Tài liệu Truyền tải báo hiệu ss7 trong ngn

Đồ án tốt nghiệp Đại học Mục lục MỤC LỤC MỤC LỤC..............................................................................................................i CÁC THUẬT NGỮ VÀ TỪ VIẾT TẮT............................................................v LỜI NÓI ĐẦU...................................................................................................vii CHƯƠNG 1 .....................................................................................................ix MỘT SỐ VẤN ĐỀ VỀ MẠNG THẾ HỆ MỚI NGN........................................ix 1.1 Tổng quan về NGN....................................................................................ix 1.1.1 Khái niệm........................................................................................................ix 1.1.2 Đặc điểm của NGN..........................................................................................x 1.1.3 Kiến trúc của mạng NGN...............................................................................xii 1.1.4 Các thành phần chính của mạng NGN.........................................................xiii 1.2 Kết nối giữa mạng NGN và mạng PSTN truyền thống...........................xvi 1.2.1 Sơ lược về báo hiệu trong PSTN..................................................................xvii 1.2.2 Báo hiệu trong mạng IP...............................................................................xviii 1.2.3 Kết nối báo hiệu giữa mạng PSTN và mạng IP...........................................xix CHƯƠNG 2 .....................................................................................................xx TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG BÁO HIỆU SỐ 7.........................................xx 2.1 Giới thiệu chung về báo hiệu và hệ thống báo hiệu số 7........................xxi 2.2 Cấu trúc hệ thống mạng báo hiệu số 7...................................................xxii 2.2.1 Các thành phần chính của mạng báo hiệu số 7..........................................xxii 2.2.1.1 Điểm báo hiệu (Signalling Points).....................................................xxii 2.2.1.2 Các kiểu tuyến báo hiệu...................................................................xxiv 2.2.2 Các kiểu kiến trúc báo hiệu.........................................................................xxv 2.2.3 Các bản tin báo hiệu trong mạng báo hiệu số 7...........................................xxv 2.3 Chồng giao thức báo hiệu số 7............................................................xxviii 2.3.1 Phần truyền bản tin MTP.............................................................................xxx 2.3.1.1 MTP mức 1........................................................................................xxx 2.3.1.2 MTP mức 2........................................................................................xxx 2.3.1.3 MTP mức 3.......................................................................................xxxi 2.3.2 Các chức năng người sử dụng MTP..........................................................xxxii 2.3.2.1 Phần người sử dụng ISDN (ISUP)...................................................xxxii 2.3.2.2 Phần điều khiển kết nối báo hiệu SCCP........................................xxxiii 2.3.3 Người sử dụng SS7 (SS7 Users)..................................................................xxxv 2.3.3.1 Phần người sử dụng ISDN...............................................................xxxv 2.3.3.2 Các khả năng biên dịch TC.............................................................xxxvi 2.3.4 Các phần ứng dụng INAP, MAP, OMAP.................................................xxxvii 2.3.4.1. Phần ứng dụng mạng thông minh INAP......................................xxxvii Chu Quang Hiển – D2001VT i Đồ án tốt nghiệp Đại học Mục lục 2.3.4.2 Phần ứng dụng di động GSM MAP................................................xxxix 2.3.4.3 Phần Điều hành, quản lý và bảo dưỡng OAMP............................xxxix 2.4 Ví dụ về thiết lập cuộc gọi đơn giản sử dụng hệ thống báo hiệu số 7...xl CHƯƠNG 3 ................................................................................................xliii TRUYỀN TẢI BÁO HIỆU SỐ 7 TRONG NGN ........................................xliii 3.1 SIGTRAN.................................................................................................xliv 3.1.1 Giới thiệu khái quát về SIGTRAN...............................................................xliv 3.1.2 Các kiến trúc sử dụng SIGTRAN..................................................................xlv 3.1.2.1 Phối hợp SS7 cho điều khiển kết nối................................................xlvi 3.1.2.2 Kiến trúc để truy cập cơ sở dữ liệu.................................................xlvii 3.1.3 Kiến trúc giao thức SIGTRAN ..................................................................xlviii 3.1.4 Các yêu cầu về chức năng đối với SIGTRAN ............................................xlix 3.1.4.1 Truyền tải các giao thức báo hiệu chuyển mạch kênh.....................xlix 3.1.4.2 Hiệu năng của các giao thức báo hiệu chuyển mạch kênh (các giao thức trên cơ sở gói)............................................................................................l 3.1.4.3 Các yêu cầu người sử dụng SS7............................................................li 3.1.5 Các yêu cầu về bảo mật trong SIGTRAN .......................................................li 3.2 Giao thức truyền dẫn điều khiển luồng SCTP..........................................lii 3.2.1 Khái niệm SCTP..............................................................................................lii 3.2.2 Động lực thúc đẩy để phát triển SCTP..........................................................liii 3.2.2.1 Nhược điểm của các giao thức UDP và TCP......................................liii 3.2.2.2 Sự phát triển của