TỔNG CÔNG TY BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG VIỆT NAM HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG TRUNG TÂM ĐÀO TẠO BƯU CHÍNH VIÊN THÔNG I Bài tập lớn môn: Kỹ thuật Viễn thông. Chuyên đề: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ CHUYỂN MẠCH MỀM Nhóm 6: - Vũ Tam Hanh - Nguyễn Đăng Nin - Nguyễn Duy Chính - Lương Thị Thu Thuỷ Lớp: HCD06CNTT Hà nội tháng 5 năm 2007 1 LỜI NÓI ĐẦU 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. Hệ thống chuyển mạch thế hệ sau ra đời với công nghệ dựa trên chuyển mạch mềm ( Softswitch ) sẽ dần thay thế hệ thống chuyển mạch hiện tại. Chuyển mạch mềm là hệ thống mở hiện đại, nó sử dụng giao thức mới thích hợp. Quá trình thực hiện chuyển mạch mềm gặp một thách thức lớn đó là việc có rất nhiều giao thức khác nhau được đưa ra cho hệ thống. Vì thế việc lựa chọn các giao thức thích hợp để triển khai là một vấn đề rất quan trọng. Chuyên đề này bao gồm 4 chương: - Chương I :Tìm hiểu về công nghệ chuyển mạch mềm. - Chương II: Các ưu điểm của chuyển mạch mềm. - Chương III: Các vấn đề bảo mật cho chuyển mạch mềm. - Chương IV: Kết luận. 2 MỤC LỤC L I NÓI UỜ ĐẦ 2 M C L CỤ Ụ 3 DANH M C HÌNH VỤ Ẽ 4 DANH M C B NG BI UỤ Ả Ể 5 T VI T T TỪ Ế Ắ 6 I. T NG QUAN V CÔNG NGH CHUY N M CH M M.Ổ Ề Ệ Ể Ạ Ề 8 1 M ng NGN và công ngh chuy n m ch m m.ạ ệ ể ạ ề 8 2 V trí c a chuy n m ch m m trong m ng NGN.ị ủ ể ạ ề ạ 11 3. Thành ph n chính c a chuy n m ch m m.ầ ủ ể ạ ề 12 II. U I M C A CHUY N M CH M M.Ư ĐỂ Ủ Ể Ạ Ề 15 1 L i ích c a chuy n m ch m m.ợ ủ ể ạ ề 15 2 So sánh chuy nm ch m m và chuy n m ch kênh truy n ể ạ ề ể ạ ề th ng.ố 20 III. V N B O M TẤ ĐỀ Ả Ậ 23 1. Gi i thi uớ ệ 23 2. Các yêu c u b o m t.ầ ả ậ 25 3. Các v n c n b o m tấ đề ầ ả ậ 26 4. Các gi i pháp t m th iả ạ ờ 26 5. K t lu nế ậ 28 IV. T NG K TỔ Ế 28 TÀI LI U THAM KH OỆ Ả 29 3 DANH MỤC HÌNH VẼ - Hình 1.1: Vị trí của chuyển mạch mềm trong mô hình phân lớp NGN 12 - Hình 1.2: Kết nối MGC với các thành phần khác của mạng NGN… 12 - Hình 1.3: Chức năng của MGC ……………………………………… 12 - Hình 1.4: Giao thức sử dụng giữa các thành phần……………………. 15 - Hình 2.1: Sơ đồ chức năng hệ thống chuyển mạch mềm…………… 21 - Hình 2.2: Sơ đồ chức năng hệ thống chuyển mạch kênh……………… 22 - Hình 3.1: Nguy cơ đối với server và các thành phần mạng. ………… 24 - Hình 3.2: Mô hình bảo mật. …………………………………………… 27 4 DANH MỤC BẢNG BIỂU - Bảng 1: Đặc tính của chuyển mạch. …………………………… 21 5 TỪ VIẾT TẮT TỪ VIẾT TĂT NGHĨA TIẾNG ANH NGHĨA TIẾNG VIấT A AS Application Server mỏy chủ ứng dụng B C D E FS Feature Server Mỏy chủ đa năng G H IW I IDFT Inverse Discrete Fourier Transform Biến đổi ngược Fourier rời rạc IP Internet Protocol Giao thức Internet L LAN Local Area Network Mạng vựng cục bộ M MG Media Gateway Cổng phương tiện MGC Media Gateway Controller Cổng điều khiển phương tiện N NGN Next Generation Network Mạng tương lai P PSTN Public Switch Telephone Network Mạng điện thoại chuyển mạch công cộng Q QoS Qualities of Service Chất lượng dịch vụ S SIP Session Initiation Protocol giao thức khởi tạo phiờn T TDM 6 U V VoIP Voice Over IP Thoại qua IP W X 7 I. TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ CHUYỂN MẠCH MỀM. 