Tải bản đầy đủ

TÌM HIỂU CHUYỂN MẠCH mềm và ỨNG DỤNG TRÊN nền NGN

TRƯỜNG CAO ĐẲNG CNTT HỮU NGHỊ VIỆT HÀN
KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG

ĐỒ ÁN MÔN HỌC
HỆ THỐNG VIỄN THÔNG
ĐỀ TÀI:

TÌM HIỂU CHUYỂN MẠCH MỀM
VÀ ỨNG DỤNG TRÊN NỀN NGN

GVHD

:

Trần Thị Trà Vinh

Sinh viên

:

Lê Văn Hòa


Mã sinh viên

:

CCVT15A006

Đà Nẵng – 09 / 05 / 2017


Tìm hiểu chuyển mạch mềm và ứng dụng trên nền NGN GVHD: Trần Thị Trà Vinh

LỜI NÓI ĐẦU
Kỹ thuật chuyển mạch là một trong những kỹ thuật nền tảng trong các mạng
truyền thông. Sự phát triển của kỹ thật chuyển mạch luôn gắn liền với sự phát triển của
hạ tầng mạng.
Trong thời gian gần đây nhu cầu sử dụng các dịch vụ viễn thông của con người
đặc biệt phát triển với nhiều loại hình khác nhau. Trong hoàn cảnh đó mạng viễn thông
thế hệ sau (NGN) đã ra đời. Mạng NGN là một mạng có tính kiến trúc đồng nhất dựa
trên nền chuyển mạch gói.
Được xây dựng trên tiêu chí mở, các giao thức chuẩn và giao diện thân thiện,
NGN đáp ứng được hầu hết các nhu cầu của nhiều đối tượng sử dụng: doanh nghiệp,
văn phòng, kết nối giữa các mạng máy tính v.v... Với tính thông minh, mạng NGN
cũng tạo tiền đề cho các bước phát triển của công nghệ mạng, các dịch vụ mới trong
tương lai và là chìa khoá giải mã cho công nghệ truyền thông tương lai, đáp ứng được
đầy đủ các yêu cầu kinh doanh.
Để có thêm các kiến thức về kỹ thuật chuyển mạch, em quyết định chọn đề tài
“Tìm hiểu chuyển mạch mềm và ứng dụng trên nền NGN”.
Chuyên đề này bao gồm 6 chương:
-

Chương 1: Giới thiệu chung về kỹ thuật chuyển mạch.
Chương 2: Tổng quan về công nghệ chuyển mạch mềm.
Chương 3: Ưu điểm của chuyển mạch mềm.
Chương 4: Vấn đề bảo mật cho chuyển mạch mềm.
Chương 5: Ứng dụng trong công nghệ mạng NGN.
Chương 6: Tổng kết.

Lê Văn Hòa – CCVT15A006


Trang 2


Tìm hiểu chuyển mạch mềm và ứng dụng trên nền NGN GVHD: Trần Thị Trà Vinh

MỤC LỤC

Lê Văn Hòa – CCVT15A006

Trang 3


Tìm hiểu chuyển mạch mềm và ứng dụng trên nền NGN GVHD: Trần Thị Trà Vinh

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Lê Văn Hòa – CCVT15A006

Trang 4


Tìm hiểu chuyển mạch mềm và ứng dụng trên nền NGN GVHD: Trần Thị Trà Vinh

TỪ VIẾT TẮT
TỪ VIẾT TĂT

NGHĨA TIẾNG ANH

NGHĨA TIẾNG VIỆT

AS

Application Server

máy chủ ứng dụng

FS

Feature Server
Inverse Discrete Fourier

Máy chủ đa năng

Transform

Biến đổi ngược Fourier rời rạc

IP

Internet Protocol

Giao thức Internet

LAN

Local Area Network

Mạng cục bộ

MG

Media Gateway

Cổng phương tiện

MGC

Media Gateway Controller

Cổng điều khiển phương tiện

NGN

Next Generation Network

Mạng tương lai

Public Switch Telephone

Mạng điện thoại chuyển mạch công

Network

cộng

QoS

Qualities of Service

Chất lượng dịch vụ

SIP

Session Initiation Protocol

giao thức khởi tạo phiên

TDM

Time division multiplexing

Ghép kênh thời gian

VoIP

Voice Over IP

Thoại qua IP

IDFT

PSTN

Lê Văn Hòa – CCVT15A006

Trang 5


Tìm hiểu chuyển mạch mềm và ứng dụng trên nền NGN GVHD: Trần Thị Trà Vinh

CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ KỸ THUẬT CHUYỂN
MẠCH
1.1.

Lịch sử của kỹ thuật chuyển mạch

Trong những ngày đầu, thì con người ở các trạm giao thông điện đàm đóng vai
nối các mạch điện thoại viễn thông với nhau bằng cách "hỏi" người muốn nối dây và
"nghe" địa chỉ điện thoại người nhận, tìm kiếm và cắm và nối các đầu dây này trên
các bảng chuyển mạch (switch board) nhằm tạo ra một đường dây điện thoại nối từ
đầu gọi đến đầu nhận.
Nếu như phải qua nhiều trạm trung gian thì việc nối-chuyển sẽ mất nhiều thì
giờ và dễ gây sai lạc. Trang thiết bị chuyển mạch tự động đã được phát minh vào thế
kỉ 19 bởi Almon B. Strowger.