SCTP........................................................................liii 3.2.3 Mô hình chức năng của SCTP.......................................................................liv 3.2.3.1 Thiết lập và huỷ bỏ một liên kết..........................................................lv 3.2.3.2 Phân phát tuần tự trong luồng..............................................................lv 3.2.3.3 Phân mảnh dữ liệu người sử dụng......................................................lvi 3.2.3.4 Công nhận và tránh tắc nghẽn............................................................lvi 3.2.3.5 Chunk bunding.....................................................................................lvi 3.2.3.6 Xác nhận tính hợp lệ gói...................................................................lvii 3.2.3.7 Quản lý tuyến.....................................................................................lvii 3.2.4 Khuôn dạng gói tin SCTP..............................................................................lvii 3.2.4.1 Phần tiêu đề chung của gói tin SCTP................................................lviii 3.2.4.2 Các trường của một chunk của gói tin SCTP.......................................lix 3.2.5 Cơ chế phân phát dữ liệu trong SCTP............................................................lix 3.2.6 Cơ chế node đa địa chỉ của STCP (Multi Homed Node)................................lxi 3.2.7 Quá trình thiết lập, truyền dữ liệu và huỷ bỏ liên kết giữa hai đầu cuối SCTP....................................................................................................................... lxii 3.2.7.1 Quá trình thiếp lập liên kết SCTP.....................................................lxii 3.2.7.2 Quá trình truyền dữ liệu...................................................................lxiii 3.2.7.3 Quá trình huỷ bỏ liên kết.................................................................lxiii CHƯƠNG 4 ................................................................................................lxiv Chu Quang Hiển – D2001VT ii Đồ án tốt nghiệp Đại học Mục lục CÁC GIAO THỨC THÍCH ỨNG .............................................................lxiv TRUYỀN TẢI BÁO HIỆU SỐ 7 TRONG NGN.........................................lxiv 4.1 Giao thức lớp thích ứng ngang hàng người sử dụng phần truyền bản tin mức 2 của SS7 (M2PA)..................................................................................lxiv 4.1.1 Tổng quan về M2PA.....................................................................................lxiv 4.1.2 Kiến trúc chức năng sử dụng M2PA.............................................................lxv 4.1.3 Các dịch vụ cung cấp bởi M2PA.................................................................lxvii 4.1.3.1 Hỗ trợ giao diện MTP2/MTP3..........................................................lxvii 4.1.3.2 Hỗ trợ thông tin peer – to – peer...................................................lxvii 4.1.4 Các chức năng cung cấp bởi M2PA...........................................................lxviii 4.1.4.1 Các chức năng MTP2......................................................................lxviii 4.1.4.2 Sắp xếp các thực thể IP và SS7.......................................................lxviii 4.1.4.3 Quản lý liên kết SCTP.....................................................................lxviii 4.1.4.4 Duy trì MTP3 trong mạng SS7..........................................................lxix 4.2 Giao thức lớp thích ứng người sử dụng phần truyền bản tin mức 2 của SS7 (M2UA)...................................................................................................lxix 4.2.1 Tổng quan về M2UA....................................................................................lxix 4.2.2 Sử dụng M2UA giữa SG và MGC................................................................lxix 4.2.3 Các chức năng cung cấp bởi lớp M2UA.......................................................lxx 4.2.3.1 Sắp xếp...............................................................................................lxx 4.2.3.2 Hỗ trợ sự quản lý của liên kết SCTP giữa các SGP và ASP.............lxxi 4.2.3.3 Trạng thái của các ASP....................................................................lxxii 4.2.3.4 Quản lý luồng SCTP.........................................................................lxxii 4.2.3.5 Phối hợp hoạt động quản lý mạng SS7 không theo kiểu luồng.......lxxii 4.2.3.6 Điều khiển luồng, điều khiển tắc nghẽn.........................................lxxii 4.2.3.7 Kiểm tra trạng thái tuyến SS7.........................................................lxxiii 4.2.4 So sánh M2PA và M2UA...........................................................................lxxiii 4.3 Giao thức lớp thích ứng người sử dụng phần truyền bản tin mức 3 của SS7 (M3UA)...................................................................................................lxxv 4.3.1 Tổng quan về M3UA...................................................................................lxxv 4.3.2 Kiến trúc giao thức M3UA..........................................................................lxxv 4.3.3 Các dịch vụ cung cấp bởi lớp M3UA.........................................................lxxvi 4.3.3.1 Hỗ trợ truyền tải bản tin người sử dụng MTP3.............................lxxvii 4.3.3.2 Các chức năng quản lý chủ động...................................................lxxvii 4.3.3.3 Phối hợp hoạt động với các chức năng quản lý mạng MTP3........lxxvii 4.3.3.4 Hỗ trợ quản lý các liên kết SCTP giữa SGP và ASP.....................lxxviii 4.3.3.5 Hỗ trợ quản lý kết nối tới nhiều SGP............................................lxxviii 4.3.4 Chức năng của M2UA...............................................................................lxxix 4.3.4.1 Biểu diễn mã điểm báo hiệu...........................................................lxxix 