Chương 6: Khái niệm về chuyển mạch mềm Chuyển mạch mềm (Softswitch) là khái niệm tương đối mới, xuất hiện lần đầu tiên vào khoảng năm 1995. Hiện nay khái niệm chuyển mạch đang gây nhiều tranh cãi, và có nhiều khái niệm khác nhau, tùy thuộc vào từng hãng viễn thông. ISC là t ổ chức đại diện cho các nhà đứng đầu công nghệ, các nhà sản xuất thiết bị viễn thông, ITU và IETF. ISC định nghĩa chuyển mạch mềm là tập hợp các công nghệ cho phép các dịch vụ viễn thông thế hệ mới dựa trên các tiêu chuẩn mở. Đây là điểm khác so với mô hình truyền thống: các dịch vụ, điều khiển cuộc gọi và phần cứng truyền tải là độc quyền. Theo hãng Mobile IN, chuyển mạch mềm là ý tưởng về việc tách phần cứng mạng ra khỏi phần mềm mạng. Theo hãng Nortel, chuyển mạch mềm chính là thành phần quan trọng nhất của mạng thế hệ mới. 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 ch ức năng của mạng chuyển mạch thoại TDM truyền thống. Chuyển mạch mềm có thể tích hợp thông tin thoại, số liệu và video. Và nó có th ể phiên dịch giao thức giữa các mạng khác nhau. Theo CopperCom, chuyển mạch mềm là tên gọi dùng cho m ột phương pháp tiếp cận mới trong chuyển mạch thoại, có thể giúp giải quyết được các thiếu sót của các chuyển mạch trong các t ổng đài nội hạt truyền thống. Thực chất của khái niệm chuyển mạch mềm chính là phần mềm thực hiện chức năng xử lý cuộc gọi trong hệ thống chuyển mạch có khả năng chuyển tải nhiều loại thông tin với các giao thức khác nhau. (Ghi chú: chức năng xử lý cuộc gọi bao gồm định tuyến cuộc gọi và quản lý, xác định và thực thi các đặc tính cuộc gọi). Theo thuật ngữ chuyển mạch mềm thì chức năng chuyển mạch vật lý được thực hiện bởi cổng phương tiện (MG), còn xử lý cuộc gọi là chức năng của bộ điều khiển cổng phương tiện (MGC). Việc tách hai chức năng này là một giải pháp tốt nhất vì:  Cho phép có một giải pháp phần mềm chung đối với việc xử lý cuộc gọi. Và phần mềm này được cài đặt trên nhiều loại mạng khác nhau, bao gồm cả mạng chuyển mạch kênh và mạng chuyển mạch gói (áp dụng được với các dạng gói và các môi trường 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 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 thiết bị chuyển mạch đặt tại trụ sở của khách hàng, một yếu tố quan trọng trong việc khai thác tiềm năng của mạng tương lai. Nói tóm lại, chuyển mạch mềm là: - Công nghệ chuyển mạch các cuộc gọi trên nền công nghệ gói (như VoIP), và không chuyển mạch trực tiếp các cuộc gọi PSTN (mặc dù có thể hỗ trợ đầu cuối tương tự như máy điện thoại thông thường). - Phần mềm hệ thống chạy trên máy chủ có kiến trúc mở (Sun, Intel…) - Có giao di ện lập trình mở. - Hỗ trợ đa dịch vụ, từ thoại, fax, cuộc gọi video đến tin nhắn… Thuật ngữ chuyển mạch mềm cũng được sử dụng như một tên s ản phẩm của thành phần chính thực hiện kết nối cuộc gọi như Tác nhân cuộc gọi (Call Agent) hay bộ điều khiển cổng phương tiện MGC (Media Gateway Controller). 2.4 Lợi ích của softswitch đối với các nhà khai thác và người sử dụng Công nghệ chuyển mạch mềm trong mạng NGN giúp cho việc thực hiện, khai thác, vận hành bảo dưỡng mạng một cách dễ dàng, hi ệu quả. Sau đây ta xét một số lợi ích của chuyển mạch mềm đối với các nhà khai thác và người sử dụng:  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 ho àn toàn mới với nhiều ứng dụng thoại, số liệu và Video. Các dịch vụ mới này hứa hẹn sẽ đem lại doanh thu cao hơn nhiều so với các dịch vụ thoại truyền thống. Hội thảo IP cũng như IP-Centrex là các dịch vụ cao cấp mới mô phỏng các tính năng của điện thoại truyền thống bằng công nghệ IP. Các nhà cung cấp dịch vụ Internet (ISP) có thể sử dụng Softswitch để xây dựng nhiều dịch vụ có tính năng thoại. Cấu trúc phân tán vốn thuộc về bản chất của softswitch 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.  Thời gian triển khai 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. Trong thế giới truyền thống, thời gian tiếp cận thị trường là rất quan trọng. Những công ty mới gia nhập thị trường chỉ có thể trông mong chiếm được 30% thị phần. Trong Mạng NGN, các nhà khai thác m ới vẫn có cơ hội chiếm giữ tới 80% thị phần, tất nhiên n ều họ có đủ khả năng.  