Đề tài chuyển mạch mềm

46
Đề Tài: Tổng quan về công nghệ chuyển mạch mềm MỤC LỤC MỤC LỤC..................................................1 TỪ VIẾT TẮT..............................................3 LỜI NÓI ĐẦU..............................................4 CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ CHUYỂN MẠCH MỀM........5 1.1 Nhược điểm của chuyển mạch kênh..................5 1.2 Sự ra đời của chuyển mạch mềm (Softswitch).......6 CHƯƠNG 2: CẤU TRÚC CỦA CHUYỂN MẠCH MỀM...................9 2.1 Thành phần chính của chuyển mạch mềm.............9 2.1.1 Media Gateway Controller (MGC)..............10 2.1.1.1 Giao thức Megaco/H.248..................13 2.1.1.2 Giao thức SIP...........................14 2.1.2 Media Gateway (MG)..........................15 2.1.3 Signalling Gateway (SG).....................16 2.1.4 Media Server (MS)...........................16 2.2 Khái quát hoạt động của chuyển mạch mềm ........18 2.3 Ưu điểm của chuyển mạch mềm.....................20 2.4 Vấn đề bảo mật..................................21 2.4.1 Các thành phần về bảo mật...................21 Nhóm 8 1 GVHD: ThS Huỳnh Trung Phúc

Transcript of Đề tài chuyển mạch mềm

Page 1: Đề tài chuyển mạch mềm

Đề Tài: Tổng quan về công nghệ chuyển mạch mềm

MỤC LỤC

MỤC LỤC......................................................................................................................1

TỪ VIẾT TẮT...............................................................................................................3

LỜI NÓI ĐẦU...............................................................................................................4

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ CHUYỂN MẠCH MỀM...............5

1.1 Nhược điểm của chuyển mạch kênh.................................................................5

1.2 Sự ra đời của chuyển mạch mềm (Softswitch).................................................6

CHƯƠNG 2: CẤU TRÚC CỦA CHUYỂN MẠCH MỀM........................................9

2.1 Thành phần chính của chuyển mạch mềm........................................................9

2.1.1 Media Gateway Controller (MGC).........................................................10

2.1.1.1 Giao thức Megaco/H.248.................................................................13

2.1.1.2 Giao thức SIP...................................................................................14

2.1.2 Media Gateway (MG).............................................................................15

2.1.3 Signalling Gateway (SG)........................................................................16

2.1.4 Media Server (MS)..................................................................................16

2.2 Khái quát hoạt động của chuyển mạch mềm .................................................18

2.3 Ưu điểm của chuyển mạch mềm....................................................................20

2.4 Vấn đề bảo mật...............................................................................................21

2.4.1 Các thành phần về bảo mật.....................................................................21

2.4.2 Các vấn đề cần bảo mật..........................................................................23

2.4.3 Các giải pháp tạm thời.............................................................................24

2.5 So sánh chuyển mạch mềm và chuyển mạch kênh.........................................25

Nhóm 8 1 GVHD: ThS Huỳnh Trung Phúc

Page 2: Đề tài chuyển mạch mềm

Đề Tài: Tổng quan về công nghệ chuyển mạch mềm

CHƯƠNG 3: BẢN CHẤT VÀ NHỮNG ỨNG DỤNG CHÍNH CỦA CHUYỂN

MẠCH MỀM TRONG MẠNG NGN VIỆT NAM...................................................27

3.1Vị trí của chuyển mạch mềm trong mô hình phân lớp chức năng của NGN...27

3.2 Bản chất chuyển mạch mềm...........................................................................28

3.3 Các ứng dụng chính của chuyển mạch mềm..................................................29

3.3.1 Ứng dụng làm SS7 PRI Gateway (giảm tải Internet)..............................29

3.3.2 Giảm tải các tổng đài chuyển tiếp...........................................................29

KẾT LUẬN..................................................................................................................30

TÀI LIỆU THAM KHẢO..........................................................................................31

Nhóm 8 2 GVHD: ThS Huỳnh Trung Phúc

Page 3: Đề tài chuyển mạch mềm

Đề Tài: Tổng quan về công nghệ chuyển mạch mềm

TỪ VIẾT TẮT

Chữ viết tắt Nghĩa tiếng Anh Nghĩa tiếng Việt

AS Application Server Máy chủ ứng dụng

FS Feature Server Máy chủ đa năng

IDFTInverse Discrete Fourier

TransformBiến đổi ngược Fourier rời rạc

IP Internet Protocol Giao thức Internet

LAN Local Area Network Mạng vựng cục bộ

MG Media Gateway Cổng phương tiện

MGC Media Gateway Controller Cổng điều khiển phương tiện

NGN Next Generation Network Mạng thế hệ mới

PSTNPublic Switch Telephone

Network

Mạng điện thoại chuyển mạch

công cộng

QoS Qualities of Service Chất lượng dịch vụ

SIP Session Initiation Protocol Giao thức khởi tạo phiờn

VoIP Voice Over IP Thoại qua IP

Nhóm 8 3 GVHD: ThS Huỳnh Trung Phúc

Page 4: Đề tài chuyển mạch mềm

Đề Tài: Tổng quan về công nghệ chuyển mạch mềm

LỜI NÓI ĐẦU

rong thời gian gần đây nhu cầu sử dụng các dịch vụ viễn thông của con

người đặc biệt phát triển với nhiều loại hình khác nhau. Trong hoàn cảnh đó

mạng viễn thông thế hệ sau (NGN) đã ra đời. Mạng NGN là một mạng có

tính kiến trúc đồng nhất dựa trên nền chuyển mạch gói.

TĐược xây dựng trên tiêu chí mở, các giao thức chuẩn và giao diện thân thiện,

NGN đáp ứng được hầu hết các nhu cầu của nhiều đối tượng sử dụng: doanh nghiệp,

văn phòng, kết nối giữa các mạng máy tính v.v... Với tính thông minh, mạng NGN

cũng tạo tiền đề cho các bước phát triển của công nghệ mạng, các dịch vụ mới trong

tương lai và là chìa khoá giải mã cho công nghệ truyền thông tương lai, đáp ứng được

đầy đủ các yêu cầu kinh doanh.

Hệ thống chuyển mạch thế hệ sau ra đời với công nghệ dựa trên chuyển mạch

mềm ( Softswitch ) sẽ dần thay thế hệ thống chuyển mạch hiện tại. Chuyển mạch mềm

là hệ thống mở hiện đại, nó sử dụng giao thức mới thích hợp. Quá trình thực hiện

chuyển mạch mềm gặp một thách thức lớn đó là việc có rất nhiều giao thức khác nhau

được đưa ra cho hệ thống. Vì thế việc lựa chọn các giao thức thích hợp để triển khai là

một vấn đề rất quan trọng.

Chuyên đề được chia làm 3 chương:

CHƯƠNG I: Giới thiệu về công nghệ chuyện mạch mềm

CHƯƠNG 2: Cấu trúc của chuyển mạch mềm

CHƯƠNG 3: Bản chất và những ứng dụng chính của chuyển mạch mềm

trong mạng NGN Việt Nam

Do hiểu biết về kiến thức chuyên ngành của nhóm còn nhiều hạn chế, nên nội

dung của đề tài không tránh khỏi những thiếu sót. Nhóm chúng em rất mong nhận

được sự góp ý và đánh giá từ phía Thầy, để giúp cho đề tài của nhóm chúng em được

hoàn thiện hơn.