4.3.4.2 Routing Context và Routing Key......................................................lxxx Khái niệm................................................................................................lxxx Giới hạn của Routing Key.......................................................................lxxx Chu Quang Hiển – D2001VT iii Đồ án tốt nghiệp Đại học Mục lục Quản lý Routing Key và Routing Context .............................................lxxxi Phân phối bản tin tại SGP.......................................................................lxxxi Phân phối bản tin tại ASP......................................................................lxxxi 4.3.4.3 Phối hợp hoạt động SS7 và M3UA................................................lxxxii Lớp SS7 cổng báo hiệu...........................................................................lxxxii Phối hợp hoạt động SS7 và M3UA tại SG.............................................lxxxii Server ứng dụng (AS)............................................................................lxxxiii 4.3.4.4 Mô hình dự phòng bảo vệ AS.......................................................lxxxiii 4.3.4.5 Điều khiển dòng............................................................................lxxxiii 4.3.4.6 Điều khiển tắc nghẽn....................................................................lxxxiii 4.3.4.7 Sắp xếp luồng SCTP......................................................................lxxxiv 4.3.4.8 Mô hình Client/Server....................................................................lxxxiv 4.3.5 Các cấu hình sử dụng điển hình..............................................................lxxxv 4.3.5.1 Truyền tải bản tin ISUP..................................................................lxxxv 4.3.5.2 Truyền tải SCTP giữa các IPSP.....................................................lxxxvi 4.3.5.3 Truyền tải giữa SP và ASP qua SGP..............................................lxxxvi 4.4 Giao thức lớp thích ứng người sử dụng SCCP (SUA).....................lxxxviii 4.4.1 Tổng quan về SUA.................................................................................lxxxviii 4.4.2 Kiến trúc truyền tải báo hiệu.................................................................lxxxviii 4.4.2.1 Kiến trúc giao thức cho truyền tải không kết nối.........................lxxxix SG đóng vai trò là điểm đầu cuối.........................................................lxxxix SG đóng vai trò là điểm chuyển tiếp....................................................lxxxix 4.4.2.2 Kiến trúc giao thức cho truyền tải hướng kết nối........................lxxxix 4.4.2.3 Kiến trúc toàn IP..................................................................................xc 4.4.2.4 Kiến trúc fail – over ASP..................................................................xci 4.4.3 Các dịch vụ cung cấp bởi lớp SUA................................................................xci 4.4.3.1 Hỗ trợ truyền tải các bản tin người sử dụng SCCP............................xci 4.4.3.2 Hỗ trợ lớp giao thức SCCP..................................................................xci 4.4.3.3 Các chức năng quản lý chủ động......................................................xcii 4.4.3.4 Phối hợp hoạt động với các chức năng quản lý mạng SCCP............xcii 4.4.3.5 Hỗ trợ quản lý giữa SGP và ASP.......................................................xcii 4.4.3.6 Chức năng chuyển tiếp......................................................................xcii 4.4.4 Các chức năng được cung cấp bên trong lớp SUA.....................................xciii 4.4.4.1 Sắp xếp địa chỉ tại SG.......................................................................xciii 4.4.4.2 Sắp xếp địa chỉ tại ASP....................................................................xciii 4.4.4.3 Chức năng sắp xếp địa chỉ tại một node chuyển tiếp......................xciv 4.4.4.4 Sắp xếp luồng SCTP..........................................................................xciv 4.4.4.5 Điều khiển dòng.................................................................................xcv 4.4.4.6 Quản lý tắc nghẽn..............................................................................xcv 4.4.5 So sánh M3UA và SUA.................................................................................xcv 4.5 Cấu trúc bản tin M2PA, M2UA, M3UA, SUA........................................xcvi KẾT LUẬN.................................................................................................xcviii TÀI LIỆU THAM KHẢO.............................................................................xcix Chu Quang Hiển – D2001VT iv Đồ án tốt nghiệp Đại học Mục lục CÁC THUẬT NGỮ VÀ TỪ VIẾT TẮT AAL ACF ACK ACM ANM API APM ARQ ASP AT ATM BICC CIC CS DPE DSP DTMF ETSI GGSN GK GUI GW HTTP IAM ID IDD IETF IN INAP IP ISDN ISUP ITU LEX MFC MG MGC MGCP ATM Adaptation Layer Admission Confirmation Acknowledgement Acknowledgement Address Complete Message Answer Message Application Programming Interface Application Transport Mechanism Admission Request Application Server Process Access Tandem Asynchronous Transfer Mode Bearer Independent Call Control Circuit Identification Code Capability Set Distributed Processing Environment Digital Signal Processing Dual Tone Multiple Frequency European Telecommunications Standard Institute Gateway GPRS Support Node Gatekeeper Graphical User Interface Gateway HyperText Transfer Protocol Initial Address Message Identifier Interface Identifier Internet Engineering Task Force Intelligent Network Intelligent Network Application Part Internet Protocol Integrated Services Digital Network ISDN User Part International Telecommunications Union Local Exchange Multi Frequency Code Media Gateway Media Gateway Controller Media Gateway Controller Protocol Chu Quang Hiển – D2001VT Lớp thích ứng ATM Xác nhận chấp nhận đăng nhập Bản tin