Ch ng 2: Kiến trúc của mạng NGN Kiến trúc của mạng NGN đ-ợc chia thành 4 lớp chức năng cơ bản là: Lớp ứng dụng và dịch vụ Lớp điều khiển Lớp truyền tải Lớp truy nhập Ngoài các lớp cơ bản nêu trên, trong kiến trúc mạng NGN cũng nh- các mạng nói chung còn có lớp chức năng quan trọng nữa là lớp quản lý mạng. D-ới đây sẽ mô tả khái quát chức năng và đặc tr-ng của các lớp trong kiến trúc mạng NGN Lớp quản lý Lớp chuyển tải (Media) Lớp truy nhập (Access) Lớp ứng dụng/dịch vụ (Application/service) Lớp điều khiển (Control) Hình 1.1 Kiến trúc logic mạng thế hệ mới NGN Lớp ứng dụng và dịch vụ mạng Lớp ứng dụng và dịch vụ mạng đ-ợc tổ chức thành một lớp duy nhất cho toàn mạng nhằm đảm bảo cung cấp dịch vụ đến tận nhà thuê bao một cách thống nhất. Số l-ợng nút ứng dụng và dịch vụ phụ thuộc vào l-u l-ợng dịch vụ cũng nh- số l-ợng và loại hình dịch vụ, đ-ợc tổ chức phân tán theo dịch vụ đảm bảo an toàn hệ thống. Lớp này đ-ợc liên kết với lớp điều khiển thông qua các giao diện mở. Lớp điều khiển Lớp điều khiển đ-ợc tổ chức thành 1 cấp thay vì 3 4 cấp nh- cấu trúc mạng PSTN truyền thống nhằm giảm tối đa cấp mạng và tận dụng năng lực xử lý cuộc gọi rất lớn của thiết bị điều khiển thế hệ mới, giảm chi phí đầu t- trên mạng. Lớp điều khiển có chức năng điều khiển lớp chuyển tải và lớp truy nhập cung cấp các dịch vụ mạng NGN gồm nhiều modun nh- modun điều khiển kết nối ATM, MPLS, điều khiển định tuyến IP, điều khiển kết nối thoại, xử lý các báo hiệu mạng bao gồm SS7, SIP, MEGACO . Lớp chuyển tải Lớp chuyển tải phải có khả năng chuyển tải các loại l-u l-ợng nh- ATM, IP Lớp chuyển tải đ-ợc tổ chức thành hai cấp: đ-ờng trục quốc gia và vùng thay vì 3-4 cấp nh- trong mạng PSTN hiện nay. Lớp truy nhập Lớp truy nhập gồm toàn bộ các nút truy nhập đ-ợc tổ chức không phụ thuộc theo địa giới hành chính. Các nút truy nhập của các vùng l-u l-ợng chỉ đ-ợc kết nối đến nút chuyển mạch đ-ờng trục của vùng đó qua các nút chuyển mạch nội vùng. Lớp quản lý Lớp quản lý mạng là phần thiết bị quản lý mạng tập trung xuyên suốt tất cả các lớp khác. Lớp này thực hiện các chức năng quản lý nh- tính c-ớc, hỗ trợ vận hành, các xử lý liên quan tới thuê bao hay cung cấp dịch vụ tới khách hàng. Lớp quản lý mạng có thể t-ơng tác với các lớp khác thông qua các giao diện chuẩn hay giao diện lập trình ứng dụng mở API. 1.1.4 Các thành phần chính của mạng NGN Trong mạng viễn thông thế hệ mới có rất nhiều thành phần cần quan tâm, nh-ng ở đây ta chỉ nghiên cứu những thành phần chính thể hiện rõ nét sự khác biệt của NGN so với mạng viễn thông truyền thống. Cụ thể là : Media Gateway (MG) Media Gateway Controller (MGC - Call Agent - Softswitch) Signaling Gateway (SG) Media Server (MS) Application Server (Feature Server) Media Gateway (MG) Media Gateway cung cấp ph-ơng tiện để truyền tải thông tin thoại, dữ liệu, fax và video giữa mạng gói IP và mạng PSTN. Trong mạng PSTN, dữ liệu thoại đ-ợc mang trên kênh DS0. Để truyền dữ liệu này vào mạng gói, mẫu thoại cần đ-ợc nén lại và đóng gói. Đặc biệt ở đây ng-ời ta sử dụng một bộ xử lý tín hiệu số DSP (Digital Signal Processors) thực hiện các chức năng : chuyển đổi AD (analog to digital), nén mã thoại/ audio, triệt tiếng dội, bỏ khoảng lặng, mã hóa, tái tạo tín hiệu thoại, truyền các tín hiệu DTMF Một số chức năng chính của một Media Gateway : - Truyền dữ liệu thoại sử dụng giao thức RTP (Real Time Protocol) - Cung cấp khe thời gian T1 hay