Đề tài Kỹ thuật chuyển mạch mềm

nối với các thiết bị đầu cuối thuê bao qua hệ thống mạng ngoại vi cáp đồng, hoặc cáp quang, hoặc thông qua môi trường vô tuyến (thông tin di động, vệ tinh, truy nhập vô tuyến cố định …). Lớp truyền tải dịch vụ: Bao gồm các nút chuyển mạch (AMT+IP) và các hệ thống truyền dẫn (SDH, WDM) thực hiện chức năng chuyển mạch, định tuyến cuộc gọi giữa các thuê bao của lớp truy nhập dưới sự điều khiển của thiết bị điều khiển cuộc gọi thuộc lớp điều khiển. Lớp điều khiển: Bao gồm các hệ thống điều khiển nối cuộc gọi giữa các thuê bao qua việc điều khiển các thiết bị chuyển mạch (AMT+IP) của lớp truyền tải và các thiết bị truy nhập của lớp truy nhập. Lớp điều khiển có chức năng kết nối cuộc gọi thuê bao với lớp ứng dụng/dịch vụ. Các chức năng như quản lý, chăm sóc khách hàng, tính cước cũng được tích hợp trong lớp điều khiển. Lớp ứng dụng/dịch vụ: Cung cấp các ứng dụng và dịch vụ như dịch vụ mạng thông minh IN (Intelligent Network), trả tiền trước, dịch vụ giá trị gia tăng Internet cho khách hàng thông qua lớp điều khiển … Trong môi trường phát triển cạnh tranh sẽ có rất nhiều thành phần tham gia kinh doanh trong lớp này. Lớp quản lý: Đây là lớp đặc biệt xuyên suốt các lớp trên. Các chức năng quản lý được chú trọng là: quản lý mạng, quản lý dịch vụ, quản lý kinh doanh. 2.5. Các thành phần của NGN Mối tương quan giữa cấu trúc phân lớp chức năng và các thành phần chính của NGN được mô tả trong hình 2.2. Hình 2.2. Cấu trúc phân lớp và các thành phần chính trong NGN Theo hình 2.2. ta nhận thấy, các thiết bị đầu cuối kết nối đến mạng truy nhập (Access Network), sau đó kết nối đến các cổng truyền thông (Media Gateway) nằm ở biên của mạng trục. Thiết bị quan trọng nhất của NGN là Softswitch nằm ở tâm của mạng trục (hay còn gọi là mạng lõi). Softswitch điều khiển các chức năng chuyển mạch và định tuyến qua các giao thức. Hình 2.3. liệt kê chi tiết các thành phần NGN cùng với các đặc điểm kết nối của nó đến mạng công cộng (PSTN). Hình 2.3. Các thành phần chính trong NGN Thiết bị Softswitch: Là thiết bị đầu não trong mạng NGN. Nó làm nhiệm vụ điều khiển cuộc gọi, báo hiệu và các tính năng để tạo một cuộc gọi trong mạng NGN hoặc xuyên qua nhiều mạng khác (PSTN, ISDN). Softswitch còn được gọi là Call Agent (vì chức năng điều khiển cuộc gọi của nó) hoặc Media Gateway Controller – MGC (vì chức năng điều khiển cổng truyền thông Media Gateway). Thiết bị Softswitch có khả năng tương tác với mạng PSTN thông qua các cổng báo hiệu (Signalling Gateway) và cổng truyền thông (Media Gateway). Softswitch điều khiển cuộc gọi thông qua các báo hiệu, có hai loại chính: Ngang hàng (peer-to-peer): Giao thức giữa Softswitch và Softswitch, giao thức sử dụng là BICC hay SIP. Điều khiển truyền thông: giao tiếp giữa Softswitch và Gateway, giao thức sử dụng là MGCP hay Megaco/H.248. Cổng truyền thông: Nhiệm vụ của cổng truyền thông (MG-Media Gateway) là chuyển đổi việc truyền thông từ một định dạng truyền dẫn này sang một định dạng khác, thông thường là từ dạng mạch (circuit) sang dạng gói (packet), hoặc từ dạng mạch analog/ISDN sang dạng gói. Việc chuyển