Hình 1.1. Almon B. Strowge và máy chuyển mạch

1.2.

Khái niệm chung về chuyển mạch

1.2.1. Định nghĩa chuyển mạch
Chuyển mạch là một quá trình thực hiện đấu nối và chuyển thông tin cho người
sử dụng thông qua hạ tầng mạng viễn thông. Chuyển mạch trong mạng viễn thông bao
gồm chức năng định tuyến cho thông tin và chức năng chuyển tiếp cho thông tin
1.2.2. Phân loại chuyển mạch
Chuyển mạch được chia thành hai loại cơ bản:
+ Chuyển mạch kênh
+ Chuyển mạch gói
Lê Văn Hòa – CCVT15A006

Trang 6


Tìm hiểu chuyển mạch mềm và ứng dụng trên nền NGN GVHD: Trần Thị Trà Vinh
Mặt khác chuyển mạch còn được chia thành bốn kiểu:
+ Chuyển mạch kênh
+ Chuyển mạch bản tin
+ Chuyển mạch gói
+ Chuyển mạch tế bào

Hình 1.2. Chuyển mạch kênh, hai dòng thông tin trên hai mạch khac nhau

Hình 1.3. Chuyển mạch gói, các tuyến đường độc lập trên mạng chia sẻ tài nguyên

Lê Văn Hòa – CCVT15A006

Trang 7


Tìm hiểu chuyển mạch mềm và ứng dụng trên nền NGN GVHD: Trần Thị Trà Vinh

Hình 1.4. Chuyển mạch gói kênh ảo, các gói tin đi trên kênh ảo

Lê Văn Hòa – CCVT15A006

Trang 8


Tìm hiểu chuyển mạch mềm và ứng dụng trên nền NGN GVHD: Trần Thị Trà Vinh

CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ CHUYỂN MẠCH
MỀM
2.1.

Mạng NGN và công nghệ chuyển mạch mềm

Các khái niệm chuyển mạch và phần mềm đều đã trở nên quá quen thuộc với
chúng ta và em củng đã nói khái quát chuyển mạch ở chương 1.
Mỗi nhà phát triển nhìn chuyển mạch mềm theo quan điểm khác nhau. Các nhà
cung cấp nhỏ thường chỉ nhắc tới vai trò của chuyển mạch mềm trong việc thay thế
tổng đài nội hạt. Đúng là chuyển mạch mềm thể hiện rất rõ ưu điểm của mình trong
ứng dụng làm tổng đài nội hạt như chúng ta sẽ nói đến dưới đây, nhưng không chỉ có
vậy. Các nhà cung cấp lớn hơn (như Nortel, Alcatel, Cisco ...) đã đưa ra các giải pháp
chuyển mạch mềm hoàn chỉnh cho cả tổng đài nội hạt và tổng đài chuyển tiếp. Trong
tài liệu về các thế hệ thiết bị chuyển mạch mềm mới nhất của mình, hầu hết các nhà
sản xuất hiện nay đều công bố khả năng của chúng trong việc làm tổng đài chuyển
tiếp. Chúng ta sẽ lần lượt phân tích vai trò của chuyển mạch mềm trong của hai lĩnh
vực ứng dụng này.
Trước hết ta xét tới chuyển mạch mềm trong vai trò thay thế tổng đài nội hạt.
Cho tới nay, phần phức tạp nhất của một tổng đài nội hạt chính là phần mềm điều
khiển quá trình xử lý cuộc gọi. Phần mềm này phải đưa ra các quyết định về tuyến và
thực thi các chức năng xử lý cuộc gọi cho hàng trăm loại.
Tuy nhiên, việc các tổng đài nội hạt không thể làm việc trực tiếp với thông tin
dạng gói là trở ngại chính trong quá trình chuyển đổi.
Một giải pháp cho vấn đề này, mà chúng ta có thể hình dung ra, là các thiết bị
lai có thể chuyển mạch được cả thông tin dạng kênh và dạng gói, cùng với những phần
mềm cần thiết để xử lý cuộc gọi được cài đặt trong nó. Trong khi phương pháp tiếp
cận này có thể giúp ta giải quyết vấn đề trong thời kỳ chuyển đổi, nó vẫn không giúp
được ta giảm giá thành cũng như không mang lại khả năng tạo sự khác biệt về dịch vụ.
Trong thuật ngữ của chuyển mạch mềm, chức năng chuyển mạch ở phần vật lý
do MG (Media Gateway) đảm nhiệm, còn phần điều khiển cuộc gọi thuộc về bộ MGC
(Media Gateway Controller). Có một số lý do chính mà dựa vào đó người ta tin rằng
phân chia hai chức năng là giải pháp tốt nhất:
Lê Văn Hòa – CCVT15A006

Trang 9


Tìm hiểu chuyển mạch mềm và ứng dụng trên nền NGN GVHD: Trần Thị Trà Vinh
-

Tạo cơ hội cho một số công ty nhỏ và linh hoạt vốn vẫn chỉ tập trung vào
các phần mềm xử lý cuộc gọi, phần mềm chuyển mạch gói gây được ảnh
hưởng trong ngành công nghiệp viễn thông giống như các nhà cung cấp lớn
từ trước tới nay vẫn kiểm soát thị trường.