Nhóm 8 4 GVHD: ThS Huỳnh Trung Phúc

Page 5: Đề tài chuyển mạch mềm

Đề Tài: Tổng quan về công nghệ chuyển mạch mềm

Nhóm 08 xin chân thành cảm ơn Thầy.

Nhóm 8 5 GVHD: ThS Huỳnh Trung Phúc

Page 6: Đề tài chuyển mạch mềm

Chuyên đề: Tổng quan về công nghệ chuyển mạch mềm

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ CHUYỂN MẠCH MỀM

1.1 Nhược điểm của chuyển mạch kênh

Trong quá trình hoạt động, chuyển mạch kênh đã bộc lộ những yếu điểm của mình.

Sau đây là những nhược điểm chính của chuyển mạch kênh:

Giá thành chuyển mạch của tổng đài nội hạt:

Việc đầu tư một tổng đài nội hạt lớn với chi phí cao cho vùng có vài ngàn thuê bao

là không kinh tế do đó các tổng đài thường được lắp đặt cho vùng có số lượng thuê bao

lớn. Ngoài ra nhà cung cấp dịch vụ còn phải xem xét đến chi phí truyền dẫn và chi phí

trên một đường dây thuê bao và việc lắp đặt tổng đài tại nơi đó có kinh tế, đem lại lợi

nhuận hay không.

Dịch vụ không đa dạng, không có sự phân biệt dịch vụ cho các khách hàng khác

nhau. Đó là do các tổng đài chuyển mạch truyền thống cung cấp cùng một tập các tính

năng của dịch vụ cho các khách hàng khác nhau. Hơn thế nữa việc phát triển và triển khai

một dịch vụ mới phụ thuộc nhiều vào nhà sản xuất, rất tốn kém và mất một thời gian dài.

Hạn chế về kiến trúc mạng, do đó khó khăn trong việc phát triển mạng. Đó là do

trong cơ cấu chuyển mạch, thông tin thoại đều tồn tại dưới dạng các dòng 64kbps nên

không thể đáp ứng cho các dịch vụ mới có dung lượng lớn hơn. Và do trong chuyển

mạch kênh đầu vào và đầu ra được nối cố định với nhau nên việc định tuyến cuộc gọi và

xử lý đặc tính của cuộc gọi có mối liên kết chặt chẽ với phần cứng chuyển mạch. Hay nói

cách khác phần mềm điều khiển trong chuyển mạch kênh phụ thuộc rất nhiều vào phần

cứng.

Ngoài ra khi một tổng đài được sản xuất thì dung lượng của nó là không đổi. Do đó khi

mở rộng dung lượng nhiều khi đòi hỏi đến việc phải tăng số cấp chuyển mạch, điều này sẽ

ảnh hưởng đến việc đồng bộ, báo hiệu cùng nhiều vấn đề phức tạp khác.

Nhóm 8 6 GVHD: ThS Huỳnh Trung Phúc

Page 7: Đề tài chuyển mạch mềm

Chuyên đề: Tổng quan về công nghệ chuyển mạch mềm

1.2 Sự ra đời của chuyển mạch mềm

Chuyển mạch mềm (softswitching) là khái niệm tương đối mới, xuất hiện lần đầu

tiên vào khoảng năm 1995. Bản thân khái niệm chuyển mạch mềm đã gây nhiều tranh cãi,

bởi nhiều nhà cung cấp thiết bị khẳng định sản phẩm của họ đã hỗ trợ chuyển mạch mềm,

trong khi thực tế không hoàn toàn như vậy. Như vậy, nói một cách ngắn gọn chuyển mạch

mềm là:

Công nghệ chuyển mạch các cuộc gọi trên nền công nghệ gói (như VoIP chẳng hạn),

và không chuyển mạch trực tiếp các cuộc gọi PSTN (mặc dù có thể hỗ trợ các đầu cuối

analog như máy điện thoại thông thường).

Phần mềm hệ thống chạy trên các máy chủ có kiến trúc mở (Sun, Intel...)

Có giao diện lập trình mở.

Hỗ trợ đa dịch vụ, từ thoại/ fax, cuộc gọi video đến tin nhắn...

Như vậy, các hệ thống chuyển mạch mềm đã thực hiện gói hoá các cuộc gọi. Đây là

một bước phát triển quan trọng của công nghệ chuyển mạch, sau khi việc số hoá thoại đã

được thực hiện trong các tổng đài điện tử khoảng 30 năm trước đây.

Về mặt vật lý, những hệ thống phần cứng hoàn toàn đóng của các nhà cung cấp tổng đài

đã không còn được tái sử dụng. Thay vào đó là các máy chủ kiến trúc mở, với các giao

diện chuẩn, chạy các hệ điều hành thông dụng như Solaris, Linux, Windows NT,

Windows 2000... được dùng làm nền tảng cho hệ thống.

Cấu trúc mở, phân tán trên nhiều máy chủ khác nhau tại nhiều địa điểm khác nhau

trên mạng, khả năng mở rộng nâng cấp tốt, chi phí đầu tư ban đầu và chi phí trên một thuê

bao thấp, hỗ trợ đa dịch vụ trên nền mạng gói, hỗ trợ giao diện lập trình chuẩn... đó là

những ưu điểm của các hệ thống chuyển mạch mềm. Việc triển khai mạng chuyển mạch

mềm sẽ cho phép tích hợp mạng, sử dụng một cơ sở hạ tầng mạng duy nhất cho mọi dịch

vụ, thoại, thông điệp hay dữ liệu... Chi phí vận hành bảo dưỡng mạng sẽ giảm đáng kể do

khả năng quản lý tập trung tốt.

Nhóm 8 7 GVHD: ThS Huỳnh Trung Phúc

Page 8: Đề tài chuyển mạch mềm

Chuyên đề: Tổng quan về công nghệ chuyển mạch mềm

Hiện tại, các tổng đài chạy các phần mềm này trên các bộ xử lý được thiết kế có

quan hệ chặt chẽ với cơ cấu chuyển mạch. Trong tương lai chúng ta muốn triển khai điện

thoại nội hạt trên nền mạng thuần tuý chuyển mạch gói, mặc dù quá trình chuyển đổi đòi

hỏi chúng ta phải làm việc với một mạng lai xử lý cả thông tin thoại kênh và gói trong

nhiều năm tới.

Tuy nhiên, việc các tổng đài nội hạt không thể làm việc trực tiếp với thông tin dạng

gói là trở ngại chính trong quá trình chuyển đổi.

Một giải pháp cho vấn đề này, mà chúng ta có thể hình dung ra, là các thiết bị lai

có thể chuyển mạch được cả thông tin dạng kênh và dạng gói, cùng với những phần mềm

cần thiết để xử lý cuộc gọi được cài đặt trong nó. Trong khi phương pháp tiếp cận này có

thể giúp ta giải quyết vấn đề trong thời kỳ chuyển đổi, nó vẫn không giúp được ta giảm

giá thành cũng như không mang lại khả năng tạo sự khác biệt về dịch vụ.