đổi này được điều khiển bằng Softswitch. MG thực hiện việc mã hóa, giải mã và nén dữ liệu. MG cung cấp phương tiện truyền thông để truyền tải thoại, dữ liệu, fax và hình ảnh giữa mạng truyền thống PSTN và mạng IP. Cổng truy nhập: Cổng truy nhập (AG – Access Gateway) là một dạng của MG. Nó có khả năng giao tiếp với máy PC, thuê bao của mạng PSTN, xDSL và giao tiếp với mạng gói IP qua giao tiếp STM. Trong NGN, cổng truy nhập được điều khiển từ Softswitch qua giao thức MGCP hay Megaco/H.248. Lúc này, lưu lượng thoại từ thuê bao sẽ được đóng gói và kết nối vào mạng trục IP. Cổng báo hiệu: Cổng báo hiệu (Signalling – Gateway – SG) đóng vai trò như cổng giao tiếp giữa mạng báo hiệu số 7 (SS7 – Signalling System 7, giao thức được dùng trong PSTN) và các điểm được quản lý bởi thiết bị Softswitch trong mạng IP. Lưu ý rằng SG chỉ điều khiển SS7, còn MG điều khiển các mạch thoại thiết lập bởi cơ chế SS7. Mạng trục IP: Mạng trục được thể hiện là mạng IP kết hợp công nghệ ATM hoặc MPLS. Vấn đề sử dụng ATM hay MPLS còn đang tách thành hai xu hướng. Các dịch vụ và ứng dụng trên NGN được quản lý và cung cấp bởi các máy chủ dịch vụ (server). Các máy chủ này hoạt động trong mạng thông minh (IN – Intelligent Network) và giao tiếp với mạng PSTN thông qua SS7. 2.6. Phân hệ đa phương tiện IP Một trong các xu hướng hội tụ mạng là xu hướng hội tụ mạng di động và mạng cố định trên nền IP được thực hiện qua phân hệ IMS. Kiến trúc điều khiển chuyển mạch mềm được thực hiện trong phân hệ đa phương tiện IP dựa trên một số giao thức báo hiệu kế thừa từ hệ thống mạng di động và mạng Internet. Trong mục này trình bày khái quát kiến trúc phân hệ IMS và giao thức báo hiệu được ứng dụng trong IMS để điều khiển các cuộc gọi và giữa các phần tử mạng trong hướng tiếp cận này. Ý tưởng chính của IMS là cung cấp dịch vụ Internet mọi nơi, tại mọi thời điểm bằng cách sử dụng công nghệ di động tổ ong. Phát triển phân hệ đa phương tiện IP (IMS) gồm 3 động lực cơ bản: Đẩy mạnh chất lượng dịch vụ; Chính sách cước phí với các dịch vụ IP; Cung cấp dịch vụ tích hợp và hỗ trợ nhà phát triển thứ 3 cung cấp dịch vụ. Phân hệ đa phương tiện IP (IMS) là phần mạng được xây dựng bổ sung cho các mạng hiện tại nhằm thực hiện nhiệm vụ hội tụ mạng cố định và di động để cung cấp dịch vụ đa phương tiện cho khách hàng đầu cuối. IMS là một phần của kiến trúc mạng thế hệ sau được cấu thành và phát triển bởi tổ chức 3GPP và 3GPP2 để hỗ trợ truyền thông đa phương tiện hội tụ giữa thoại, video, audio với dữ liệu và hội tụ truy nhập giữa 2G, 3G và 4G với mạng không dây. IMS được thiết kế dựa trên SIP cho phép truyền đa phương tiện trên các phương tiện truyền thông qua hạ tầng mạng bất kỳ. 2.7. Các dịch vụ mạng thế hệ sau Mạng viễn thông đang có xu hướng chuyển dần sang mạng thế hệ sau, một loạt các vấn đề được đặt ra như kiến trúc của các mạng, mạng truyền tải, chuyển mạch, … cho mạng thế hệ mới. Các dịch vụ thế hệ mới là một trong những vấn đề quan trọng nhất được đặt ra đối với các nhà cung cấp và khai thác dịch vụ viễn thông. NGN có khả năng cung cấp phạm vi rộng các loại dịch vụ, bao gồm: Các dịch vụ tài nguyên