Tài liệu ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ CHUYỂN MẠCH MỀM TRONG MẠNG IP

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG KHOA VIỄN THÔNG 1 -------***------- ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Đề tài: ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ CHUYỂN MẠCH MỀM TRONG MẠNG IP Giáo viên hướng dẫn: TS. Lê Nhật Thăng Sinh viên thực hiện: Đỗ Tiến Long Lớp: H07 VTTĐ Khóa: 2007 - 2009 Hệ: Chính quy Hà Nội - 2010 1 HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG KHOA VIỄN THÔNG 1 -----------o0o----------- CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc -------------o0o------------ ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Họ và tên: Đỗ Tiến Long Lớp : H07 - VTTĐ Khóa : 2007 - 2009 Ngành : Điện tử - Viễn thông Tên đề tài: ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ CHUYỂN MẠCH MỀM TRONG MẠNG IP Nội dung đồ án: - Tìm hiều các xu hướng ra đời công nghệ chuyển mạch mềm. - Đặc điểm kỹ thuật của công nghệ chuyển mạch mềm. - Ứng dụng công nghệ chuyển mạch mềm với giải pháp Surpass của Siemens tại VNPT. Ngày giao đề tài: Ngày nộp đề tài: Ngày tháng năm 2010 Giáo viên hướng dẫn TS. LÊ NHẬT THĂNG 2 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… Điểm: ........ (bằng chữ ……............) Ngày..........tháng ……. năm 2010 Giáo viên hướng dẫn TS. LÊ NHẬT THĂNG 3 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… Điểm: ........ (bằng chữ ………………..) Ngày..........tháng ……. năm 2010 Giáo viên phản biện 4 MỤC LỤC CHƯƠNG I: CÁC XU HƯỚNG RA ĐỜI CÔNG NGHỆ CHUYỂN MẠCH MỀM...................10 1.1 Sự phát triển của nhu cầu dịch vụ dữ liệu............................................................................10 1.2 Môi trường cạnh tranh trong lĩnh vực viễn thông:...............................................................10 1.3 Sự hình thành của Mạng thế hệ tiếp theo NGN-Next Genration Network..........................12 1.4. Softswitch – Công nghệ Chuyển mạch mềm......................................................................13 1.4.1 Công nghệ chuyển mạch mềm theo quan điểm của một số nhà phát triển...................13 1.4.2 Khái niệm Softswitch....................................................................................................14 1.5 Những lợi ích của Softswitch – Công nghệ chuyển mạch mềm.........................................15 1.5.1 Những cơ hội mới về kinh doanh..................................................................................15 1.5.2 Khả năng thu hút, ‘lắng nghe’ nhu cầu khách hàng.....................................................16 1.5.3 Dễ dàng mở mạng, cải thiện dịch vụ trong khi vẫn tiết kiệm chi phí xây dựng, bảo dưỡng mạng............................................................................................................................16 1.5.4 Giảm chi phí điều hành mạng và chi phí hoạt động trung bình....................................17 1.5.5 Thới gian tiếp cận thị trường ngắn................................................................................17 1.5.6 An toàn đối với vốn đầu tư............................................................................................17 1.6 Kết luận................................................................................................................................18 CHƯƠNG II: ĐẶC ĐIỂM KỸ THUẬT CỦA CÔNG NGHỆ CHUYỂN MẠCH MỀM.............19 2.1 Mô hình kiến trúc mạng thế hệ mới – NGN và các chức năng của Softswitch...................19 2.1.1 Cấu trúc mạng thế hệ mới NGN....................................................................................19 2.1.1.1 Khái niệm mạng NGN:..........................................................................................19 2.1.1.2 Phân tích cấu trúc Tổng quan mạng NGN..............................................................20 2.2 Các giao thức báo hiệu và điều khiển trong mạng NGN......................................................26 2.2.1 Bộ giao thức H323.........................................................................................................27 2.2.1.1 Cấu trúc của H.323.................................................................................................27 2.2.1.2 Thiết bị đầu cuối....................................................................................................28 2.2.1.3 Gatekeeper..............................................................................................................29 2.2.1.4 Khối điều khiển đa điểm.........................................................................................30 2.2.2 Tập giao thức