Trong thuật ngữ của chuyển mạch mềm, chức năng chuyển mạch ở phần vật lý do

MG (Media Gateway) đảm nhiệm, còn phần điều khiển cuộc gọi thuộc về bộ MGC

(Media Gateway Controller). Có một số lý do chính mà dựa vào đó người ta tin rằng phân

chia hai chức năng là giải pháp tốt nhất:

Tạo cơ hội cho một số công ty nhỏ và linh hoạt vốn vẫn chỉ tập trung vào các phần

mềm xử lý cuộc gọi, phần mềm chuyển mạch gói gây được ảnh hưởng trong ngành

công nghiệp viễn thông giống như các nhà cung cấp lớn từ trước tới nay vẫn kiểm

soát thị trường.

Cho phép có một giải pháp phần mềm chung cho xử lý cuộc gọi cài đặt trên rất

nhiều loại mạng khác nhau, bao gồm cả mạng chuyển mạch kênh và mạng gói sử

dụng các khuôn dạng gói và phương thức truyền dẫn khác nhau.

Là động lực cho các hệ điều hành, các môi trường máy tính chuẩn, tiết kiệm đáng

kể trong việc phát triển phát triển và ứng dụng các phần mềm xử lý cuộc gọi.

Cho phép các phần mềm thông minh của các nhà cung cấp dịch vụ điều khiển từ xa

các thiết bị chuyển mạch đặt tại trụ sở của khách hàng, một yếu tố quan trọng trong

việc khai thác hết tiềm năng của mạng trong tương lai.

Nhóm 8 8 GVHD: ThS Huỳnh Trung Phúc

Page 9: Đề tài chuyển mạch mềm

Chuyên đề: Tổng quan về công nghệ chuyển mạch mềm

Mô hình thường thấy hiện nay là: một mạng tổng đài TDM cấp thấp nhất (cấp 5,

tổng đài nội hạt, MSC của mạng di động ...) được nối với nhau bằng một mạng lưới trung

kế điểm-điểm khá phức tạp và nối tới tổng đài chuyển tiếp cấp cao hơn . Khi một cuộc gọi

diễn ra giữa hai tổng đài cấp thấp, thông tin sẽ đi trên trung kế nối trực tiếp giữa hai tổng

đài, nếu đường nối trực tiếp đã sử dụng hết, cuộc gọi có thể được định tuyến thông qua

tổng đài chuyển tiếp. Một số cuộc gọi (ví dụ như truy nhập hộp thư thoại hay quay số

bằng giọng nói...) lại được định tuyến trực tiếp tới tổng đài chuyển tiếp để sử dụng các tài

nguyên tập trung phục vụ cho các dịch vụ cao cấp. Kiến trúc này đã được sử dụng nhiều

năm nay, và cũng đã được cải tiến rất nhiều nhằm phục vụ các ứng dụng thoại, tuy nhiên

vẫn có một số giới hạn:

Chi phí điều hành và bảo dưỡng cao, mất thời gian, việc định lại cấu hình và nâng

cấp mạng lưới phải tiến hành liên tục nhằm để tránh bị nghẽn mạng, hơn nữa luôn

phải thiết lập mạng lớn hơn nhu cầu thực tế cho các tổng đài chuyển tiếp. Ví dụ,

khi một tổng đài nội hạt được thêm vào mạng lưới, phải xây dựng các nhóm trung

kế từ tổng đài đó tới tổng đài chuyển tiếp và tới một số tổng đài nội hạt khác.

Các trung kế điểm-điểm hoạt động với hiệu suất không cao vì chúng được thiết kế

để hoạt động được trong những giờ cao điểm, và những giờ cao điểm này lại khác

nhau trong các vùng của mạng.

Nếu có nhiều tổng đài chuyển tiếp trong mạng, mỗi tổng đài đó lại nối với một

nhóm các tổng đài nội hạt, cuộc gọi có thể phải chuyển qua nhiều tổng đài chuyển

tiếp để đến được nơi lưu giữ tài nguyên mạng (như trong trường hợp dịch vụ hộp

thư thoại).

Nhóm 8 9 GVHD: ThS Huỳnh Trung Phúc

Page 10: Đề tài chuyển mạch mềm

Chuyên đề: Tổng quan về công nghệ chuyển mạch mềm

CHƯƠNG 2: CẤU TRÚC CỦA CHUYỂN MẠCH MỀM

2.1 Thành phần chính của chuyển mạch mềm

Thành phần chính của chuyển mạch mềm là bộ điều khiển cổng thiết bị Media

Gateway Controller (MGC). Bên cạnh đó còn có các thành phần khác hỗ trợ hoạt động

như :

Signaling Gateway (SG).

Media Gateway (MG).

Media Server (MS).

Application Server(AS).

Feature Server(FS).

Hình 2.1: Cấu trúc của chuyển mạch mềm

Nhóm 8 10 GVHD: ThS Huỳnh Trung Phúc

Page 11: Đề tài chuyển mạch mềm

Chuyên đề: Tổng quan về công nghệ chuyển mạch mềm

2.1.1 Media Gateway Controller (MGC)

MGC là đơn vị chức năng cơ bản của chuyển mạch mềm, và cũng thường được gọi

là Call Agent hay Bộ điều khiển cổng (Gateway Controller), hay chuyển mạch mềm. Hình

2.2 trình bày kết nối của MGC với các thành phần khác của mạng NGN.

MGC điều khiển xử lý cuộc gọi, còn MG và SG sẽ thực hiện truyền thông. MGC

điều khiển SG thiết lập và kết thúc cuộc gọi. Ngoài ra còn giao tiếp với hệ thống OSS và

BSS.

MGC chính là chiếc cầu nối giữa các mạng có đặc tính khác nhau như PSTN, SS7,

mạng IP. Nó chịu trách nhiệm quản lý lưu lượng thoại và dữ liệu qua các mạng khác

nhau.

Một MGC kết hợp với MG, SG tạo thành cấu hình tối thiểu cho chuyển mạch mềm.

Hình 2.2: Kết nối MGC với các thành phần khác của mạng NGN

Nhóm 8 11 GVHD: ThS Huỳnh Trung Phúc

Page 12: Đề tài chuyển mạch mềm

Chuyên đề: Tổng quan về công nghệ chuyển mạch mềm

Một MGC có thể quản lý nhiều MG. Hình 2.3 chỉ minh hoạ MGC quản lý MG,

MG có thể nối đến nhiều loại mạng khác nhau.

CA-F và IW-F là 2 chức năng con của MGC-F, CA-F được kích hoạt khi MGC-F

thực hiện việc điều khiển cuộc gọi. Và IW-F được kích hoạt khi MGC-F thực hiện báo

hiệu giữa các mạng báo hiệu khác nhau. Riêng thực thể chức năng Inter-operator Manager

có nhiệm vụ liên lạc, trao đổi thông tin giữa các MGC với nhau.

Quản lý kết nối phiên

(MGC-F)

Quản lý truy cập kết nối

Quản lý hoạt động liên mạng

Liên kết mạng

Báo hiệu và điều khiển cuộc gọi

Máy chủ phương tiện

Máy chủ ứng dụng

Cổng báo hiệu Cổng phương tiện

MGC-F

MGC

Hình 2.3: Chức năng của MGC

MGC có nhiệm vụ tạo cầu nối giữa các mạng có đặc tính khác nhau bao gồm

PSTN, SS7, IP.

Các chức năng chính của MGC (Media Gateway Controller):

Điều khiển cuộc gọi, duy trì trạng thái của mỗi cuộc gọi trên một MG.

Điều khiển và hỗ trợ hoạt động của MG, SG.