-

Cho phép có một giải pháp phần mềm chung cho xử lý cuộc gọi cài đặt trên
rất nhiều loại mạng khác nhau, bao gồm cả mạng chuyển mạch kênh và
mạng gói sử dụng các khuôn dạng gói và phương thức truyền dẫn khác
nhau.

-

Là động lực cho các hệ điều hành, các môi trường máy tính chuẩn, tiết kiệm
đáng kể trong việc phát triển phát triển và ứng dụng các phần mềm xử lý
cuộc gọi.

-

Cho phép các phần mềm thông minh của các nhà cung cấp dịch vụ điều
khiển từ xa các thiết bị chuyển mạch đặt tại trụ sở của khách hàng, một yếu
tố quan trọng trong việc khai thác hết tiềm năng của mạng trong tương lai.

Ngoài ứng dụng trong tổng đài nội hạt, chuyển mạch mềm còn hướng vào các
tổng đài chuyển mạch kênh cấp cao hơn (Tandem/Transit). Giải pháp chuyển mạch
TDM hiện nay đang bộc lộ dần nhược điểm trước nhu cầu ngày càng tăng của các dịch
vụ mới, đặc biệt là các dịch vụ dữ liệu.
Mô hình thường thấy hiện nay là: một mạng tổng đài TDM cấp thấp nhất (cấp
5, tổng đài nội hạt, MSC của mạng di động ...) được nối với nhau bằng một mạng lưới
trung kế điểm-điểm khá phức tạp và nối tới tổng đài chuyển tiếp cấp cao hơn. Khi một
cuộc gọi diễn ra giữa hai tổng đài cấp thấp, thông tin sẽ đi trên trung kế nối trực tiếp
giữa hai tổng đài, nếu đường nối trực tiếp đã sử dụng hết, cuộc gọi có thể được định
tuyến thông qua tổng đài chuyển tiếp. Một số cuộc gọi (ví dụ như truy nhập hộp thư
thoại hay quay số bằng giọng nói...) lại được định tuyến trực tiếp tới tổng đài chuyển
tiếp để sử dụng các tài nguyên tập trung phục vụ cho các dịch vụ cao cấp. Kiến trúc
này đã được sử dụng nhiều năm nay, và cũng đã được cải tiến rất nhiều nhằm phục vụ
các ứng dụng thoại, tuy nhiên vẫn có một số giới hạn:
-

Chi phí điều hành và bảo dưỡng cao, mất thời gian, việc định lại cấu hình và
nâng cấp mạng lưới phải tiến hành liên tục nhằm để tránh bị nghẽn mạng,
hơn nữa luôn phải thiết lập mạng lớn hơn nhu cầu thực tế cho các tổng đài

Lê Văn Hòa – CCVT15A006

Trang 10


Tìm hiểu chuyển mạch mềm và ứng dụng trên nền NGN GVHD: Trần Thị Trà Vinh
chuyển tiếp. Ví dụ, khi một tổng đài nội hạt được thêm vào mạng lưới, phải
xây dựng các nhóm trung kế từ tổng đài đó tới tổng đài chuyển tiếp và tới
một số tổng đài nội hạt khác.
-

Các trung kế điểm-điểm hoạt động với hiệu suất không cao vì chúng được
thiết kế để hoạt động được trong những giờ cao điểm, và những giờ cao
điểm này lại khác nhau trong các vùng của mạng (ví dụ ở thành phố là ban
ngày còn ở ngoại ô lại là buổi đêm).

-

Nếu có nhiều tổng đài chuyển tiếp trong mạng, mỗi tổng đài đó lại nối với
một nhóm các tổng đài nội hạt, cuộc gọi có thể phải chuyển qua nhiều tổng
đài chuyển tiếp để đến được nơi lưu giữ tài nguyên mạng (như trong trường
hợp dịch vụ hộp thư thoại)

2.2.

Vị trí của chuyển mạch mềm trong mạng NGN

Do có chức năng là xử lý cuộc gọi (Call control) nên vị trí tương ứng của
chuyển mạch mềm trong mô hình phân lớp chức năng của NGN là lớp Điều khiển
cuộc gọi và báo hiệu (Call Control and Signaling Layer). Và các thực thể chức năng
của chuyển mạch mềm là MGC-F, CA-F, IW-F, R-F, và A-F.

Hình 2.1. Mô hình phân lớp NGN
2.3.

Thành phần chính của chuyển mạch mềm

Thành phần chính của chuyển mạch mềm là bộ điều khiển cổng thiết bị Media
Gateway Controller (MGC). Bên cạnh đó còn có các thành phần khác hỗ trợ hoạt động
như: Signaling Gateway (SG), Media Gateway (MG), Media Server (MS), Application
Server (AS)/Feature Server (FS).
Lê Văn Hòa – CCVT15A006

Trang 11


Tìm hiểu chuyển mạch mềm và ứng dụng trên nền NGN GVHD: Trần Thị Trà Vinh
Trong đó Media Gateway là thành phần nằm trên lớp Media Layer, Signaling
Gateway là thành phần ở trên cùng lớp với MGC, Media Server và Application Server/
Feature Server nằm trên lớp Application and Service Layer.
Kết nối các thành phần trên được thể hiện trên hình sau:

Hình 2.2. Kết nối MGC với các thành phần khác của mạng NGN
Một MGC có thể quản lý nhiều MG. Hình 6 chỉ minh hoạ MGC quản lý MG,
MG có thể nối đến nhiều loại mạng khác nhau.
Media Gateway Controller.
MGC thường được gọi là chuyển mạch mềm hay Call Agent. Các chức năng
chính của MGC được thể hiện trong hình 1.5:
CA-F và IW-F là 2 chức năng con của MGC-F, CA-F được kích hoạt khi MGCF thực hiện việc điều khiển cuộc gọi. Và IW-F được kích hoạt khi MGC-F thực hiện
báo hiệu giữa các mạng báo hiệu khác nhau. Riêng thực thể chức năng Inter-operator
Manager có nhiệm vụ liên lạc, trao đổi thông tin giữa các MGC với nhau.