chuyên dụng (như cung cấp và quản lý các bộ chuyển, các cầu nối hội nghị đa phương tiện đa điểm, các thư viện nhận dạng tiếng nói …). Các dịch vụ lưu trữ và xử lý (cung cấp và quản lý các đơn vị lưu trữ thông tin về thông báo, file server, terminal servers, …). Các dịch vụ trung gian – middleware (như môi giới, bảo mật, bản quyền, …). Các dịch vụ ứng dụng cụ thể (như các ứng dụng thương mại, các ứng dụng thương mại điện tử, …). Dưới đây là một số dịch vụ mà chúng ta tin tưởng rằng nó sẽ chiếm một vị trí quan trọng trong NGN Dịch vụ thoại (voice telephony): NGN vẫn cung cấp các loại dịch vụ thoại đang tồn tại. Dịch vụ dữ liệu (data service): Thiết lập kết nối thời gian thực giữa các đầu cuối. Các dịch vụ đa phương tiện (Multimedia services): Cho phép nhiều người dùng có thể tương tác với nhau qua thoại, video, nó cho phép vừa nói chuyện vừa hiển thị thông tin. Mạng riêng ảo (Virtual Private Networks – VPNs): Bản tin hợp nhất (Unified Messaging): Hỗ trợ cung cấp các dịch vụ voicemail, email, fax mail, pages qua các giao diện chung. Thông qua các giao diện như vậy, người sử dụng sẽ truy nhập, cũng như là được thông báo, các loại bản tin khác nhau, độc lập với phương tiện truy nhập. Môi giới thông tin (Information Brokering): Bao gồm tìm kiếm và quảng cáo và cung cấp thông tin đến các khách hàng tương ứng với nhà cung cấp. Thương mại điện tử (E – commerce): Cho phép khách hàng mua hàng hóa, dịch vụ được xử lý bằng điện tử trên mạng. Các dịch vụ chuyển cuộc gọi (Call Center Service): Một thuê bao có thể chuyển một cuộc gọi thông thường đến trung tâm phân phối cuộc gọi bằng cách kích chuột trên một trang web. Cuộc gọi có thể được định đường đến một tác nhân thích hợp. Trò chơi tương tác trên mạng (Interactive Gaming): Cung cấp cho khách hàng một phương thức gặp nhau trực tuyến và tạo ra các trò chơi trực tương tác. Quản lý tại gia (Home manager): Với sự ra đời của các thiết bị thông minh, các dịch vụ này có thể giám sát và điều khiển các hệ thống bảo vệ tại nhà. 2.8. Xu hướng phát triển NGN Để tiến tới mạng NGN mục tiêu, lộ trình chuyển đổi tuqf hạ tầng mạng cũ sang mạng NGN rất khác nhau đối với từng quốc gia, từng nhà khai thác mạng. Nhưng những giai đoạn chuyển dịch được chỉ ra dưới đây được coi là những giai đoạn cơ bản của xu hướng phát triển NGN. Giai đoạn 1: Giải pháp chuyển mạch mềm. Mục tiêu của giai đoạn này là làm giảm giá thành của quá trình phát triển và khai thác mạng, hệ thống chuyển mạch mềm được coi là tâm điểm của NGN và cho phép tách chức năng ứng dụng, điều khiển cuộc gọi và kết nối, cũng như tái sử dụng lại các hệ thống thiết bị trong mạng viễn thông TDM truyền thống, đặc biệt là mạng truy nhập. Giai đoạn 2: Giải pháp IMS. Giai đoạn chuyển dịch tiếp theo giai đoạn sử dụng chuyển mạch mềm là đưa thêm phân hệ báo hiệu dựa trên IP, không chỉ tạo ra các dịch vụ đa phương tiện mới mà còn là phương tiện hội tụ mạng di động và mạng cố định. Giai đoạn 3: Hội tụ trên nền IMS. Giai đoạn này là giai đoạn thay thế các thiết bị đầu cuối truy nhập, các cổng truy nhập để hoàn toàn tương thích với môi trường NGN. Các cổng truy nhập cung cấp