H323.......................................................................................................30 2.2.2.1 Báo hiệu RAS.........................................................................................................30 2.2.2.2 Báo hiệu điều khiển cuộc gọi H225.......................................................................31 2.2.2.3 Giao thức H.245.....................................................................................................31 2.2.2.4 Các thủ tục báo hiệu cuộc gọi................................................................................33 2.2.3 Giao thức khới tạo phiên SIP........................................................................................36 2.2.3.1 Khái quát về SIP.....................................................................................................36 2.2.3.2 Khả năng tìm gọi song song của SIP......................................................................38 2.2.3.3 Các quá trình thiết lập cuộc gọi của SIP.................................................................39 2.2.3.4 So sánh giữa H.323 và SIP.....................................................................................40 2.2.4. MGCP (Media Gateway Controller Protocol)..............................................................43 5 2.2.4.1. Các chức năng của MGCP....................................................................................43 2.2.4.2. Các thành phần của MGCP..................................................................................43 2.2.4.3 Các khái niệm cơ bản trong MGCP......................................................................43 2.2.5 SIGTRAN (Signaling Transport Protocol)....................................................................44 2.2.6 SCTP (Stream Control Transport Protocol)................................................................46 2.3 Kết luận..........................................................................................................................49 CHƯƠNG III: ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ CHUYỂN MẠCH MỀM VỚI GIÁI PHÁP SURPASS CỦA SIEMENS TẠI VNPT ........................................................................................ 3.1. Triển khai dịch vụ NGN tại VNP........................................................................................ 3.2 Giải pháp Surpass và dòng sản phẩm hiQ của Siemen........................................................ 3.2.1 Giới thiệu thiết bị NGN của Siemen............................................................................. 3.2.2 Giới thiệu thiết bị Surpass hiG100................................................................................ 3.2.3 Giới thiệu thiết bị Surpass hiQ 920............................................................................... 3.3 Surpass iE9200 – giải pháp cho cấu trúc các mạng thế hệ mới.......................................... 3.3.1 Nâng cấp từ HiQ 9200 lên HiE 920.......................................................................... 3.3.2 Các đặc điểm nổi bật của HiE 920............................................................................ 3 3.3 Các khối chức năng của HiE 920.............................................................................. 3.3.4 Các kết nối và các giao thức chính của HiE 920.............................................. 3.3.4.1 Bộ điều khiển cổng phương tiện (MGC) HiE 9 0........................................... 3.3.4.2 Điều khiển GateWay trung kế MEGACO/H.24............................................. 3.3.4. . MG-Hi................................................................................................................... 3.3.5 Kết luậ......................................................................................................................... KẾT LUẬ....................................................................................................................................... TÀI LIỆU THAM KHẢ................................................................................................................. DANH MỤC HÌNH V Hình 2.1: Cấu trúc mạng thế hệ sau góc độ mạ g…………………… ……… ……… 2 Hình 2.2: Cấu trúc mạng NGN góc độ dịch v ………………………………… …… . 2 Hình 2.3: Cấu trúc tổng quan mạng NG ……………………………………….... ..... ..... 2 Hình 2.4: Các thành phần của Softswitc …………………… ………. ………………… 2 Hình 2.5: Cấu trúc mạng chuyển mạch đa dịch v ………………… ……… …………. 2 Hình 2.: Phân loại giao thức báo hiệu trong chuyển mạch mề ………… ……. …. 2 Hình 2.: Các giao thức báo hiệu trong mạng chuyển mạch mề ………… …… 2 Hình 2.: Kiến trúc mạng H.323 và các phần t ………………… ………….. ........... 