Khả năng thu hút khách hàng. Công việc kinh doanh cũng như cuộc sống của các khách hàng s ẽ được trợ giúp rất nhiều bởi mạng thế hệ mới, chính vì vậy khách hàng 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 c ấp dịch vụ. Các nhà cung cấp có thể sử dụng công nghệ Softswitch để cho phép các khách h àng tự lựa chọn và kiểm soát các dịch vụ thông tin do 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 m ạng chuyển mạch kênh truyền thống, vì giải pháp mới này v ề căn bản ít tốn kém hơn nhiều nên trở ngại đối với các nhà khai thác m ới muốn tham gia không còn lớn như trước nữa. Chi phí cho các hệ thống Softswitch chủ yếu là chi phí cho phần mềm mà không ph ải chi phí nhiều cho các cơ cấu chuyển mạch kênh như trước nữa, do đó đầu tư vào Softswitch 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 quy mô khách hàng được mở rộng. Và 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 như các nhà khai thác lớn hơn. Đây là điểm đặc biệt v ì chuyển mạch truyền thống luôn được thiết kế với tính năng và quy mô lớn hơn nhiều số lượng khách hàng và nhu cầu dịch vụ thực tế.  Giảm chi phí điều hành mạng và chi phí hoạt động trung bình. Như đã nói ở trên, softswitch cho phép khách hàng tự lựa chọn và kiểm soát quá trình sử dụng dịch vụ của mình, điều đó giúp gi ảm thiều công việc cho các nhà điều hành mạng. Giảm chi phí hoạt động trong thời gian dài cũng là điều hiển nhiên vì với softswitch sẽ không còn các tổng đài lớn tận trung, tiêu tốn năng lượng v à 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).  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 bỳ một cuộc hội thoại trên mạng.  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 đổi cấu hình m ạng được thực hiện từ một trạm trung tâm, không nhất thiết phải đến tận nơi đặt thiết bị chuyển mạch.  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 lĩnh vực viễn thông. Bằng cách thêm những dịch vụ mới thông qua một máy chủ ứng dụng mới riêng biệt hay bằng cách triển khai thêm một module của nhà cung cấp thứ 3 (third party vendors). Các nhà khai thác có thể cung cấp những dịch vụ mới nhanh chóng hơn và với giá thấp nhiều so với trong 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. Chuyển mạch mềm tạo ra một môi trường tạo lập dịch vụ linh hoạt hơn cho phép các nhà khai thác triển khai các dịch vụ mới mà không v ấp phải những trở ngại của việc nâng cấp phần cứng (giá thành cao) và các chi phí kèm theo khác như về nhân công, chuy ên ch ở .  Tiết kiệm không gian lắp đặt thiết bị. Chuyển mạch mềm cho phép các ứng dụng được chạy tại bất cứ khu vực nào trong mạng. Mạng có thể có cấu trúc sao cho các máy chủ được bố trí gần những nơi mà nó thật sự là tài nguyên quan tr ọng. 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 m ột cách hiệu quả hơn vì NGN vốn bản chất là mạng phân tán, hơn nữa các th ành phần cấu thành nên mạng thế hệ mới 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, do đó cũng sẽ làm mạng trở nên tin cậy hơn.  Một môi trương tạo lập dịch vụ mềm dẻo. Một môi trường tạo lập dịch vụ linh hoạt cho phép các nhà khai thác tri ển 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 …  An toàn vốn đầu tư. Mạng NGN hoạt động song song với hạ tầng mạng sẵn có, vì v ậy 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. Ngoài những lợi ích kể trên, thì chuyển mạch mềm còn cho phép khách hàng có được chất lượng dịch vụ của thông tin thoại, số liệu, video qua đường dây điện thoại vốn có của mình (cùng với một đầu cuối thông minh, một chiếc PC chẳng hạn) mà không 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. Bên cạnh việc ứng dụng 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 d ịch vụ mới, tính toán mức độ sử dụng các dịch vụ đó để tính cước khách hàng trong của 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 máy ch ủ mới dễ dàng. Các nhà khai thác cũng có thể truy nhập tới các danh mục có sẵn để hỗ trợ cho các dịch vụ nhận dạng cuộc gọi (Caller-ID) hay chuông có chọn lọc (Selective Ringing). Chuyển mạch mềm nói chung có thể cung cấp một số 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  Bao trùm hết tập tính năng của các chuyển mạch lớp 4 và l ớp 5  Thẻ gọi trả trước  Tính cước  Cuộc gọi khẩn cấp Khi vẫn tận dụng mạng PSTN, chuyển mạch mềm được sử dụng trong mạng công cộng để thay thế cho tổng đài cấp 4 (tandem switch) và trong mạng riêng. Khi đó, phần mềm điều khiển chuyển mạch chỉ có nhiệm vụ đơn giản là thiết lập và giải phóng cuộc gọi. Trong tương lai khi tiến tới mạng NGN hoàn toàn thì các MGC s ử dụng chuyển mạch mềm sẽ thay thế cả các tổng đài nội hạt (cấp 5). Khi đó chuyển mạch mềm không chỉ thiết lập và giải phóng cuộc gọi mà còn thực hiện cả các chức năng phức tạp khác c ủa một tổng đài cấp 5. . Chương 6: Khái niệm về chuyển mạch mềm Chuyển mạch mềm (Softswitch) là khái niệm tương đối mới, xuất hiện lần đầu tiên vào khoảng năm 1995 máy tính mở và có ch ức năng của mạng chuyển mạch thoại TDM truyền thống. Chuyển mạch mềm có thể tích hợp thông tin thoại, số liệu và video. Và nó có th