Đề tài Nghiên cứu phương án kỹ thuật kết nối mạng NGN của VNPT với mạng của các doanh nghiệp viễn thông khác

lớp 2: - Ethernet thuần (802.3) Yêu cầu về định tuyến: VNPT ở chiều đi và VTI ở chiều về phải cấu hình hệ thống đảm khả năng xử lý định tuyến lưu lượng linh động giữa 3 kết nối trong các trường hợp khẩn cấp. Băng thông của kết nối Giả thiết là mỗi kết nối điểm điểm tại 3 trung tâm vùng của 2 hệ thống là sử dụng chung cho cả báo hiệu và thoại. đề xuất phương pháp tính băng thông cần thiết như dưới đây. Các tham số đầu vào sử dụng: Tham số Ký hiệu Đơn vị Giá trị Số thuê bao NGN mới n thuê bao 1.000.000 Lưu lượng gọi đi trung bình của một thuê bao NGN mới Erl 0.08 Tỉ lệ gọi đi quốc tế của một thuê bao NGN mới % 2 Lưu lượng gọi về từ quốc tế trung bình đến một thuê bao Erl Đang cập nhật Lưu lượng gọi quốc tế (2 chiều) trung bình trên kết nối quốc tế e Erl Sẽ lập công thức tính Thời gian trung bình cuộc gọi () giây Tạm thời sử dụng con số 120 của BVT, tuy nhiên cần tham khảo VTI Số cuộc gọi quốc tế (2 chiều) trung bình trên kết nối quốc tế trong một giây cuộc/giây Sẽ lập công thức tính Số bản tin báo hiệu SIP-T trung bình cho một cuộc gọi cơ bản bản tin/cuộc Đang thống kê Kích thước trung bình một bản tin báo hiệu bit/bản tin Đang thống kê Kích thước trung bình một bản tin SIP-T bit/bản tin Đang thống kê Tốc độ gói tin danh định của CODEC sử dụng gói/giây 50 (G.711) Kích thước gói tin của CODEC sử dụng bit/gói 160*8(G.711) Tỉ lệ khoảng lặng trung bình % Đang thống kê Kích thước RTP Header trung bình Bit/gói Đang thống kê Kích thước gói RTCP trung bình bit/gói Đang thống kê Lưu lượng RTCP trung bình Gói/giây Đang thống kê Kích thước UDP Header trung bình Bit/gói Đang thống kê Kích thước IP Header trung bình Bit/gói Đang thống kê Kích thước Ethernet Header+Tailor trung bình Bit/gói Đang thống kê Ti lệ băng thông dự phòng % Xin ý kiến Băng thông trung bình sử dụng cho dữ liệu báo hiệu cuộc gọi trên kết nối quốc tế Bit/giây Sẽ lập công thức tính Băng thông trung bình sử dụng cho dữ liệu thoại trên kết nối quốc tế Bit/giây Sẽ lập công thức tính Với các tham số: Số thuê bao NGN mới () Lưu lượng gọi đi trung bình của một thuê bao NGN mới () (Erl) Tỉ lệ cuộc gọi đi quốc tế của một thuê bao NGN mới ()(%) Lưu lượng gọi về từ quốc tế trung bình đến một thuê bao () Ta tính được: Lưu lượng gọi quốc tế (2 chiều) trung bình trên kết nối quốc tế là: (Erl) Với tham số: Thời gian trung bình cuộc gọi () (giây) Ta tính được: Số cuộc gọi quốc tế (2 chiều) trung bình trên kết nối quốc tế trong một giây là: (cuộc/giây) Công thức tính băng thông dành cho báo hiệu Với các tham số Kích thước trung bình một bản tin SIP-T () (bit/bản tin) Kích thước Ethernet Header+Tailor trung bình () (bit/bản tin) Kích thước IP Header trung bình () (bit/bản tin) Kích thước UDP Header trung bình () (bit/bản tin) Ta tính được số Kích thước trung bình của một bản tin báo hiệu: Với tham số: Số bản tin báo hiệu trung bình cho một cuộc gọi cơ bản ( ) (bản tin/cuộc) Tỉ lệ băng thông dự phòng () Ta tính được: Băng thông (tính cả dự phòng) sử dụng cho dữ liệu báo hiệu cuộc gọi trên kết nối quốc tế: (bit/giây) (bit/giây) Công thức tính băng thông dành cho thoại Với các tham số: Kích thước Ethernet Header + Tailor trung bình () Kích thước IP Header trung bình () Kích thước UDP Header trung bình () Kích thước RTP Header trung bình () Kích thước gói tin của CODEC sử dụng () Tốc độ gói tin danh định của CODEC sử dụng () Tỉ lệ khoảng lặng trung bình () (%) Ta tính được: Tốc độ bit của dữ liệu thoại () (bit/giây): Với các tham số: Kích thước Ethernet Header + Tailor trung bình () Kích thước IP Header trung bình () Kích thước UDP Header trung bình () Kích thước gói RTCP trung bình () Lưu lượng gói tin RTCP trung bình () Ta tính được: Tốc độ bit của luồng thông tin RTCP (): (bit/giây) Ta tính được: Băng thông (tính cả dự phòng) sử dụng cho dữ liệu thoại trên kết nối quốc tế: (bit/giây) (bit/giây) Các giá trị tính toán Phần này đã có tính toán sơ bộ. Phân bổ băng thông cho từng điểm kết nối Phần này sẽ được tính dựa trên tỉ lệ thuê bao NGN mới dự kiến ở 3 trung tâm vùng. Kết nối báo hiệu Do tồn tại các cuộc gọi quốc tế chiều đi sử dụng C7, giao thức báo hiệu liên đài trong trường hợp này sử dụng SIP-T/SIP-I. Các chuẩn phải tuân theo: SIP-T/SIP-I: RFC 3372. SIP and ISUP mapping: RFC 3398. SDP: RFC 2327. Lớp 4: Sử dụng UDP. Kết nối thoại Dữ liệu thoại và DTMF được vận chuyển bằng giao thức thời gian thực RTP Các chuẩn phải tuân theo: RTP/RTCP: RFC 1889. Telephone Event: RFC 2833 (cần hỗ trợ khi sử dụng các codec thoại không hỗ trợ DTMF Inband). Lớp 4: Sử dụng UDP. Các Codec sử dụng G.711 luật A hoặc luật M: Tốc độ 64Kbps, dùng cho các dịch vụ thoại chất lượng cao. Có thể hỗ trợ DTMF Inband G.729 (ITU-T G.729): Tốc độ 8 Kbps, dùng cho các dịch vụ thoại giá rẻ. Cần xem xét vấn đề license. Không hỗ trợ DTMF Inband, phải sử dụng DTMF Out-of-band (RFC2833). Khuyến nghị của luận văn là VNPT nên sử dụng G.711 để tránh rắc rối về vấn đề license và chất lượng thoại cao hơn đồng thời cũng không cần quan tâm đến khả năng hỗ trợ DTMF Out-of-band của các phần tử Call Control. Vấn đề đồng bộ Thông thường các hệ thống đồng bộ hiện nay nếu đấu nối qua IP-NGN thì phương pháp đồng bộ với timeserver bằng NTP được sử dụng phổ biến. Các cài đặt phía VNPT NGN: Dịch vụ Prefix Length Route IDD trực tiếp 00 Không cố định VTI-NGN, VNPT-TDM IDD điện thoại viên 100 Không cố định VTI-NGN, VNPT-TDM 171 17100 Không cố định VTI-NGN, VNPT-TDM 1713 1713 Không cố định VTI-NGN, VNPT-TDM HCD 120 Không cố định VTI-NGN, VNPT-TDM Các cài đặt do phía VTI thực hiện (cần tham khảo phía VTI) Tiếp nhận các cuộc gọi từ/đến các đầu số mới của hệ thống NGN mới của VNPT. Các yêu cầu về định dạng CDR Cần tham khảo VTI, VTN. Phương án đối soát cước Cần tham khảo VTI, VTN. Phương án phân chia doanh thu Cần tham khảo VTI, VTN. Các khuyến nghị về an ninh Nhìn từ quan điểm của VNPT, đây là kết nối nội bộ. Như đã phân tích, nguy cơ tấn công là loại nguy cơ từ bên trong. Các nguy cơ này xuất phát phần nhiều từ các sai lỗi trong quá trình OA&M. Không liên quan trực tiếp đến khách hàng (nguồn nguy cơ nhiều