TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Đề tài: NGHIÊN CỨU MẠNG NGN CỦA VNPT VÀ CÁC DỊCH VỤ TRONG NGN SIP Vào năm 1999, IETF đưa ra tiêu chuẩn báo hiệu riêng cho mình gọi là Session Initiation Protocol (SIP). SIP là giao thức báo hiệu tầng ứng dụng cho việc khởi tạo, thay đổi và kết thúc các phiên media, bao gồm các cuộc gọi thoại Internet và hội nghị đa phương tiện. Cũng giống như H323 nó dựa trên cấu trúc phân tán. SIP dựa trên ý tưởng và cấu trúc của SMTP và HTTP. Nó hoạt động theo cơ chế client – server, các yêu cầu được bên gọi (client) đưa ra và bên bị gọi (server) trả lời. Về cơ bản SIP là một giao thức hướng văn bản và gần gống như HTTP nhưng không phải là sự mở rộng của HTTP. SDP : Giao thức mô tả phiên SIP : Giao thức khởi tạo phiên SAP : Giao thức thông báo phiên RTSP : Giao thức dòng thời gian thực RTP : Giao thức truyền dẫn thời gian thực RTCP RSVP Integrated và Differentiated Services Forwarding IP và IP Multicast SAP SIP RTSPSMTPHTTP SDP Điều khiển phân bổ RTP và RTCP Reliable Multicast Phát hiện và thiết lập hội nghị Điều khiển dữ liệu/ Ứng dụng Chia sẻ Audio/ Video TCP UDPUDP UDP UDPTCP SDP : Giao thức mô tả phiên SIP : Giao thức khởi tạo phiên SAP : Giao thức thông báo phiên RTSP : Giao thức dòng thời gian thực RTP : Giao thức truyền dẫn thời gian thực RTCP RSVPRSVP Integrated và Differentiated Services Forwarding IP và IP Multicast Integrated và Differentiated Services ForwardingIntegrated và Differentiated Services Forwarding IP và IP MulticastIP và IP Multicast SAPSAP SIPSIP RTSPRTSPSMTPSMTPHTTPHTTP SDPSDP Điều khiển phân bổ Điều khiển phân bổ RTP và RTCP RTP và RTCP Reliable Multicast Reliable Multicast Phát hiện và thiết lập hội nghị Điều khiển dữ liệu/ Ứng dụng Chia sẻ Audio/ Video Phát hiện và thiết lập hội nghị Điều khiển dữ liệu/ Ứng dụng Chia sẻ Audio/ Video TCP UDPTCP UDPUDPUDP UDPUDP UDPUDPTCPTCP Hình 19: Vị trí SIP trong chồng giao thức SIP thực hiện một số nhiệm vụ trong suốt một phiên của hai phía (gọi và bị gọi): - Định vị server: xác định hệ thống đầu cuối cho truyền thông thoại - Các khả năng của User: xác định các phương tiện và các tham số của phương tiện sẽ được dùng - Thiết lập cuộc gọi: rung chuông, thiết lập các tham số cuộc gọi cho cả hai phía gọi và bị gọi - Kiểm soát cuộc gọi: chuyển và kết thúc cuộc gọi Ta có thể so sánh H323 và SIP:  H323:  Là chuẩn của ITU mô tả một bộ giao thức  Toàn diện nhưng lại phức tạp  Được triển khai nhiều hơn SIP  SIP:  Là chuẩn của IETF  Được phát triển cho điện thoại IP, không khởi xướng từ PSTN Về cơ bản thì SIP cũng giống H323 là các giao thức khác nhau để truyền các thông tin giống nhau 2.2.1.1 BICC, SIP-T và SIP-I BICC BICC do ITU-T phát triển từ năm 1999. Mục đích của nó là để xác định một giao thức cho truyền thông giữa các server hay MGC, độc lập với các loại tải tin. Do vậy nó cho phép các nhà vận hành mạng chuyển được các dịch vụ thoại từ mạng TDM sang mạng gói. Với mong muốn thích ứng 100% với mạng hiện tại và làm việc trên bất cứ môi trường nào khác để truyền thoại với chất lượng chấp nhận được. Ta có thể tóm tắt về BICC như sau: - BICC là một giao thức chín muồi - BICC CS1 xuất hiện 6/2000 hỗ trợ VoATM (Voice over ATM) đến BICC CS2 xuất hiện 7/2001 hỗ trợ cả VoATM và VoIP - Tương thích đầy đủ với giao thức SS7/ISUP. Hỗ trợ đầy đủ các dịch vụ ISUP do vậy có thể sử dụng lại mạng SS7 đang tồn tại - Dễ dàng được mang qua IP nhờ sử dụng SIGTRAN hay “circuit emulation” - Được lựa chọn bởi 3GPP (cho hệ thống ứng dụng di động) - Thích ứng tốt với các hệ thống báo hiệu khác như SIP và H323 Minh hoạ hoạt động của BICC MGC MGC BICC H248H248 Tunnel (*) §êng hầm PDU Các thực thể tạo và nhận MG MG IP Network IP Port , IP TDM (*)c¸c b¶n tin BICC ®îc truyÒn trong tham sè APP SIP-T Là sự mở rộng của SIP để hỗ trợ các dịch vụ thoại thông thường. Có thể coi như sau: SIP-T=Tập con của SIP+SIP mở rộng để tương tác trong suốt với mạng PSTN. Cụ thể hơn thì SIP-T gồm có SIP thông thường trong mạng IP và quá trình đóng gói ISUP để chuyển thông tin báo hiệu tử mạng TDM sang truyền trên mạng gói sử dụng giao thức SIP. Minh hoạ hoạt động của SIP-T SIP-I SIP-I là tiêu chuẩn được phát triển bởi ITU-T dựa trên SIP của IETF. Nó không cung cấp một cách chi tiết, nhưng lại tạo ra cơ hội tốt hơn để liên kết hoàn hảo giữa các giải pháp của các nhà cung cấp khác nhau. Một bản nháp được đưa ra trong khuyền nghị Q912.5 của ITU-T và đã được thông qua vào 12/3/2004. 2.2.1.2 MGCP, H248/MEGACO MGCP MGCP là một giao thức dùng để điều khiển các Gateway thoại nhờ phần tử điều khiển cuộc gọi bên ngoài được gọi là bộ điều khiển Media hay Call agent. SIP Server PSTN SS7 PSTN SS7 SIP Server TGW TGW IP ISUP phiên bản x ISUP phiên bản x SIP = SIP-T SIP Server SIP Server PSTN SS7 PSTN SS7 SIP Server SIP Server TGW TGW IP ISUP phiên bản x ISUP phiên bản x SIP = SIP-T - MGCP do IETF phát triển và được sử dụng rộng rãi cho các giải pháp cáp - Mô hình kết nối dựa trên các điểm cuối và các kết nối - Là giao thức kiểu master – slaver, khác với SIP và H323 (là giao thức peer - to – peer). Phối hợp hoạt động tốt với SIP và H323 - Được sử dụng giữa Call Agent và Media server H248/MEGACO Bên cạnh MGCP do IETF phát triển thì ITU-T cũng phát triển giao thức MDCP (media device control protocol). Sau đó hai tổ chức này đã thoả thuận và đi đến thống nhất một giao thức gọi là MEGACO hay H248 (theo cách gọi của ITU- T). Hình 20: Mô hình phát triển MEGACO/H248 - Mô hình kết nối dựa trên các termination và context - Các gói được định nghĩa trong các phụ lục riêng (các RFC riêng) - Các lớp ứng dụng lớn hơn cho hội nghị đa bên và các cuộc gọi đa phương tiện H.248 / MEGACO MGCP ( Media Gateway Control Protocol ) MDCP ( Media Device Control Protocol ) ( Sept. 1998 ) SGCP IPDC ( Simple Gateway Control Protocol ) ( IP Device Control