Lê Văn Hòa – CCVT15A006

Trang 12


Tìm hiểu chuyển mạch mềm và ứng dụng trên nền NGN GVHD: Trần Thị Trà Vinh

Hình 2.3. Chức năng của MGC
MGC có nhiệm vụ tạo cầu nối giữa các mạng có đặc tính khác nhau bao gồm
PSTN, SS7, IP.
Các chức năng chính của MGC:
-

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

-

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

-

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

-

Xử lý bản tin liên quan QoS.

-

Phát hoặc nhận bản tin báo hiệu.

-

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

-

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

-

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

Các giao thức MGC có thể sử dụng :
-

H.323, SIP (Session Initiation Protocol): giao thức khởi tạo phiên.

-

MGCP, Megaco/H.248. (Media Gateway Controller Protocol): giao thức
điều khiển cổng phương tiện.

-

SIGTRAN (Signalling Transport Protocol): giao thức truyền tảI báo hiệu.

-

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

Lê Văn Hòa – CCVT15A006

Trang 13


Tìm hiểu chuyển mạch mềm và ứng dụng trên nền NGN GVHD: Trần Thị Trà Vinh
-

RTCP (Real Time Transport Control Protocol): giao thức điều khiển truyền
tải thời gian thực.

Các thành phần mạng của NGN liên lạc với nhau qua các giao thức được thể
hiện trong hình 8:

Hình 2.4. Giao thức sử dụng giữa các thành phần
Trong đó:
-

SIGTRAN: giao thức truyền tải báo hiệu.

-

SIP: giao thức khởi tạo phiên.

-

MGCP, MEGACO: giao thức điều khiển cổng phương tiện.

-

ENUM: E.164 Number (IETF).

-

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

Lê Văn Hòa – CCVT15A006

Trang 14


Tìm hiểu chuyển mạch mềm và ứng dụng trên nền NGN GVHD: Trần Thị Trà Vinh

CHƯƠNG 3. ƯU ĐIỂM CỦA CHUYỂN MẠCH MỀM
3.1.

Lợi ích của chuyển mạch mềm

3.1.1. Những cơ hội mới về doanh thu
Công nghệ mạng và công nghệ chuyển mạch thế hệ mới cho ra đời những dịch
vụ giá trị gia tăng mới, hội tụ ứng dụng thoại, số liệu và video. Các dịch vụ mới này
hứa hẹn sẽ đem lại doanh thu và lợi nhuận cao hơn nhiều so với các dịch vụ thoại
truyền thống.
Các nhà cung cấp dịch vụ Internet (ISP) có thể sử dụng Chuyển mạch mềm để
cung cấp nhiều dịch vụ có tính năng thoại. Cấu trúc phân tán vốn thuộc về bản chất
của chuyển mạch mềm sẽ vẫn cho phép mạng thoại phát triển vì các nhà cung cấp vẫn
có thể thêm các dịch vụ khi nào và tại đâu họ muốn.
3.1.2. Thời gian tiếp cận thị trường ngắn
Không chỉ có việc triển khai dịch vụ mới được nhanh chóng hơn, mà cả việc
cung cấp các dịch vụ sau đó hay nâng cấp dịch vụ cũng trở nên nhanh chóng không
kém, do các dịch vụ được cung cấp thông qua các phần mềm mở. Ngày nay là thời kỳ
của việc nâng cấp chỉ với một thao tác bấm nút.
3.1.3. Khả năng thu hút khách hàng
Công việc kinh doanh cũng như cuộc sống của các khách hàng sẽ được trợ giúp
rất nhiều bởi mạng thế hệ sau, chính vì vậy các khách hàng đó sẽ lệ thuộc nhiều hơn
vào các nhà cung cấp dịch vụ, điều đó làm giảm bớt nguy cơ biến động trong kinh
doanh của các nhà cung cấp dịch vụ. Các nhà cung cấp có thể sử dụng công nghệ
chuyển mạch mềm để cho phép các khách hàng tự lựa chọn và kiểm soát các dịch vụ
thông tin mình sử dụng. Viễn cảnh hấp dẫn này sẽ làm khách hàng trở nên “trung
thành” với nhà cung cấp dịch vụ.
3.1.4. Giảm chi phí xây dựng mạng
Các hệ thống chuyển mạch mềm sẽ thay thế cho các tổng đài trong mạng
chuyển mạch kênh truyền thống. Vì giải pháp mới này về căn bản ít tốn kém hơn nhiều
nên trở ngại đối với các nhà khai thác mới muốn gia nhập thị trường không còn lớn
như trước nữa. Chi phí cho các hệ thống chuyển mạch mềm sẽ theo dạng chi phí cho
Lê Văn Hòa – CCVT15A006