nhất) Nhìn chung, các kết nối này, dù là TDM hay IP cũng đều có độ an khá cao nếu bản thân các thiết bị từ hai phía đều có những cơ chế an ninh cần thiết (vấn đề này được giải quyết khi lên kế hoạch đầu tư). Tuy nhiên việc sử dụng các thiết bị hỗ trợ an ninh (ví dụ, Session Border Gateway Controller) là cần thiết và trên các kết nối IP, nên đặt các Firewall với một số cài đặt đơn giản: Mở các cổng cần thiết: Cổng báo hiệu SIP-T Cổng dữ liệu thoại (nên giới hạn trong một dải sau đó tăng dần) Chặn các IP không hợp lệ ở hai đầu kết nối. Dưới đây là mô hình đấu nối chi tiết: Hình 3.4: Sơ đồ liên kết trong kết nối Nếu phương án được triển khai thành công sẽ là mô hình tham khảo tốt cho việc kết nối VoIP sang các mạng trong nước thay cho việc kết nối phức tạp qua các tổng đài TDM như hiện nay. KẾT LUẬN: Với mục tiêu nghiên cứu phương án kết nối mạng NGN của VNPT với mạng của các doanh nghiệp khác, trên cơ sở lý thuyết và kinh nghiệm của các công ty trong VNPT, luận văn đã đi sâu vào phân tích các vấn đề kỹ thuật liên quan đến việc kết nối các mạng. Trên cơ sở lý thuyết đó đã xem xét, phân tích hiện trạng vận hành của các mạng, các kết nối hiện tại, đề xuất phương hướng kết nối mới. Quá trình nghiên cứu đề tài giúp học viên hiểu sâu hơn về hoạt động của các giao diện trong mạng NGN, có cách nhìn tổng quát và đầy đủ hơn toàn mạng NGN của VNPT và một số mạng khác đang triển khai ở Việt Nam. Quá trình học tập và nghiên cứu cũng giúp học viên có thêm kinh nghiệm và phương pháp luận trong nghiên cứu khoa học. Một khó khăn học viên gặp phải trong quá trình nghiên cứu đề tài là nội dung của đề tài gắn liền với hiện trạng các mạng NGN nhưng thực tế là chưa có sự kết nối liên mạng nào cho đến thời điểm hiện tại vì vậy việc nghiên cứu chỉ dừng lại ở lý thuyết và đề xuất phương án kết nối VoIP qua giao diện Ethernet. TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Đào Hữu Hồ (1998), “Xác Suất thống kê”, NXB ĐH Quốc gia HN, Hà Nội. Viện khoa học kỹ thuật Bưu điện – Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông; (2007), “Quy hoạch mạng NGN – VNPT giai đoạn 2006 – 2010”, Đề tài khoa học cấp Tập đoàn Bưu chính Viễn thông Việt Nam, Hà Nội. TS. Hoàng Văn Võ (2005) “Các giao diện kết nối trong NGN”, NXB Bưu điện. TS. Lê Ngọc Giao (2007), “Các tổng đài đa dịch vụ trên mạng viễn thông thế hệ sau”. NXB Bưu điện. TS. Trần Công Hùng (2009), “Chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS”, NXB thông tin và truyền thông. Viện Kinh tế Bưu điện (2000), “ Quy hoạch phát triển mạng viễn thông”, NXB Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội. Công ty Viễn thông liên tỉnh (2006), “Quy hoạch mạng viễn thông liên tỉnh giai đoạn 2006-2010”, Đề tài khoa học cấp Tổng Công ty Bưu chính – Viễn thông Việt nam, Hà Nội. Tiếng Anh CCITT; (1983), “General Network Planning”, ITU, Geneva. ITU-T, (1993), “General Network Planning”, GAS 3, ITU, Geneva. Aaron Kershenbaun, “Telecommunication Network Design Algorithms”, McGrow-Hill,1993 Euro-NGI; (2005) “Design and Engineering of the Next Generation Internet, toward convergent multi-service networks”. Project N. 507613 deliverables. ITU-T Recommendation Y.1540 ITU-T Recommendation Y.1541 ITU-T Recommendation Y.1560 ITU-T Recommendation Y.1561 ITU-T Release 1 NGN-FC Proceedings, 2005 IETF RFC 3031-3032.347 PHỤ LỤC: CẤU TRÚC VÀ CHỨC NĂNG CỦA CÁC GIAO THỨC Công nghệ VoIP – công nghệ truyền tín hiệu thoại trên mạng IP - phát triển rất nhanh trong những năm gần đây. Các chuẩn và mô hình báo hiệu khác nhau trong mạng VoIP lần lượt được sử dụng bắt đầu từ H323 đến SIP và MGCP. Mạng NGN kế thừa, tiếp tục sử dụng các chuẩn này. Trong mạng NGN các cuộc gọi thoại đều là các cuộc gọi VoIP. Các ứng dụng liên quan tới Video cũng có thể sử dụng các chuẩn này. Hình 1: Quan hệ giữa các giao thức trong mạng NGN a/ Megaco/H.248 Megaco và H.248 giống nhau, đều là giao thức điều khiển MG. Megaco được phát triển bởi IETF (đưa ra vào cuối năm 1998), còn H.248 được đưa ra vào tháng 5/1999 bởi ITU-T. Sau đó cả IETF và ITU-T cùng hợp tác thống nhất giao thức điều khiển MG, kết quả là vào tháng 6/2000 chuẩn Megaco/H.248 ra đời. Megaco/H.248 là báo hiệu giữa SW/MGC với MG (Trunking Media Gateway, Lines Media Gateway hoặc IP Phone Media Gateway). Megaco/H.248 điều khiển MG để kết nối các luồng từ ngoài. 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/H248 hỗ trợ đa dạng hơn các loại mạng (ví dụ ATM). b/ BICC BICC (Bearer Independent Call Control) là giao thức báo hiệu giữa 2 MGC/Call Server, có thể là từ các nhà cung cấp khác nhau, nhằm mục đích đảm bảo lưu lượng thoại dùng kỹ thuật gói (VoP - Voice over Packet). Theo ITU-T, BICC được thiết kế để có thể tích hợp hoàn toàn với các mạng hiện hữu và bất kỳ hệ thống nào có hỗ trợ việc chuyển tải bản tin nhắn thoại. BICC hỗ trợ các dịch vụ băng hẹp (PSTN, ISDN) một cách độc lập với đường truyền và kỹ thuật chuyển tải bản tin báo hiệu. Bản tin BICC chuyên chở cả thông tin điều khiển cuộc gọi và điều khiển đường truyền. BICC góp phần đơn giản hóa các báo hiệu sử dụng cho việc giao tiếp hoạt động giữa mạng truyền thống vào mạng NGN. Nói cách khác, mạng NGN với nền tảng mạng chuyển mạch gói có thể cung cấp đầy đủ các dịch vụ băng hẹp thông qua báo hiệu BICC. Trong BICC, giao thức báo hiệu điều khiển đường truyền phụ thuộc vào công nghệ đường truyền lớp dưới như ATM, IP/MPLS. Hình 1.8 mô tả chức năng của từng giao thức trong môi trường thoại. Hai thuê bao điện thoại truyền thống liên lạc với nhau thông qua sự điều khiển của chuyển mạch mềm theo báo hiệu BICC. Báo hiệu SIP sử dụng trong trường hợp 2 thuê bao IP phone hoặc một thuê bao IP phone liên lạc với một thuê bao điện thoại truyền thống. c/ 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, hay có thể là trò chơi máy tính phân tán... Hình 2: SIP trong mạng NGN Là giao thức báo 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 trong NGN được thể hiện trong hình 2.5. SIP còn được dùng làm báo hiệu giữa 2 SW như thể hiện ở hình 1.8. Giao thức khởi tạo phiên SIP thâm nhập vào thiết kế SW 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 SW 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 