN khác bằng giao tiếp V5.2 thông

qua cổng truy
nhập. Tuy nhiên, trong NGN, cổng truy nhập được điều khiển từ
Softswitch qua giao thức MGCP hay Megaco/H.248. Lúc này, lưu lượng thoại
từ thuê bao sẽ được đóng gói và kết nối vào mạng trục IP.
 Cổng báo hiệu
Cổng báo hiệu (Signalling Gateway - SG) đóng vai trị như cổng giao
tiếp giữa mạng báo hiệu số 7 (SS7 - Signalling System 7, giao thức được dùng
trong PSTN) và các điểm được quản lý bởi thiết bị Softswitch trong mạng IP.
Cổng SG đòi hỏi một đường kết nối vật lý đến mạng SS7 và phải sử dụng các
giao thức phù hợp. SG tạo ra một cầu nối giữa mạng SS7 và mạng IP, dưới sự
điều khiển của Softswitch. SG làm cho Softswitch giống như một điểm nút
bình thường trong mạng SS7. Lưu ý rằng SG chỉ điều khiển SS7, còn MG
điều khiển các mạch thoại thiết lập bởi cơ chế SS7.
 Mạng trục IP
Mạng trục được thể hiện là mạng IP kết hợp công nghệ ATM hoặc
MPLS. Vấn đề sử dụng ATM hay MPLS còn đang tách thành hai xu hướng.
Các dịch vụ và ứng dụng trên NGN được quản lý và cung cấp bởi các máy
chủ dịch vụ (server). Các máy chủ này hoạt động trong mạng thông minh (IN
- Intelligent Network) và giao tiếp với mạng PSTN thông qua SS7.

Sinh viên: Đỗ Thị Thu Hà

18


Báo cáo thực tập tốt nghiệp

CHƯƠNG 3:
TÌM HIỀU CÁC GIAO THỨC TRONG MẠNG NGN
Trong mạng cơng cộng hiện nay có hai hệ thống báo hiệu đang được

sử dụng đó là báo hiệu kênh liên kết và báo hiệu số 7. Mạng thế hệ mới ngoài
các dịch vụ truyền thống như thoại / fax còn cung cấp các dịch vụ dữ liệu do
đó địi hỏi phải có giao thức báo hiệu mới. Trong mạng NGN các chức năng
báo hiệu và sử lý báo hiệu , chuyển mạch, điều khiển cuộc gọi được thực hiện
bởi các thiết bị nằm phân tán trong cấu hình mạng. 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 với nhau. Cách thức trao đổi thông tin báo hiệu được
quy định bởi các giao thức báo hiệu .
Các giao thức chính sử dụng trong NGN là :
 H.323
 SIP (session Intiation Protocon)
 SIGTRAN
 MGCP (media geteway control Protocon)
 MEGACO (media gateway Contronlier )

Sinh viên: Đỗ Thị Thu Hà

19


Báo cáo thực tập tốt nghiệp

Hình 3.1: Phân loại giao thức báo hiệu trong chuyển mạch mềm
Trong hình 3.1 cho thấy phân loại các giao thức trong NGN. Các giao
thức này có thể phân thành hai loại:
- Giao thức ngang cấp: H323, SIP
- Giao thức chủ tớ: MGCP, MEGACO
Vai trò của từng giao thức trên được minh hoạ trên hình vẽ sau:

Hình 3.2: Các giao thức cơ bản ứng dụng trong mạng ứng dụng softswitch

Sinh viên: Đỗ Thị Thu Hà

20


Báo cáo thực tập tốt nghiệp
 Giao thức ngang cấp H.323, SIP được sử dụng để trao đổi thông tin
báo hiệu giữa các MGC, giữa MGC và các Server.
 Giao thức chủ tớ MGPC, MEGACO là giao thức báo hiệu điều khiển
giữa MGC và các Gateway (trong đó MGC điều khiển Gateway).
 Giao thức SIGTRAN là giao thức báo hiệu giữa MGC và Signalling
Gateway.
Các giao thức ngang cấp thực hiện chức năng mạng ở cấp cao hơn, quy
đinh cách thức giao tiếp giữa các thực thể cùng cấp để cùng phối hợp thực
hiện cuộc gọi hay các ứng dụng khác. Trong khí đó các giao thức chủ tớ là sản
phẩm của việc phân bố khơng đồng đều trí tuệ mạng, phần lớn trí tuệ mạng
được tập trung trong các thực thể chức năng điều khiển (đóng vai trị là
master), thực thể này sẽ giao tiếp (điều khiển) với thực thể khác qua giao thức
chủ tớ nhằm cung cấp dịch vụ.
3.1 H.323
3.1.1. Giới thiệu về H.323
H.32x là họ giao thức của ITU-T định nghĩa các dịch vụ truyền thông đa
phương tiện trên cơ sở mạng chuyển mạch gói và H.323 là một phần trong họ
này. Phiên bản đầu tiên được đưa ra vào năm 1996 và phiên bản gần đây nhất
(version 4) được ban hành vào 7/2001. Phiên bản 1 và 2 hỗ trợ H.245 trên nền
TCP, Q.931 trên nền TCP và RAS trên nền UDP. Các phiên bản 3 và 4 hỗ trợ
thêm H.245 và H.931 trên nền TCP và UDP. Ban đầu H.323 dự đinh giành
cho X.25, sau đó là ATM, nhưng giờ đây lại là Internet và TCP/IP, trong khi
đó có rất ít H.323 được vận hành trên mạng X.25 và ATM.

Theo tiêu đề của ITU-T cho H.323: “Hệ thống truyền thông đa phương
tiện dựa trên công nghệ gói”, H.323 thực tế đã mơ tả cách thức của hệ thống
kết nối là những hệ thống có nhiều khả năng hơn ngồi khả năng truyền và
nhận tín hiệu audio. Người ta hy vọng rằng các hệ thống truyền thông đa

Sinh viên: Đỗ Thị Thu Hà

21


Báo cáo thực tập tốt nghiệp
phương tiện này có thể hỗ trợ cho ngành viễn thông và các ứng dụng video
như teleconferencing và data - conferencing hoặc truyền file. Mặc dù H.323
có nhiều cơng dụng nhưng trọng tâm chính của thị trường đối với khuyến
nghị này là khả năng audio để thực hiện thoại IP.
3.1.2 Cấu hình mạng H.323

Hình 3.3: Cấu hình mạng H.323
Cấu hình mạng bao gồm các thành phần sau:
Đầu cuối H.323
Là thành phần dùng trong truyền thông 2 chiều đa phương tiện thời gian
thực được dùng trong việc kết nối các cuộc gọi. Nó có thể là một máy PC
hoặc một thiết bị độc lập. Tất cả các đầu cuối H323 đều phải hỗ trợ truyền
audio hai chiều. Như vậy, nó bắt buộc phải hỗ trợ:
- H.225 cho quá trình báo hiệu và thiết lập cuộc gọi
- H.245 cho việc trao đổi khả năng của đầu cuối và để tạo các kênh thông
tin.
- 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 thơng tin thoại và hình
- G.711 cho các codec thoại

Việc hỗ trợ các codec video là không bắt buộc đối với các đầu cuối

Sinh viên: Đỗ Thị Thu Hà

22


Báo cáo thực tập tốt nghiệp
H.323.
Gateway
Nhiệm vụ của Gateway là thực hiện viêc kết nối giữa hai mạng khác
nhau. H323 gateway cũng cung cấp khả năng kết nối giữa một mạng H323 và
một mạng khác (khơng phải là H323). Ví dụ một gateway có thể kết nối và
cung cấp khả năng truyền tin giữa một đầu cuối H323 và mạng chuyển mạch
kênh .Nó thực hiện chức năng chuyển đổi về báo hiệu và dữ liệu, cho phép
các mạng hoạt động dựa trên các giao thức khác nhau có thể phối hợp với
nhau. Cấu tạo của một Gateway bao gồm một MGC (Media Gateway
controller), MG (Media Gateway) và SG (Signalling Gateway) được minh
họa trong hình vẽ sau:

Hình 3.4: Cấu tạo của Gateway.