Protocol ) ( March 1999 ) H.248 / MEGACOH.248 / MEGACO MGCP ( Media Gateway Control Protocol ) MGCP ( Media Gateway Control Protocol ) MDCP ( Media Device Control Protocol ) MDCP ( Media Device Control Protocol ) ( Sept. 1998 )( Sept. 1998 ) SGCP IPDC ( Simple Gateway Control Protocol ) ( IP Device Control Protocol ) SGCP IPDC ( Simple Gateway Control Protocol ) ( IP Device Control Protocol ) ( March 1999 )( March 1999 ) - Hiệu quả hơn và mở hơn cho các tiến trình trong tương lai mà không bị phá vỡ 2.2.1.3 SIGTRAN SIGTRAN là một nhóm làm việc của IETF nghiên cứu việc truyền tải báo hiệu PSTN (báo hiệu SS7 dựa trên chuyển mạch gói) qua mạng IP. Nhóm này thực hiện công việc: cung cấp tương tác giữa hai mạng PSTN và mạng IP, cho phép truyền báo hiệu PSTN trong mạng IP, điển hình là VoIP. Công việc chính của nhóm là nghiên cứu truyền báo hiệu giữa các Gateway (SG và MGC) nhằm cung cấp khả năng cho MGC định vị tài nguyên trên mạng. Hình 21: Mô hình Sigtran Kiến trúc Sigtran gồm 3 thành phần chính: - Tầng IP chuẩn - Tầng vận chuyển: với giao thức truyền tải báo hiệu SCTP để truyền báo hiệu tin cậy - Tầng thích ứng: hỗ trợ các hàm nguyên thuỷ xác định yêu cầu bởi một giao thức ứng dụng báo hiệu riêng. Một số giao thức thích ứng được định nghĩa: M2UA, M3UA, M2PA, SUA. SCTP SCTP IUA IUA IP MTP-1 MTP-2 User Q.931 SUA SUA MTP-3 M3UA M3UAMTP-3 M2PA M2PA M2UA M2UA ISUP / SCCP TCAP / MAP Data Ngăn xếp SS7 Ngăn xếp SS7 Các giao thức IETF đối chiếu với ngăn xếp SS7 Các giao thức IETF đối chiếu với ngăn xếp SS7 SCTP SCTP SCTP SCTP IUA IUA IUA IUA IP MTP-1MTP-1 MTP-2MTP-2 UserUser Q.931Q.931 SUA SUA SUA SUA MTP-3 M3UA M3UAMTP-3 M2PA M2PA M2UA M2UA M2UA M2UA ISUP / SCCPISUP / SCCP TCAP / MAPTCAP / MAP DataData Ngăn xếp SS7 Ngăn xếp SS7 Các giao thức IETF đối chiếu với ngăn xếp SS7 Các giao thức IETF đối chiếu với ngăn xếp SS7  M2UA: kết nối tới các thiết bị cũ mà không cần yêu cầu số SP mới  M2PA và M3UA: kết nối giữa các điểm báo hiệu cho phép IP  SUA: cho phép kết nối với các điểm báo hiệu cho phép IP với các ứng dụng TCAP  IUA: truyền báo hiệu thuê bao tới Softswitch 2.2.1.4 APIs và INAP INAP là giao thức ứng dụng mạng thông minh. Nó hỗ trợ các dịch vụ mạng thông minh trên nền NGN. Nó được dùng cho truyền báo hiệu dịch vụ IN giữa Call server và Feature server. API là giao diện chương trình ứng dụng. Thông qua giao diện này nhà cung cấp dịch vụ có thể tương tác với Feature server để kiến tạo nên dịch vụ mới một cách linh hoạt trên nền mạng hiện có mà không cần thay đổi thiết bị mạng. Có giao diện này giúp cho quá trình triển khai các dịch vụ cũng đơn giản và nhanh chóng hơn. Hình 22: Mô hình kiến tạo dịch vụ 2.2.1.5 RTP và RCTP RTP RTP là giao thức truyền tải thời gian thực hỗ trợ việc truyền thông tin Media trong hệ thống H323. Cụ thể là RTP hỗ trợ thực hiện trao đổi bản tin hai chiều từ đầu đến cuối theo thời gian trên mạng Unicast hay Muticast. Các