Voice Over IP và SIP đang trở thành lựa chọn thay thế H.323 để trở thành giao thức điểm nối điểm (end-to-end protocol) trong công nghệ SW. ITU-T không phải là tổ chức tiêu chuẩn duy nhất đưa ra kế hoạch thiết lập kết nối thoại IP và đóng gói audio. IETF cũng đưa ra các chuẩn của riêng mình đối với những hệ thống VoIP, " Giao thức khởi tạo phiên " - SIP. Những người đề xuất SIP cho rằng H.323, dự định xuất hiện trong báo hiệu ATM và ISDN, là không thích hợp cho điều khiển hệ thống VoIP nói chung và trong thoại Internet nói riêng. Lý do là H.323 vốn dĩ rất phức tạp, hỗ trợ các chức năng phần lớn là không cần thiết cho thoại IP do đó đòi hỏi chi phí cao và không hiệu quả. Đồng thời, những người ủng hộ SIP cũng cho rằng H.323 không có khả năng mở rộng. Đây là yêu cầu đối với giao thức báo hiệu cho công nghệ như VoIP, là những công nghệ chắc chắn sẽ phát triển và hỗ trợ các dịch vụ với nhiều đặc tính mới. Kinh nghiệm trong sử dụng các giao thức Internet mail (SMTP) đã cung cấp rất nhiều triết lý phát triển SIP, trong đó tập trung vào khả năng thích ứng của báo hiệu trong tương lai. SIP dựa trên ý tưởng và cấu trúc của HTTP (Hypertext Transfer Protocol), giao thức trao đổi thông tin của World Wide Web. SIP được định nghĩa như một giao thức Client-Server, trong đó các yêu cầu được bên gọi (client) đưa ra và bên bị gọi (server) trả lời. SIP sử dụng một số kiểu bản tin và các trường mào đầu của HTTP, xác định nội dung luồng thông tin theo mào đầu thực thể (mô tả nội dụng - kiểu loại) và cho phép xác nhận các phương pháp sử dụng giống nhau được sử dụng trên Web. SIP định nghĩa các bản tin INVITE và ACK giống như bản tin Setup và Connect trong H.225, trong đó cả hai đều định nghĩa quá trình mở 1 kênh tin cậy mà thông qua đó cuộc gọi có thể đi qua. Tuy nhiên khác với H.225, độ tin cậy của kênh này không phụ thuộc vào TCP. Các nhà đề xuất SIP kiến nghị rằng việc tích hợp độ tin cậy vào lớp ứng dụng này cho phép kết hợp một cách chặt chẽ các giá trị điều chỉnh để ứng dụng, có thể tối ưu hoá VoIP hơn là phụ thuộc vào những giá trị "mục đích chung chung" của TCP. Cuối cùng, SIP dựa vào giao thức mô tả phiên SDP, một tiêu chuẩn khác của IETF, để thực hiện sự sắp xếp tương tự theo cơ cấu chuyển đổi dung lượng của H.245. SDP được dùng để nhận dạng mã tổng đài trong những cuộc gọi sử dụng một mô tả nguyên bản đơn. SDP cũng được sử dụng để chuyển các phần tử thông tin của giao thức báo hiệu thời gian thực RTSP để sắp xếp các tham số hội nghị đa điểm và định nghĩa khuôn dạng chung cho nhiều loại thông tin khi được chuyển trong SIP. Chuẩn H.323/H.225 hay SIP phù hợp cho thoại Internet mang tính chất học thuật. Cả hai cách đều có những thuận lợi và bất lợi. Trong khi H.323 có thuận lợi rất lớn trong thị trường (đã xuất hiện trước SIP) thì SIP có lợi thế của IETF là một trong số các tổ chức tiêu chuẩn hoạt động tích cực. Theo định nghĩa của IETF, SIP là “giao thức báo hiệu lớp ứng dụng mô tả việc khởi tạo, thay đổi và huỷ các phiên kết nối tương tác đa phương tiện giữa những người sử dụng”. SIP có thể sử dụng cho rất nhiều dịch vụ khác nhau trong mạng IP như dịch vụ thông điệp, thoại, hội nghị thoại, e-mail, dạy học từ xa, quảng bá (MPEG, MP3...), truy nhập HTML, XML, hội nghị video... Hình 3: Các thành phần trong báo hiệu SIP Trong hình trên User Agent là thiết bị đầu cuối trong mạng SIP, có thể là một máy điện thoại SIP, có thể là máy tính chạy phần mềm đầu cuối SIP. Proxy Server là phần mềm trung gian hoạt động cả như server và client để thực hiện các yêu cầu thay mặt các đầu cuối khác. Tất cả các yêu cầu được xử lý tại chỗ bởi Proxy Server nếu có thể, hoặc được chuyển cho các máy chủ khác. Trong trường hợp Proxy Server không trực tiếp đáp ứng các yêu cầu này thì Proxy Server sẽ thực hiện khâu chuyển đổi hoặc dịch sang khuôn dạng thích hợp trước khi chuyển đi. Location Server là phần mềm định vị thuê bao, cung cấp thông tin về những vị trí có thể của phía bị gọi cho các phần mềm Proxy Server và Redirect Server. Redirect Server là phần mềm nhận yêu cầu SIP và chuyển đổi địa chỉ SIP sang một số địa chỉ khác và gửi lại cho đầu cuối. Không giống như Proxy Server, Redirect Server không hoạt động như một đầu cuối, tức là không gửi đi bất cứ yêu cầu nào. Redirect Server cũng không nhận hoặc huỷ cuộc gọi. Registrar Server là phần mềm nhận các yêu cầu đăng ký REGISTER. Trong nhiều trường hợp Registrar Server đảm nhiệm luôn một số chức năng an ninh như xác nhận người sử dụng. Thông thường Registrar Server được cài đặt cùng với proxy hoặc redirect server hoặc cung cấp dịch vụ định vị thuê bao. Mỗi lần đầu cuối được bật lên (thí dụ máy ĐT hoặc phần mềm SIP) thì đầu cuối lại đăng ký với server. Nếu đầu cuối cần thông báo cho server về địa điểm của mình thì bản tin REGISTER cũng được gửi đi. Nói chung các đầu cuối đều thực hiện việc đăng ký lại một cách định kỳ. Trong mạng SIP quá trình thiết lập và huỷ một phiên kết nối thường gồm có 6 bước như sau: Hình 4: Thiết lập và chấm dứt cuộc gọi trong SIP d/ H.323 H.323 là giao thức chuẩn cho việc liên lạc bằng thoại, hình và dữ liệu trong hệ thống mạng IP (bao gồm mạng Internet). H.323 là tập hợp các chuẩn của ITU cho việc truyền thông đa phương tiện và là một trong những chuẩn chính cho VoIP như Megaco hay SIP. H.323 được công bố lần đầu tiên vào năm 1996 và phiên bản mới nhất (version 5) được hoàn thành vào năm 2003. Các thành phần trong cấu trúc H.323 gồm có terminal, gateway, gatekeeper... (tham khảo bài 'Kiến trúc H.323...' trên TGVT A 1/2004, tr.75). Tập hợp chuẩn ITU-T H.323 là "Hệ thống truyền thông đa phương tiện dựa trên công nghệ gói", hướng tới hệ thống truyền thông đa dịch vụ thời gian thực bao gồm cho cả thoại, video và dữ liệu đi kèm. Người ta hy vọng rằng các mô hình truyền thông đa phương tiện này có thể hỗ trợ cho ngành viễn thông trong các ứng dụng video như tele-conferencing và data-conferencing hoặc truyền file. Mặc dù H.323 có nhiều công dụng nhưng trọng tâm chính của thị trường đối với khuyến nghị này là khả năng audio để thực hiện thoại IP. Thực tế, trong giai đoạn đầu công nghệ VoIP sử dụng chuẩn H323 làm giao thức báo hiệu cuộc gọi trong mạng và vì