Trao đổi các bản tin cơ bản giữa 2 MG-F.

Xử lý bản tin liên quan QoS.

Phát hoặc nhận bản tin báo hiệu.

Định tuyến ( bao gồm bảng định tuyến, phân tích số và dịch số ).

Nhóm 8 12 GVHD: ThS Huỳnh Trung Phúc

Page 13: Đề tài chuyển mạch mềm

Chuyên đề: Tổng quan về công nghệ chuyển mạch mềm

Tương tác với AS-F để cung cấp dịch vụ hay đặc tính cho người sử dụng.

Có thể quản lý các tài nguyên mạng (port, băng tần,…)

Các giao thức MGC có thể sử dụng :

H.323 /SIP (Session Initiation Protocol): Giao thức khởi tạo phiên.

MGCP, Megaco/H.248. (Media Gateway Controller Protocol): Giao thức điều

khiển cổng phương tiện.

SIGTRAN (Signalling Transport Protocol): Giao thức truyền tải báo hiệu.

RTP (Real Time Transport Protocol): Giao thức truyền tải thời gian thực.

RTCP (Real Time Transport Control Protocol): Giao thức điều khiển truyền tải

thời gian thực.

Các thành phần mạng của NGN liên lạc với nhau qua các giao thức được thể

hiện trong hình 2.4:

Máy chủ ứng dụng/Máy chủ chức năng

Máy chủ phương tiện

Cổng báo hiệu

Cổng phương tiện

Bộ điều khiển cổng phương tiện

Bộ điều khiển cổng phương tiện

Bộ điều khiển cổng phương tiện

SIP

ENUM/TRIP

SIP

MGCP

SIGTRAN MGCP

MEGACO

SS7 NON IP NETWORK

PSTN/TDM/ATM

IP NETWORK

SIP SIP

Hình 2.4: Giao thức sử dụng giữa các thành phần

Trong đó:

- SIGTRAN: Giao thức truyền tải báo hiệu.

- SIP: Giao thức khởi tạo phiên.

- MGCP, MEGACO: Giao thức điều khiển cổng phương tiện.

Nhóm 8 13 GVHD: ThS Huỳnh Trung Phúc

Page 14: Đề tài chuyển mạch mềm

Chuyên đề: Tổng quan về công nghệ chuyển mạch mềm

- ENUM: E.164 Number (IETF).

- TRIP (Telephony Routing over IP): Định tuyến cuộc gọi trên mạng gói.

2.1.1.1 Giao thức Megaco/H.248

MEGACO và H.248 giống nhau, đều là các giao thức điều khiển Media

Gateway. MEGACO được phát triển bởi IETF (đưa ra vào cuối năm 1998) còn H.248

được đưa ra vào 5/1999 bởi ITU-T. Sau đó cả IETF và ITU-T cùng hợp tác thống nhất

giao thức điều khiển Media Gateway, kết quả là tháng 6/2000 chuẩn MEGACO/H.248

ra đời. MEGACO/H.248 là báo hiệu giữa SW/MGC với Media Gateway (Trunking

Media Gateway, Lines Media Gateway hoặc IP Phone Media Gateway).

MEGACO/H.248 điều khiển Media Gateway để kết nối các luồng từ ngoài. Sơ đồ điều

khiển Media Gateway của MEGACO/H.248 được thể hiện trong hình 2.5.

Hình 2.5: Sơ đồ điều khiển Media Gateway của MEGACO/H.248

MEGACO/H.248 tương tự với MGCP về mặt cấu trúc và mối liên hệ giữa bộ

điều khiển và cổng Gateway. Tuy nhiên, MEGACO/H.248 hỗ trợ đa dạng hơn các loại

mạng.

Nhóm 8 14 GVHD: ThS Huỳnh Trung Phúc

Page 15: Đề tài chuyển mạch mềm

Chuyên đề: Tổng quan về công nghệ chuyển mạch mềm

2.1.1.2 Giao thức SIP

SIP (Session Initiation Protocol) là giao thức điều khiển lớp ứng dụng được

thiết kế và phát triển bởi IETF. Giao thức SIP được sử dụng để khởi tạo, điều chỉnh và

chấm dứt các phiên làm việc với một hay nhiều yếu tố tham dự. Một phiên được hiểu

là một tập hợp nơi gửi, nơi nhận liên lạc với nhau và trạng thái bên trong mối liên lạc

đó. Ví dụ trạng thái có thể bao gồm cuộc gọi điện thoại Internet, tín hiệu đa phương

tiện phân tán, hội nghị truyền thông đa phương tiện thậm chí là trò chơi máy tính phân

tán.

SIP là giao thức tín hiệu mở, mềm dẻo và có khả năng mở rộng. SIP khai thác

tối đa công cụ Internet để tạo ra nhiều dịch vụ mới trong mạng NGN. Sơ đồ giao thức

báo hiệu SIP được thể hiện trong hình 2.6. SIP còn được dùng làm báo hiệu giữa 2

Softswitch như thể hiện trên hình 2.5.

Giao thức khởi tạo phiên SIP thâm nhập vào thiết kế Softswitch không chỉ như

một giao thức báo hiệu cuộc gọi mà còn đóng vai trò của một cơ cấu vận chuyển cho

các giao thức khác và cho báo hiệu của thiết bị Softswitch đến các server ứng dụng và

cho các hệ thống đáp ứng thoại tương tác hai chiều. Hiện nay, SIP được dùng phổ biến

cho VoIP và đang trở thành lựa chọn thay thế cho H.323 để trở thành giao thức điểm

nối điểm (end-to-end protocol) trong công nghệ Softswitch.

Hình 2.6: Các thành phần trong báo hiệu SIP

Nhóm 8 15 GVHD: ThS Huỳnh Trung Phúc

Page 16: Đề tài chuyển mạch mềm

Chuyên đề: Tổng quan về công nghệ chuyển mạch mềm

2.1.2 Media Gateway (MG)

Trong đó Media Gateway là thành phần nằm trên lớp Media Layer, Signaling

Gateway là thành phần ở trên cùng lớp với MGC, Media Server và Application Server/

Feature Server nằm trên lớp Application and Service Layer.

MG cung cấp phương tiện để truyền tải thông tin thoại, dữ liệu, fax và video giữa

mạng gói IP và mạng PSTN. Trong mạng PSTN, dữ liệu thoại được mang trên kênh DS0.

Để truyền dữ liệu này vào mạng gói, mẫu thoại cần được nén lại và đóng gói. Đặc biệt ở

đây người ta sử dụng một bộ xử lý tín hiệu số DSP (Digital Signal Processor) thực hiện

các chức năng: chuyển đổi AD (Analog to Digital), nén mã thoại/ audio, triệt tiếng dội, bỏ

khoảng lặng, mã hóa, tái tạo tín hiệu thoại, truyền các tín hiệu DTMF,…

MG có các chức năng sau:

Truyền dữ liệu thoại sử dụng giao thức thời gian thực (RTP – Real Time Protocol).

Cung cấp khe thời gian T1 hay tài nguyên xử lý tín hiệu số (DSP) dưới sự điều

khiển của MGC. Đồng thời quản lý tài nguyên DSP cho dịch vụ này.

Hỗ trợ các giao thức đã có như loop – start, ground – start, E&M, CAS, QSIG và

ISDN qua T1.

Quản lý tài nguyên và kết nối T1.