các dịch vụ thoại qua mạng IP và được điều khiển bởi các giao thức điều khiển kênh mang. CHƯƠNG III KỸ THUẬT CHUYỂN MẠCH MỀM 3.1. Khái niệm chuyển mạch mềm Chuyển mạch mềm là một khái niệm rộng, theo Hiệp hội chuyển mạch mềm quốc tế ISC (International Softswitch Consortium) đưa ra định nghĩa về chuyển mạch mềm (softswitch) như sau: Chuyển mạch mềm là một thực thể dựa trên phần mềm để cung cấp chức năng điều khiển cuộc gọi. Nó mang lại hai đặc tính then chốt: thực thể phần mềm không phụ thuộc vào phần cứng và chức năng của nó là điều khiển cuộc gọi. Một số nhà phát triển hệ thống đã đưa ra các định nghĩa riêng về chuyển mạch mềm gồm có Nortel, MobileIN, Alcatel, CopperCOM. Mỗi nhà phát triển nhìn nhận chuyển mạch mềm dưới các góc độ khác nhau, các nhà cung cấp nhỏ thường tập trung vào vai trò của Chuyển mạch mềm trong việc thay thế tổng đài nội hạt. Mặc dù chuyển mạch mềm thể hiện rất rõ ưu điểm của mình trong ứng dụng làm tổng đài nội hạt, nhưng các nhà cung cấp thiết bị lớn như (Siemens, 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. Chuyển mạch mềm (Softswitch) trở thành một tên gọi chung cho thực thể có chức năng thực hiện các logic của các phiên giao dịch trong mạng Viễn thông thé hệ mới (NGN) và còn có các tên khác như: Media Gateway Controller (MGC) hay Call Agent, hay có thể hiểu như là một diện mạo mới của hệ thống chuyển mạch điều khiển theo chương trình ghi sẵn SPC (Stored Program Control) trong mạng NGN. Lợi ích của Softswitch đối với các nhà khai thác và người sử dụng: Những cơ hội mới về doanh thu. Thời gian triển khai ngắn. Khả năng thu hút khách hàng. Giảm chi phí xây dựng mạng. Giảm chi phí điều hành mạng và chi phí hoạt động trung bình. Sử dụng băng thông một cách hiệu quả. Quản lý mạng hiệu quả hơn. Cải thiện dịch vụ. Tiết kiệm không gian lắp đặt thiết bị. Môi trường tạo lập dịch vụ mềm dẻo. An toàn vốn đầu tư. 3.2. Kiến trúc cơ sở của chuyển mạch mềm Mặc dù có rất nhiều định nghĩa khác nhau, nhưng ý tưởng mấu chốt của kiến trúc chuyển mạch mềm là tách biệt phần điều khiển với các chức năng phương tiện của các thiết bị chuyển mạch truyền thống (thể hiện trên hình 3.1.). Kiến trúc này tách hoặc phân tán các ứng dụng, điều khiển cuộc gọi và các chức năng truyền tải cảu các hệ thống chuyển mạch truyền thống. Vì vậy, phần cứng chuyển mạch sẽ tách khỏi các chức năng điều khiển, dịch vụ và ứng dụng. Hình 3.1. đã chỉ ra, các thành phần kiến trúc của chuyển mạch mềm gồm có: Softswitch, cổng đa phương tiện MG, cổng báo hiệu và các máy chủ đặc tính/ứng dụng. Sự thông minh của chuyển mạch mềm được tạo ra bởi sự phối hợp các báo hiệu như: báo hiệu điều khiển cuộc gọi, báo hiệu quản lý và điều hành và báo hiệu kênh mang. Hình 3.1. Dịch chuyển từ chuyển mạch truyền thống sang chuyển mạch mềm Hình 3.2. Các thành phần kiến trúc chuyển mạch mềm 3.3. Cấu trúc chức năng của chuyển mạch mềm Để nhận thức rõ về các chức năng của hệ thống chuyển mạch mềm, ta xem xét mô hình các điểm tham chiếu các thực thể chức năng cơ bản trong mạng NGN như thể hiện trên hình 3.3. gồm: 3.3.1. Chức năng điều khiển cổng phương tiện (MGC-F) Được thực hiện