thế VoIP chỉ sử dụng một phần cấu trúc H.323. Trong mạng NGN tương lai, H323 vẫn có thể được sử dụng để báo hiệu cho các VoIP gateway hay cho đầu cuối đa phương tiện. Cấu trúc H.323 có thể được sử dụng một cách thông dụng ở mạng LAN hoặc mạng gói diện rộng. Bất kỳ một mạng gói không đủ tin cậy (không có đảm bảo về về chất lượng dịch vụ), hoặc có độ trễ cao đều có thể được sử dụng cho H.323. Những người sử dụng thiết bị đầu cuối H.323, là những PC đa phương tiện, có thể tham gia vào hội nghị video đa điểm. Tất nhiên các khả năng của H.323 có thể mở rộng cho mạng WAN nếu các kết nối được thiết lập giữa các thiết bị H.323. Đây là chức năng chính của các thiết bị Gatekeeper H.323, các thiết bị này là tuỳ chọn ở H.323. Nếu không có các gatekeeper, tất cả các thiết bị phải có khả năng tự đưa ra các bản tin báo hiệu trực tiếp. Một hoặc nhiều các gateway H.323 kết nối với mạng bên ngoài. Hình 5: Mô hình các thành phần H323 H.323 có thể được sử dụng với PSTN toàn cầu, N-ISDN hoặc B-ISDN sử dụng ATM. Thậm chí là một điện thoại hoặc một đầu cuối cũng có thể tham gia vào hội nghị H.323 nhưng chỉ với khả năng audio. Khi H.323 được sử dụng với mạng ISDN, nó có thể làm việc với nhiều loại đầu cuối như điện thoại ISDN hoặc các kết cuối H.320, các kết cuối H.321 cho B-ISDN và ATM, kết cuối H.322 cho QoS các mạng LAN, kết cuối H.323 cho truyền thông hội nghị, và H.324 dành cho các kết nối kiểu quay thoại 33,6kb/s. Nói chung, H323 có mối liên quan chặt chẽ với các chuẩn H32x, là các chuẩn truyền thông video cho mạng ISDN. Khi được sử dụng cho thoại IP, H.323 bao gồm cả các cuộc gọi VoIP được thực hiện giữa các kết cuối H.323 hoặc giữa kết cuối H.323 và các gateway H.323. Hoạt động của H.323 trong trường hợp cụ thể Trong trường hợp đơn giản nhất tất cả các cuộc gọi đều được tiến hành theo năm bước như sau: Thiết lập cuộc gọi. Khởi tạo liên kết và trao đổi khả năng thông tin. Thiết lập kênh truyền ảo. Cung cấp các dịch vụ. Giải phóng cuộc gọi. Thiết lập cuộc gọi Trong quá trình thiết lập cuộc gọi, các điểm cuối trao đổi các bản tin để đồng ý tiến hành các thủ tục điều khiển cuộc gọi tiếp theo. Điểm cuối A có thể gửi bản tin Setup đến điểm cuối B. Sau khi gửi bản tin Setup điểm cuối sẽ phải chờ nhận được bản tin Alerting trả lời từ phía thuê bao bị gọi trong thời gian chỉ thị với người sử dụng có cuộc gọi tới. Trong trường hợp thoại liên mạng sử dụng gateway thì gateway sẽ gửi bản tin Alerting khi nó nhận được tín hiệu chuông từ phía mạng chuyển mạch kênh SCN. Khởi tạo liên kết và trao đổi khả năng Sau khi cả hai điểm cuối thực hiện thủ tục thiết lập cuộc gọi, chúng sẽ thiết lập kênh điều khiển H.245 để có thể trao đổi khả năng và thiết lập kênh truyền ảo. Trong trường hợp không nhận được bản tin Connect hoặc một thuê bao gửi bản tin Release Complete thì kênh điều khiển H.245 sẽ bị đóng. Các thông tin về khả năng được trao đổi qua bản tin terminalCapabilitySet. Đây là bản tin đầu tiên được gửi để xác định khả năng trao đổi dữ liệu và âm thanh của mỗi điểm cuối. Trước khi tiến hành cuộc gọi mỗi điểm cuối phải biết được khả năng nhận và giải mã tín hiệu của điểm cuối còn lại. Biết được khả năng nhận của điểm cuối nhận, điểm cuối truyền sẽ giới hạn thông tin mà nó truyền đi ngược lại với khả năng của điểm cuối truyền nó sẽ cho phép điểm cuối nhận chọn chế độ nhận phù hợp. Tập hợp các khả năng của điểm cuối cho nhiều luồng thông tin có thể được truyền đi đồng thời và điểm cuối có thể khai báo lại tập hợp các khả năng của nó bất kỳ lúc nào. Tập hợp các khả năng của mỗi điểm cuối được cung cấp trong bản tin terminalCapabilitySet. Sau khi trao đổi khả năng hai thuê bao sẽ thực hiện việc quyết định chủ tớ để xác định vai trò của hai thuê bao trong quá trình liên lạc tránh khả năng xung đột xảy ra khi hai điểm cuối cùng thực hiện đồng thời các công việc giống nhau trong khi chỉ có một sự việc diễn ra tại một thời điểm. Thiết lập kênh truyền ảo Sau khi trao đổi khả năng (tốc độ nhận tối đa, phương thức mã hoá...) và xác định chủ tớ, thủ tục điều khiển kênh H.245 sẽ thực hiện việc mở kênh logic để truyền thông tin. Các kênh này là kênh H.225. Sau khi mở kênh logic để truyền thông tin thì các điểm cuối sẽ gửi đi bản tin h2250-Maximum-SkewIndicaton để xác định thông số truyền. Trong giai đoạn này các điểm cuối có thể thực hiện thủ tục thay đổi cấu trúc kênh, thay đổi khả năng chế độ truyền cũng như chế độ nhận. Việc sử dụng chỉ thị videoIndicateReadyToActive được định nghĩa trong chuẩn H.245 là không bắt buộc nhưng thường được sử dụng khi truyền tín hiệu video. Đầu tiên thuê bao chủ gọi sẽ không được truyền video cho đến khi thuê bao bị gọi chỉ thị sẵn sàng để truyền video. Thuê bao chủ gọi sẽ truyền bản tin video-Indicate-Ready-ToActive sau khi kết thúc quá trình trao đổi khả năng, nhưng nó sẽ không truyền tín hiệu video cho đến khi nhận được bản tin videoIndicateReadyToActive hoặc nhận được luồng tín hiệu video từ phía thuê bao bị gọi. Trong chế độ truyền một địa chỉ, một điểm cuối sẽ mở một kênh logic đến một điểm cuối khác hoặc một MCU (khối xử lý đa điểm bao gồm các MC và MP-điều khiển và xử lý đa điểm). Địa chỉ của các kênh chứa trong bản tin openLogical Channel và openLogicalChannelAck. Trong chế độ truyền theo địa chỉ nhóm địa chỉ nhóm sẽ được xác định bởi MC và được truyền đến các điểm cuối trong bản tin communicationModeCommand. Một điểm cuối sẽ báo cho MC việc mở một kênh logic với địa chỉ nhóm thông qua bản tin openLogicalChannel và MC sẽ truyền bản tin đó tới tất cả các điểm cuối trong nhóm. Cung cấp dịch vụ Dịch vụ cuộc gọi là những sự thay đổi các tham số cuộc gọi đã được thoả thuận trong 3 giai đoạn trên. Các dịch vụ cuộc gọi như thế bao gồm cả điều chỉnh băng tần mà cuộc gọi đòi hỏi, bổ sung hoặc loại bỏ các thành phần tham gia cuộc gọi hoặc trao đổi trạng thái "keep alive" giữa gateway và đầu cuối. Giải phóng cuộc gọi Một thiết bị đầu cuối có thể giải phóng cuộc gọi theo các bước sau: Dừng việc truyền tín hiệu video khi kết thúc truyền một ảnh, sau đó đóng tất cả các kênh logic phục vụ việc truyền video. Dừng việc truyền số liệu và đóng tất cả các kênh logic phục vụ việc truyền số liệu Dừng việc truyền tín hiệu