xác nhận gói (SS7) Bản tin hoàn thành địa chỉ (SS7) Bản tin trả lời (SS7) Giao diện chương trình ứng dụng Cơ chế truyền dẫn ứng dụng Yêu cầu đăng nhập Tiến trình server ứng dụng Tổng đài truy nhập Phương thức truyền không đồng bộ Giao thức điều khiển cuộc gọi độc lập kênh mang Mã nhận dạng kênh (SS7) Tập năng lực Môi trường xử lý phân tán Bộ xử lý tín hiệu số Xung đa tần Viện chuẩn hoá viễn thông châu Âu Node hỗ trợ GPRS cổng Giao diện người dùng đồ hoạ Giao thức truyền tải siêu văn bản Bản tin khởi tạo địa chỉ (SS7) Nhận dạng Nhận dạng giao diện Nhóm kỹ thuật Internet Mạng thông minh Phần ứng dụng của mạng thông minh Giao thức Internet Mạng số đa dịch vụ tích hợp Phần người dùng ISDN Hiệp hội viễn thông quốc tế Tổng đài nội hạt Mã đã tần Cổng phương tiện Thiết bị điều khiển cổng phương tiện Giao thức điều khiển cổng phương tiện v Đồ án tốt nghiệp Đại học MGU MPLS MTU NAS NGN OAM PBX POTS PRI PSTN QoS RAS REL RFC RGW RLC RTP SCN SCF SDH SG SGCP SGP SGSN SGU SIP SRF SRP SS7 SSF STP TCAP TCP TDM UDP VNPT VoIP Media Gateway Unit Multi-Protocol Label Switching Maximum Transmission Unit Network Access Servers Next Generation Network Operation Administration and Maintenance Private Branch Exchange Plain Old Telephone System Primary Interface Public Switched Telephone Network Quality of Service Registration, Admission and Status Release Request For Common Resident Gateway Release Complete Real Time Transport Protocol Switched Circuit Network Service Control Function Synchronous Digital Hierarchy Signalling Gateway Simple Gateway Control Protocol Signalling Gateway Process Serving GPRS Support Node Signalling Gateway Unit Session Initiation Protocol Specialised Resource Function Special Resource Point Signalling System number 7 Service Switching Function Signalling Transfer Point Transaction Capabilities Application Part Transfer Control Protocol Time Division Multiplex User Data gram Protocol VietNam Posts and Telecommunications Voice over Internet Protocol Chu Quang Hiển – D2001VT Mục lục Đơn vị cổng phương tiện Chuyển mạch nhãn đa giao thức Đơn vị truyền dẫn lớn nhất Các máy chủ truy nhập mạng Mạng thế hệ sau Vận hành khai thác và bảo dưỡng Tổng đài nhánh nội hạt Hệ thống điện thoại truyền thống Giao diện cơ bản Mạng thoại chuyển mạch công cộng Chất lượng dịch vụ Đăng ký, chấp nhận và trạng thái Bản tin giải phóng cuộc gọi (SS7) Các chuẩn của IETF Gateway nội hạt Hoàn thành giải phóng cuộc gọi (SS7) Giao thức truyền tải thời gian thực Mạng chuyển mạch kênh Chức năng điều khiển dịch vụ Phân cấp số đồng bộ Cổng báo hiệu Giao thức điều khiển cổng đơn giản Tiến trình cổng báo hiệu Node hỗ trợ GPRS đang phục vụ Đơn vị cổng báo hiệu Giao thức khởi tạo phiên Chức năng tài nguyên đặc biệt Điểm tài nguyên đặc biệt Hệ thống báo hiệu số 7 Chức năng chuyển mạch dịch vụ Điểm chuyển tiếp báo hiệu Phần ứng dụng khả năng phiên Giao thức điều khiển truyền tải Ghép kênh phân chia theo thời gian Giao thức truyền datagram người sử dụng Tổng công ty bưu chính viễn thông Việt Nam Truyền thoại qua giao thức Internet vi Đồ án tốt nghiệp Đại học Mục lục LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay, trong ngành công nghiệp viễn thông đang diễn ra sự hội tụ của viễn thông với công nghệ thông tin, hội tụ của các dịch vụ thoại truyền thống và các dịch vụ dữ liệu mới. Điều này có ảnh hưởng lớn đến mạng viễn thông, đòi hỏi mạng viễn thông phải có cấu trúc mở, linh hoạt, cung cấp nhiều loại dịch vụ khác nhau cho người sử dụng, hiệu quả khai thác cao, dễ phát triển... Để đáp ứng các yêu cầu này, một số nhà sản xuất thiết bị viễn thông và một số tổ chức nghiên cứu về viễn thông đã đưa ra các ý tưởng và mô hình về cấu trúc mạng thế hệ sau NGN. Trong xu thế đó, ngành viễn thông Việt Nam cũng đang có những bước chuyển biến và phát triển mới. Mạng viễn thông của Tổng Công ty Bưu chính Viễn thông đã được số hoá với các thiết bị hiện đại và các loại hình dịch vụ ngày càng gia tăng cả về số lượng và chất lượng. Bên cạnh VNPT, một số công ty khác cũng đã và đang từng bước tham gia vào việc khai thác thị trường cung cấp các dịch vụ viễn thông. Đứng trước xu hướng tự do hoá thị trường, cạnh tranh và hội nhập, việc phát triển theo cấu trúc mạng thế hệ sau (NGN) với các công nghệ phù hợp là bước đi tất yếu của viễn thông thế giới và mạng viễn thông Việt Nam. Trên thực tế, VNPT đang từng bước triển khai hạ tầng cơ sở kỹ thuật và đã bước đầu cung cấp một số dịch vụ NGN cho người sử dụng. Với xu hướng chuyển dần sang mạng thế hệ sau như vậy, một loạt các vấn đề được đặt ra như kiến trúc mạng, phối hợp điều khiển, báo hiệu giữa các phần tử trong mạng, chất lượng dịch vụ… cho mạng thế hệ sau. Trong đó, việc xây dựng mạng báo hiệu giữa các phần tử trong mạng với các giao thức mới phù hợp là một vấn đề then chốt quyết định đến sự hoạt động và chất lượng dịch vụ của toàn bộ mạng. Trong nhiều năm qua, hệ thống báo hiệu số 7 (SS7) với nhiều ưu điểm nổi bật đã được sử dụng rộng rãi trong mạng PSTN và đem lại những hiệu quả to lớn. Với thực tế là chúng ta không thể triển khai ngay lập tức một hệ thống mạng mới trọn vẹn, thay thế toàn bộ hạ tầng cơ sở mạng hiện tại, vấn đề đặt ra là phải có sự phối hợp hoạt động giữa mạng hiện tại và mạng NGN, và một trong những vấn đề đó là phải truyền tải được báo hiệu PSTN mà quan trọng là SS7 qua nền tảng mạng NGN. Điều này có nghĩa là phải xây dựng một giao thức mới, phù hợp để có thể cho phép thực hiện báo hiệu SS7 giữa các phần tử mạng trên nền IP (SS7 over IP). Để làm được điều này, một loạt câu hỏi được đặt ra như: SS7 over IP có sẵn sàng không? Có thể phát triển lên từ mạng SS7 hiện tại không? độ khả dụng và tin cậy? Sự mềm dẻo và phân cấp… Để giải quyết những vấn để này, IETF đã xây dựng một giao thức mới, cho phép truyền Chu Quang Hiển – D2001VT vii Đồ án tốt nghiệp Đại học Mục lục tải tin cậy báo hiệu PSTN nói riêng và đặc biệt là SS7 trên nền IP – giao thức SIGTRAN. Đồ án "Truyền tải báo hiệu SS7 