bởi thiết bị điều khiển cổng phương tiện MGC (Media Gateway Controller). Đây là một thiết bị rất quan trọng được biết đến như các tên Call Agent, Call controller hay phổ biến nhất là chuyển mạch mềm. Chức năng MGC-F tạo logic dịch vụ và báo hiệu điều khiển cuộc gọi cho MG. Chức năng Call-Agent (CA-F) và Internetworking (IW-F) là các chức năng thuộc MGC-F. CA-F thể hiện khi MGC xử lý điều khiển cuộc gọi hay quản lý trạng thái cuộc gọi. IW-F được thể hiện khi MGC thực hiện chức năng báo hiệu giữa các mạng báo hiệu khác nhau. Hình 3.3. Mô hình tham chiếu các thực thể chức năng Chuyển mạch mềm trong NGN Chức năng điều khiển cổng phương tiện (MGC-F); Chức năng định tuyến cuộc gọi và tính cước (R-F, A-F); Chức năng cổng báo hiệu và chức năng báo hiệu cổng truy nhập; Chức năng Server ứng dụng; Chức năng cổng phương tiện (MG-F); Chức năng Server phương tiện. 3.3.2. Chức năng định tuyến cuộc gọi và tính cước (R-F, A-F) A-F thực hiện nhiệm vụ thu nhập các thông tin phục vụ cho tính cước còn R-F cung cấp thông tin định tuyến cuộc gọi cho MGC-F. Hai chức năng này có các đặc điểm sau: Hai chức năng này thường được tích hợp trong chức năng MGC-F; Cung cấp chức năng định tuyến cho các cuộc gọi cần định tuyến qua liên mạng; Cung cấp khả năng quản lý phiên và di động; Tương tác với AS-F để cung cấp các dịch vụ hay ứng dụng cho khách hàng; Cập nhật các thông tin định tuyến từ bên ngoài. 3.3.3. Chức năng cổng báo hiệu (SG-F) & báo hiệu cổng truy nhập (AGS-F) AGS-F tạo cổng phương tiện cho việc báo hiệu giữa mạng IP và mạng truy nhập dựa trên chuyển mạch kênh. Chức nưng chính của AGS-F là đóng gói và truyền các bản tin báo hiệu V5 hay ISDN, BSSAP, RANAP qua mạng IP. SG-F cung cấp cổng phương tiện cho việc báo hiệu giữa mạng Ipvaf PLMN, PSTN (thường là báo hiệu CCS7). Chức năng chính của SG-F là đóng gói và truyền đi các bản tin báo hiệu số 7 của PSTN (là ISUP hay INAP) hay PLMN (MAP hay CAP) qua mạng IP. Các đặc điểm của SG-F: Đóng gói và truyền các bản tin báo hiệu của mạng PSTN (SS7) (sử dụng giao thức SIGTRAN) tới các MGC-F hay một SG-F khác. Một SG-F có thể thực hiện việc phục vụ cho nhiều MGC-F. Khi SG-F và MGC-F không cài đặt chung thì SG-F thực hiện chức năng giao diện giao thức (như SIGTRAN). Các giao thức ứng dụng của chức năng này gồm: SIGTRAN, TUA, SUA hay M3UA trên SCTP. Các đặc điểm của AGS-F: Đóng gói và truyền các bản tin báo hiệu V5 hoặc ISDN tới MGC-F. Một MGC-F có thể phục vụ cho nhiều AGS-F. Khi AGS-F và MGC-F không được cài đặt chung, AGS-F thực hiện chức năng giao thức giao diện (như SIGTRAN). Các giao thức ứng dụng của chức năng này gồm: SIGTRAN, IUA, V5UA hay M3UA trên SCTP. 3.3.4. Chức năng Server ứng dụng (AS) AS có chức năng chính là cung cấp các logic dịch vụ ứng dụng. Các đặc điểm của AS-F bao gồm: Có thể thay đổi các mô tả về lưu lượng thông qua giao thức mô tả phiên SDF; Điều khiển MS-F khi thực hiện chức năng xử lý lưu lượng; Có các giao diện web và có thể kết nối tới các ứng dụng Web; Có giao diện lập trình ứng dụng để tạo các dịch vụ mới; Giao tiếp với MGC-F hay MS-F; Có thể sử dụng các dịch vụ của MGC-F để điều khiển các nguồn tài