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. Phải chăng bất cứ phần mềm nào thực hiện một số chức năng chuyển mạch đều được gọi là chuyển mạch mềm? Mọi chuyện không chỉ đơn giản như vậy, thậm chí ý nghĩa thực của khái niệm này lại là vấn đề gây tranh cãi đối với các nhà nghiên cứu về tương lai của mạng viễn thông, một phần cũng chính bởi sự mơ hồ của nó. Mới được nhắc tới nhiều kể từ năm 1999, chuyển mạch mềm là một khái niệm mang tính marketing nhiều hơn, những tranh luận nhằm đạt tới một định nghĩa kỹ thuật thống nhất, chính xác về chuyển mạch mềm vẫn chưa đến hồi kết. Nhưng nói vậy không có nghĩa là không thể định nghĩa được chuyển mạch mềm. Sau đây là định nghĩa của một số nhà phát triển khác nhau: Theo Nortel, chuyển mạch mềm là một thành tố quan trọng nhất của mạng tương lai (NGN – Next Generation Network). Nortel định nghĩa: chuyển mạch mềm là một phần mềm theo mô hình mở có thể thực hiện được những chức năng thông tin phân tán trên một môi trường 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 như giữa mạng vô tuyến và mạng cáp. Chuyển mạch mềm 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 cấp 4 và cấp 5 với các cổng VOIP, trong khi vẫn hoạt động trên môi trường máy tính mở chuẩn. Các hệ thống máy tính kiến trúc mở sử dụng các thành phần đã được chuẩn hoá và sử dụng rộng rãi của nhiều nhà cung cấp khác nhau. Hệ thống máy tính có thể là một máy tính cỡ nhỏ cho tới những server cỡ lớn như Netra của Sun Microsystem. Theo MobileIN, chuyển mạch mềm là ý tưởng về việc tách phần cứng mạng ra khỏi phần mềm mạng. Trong mạng chuyển mạch kênh truyền thống, phần cứng và phần mềm không độc lập với nhau. Mạng chuyển mạch kênh dựa trên những thiết bị chuyên dụng cho việc kết nối và được thiết kế với mục 8 đích phục vụ thông tin thoại. Những mạng dựa trên chuyển mạch gói hiệu quả hơn thì sử dụng giao thức Internet (IP) để định tuyến thông tin thoại và số liệu qua các con đường khác nhau và qua các thiết bị được chia sẻ. Còn theo CopperCom, chuyển mạch mềm là tên gọi dùng cho một phương pháp tiếp cận mới trong chuyển mạch thoại có thể giúp giải quyết được các thiếu sót của các chuyển mạch trong tổng đài nội hạt truyền thống. Công nghệ chuyển mạch mềm có thể làm giảm giá thành của các chuyển mạch nội hạt, và cho ta một công cụ hữu hiệu để tạo ra sự khác biệt về dịch vụ giữa các nhà cung cấp dịch vụ và đơn giản hoá quá trình dịch chuyển từ mạng truyền thống sang mạng hỗ trợ thoại gói từ đầu cuối đến đầu cuối (end - to - end) trong tương lai. Có thể nói rằng, 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 dịch vụ khác nhau. Hiện tại, các tổng đài chạy các phần mềm này trên các bộ xử lý được thiết kế có quan hệ chặt chẽ với cơ cấu chuyển mạch. Trong tương lai chúng ta muốn triển khai điện thoại nội hạt trên nền mạng thuần tuý chuyển mạch gói, mặc dù quá trình chuyển đổi đòi hỏi chúng ta phải làm việc với một mạng lai xử lý cả thông tin thoại kênh và gói trong nhiều năm tới. 9 Tuy nhiên, việc các tổng đài nội hạt không thể làm việc trực tiếp với thông tin dạng gói là trở ngại chính trong quá trình chuyển đổi. Một giải pháp cho vấn đề này, mà chúng ta có thể hình dung ra, là các thiết bị lai có thể chuyển mạch được cả thông tin dạng kênh và dạng gói, cùng