2 Hình 2. : Cấu trúc thiết bị đầu cuối H.32 ……………………… ………… ………. 2 6 Hình 2.1: Hai đầu cuối đăng ký cùngGK Báo hiệu cuộc gọi trực tiế …… ……. 3 Hình 2.11:Quá trình thiết lập cuộc gọi qua Proxy server……………….…………. 39 Hình2.12 : Quá trình thiết lập cuộc gọi ở chế độ Redirect erver ………… … 40 Hìn2.13 : Kiến trúc giao thức SGTRAN ………………………… . … … … 44 Hình 2.14: Bộ giao thức SGTRAN …………………………………….. ………… . 45 Hìn2.15 : Các chức năng củ SCTP ……………………………… . … … … 47 Hìn2.16 : Cấu trúc của một gói tin SCTP …………………………. …… …… 48 Hìn 3.1 : Cấu trúc mạng VNPT 52 ……………………………… .. … … … 51 Hìh 3.2 : Mô hình các giao thức trong Mạng VPT 52 …………… ..………… . 51 Hình 3.3: Kết cấu cho mạng NGN theo giải pháp của Semen…… … … … 52 Hình 3.4: Surpass trong cấu trúc mạng NGN của Semens ………………… … . 53 Hình 3.5: Các họ sản phẩm SURPSS của Semens ……………………………… . 54 Hình 3.6:Cấu trúc chức năng của hi 9200 …………………… ………… … 59 Hình 3.7: Giao diện báo hiệu của Surpass hi 9200 ……………………… … . 60 Hình 3.8: Chức năng của Hi 9200 ………………………………………………… . 62 Hình 3.9: SURPASS HiE – the master of cntrol ………………………………… … 64 Hình 3.10: Các khối chức năng của Hi 9200 …………………… …………. . 67 Hình 3.11 Các kết nối và giao thức chính của HiE 9200……………………... ..... 68 THUẬT NGỮ VI VIẾT TẮT TỪ TIẾNG ANH TỪ TIẾNG VIỆT ADSL Asymetric Digital Subscriber Line Đường thuê bao số không đối xứng API Application Programming Interface Giao diện lập trình ứng dụng AN Access Network Mạng truy nhập ATM Asynchronous Transfer Mode Chế độ truyền dẫn dị bộ 7 CFCS Cornercial Free Call Service Dịch vụ miễn phí cuộc gọi CWI Call Waiting Internet Dịch vụ cuộc gọi chờ trên Internet DSP Digital Signal Processor Bộ xử lý tín hiệu số European Telecommuncation Standard Institute Viện tiêu chuẩn viễn thông châu Âu FCB Free Call Button Dịch vụ gọi miễn phí GoS Grade of Service Chế độ dịch vụ GSC Global Standard Coopeartion Hợp tác chuẩn toàn cầu GSM Global System for Mobile communcation Hệ thống toàn cầu về di động IETF Internet Engineering Task Foce Lực Lượng Quản Lý Kỹ Thuật. INAP Intelligent Network Application Part Phần ứng dụng mạng thông minh IP Internet Protocol Giao thức Internet ISDN IntegratedService Digital Network Mạng số đa dịch vụ tích hợp ITU International Telecommuncation Union Liên minh viễn thông thế giới MG Media Gateway Cổng đa phương phương tiện MGC Media Gateway Controller Điều khiển đa phương tiện MPLS Multi Protocol label Switch Chuyển mạch nhãn da giao thức MSF Multi Service Switching Forum Diễn đàn về chuyển mạch đa dịch vụ MTP Message Trasfer Point Điểm chuyển giao tin báo NGN Next Generation Network Mạng thế hệ mới NGSP Next Generation Service Platforms Nền tảng dịch vụ mạng thế hệ mới NNI Network Node Interface Giao diện node mạng OSA Open Service Access Truy nhập dịch vụ mở QoS Quality of Service Chất lượng dịch vụ ETSI 8 RAS Remote Access Subsystem Phânn hệ truy nhập từ xa SCN Switched Circuit Networks Mạng chuyển mạch kênh SCP Service Control Point Điểm điều khiển dịch vụ SG Signalling Gateway Cổng báo hiệu SIP Session Innitial Protocol Giao thức khởi tạo phiên SMS Short Message Service Dịch vụ bản tin ngắn TCP Transfer Control Protocol Giao thức điều khiển truyền thông TMN Telecommuncation Management Networks Mạng quản lý viễn thông VoIP Voice over Internet Protocol Thoại qua mạng IP VHE Virtual Home Environment Môi trường gia đình ảo VPN Virtual Private Networks Dịch vụ mạng riêng ảo WAP Wireless Application Protocol Giao thức ứng dụng không dây WDP Webdial Page Dịch vụ quay số qua Web WSP Wireless Session Protocol Giao thức phiên không dây ẮT LỜI N ĐẦU Trong những năm gần đây, cùng với sự tiến bộ vượt bậc của khoa học kỹ thuật, các công nghệ mới trong ngành bưu chính, viễn thông xuất hiện ngày càng nhiều hơn nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của khách hàng. Ngày nay, nhu cầu khách hàng viễn thông không chỉ dừng lại ở dịch vụ thoại thông thường, mà còn có nhiều nhu cầu khác như số liệu, video, truyền hình chất lượng cao, dịch vụ về chuyển khoản, quản lý kinh tế, quản lý nhân sự… Bên cạnh đó, sự tiến bộ vượt bậc về công nghệ trong lĩnh vực phần mềm, giao vận, liên kết đã tạo tiền đề cho các nhà cung cấp dịch vụ liên kết với nhau và tạo ra các dịch vụ có thể gọi là các dịch vụ hội tụ. Các dịch vụ khác nhau như thoại nội hạt, di động, đường dài với các dịch vụ nhắn tin, truy nhập Intenet ngày nay có thể thống nhất lại trong các dịch vụ khách hàng nên 9 nhà cung cấp phải chuyển sang thế hệ mạng mới có thể tích hợp dịch vụ và cung cấp dịch vụ chất lượng ao. Trong khi đó, mạng chuyển mạch kênh truyền thống chủ yếu được xây dựng nhằm truyền