Cung cấp khả năng thay nóng các card T1 hay DSP.

Có phần mềm MG dự phòng.

Cho phép khả năng mở rộng MG về: cổng (port), cards, các nút, mà không làm

thay đổi các thành phần khác.

Nhóm 8 16 GVHD: ThS Huỳnh Trung Phúc

Page 17: Đề tài chuyển mạch mềm

Chuyên đề: Tổng quan về công nghệ chuyển mạch mềm

Hình 2.7: Cấu trúc của MG

2.1.3 Signalling Gateway (SG)

SG thực hiện chức năng cầu nối giữa mạng báo hiệu SS7 và các nút được quản lý

bởi chuyển mạch mềm trong mạng IP. SG làm cho chuyển mạch mềm giống như một nút

SS7 trong mạng báo hiệu SS7. Nhiệm vụ của SG là xử lý thông tin báo hiệu.

SG có các chức năng sau:

Cung cấp một kết nối vật lý đến mạng báo hiệu SS7

Truyền thông tin báo hiệu giữa MGC và SG thông qua mạng IP.

Cung cấp đường thoại, dữ liệu và các dạng thông tin khác.

2.1.4 Media Server (MS)

Media Server là thành phần lựa chọn của Softswitch, được sử dụng để xử lý các

thông tin đặc biệt. Một Media Server phải hỗ trợ phần cứng DSP với hiệu suất cao nhất.

Nhóm 8 17 GVHD: ThS Huỳnh Trung Phúc

Page 18: Đề tài chuyển mạch mềm

Chuyên đề: Tổng quan về công nghệ chuyển mạch mềm

Các chức năng của một Media Server:

Chức năng voice mail cơ bản.

Hộp thư fax tích hợp hay các thông báo có thể sử dụng e-mail hay các bản tin

ghi âm trước (pre-recorded message).

Khả năng nhận tiếng nói (nếu có).

Khả năng hội nghị truyền hình (video conference).

Khả năng chuyển thoại sang văn bản (speech-to-text)

Đặc tính hệ thống :

Là một CPU, có khả năng quản lý lưu lượng bản tin MGCP

Lưu trữ các phương pháp thực hiện liên kết với DSP nội bộ hay lân cận

Cần dung lượng bộ nhớ lớn để lưu trữ các cơ sở dữ liệu, bộ nhớ đệm, thư viện,

Dung lượng đĩa tương đối nhỏ.

Quản lý hầu hết lưu lượng IP nếu tất cả tài nguyên IP được sử dụng để xử lý

thoại.

Sử dụng bus H.110 để tương thích với card DSP và MG.

Độ sẵn sàng cao.

Nhóm 8 18 GVHD: ThS Huỳnh Trung Phúc

Page 19: Đề tài chuyển mạch mềm

Chuyên đề: Tổng quan về công nghệ chuyển mạch mềm

2.2 Khái quát hoạt động của chuyển mạch mềm Softswitch.

Hình 2.4: Lưu đồ xử lý cuộc gọi của chuyển mạch mềm

Ở đây chỉ xét trường hợp thuê bao gọi đi là một thuê bao thuộc mạng cung cấp dịch

vụ thoại truyền thống PSTN. Các trường hợp khác thì hoạt động của chuyển mạch mềm

Softswitch cũng sẽ tương tự. Hoạt động của phần mềm này bao gồm các bước sau:

1. Khi có một thuê bao nhấc máy (thuộc PSTN) và chuẩn bị thực hiện cuộc gọi thì

tổng đài nội hạt quản lý thuê bao đó sẽ nhận biết trạng thái off-hook của thuê bao.

Và Signaling Gateway (SG) nối với tổng đài này thông qua mạng SS7 cũng nhận

biết được trạng thái mới của thuê bao.

2. SG sẽ báo cho Media Gateway Controller (MGC) trực tiếp quản lý mình thông qua

CA-F đồng thời cung cấp tín hiệu dial-tone cho thuê bao. Ta gọi MGC này là

caller-MGC.

3. Caller-MGC gởi yêu cầu tạo kết nối đến Media Gateway (MG) nối với tổng đài nội

hạt ban đầu nhờ MGC-F

Nhóm 8 19 GVHD: ThS Huỳnh Trung Phúc

Page 20: Đề tài chuyển mạch mềm

Chuyên đề: Tổng quan về công nghệ chuyển mạch mềm

4. Các số do thuê bao nhấn sẽ được SG thu thập và chuyển tới caller- MGC.

5. Caller-MGC sử dụng những số này để quyết định công việc tiếp theo sẽ thực hiện.

Các số này sẽ được chuyển tới chức năng R-F và R-F sử dụng thông tin lưu trữ của

các server để có thể định tuyến cuộc gọi. Trường hợp đầu cuối đích cùng loại với

đầu cuối gọi đi (nghĩa là cũng là một thuê bao của mạng PSTN): nếu thuê bao bị

gọi cũng thuộc sự quản lý của caller-MGC thì thực hiện bước (7). Nếu thuê bao

này thuộc sự quản lý của một MGC khác thì thực hiện bước (6). Còn nếu thuê bao

này là một đầu cuối khác loại thì MGC sẽ đồng thời kích hoạt chức năng IW-F để

khởi động bộ điều khiển tương ứng và chuyển cuộc gọi đi. Lúc này thông tin báo

hiệu sẽ được một loại Gateway khác xử lý. Và quá trình truyền thông tin sẽ diễn ra

tương tự như kết nối giữa 2 thuê bao thoại thông thường.

6. Caller-MGC sẽ gởi yêu cầu thiết lập cuộc gọi đến một MGC khác.

Nếu chưa đến đúng MGC của thuê bao bị gọi (ta gọi là caller- MGC) thì MGC này sẽ tiếp

tục chuyển yêu cầu thiết lập cuộc gọi đến MGC khác cho đến khi đến đúng caller-MGC.

Trong quá trình này, các MGC trung gian luôn phản hồi lại MGC đã gởi yêu cầu

đến nó. Các công việc này được thực hiện bởi CA-F.

7. Caller-MGC gởi yêu cầu tạo kết nối với MG nối với tổng đài nội hạt của thuê bao

bị gọi (caller-MG).

8. Đồng thời caller-MGC gởi thông tin đến caller-SG, thông qua mạng SS7 sẽ làm

rung chuông thuê bao bị gọi.

9. Khi caller-SG nhận được bản tin báo trạng thái của thuê bao bị gọi (giả sử là rỗi)

thì nó sẽ gởi ngược thông tin này trở về caller-MGC.

10. Và caller-MGC sẽ phản hồi về caller-MGC để báo mình đang liên lạc với người

được gọi.

Nhóm 8 20 GVHD: ThS Huỳnh Trung Phúc

Page 21: Đề tài chuyển mạch mềm

Chuyên đề: Tổng quan về công nghệ chuyển mạch mềm

11. Caller-MGC gởi thông tin để cung cấp tín hiệu ring back tone cho caller-MGC,

qua caller-SG đến người gọi.

12. Khi thuê bao bị gọi nhấc máy thì quá trình thông báo tương tự các bước trên xảy

ra: qua nút báo hiệu số 7, thông tin nhấc máy qua caller-SG đến caller-MGC, rồi

đến caller-MGC, qua caller-SG rồi đến thuê bao thực hiện cuộc gọi.