trong NGN" sẽ mô tả chi tiết đặc điểm, kiến trúc giao thức, vị trí ứng dụng của SIGTRAN cũng như là giao thức truyền tải báo hiệu mới SCTP, sau khi đã trình bày những khái niệm chung nhất có tính chất nền tảng về mạng NGN và hệ thống báo hiệu số 7. Đồ án cũng sẽ trình bày kỹ lưỡng về các lớp thích ứng hỗ trợ truyền tải báo hiệu số 7 qua mạng NGN. Đồ án gồm 4 chương: Chương 1: Giới thiệu tổng quan về mạng thế hệ sau NGN, khái niệm, kiến trúc, đưa ra mô hình NGN cũng như những vấn đề cơ bản để kết nối báo hiệu mạng PSTN và mạng NGN. Chương 2: Trình bày khái quát những vấn đề cơ bản về hệ thống báo hiệu số 7: đặc điểm, ưu điểm, các thành phần mạng, chồng giao thức…. Chương 3: Trình bày về chồng giao thức SIGTRAN và giao thức truyền tải báo hiệu mới SCTP. Chương 4: Trình bày chi tiết về các giao thức nằm trong phân lớp thích ứng hỗ trợ truyền tải báo hiệu SS7 qua mạng NGN, đó là: M2PA, M2UA, M3UA, SUA. Tuy SIGTRAN đã được ứng dụng và triển khai thực tế trong nhiều thiết bị của các hãng nhưng việc nghiên cứu về chồng giao thức này và các vấn đề liên quan đòi hỏi một kiến thức sâu rộng và sự đầu tư thoả đáng về thời gian. Do vậy, chắc chắn đồ án không tránh khỏi những sai sót cũng như còn nhiều vấn đề chưa thoả đáng, cần được xem xét thấu đáo hơn. Rất mong nhận được sự chỉ bảo của các thầy cô giáo cùng sự góp ý và phê bình của các bạn. Em xin chân thành cảm ơn Th.S Nguyễn Thị Thanh Kỳ đã tạo mọi điều kiện giúp đỡ và tận tình hướng dẫn em trong suốt quá trình thực hiện đồ án này. Xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong khoa Viễn Thông I, Trung tâm đào tạo Bưu chính viễn thông I, Viện Khoa học kỹ thuật Bưu điện đã có những ý kiến đóng góp và giúp đỡ em trong thời gian qua. Xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè và người thân - những người đã luôn giúp đỡ, cổ vũ và kịp thời động viên tôi trong suốt thời gian qua. Chu Quang Hiển – D2001VT viii Đồ án tốt nghiệp Đại học Mục lục CHƯƠNG 1 MỘT SỐ VẤN ĐỀ VỀ MẠNG THẾ HỆ MỚI NGN Mở đầu Ngày nay chúng ta đang chứng kiến sự thay đổi mang tính cách mạng trong thị trường dịch vụ thông tin. Sự thay đổi này không chỉ liên quan đến các nhà sản xuất thiết bị, các nhà cung cấp dịch vụ và các nhà nghiên cứu thị trường viễn thông mà còn cho tới nhiều người trong nhiều lĩnh vực khác nhau của xã hội. Phương thức mà con người trao đổi thông tin với nhau, giao tiếp với nhau và kinh doanh các dịch vụ viễn thông cũng đang dần dần thay đổi theo cùng nền công nghiệp viễn thông. Các kênh thông tin trong mạng viễn thông hiện đại không chỉ còn mang thông tin thoại truyền thống mà còn truyền tải cả số liệu, video, tin nhắn... Thông tin thoại, số liệu, fax, video và các dịch vụ khác đang được cung cấp tới các thiết bị đầu cuối là điện thoại, thiết bị di động, máy tính cá nhân... và hàng loạt các thiết bị khác. Lưu lượng thông tin số liệu ngày nay đã vượt xa lưu lượng thông tin thoại và vẫn không ngừng tăng với tốc độ gấp nhiều lần tốc độ gia tăng của lưu lượng thông tin thoại truyền thống. Chuyển mạch kênh, vốn là đặc trưng của mạng PSTN truyền thống đã không còn thích hợp nữa và đang nhường bước cho hệ thống chuyển mạch mới trong mạng thế hệ sau NGN (Next Generation Network). Tuy nhiên, vì các lý do kỹ thuật và kinh tế mà hạ tầng mạng PSTN truyền thống không thể bị thay thế một cách tức thì, vì thế mạng NGN phải được tính đến sự tương thích với môi trường của các mạng có sẵn. Trong quá trình phát triển, vốn đầu tư sẽ dần dịch chuyển từ hạ tầng mạng chuyển mạch kênh hiện nay sang hạ tầng mạng thế hệ sau. Chương đầu tiên của cuốn đồ án này sẽ đề cập đến một số vấn đề tổng quan về mạng NGN như: khái niệm, kiến trúc mạng, các thành phần cơ bản của mạng NGN... Tiếp đó là các vấn đề quan tâm về việc kết nối giữa mạng hiện tại và mạng NGN. 1.1 Tổng quan về NGN 1.1.1 Khái niệm Cho tới hiện nay, mặc dù các tổ chức viễn thông quốc tế và cung các nhà cung cấp thiết bị viễn thông trên thế giới đều rất quan tâm và nghiên cứu về chiến lược phát Chu Quang Hiển – D2001VT ix Đồ án tốt nghiệp Đại học Mục lục triển NGN nhưng vẫn chưa có một định nghĩa cụ thể và chính xác nào cho mạng NGN. Do đó định nghĩa mạng NGN nêu ra ở đây không thể bao hàm hết mọi chi tiết về mạng thế hệ mới, nhưng nó có thể là khái niệm tương đối chung nhất khi đề cập đến NGN. Bắt nguồn từ sự phát triển của công nghệ thông tin, công nghệ chuyển mạch gói và công nghệ truyền dẫn băng rộng, mạng thông tin thế hệ mới (NGN) ra đời là mạng có cơ sở hạ tầng thông tin duy nhất dựa trên công nghệ chuyển mạch gói, triển khai các dịch vụ một cách đa dạng và nhanh chóng, đáp ứng sự hội tụ giữa thoại và số liệu, giữa cố định và di động. Như vậy, có thể xem mạng thông tin thế hệ mới là sự tích hợp mạng thoại PSTN, chủ yếu dựa trên kỹ thuật TDM, với mạng chuyển mạch gói, dựa trên kỹ thuật IP/ATM. Nó có thể truyền tải tất cả các dịch vụ vốn có của PSTN đồng thời cũng có thể nhập một lượng dữ liệu rất lớn vào mạng IP, nhờ đó có thể giảm nhẹ gánh nặng của PSTN. Tuy nhiên, NGN không chỉ đơn thuần là sự hội tụ giữa thoại và dữ liệu mà còn là sự hội tụ giữa truyền dẫn quang và công nghệ gói, giữa mạng cố định và di động. Vấn đề chủ đạo ở đây là làm sao có thể tận dụng hết lợi thế đem đến từ quá trình hội tụ này. Một vấn đề quan trọng khác là sự bùng nổ nhu cầu của người sử dụng cho một khối lượng lớn dịch vụ và ứng dụng phức tạp bao gồm cả đa phương tiện, phần lớn trong đó là không được trù liệu khi xây dựng các hệ thống mạng hiện nay. 1.1.2 Đặc điểm của NGN Mạng NGN có 4 đặc điểm chính là:  Nền tảng là hệ thống mạng mở.  Mạng NGN là do mạng dịch vụ thúc đẩy, nhưng dịch vụ phải thực hiện độc lập với mạng lưới.  Mạng NGN là mạng chuyển mạch gói, dựa trên một giao thức thống nhất.  