dẫn lưu lượng thoại, không có khả năng để đáp ứng các nhu cầu trên của khách hàng. Vì vậy, mạng thế hệ sau (Next General Network - NGN) ra đời nhằm thỏa mãn những nhu cầu trên. Đây không chỉ là mạng phục vụ thông tin thoại, truyền số liệu là đó là một mạng thống nhất, mạng hội tụ đem lại ngày càng nhiều các dịch vụ tiên tiến đáp ứng nhu cầu ngày một tăng và khắt khe của khách hàng mà giải pháp cốt lõi trong mạng NGN chính là công nghệ Softswitch– Công nghệ chuyển mạc mềm. Trong quá trình chuyển đổi này đã có rất nhiều các giải pháp mạng của các nhà cung cấp khác nhau được đưa ra , việc lựa chọn giải pháp và thiết bị nào phù hợp với thực trạng nước mình là điều trăn trở của các nhà khai thác dịch vụ viễn thông của các nước đang phát triển, trong đó có iệt Nam Với những suy nghĩ đó đã thôi thúc tôi thực hiện đồ án tốt nghiệp với ề tài: “ Ứng dụng công nghệ chuyển mạch mềm tron mạng IP ” Sau một thời gian nghiên cứu và tìm hiểu thực tế với nỗ lực của mình tôi đã cố gắng nghiên cứu xây dựng theo nội du - đồ án. Tìm hiều các xu hướng ra đời công nghệ chuyển - ch mềm. Đặc điểm kỹ thuật của công nghệ chuyển m h mềm. - Ứng dụng công nghệ chuyển mạch mềm với giải pháp Surpass của Siemens i VNPT. Mặc dù đã cố gắng nhưng với thời gian và trình độ còn hạn chế nên nội dung đồ án không tránh khỏi những sai sót. Em rất mong nhận được sự góp ý của các thầy giáo, cô giáo và các bạn đồn nghiệp. Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Lê Nhật Thăng và các thầy cô giáo trong học viện và khoa viễn thông, các bạn đồng nghiệp đã giúp đỡ em hoàn thành 10 này. CHƯƠNG I: CÁC XU HƯỚNG RA ĐỜI CÔNG NGHỆ CHUY MẠCH MỀM 1.1 Sự phát triển của nhu cầu dịch ụ dữ liệu Sự phát triển của nhu cầu dịch v dữ liệu đ ược phản ánh trong sự tăng trưởng trong băng hôn và lư u l ượng dữ iệu. Lưu l ượng dữ liệu bao gồm dữ liệu thuần tuý (data) vàcác oại l ưu l ượngnh dng khác t hông điệp, âm thanh, ình ảnh đư ợc truyền bằng các công nghệ dữ liệu (chuyển mạch gói) đang phát triển rấ nhnh. Lư u l ượng dữ liu tăng trư ởng cùng với sự phát triển của Intemet và các loại dịch vụ trên đó. Đồng thời là quá trình toàn cầu hoá diễn ra nhanh chóng làm cho môi trường kinh doanh, cùng với đó là môi trường tính toán mạng trải rộng ra tất cả các hâu lục. Hiện nay các mạng số liệu và mạng thoại đang song song tồ tại ới l ưu l îng gn t ương đ ương nhau. Tuy nhiên mức độ phát triển về lưu lượng của mạng số liệu gấp 1015 lần so với mạng thoại. Nguyên nhân không chỉ do sự bùng nổ các loại hình dịch vụ trên Internet mà còn các loại lưu lượng trên mạng chuyển mạch kênh như thoại Fax đang được truyền ngày càng nhiều trên các mạng dữ liệu, mạng chuyển mạch gói toàn cầu dựa trên công nghệ TCP/IP vươn tới các thiết bị đầu cuối không chỉ là điện thoại, thiết bị di động, máy tính cá nhân, các máy trò chơi, thiết bị đo, các máy móc tự động và hàng loạt các thiết bị khác như máy ảnh, máy quay phim , các thiết bị gia dụng … tạo ra động lực tăng trưởng to lớn trong nhiều năm tới của lưu lượng dữ liệu gói. Mặc dù trong một hai năm qua, lĩnh vực thông tin đã chịu những suy giảm do sự phát triển quá mứ trước đó. 1.2 Môi trường cạnh tranh trong lĩnh vựcv n tông : Trư ớc đây việc cung cấp các dịch vụ viễn thông công cộng đều do các công ty độc quyền nắm giữ, các công ty nà đều nằm d ưới sự kiểm soát của Chính phủ, nhận thức được tầm quan trọng của lĩnh vực viễn thông đối với nền toàn bộ kinh tếvà cả xã h ội, các quốc gia đều bằng những cách thức khác nhau dần tạo ra ột thị trư âng viễn thông cạnh tranh. Lợi nhuận cao đã dẫn đến việc ra đời hàng loạt các nhà khai thác viễn thông mới. Riêng đốivới các nư íc dang phát triển, quá trình mở của hội nhập tạo ra cạnh tranh không chi từ bên trong mà còn từ bn ngoài. B ước sang thỊ'ki 21, quá trình cạnh tranh sẽ diễn ra càng q ết liệt. Các nhà khai thác mới ra đời có lợi thế là đi thẳng vào công nghệ mi nhất. Ng ược lại,đối với nh ưng nhà khai thác mạng truyền thống, họ cần phải cânnhắc kỹ lư ìng trong việc đầu tư nâng cấp hƯ thống cơ sở hạ tầng trên nền công nghệ TDM để đáp ứng các nhu cu trong tư ¬ng lai hay thay thế hoàn toàn các thiết bị của công nghệ cũ với các cơ sở hạ tầng hoàn toàn mớitên nền c ô ng ghệ của tư¬ng lai. H ọ cần phải xem xét đến việc lưu lượng trên mạng Intemet sẽ bùng nổ nay mai trong khi vẫn còn có các "cổ chai" trên phần mạng PSTN truyền thống. Để duy trì được tính cạnh tranhủa mình, t ất cả các nhà khai thá sẽ phải đ a ra các dịch vụ mới kể cả trong quá trình quá độ lên mạng thế hệ ti sau NGN. Khoảng 10 năm trước đây các công ty viễn thông khá giống nhau, ngày nay do sự cạnh tranh khốc liệt các nhà cung cấp dịch vụ phải tạo ra hướng đi cho