Các đặc tính cơ bản của mợt Gateway:
- Một Gateway phải hỗ trợ các giao thức hoạt động trong mạng H.323 và
mạng sử dụng chuyển mạch kênh (SCNSwitched Circuit Network).
- Về phía H.323, Gateway phải hỗ trợ báo hiệu điều khiển H.245 cho
quá trình trao đổi khả năng hoạt động của Terminal cũng như của Gateway,

Sinh viên: Đỗ Thị Thu Hà

23


Báo cáo thực tập tốt nghiệp
báo hiệu cuộc gọi H.225, báo hiệu RAS.
- Về phía SCN, Gateway phải hỗ trợ các giao thức hoạt động trong mạng
chuyển mạch kênh (như SS7 sử dụng trong PSTN).
Gatekeeper
Một Gatekeeper 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 tuỳ trọn
nhưng Gatekeeper cung cấp các dịch vụ quan trong như dịch địa chỉ, sự ban
quyền và nhận thực cho Terminal và Gateway, quản lý băng thông, thu thập số
liệu và tính cước.

Hình 3.5: Chức năng của mợt Gatekeeper.

Chức năng Gatekeeper
- Chức năng dịch dịa chỉ : Gatekeeper sẽ thực hiện việc chuyển đổi từ
một địa chỉ hình thức (dạng tên gọi) của các thiết bị đầu cuối và gateway sang
địa chỉ chuyền dẫn thực trong mạng (địa chỉ IP). Chuyển đổi này dựa trên
bảng đối chiếu địa chỉ được cập nhật thường xuyên bằng bản tin đăng ký của
các dịch vụ đầu cuối
- Điều khiển truy nhập: Gatekeeper sẽ chấp nhận một truy nhập mạng LAN

Sinh viên: Đỗ Thị Thu Hà

24


Báo cáo thực tập tốt nghiệp

bằng cách sử dụng các bản tin H.225.0. Việc điều khiển này dựa trên độ rộng băng
tần và đăng ký dịch vụ hoặc các thông số khác do nhà sản suất quy định
- Điều khiển độ rộng băng tần :Gatekeeper hỗ trợ việc trao đổi các bản
tin H.255.0 để điều khiển độ rộng băng tần của các cuộc gọi đây cũng là một
thủ tục rỗng có nghĩa là nó chấp nhận yêu cầu về sự thay đổi độ rộng băng tần
3.2 SIP
3.2.1 Giới thiệu về SIP
SIP được xây dựng bởi IETF, là một giao thức báo hiệu điều khiển thuộc
lớp ứng dụng dùng để thiết lập, điều chỉnh và kết thúc phiên làm việc của một
hay nhiều người tham gia.
SIP là một giao thức đơn giản, dựa trên văn bản (text based) được sử
dụng để hỗ trợ trong việc cung cấp các dịch vụ thoại tăng cường qua Internet.
SIP được đưa ra trên cơ sở nguyên lý giao thức trao đổi thông tin của mạng
Internet (HTTP). SIP là giao thức ngang cấp, hoạt động theo nguyên tắc hỏi
đáp (server/client).
3.2.2 Chức năng của SIP
Giao thức SIP được thiết kế với những tiêu chí 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 cho dịch vụ và dịch vụ mới
SIP có các chức năng chính sau:
 Xác định vị trí của người sử dụng (User location): Hay còn gọi là
chức năng dịch tên (name translation) và xác định người được gọi. Để đảm
bảo cuộc gọi đến được người nhận dù họ ở đâu.
 Xác định khả năng của người sử dụng : Cịn gọi là chức năng thương
lượng đặc tính cuộc gọi (feature negotiation). Dùng để xác định loại thông tin

Sinh viên: Đỗ Thị Thu Hà

25