Trang 15


Tìm hiểu chuyển mạch mềm và ứng dụng trên nền NGN GVHD: Trần Thị Trà Vinh
phần mềm chứ không còn theo kiểu chi phí cho các cơ cấu chuyển mạch kênh như
trước nữa, và do đó đầu tư vào chuyển mạch mềm sẽ tăng gần như tuyến tính theo số
lượng khách hàng mà không phải là một khoản đầu tư ban đầu rất lớn như trước đây.
Các nhà khai thác mới chỉ cần mua các tính năng mà họ thấy cần thiết, khởi đầu
với vài trăm khách hàng và thêm dần tính năng khi qui mô khách hàng được mở rộng.
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 như 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 nhiều số lượng khách hàng và nhu cầu dịch vụ thực tế.
3.1.5. Giảm chi phí điều hành mạng và chi phí vận hành trung bình
Như đã nói ở trên, chuyển mạch mềm cho phép khách hàng tự lựa chọn và kiểm
soát quá trình sử dụng dịch vụ của mình, điều đó giúp giảm thiểu công việc cho các
nhà điều hành mạng. Giảm chi phí vận hành trong thời gian dài cũng là điều hiển
nhiên vì với chuyển mạch mềm sẽ không còn các tổng đài lớn tập trung, tiêu tốn năng
lượng và nhân lực điều hành, chuyển mạch giờ đây sẽ là các máy chủ đặt phân tán
trong mạng, được điều khiển bởi các giao diện thân thiện người sử dụng (GUI)
graphical user interface.
3.1.6. Sử dụng băng thông một cách hiệu quả
Trong mô hình hiện nay, hệ thống điện thoại thiết lập một kênh dành riêng giữa
người gọi và người được gọi trong một cuộc gọi bình thường. Đường truyền này sẽ
không sử dụng được cho bất kỳ một mục đích nào khác trong suốt quá trình đàm thoại.
Kỹ thuật TDM cho phép hệ thống truyền nhiều cuộc gọi trên một đường trung kế, tuy
nhiên kênh dành riêng vẫn sử dụng tài nguyên mạng nhiều hơn mức thực tế yêu cầu,
đặc biệt tại những khoảng lặng trong quá trình đàm thoại của bất kỳ một cuộc hội thoại
trên mạng.
3.1.7. Quản lý mạng hiệu quả hơn
Chuyển mạch mềm cũng cho phép các công ty quản lý mạng của mình một
cách hiệu quả hơn. Bên cạnh việc có thể giám sát và điều chỉnh hoạt động của mạng
theo thời gian thực, khả năng truy nhập từ xa giúp cho việc nâng cấp cũng như thay

Lê Văn Hòa – CCVT15A006

Trang 16


Tìm hiểu chuyển mạch mềm và ứng dụng trên nền NGN GVHD: Trần Thị Trà Vinh
đổi cấu hình mạng được thực hiện từ một trạm trung tâm, không nhất thiết phải đến tận
nơi đặt thiết bị chuyển mạch.
3.1.8. Cải thiện dịch vụ
Khả năng nâng cấp một cách dễ dàng là một trong những nguyên nhân làm cho
chuyển mạch mềm sẽ được nhanh chóng chấp nhận trong thị trường viễn thông. Bằng
cách thêm những dịch vụ mới thông qua một máy chủ ứng dụng riêng biệt mới (nâng
cấp chuyển mạch mềm), cung cấp những dịch vụ mới nhanh chóng hơn và với giá
thành thấp hơn nhiều so với chuyển mạch truyền thống. Chuyển mạch mềm hỗ trợ
nhiều tính năng giúp cho các công ty viễn thông có một cấu hình nền tảng mạnh cho
phép họ phân biệt dịch vụ cho từng khách hàng đơn lẻ.
3.1.9. Tiết kiệm không gian đặt thiết bị
Chuyển mạch mềm cho phép các ứng dụng được chạy tại bất cứ khu vực nào
trong mạng. Các ứng dụng và tài nguyên có nhiệm vụ cung cấp các dịch vụ và tính
năng mới không nhất thiết phải đặt tại cùng một nơi trong mạng.
Các nhà khai thác có thể sử dụng diện tích của mình một cách hiệu quả hơn vì
NGN vốn bản chất là mạng phân tán, hơn nữa các thành phần cấu thành nên mạng thế
hệ sau cũng có kích thước nhỏ hơn so với các chuyển mạch truyền thống.
Đặt các máy chủ ở nhiều nơi trong mạng, đồng nghĩa với việc sẽ không còn
những điểm “ nút ” lưu lượng mạng, cũng sẽ làm mạng trở nên đáng tin cậy hơn.
3.2.

Môi trường tạo lập dịch vụ mềm dẻo

Môi trường tạo lập dịch vụ linh hoạt hơn cho phép các nhà khai thác triển khai
các dịch vụ mới mà không vấp phải những trở ngại của việc nâng cấp phần cứng (nói
chung là giá thành cao) và các chi phí kèm theo khác như về nhân công, chuyên chở...
3.3.