với những phần mềm cần thiết để xử lý cuộc gọi được cài đặt trong nó. Trong khi phương pháp tiếp cận này có thể giúp ta giải quyết vấn đề trong thời kỳ chuyển đổi, nó vẫn không giúp được ta giảm giá thành cũng như không mang lại khả năng tạo sự khác biệt về dịch vụ. Trong thuật ngữ của chuyển mạch mềm, chức năng chuyển mạch ở phần vật lý do MG (Media Gateway) đảm nhiệm, còn phần điều khiển cuộc gọi thuộc về bộ MGC (Media Gateway Controller). Có một số lý do chính mà dựa vào đó người ta tin rằng phân chia hai chức năng là giải pháp tốt nhất: - Tạo cơ hội cho một số công ty nhỏ và linh hoạt vốn vẫn chỉ tập trung vào các phần mềm xử lý cuộc gọi, phần mềm chuyển mạch gói gây được ảnh hưởng trong ngành công nghiệp viễn thông giống như các nhà cung cấp lớn từ trước tới nay vẫn kiểm soát thị trường. - Cho phép có một giải pháp phần mềm chung cho xử lý cuộc gọi cài đặt trên rất nhiều loại mạng khác nhau, bao gồm cả mạng chuyển mạch kênh và mạng gói sử dụng các khuôn dạng gói và phương thức truyền dẫn khác nhau. - Là động lực cho các hệ điều hành, các môi trường máy tính chuẩn, tiết kiệm đáng kể trong việc phát triển phát triển và ứng dụng các phần mềm xử lý cuộc gọi. - Cho phép các phần mềm thông minh của các nhà cung cấp dịch vụ điều khiển từ xa các thiết bị chuyển mạch đặt tại trụ sở của khách hàng, một yếu tố quan trọng trong việc khai thác hết tiềm năng của mạng trong tương lai. 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. 10 [...]... trúc chuyển mạch Cấu trúc chuyển mạch mềm: Hình 2.1: Sơ đồ chức năng hệ thống chuyển mạch mềm 21 Cấu trúc chuyển mạch kênh: Hình 2.2: Sơ đồ chức năng hệ thống chuyển mạch kênh Các hình 1.7 và hình 1.8 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... Tính cước - Cuộc gọi khẩn cấp 2 So sánh chuyểnmạch 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... của chuyển mạch 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 mề đưa ra giao diện lập trình ứng dụng mở, có khả năng tương thích phần mềm. .. CỦA CHUYỂN MẠCH MỀM 1 Lợi ích của chuyển mạch mềm 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 hoàn toàn 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 15 Các nhà cung cấp dịch vụ Internet (ISP) có thể sử dụng Chuyển. .. 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 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... 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 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... 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 11 Hình 1.1: Vị trí của chuyển mạch mềm trong mô hình phân lớp NGN 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... 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. .. 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 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... 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 . Thoại qua IP W X 7 I. TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ CHUYỂN MẠCH MỀM. 1 Mạng NGN và công nghệ chuyển mạch mềm. Các khái niệm chuyển mạch và phần mềm đều đã trở nên. mạng gói II. ƯU ĐIỂM CỦA CHUYỂN MẠCH MỀM. 1 Lợi ích của chuyển mạch mềm. Những cơ hội mới về doanh thu. Công nghệ mạng và công nghệ chuyển mạch thế hệ mới cho