Là mạng có dung lượng ngày càng tăng, có tính thích ứng cũng ngày càng cao, có đủ dung lượng để đáp ứng nhu cầu. Nền tảng là hệ thống mạng mở Do áp dụng cơ cấu mở mà : Chu Quang Hiển – D2001VT x Đồ án tốt nghiệp Đại học Mục lục - Các khối chức năng của tổng đài truyền thống chia thành các phần tử mạng độc lập, các phần tử được phân theo chức năng tương ứng, và phát triển một cách độc lập. - Giao diện và giao thức giữa các bộ phận phải dựa trên các tiêu chuẩn tương ứng. Việc phân tách làm cho mạng viễn thông vốn có dần dần đi theo hướng mới, nhà kinh doanh có thể căn cứ vào nhu cầu dịch vụ để tự tổ hợp các phần tử khi tổ chức mạng lưới. Việc tiêu chuẩn hóa giao thức giữa các phần tử có thể thực hiện nối thông giữa các mạng có cấu hình khác nhau. Mạng NGN là do mạng dịch vụ thúc đẩy Mạng NGN là mạng dịch vụ thúc đẩy, với đặc điểm : • Chia tách dịch vụ với điều khiển cuộc gọi • Chia tách cuộc gọi với truyền tải Mục tiêu chính của chia tách là làm cho dịch vụ thực sự độc lập với mạng, thực hiện một cách linh hoạt và có hiệu quả việc cung cấp dịch vụ. Thuê bao có thể tự bố trí và xác định đặc trưng dịch vụ của mình, không quan tâm đến mạng truyền tải dịch vụ và loại hình đầu cuối. Điều đó làm cho việc cung cấp dịch vụ và ứng dụng có tính linh hoạt cao. Mạng NGN là mạng chuyển mạch gói, dựa trên một giao thức thống nhất Mạng thông tin hiện nay, dù là mạng viễn thông, mạng máy tính hay mạng truyền hình cáp, đều không thể lấy một trong các mạng đó làm nền tảng để xây dựng cơ sở hạ tầng thông tin. Nhưng mấy năm gần đây, cùng với sự phát triển của công nghệ IP, người ta mới nhận thấy rõ ràng là mạng viễn thông, mạng máy tính và mạng truyền hình cáp cuối cùng rồi cũng tích hợp trong một mạng IP thống nhất, đó là xu thế lớn mà người ta thường gọi là “dung hợp ba mạng”. Giao thức IP làm cho các dịch vụ lấy IP làm cơ sở đều có thể thực hiện nối thông các mạng khác nhau; con người lần đầu tiên có được giao thức thống nhất mà ba mạng lớn đều có thể chấp nhận được; đặt cơ sở vững chắc về mặt kỹ thuật cho hạ tầng cơ sở thông tin quốc gia. Giao thức IP thực tế đã trở thành giao thức ứng dụng vạn năng và bắt đầu được sử dụng làm cơ sở cho các mạng đa dịch vụ, mặc dù hiện tại vẫn còn ở thế bất lợi so với chuyển mạch kênh về mặt khả năng hỗ trợ lưu lượng thoại và cung cấp chất lượng dịch vụ đảm bảo cho số liệu. Tốc độ đổi mới nhanh chóng trong thế giới Internet được Chu Quang Hiển – D2001VT xi Đồ án tốt nghiệp Đại học Mục lục tạo điều kiện bởi sự phát triển của các tiêu chuẩn mở sẽ sớm khắc phục những thiếu sót này. 1.1.3 Kiến trúc của mạng NGN Kiến trúc của mạng NGN được chia thành 4 lớp chức năng cơ bản là:  Lớp ứng dụng và dịch vụ  Lớp điều khiển  Lớp truyền tải  Lớp truy nhập Ngoài các lớp cơ bản nêu trên, trong kiến trúc mạng NGN cũng như các mạng nói chung còn có lớp chức năng quan trọng nữa là lớp quản lý mạng. Lớp ứng dụng/dịch vụ (Application/service) Lớp chuyển tải (Media) Lớp truy nhập (Access) uLớp q ýl ản Lớp điều khiển (Control) Hình 1.1 Kiến trúc logic mạng thế hệ mới NGN Dưới đây sẽ mô tả khái quát chức năng và đặc trưng của các lớp trong kiến trúc mạng NGN Lớp ứng dụng và dịch vụ mạng Lớp ứng dụng và dịch vụ mạng được tổ chức thành một lớp duy nhất cho toàn mạng nhằm đảm bảo cung cấp dịch vụ đến tận nhà thuê bao một cách thống nhất. Số lượng nút ứng dụng và dịch vụ phụ thuộc vào lưu lượng dịch vụ cũng như số lượng và loại hình dịch vụ, được tổ chức phân tán theo dịch vụ đảm bảo an toàn hệ thống. Lớp này được liên kết với lớp điều khiển thông qua các giao diện mở. Lớp điều khiển Lớp điều khiển được tổ chức thành 1 cấp thay vì 3 – 4 cấp như cấu trúc mạng PSTN truyền thống nhằm giảm tối đa cấp mạng và tận dụng năng lực xử lý cuộc gọi rất lớn của thiết bị điều khiển thế hệ mới, giảm chi phí đầu tư trên mạng. Chu Quang Hiển – D2001VT xii Đồ án tốt nghiệp Đại học Mục lục Lớp điều khiển có chức năng điều khiển lớp chuyển tải và lớp truy nhập cung cấp các dịch vụ mạng NGN gồm nhiều modun như modun điều khiển kết nối ATM, MPLS, điều khiển định tuyến IP, điều khiển kết nối thoại, xử lý các báo hiệu mạng bao gồm SS7, SIP, MEGACO... Lớp chuyển tải Lớp chuyển tải phải có khả năng chuyển tải các loại lưu lượng như ATM, IP.. Lớp chuyển tải được tổ chức thành hai cấp: đường trục quốc gia và vùng thay vì 3-4 cấp như trong mạng PSTN hiện nay. Lớp truy nhập Lớp truy nhập gồm toàn bộ các nút truy nhập được tổ chức không phụ thuộc theo địa giới hành chính. Các nút truy nhập của các vùng lưu lượng chỉ được kết nối đến nút chuyển mạch đường trục của vùng đó qua các nút chuyển mạch nội vùng. Lớp quản lý Lớp quản lý mạng là phần thiết bị quản lý mạng tập trung xuyên suốt tất cả các lớp khác. Lớp này thực hiện các chức năng quản lý như tính cước, hỗ trợ vận hành, các xử lý liên quan tới thuê bao hay cung cấp dịch vụ tới khách hàng. Lớp quản lý mạng có thể tương tác với các lớp khác thông qua các giao diện chuẩn hay giao diện lập trình ứng dụng mở API. 1.1.4 Các thành phần chính của mạng NGN Trong mạng viễn thông thế hệ mới có rất nhiều thành phần cần quan tâm, nhưng ở đây ta chỉ nghiên cứu những thành phần chính thể hiện rõ nét sự khác biệt của NGN so với mạng viễn thông truyền thống. Cụ thể là :  Media Gateway (MG)  Media Gateway Controller (MGC - Call Agent - Softswitch)  Signaling Gateway (SG)  Media Server (MS)  Application Server (Feature Server) Media Gateway (MG) Media Gateway 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 Chu Quang Hiển – D2001VT xiii Đồ án tốt nghiệp Đại học Mục lục và đóng gói. Đặc biệt ở đây người ta sử dụng một bộ xử lý tín hiệu số DSP (Digital Signal Processors) 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… Một số chức năng chính của một Media Gateway : - Truyền dữ liệu thoại sử dụng giao thức RTP (Real Time Protocol) - Cung cấp khe thời gian T1 hay tài nguyên xử lý tín hiệu số (DSP - Digital Signal Processing) dưới sự điều khiển của Media Gateway Controller (MGC). - Quản lý tài nguyên DSP cho dịch vụ này Signalling Gateway (SG) Signaling Gateway tạo ra một chiếc cầu giữa mạng báo hiệu SS7 với mạng IP dưới sự điều khiển của Media Gateway Controller (MGC). SG làm cho Softswitch giống như một nút SS7 trong mạng báo hiệu SS7. Nhiệm vụ của SG là xử lý thông tin báo hiệu. Các chức năng chính của Signaling Gateway: - Cung cấp một kết nối vật lý đến mạng báo hiệu. - Truyền thông tin báo hiệu giữa Media Gateway Controller và Signaling Gateway thông qua mạng IP. - Cung cấp đường dẫn truyền dẫn cho thoại, dữ liệu và các dạng dữ liệu khác. (Thực hiện truyền dữ liệu là nhiệm vụ của Media Gateway). - Cung cấp các hoạt động SS7 có sự sẵn sàng cao cho các dịch vụ viễn thông. Media Gateway Controller (MGC) MGC là đơn vị chức năng chính của Softswitch. Nó đưa ra các quy luật xử lý cuộc gọi, còn MG và SG sẽ thực hiện các quy luật đó. Nó điều khiển SG thiết lập và kết thúc cuộc gọi. 