An toàn đối với vốn đầu tư

Mạng NGN hoạt động song song với hạ tầng mạng sẵn có, vì vậy các nhà khai
thác vẫn thu hồi được vốn đã đầu tư vào thiết bị mạng truyền thống, cùng lúc đó vẫn
triển khai được những dịch vụ mới hoạt động tốt trên môi trường mạng có kiến trúc
phức tạp, không đồng nhất.

Lê Văn Hòa – CCVT15A006

Trang 17


Tìm hiểu chuyển mạch mềm và ứng dụng trên nền NGN GVHD: Trần Thị Trà Vinh
Chuyển mạch mềm phát triển các cơ sở dữ liệu mạng đã có, cho phép các dịch
vụ mới tương tác với cơ sở dữ liệu được kế thừa. Chức năng phiên dịch giao thức đảm
bảo cho tính tương thích giữa những hệ thống báo hiệu khác nhau như SS7,
H.248/Megaco, IP, SIP, H.323, Q.931 v.v... và giữa các mạng riêng biệt như giữa hệ
thống vô tuyến và hệ thống mạng cáp.
Điều đáng nói là chuyển mạch mềm hoạt động một cách “ trong suốt ” đối với
người sử dụng, cho phép họ hưởng thụ chất lượng dịch vụ của thông tin thoại, số liệu,
video qua đường dây điện thoại vốn có của mình ( cùng với một chiếc PC ) mà chẳng
cần quan tâm tới kiến trúc hạ tầng mạng. Các hệ thống Chuyển mạch mềm tích hợp
được với các thành phần mạng khác nhằm cung cấp các dịch vụ phức tạp, cao cấp cho
phép điều khiển cuộc gọi đa giao thức và hỗ trợ các ứng dụng đa phương tiện. Người
sử dụng hoàn toàn không biết bằng cách nào cuộc gọi của mình đến được đích hay làm
thế nào các dịch vụ đó tới được bàn làm việc của mình, bởi vì họ vẫn sử dụng những
giao diện quen thuộc, ví dụ là chiếc điện thoại với những phím bấm quen thuộc phục
vụ cho đàm thoại, fax hay những dịch vụ thoại khác.
Bên cạnh việc lặp lại các chức năng của điện thoại truyền thống trên một mạng
IP chi phí thấp hơn nhiều, chuyển mạch mềm cho phép các nhà cung cấp xác lập, triển
khai và điều hành các dịch vụ mới, tính toán mức độ sử dụng các dịch vụ đó để tính
cước khách hàng trong cả hai hệ thống trả sau hay trả trước. Bằng cách sử dụng các
giao diện lập trình mở (API) trong Chuyển mạch mềm, các nhà phát triển có thể tích
hợp dịch vụ mới hay thêm các Server mới dễ dàng. Chuyển mạch mềm nói chung gồm
có một số những ứng dụng và dịch vụ cơ bản sau:
-

Trung tâm cuộc gọi ảo.

-

Nhắn tin hợp nhất.

-

IP Centrex.

-

Hỗ trợ đa phương tiện.

-

Tương tác với PSTN.

-

Thẻ gọi trả trước.

-

Tính cước.

-

Cuộc gọi khẩn cấp.

Lê Văn Hòa – CCVT15A006

Trang 18


Tìm hiểu chuyển mạch mềm và ứng dụng trên nền NGN GVHD: Trần Thị Trà Vinh
3.4.

So sánh chuyển mạch mềm và chuyển mạch kênh truyền thống

Việc so sánh sẽ dựa vào những tiêu chí sau: đặc tính của chuyển mạch (về phần
cứng và phần mềm), cấu trúc chuyển mạch (Các thành phần cơ bản và sự liên hệ giữa
chúng) và cách thực hiện cuộc gọi.
Đặc tính chuyển
mạch

Chuyển mạch mềm

Tổng đài PSTN

Phương pháp
chuyển mạch

Phần mềm

Điện tử

Kiến trúc

Phân tán, theo các
chuẩn mở, có tính
module

Riêng biệt của
từng nhà sản
xuất

Khả năng tích hợp
với ứng dụng của
nhà cung cấp khác

Dễ dàng

Khó khăn

Khả năng thay đổi
mềm dẻo



Khó khăn

Giá thành

Rẻ, khoảng bằng
một nửa tổng đài
điện tử

Đắt

Khả năng nâng cấp

Rất cao

Rất tốt, tuy có
hạn chế hơn

Giá thành của cấu
hình cơ bản

Thấp, giá thành
thay đổi gần như
Rất cao, tổng
tuyến tính theo số
đài PSTN
lượng thuê bao.
không thích hợp
Cấu hình cơ bản có cho mạng doanh
thể sử dụng cho
nghiệp
mạng doanh nghiệp

Truyền thông đa
phương tiện



Rất hạn chế

Hội nghị truyền
hình

Tốt hơn



Lưu lượng

Thoại, fax, dữ liệu,

Chủ yếu là thoại

Lê Văn Hòa – CCVT15A006

Trang 19


Tìm hiểu chuyển mạch mềm và ứng dụng trên nền NGN GVHD: Trần Thị Trà Vinh
video...
Thiết kế cho độ dài
cuộc gọi

và fax

Ngắn (chỉ vài
phút)
Bảng 1: Đặc tính của chuyển mạch.

