chuyển mạch mềm và các ứng dụng của nó trong mạng viễn thông thế hệ sau

Tài liệu thảo luận về chuyển mạch mềm (Softswitch) và các ứng dụng của nó trong mạng viễn thông thế hệ sau (NGN).

Dưới đây là tóm tắt các điểm chính:

• Mạng Viễn thông Thế hệ Sau (NGN): NGN ra đời để đáp ứng xu hướng hội tụ mạng viễn thông, mạng truyền dữ liệu và mạng máy tính. “Trái tim” của NGN là chuyển mạch mềm, cung cấp dịch vụ đa phương tiện băng rộng. NGN được xây dựng trên công nghệ chuyển mạch gói và IP, khắc phục nhược điểm của mạng PSTN truyền thống. Các đặc điểm chính của NGN bao gồm: tích hợp đa dịch vụ, kiến trúc mở, công nghệ chuyển mạch gói, các lớp chức năng được tích hợp theo chiều ngang, lớp điều khiển độc lập với lớp truyền dẫn và khả năng cung cấp API mở để tạo dịch vụ mới.
• Chuyển mạch mềm:
  • Khái niệm: Là hệ thống phần mềm điều khiển phân tán, đảm bảo khả năng điều khiển cuộc gọi và xử lý báo hiệu cho NGN. Nó tách logic điều khiển dịch vụ ra khỏi thiết bị chuyển mạch, đưa tới cơ sở dữ liệu mạng hoặc máy chủ ứng dụng (AS).
  • Đặc điểm: Cung cấp đầy đủ chức năng của chuyển mạch truyền thống, kết hợp nhiều loại dịch vụ, đáp ứng nhiều loại lưu lượng, kết nối với nhiều loại mạng/thiết bị, dễ dàng nâng cấp và tương thích với các dịch vụ mới.
  • Mô hình tham chiếu (ISC): Gồm 4 mặt phẳng chức năng:
    • Mặt phẳng truyền tải: Vận chuyển bản tin (báo hiệu, lưu lượng) sử dụng các công nghệ truyền dẫn (IP, liên kết mạng, truy nhập không IP).
    • Mặt phẳng báo hiệu và điều khiển cuộc gọi: Điều khiển các thực thể mạng, thiết lập và giải phóng cuộc gọi (do MGC, Gatekeeper thực hiện).
    • Mặt phẳng ứng dụng và dịch vụ: Cung cấp logic dịch vụ và ứng dụng trên mạng (do AS, Feature Servers thực hiện).
    • Mặt phẳng quản lý và bảo dưỡng mạng: Thực hiện các chức năng quản lý (tính cước, vận hành, bảo dưỡng).
  • Các thực thể chức năng:
    • MGC-F (Media Gateway Controller Function): Điều khiển cuộc gọi và báo hiệu cho MG, quản lý tài nguyên mạng.
    • R-F, A-F (Routing Function, Accounting Function): Cung cấp thông tin định tuyến và thu thập thông tin tính cước.
    • SG-F/AGS-F (Signaling Gateway Function/Access Gateway Signaling Function): Cung cấp cổng phương tiện để báo hiệu giữa mạng IP và các mạng khác (PSTN, PLMN, mạng truy cập chuyển mạch kênh).
    • AS-F (Application Server Function): Cung cấp logic dịch vụ ứng dụng, có thể yêu cầu MGC kết thúc/khởi tạo lại cuộc gọi, thay đổi mô tả lưu lượng.
    • MG-F (Media Gateway Function): Giao tiếp giữa mạng IP và các mạng bên ngoài (PSTN, PLMN), chuyển lưu lượng giữa các dạng truyền dẫn khác nhau.
    • MS-F (Media Server Function): Xử lý lưu lượng trên các dòng lưu lượng đóng gói (chuyển đổi mã, tạo âm báo, ghi âm…).
  • So sánh với chuyển mạch truyền thống: Chuyển mạch mềm dựa trên phần mềm, kiến trúc phân tán theo chuẩn mở, dễ dàng tương thích và thay đổi, giá thành rẻ hơn, khả năng nâng cấp cao và nhanh. Chuyển mạch truyền thống dựa trên cấu kiện điện tử, kiến trúc riêng biệt của từng nhà sản xuất và tập trung, khó thay đổi, giá thành cao hơn.
  • Ưu điểm: Giảm chi phí đầu tư và điều hành, môi trường kiến tạo dịch vụ mới linh hoạt, vận hành/bảo dưỡng từ xa, giảm thời gian triển khai dịch vụ, duy trì cơ sở hạ tầng sẵn có, tối ưu hóa năng lực mạng, khả năng nâng cấp hệ thống cao. Đối với khách hàng, mang lại tiện ích sử dụng nâng cao, giảm giá thành và đáp ứng mọi yêu cầu.
• Các giao thức cơ bản:
  • Phân loại: Giao thức ngang cấp (H.323, SIP) dùng để trao đổi thông tin báo hiệu và điều khiển giữa các MGC và máy chủ; giao thức Chủ-tớ (MGCP, MEGACO/H.248) dùng để điều khiển giữa MGC và các cổng kết nối.
  • H.323: Tiêu chuẩn của ITU cho truyền thông đa phương tiện trên mạng chuyển mạch gói (thường dùng cho VoIP). Hỗ trợ thoại, video, dữ liệu. Bao gồm các thành phần: đầu cuối, cổng nối, Gatekeeper, MCU.
  • SIP (Session Initiation Protocol): Giao thức báo hiệu lớp ứng dụng của IETF, mô tả việc khởi tạo, thay đổi và hủy phiên truyền thông đa phương tiện. Là giao thức ngang cấp, hoạt động theo nguyên tắc hỏi/đáp. Các thực thể mạng bao gồm: đầu cuối SIP, Proxy Server, Redirect Server, Registrar Server, Location Server.
  • MGCP-MEGACO/H.248: Giao thức điều khiển cổng phương tiện (MGC điều khiển MG). MGCP có một số nhược điểm được khắc phục bởi MEGACO (IETF) hay H.248 (ITU).
  • SIGTRAN (Signaling Transport): Hỗ trợ chuyển tiếp báo hiệu SS7 của PSTN/ISDN qua mạng IP. Sử dụng các giao thức thành phần như SCTP (truyền tải tin cậy), M3UA (tương thích MTP lớp 3), M2UA (tương thích MTP lớp 2), IUA (tương thích người dùng ISDN).