tài nguyên xử lý tín hiệu số (DSP - Digital Signal Processing) d-ới sự điều khiển của Media Gateway Controller (MGC). - Quản lý tài nguyên DSP cho dịch vụ này Signalling Gateway (SG) Signaling Gateway tạo ra một chiếc cầu giữa mạng báo hiệu SS7 với mạng IP d-ới sự điều khiển của Media Gateway Controller (MGC). SG làm cho Softswitch giống nh- một nút SS7 trong mạng báo hiệu SS7. Nhiệm vụ của SG là xử lý thông tin báo hiệu. Các chức năng chính của Signaling Gateway: - Cung cấp một kết nối vật lý đến mạng báo hiệu. - Truyền thông tin báo hiệu giữa Media Gateway Controller và Signaling Gateway thông qua mạng IP. - Cung cấp đ-ờng dẫn truyền dẫn cho thoại, dữ liệu và các dạng dữ liệu khác. (Thực hiện truyền dữ liệu là nhiệm vụ của Media Gateway). - Cung cấp các hoạt động SS7 có sự sẵn sàng cao cho các dịch vụ viễn thông. Media Gateway Controller (MGC) MGC là đơn vị chức năng chính của Softswitch. Nó đ-a ra các quy luật xử lý cuộc gọi, còn MG và SG sẽ thực hiện các quy luật đó. Nó điều khiển SG thiết lập và kết thúc cuộc gọi. MGC chính là chiếc cầu nối giữa các mạng có đặc tính khác nhau, nh- PSTN, SS7, mạng IP. Nó chịu trách nhiệm quản lý l-u l-ợng thoại và dữ liệu qua các mạng khác nhau. Nó còn đ-ợc gọi là Call Agent do chức năng điều khiển các bản tin . Một MGC kết hợp với MG, SG tạo thành cấu hình tối thiểu cho Softswitch. Các chức năng của Media Gateway Controller - Quản lý cuộc gọi - Các giao thức thiết lập cuộc gọi thoại: H.323, SIP - Giao thức điều khiển truyền thông: MGCP, Megaco, H.248 - Quản lý lớp dịch vụ và chất l-ợng dịch vụ - Giao thức quản lý SS7: SIGTRAN (SS7 over IP) - Xử lý báo hiệu SS7 - Thực hiện định tuyến cuộc gọi - Ghi lại các thông tin chi tiết của cuộc gọi để tính c-ớc (CDR- Call Detail Record) - Điều khiển quản lý băng thông - Đăng ký Gatekeeper - Đối với Media Gateway : + Xác định và cấu hình thời gian thực cho các DSP + Phân bổ kênh DS0 + Truyền dẫn thoại ( mã hóa, nén, đóng gói) - Đối với Signaling Gateway, MGC cung cấp : + Các loại SS7 + Các bộ xử lý thời gian + Cấu hình kết nối + Mã của nút mạng hay thông tin cấu hình Media Server Media Server là thành phần tuỳ chọn của Softswitch, đ-ợc sử dụng để xử lý các thông tin đặc biệt. Một Media Server phải hỗ trợ phần cứng DSP với hiệu suất cao nhất. Các chức năng chính của một Media Server : - Chức năng voicemail cơ bản. - Hộp th- fax tích hợp hay các thông báo có thể sử dụng e- mail hay các bản tin ghi âm tr-ớc (pre-recorded message). - Khả năng nhận dạng tiếng nói (nếu có). - Khả năng hội nghị truyền hình (video conference). - Khả năng chuyển thoại sang văn bản (speech-to-text) Application Server/Feature Server Server đặc tính là một server ở mức ứng dụng chứa một loạt các dịch vụ của doanh nghiệp. Chính vì vậy nó còn đ-ợc gọi là Server ứng dụng th-ơng mại. Vì hầu hết các Server này tự quản lý các dịch vụ và truyền thông qua mạng IP nên chúng không ràng buộc nhiều với Softswith về việc phân chia hay nhóm các thành phần ứng dụng. Chức năng của Feature Server là xác định tính hợp lệ và hỗ trợ các thông số dịch vụ thông th-ờng cho hệ thống đa chuyển mạch. . truyền tải thông tin thoại, dữ liệu, fax và video giữa mạng gói IP và mạng PSTN. Trong mạng PSTN, dữ liệu thoại đ-ợc mang trên kênh DS0. Để truyền dữ liệu. dẫn truyền dẫn cho thoại, dữ liệu và các dạng dữ liệu khác. (Thực hiện truyền dữ liệu là nhiệm vụ của Media Gateway). - Cung cấp các hoạt động SS7 có