Không hạn chế

Hai hệ thống chuyển mạch này đều gồm 3 khối: phần cứng, phần mềm điều
khiển cuộc gọi và phần mềm các dịch vụ ứng dụng.
Tuy nhiên trong hệ thống chuyển mạch truyền thống, phần cứng chuyển mạch
luôn đi kèm với phần mềm điều khiển cuộc gọi và phần mềm ứng dụng của cùng một
nhà cung cấp. Khắc phục điều này, chuyển mạch mềm đưa ra giao diện lập trình ứng
dụng mở, có khả năng tương thích phần mềm điều khiển và phần cứng của các nhà
cung cấp khác nhau. Chuyển mạch mềm được xây dựng trên cơ sở công nghệ mạng IP,
xử lý thông tin một cách trong suốt, cho phép đáp ứng nhiều loại lưu lượng khác nhau.
Được xây dựng theo cấu hình phân tán, tách các chức năng điều khiển cuộc gọi và ứng
dụng của hệ thống ra khỏi chức năng chuyển mạch làm cho nhiệm vụ chuyển mạch trở
nên đơn giản hơn và do đó năng lực xử lý mạch mẽ hơn, linh hoạt và hiệu quả hơn.
Cấu trúc chuyển mạch
Cấu trúc chuyển mạch mềm:

Hình 3.1. Sơ đồ chức năng hệ thống chuyển mạch mềm

Cấu trúc chuyển mạch kênh:

Lê Văn Hòa – CCVT15A006

Trang 20


Tìm hiểu chuyển mạch mềm và ứng dụng trên nền NGN GVHD: Trần Thị Trà Vinh

Hình 3.2. Sơ đồ chức năng hệ thống chuyển mạch kênh
Các hình 9 và hình 10 minh hoạ sơ đồ khối chức năng của tổng đài chuyển
mạch kênh truyền thống và tổng đài chuyển mạch mềm.
Ta thấy rằng, cả 2 dạng chuyển mạch đều sử dụng phương pháp ghép kênh
trước khi thực sự chuyển mạch.
Quá trình thực hiện chuyển mạch
Quá trình thực hiện một cuộc gọi gồm những giai đoạn sau:

1.

Thuê bao gọi CR (Caller) nhấc máy.

2.

Tổng đài gọi CRX (Calling Switch) gửi tín hiệu quay số cho CR để mời
quay số.

3.

CR nhấn số.

4.

CRX nhận số và xác định tuyến.

5.

Tổng đài bị gọi CEX (called switch): nhận biết bản tin rung chuông, xem
tình trạng thuê bao, và cấp tín hiệu chuông nếu thuê bao không bận, đồng thời thông
báo cho CRX trạng thái cũ của CE.

6.

CE nhấc máy.

7.

CRX và CEX: bắt đầu tính cước và truyền thông tin thoại qua kênh 64kbps.

8.

CR và CE đàm thoại.

9.

CR hoặc CE dập máy, cuộc gọi kết thúc.

Lê Văn Hòa – CCVT15A006

Trang 21


Tìm hiểu chuyển mạch mềm và ứng dụng trên nền NGN GVHD: Trần Thị Trà Vinh

10.

CRX và CEX ngừng tính cước, bản tin cuộc gọi kết thúc được trao đổi.
Cả 2 cách thực hiện cuộc gọi, bằng chuyển mạch mềm hay chuyển mạch kênh

đều phải thiết lập kết nối trước khi thực hiện đàm thoại.

Lê Văn Hòa – CCVT15A006

Trang 22


Tìm hiểu chuyển mạch mềm và ứng dụng trên nền NGN GVHD: Trần Thị Trà Vinh

CHƯƠNG 4. VẤN ĐỀ BẢO MẬT
4.1. Giới thiệu
Khả năng bảo mật của một mạng viễn thông là một trong những yếu tố hàng đầu
quyết định chất lượng cũng như tính khả dụng của mạng viễn thông đó. Nhiều hướng
dẫn khác nhau của liên minh Châu Âu EU đã được đưa ra để bảo vệ dữ liệu và tính
riêng tư của người sử dụng, trong đó bao gồm cả bảo vệ thông tin trong mạng công
cộng. Viện tiêu chuẩn Châu âu (ETSI) đã thành lập một ban cố vấn về vấn đề bảo mật.
Trong tương lai, các yêu cầu về bảo mật không chỉ đặt ra với các nhà vận hành mạng
viễn thông mà còn cho từng quốc gia riêng biệt. Đặc biệt, các vấn đề bảo mật trong
mạng NGN là một vấn đề quan trọng cần được chú ý.
Có nhiều thành phần yêu cầu về bảo mật ở mức độ cao trong mạng NGN:
+ Khách hàng/ thuê bao cần phải có tính riêng tư trong mạng và các dịch vụ
được cung cấp, bao gồm cả việc tính cước. Thêm vào đó, họ yêu cầu dịch vụ phải có
tính sẵn sàng cao, cạnh tranh lành mạnh và bảo đảm sự riêng tư của họ.
+ Các nhà vận hành mạng, các nhà cung cấp dịch vụ, các nhà cung cấp truy
nhập đều cần phải bảo mật để bảo vệ hoạt động , vận hành và kinh doanh của họ, đồng
thời có thể giúp họ phục vụ tốt khách hàng cũng như cộng đồng.
+ Các quốc gia khác nhau yêu cầu và đòi hỏi tính bảo mật bằng cách đưa ra các
hướng dẫn và tạo ra các bộ luật để đảm bảo tính sẵn sàng của dịch vụ, cạnh
tranh lành mạnh và tính riêng tư.
+ Sự gia tăng rủi ro do sự thay đổi trong toàn bộ các quy định và các môi
trường kỹ thuật càng nhấn mạnh sự cần thiết ngày càng gia tăng về tính bảo mật trong
mạng thế hệ mới NGN.
Ngày nay các “tội phạm” trong lĩnh vực máy tính đang tăng nhanh. Các tin tặc
này không chỉ dừng lại ở mạng Internet, chúng tấn công cả những chuyển mạch công
cộng. Các hacker thường thu được những thông tin cần thiết qua một cổng truy nhập
không được bảo vệ, và nhà cung cấp dịch vụ phải trả giá cho những dịch vụ vô nghĩa.
Một ví dụ khác liên quan đến các chuyển mạch bảo vệ là sự lạm dụng của dịch vụ
thoại miễn phí (freephone).
Lê Văn Hòa – CCVT15A006