13. Kết nối giữa thuê bao gọi đi và thuê bao bị gọi được hình thành thông qua caller-

MG và caller-MG.

14. Khi chấm dứt cuộc gọi thì quá trình sẽ diễn ra tương tự như lúc thiết lập.

2.3 Ưu điểm của chuyển mạch mềm.

Những cơ hội mới về doanh thu.

Thời gian tiếp cận thị trường ngắn.

Khả năng thu hút khách hàng.

Giảm chi phí xây dựng mạng.

Giảm chi phí điều hành mạng và chi phí vận hành trung bình.

Sử dụng băng thông một cách hiệu quả.

Quản lý mạng hiệu quả hơn.

Cải thiện dịch vụ.

Tiết kiệm không gian đặt thiết bị.

Môi trường tạo lập dịch vụ mềm dẻo.

An toàn đối với vốn đầu tư.

Bên cạnh việc lặp lại các chức năng của điện thoại truyền thống trên một mạng IP

chi phí thấp hơn nhiều, chuyển mạch mềm cho phép các nhà cung cấp xác lập, triển khai

và điều hành các dịch vụ mới, tính toán mức độ sử dụng các dịch vụ đó để tính cước

khách hàng trong cả hai hệ thống trả sau hay trả trước. Bằng cách sử dụng các giao diện

lập trình mở (API) trong Chuyển mạch mềm, các nhà phát triển có thể tích hợp dịch vụ

Nhóm 8 21 GVHD: ThS Huỳnh Trung Phúc

Page 22: Đề tài chuyển mạch mềm

Chuyên đề: Tổng quan về công nghệ chuyển mạch mềm

mới hay thêm các Server mới dễ dàng. Chuyển mạch mềm nói chung gồm có một số

những ứng dụng và dịch vụ cơ bản sau:

Trung tâm cuộc gọi ảo.

Nhắn tin hợp nhất.

IP Centrex.

Hỗ trợ đa phương tiện.

Tương tác với PSTN.

Thẻ gọi trả trước.

Tính cước.

Cuộc gọi khẩn cấp.

2.4 Vấn đề bảo mật

Khả năng bảo mật của một mạng viễn thông là một trong những yếu tố hàng đầu

quyết định chất lượng cũng như tính khả dụng của mạng viễn thông đó. Nhiều hướng dẫn

khác nhau của liên minh Châu âu EU đã được đưa ra để bảo vệ dữ liệu và tính riêng tư

của người sử dụng, trong đó bao gồm cả bảo vệ thông tin trong mạng công cộng. Viện

tiêu chuẩn Châu âu (ETSI) đã thành lập một ban cố vấn về vấn đề bảo mật, và ban này

phục vụ cho các nhà vận hành mạng công cộng. Trong tương lai, các yêu cầu về bảo mật

không chỉ đặt ra với các nhà vận hành mạng viễn thông mà còn cho từng quốc gia riêng

biệt. Đặc biệt, các vấn đề bảo mật trong mạng NGN là một vấn đề quan trọng cần được

chú ý.

2.4.1 Các thành phần về bảo mật

Có nhiều thành phần yêu cầu về bảo mật ở mức độ cao trong mạng NGN:

Khách hàng/thuê bao cần phải có tính riêng tư trong mạng và các dịch vụ được

cung cấp, bao gồm cả việc tính cước. Thêm vào đó, họ yêu cầu dịch vụ phải có tính sẵn

sàng cao, cạnh tranh lành mạnh và bảo đảm sự riêng tư của họ.

Nhóm 8 22 GVHD: ThS Huỳnh Trung Phúc

Page 23: Đề tài chuyển mạch mềm

Chuyên đề: Tổng quan về công nghệ chuyển mạch mềm

Các nhà vận hành mạng, các nhà cung cấp dịch vụ, các nhà cung cấp truy nhập đều

cần phải bảo mật để bảo vệ hoạt động , vận hành và kinh doanh của họ, đồng thời có thể

giúp họ phục vụ tốt khách hàng cũng như cộng đồng.

Các quốc gia khác nhau yêu cầu và đòi hỏi tính bảo mật bằng cách đưa ra các

hướng dẫn và tạo ra các bộ luật để đảm bảo tính sẵn sàng của dịch vụ, cạnh tranh lành

mạnh và tính riêng tư.

Sự gia tăng rủi ro do sự thay đổi trong toàn bộ các quy định và các môi trường kỹ

thuật càng nhấn mạnh sự cần thiết ngày càng gia tăng về tính bảo mật trong mạng thế hệ

mới NGN.

Ngày nay các “tội phạm” trong lĩnh vực máy tính đang tăng nhanh. Các tin tặc này

không chỉ dừng lại ở mạng Internet, chúng tấn công cả những chuyển mạch công cộng.

Các hacker thường thu được những thông tin cần thiết qua một cổng truy nhập không

được bảo vệ, và nhà cung cấp dịch vụ phải trả giá cho những dịch vụ vô nghĩa. Một ví dụ

khác liên quan đến các chuyển mạch bảo vệ là sự lạm dụng của dịch vụ thoại miễn phí

(freephone).

Tính riêng tư cũng trở nên quan trọng. Sự cần thiết của riêng tư đã được trình bày

trong các bộ luật của các quốc gia và các hướng dẫn trong phạm vi toàn quốc về riêng tư

và bảo mật.

Các tiến bộ về công nghệ cũng liên quan đến vấn đề bảo mật. Trong thời gian gần

đây, người ta hi vọng rằng các giao diện và giao thức được sử dụng trong các thiết bị viễn

thông không thể dễ dàng giải mã và lợi dụng. Các giao diện và giao thức này không được

phố biến rộng rãi bên ngoài, ngoại trừ các nhà cung cấp thiết bị hay các tổ chức viễn

thông. Tuy nhiên tình hình hiện nay đã thay đổi. Các hệ thống mở vẫn còn các giao diện

phức tạp, nhưng như đã định nghĩa, nó được trang bị và nhiều khách hàng tìm hiểu. Để

đảm bảo tính bảo mật của các hệ thống này, công nghệ phải trở nên có chi phí thấp và dễ

dàng đạt được.

Ví dụ, nhiều giao thức xử lý cho các PC sẵn sàng miễn phí cho các phần mềm công

cộng. Do đó, nhiệm vụ chống hacker trở nên dễ dàng hơn.Một số dịch vụ cũng yêu cầu

tính bảo mật cao hơn. Các dịch vụ này không giới hạn trong các khu vực xác định như

Nhóm 8 23 GVHD: ThS Huỳnh Trung Phúc

Page 24: Đề tài chuyển mạch mềm

Chuyên đề: Tổng quan về công nghệ chuyển mạch mềm

trước đây, do đó nó chịu nhiều nguy hiểm hơn. Do đó sự bảo mật tốt hơn là thực sự cần

thiết do các lý do kinh tế hay riêng tư. Ví dụ về các dịch vụ này là dịch vụ thoại chất

lượng cao, video hội nghị và các dịch vụ đa phương tiện khác. Các khách hàng này chỉ

đời truy nhập vào dữ liệu của họ, và tối thiểu có thể cung cấp thêm cho họ chức năng truy

nhập vào hệ thống quản lý.