nguyên bên ngoài; Các giao thức ứng dụng bao gồm: SIP, MGCP, H248, HTTP, XML; Các giao diện lập trình ứng dụng bao gồm: JAIN và Parlay. Sự kết hợp giữa AS-F và MGC-F tạo ra các năng lực điều khiển các dịch vụ tăng cường như: điện thoại hội nghị, chờ cuộc gọi. Các nhà khai thác thay vì sử dụng một giao diện giữa AS và MGC sẽ dùng một giao diện lập trình ứng dụng. Khi đó AS có một tên gọi khác là máy chủ tính năng. Khi AS-F thực hiện điều khiển logic dịch vụ sẽ có chức năng điều khiển dịch vụ. 3.3.5. Chức năng cổng phương tiện (MG-F) MG giao tiếp với mạng IP thông qua các đường điểm truy nhập hay trung kế mạng, hay MG-F hoạt động như một cổng giao tiếp giữa mạng IP và mạng ngoài (mạng ngoài có thể là mạng PSTN hay PLMN…). MG-F có thể cung cấp các cổng giao tiếp giữa mạng IP và mạng chuyển mạch kênh hay giữa mạng chuyển mạch gói với nhau (IP và 3G và ATM). Các chức năng cơ bản của nó như là: chuyển lưu lượng từ một dạng khung truyền dẫn này sang một dạng khung truyền dẫn khác, thông thường là giữa chuyển mạch kênh sang chuyển mạch gói hay giữa gói IP và gói ATM, … Đặc điểm của MG-F: Duy trì mối quan hệ chủ/tớ với MGC-F thông qua giao thức MGCP hay MEGACO/H248; Có thể thực hiện chức năng xử lý lưu lượng như chuyển mã, loại bỏ tiếng vọng, đóng gói các thông tin thoại qua IP; Có thể thực hiện chèn lưu lượng như tạo âm báo tiến trình cuộc gọi, tạo DTMF; Giám sát và phát hiện sự thay đổi trạng thái của các đầu cuối; Tự phân bổ tài nguyên để thực hiện các chức năng đã nêu trên; Phân tích các con số nhận được từ đầu cuối dựa trên dựa trên kế hoạch đánh số và quay số do MGC gửi tới; Cung cấp cơ chế thay đổi trạng thái và năng lực của các điểm kết cuối; Các giao thức ứng dụng gồm: RTP/RTCP, TDM, H248, MGCP. 3.3.6. Chức năng máy chủ đa phương tiện Đáp ứng các yêu cầu của AS-F và MGC-F về xử lý lưu lượng trên các dòng lưu lượng đóng gói. Thành phần chính của chuyển mạch mềm là bộ điều khiển cổng thiết bị Media Gateway Controller (MGC), ngoài ra còn có các thành phần khác hỗ trợ hoạt động như: Cổng báo hiệu SG, cổng đa phương tiện MG, máy chủ đa phương tiện MS và các máy chủ ứng dụng như đã trình bày ở trên. Trong đó cổng đa phương tiện MG là thành phần nằm trên lớp phương tiện, cổng báo hiệu SG là thành phần ở trên cùng lớp với MGC, MS và AS nằm trên lớp ứng dụng. Các chức năng chính của MGC được thể hiện ở hình 3.4. Hình 3.4. Chức năng của bộ điều khiển cổng đa phương tiện MGC CA-F và IW-F là hai chức năng con của MGC-F. CA-F được kích hoạt khi MGC-F thực hiện điều khiển cuộc gọi. IW-F được kích hoạt khi MGC-F thực hiện các báo hiệu giữa các mạng báo hiệu khác nhau. Thực thể chức năng quản lý liên điều hành có nhiệm vụ liên lạc, trao đổi thông tin giữa các MGC với nhau. Các chức năng chính của MGC gồm: Điều khiển cuộc gọi, duy trì trạng thái mỗi cuộc gọi trên một MG; Điều khiển và hỗ trợ hoạt động của cổng đa phương tiện, cổng báo hiệu; Trao đổi các bản tin cơ bản giữa hai MG-F; Xử lý bản tin SS7 (khi sử dụng SIGTRAN); Xử lý bản tin liên quan QoS; Phát hoặc nhận bản tin báo hiệu; Định tuyến: gồm bản tin định tuyến, phân tích số và dịch số; Tương tác với AS-F để cung cấp dịch vụ hay đặc tính cho người dùng; Có thể quản lý các tài nguyên mạng (cổng, băng tần). Các giao thức của MGC thường được sử dụng phân theo chức năng gồm: Thiết lập cuộc gọi: H.323, SIP; Điều khiển phương tiện: MGCP, MEGACO/H248; Truyền thông tin: RTP, RTCP; Truyền tải báo hiệu: SIGTRAN (SS7). 