thoại và đóng tất cả các kênh logic phục vụ việc truyền thoại. Truyền bản tin end SessionCommand trên kênh điều khiển H.245 đến điểm cuối bên kia chỉ thị dừng cuộc gọi và dừng truyền các bản tin H.245 Chờ nhận được bản tin endSessionCommand từ phía điểm cuối bên kia và sau đó đóng kênh điều khiển H.245 Nếu kênh báo hiệu cuộc gọi đang mở thiết bị đầu cuối sẽ gửi bản tin ReleaseComplete để đóng kênh báo hiệu cuộc gọi Giải phóng cuộc gọi ở các lớp dưới. Trong quá trình giải phóng cuộc gọi phải tiến hành tuần tự các bước từ (1) đến (7) trừ bước (5) có thể không cần nhận bản tin endSessionCommand phúc đáp từ phía điểm cuối bên kia. Trong một cuộc gọi không có sự tham gia của gatekeeper chỉ cần thực hiện các bước từ (1) đến (6). e/ H.245 Chuẩn H.245 của ITU mô tả chi tiết cấu trúc và định nghĩa các bản tin, tóm lược những thủ tục điều khiển có chức năng thiết lập và giám sát quá trình liên lạc đa phương tiện (dữ liệu và âm thanh) giữa hai điểm cuối. Các bản tin điều khiển H.245 kiểm soát hoạt động của các phần trong mạng H.323 bao gòm khả năng trao đổi, đóng mở kênh logic, yêu cầu chế độ ưu tiên, điều khiển luồng, ra lệnh và chỉ thị. Các bản tin được truyền trên kênh điều khiển H.245 tương ứng với kênh lôgic 0. Mỗi cuộc gọi chỉ có một kênh điều khiển H.245 được mở cố định từ giai đoạn thiết lập chức năng điều khiển H.245 đến khi kênh logic 0 được giải phóng. Các thủ tục thông thường phục vù việc đóng mở kênh lôgic sẽ không được áp dụng với kênh điều khiển H.245. Báo hiệu H.245 được thiết lập giữa hai điểm cuối, đó có thể là thiết bị đầu cuối, MC, gateway hoặc gatekeeper. Chuẩn H.245 mô tả các khối giao thức độc lập hỗ trợ quá trình báo hiệu bao gồm: Quyết định master/slave Trao đổi khả năng Báo hiệu của kênh logic Đóng kênh logic bởi yêu cầu của thiết bị đầu cuối nhận Thay đổi cách tiếp cận bảng ghép kênh H.223 Yêu cầu chế độ dữ liệu và âm thanh Quyết định độ trễ vòng Duy trì vòng lặp Ra lệnh và chỉ thị Vai trò của Gatekeeper Gatekeeper cung cấp các dịch vụ điều khiển cuộc gọi cho các điểm cuối trong hệ thống H.323. Gatekeeper thực hiện các chức năng quản lý hoạt động của hệ thống. Khi có mặt gatekeeper trong hệ thống, mọi thành phần trong hệ thống phải thực hiện thủ tục đăng ký với gatekeeper. Tất cả các điểm cuối H.323 (terminal, gateway, MCU) đã đăng ký với gatekeeper tạo thành một vùng H.323 (H.323 zone) do gatekeeper đó quản lý. Mặc dù là thành phần không bắt buộc trên lý thuyết nhưng hầu hết các hệ thống H323 trong thực tế đều có gatekeeper do nó cung cấp các chức năng sau: Dịch địa chỉ: dịch từ địa chỉ alias (ví dụ pc@abc.com) hoặc một số điện thoại ảo của một điểm cuối sang địa chỉ IP tương ứng. Điều khiển kết nạp: điều khiển việc cho phép hoạt động của các điểm cuối. Điều khiển băng thông: điều khiển cấp hoặc từ chối cấp một phần băng thông cho các cuộc gọi của các thiết bị trong hệ thống. Quản lý vùng: thực hiện các chức năng trên với các điểm cuối H.323 đã đăng ký với gatekeeper (một vùng H.323). Ngoài ra, Gatekeeper có thể cung cấp các chức năng tuỳ chọn sau: Báo hiệu điều khiển cuộc gọi (Call Control Signalling): Đây gọi là chế độ báo hiệu cuộc gọi gián tiếp qua gatekeeper để phân biệt với báo hiệu trực tiếp. Điều khiển cho phép cuộc gọi (Call Authorization): Gatekeeper có thể từ chối thực hiện cuộc gọi từ một thiết bị đầu cuối này tới một thiết bị đầu cuối khác. Lý do của việc này có thể là sự giới hạn truy nhập đến một thiết bị đầu cuối hay gateway hoặc là giới hạn truy nhập trong một khoảng thời gian. Quản lý băng thông (Bandwidth Management): Chức năng này cho phép gatekeeper điều khiển lượng băng thông cấp cho một cuộc gọi của một điểm cuối trong hệ thống. Việc điều khiển này có thể thực hiện ngay trong khi cuộc gọi đang tiến hành. Chức năng này bao gồm cả chức năng điều khiển việc cung cấp băng thông cho các cuộc gọi. Quản lý cuộc gọi (Call Management): Gatekeeper có thể duy trì một danh sách của các cuộc gọi đang được tiến hành, nhờ đó biết được thiết bị nào đang bận hoặc cung cấp thông tin cho chức năng quản lý băng thông. Tính cước (Billing): Mọi cuộc gọi trong hệ thống có mặt gatekeeper đều phải thông qua sự quản lý của gatekeeper, do `vậy sẽ rất thuận tiện nếu như gatekeeper đảm nhận chức năng tính cước dịch vụ. Để làm việc được với các hệ thống H323, chuyển mạch mềm phải có thành phần thực hiện chức năng gatekeeper. g/ H.225 Chuẩn H.225.0 của ITU mô tả phương thức kết hợp dữ liệu, âm thanh, tín hiệu video và tín hiệu điều khiển, phương thức mã hoá và đóng gói cho quá trình truyền tải thông tin giữa hai thành phần của mạng H.323. Chuẩn H.225.0 cũng mô tả các giao thức và định dạng các bản tin cho gateway H.323, qua đó liên quan đến các thiết bị đầu cuối H.320, H.324 hoặc H.310, H.321 trên các mạng N-ISDN cũng như B-ISDN tương ứng. Ngoài ra, chuẩn H.225.0 còn mô tả các giao thức và định dạng các bản tin cho quá trình truyền thông giữa gateway H.323 và gateway H.322 cũng như các điểm cuối trong mạng H.322 với sự đảm bảo về chất lượng dịch vụ (QoS). Chuẩn H.225.0 được thiết kế để làm việc trên nhiều loại hình mạng khác nhau bao gồm cả IEEE 802.3, Token Ring ... Do đó chuẩn H.225.0 được định nghĩa như một lớp nằm bên trên lớp transport như TCP/UDP/IP. Trọng tâm của chuẩn H.225.0 là sự liên lạc giữa các thành phần trong mạng H.323 mà sử dụng chung một giao thức truyền tải. Chuẩn H.225.0 sử dụng giao thức RTP và RTCP phục vụ quá trình đóng gói và đồng bộ luồng đa phương tiện với tất cả các loại mạng sử dụng phương thức truyền dữ liệu dưới dạng gói (việc sử dụng giao thức RTP và RTCP không bao hàm nghĩa gắn chặt với việc sử dụng giao thức TCP/UDP/IP). Chuẩn H.225.0 đưa ra mô hình cuộc gọi trong đó báo hiệu ban đầu trên cơ sở một địa chỉ truyền tải non-RTP, được sử dụng để thiết lập cuộc gọi và trao đổi khả năng (được mô tả đầy đủ trong chuẩn H.323 và chuẩn H.245) và cuộc gọi sẽ được thực hiện sau khi một vài kết nối RTP và RTCP đã được thiết lập. Chuẩn H.225.0 cũng bao gồm chi tiết việc sử dụng hai giao thức RTP và RTCP. Chuẩn H.225.0 còn được thiết kế để một gateway H.323 có khả năng phối hợp hoạt động với các loại thiết bị đầu cuối H.320 bao gồm cả các loại thiết bị hoạt động