dịch vụ truyền tải và đóng mở gói bao gồm: nhận diện tải, sắp xếp đúng thứ tự gói tin, chuẩn hoá thới gian tín hiệu đòi hỏi thời gian thực dựa vào tem thời gian và các từ giám sát. RTP dựa vào nhiều cơ chế khác biệt và các lớp thấp hơn để đảm bảo truyền đúng thời hạn, chiếm giữ tài nguyên, đảm bảo độ tin cậy và QoS. RTCP RTCP là giao thức điều khiển truyền thời gian thực, làm cơ sở điều khiển tới các thành phần của tệp, sử dụng cơ chế phân phối giống với gói dữ liệu. Các giao thức lớp dưới phải cung cấp việc phối hợp gói dữ liệu và điều khiển. RTCP giám sát việc gửi dữ liệu cũng như diều khiển và nhận dạng dịch vụ. RTP luôn sử dụng cổng UDP chẵn, còn RTCP sử dụng cổng UDP lẻ ngay trên cổng cho RTP của nó. 2.2.2 Các công nghệ nền tảng cho NGN Ngày nay do yêu cầu ngày càng tăng về số lượng và chất lượng dịch vụ đã thúc đẩy sự phát triển nhanh chóng của thị trường công nghệ điện tử - tin học - viễn thông. Những xu hướng phát triển công nghệ đã và đang tiếp cận nhau, đan xen lẫn nhau nhằm cho phép mạng lưới thoả mãn tốt hơn các nhu cầu của khách hàng trong tương lai. Theo ITU có hai xu hướng tổ chức mạng chính: - Hoạt động kết nối định hướng (CO) - Hoạt động không kết nối (CL) Tuy vậy hai phương thức phát triển này đang dần tiếp cận và hội tụ dẫn đến sự ra đời của của công nghệ ATM/IP. Sự phát triển mạnh mẽ của các dịch vụ và các công nghệ mới tác động trực tiếp đến sự phát triển cấu trúc mạng. 2.2.2.1 IP IP là giao thức chuyển tiếp gói tin. Việc chuyển tiếp gói tin được thực hiện theo cơ chế phi kết nối. IP định nghĩa cơ cấu đánh số, cơ cấu chuyển tin, cơ cấu định tuyến và các chức năng điều khiển ở mức thấp (ICMP). Gói tin IP gồm địa chỉ của bên nhận, địa chỉ là số duy nhất trong toàn mạng và mang đầy đủ thông tin cần cho việc chuyển gói tới đích. IP là giao thức chuyển mạch có độ tin cậy và khả năng mở rộng cao. Tuy nhiên việc điều khiển lưu lượng rất khó thực hiện do phương thức định tuyến theo từng chặng. Mặt khác IP cũng không hỗ trợ chất lượng dịch vụ. 2.2.2.2 ATM Công nghệ ATM dựa trên cơ sở của phương pháp chuyển mạch gói. Thông tin được nhóm vào các gói tin có độ dài cố định ngắn; trong đó vị trí gói không phụ thuộc vào đồng hồ đồng bộ và dựa trên nhu cầu bất kỳ của kênh cho trước. Các chuyển mạch ATM cho phép hoạt động với nhiều tốc độ và dịch vụ khác nhau. ATM có hai đặc điểm quan trọng: - ATM sử dụng các gói có kích thước nhỏ và cố định gọi là các tế bào ATM. Các tế bào nhỏ với tốc độ truyền cao sẽ làm cho trễ truyền lan và biến động trễ giảm đủ nhỏ đối với các dịch vụ thời gian thực, cũng tạo điều kiện cho việc hợp kênh ở tốc độ cao dễ dàng hơn. - ATM có khả năng nhóm một số kênh ảo thành một đường ảo nhằm giúp cho công việc định tuyến được dễ dàng Quá trình chuyển giao các tế bào qua tổng đài ATM cũng giống như chuyển giao gói qua router. Tuy nhiên ATM có thể chuyển mạch nhanh hơn vì nhãn gắn trên cell có kích thước cố định và nhỏ hơn IP, kích thước bảng định tuyến nhỏ hơn nhiều so với của IP router. Việc này thực hiện trên các thiết bị phần cứng chuyên dụng nên dung lượng tổng đài ATM thường lớn hơn dung lượng IP router truyền thống. 