Trang 23


Tìm hiểu chuyển mạch mềm và ứng dụng trên nền NGN GVHD: Trần Thị Trà Vinh
Hình sau đây mô tả một số nguy hiểm đối với một thành phần mạng/dịch vụ.
Mặc dù hầu hết khách hàng đều đáng tin cậy, tuy nhiên thật sai lầm khi đặt niềm tin
vào tất cả khách hàng. Thông thường, một tội phạm thường được hỗ trợ từ một trong
những khách hàng.

Hình 4.1. Nguy cơ đối với server và các thành phần mạng
Tính riêng tư cũng trở nên quan trọng. Sự cần thiết của riêng tư đã được trình
bày trong các bộ luật của các quốc gia và các hướng dẫn trong phạm vi toàn quốc về
riêng tư và bảo mật.
Các tiến bộ về công nghệ cũng liên quan đến vấn đề bảo mật. Trong thời gian
gần đây, người ta hi vọng rằng các giao diện và giao thức được sử dụng trong các thiết
bị viễn thông không thể dễ dàng giải mã và lợi dụng.
Các giao diện và giao thức này không được phố biến rộng rãi bên ngoài, ngoại
trừ các nhà cung cấp thiết bị hay các tổ chức viễn thông. Tuy nhiên tình hình hiện nay
đã thay đổi. Các hệ thống mở vẫn còn các giao diện phức tạp, nhưng như đã định
nghĩa, nó được trang bị và nhiều khách hàng tìm hiểu. Để đảm bảo tính bảo mật của
các hệ thống này, công nghệ phải trở nên có chi phí thấp và dễ dàng đạt được. Ví dụ,
nhiều giao thức xử lý cho các PC sẵn sàng miễn phí cho các phần mềm công cộng. Do
đó, nhiệm vụ chống hacker trở nên dễ dàng hơn.Một số dịch vụ cũng yêu cầu tính bảo
mật cao hơn. Các dịch vụ này không giới hạn trong các khu vực xác định như trước
Lê Văn Hòa – CCVT15A006

Trang 24


Tìm hiểu chuyển mạch mềm và ứng dụng trên nền NGN GVHD: Trần Thị Trà Vinh
đây, do đó nó chịu nhiều nguy hiểm hơn. Do đó sự bảo mật tốt hơn là thực sự cần thiết
do các lý do kinh tế hay riêng tư. Ví dụ về các dịch vụ này là dịch vụ thoại chất lượng
cao, video hội nghị và các dịch vụ đa phương tiện khác. Các khách hàng này chỉ đời
truy nhập vào dữ liệu của họ, và tối thiểu có thể cung cấp thêm cho họ chức năng truy
nhập vào hệ thống quản lý.
4.2. Các yêu cầu bảo mật
Một nhà cung cấp mạng hay dịch vụ sẽ quyết định giới hạn thực hiện bảo mật
dựa vào kết quả của phân tích nguy cơ và đánh giá rủi ro. Sau đó nhà cung cấp sẽ tạo
ra một “chiến lược bảo mật”. Hình sau mô tả sự tương tác của các khối liên quan đến
bảo mật.

Hình 4.2. Mô hình bảo mật
Phân tích nguy cơ và đánh giá rủi ro trên nguyên tắc chỉ có thể thực hiện trong
một trường hợp cụ thể. Phạm vi bảo mật có thể tùy thuộc vào các hoạt động khác
nhau. Do đó thách thức đặt ra cho các nhà cung cấp thiết bị là xác định một chính sách
chung cho phần lớn các khách hàng và khách hàng có thể tạo ra cách bảo mật của
mình trong một số tùy chọn sẵn có.Việc xác định chính xác các yêu cầu bảo mật của
mạng tương đối khó khăn. Sau đây là một ví dụ cụ thể về các yêu cầu của bảo mật.
Chẳng hạn như khách hàng phải chịu trách nhiệm về các hành động của họ, đây
thường là tiêu chí số một của mục tiêu bảo mật. Do đó việc thẩm tra đặc tính của
khách hàng là một yêu cầu cơ bản của bảo mật. Sự nhận thực cũng là mộtcách dùng
cho bảo mật dịch vụ. Ngoài ra còn có một số yêu cầu khác, tùythuộc vào nguy cơ và
Lê Văn Hòa – CCVT15A006

Trang 25


Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×