theo các phiên bản trước đây (phiên bản năm 1990, 1993 hay 1996) cũng như các phiên bản trong tương lai. Ngoài ra chuẩn H.225.0 còn bảo đảm chất lượng dịch vụ của thiết bị đầu cuối H.320 có thể được thay đổi phù hợp với đặc tính và khả năng của gateway H.323. Hình 6: Chồng giao thức H323 h/ MGCP và Megaco Giao thức điều khiển Media Gateway (MGCP) MGCP và Megaco/H.248 đều là giao thức điều khiển MG từ MGC/SW. Tuy nhiên, Megaco/H.248 là giao thức mới hơn và đang có xu hướng thay thế MGCP. Một số thiết bị được sản xuất hỗ trợ cả hai giao thức cùng một lúc. MGCP là giao thức điều khiển các Media Gateway (MG) được đưa ra bởi IETF từ một thiết bị điều khiển bên ngoài được gọi là Media Gateway Controller (MGC) hay Call Agent (CA). MGC được đồng bộ với các thành phần khác để có thể gửi các lệnh điều khiển đến các MG nằm dưới sự điều khiển của nó. Phạm vi ứng dụng chính MGCP là cho phép xây dựng các gateway lớn hơn và độc lập phần báo hiệu với phần tín hiệu. Tách biệt phần báo hiệu để tăng tốc độ xử lý sẽ khả thi hơn là tích hợp chúng vào với các media gateway. Các điểm cuối và các kết nối là thành phần chính của MGCP. MGCP điều khiển mô hình các liên kết mà cơ sở là các điểm cuối và các kết nối. Các điểm cuối ở đây có thể tồn tại dưới dạng vật lý hoặc logic. Các kết nối ở đây có thể là kết nối điểm - điểm hoặc điểm - đa điểm. Một hoặc nhiều hơn một kết nối có thể được phục vụ một cuộc gọi. Các cuộc gọi được nhận dạng bởi ID duy nhất, độc lập với các lớp bên dưới. CA có thể điều khiển, thiết lập, sửa đổi và giải phóng các liên kết. Liên kết được thiết lập tại gateway khi có yêu cầu thiết lập liên kết được gửi đến. Quan hệ giữa CA và Media Gateway là master-slave. MEGACO Đầu tiên , IPDC (được Level 3, 3Com, Alcatel, Cisco và một số hãng khác đưa ra) và SGCP (Telcordia) được IETF kết hợp để hình thành MGCP, sau đó cùng với ITU-T phát triển tiếp thành MEGACO/H248. Hình 7: Quá trình chuẩn hóa MEGACO MEGACO có thể hỗ trợ hàng nghìn cổng trên một gateway, cấu hình nhiều gateway và cho cả môi trường hướng liên kết (connection-oriented) như TDM và ATM, ngoài ra còn hỗ trợ truy nhập dial up cho dịch vụ Internet. MGCP và MEGACO đều có các cơ chế để hỗ trợ các chức năng của gateway bao gồm: Thiết lập, sửa đổi và giải phóng các kết nối liên quan đến các đầu cuối. Các đầu cuối có thể là các thuê bao analog, điện thoại IP Phát hiện sự cố và điều khiển lưu lượng. Khi sự cố được phát hiện, media gateway sẽ thực hiện lênh mà chỉ dẫn bởi MGC, chẳng hạn như đưa ra report hay thực hiện một chỉ dẫn khác. Nhận các chữ số theo các cách quay số được chỉ ra bởi MGC. Thay vì báo cáo mỗi chữ số nhận được, media gateway có thể nhận các chữ số trong bộ đệm theo cách đã được định nghĩa trước. Thêm hoặc bớt các dòng lưu lượng trong các phiên, cho phép sử dụng các dịch vụ như hội thoại đa điểm v.v... Báo cáo các trạng thái thu nhận được đối với mỗi cuộc gọi cũng như chất lượng được đánh giá. Các lệnh của MEGACO dùng trong điều khiển MG khá đơn giản, chỉ gồm 8 lệnh: Add, Modify, Subtract, Move, AuditValue, AuditCapabilities, Notify, ServiceChange. Hình 8: MEGACO Giao tiếp báo hiệu giữa chuyển mạch mềmm với mạng SS7 Mạng PSTN vẫn còn đóng vai trò không thể thay thế trong thời điểm hiện tại, nên việc kết nối liên mạng giữa mạng NGN mới hình thành với mạng PSTN là rất quan trọng. Báo hiệu SS7 trong mạng PSTN&PLMN (TDM) Công nghệ báo hiệu kênh chung, hiện nay đang dùng là SS7, đã được triển khai phổ biến trong mạng PSTN. Trong mạng SS7 bao gồm các điểm báo hiệu (Signalling Point) phát và thu các bản tin báo hiệu SS7. Có 3 loại điểm báo hiệu: Điểm chuyển mạch dịch vụ (SSP hay điểm xử lý báo hiệu), điểm chuyển giao báo hiệu (STP) và điểm điều khiển dịch vụ (SCP). Hình 9: Cấu trúc mạng SS7 Trong phần lớn mạng PSTN hiện tại, các bản tin ISUP (Phần ứng dụng ISDN) được dùng để thiết lập, quản lý và giải phóng các kênh trung kế chở các kênh thoại giữa các tổng đài với nhau. Bản tin ISUP cũng chứa các thông tin về chủ gọi như số điện thoại và tên của ngưòi gọi. Giao thức TCAP phục vụ cho trao đổi thông tin giữa các điểm báo hiệu, hỗ trợ các dịch vụ như toll-free (số điện thoại miễn phí), calling card, local number portability và mobile roaming và dịch vụ chứng thực. Đây là các dịch vụ cần thông tin lưu trữ trong các cơ sở dữ liệu. TCAP cũng hỗ trợ các dịch vụ non-circuit liên quan đến thông tin trao đổi giữa các điểm báo hiệu sử dụng điểm điều khiển kết nối báo hiệu dịch vụ không kết nối. Thực hiện ISUP trong SS7 Hệ thống báo hiệu SS7 truyền thông tin báo hiệu trên kênh dữ liệu riêng biệt với kênh lưu lượng thoại. Mạng SS7 là mạng chuyển mạch gói độc lập với mạng thoại chuyển mạch kênh. Hình dưới mô tả mô hình chồng SS7 giao thức theo mô hình OSI. Tất cả các thông tin báo hiệu được đóng gói qua các lớp MTP (Message Transfer Part). Các giao thức MTP 1-2-3 tạo ra một mạng chuyển mạch gói an toàn, tin cậy, hiệu quả, chuyên dụng và có độ sẵn sàng (availability) cao để truyền các thông tin báo hiệu. Cấu trúc các bản tin MTP rất giống với bản tin của X25. Hình 10: Cấu trúc các giao thức của báo hiệu SS7 Các MTP Phần truyền tải bản tin MTP bao gồm 3 lớp riêng biệt. Lớp thấp nhất MTP1, định nghĩa các đặc tính vật lý của tuyến liên kết báo hiệu. MTP tương ứng với lớp vật lý của mô hình báo hiệu OSI. Lớp tiếp theo MTP2, cung cấp các dịch vụ truyền trên từng tuyến liên kết báo hiệu (link) cho lớp mạng (MTP3), MTP2 cũng đồng thời làm các nhiệm vụ kiểm tra, theo dõi, duy trì kênh báo hiệu. MTP2 tương ứng với lớp điều khiển liên kết dữ liệu trong mô hình OSI. Lớp cao nhất là phần chuyển giao bản tin MTP3 cung cấp một số chức năng trong lớp mạng trong mô hình OSI. MTP3 cung cấp khả năng truyền rộng rãi các bản tin trên mạng tới các user của nó, thường là ISUP và SCCP. Tất cả các thực thể trong mạng báo hiệu đều được đánh địa chỉ, các địa chỉ này gọi là mã điểm báo hiệu, sử dụng trong lớp MTP3. Giao thức điều khiển kết nối báo hiệu – SCCP Phần điều khiển kết nối báo hiệu sử dụng dịch vụ truyền các bản tin tin cậy trên mạng được cung cấp bởi lớp MTP3. SCCP tăng cường cơ chế đánh địa chỉ của mạng SS7 bằng cách cung cấp các bản tin định tuyến tới nhiều user sử dụng