2.2.2.3 IP Over ATM IP over ATM là một kỹ thuật xếp chồng, nó xếp IP lên ATM; giao thức của hai tầng hoàn toàn độc lập với nhau, giữa chúng phải nhờ một loại giao thức nữa để nối thông như NHRP, ARP…. Điều đó hiện nay không được sử dụng rộng rãi trong thực tế. 2.2.2.4 MPLS MPLS là kỹ thuật chuyển mạch đa giao thức nhãn. Phương pháp này đã dung hợp một cách hữu hiệu năng lực điều khiển lưu lượng của thiết bị chuyển mạch với tính linh hoạt của bộ định tuyến. MPLS là công nghệ chuyển mạch IP có nhiều triển vọng. Với tính chất cơ cấu định tuyến của mình, MPLS có khả năng nâng cao chất lượng dịch vụ của mạng IP truyền thống. Bên cạnh đó thông lượng của mạng sẽ được cải thiện một cách rõ rệt. Tuy nhiên độ tin cậy là một vấn đề thực tiễn có thể khiến việc triển khai MPLS trên mạng bị chậm lại. 2.1 Giải pháp NGN của các hãng 2.3.1 Mô hình NGN của Alcatel Alcatel đưa ra mô hình mạng thế hệ sau với các lớp: - Lớp truy nhập và truyền tải [...]... k v Gateway truy nhp 2.3.2 Mụ hỡnh NGN ca Ericsson Máy chủ ứng dụng IP Co m Server H.323 Q U ả n l ý ứng dụng HLR SCP Máy chủ PSTN/ ISDN Máy Chủ PLMN Điều khiển MGW Mạng đường trục kết nối MGW Mạng truy nhập vô tuyến MGW Mạng truy nhập hữu tuyến MGW PBX/LAN intranet Các mạng đa dịch vụ / IP khác MGW Các mạng điện thoại khác Hình 24: Cấu trúc mạng thế hệ tiếp theo của Ericsson Ericsson gii thiu mụ hỡnh... nghn cuc gi cú th thit lp trong mt giõy - Metro MSX (Metro Multiservice Transmission) vi dũng sn phm MetroMSX4500, MetroMSX2500, MetroMSX2000 MetroMSX l sn phm hp nht cỏc lp thit b vi gii phỏp ti u tớch hp - Ngoi ra cũn cú cỏc sn phm B-STDX 8000/9000 v CBX 500 h tr cỏc dch v ca c FR v ATM 2.3.6 Xu hng phỏt trin NGN ca NEC Mạng điều khiển dịch vụ Máy chủ mạng Mạng truy nhập Mạng đường trục W-CDMA Corporate... hoc nh MG ca lp kt ni trong NGN H thng Passport 15000 c xõy dng trờn cỏc chun PNNI, IISP v DPRS, tớch hp IP trờn ATM cng nh MPLS vi ATM cú th cung cp cỏc dch v mt cỏch ton din c bit vi kh nng MPLS phi hp nh tuyn, u chộo cỏc lu lng data cho dch v FR, IP v ATM m bỏo QoS, ngoi ra cũn cú kh nng hp nht iu khin phc v cho ng dng Packet/Optical 2.3.4 Mụ hỡnh NGN ca Siemens Gii phỏp NGN ca Siemens da trờn... chuyn vi phn lừi chuyn mch chớnh l ATM AXD 301 cú dung lng t 10 n 160 Gb/s v kh nng m rng trong tng lai lờn n 2500Gb/s ng thi h thng chuyn mch ATM AXD 301 cú th s dng nh mt giao din gia mng lừi v cỏc mng truy nhp khỏc: mng c nh, vụ tuyn c nh v mng di ng Lp truy nhp m bo kh nng truy nhp ca thuờ bao t cỏc mng c nh, vụ tuyn c nh, di ng v cỏc mng truy nhp khỏc Ericsson gii thiu sn phm ENGINE Access Ramp... tải quang Nút Giga bít DWDM Cáp ngầm dưới biển Truy nhập ATM LAN FTTx CA TV