3.4. Quá trình xử lý cuộc gọi trong chuyển mạch mềm Bước 1: Khi có một thuê bao nhấc máy (thuộc PSTN) và chuẩn bị thực hiện cuộc gọi thì tổng đài nội hạt quản lý thuê bao đó sẽ nhận biết trạng thái nhấc máy của thuê bao. SG nối với tổng đài này thông qua mạng SS7 cũng nhận biết được trạng thái mới của thuê bao. Bước 2: SG sẽ báo cho MGC trực tiếp quản lý mình thông qua CA-F, đồng thời cung cấp tín hiệu mời quay số cho thuê bao. Ta gọi MGC này là MGC chủ gọi. Bước 3: MGC chủ gọi gửi yêu cầu tạo kết nối đến MG nối với tổng đài nội hạt ban đầu nhờ MGC-F. Bước 4: Các con số quay số của thuê bao sẽ được SG thu và chuyển tới MGC chủ gọi. Bước 5: MGC chủ gọi sử dụng những số này để quyết định công việc tiếp theo sẽ thực hiện. Cụ thể: các số này sẽ được chuyển tới chức năng R-F, R-F sử dụng thông tin lưu trữ của các máy chủ để có thể định tuyến cuộc gọi. Trường hợp đầu cuối đích cùng loại với đầu cuối gọi đi (tức đều là thuê bao PSTN): Nếu thuê bao bị gọi cùng thuộc MGC chủ gọi, tiến trình theo bước 7. Nếu thuê bao này thuộc sự quản lý của một MGC khác, tiến trình theo bước 6. Bước 6: MGC chủ gọi sẽ gởi yêu cầu thiết lập cuộc gọi đến một MGC khác. Nếu chưa đến đúng MGC của thuê bao bị gọi (ta gọi là MGC trung gian) thì MGC này sẽ tiếp tục chuyển yêu cầu thiết lập cuộc gọi đến MGC khác cho đến khi đến đúng MGC bị gọi. Trong quá trình này, các MGC trung gian luôn phải phản hồi lại MGC đã gởi yêu cầu đến nó. Các công việc này được thực hiện bởi CA-F. Bước 7: MGC bị gọi gởi yêu cầu tạo kết nối với MG nối với tổng đài nội hạt của thuê bao bị gọi (MG trung gian). Bước 8: Đồng thời MGC bị gọi gởi thông tin đến SG trung gian, thông qua mạng SS7 để xác định trạng thái của thuê bao bị gọi. Bước 9: Khi SG trung gian nhận được bản tin thông báo trạng thái cảu thuê bao bị gọi (giả sử là rỗi) thì nó sẽ gởi ngược thông tin này trở về MGC bị gọi. Bước 10: MGC bị gọi sẽ gởi phản hồi về MGC chủ gọi để thông báo tiến trình cuộc gọi. Bước 11: MGC bi gọi gởi thông tin để cung cấp tín hiệu hồi âm chuông cho MGC chủ gọi, qua SG chủ gọi đến thuê bao chủ gọi. Bước 12: Khi thuê bao bị gọi nhấc máy thì quá trình thông báo tương tự như các bước trên: qua nút báo hiệu số 7, qua SG trung gian đến MGC bị gọi, rồi đến MGC chủ gọi, qua SG chủ gọi rồi đến thuê bao thực hiện cuộc gọi. Bước 13: Kết nối giữa thuê bao chủ gọi và thuê bao bị gọi được hình thành thông qua MG chủ gọi và MG trung gian. Bước 14: Khi kết thúc cuộc gọi thì quá tình sẽ diễn ra tương tự như thiết lập cuộc gọi. 3.5. Báo hiệu điều khiển trong chuyển mạch mềm Hình 3.5. Quan hệ báo hiệu điều khiển cuộc gọi và báo hiệu kênh mang Mục 3.2. đã trình bày về cấu trúc chức năng của chuyển mạch mềm, các chức năng phương tiện thường trú trong MG và các chức năng điều khiển trong Softswitch. Báo hiệu điều khiển cuộc