dịch vụ xác định bởi địa chỉ SubSystemNumber. Các dịch vụ SS7 nằm trong các thực thể mạng trong một phân hệ và được đánh địa chỉ bằng số SSN (SubSystemNumber) của nó. SCCP cũng tăng cường cung cấp cơ chế đánh địa chỉ phía trên lớp đánh địa chỉ mã điểm báo hiệu dựa trên địa chỉ đánh theo nhãn toàn cầu (Global Title). Có thể so sánh địa chỉ GT và mã điểm báo hiệu như là dịch vụ tên miền và địa chỉ số trong mạng IP. Phần ứng dụng khả năng giao dịch – TCAP Phần ứng dụng khả năng giao dịch là một lớp giao thức, nằm trong lớp phiên, trình diễn và ứng dụng trong mô hình OSI. TCAP cung cấp cơ chế hỏi đáp tin cậy và các dịch vụ khai thác từ xa tới các user của chính nó như INAP, MAP, CAP và các ứng dụng mới. TCAP thông báo cho các user tương ứng kết quả thực thi thành công hay thất bại. TCAP cũng nằm phía trên SCCP và sử dụng các dịch vụ không kết nối. ISUP - Phần ứng dụng ISDN ISUP là giao diện giao tiếp mạng với mạng, thực hiện giữa các nút trong mạng điện thoại. Giao thức này được ITU định nghĩa (Q76x) gồm nhóm các bản tin và các hoạt động tương ứng. ISUP xác định cả giao thức và chức năng của các phần tử mạng. Chức năng bao gồm xác định điều khiển cuộc gọi cho các loại tổng đài khác nhau, các thủ tục duy trì bảo dưỡng mạng ... ISUP gồm 2 loại chức năng: liên qua đến cuộc gọi và không liên qua đến cuộc gọi. Tính năng không liên quan đến cuộc gọi thường được sử dụng trong việc duy trì mạng. Tính năng liên quan đến cuộc gọi cần để thiết lập và giải phóng cuộc gọi. Thêm vào đó, định nghĩa cơ chế chuyển tải dữ liệu liên quan đến cuộc gọi trong suốt cuộc gọi. Liên kết báo hiệu giữa mạng SS7 và chuyển mạch mềm Báo hiệu từ mạng PSTN gửi sang mạng NGN, để tạo lập liên kết giữa các đầu cuối của hai mạng, nhận được ở Signalling Gateway (SG) hoặc Media Gateway (MG). Với báo hiệu MFC R2 hay các cuộc gọi ISDN từ PSTN (sử dụng Q931), các Gateway sẽ nhận các bản tin báo hiệu và ánh xạ (mapping) các thông tin cuộc gọi vào các trường của bản tin báo hiệu trong mạng NGN (H323, MGCP…) và gửi tới phần điều khiển tương ứng của chuyển mạch mềm. Hình 11: MG và SG kết nối với PSTN Với báo hiệu kênh riêng SS7, kênh báo hiệu SS7 (data link) được kết cuối tại Signalling Gateway (một số trường hợp SG được tích hợp trong MG). Signalling Gateway cung cấp việc kết nối báo hiệu trong suốt giữa chuyển mạch kênh và mạng IP. Signalling Gateway có thể kết cuối SS7 hoặc chuyển đổi và chuyển tiếp qua môi trường IP tới Call Agent hay các phần xử lý cuộc gọi tương ứng của hệ thống chuyển mạch mềmm. Mạng VoIP sử dụng báo hiệu SS7 over IP qua giao thức SIGTRAN. i/ Giao thức SIGTRAN SIGTRAN là một bộ giao thức do IETF đề xuất nhằm mục đích truyền các dữ liệu báo hiệu thời gian thực qua mạng IP. SIGTRAN cho phép các nút phía mạng IP giao tiếp với các nút phía mạng SS7 như thể chúng là một phần của mạng báo hiệu SS7. SIGTRAN cũng cho phép các nút SS7 có thể giao tiếp với nhau qua các link IP, làm giảm lưu lượng trên link báo hiệu, tránh tắc nghẽn. Cấu trúc tổng quan giao thức SIGTRAN Một cấu trúc giao thức SIGTRAN bao gồm 3 thành phần: - Chuẩn IP -  Giao thức truyền tải báo hiệu chung, giao thức truyền dẫn điều khiển luồng (SCTP): giao thức SCTP cung cấp kết nối có định hướng khả dụng chuyển giao các bản tin của khách hàng trên một SCTP (các giao thức lớp thích ứng). Lưu ý rằng lớp SCTP thay thế cho lớp TCP. -  Lớp thích ứng: Các giao thức được định nghĩa cho lớp này là M2PA, M2UA, M3UA, IUA và SUA. Dưới đây là mô hình giao thức SIGTRAN Hình 12: Mô hình giao thức SIGTRAN Các thành phần trong giao thức SIGTRAN SIGTRAN định nghĩa sáu lớp con thích nghi sau đây: M2UA cung cấp dịch vụ của lớp MTP2 dưới mô hình client-server, ví dụ như kết nối giữa SG và MGC. Lớp MTP3 là người dùng của M2UA. M2PA cung cấp dịch vụ của lớp MTP2 dưới mô hình ngang hàng peer-to-peer, ví dụ như kết nối giữa các SG. Lớp MTP3 là người dùng của M2PA. M3UA cung cấp dịch vụ lớp MTP3 ở cả mô hình client-server (SG-to-MGC) và peer-to-peer. Lớp sử dụng nó là SCCP hoặc ISUP. ` SUA cung cấp dịch vụ lớp SCCP ở mô hình ngang hàng như giữa SG với SCP nằm bên phía mạng IP (IP SCP). Lớp sử dụng SUA là TCAP IUA cung cấp dịch vụ lớp ISDN. V5UA cung cấp dịch vụ giao thức V.5.2 Lớp M2UA M2UA là giao thức định nghĩa bởi IETF cho phép truyền các bản tin báo hiệu lớp người sử dụng MTP2 ( ví dụ như MTP3) qua mạng IP sử dụng giao thức SCTP. M2UA cung cấp các dịch vụ cho lớp người sử dụng của nó tương tự như các dịch vụ do MTP2 cung cấp cho MTP3. M2UA có các mục đích sau: Cung cấp một cơ chế cho phép truyền bản tin báo hiệu lớp người sử dụng của MTP2 qua mạng IP sử dụng giao thức SCTP. Tập trung lưu lượng SS7 từ các link SS7 cách xa nhau về một điểm tập trung trên mạng. Bằng việc sử dụng M2UA, một vài điểm báo hiệu có thể hợp nhất thành một điểm báo hiệu tập trung. Đổi lại, các điểm báo hiệu này khi đó có thể được đặt gần các thành phần mạng khác hơn.  Khi đó, việc truyền báo hiệu giữa các thành phần này sẽ là truyền qua các kênh dành riêng, do vậy sẽ giảm chi phí cho việc xây dựng các điểm trung truyền báo hiệu. Ta biết là mỗi lớp MTP3 phải kèm theo một địa chỉ point code nhất định. Trong trường hợp này, nếu mỗi SG sử dụng lớp MTP3 thì mỗi SG sẽ phải có một SS7 point code riêng. Điều này sẽ dẫn đến sự lãng phí địa chỉ SS7. Bằng việc sử dụng lớp M2UA, các SG sẽ không cần phải có địa chỉ SS7 point code, các bản tin lớp MTP2 mà SG nhận được sẽ được chuyển đến lớp MTP3 ở MGC để xử lý và định tuyến tới phía đích. Lớp M2PA M2PA là giao thức truyền các bản tin báo hiệu lớp MTP3 qua mạng IP sử dụng giao thức truyền dẫn SCTP. M2PA tương đương với M2UA. Tuy nhiên, nó không chỉ là cung cấp kết nối giữa 2 lớp MTP2 và MTP3 cách xa nhau mà nó có thể thay thế hoàn toàn lớp MTP2 bên dưới lớp MTP3. Người dùng của M2PA là lớp MTP3 ở cả 2 đầu kết nối (với M2UA, người dùng một đầu là MTP3, đầu còn lại là SG NIF). M2PA cho phép các lớp MTP3 ngang hàng của các SG có thể liên lạc trực tiếp với nhau. Thực chất, nó mở rộng mạng SS7 sang mạng IP. Mô hình này được áp dụng chủ yếu cho các kết nối giữa SG với SG, sử dụng như cầu nối giữa 2 mạng SS7. Trong trường hợp này, mỗi một SG có thể kết nối tới nhiều SG khác mà không