ONU Mạng gia đình IEEE1394 Hình 27: Mô hình cuả NEC về mạng viễn thông tương lai NEC a ra mụ hỡnh mng tng lai v sn phm mi thuc h tng i NEAX - 61 õy l h thng chuyn mch hn hp STM/ATM/IP, l kt qu ca chng trỡnh cú tờn Progessiveunity vi mc ớch tin n NGN H thng mi ny nhn mnh n kh nng phỏt trin hi ho gia mng khỏch hng hin ti v cung... tt c h thng ca SURPASS, Siemens a ra NetManager H thng qun lý ny s dng giao thc SNMP v chy trờn nn JAVA/CORBA, cú giao din HTTP cú th qun ly qua trang web 2.3.5 Xu hng phỏt trin NGN ca Lucent Lucent c bit nhn mng cu trỳc NGN vi hai lp: - Lp lừi ATM/IP v truyn dn quang (ỏp dng cụng ngh quang tiờn tin nh WDM, DWDM) - Lp phõn phi dch v H a ra mt s thit b: - MSC 25000 Multiservice Packet Core Switch:... network) 2.3.3 Gii phỏp kt hp mng ATM/IP vi mng hin tai ca Nortel Server Packet Voice Gateway Packet Voice Gateway ATM Network Thoại trên ATM/IP E1, DS3 E1, DS3 TDM TDM CM T DM Mạng báo hiệu No7 CM T DM PSTN Chuyển mạch TDM Mạng băng hẹp TDM Chuyển mạch TDM Hỡnh 25: Mụ hỡnh ca Nortel Nortel a ra mụ hỡnh kt hp ATM/IP vi mng hin ti nh trờn v a ra cỏc sn phm phc v cho mụ hỡnh ny l OP Tera Packet v Passport...- Lp trung gian - Lp iu khin - Lp dch v mng Alcatel gii thiu cỏc chuyn mch a dch v, a phng tin 1000MME10 v Alcatel 1000 Softswitch cho gii phỏp xõy dng NGN Trong ú h sn phm 1000MME10 l cỏc h thng c s xõy dng mng vin thụng th h mi t mng hin cú Nng lc x lớ ca h thng rt ln so vi cỏc h thng E10 trc õy, lờn ti 8 triu BHCA, tc chuyn mch ATM cú th t ti 80Gb/s... nộn, to gúi, chuyn lờn mng IP v ngc li - Ca ngừ cho VoATM: nhn lu lng thoi PSTN, nộn, to gúi, chuyn thnh cỏc t bo ATM, chuyn lờn mng ATM v ngc li SURPASS hiA l h thng truy nhp a dch v nm lp truy nhp ca NGN, phc v cho truy nhp thoi, xDSL v cỏc dch v s liu trờn mt nn duy nht cung cp cỏc gii phỏp truy nhp SURPASS hiA cú th kt hp vi tng i EWSD hin cú qua giao din V5.2 cng nh cựng vi SURPASS hiQ to nờn mng... ca Erisson v õy l mt tp hp cỏc gii phỏp v sn phm Cu trỳc ENGINE hng ti cỏc ng dng, cu trỳc ny sa trờn cỏc liờn h Client/Server v Gateway/Server Cỏc ng dng gm cỏc phn client trờn mỏy u cui v cỏc server trong mng giao tip vi nhau qua cỏc giao din m v hng ti mng c lp vi dch v Cng nh cỏc hóng khỏc mng ENGINE c phõn thnh 3 lp, s dng cụng ngh chuyn mch gúi ú l: - Lp dch v/iu khin - Lp kt ni x lớ thụng tin . TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Đề tài: NGHIÊN CỨU MẠNG NGN CỦA VNPT VÀ CÁC DỊCH VỤ TRONG NGN SIP Vào năm 1999, IETF đưa ra tiêu chuẩn báo hiệu riêng cho mình gọi. tiếp cận và hội tụ dẫn đến sự ra đời của của công nghệ ATM/IP. Sự phát triển mạnh mẽ của các dịch vụ và các công nghệ mới tác động trực tiếp đến sự phát triển cấu trúc mạng. 2. 2 .2. 1 IP IP. nhiều dịch vụ trên một cơ sở hạ tầng mạng duy nhất. Nó bao gồm toàn bộ các sản phẩm mạng đa dịch vụ của Erisson và đây là một tập hợp các giải pháp và sản phẩm. Cấu trúc ENGINE hướng tới các