riêng mình, vì thế sẽ tạo ra sự khác biệt. Một số sẽ tập trung vào dịch vụ truyền số liệu trong khi một số khác tập trung vào dịch vụ thoại. Một số tập trung vào khách hàng trong khi một số khác lại tập trung vào việc kinh doanhmua án lư lư îng. Sự tăng hanh ủa l ưu lu îng IP buộc các nhà cung cấp dịch vụ phải xem xét l i chiến lư îc của họ và kết quả là nhiều trong ố họ đã đư a ra những kết luận khágiống nhau , IP sẽ trở thành yếu tố cốt lõi ở tất cả các mạng. Bất kì ứng dụng nào cũng có thể hoạt động trên cơ sở này. Với các lợi thế của IP, giá của các ứng dụng đầu cuối sẻ giảm xuống. Vì rằng nhiều cấu trúc mạng thế hệ sau có thể được triển khai, nên cước dịch vụ giảm xuống là điều không ·nh khái. Điều này đặc biệt đúng với dịch vụ điện thoại. Lợi nhuận trực tiếp từ dịch vụ này của các nhà cung cấp dịch vụ hiện thời không tăng mà thậm chí còn giảm đi trong vài năm tới. Thậm chí các nhà cung cấp dịch vụ mạng không dây cũng không tránh khỏi sự ảnh hưởng: mạng không dây chỉkhôgdây ở ph Ç n truy nhập và sự cạnh tranh ( trực tiếp từ các nhà cung cấp dịch vụ không dây khác và gián tiếp từ các nhà cung cấp dịch vụ mạng cố định ) sẽ đẩy mức giá xuống thấp. Đối với họ việc duy trì hoặc gia tăng doanh thu trungbình/1 ngư êi dùng trở thành động lực chính cho sự đổi mới chiến lợc. Điềuđ ó chỉ dư îc thực hiện bng cách đư a ra các dịch vô giá tr gia tăng. 12 Tình trng cũng tư ¬ng tự cho các mạng truyền hìh cáp. phư ơng pháp gia tăng doanh thu tên đầu ngư êi nhờ đổi mới công nghệ và dịch vụ sẽ là nền tảng co chiến lư îc phát iển mạng. Có một cách để các nhà cung cấp dịch vụ có thể giải quyết khó khăn này là mở rộng về mặt địa lÝ - xây dựng các mạngtruy nhập ởcả thị trư âng hiện tại và ở cả thị trường mới. Sự mong muốn vươn ra ác thị trư âng mới sẽ làm gia tăng hơn nữa mức độ cạnh tranh. Vì thế, việc triển khai cơ sở htầng để h ỗ trợ sự đổi mới các ứng dụng và dịch vụ trở thành một vấn đề quan trọng đối với các nhà kha thác mạng Giải pháthứ hai đ ể giải quyết vấ đề giảm c ước phí là làm tăng giá trị của các dịch ụ thông th ường. Bằng cách này có h tránh ® îc sự cạnh tranh giá cả và tạo ra nền tảng cho sự hác biệt. Nói chung, dù mục tiu chiến lư îc khc nhau nh ưng dư ới những áp lực này, tất cá các nhà cung cấp dịch vụ Ìu có xu h ướng tập trung ở một mô hình đa dịch vụ sử dụng cơ sở hạ tầng mạng tích hợp để cung cấp càng nhiều loại dịch vụ và càng cho nhiều khách hàng càng tốt. Liệu họ có thành công hay không, điều này phụ thuộc vào khả năng đổi mới liên tục và có hiệu quả của các nhà cung cấp đa .dịch vụ. Các nhà cung cấp dịch vụ truyền thống lớn sẽ phải đương đầu với những khó khăn từ các nhà cung cấp mới, sử dụng các công nghệ mới để đánh vào các điểm yếu của họ. Mạng đa dịch vụ ®trîc triển khai phải cho phép sự đổi mới liên tục các ứng dụng và dịch vụ thì mới gii quyếtđư ợc nhữn g kh khn này. 1. 3 Sự hình thành của Mạng thế hệ tiếp theo NGN-Next Genraton Nhetwork . chóng ta đã biết công nghệ cơ bản liên quan đến chuyển mạch kênh hiện nay đã phát triển qua chậm chạp so với tốc độ thay đổi và tốc té chấp nhận liên qan đến côn g nghệ máy tính. Chuyển mạch kê là các phần tử có độ tin cây cao trong kiến trúc PSTN. Tuy nhiên, chóng không bao giờ là tối ưu đối với chuyển mạch gói, đó là xét về mặt kỹ thuật. Còn khi xem xét ở khía cạnh kinh doanh thu n ận thì : Thứ nhất do các nhà khai thác dịch vụ cạnh tranh và các nhà khai thác cấp trên cùng phụ thuộc vào một tập hữu hạn các ản phẩm tổ ng đài điện thoại nội hạt, chính điều đó buộc họ phải cung cấp các dịch vụ giống nhau. Và khi đã cung cấp các dịch vụ giống nhau thì chỉ c một con đ ường duy nhất để thu hút khách hàng đó là chính sách 13 giá cả, mun có một l ượng khách hàng lớn thì phải iảm giácư íc. Như ng chỉ tạo sự chênh lệch về mặt giá cả vốnđã không p hải là mt chiến lư îc kinh doanh lâu dài tốt trong lĩnh vực viễn thông. Nếu có giải pháp nào đó mà cho phép tạo ra các dịch vụ thật sự mới và hấp dẫn thì các nhà khai thcsẽ có cơ . hội tạo sự khác biệt về mặt dịch vụ chứ không ch về á cư íc. Thứ hai, khi xét về khía ạnh đầu tư , thì đối với bất kỳ một nhà đầu tư nào, trước khi có ýđịnh đầu t ư vào việc xây dựng mạng, thì yếu tố quan trọng dầu tiên mang tính quyết định đó là thờigian đầu t ư và hoàn vốn, mà động lực của nó là tư lệ giữa sự đổi mới và kết quả dự báo về kinh tế của công ghệ lõi đư ợc chọn trong mạng. Do thời gian phát triển nhanh và chi phí vậnnh hành cng bảo dư ìng các mạng chuyển mạch gói thấp hơn nhiều sơ với chuyển mạch kênh, nên các nhà điều hành mạng ngày nay tập trung chú ý đến công nghệ chuyển mạ gói IP. Do vậy, khi càng ngày cng nhều l ưu lư îng dữ liệu chảy vào mạng qua Internet thì hiển nhiên là cần phải có một giải pháp mới, đặt trọng tâm vào dữ liệu, cho việc thiết kế chuyển.