2.4.2 Các vấn đề cần bảo mật

Các vấn đề này được thực hiện trong mọi dạng cấu hình NGN, bao gồm các

dạng truyền dẫn khác nhau và xử lý các nguy cơ sau đây:

Từ chối dịch vụ: Nguy cơ này tấn công vào các thành phần mạng truyền dẫn

bằng cách liên tục đưa dồn dập dữ liệu làm cho các khách hàng NGN khác không thể sử

dụng tài nguyên mạng.

Nghe trộm: Nguy cơ này ảnh hưởng đến tính riêng tư của một cuộc nói chuyện

bằng cách chặn đường dây giữa người gửi và người nhận.

Giả dạng: Thủ phạm sử dụng một mặt nạ để tạo ra một đặc tính giả. Ví dụ anh ta

có thể thu được một đặc tính giả bằng cách theo dõi mật mã và ID của khách hàng, bằng

cách thao tác khởi tạo tin nhắn hay thao tác địa chỉ vào/ra của mạng.

Truy nhập trái phép: Truy nhập vào các thực thể mạng phải được hạn chế và

phù hợp với chính sách bảo mật. Nếu kẻ tấn công truy nhập trái phép vào các thực thể

mạng thì các dạng tấn công khác như từ chối dịch vụ, nghe trộm hay giả dạng cũng có thể

xảy ra. Truy nh?p trái phép cũng là kết quả của các nguy cơ kể trên.

Sửa đổi thông tin: Trong trường hợp này, dữ liệu bị phá hỏng hay làm cho

không thể sử dụng được do thao tác của hacker. Một hậu quả của hànhđộng này là những

khách hàng hợp pháp không truy xuất vào tài nguyên mạng được. Trên nguyên tắc không

thể ngăn cản khách hàng thao tác trên dữ liệu hay phá hủy một cơ sở dữ liệu trong phạm

vi truy nhập cho phép của họ.

Từ chối khách hàng: Một hay nhiều khách hàng trong mạng có thể bị từ chối

tham gia vào một phần hay toàn bộ mạng với các khách hàng/ dịch vụ/server khác.

Phương pháp tấn công có thể là tác động lên đường truyền, truy nhập dữ liệu hay sửa đổi

Nhóm 8 24 GVHD: ThS Huỳnh Trung Phúc

Page 25: Đề tài chuyển mạch mềm

Chuyên đề: Tổng quan về công nghệ chuyển mạch mềm

dữ liệu. Trên quan điểm của nhà vận hành mạng hay nhà cung cấp dịch vụ, dạng tấn công

này gây hậu quả là mất niềm tin, mất khách hàng và dẫn tới mất doanh thu.

2.4.3 Các giải pháp tạm thời

Các biện pháp đối phó có thể chia thành hai loại sau: phòng chống và dò tìm.

Sau đây là các biện pháp tiêu biểu:

Nhận thực

Chữ ký số

Điều khiển truy nhập

Mạng riêng ảo

Phát hiện xâm nhập

Ghi nhật ký và kiểm soát

Mã hóa

Trong mọi trường hợp cần lưu ý rằng các hệ thống vận hành trong các thành

phần NGN cần phải bảo vệ cấu hình như một biện pháp đối phó cơ bản:

Tất cả các thành phần không quan trọng (chẳng hạn như các cổngTCP/UDP) phải

ở tình trạng thụ động.

Các đặc tính truy nhập từ xa cho truy nhập trong và truy nhập ngoài cũng phải thụ

động. Nếu các đặc tính này được đăng nhập, tất cả các hoạtđộng cần được kiểm

tra.

Bảng điều khiển server để điều khiển tất cả các đặc tính vận hành của hệ thống cần

được bảo vệ. Tất cả các hệ thống vận hành có một vài đặc tính đặc biệt để bảo vệ

bảng điều khiển này.

Hệ thống hoàn chỉnh có thể đăng nhập và kiểm tra. Các log file cần phải được

giám sát thường xuyên.

Thêm vào đó, cần phải nhấn mạnh rằng mạng tự nó phải có cách bảo vệ cấu hình.

Ví dụ như nhà vận hành phải thực hiện các công việc sau:

Thay đổi password đã lộ.

Làm cho các port không dùng phải không hoạt động được.

Nhóm 8 25 GVHD: ThS Huỳnh Trung Phúc

Page 26: Đề tài chuyển mạch mềm

Chuyên đề: Tổng quan về công nghệ chuyển mạch mềm

Duy trì một nhật ký password.

Sử dụng sự nhận thực các thực thể.

Bảo vệ điều khiển cấu hình.

2.5 So sánh chuyển mạch mềm và chuyển mạch kênh

Việc so sánh sẽ dựa vào các tiêu chí sau: đặc tính của chuyển mạch (về phần

cứng và phần mềm), cấu trúc chuyển mạch (các thành phần cơ bản và sự liên hệ giữa

chúng) và cách thực hiện cuộc gọi.

Đặc tính chuyển mạch Chuyển mạch mềm Chuyển mạch kênh

Phương pháp chuyển mạch Phần mềm Vật lý

Sự phụ thuộc vào phần mềm

và phần cứngKhông Chặt chẽ

Cấu trúcPhân tán, theo các chuẩn

mở, có tính module.

Riêng biệt của từng

nhà sản xuất

Khả năng tích hợp với ứng

dụng của nhà cung cấp khácDễ dàng Khó khăn

Khả năng thay đổi mềm dẻo Có Khó khăn

Giá thànhRẻ, khoảng bằng một nửa

tổng đài điện tửĐắt

Khả năng nâng cấp Rất cao Thêm thiết bị

Các loại dữ liệu hỗ trợ Thoại, dữ liệu, video, fax. Chủ yếu thoại

Truyền thông đa phương tiện Có Rất hạn chế

Nhóm 8 26 GVHD: ThS Huỳnh Trung Phúc

Page 27: Đề tài chuyển mạch mềm

Chuyên đề: Tổng quan về công nghệ chuyển mạch mềm

Hội nghị truyền hình Tốt hơn Có

Lưu lượng Thoại, fax,dữ liệu, video... Chủ yếu là thoại

Thiết kế cho độ dài cuộc gọi Không hạn chế Ngắn

Nhóm 8 27 GVHD: ThS Huỳnh Trung Phúc

Page 28: Đề tài chuyển mạch mềm

Chuyên đề: Tổng quan về công nghệ chuyển mạch mềm

CHƯƠNG 3: BẢN CHẤT VÀ NHỮNG ỨNG DỤNG CHÍNH CỦA CHUYỂN

MẠCH MỀM TRONG MẠNG NGN VIỆT NAM

Cùng với sự phát triển của các công nghệ viễn thông, hệ thống chuyển mạch mềm ra

đời với các tính năng ưu việt, khắc phục được phần lớn các hạn chế của hệ thống chuyển

mạch kênh truyền thống. Hệ thống chuyển mạch mềm đã trở thành một thành tố quan

trọng bậc nhất trong mạng thế hệ mới NGN. Bài viết sẽ phân tích những ứng dụng căn

bản nhất của chuyển mạch mềm với mong muốn lấy đó làm nền tảng để phát triển các

dịch vụ mới ưu việt hơn nữa dựa trên hệ thống chuyển mạch mềm...

3.1 Vị trí của chuyển mạch mềm trong mô hình phân lớp chức năng của NGN

Hình 3.1: Vị trí của chuyển mạch mềm trong mô hình phân lớp NGN.