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. Nó còn được gọi là Call Agent do chức năng điều khiển các bản tin . Một MGC kết hợp với MG, SG tạo thành cấu hình tối thiểu cho Softswitch. Các chức năng của Media Gateway Controller Chu Quang Hiển – D2001VT xiv Đồ án tốt nghiệp Đại học Mục lục - Quản lý cuộc gọi - Các giao thức thiết lập cuộc gọi thoại: H.323, SIP - Giao thức điều khiển truyền thông: MGCP, Megaco, H.248 - Quản lý lớp dịch vụ và chất lượng dịch vụ - Giao thức quản lý SS7: SIGTRAN (SS7 over IP) - Xử lý báo hiệu SS7 - Thực hiện định tuyến cuộc gọi - Ghi lại các thông tin chi tiết của cuộc gọi để tính cước (CDR- Call Detail Record) - Điều khiển quản lý băng thông - Đăng ký Gatekeeper - Đối với Media Gateway : + Xác định và cấu hình thời gian thực cho các DSP + Phân bổ kênh DS0 + Truyền dẫn thoại ( mã hóa, nén, đóng gói) - Đối với Signaling Gateway, MGC cung cấp : + Các loại SS7 + Các bộ xử lý thời gian + Cấu hình kết nối + Mã của nút mạng hay thông tin cấu hình Media Server Media Server là thành phần tuỳ 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. Các chức năng chính của một Media Server : - Chức năng voicemail 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). Chu Quang Hiển – D2001VT xv Đồ án tốt nghiệp Đại học Mục lục - Khả năng nhận dạng tiếng nói (nếu có). - Khả năng hội nghị truyền hình (video conference). - Khả năng chuyển thoại sang văn bản (speech-to-text) Application Server/Feature Server Server đặc tính là một server ở mức ứng dụng chứa một loạt các dịch vụ của doanh nghiệp. Chính vì vậy nó còn được gọi là Server ứng dụng thương mại. Vì hầu hết các Server này tự quản lý các dịch vụ và truyền thông qua mạng IP nên chúng không ràng buộc nhiều với Softswith về việc phân chia hay nhóm các thành phần ứng dụng. Chức năng của Feature Server là xác định tính hợp lệ và hỗ trợ các thông số dịch vụ thông thường cho hệ thống đa chuyển mạch. 1.2 Kết nối giữa mạng NGN và mạng PSTN truyền thống Chúng ta thấy rằng mạng NGN - một mạng chuyển mạch gói dựa trên giao thức IP sẽ mang lại cho khách hàng nhiều dịch vụ mới với tính linh hoạt và đa dụng cao hơn. Tuy nhiên, khách hàng cũng đòi hỏi các dịch vụ mới trên nền NGN phải đáp ứng được QoS và các đặc tính của một mạng thông minh như họ đã có ở mạng PSTN như độ tin cậy, độ khả dụng, an toàn và chất lượng dịch vụ. Do đó, có thể nhận thấy rằng trong tương lai gần, hạ tầng mạng PSTN truyền thống không thể bị thay thế một cách tức thì, vì thế mạng NGN phải được tính đến sự tương thích với môi trường của các mạng có sẵn. Do vậy, việc kết nối giữa mạng NGN và mạng PSTN truyền thống là một vấn đề rất đáng quan tâm. Để đáp ứng các yêu cầu của thị trường thì phải có một kiến trúc báo hiệu mới cho phép người sử dụng có thể tiếp cận với các đặc điểm tích cực của cả hai mạng NGN và PSTN. Kiến trúc này sẽ phải dựa nhiều vào các gateway giữa mạng NGN và PSTN. Chúng không chỉ có chức năng kết nối đơn thuần mà còn phải cho phép chuyển đổi báo hiệu giữa hai mạng. Một gateway lý tưởng phải cung cấp khả năng kết nối giữa các giao thức chuẩn khác nhau, nhưng cũng phải đủ mềm dẻo để hỗ trợ các giao thức có tính riêng biệt. Vì NGN thực chất là một mạng gói hoạt động dựa trên giao thức IP nên trong phần này chúng ta se xem xét sơ lược về việc kết nối báo hiệu giữa mạng PSTN và mạng IP. Chu Quang Hiển – D2001VT xvi Đồ án tốt nghiệp Đại học Mục lục 1.2.1 Sơ lược về báo hiệu trong PSTN PSTN phát triển cùng với rất nhiều giao thức khác nhau phản ánh những kỹ thuật phổ biến nhất trong giai đoạn đó. Ví dụ, kỹ thuật xung quay số ( Dial Pulse) đã được thay thế bằng MFC. Đó là một kiểu báo hiệu “trong băng” hay còn gọi là báo hiệu kênh kết hợp CAS, sử dụng cùng một mạng để truyền báo hiệu và tín hiệu thoại. Kỹ thuật báo hiệu trong băng được thay thế bởi mạng SS7 vào những năm 1970. Giao thức SS7 trao đổi thông tin giữa các phần tử trong mạng PSTN bằng cách sử dụng các tuyến dành riêng để truyền các bản tin báo hiệu đặc biệt. Kiểu báo hiệu này được gọi là báo hiệu “ngoài băng” hay báo hiệu kênh chung CCS bởi vì mạng báo hiệu được tách biệt ra khỏi mạng truyền tải thoại. Sự tách biệt này làm tăng đáng kể chất lượng dịch vụ của mạng bằng cách làm tăng số đường dây và trung kế rỗi để thiết lập được nhiều cuộc gọi hơn, và bằng cách cho phép truyền được nhiều dữ liệu hơn với tốc độ cao hơn. Báo hiệu ngoài băng cũng cho phép thực hiện các chức năng của mạng thông minh IN bằng cách cho phép truy nhập vào các cơ sở dữ liệu đặc biệt được sử dụng bởi mạng IN. Những dịch vụ giá trị gia tăng này gồm: di động số nội hạt (LNP – local number portability), chuyển tiếp cuộc gọi, nhận dạng chủ gọi, định tuyến cuộc gọi... Những đặc điểm miêu tả trên liên quan đến mạng báo hiệu trung kế (liên đài). PSTN cũng có thể thông tin trực tiếp với các thuê bao được kết nối từ xa tới các mạng truy nhập mà đựơc nối với PSTN thông qua các giao thức truy nhập như V5.2, GR – 303... Các thuê bao được kết nối tới mạng truy nhập cũng có thể có được các đặc tính và dịch vụ giá trị gia tăng như các thuê bao được kết nối trực tiếp tới mạng PSTN thông qua các trung kế PRI. Mạng truy nhập trở nên quan trọng trong công nghiệp viễn thông với sự bãi bỏ các quy định. Xuất hiện yêu cầu các nhà cung cấp dịch vụ phải có được các giao diện với một số lượng lớn