ạch của tư ¬ng lai dựa trên công nghệ gói để chuyển tải chung cả thoại và dữ liệu. Như một sự lựa chọn, các nhà cung cấp dịch vụ đã và đang cố gắng hướng tới việc xây dựng một mạng thế hệ mới Next Genration network – NGN trên đó hội tụ các dịch vụ thoại, số liệu, đa phương tiện trên một mạng duy nhất- sử dụng công nghệ chuyển mạch gói trên mạng xương sống (Backbone Network). Đây là mạng của các ứng dụng mới và các khả năng mang lại lợi nhuận là chỉ đòi hỏi giá thành thấp. Và đó không phải là mạng phục vụ thông tin thoại, cũng không chỉ là mạng phục vụ truyền số liệu là đó là mạng thống nhất, mạng hội tụ đem lại ngày các nhiều các dịch vụ tiên tiến đáp ứng nhu cầu ngày một tăng, và khắt khe hơn từ phía k ch hàng. Chúng ta cũng cần phải nhấn mạnh một điều ràng, mạng thế hệ mới NGN không phải là một cuộc cách mạng về mặt công nghệ mà n là một bư íc phát triển một xu hư íng tất yếu. Hạ tầng cơ sở mạng của thỊ kû 20 không thể được thay thế trong một sớmột chiều , vì thỊ GN phải tư ¬ng thích ới môi trư âng mạng sẵn có và phải kết nối hiệu quả với m g PSTN . Những vấn đề mà mạng thế hệ mới cần giải yết gồm : - Vấn đề báo hiệu và điều khiển trên nhiều loại giao thức khác nhau cho hội tụ thông tin thoại, fax, số lệu, đa ph 14 ơng tiện. - Vấn đề kết nối với mạng chuyển mạch kênh hiện hữu, đặc biệt à kết nối phần báo hiệu ạng SS7). - Vấn đề phát tr n dịch vụ Giải pháp cốt lõi trong mạng NGN chính là công nghệ Softswitch- công nghệ chuyể mạch mềm. 1.4. Softswitch – Công nghệ Chuy mạch mềm 1.4.1 Công nghệ chuyển mạch mềm theo quan điểm của một số nhà p t triển. Vậy Công nghệ chuyển mạch mềm Softswitc là gì ? Đ ây là một câ hỏi đã đư ợc rất nhiều nhà phát triển đặt ra. Sftswitch đ ược nhắc đến như là một khái niệm mạg tính thư ¬ng mại nhiều hơn, và những tranh luận về nhằm đạt đến một định nghĩa kỹ thuật thống nhất, chính xác về Softswitch vẫn còn đang tiếp diễn. Có thể nói rằng, mỗi nhà phát triển nhìn sotswitch dư ới những góc độ khác nhau. Và để tìm hiểu xem Softswitchlà gì ? dư ới đây chúng ta sẽ xem xét định nghĩa về Softswitch của một số nhà ph triển: . - Theo Nortel, Softswitch là một thành tố quan trọng nhất của mạng thế hệ mới (NGN - Next Generation Network). Theo Nortel định nghĩa thì Softswich là một phần mềm theo mô hình mở có thể hực hiện đ ược những chức năng thông tin phân tán trn môi trư âng máy tính mở và có những tính năng của mạng chuyển mạch thoại TDM truyền thống. Chuyển mạch mềm có thể tích hợp thông tin thoại, số liệu và video, nó có thể phiên dịch giao thức giữa các mạng khác nhau ví dụ giữa mạng vô tuyến và mạng cáp. Softswtich cũng cho phép triển khai các dịch vụ VoIP mang lại lợi nhuận; Một chuyển mạch mềm kết hợp tính năng của các chuyển mạch thoại lớp 4 (tổng đài chuyển tiếp/1 1iªn đài) và lớp 5 (tổng đài nội hạt) với các cổng VOIP. Trong khi vẫn hoạt động trên môi trường máy tính mở chuẩn. Các hệ thống máy tính kiến trúc sư dụng các thành phần đã được chuẩn hoá và sử dụng rộng rãi của nhiều nhà cung cấp khác nhau. ở đây hệ thống máy tính có thể là một máy tính cỡ nhỏ cho tới những server 15 cỡ lớn như Netra của Sun Microsystem. Sử dụng các hệ thống máy tính mở cho phép các nhà khai thác phát triển dịch vụ một cách độc lập với phần cứng và hưởng lợi ích từ định luật Moore trong ngành công nghiệp - áy tính. Theo MobileIN, Softswtch là ý t ưởng về việc tách phần cứng mạng ra khỏi phần mềm mạng. Trong mạng chuyển ạch kênh t ruyền thống, phần cứng và phần mềm không độc lập với nhau. Mạng chuyển mạch kênh dựa trên những thiết bị chuyên dụng cho việc kế nối và đư ợc thiết kế với mục đích phục vụ thông tin thoại. Những mạng dựa trên chuyển mạch gói hiệu quả hơn thì sử dụng giao thức Intemet (IP) để định tuyến thông tin thoại và số liệu qua các con đường khác nhau và qua các hiết bị đư - chia sẻ. Còn theo Coppercom, Softswitch là tên gọi dùng ho một phư ơng pháp tiếp cận mới trong chuyển mạch thoại có thể giúp gải quyết đ ược các thiếu sót trong chuyển mạch trong tổng đài nội hạt truyền thống. Công nghệ Softswitch có thể làm giảm giá thành của các chuyển mạch nội hạt, và cho ta một công cơ hữu hiệu để tạo ra sự khác biệt về dịch vụ và đơn giản hoá quá trình dịch chuyển mạng truyền thống sang mạng hộ trợ thoại gói từ đầu cuối đến đầu cuối trong ươn lai 1.4 .2 Khái niệmSo switch . Mạng PSTN được xây dựng nên bởi hệ thống mạng lưới các tổng đài chuyển mạch kênh. Một tổng đài gồm các mônh đun chính phân hệ giao tiếp, pân hệ chuy ển mạch, phân hệ điều kiÓn và báo hiệu, phân hệ vận hành ảo dưỡng. Phần Ma trận chuyển mạch, điều kiÓn và báo hiệu nằm trong một tổ hợp phần cứng vật lý mà trên đó các lớp phần mềm lần lượt được phát triển từ mức thấp tới mức cao, lớp sau kế thừa lớp trước để tạo ra các tính năng dịch vụ cũng như độ thông minh của tổng đài. Các hãng chế tạo ra các mô đun phần cứng còn phải duy trì một đội ngũ đông đảo các kĩ sư phần mềm chỉ chuyên làm việc trên dòng sản phẩm của hãng. Trong vòng mÂy thập kỉ công nghệ này đã được phát triển tới mức độ hoàn chỉnh và có khả năng sáng tạo ra các tổng đài chung cấ dịch vụ c ôn - cộng với: Độ i cậy cao . 