phải quan tâm xem các lớp phía trên của các SG là gì. Lớp MTP3 tại mỗi SG sẽ cung cấp chức năng định tuyến và quản lý các link MTP2/M2PA. Vì có lớp MTP3 cho nên mỗi SG phải có một địa chỉ pointcode tương ứng. M2PA cũng có thể thay thế link MTP2 trong trường hợp kết nối giữa SG với IP SCP bên phía mạng IP. M2PA có các chức năng sau: Duy trì hoạt động liên tục giữa các thực thể ngang hàng MTP3 giao tiếp với nhau qua mạng IP. Mặt cắt giao diện MTP2/MTP3, cho phép quản lý các phiên truyền dẫn SCTP và lưu lượng thay cho MTP2 link. Thông báo về những thay đổi trạng thái phục vụ cho mục đích quản lý điều hành Lớp M3UA M3UA là giao thức hỗ trợ cho việc truyền dẫn các bản tin báo hiệu MTP3 (ví dụ như ISUP, SCCP) qua mạng IP sử dụng giao thức truyền dẫn SCTP. Về chức năng hoạt động, M3UA tương tự như M2UA. Giao thức này được sử dụng ở giao tiếp giữa SG và MGC hay các IP SCP bên phía mạng IP. M3UA cho phép dịch vụ lớp MTP3 có thể được cung cấp bởi một MGC nằm trong mạng IP, do vậy nó mở rộng mạng báo hiệu SS7 sang phía mạng IP. Trong trường hợp này, MTP3 tại SG sẽ không nhận biết được là lớp người dùng ISUP của MGC đặt ở xa. Tương tự, lớp ISUP bên phía MGC cũng không biết được là nó đang được phục vụ bởi lớp MTP3 của SG cục bộ. Do vậy các bản tin báo hiệu số 7 sẽ được truyền một cách trong suốt từ SG tới MGC qua mạng IP. Lớp SUA SUA là giao thức hỗ trợ truyền dẫn các bản tin lớp SCCP qua mạng IP sử dụng giao thức SCTP. SUA cho phép truy nhập tới các lớp ứng dụng (ví dụ như TCAP) tại IP SCP thông qua SG. Kiến trúc mạng sử dụng SUA cho phép một SG có thể kết nối đến nhiều IP SCP. Các IP SCP không cần phải có lớp MTP3 cục bộ, do vậy không đòi hỏi phải có địa chỉ SS7 point code riêng. SUA hỗ trợ các chức năng sau: Truyền dẫn các bản tin SCCP (TCAP, MAP, INAP...) Hỗ trợ dịch vụ không kết nối SCCP Hỗ trợ dịch vụ hướng kết nối SCCP Quản lý các phiên truyền dẫn của SCTP giữa SG và một hay nhiều nút báo hiệu phía mạng IP Phân tán các nút báo hiệu phía mạng IP Thông báo về các thay đổi trạng thái phục vụ cho mục đích quản lý. Lớp IUA và V5UA IUA cung cấp dịch vụ của lớp ISDN Data Link. Còn V5UA cung cấp dịch vụ của giao thức V.5.2. Lớp giao thức SCTP SIGTRAN Working Group đã xây dựng giao thức SCTP nhằm mục đích khắc phục các khiếm khuyết của TCP. SCTP có các đặc điểm sau: SCTP là giao thức đơn điểm- thực hiện trao đổi dữ liệu được thực hiện giữa 2 đầu cuối SCTP định nghĩa định thời timer ngắn hơn nhiều so với của TCP. SCTP cung cấp cơ chế truyền dữ liệu người dùng một cách tin cậy, có cơ chế phát hiện mất hay không tuần tự dữ liệu và thực hiện việc sửa chữa nếu cần thiết. SCTP có khả năng tự điều chỉnh tốc đô (rate-adaptive) tuỳ theo tình trạng của mạng hiện tại. SCTP hỗ trợ cơ chế đa địa chỉ multi-homing. Mỗi một đầu cuối SCTP có thể có nhiều địa chỉ IP. Định tuyến tới một địa chỉ là độc lập với các tuyến khác, do vậy trong trường hợp một tuyến có sự cố thì tuyến khác sẽ được sử dụng. SCTP sử dụng thủ tục khởi tạo, dựa trên cơ chế Cookie để ngăn chặn kiểu tấn công từ chối dịch vụ SCTP cung cấp chức năng bundling, cho phép một gói tin SCTP có thể bao gồm nhiều đoạn dữ liệu, mỗi đoạn có thể bao gồm một bản tin báo hiệu hoàn chỉnh. SCTP cũng hỗ trợ chức năng phân tách dữ liệu, cho phép chia nhỏ bản tin báo hiệu thành nhiều bản tin SCTP cho phù hợp với các PDU bên dưới. CTP là giao thức hướng bản tin. SCTP định nghĩa cấu trúc khung của dữ liệu. Còn TCP ngược lại là không định nghĩa cấu trúc của dữ liệu mà chỉ xem dữ liệu dưới dạng một chuỗi byte. SCTP cung cấp chức năng multi-streaming (đa luồng). Dữ liệu được chia thành nhiều luồng khác nhau, mỗi luồng có một cơ chế phân phối tuần tự độc lập nhau. TCP không hỗ trợ chức năng này. MỤC LỤC Trang DANH MỤC HÌNH VẼ Trang Hình 1.1 : Giao diện trong mạng NGN 3 Hình 1.2 : Khuyến nghị các giao thức báo hiệu và điều khiển trong mạng NGN 8 Hình 1.3 : Cấu trúc số viễn thông công cộng phân theo vùng địa lý 10 Hình 1.4 : Cấu trúc số viễn thông công cộng quốc tế phân theo vùng địa lý 11 Hình 1.5 : Cấu trúc số điện thoại dịch vụ quốc tế phân theo dịch vụ toàn cầu…12 Hình 1.6 : Cấu trúc số viễn thông công cộng quốc tế phân theo mạng 12 Hình 2.1 : Cấu trúc mạng VNPT 37 Hình 2.2 : Mô hình các giao thức trong Mạng VNPT 38 Hình 2.3 : Các modun chức năng của hiQ 9200 39 Hình 2.4 : Cấu trúc phần mềm của hiQ9200 39 Hình 2.5 : Cấu trúc phần cứng của hiQ9200 40 Hình 2.6 : Cấu trúc mạng cho hiQ4000 41 Hình 2.7 : Cấu trúc phần mềm hiQ4000 41 Hình 2.8 : Các thành phần của hiQ30 42 Hình 2.9 : Vị trí của hiQ30 trong mạng tổng thể 42 Hình 2.10 : Vị trí của hiQ20 trong mạng 43 Hình 2.11 : Cấu trúc phần cứng của hiG 1000 44 Hình 2.12 : Các thành phần của hiR 200 45 Hình 2.13 : Cấu trúc phần mềm của hiR 200 45 Hình 2.14 : Cấu trúc mạng Core 46 Hình 2.15  : Cấu trúc phần cứng của M320 47 Hình 2.16 : Cấu trúc mạng biên 49 Hình 2.17 : Chức năng router biên 50 Hình 2.18 : Cấu trúc phần cứng của NetManager 51 Hình 2.19 : Các giao thức báo hiệu trong mạng chuyển mạch mềm 53 Hình 2.20 : Cấu trục mạng NGN của Viettel 54 Hình 2.21 : Kết nối VoIP 56 Hình 2.22 : Kết nối FoIP 56 Hình 2.23 : Kết nối VoIP thông minh 57 Hình 2.24 : Sơ đồ kết nối mạng VoIP của Viettel và VNPT tại các tỉnh 58 Hình 2.25 : Sơ đồ kết nối mạng VoIP của SPT và VNPT tại các tỉnh 59 Hình 2.26 : Kết nối MegaWan 63 Hình 2.27 : Kết nối MegaVNN 63 Hình 2.28 : Mô hình tổng quan mạng NGN VNPT 64 Hình 2.29  : Mạng tổng quan khi có thêm VN2 66 Hình 2.30  : Mô hình tổng quan kết nối thuê bao 67 Hình 2.31 : Các dòng lưu lượng trên mạng 67 Hình 3.1 : Mạng NGN hợp nhất 71 Hình 3.2 : Kết nối vật lý với VTI 73 Hình 3.4 : Sơ đồ liên kết trong kết nối 80 Danh mục hình vẽ của phụ lục Hình 1 : Quan hệ giữa các giao thức trong mạng NGN 84 Hình 2 : SIP trong mạng NGN 86 Hình 3 : Các thành phần trong báo hiệu SIP 88 Hình 4 : Thiết lập và chấm dứt cuộc gọi trong SIP 89 Hình 5 : Mô hình các thành phần H323 91 Hình 6 : Chồng giao thức H323 98 Hình 7 : Quá trình chuẩn hóa MEGACO 99 Hình 8 : MEGACO 100 Hình 9 : Cấu trúc mạng SS7 101 Hình 10 : Cấu trúc các giao thức của báo hiệu SS7 102 Hình 11 : MG và SG kết nối với PSTN 104 Hình 12 : Mô hình giao thức SIGTRAN 105