Do có chức năng là xử lý cuộc gọi (Call control ) nên vị trí tương ứng của chuyển

mạch mềm trong mô hình phân lớp chức năng của NGN là lớp Điều khiển cuộc gọi và

Nhóm 8 28 GVHD: ThS Huỳnh Trung Phúc

Page 29: Đề tài chuyển mạch mềm

Chuyên đề: Tổng quan về công nghệ chuyển mạch mềm

báo hiệu (Call Control and Signaling Layer). Các thực thể chức năng của chuyển mạch

mềm là MGC-F, CA-F, IW-F, R-F, và A-F.

3.2 Bản chất chuyển mạch mềm

Trong tương lai, mạng thế hệ mới NGN sẽ hoàn toàn dựa trên cơ sở hạ tầng là mạng

gói. Do mạng PSTN hiện tại vẫn hoạt động tốt và cung cấp dịch vụ khá tin cậy (99,999%)

nên việc chuyển cả mạng truy nhập và mạng lõi của PSTN thành mạng gói là rất tốn kém.

Để tận dụng cơ sở hạ tầng của PSTN và ưu điểm của chuyển mạch gói, cấu hình mạng

NGN bao gồm chuyển mạch kênh và chuyển mạch gói được thể hiện như trong hình sau:

Hình 3.2: Các thành phần của mạng NGN

Theo hình trên, tổng đài cấp 5 (tổng đài nội hạt) dùng chuyển mạch kênh (circuit-

switched) thể hiện qua phần mạng PSTN vẫn được sử dụng. Phần phức tạp nhất trong

những tổng đài này chính là phần mềm xử lý gọi. Phần mềm này chạy trên một bộ xử lý

chuyên dụng được tích hợp sẵn với phần cứng vật lý chuyển mạch kênh. Hay nói cách

khác, phần mềm sử dụng trong các tổng đài nội hạt phụ thuộc vào phần cứng của tổng

Nhóm 8 29 GVHD: ThS Huỳnh Trung Phúc

Page 30: Đề tài chuyển mạch mềm

Chuyên đề: Tổng quan về công nghệ chuyển mạch mềm

đài. Điều này gây khó khăn cho việc tích hợp mạng PSTN và mạng chuyển mạch gói khi

xây dựng NGN.

Một giải pháp để giải quyết vấn đề này là tạo ra một thiết bị lai (hybrid device) có

thể chuyển mạch thoại ở cả dạng kênh và gói với sự tích hợp của phần mềm xử lý gọi.

Điều này được thực hiện bằng cách tách riêng chức năng xử lý cuộc gọi khỏi chức năng

chuyển mạch vật lý. Thiết bị đó chính là bộ điều khiển cổng phương tiện MGC sử dụng

chuyển mạch mềm (soft switch). Hay nói cách khác chuyển mạch mềm chính là thiết bị

thực hiện việc xử lý cuộc gọi trong mạng NGN.

3.3 Các ứng dụng chính của chuyển mạch mềm

3.3.1 Ứng dụng làm SS7 PRI Gateway (giảm tải Internet)

Ứng dụng này nhằm vào các nhà khai thác dịch vụ thoại cạnh tranh, những doanh

nghiệp đang tìm kiếm một giải pháp giá thành thấp thay cho chuyển mạch kênh truyền

thống để cung cấp giao diện PRI (Primary Rate Interface - Giao diện tốc độ bít cơ sở) cho

các nhà cung cấp dịch vụ Internet phục vụ các đường truy nhập dial-up.

3.3.2 Giảm tải các tổng đài chuyển tiếp

Giải pháp chuyển mạch TDM hiện nay đang bộc lộ dần nhược điểm trước nhu cầu

ngày càng tăng nhưng rất thất thường của lưu lượng thông tin thoại nội hạt (phát sinh do

truy nhập Internet), vô tuyến và đường dài.Ứng dụng Packet Tandem hướng vào các nhà

cung cấp dịch vụ thoại truyền thống với mong muốn giảm vốn đầu tư và chi phí điều hành

các tổng đài quá giang chuyển mạch kênh hiện nay, ngoài ra còn cung cấp các dịch vụ

mới về số liệu.

Nhóm 8 30 GVHD: ThS Huỳnh Trung Phúc

Page 31: Đề tài chuyển mạch mềm

Chuyên đề Tổng quan về công nghệ chuyển mạch mềm

KẾT LUẬN

Trong mạng NGN, Softswitch đóng một vai trò quan trọng. Nó là trái tim của

mạng NGN. Với các chức năng điều khiển hoạt động của các dịch vụ đa phương

tiện (multimedia services) và tách riêng các dịch vụ ra khỏi mạng, nó cho phép

triển khai các dịch vụ mới độc lập với cấu hình mạng. Điều này thực sự có lợi đối

với những quốc gia đang phát triển vì nó cho phép mang lại những dịch vụ vốn chỉ

xuất hiện ở những quốc gia có nền công nghiệp viễn thông phát triển tới những quốc

gia thuộc thế giới thứ ba, mang lại cơ hội phát triển cho những quốc gia đó, góp

phần rút ngắn chênh lệch về trình độ phát triển giữa các quốc gia.

Trong điều kiện thực tế của Việt Nam hiện nay, nếu nghiên cứu phát triển

các mô đun phần cứng của chuyển mạch mềm thì sẽ rất khó vì công nghiệp vi điện

tử còn hạn chế. Tuy nhiên, chúng ta hoàn toàn có thể viết phần mềm chạy trên các

máy server thực hiện đầy đủ các chức năng trong kiến trúc Softswitch như nhiều

nhà phát triển trên thế giới đã làm, cũng như các phần mềm viết cho các ứng dụng

dịch vụ trên mạng NGN.

Trong giai đoạn đầu thì đa số lưu lượng của mạng NGN là kết nối với

mạng PSTN thông qua các Media Gateway, nhưng trong thời gian sắp tới thì NGN

sẽ có rất nhiều các thuê bao sử dụng các dịch vụ thoại, truy nhập internet băng rộng

thông qua các Access Gateway, và đặc biệt theo nhận định của nhiều chuyên gia thì

SIP là giao thức tương lai trong mạng NGN. Do đó, các dịch vụ dựa trên nền tảng

SIP sẽ là hướng phát triển trong tương lai với các loại đầu cuối SIP như điện thoại

IP, Mobile IP, các ứng dụng multimedia chạy trên PC, …

Tuy nhiên, do sự hạn chế về thời gian, tài liệu tham khảo cũng như khả năng

hiểu biết của bản thân, những kết quả đạt được chỉ dừng lại ở mức lý thuyết, chưa

nghiên cứu sâu về thực tiễn của công nghệ chuyển mạch mềm, nhóm chúng em mong

muốn sau này mình có cơ hội đi sâu vào thực tiễn để hoàn thành dự định trong tương

lai.

GVHD: ThS Huỳnh Trung Phúc 31

Page 32: Đề tài chuyển mạch mềm

Chuyên đề Tổng quan về công nghệ chuyển mạch mềm

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. “ Chuyển mạch mềm và ứng dụng trong mạng viễn thông thế hệ sau ”

Ths. Dương Văn Thành_Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn Thông

Nhà xuất bản bưu điện, Hà nội – 2006.

2. http://www.thongtincongnghe.com/article/5303

3. http://www.pcworld.com.vn/pcworld/printArticle.asp?atcl_id=5f5e5c595a595d

GVHD: ThS Huỳnh Trung Phúc 32