16 - Dung lượng rất lớn có thể phục vụ tới hàng trăm ngàn thuê bao hay xử lÝ hàng trăm cuộc gọi ng thời. - Có hệ thng tíh cư íc, l ưu trữ và xử lÝ dữ liệu cước hoàn thiện v ổn định. - Hệ thống trợ giúp quản lÝ, vận hành và bảo ưỡng tốt. Đây cũng là những tiêu chí bắt buộc mà công nghệ Chuyển mạch mềm phải đáp ứng nếu muốn trở thành sự thay thế cho công nghệ nghệ tổng đài chuyển ạc kênh. Tr ước khi đi vào khái niệm công nghệ chuyển mạch mềm. chúng ta phải đặt Softswitch trong bối cảnh mạng thế sau NGN. Mạng thế hệ sau (NGN) ang dần đư ợc định hình, đó không phải là méc cuộc cách mạng m là một bư íc phát triển. Hạ tầng mạng PSTN kông thỊ đư ợc thay thể chỉ trong một sớm một chiều, vì thỊ GN phải tư ¬g thích đư ợc ới môi trư âng 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 ế hệ sau.Mạng NGN là mạng tập trung vào khách hàng, cung cấp mọi loại địch vụ với trên bất kì giao ức nào. Mạng thế hệ sau là mạng của các ứng dụng mới và các khả năng mang lại lợi nhuận mà chỉ đòi hỏi giá thành thấp. Đó là một mạng thống nhất mang lại những ứng dụng cao cấp cho đời sốn xã hội. Một đặc điểm nữa là Softswitch không phải làm nhiệm vụ cung cấp kênh nh kết nối tổng đài vì liên kết thôngtin đã đ ược cơ sở hạ tầng mạng NGN thực hiện theo công nghệ chuyển mạch gói. Tức là công nghệ Chuyển mạch mềm không thực hiệnbất cứ " chuyển mạch” gì . Tấtc các c ô ng việc của Softswitch được thực hiện với một hệ thống các mô đun phần mềm điều khiển và giao tiếp khác của mạng NGN, chạy trên một hệ thống máy chủ có hiệu năng, độ tin cậy và độ sẵn sàng ở cấp độ nhà cung cấp dịch vụ (Carrier – lass). Dựa vào những điều trên, chuyển mạch mềm có thể tạm định nghĩa như là tập hợp các sản phẩn, giao thức và các ứng dụng cho phép bất kỳ thiết bị nào truy cập các dịch 17 vụ truyền thông qua mạng xây dựng trên nền công nghệ chuyển mạch gói thường là IP (Internet Protcocol). Những dịch vụ đó bao gồm thoại, fax, video, dữ liệu và các dịch vụ mới có thể được phát triển trong tương lai. Những thiết bị đầu cuối truy nhập bao gồm điện thoại truyền thống, điện thoại IP, máy tính, PDAs, máy nhắn tin …Một sản phẩm Softswitch có thể gồm một hoặc nhiều phần chức năng có thể cùng nằm trên một hệ thống hoặc phân tán trên những hệ thống thiết bị k c hau. 1. 5 Nhng lợi í ch của Softswitch – Công nghệ chuyển ch mềm Do tính chất phân tán về mặt chức nng, Soft switch cho phép dễ dàngtrong vi ệc cung cấp và phát triển dịch vụ với chi phí thấp. Cũng chính do tính chất phân tán về mặt chức năngnày mà c huyn mạch t rở nên đơn giản hơn, hiệu quả hơn và rẻ hơn. Chuyển mạch sẽ chỉ tập trung vào chuyển mạch còn các thành phần khác sẽ cung cấp các dịch vụ và khả năng quản lý mạng. Dịch vụ phân tán có nghĩa là việc phát triển ứng dụng sẽ không bắt buộc phải tập trung trong việc tạo lập, điều khiển và cung cấp dịch vụ mà thay vào đó các dịch vụcó thể đ ược tạo lập và phát triển tại các thành phần khác nhau. Lợi ích mà Softswitch mang lại là lợi ích kép, lợi ích cả về phía nhà khai thác vàphía ngư êi ử dụng. Đối vi Softsw itch, không chỉ có việc triển khai dịchvụ mới đ ược nhanh chóng mà cả việc sau đó nâng cấp dịch vụ cũng trở nên nhanh chóng hơn do đặc điềm các ịch vụ đ ược cung cấp thông qua các mô đun ầnmm. 1. 5 .1 Những cơ hội mới về k h doanh Công nghệ mng và cô ng nghệ chuyển mạch thế hệ mới cho ra đời những dịch vô giá trị gia tăng hoàn toàn mới, hội tụ ứng dụng thoại, số liệu và video. Ví dụ, một trong các dịch vụ mới này có thể bao gồm khả năng khởi tạo một cuộc gọi điện thoại bằng việc ‘kích chuột’ vào một số máy điện thoại theo chuẩn E.164, từ một văn bản HTML. Do vậy, các dịch vụ mới này hứa hẹn sẽ đem lại doanh thu cao hơn nhiều so với các dịch vụ thoại truyền thống vốn đang suy giảm do sự gia tăng cạnh tranh trong những năm ừa qua. Hội nghị đa đnhiểm cũng IP- Centrex là các dịch vụ cao cấp mới mô phỏng các tính năng dịch vụ của tổng đài điện thoại truyền thống bằng công nghệ IP. Các nhà cung cấp dịch vụ Internet (ISP) có thể sử dụng Softswitch để xây dựng nhiều dịch vụ có tính năng thoại. CÂu trúc phân tán vốn thuộc về bản chất của Softswitch vẫn sẽ cho phép 18 mạng thoại phát triển vì các nhà cung cấp vẫn có thể thêm các dịch vụ khi nào và tại đâu ọ un. 1. 