gọi sử dụng giữa các thiết bị chuyển mạch mềm để thiết lập cuộc gọi, sửa đổi và giải phóng các phiên đa phương tiện. Báo hiệu điều khiển kênh mang sử dụng để tạo, sửa đổi và xóa các luồng đa phương tiện. Thực tế, báo hiệu kênh mang được sử dụng giữa chuyển mạch mềm và các cổng đa phương tiện MG. Hình 3.5. chỉ ra quan hệ giữa báo hiệu điều khiển cuộc gọi và báo hiệu kênh mang. 3.5.1. Báo hiệu điều khiển cuộc gọi Hai giao thức báo hiệu điều khiển cuộc gọi được sử dụng trong chuyển mạch mềm là bộ giao thức H.323 và giao thức khởi tạo phiên cuộc gọi SIP. H.323 không chỉ là giao thức báo hiệu cuộc gọi mà còn là bộ giao thức và kiến trúc khung làm việc cho truyền thông đa phương tiện. Trong khi đó, giao thức khởi tạo phiên SIP đơn thuần chỉ là giao thức báo hiệu cuộc gọi. * Bộ giao thức H.323 H.323 mô tả các thành phần logic chủ yếu của truyền thông đa phương tiện và mô tả cách thức các thành phần truyền thông với nhau. Kiến trúc logic của bộ giao thức H.323 được ứng dụng cho mạng viễn thông gồm một số vùng. Một vùng gồm ít nhất một bộ điều khiển cổng Gatekeeper và ít nhất một thiết bị đầu cuối hoặc có thể chứa cổng phương tiện hoặc các đơn vị điều khiển đa điểm MCU (Multipoint Control Unit). Một vùng được quản lý và điều khiển bởi Gatekeeper, Gatekeeper thực hiện các nhiệm vụ sau: Biên dịch địa chỉ: Tất cả các thiết bị trong H.323 đều có địa chỉ mạng để nhận dạng. Thông thường, trong môi trường IP, địa chỉ mạng là địa chỉ IP và được biểu diễn dưới dạng URL. Tuy nhiên, H.323 cũng có khả năng sử dụng địa chỉ đánh số theo E.164. Gatekeeper biên dịch các địa chỉ như URL hay E.164 sang địa chỉ IP. Điều khiển quản trị: Trong một mạng H.323, tại một điểm cuối (đầu cuối hoặc cổng phương tiện) phải yêu cầu truy nhập mạng trước khi xử lý cuộc gọi, yêu cầu này thường là băng thông được sử dụng bởi điểm cuối. Gatekeeper có thể chấp thuận hoặc từ chối yêu cầu dựa trên yêu cầu và trạng thái hiện thời của mạng. Quản lý băng thông: Mặc dù băng thông đã được khởi tạo qua điều khiển quản trị, các yêu cầu băng thông có thể thay đổi trong khi cuộc gọi đang tiến hành. Gatekeeper cũng chịu trách nhiệm thay đổi băng thông ngay cả khi cuộc gọi đang tiến hành. Ngoài ra, Gatekeeper có thể cung cấp báo hiệu điều khiển cuộc gọi thông qua thành phần chịu trách nhiệm định tuyến các bản tin cuộc gọi giữa H.323 và điểm cuối. Gatekeeper có thể xử lý các thông tin duy trì và quản lý cuộc gọi đang hoạt động để quản lý băng thông hoặc tái định tuyến cuộc gọi tới điểm cuối khác nhằm cân bằng tải. Gatekeeper có thể là một thiết bị đứng độc lập hoặc là một phần của MCU hoặc cổng phương tiện trong mạng. Nói cách khác, Gatekeeper được coi là thành phần chuyển mạch mềm trong H.323. Các đầu cuối và cổng đa phương tiện trong kiến trúc H.323 thường được coi là điểm cuối khi chúng là các điểm đầu cuối của các kết nối báo hiệu. Các thiết bị đầu cuối trong H.323 được yêu cầu hỗ trợ các giao thức sau: Giao thức báo hiệu cuộc gọi H.225 để thiết lập và giải phóng cuộc gọi, quản lý trạng thái cuộc gọi. Giao thức báo hiệu điều khiển H.245 để trao đổi khả năng đầu cuối và tạo các kênh phương tiện. Gi