các giao thức chuẩn. Đó là những bước quan trọng đầu tiên để tiến tới một mạng kiến trúc mở. Những dịch vụ này là những yêu cầu cơ bản của bất cứ mạng hiện đại nào, bao gồm cả mạng thế hệ mới. Các cuộc gọi thoại qua PSTN là trên cơ sở chuyển mạch kênh, có nghĩa là một kênh truyền dẫn từ đầu cuối tới đầu cuối dành riêng được mở qua mạng cho mỗi cuộc gọi. Những kênh dành riêng này bao gồm một đường vật lý từ thuê bao đến tổng đài. Trên quan điểm đó, các bộ ghép kênh số được sử dụng để tăng khả năng truyền dẫn . Các kênh dành riêng cho mỗi cuộc gọi thực hiện các kỹ thuật ghép kênh phân chia theo thời gian TDMA hay phân chia theo tần số FDMA. Chu Quang Hiển – D2001VT xvii Đồ án tốt nghiệp Đại học Mục lục 1.2.2 Báo hiệu trong mạng IP Ngược lại với mạng chuyển mạch kênh PSTN, mạng IP là một mạng phân tán trên cơ sở gói. Không có kênh dành riêng nào được tạo ra cho việc truyền dẫn mỗi bản tin dữ liệu. Các bản tin dài được chia tách thành các gói tin ngắn, mỗi gói tin đều chứa địa chỉ đến. Các gói tin được truyền qua các nút trung gian (router), nơi mà chúng được lưu giữ trong thời gian ngắn trước khi được truyền tới node tiếp theo. Vì tuyến hiệu quả nhất qua Internet có thể thay đổi qua vài tuyến truyền dẫn nên mỗi gói tin có thể đi qua một tuyến khác nhau để đi đến địa chỉ đích. Báo hiệu được sử dụng trong thế hệ đầu tiên của các sản phẩm VoIP bị giới hạn bởi chức năng của nó. Các thủ tục thiết lập và huỷ bỏ cuộc gọi cơ bản đều có thể thực hiện, nhưng các dịch vụ PSTN/IN lại chưa thể tiếp cận được. Như các phương thức báo hiệu cũ của PSTN, luồng dữ liệu và thông tin báo hiệu được mang trên cùng một mạng IP. Luồng dữ liệu, đã được phân chia thành các gói tin như đã mô tả ở trên, được truyền tải bằng giao thức truyền tải thời gian thực RTP. Cấu trúc của các gói tin được xác định bằng giao thức IP. Bên cạnh đó, vì mạng IP là một mạng chuyển mạch gói không hướng kết nối nên các gói tin riêng biệt của mỗi tín hiệu thoại di chuyển qua các tuyến đường khác nhau để rồi phải được tổng hợp theo đúng thứ tự tại đích đến cuối cùng. Đặc điểm này cho phép sử dụng nguồn tài nguyên mạng hiệu quả hơn mạng PSTN nhưngđồng thời cũng làm tăng nguy cơ mất gói. Thông tin báo hiệu được sử dụng trong mạng gói IP dựa trên các giao thức đang phát triển. H.323 là một trong những giao thức chuẩn đầu tiên để báo hiệu trong mạng VoIP. Các chuẩn giao thức đang được phát triển khác bao gồm: SIP, SS7oIP, RSGP, MGCP, MEGACO.... Trong mạng IP, thông tin báo hiệu được truyền giữa các phần tử chức năng sau: - Media Gateway: một MG sẽ kết cuối các cuộc gọi thoại trên các trung kế liên đài từ mạng PSTN, nén và đóng gói dữ liệu, và phân phát các gói tin này trên mạng IP. Đối với các cuộc gọi xuất phát từ mạng IP, MG thực hiện những chức năng này theo thứ tự ngược lại. Đối với các cuộc gọi ISDN từ mạng PSTN, thông tin báo hiệu chuẩn Q.931 được truyền từ MG tới MGC để xử lý. - Media Gateway Controller: một MGC thực hiện việc đăng ký và quản lý các tài nguyên tại các MG. Một MGC trao đổi các bản tin ISUP với các tổng đài trung tâm thông qua các SG. Chu Quang Hiển – D2001VT xviii Đồ án tốt nghiệp Đại học Mục lục - Signalling Gateway: một SG cung cấp sự kết nối trong suốt giữa mạng IP và mạng chuyển mạch gói. Một SG có thể nhận hay biên dịch và chuyển tiếp tín hiệu báo hiệu SS7 qua mạng IP tới một MGC hay tới các SG khác. Bởi vì tầm quan trọng của nó trong mạng, các SG thường được triển khai thành nhóm hai hoặc ba để đảm bảo độ dự phòng cao. Hình 1.2 Các phần tử chủ yếu trong mạng NGN 1.2.3 Kết nối báo hiệu giữa mạng PSTN và mạng IP Như đã thấy ở trên, chúng ta thấy rằng Signalling Gateway báo hiệu chính là câu trả lời cho thách thức về việc kết nối giữa mạng IP và mạng PSTN. SG cung cấp sự kết nối trong suốt giữa mạng IP và mạng chuyển mạch gói. Một SG có thể nhận hay biên dịch và chuyển tiếp tín hiệu báo hiệu SS7 qua mạng IP tới một MGC hay tới các SG khác. Việc thông tin giữa SG và MGC thì hầu như hoàn toàn dựa vào giao thức SIGTRAN – một giao thức được nhóm nghiên cứu của IETF đưa ra. SIGTRAN cho phép truyền tải trong suốt các giao thức báo hiệu trên cơ sở gói qua mạng IP. Nó cũng định nghĩa các phương thức đóng gói, cơ chế giao thức đầu cuối tới đầu cuối và sự sử dụng các khả năng của IP để hỗ trợ các yêu cầu về hiệu năng và chức năng cho báo hiệu. Nó có thể được sử dụng để truyền báo hiệu mạng chuyển mạch kênh giữa một SG và một MGC, hay giữa MG và MGC, giữa các MGC phân tán, hay giữa hai SG kết nối các điểm báo hiệu hay điểm chuyển tiếp báo hiệu trong mạng chuyển mạch kênh. Được định nghĩa như vậy, SIGTRAN có thể hỗ trợ việc Chu Quang Hiển – D2001VT xix Đồ án tốt nghiệp Đại học Mục lục đóng gói và vận chuyển rất nhiều các giao thức khác nhau của mạng chuyển mạch kênh. Nó cũng độc lập với bất cứ chức năng biên dịch báo hiệu mạng chuyển mạch kênh nào diễn ra tại điểm báo hiệu. CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG BÁO HIỆU SỐ 7 Ngày nay, hệ thống báo hiệu số 7 được xác định như là một kỹ thuật cơ bản và rất quan trọng để truyền tải thông tin báo hiệu giữa các mạng thoại di động và cố định, các mạng gói cũng như là giữa các mạng thông minh. Chồng giao thức báo hiệu số 7 được chuẩn hoá bởi ITU-T và ANSI cho phép kết nối bất kỳ nhà cung cấp nào trên bất cứ mạng nào. Được phát triển và ứng dụng từ những năm 80 của thế kỷ 20, hệ thống báo hiệu số 7 với nhiều ưu điểm nổi bật của mình đã đem lại cho người sử dụng nhiều tiện ích như nâng cao chất lượng dịch vụ, độ tin cậy và các dịch vụ mới…, cũng như đã và đang đem đến cho các nhà khai thác và quản lý mạng những khoản lợi nhuận khổng lồ. Gần đây, IP đã nổi lên như là một sự thay thế hiệu quả và chi phí thấp cho hệ thống SS7 trong việc truyền tải thông tin báo hiệu trong mạng thế hệ mới NGN, cho phép các nhà khai thác mạng quản lý sự tăng trưởng và giảm chi phí trong khi vẫn thỏa mãn các nhu cầu về các dịch vụ mới của khách hàng. Sử dụng IP như là một cơ chế Chu Quang Hiển – D2001VT xx