5 .2 Khả năng thuhút, ‘lắ ng nghe’ nhu cầu ká hàng . Với các dịch vụ vô cùng phong phó cùng với khả năng mở rộng dịch vụ nhanh chóng của mình mạng thỊ hệ tiếp sau sẽ trợ giúp rất nhiều trong công việc kinh doanh cũng như trong cuộc sống của khách hàg. Các n hà cung cấp dịch vụ có thể sử dụng công nghệ Softswitch để cho phép khách hàng của mình khả năng tự lựa chọn và kiểm soát các dịch vụ thông tin do mình sử dụng. Viễn cảnh hấp dẫn này sẽ làm cho khách trở nên trung thành với nhà cung cấp ịch vụ. Một khả năng to lớn khác mà ta không thể không nhắc đến ở đây đó là: với mạng thế hệ mới cho phép mối quan hệ giữa nhà cung cấp và hách hàn g sẽ ngày một trở nên gần gũi và gắn bó hơn. Khách hàng có thể dùng Web để yêu cầu cung cấp các dịch vụ mới cũng như từ chối đăng ký dịch vụ, thay đổi thông tin khách hàng, kiểm tra và thanh toàn cước… do đó tạo điều kiện cho nhà cung cấp dịch vụ nắm bắt được nhu cầu cũng như ự báo đư ợc nhu cầu khách hàng, từ đó lựa chọn ra được phương thức kinh doanh, đầu tư hợ lýnất 1 5 .3 D ễ dàng mở mạng, cải thiện dịch vụ trong khi vẫn tiết kiệm chi phí xây dựng, bảo dư g mạng. Xét về mặt cấu trúc, Softswitch có cấu trúc có tính linh hoạt cao. Hệ thống dựa trên Softswitch giúp cho nhà thiết kế mạng dễ dàng rong việ c xây dựng mạng có cÂu trúc dựa trên chuẩn mở, phân tán. Softswitch phân chia tính năng điểu khiển cuộc gọi và phần mềm ra khỏi kiến trúc phần cứng, sự liên kết giữa chóng được thực hiện trên tập các giao thức chuẩn. Thông thường chức năng điều khiển và báo hiệu cuộc gọi được đặt trong Softswitch, còn các dịch vụ thì được thiết kế phân tán bên ngoài Softswitch, các Server ứng dụng đặt ở lớp trên, điều này làm cho việc nâng cấp dịch vụ trở nên dễ dàng hơn. Đó sẽ là nguyên nhân mà Softswitch sẽ được nhanh chóng chấp nhận trong thỊ giới viễ thông. Giao diện thực thi truyền thông giữa Softswitch và thành phần phần cứng MG (Media Gateway) dựa trên các giaonh thức mở là MGCP(Media Gateway Control Protocol), H248/Megaco and SIP-Session Intiation Protocol. Giao diện giữa Softswitch và các Server ứng dụng cũng dựa trên các tập giao thức nhchuẩn mở SIP, H323 và cácnh công cơ Ngôn ng đánh dÊ u mở rộng XML - Extensible Mark Languace, Java 19 trong mạng thông minh IN - Intellient Netw ork. Nó cho phép các nhà thiết kế mạng dễ dàng trong việc lựa chọn các thành phần phần cnhứng cũng phần mềm tốt nhất từ nhiều nhà cung cấp kh nhau. Cấu trúc phân tán đầy đủ (Fully-distributed architecture) cho phép topo mạng bao gồm các thành phần có thể dàn trải trong toàbộ mạng , trong khi Softswitch cho phép khả năng cung cấp các dịch vụ và điều khin tập tr ng. Vì v ậy mạng ó thể đư ợc mở rộng rất nhanh mà không cần phải đầu tư thêm các tổng đài chuyển mạch kênh vốn rất đắt mỗi khi có mộ thị trư âng mới. Chi phí cho các hệ thống Softswitch sẽ theo dạng chi phí cho phần mềm chứ không còn theo kiểu chi phí cho các cơ cấu chuyển mạch kên như trư ớc nữa, và do đó đầu tư vào Softswitch sẽ tăng gần như tuyến tính teo số lư îng khách hàng mà không phải là một khản đầu t ư ban đầu rất lớ như tr ớc đây. Đối với các nhà khai thác mới, ban đầu ới một l ượng khách hàng hạn chế thì họ chỉ cán mua các tính năng cần thiết và thêm dần các tính năng mới khi mà quy mô khác hàng đư ợc mở rộng. Và mặc dù chỉ khởi đầu với số lượng khách hàng nhỏ, các nhà khai thác này vẫn có thể cung cấp đầy đủ các dịch vụ cho khách hàng thông qua nh các nhà khai thác lớn hơn. Đây là điểm khác biệt vì chuyển mạch truyền thống luôn được thiết kế với tập tính năng và qui mô lớn hơn niều số l ượng khách hàng và nhu cầu dịch vụ ực tế. Với cấu trúc phân tán và phân tán đầy đủ (Fully-distributed architecture). Việc khoanh vùng sự cố khi có lỗi trong hệ thống cũng trở nên dễ dàng hơn so với PSTN, làm giảm thiểu thời gian, chi phí phục hồi, sửa cnhhữa cũng bảo dưỡng tốg. 1. 5 .4 Giảm chi phí điều hành mạng và chi phí hoạt động tun ình . Softswitch cho phép khách hàng tự lựa chọn, kiểm soát quá trình sử dụng dịch vụ của mình, điều đó giúp giảm thiểu công việc cho các nhà điều hành mạng. Với khả năng cho phép tự động hoá thực hiện nhiều cnhông đoạn quản lý thuê bao, giám sát dịch vụ, giám sát cước…điều đó cũng cho phép giảm chi phí từ 60-70%. Đồng thời việc giảm chi phí trong thời gian dài cũng là không phải bàn cãi bởi với Softswitch sẽ không còn các tæmg đài lớn tập trung giá thành cao, tiêu tốn năng lượng và nhân lực điều hành, chuyển mạch giờ đây sẽ là các máy chủ đặt phân tán tron mạng, đ ược điều khiển bởi các giao diện đồ hoạ thân thin với ng ười sử dụng (GUI - Graphic User In rfc). 20