Nghiên Cứu Về Mạng NGN và Các Giao Thức Báo Hiệu Điều Khiển

LỜI NÓI ĐẦU

1. CHƯƠNG I: TỔNG QUAN MẠNG THẾ HỆ SAU NGN

1.1. Tổng quan về mạng NGN

1.2. Sự hình thành mạng NGN

1.3. Mục tiêu của mạng thế hệ sau NGN

1.4. Đặc điểm cơ bản của mạng NGN

1.5. Kiến trúc mạng NGN

2. CHƯƠNG II: CÁC GIAO THỨC BÁO HIỆU VÀ ĐIỀU KHIỂN TRONG MẠNG NGN

2.1. Bộ giao thức H.323

2.1.1. Cấu trúc của H.323

2.1.2. Thiết bị đầu cuối

2.2. Khối điều khiển đa điểm MCU

2.3. Chồng giao thức H.323

2.4. Báo hiệu điều khiển cuộc gọi H.323

2.4.1. Thiết lập cuộc gọi

2.4.2. Khởi tạo liên kết và trao đổi khả năng

2.4.3. Thiết lập kênh truyền ảo

2.4.4. Cung cấp dịch vụ

2.4.5. Giải phóng cuộc gọi

2.5. Giao thức khởi tạo phiên SIP

2.5.1. Tổng quan về SIP

2.5.2. Các bản tin của SIP

2.5.3. Khả năng tìm gọi song song của SIP

2.5.4. Các quá trình thiết lập cuộc gọi của SIP

2.6. So sánh giữa H.323 và SIP

2.7. Giao thức điều khiển cuộc gọi độc lập kênh mang BICC

2.7.1. Tổng quan về BICC

2.7.2. Kiến trúc của BICC

2.7.3. Mô hình mạng

2.7.4. Mô hình giao thức

2.7.5. Các bản tin báo hiệu

2.8. Giao thức điều khiển Gateway truyền thông MGCP và MEGACO

2.8.1. Kiến trúc của MGCP

2.8.2. Sử dụng giao thức SDP

2.8.3. Các lệnh và các đáp ứng của MGCP

3. CHƯƠNG III: GIAO TIẾP BÁO HIỆU GIỮA CHUYỂN MẠCH MỀM VÀ MẠNG BÁO HIỆU SỐ 7

3.1. Các thành phần chính của mạng báo hiệu số 7

3.2. Các kiểu tuyến báo hiệu

3.3. Tập giao thức SS7

3.4. Phần truyền bản tin - Message Transfer Part MTP

3.5. Phần người sử dụng ISDN (ISUP)

3.6. Phần điều khiển kết nối báo hiệu SCCP

3.7. Phần ứng dụng khả năng giao dịch – TCAP

3.8. Giao thức truyền dẫn điều khiển luồng SCTP

3.9. Truyền tải SCCP qua mạng IP

4. CHƯƠNG IV: CÔNG NGHỆ IMS CỦA HUAWEI ĐANG THỬ NGHIỆM TẠI VIETTEL

4.1. Nền tảng phần cứng và phần mềm

4.1.1. Nền tảng phần cứng

4.1.2. Nền tảng phần mềm

4.2. Các giao diện và giao thức sử dụng trong Huawei IMS

4.3. Mô hình kết nối Huawei IMS với mạng Viettel

4.4. Các thủ tục trong NGN IMS

4.4.1. Thủ tục đăng kí

4.4.2. Thủ tục đăng kí lại

4.4.3. Thủ tục cuộc gọi IMS – IMS

4.4.4. Cuộc gọi từ thuê bao PSTN, Mobie – IMS

4.5. Các dịch vụ IMS Viettel thử nghiệm

4.5.1. Các dịch vụ cơ bản

4.5.2. Các dịch vụ bổ xung

4.5.3. Dịch vụ Audio Conference

4.5.4. Dịch vụ IP Centrex

4.5.5. Dịch vụ Follow me

TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Mạng NGN Tổng quan Sự Hình Thành 55 ký tự

Mạng NGN (Next Generation Network) ra đời do nhu cầu dịch vụ ngày càng phức tạp và sự phát triển nhanh chóng của công nghệ. Các tổng đài chuyển mạch kênh truyền thống không còn đáp ứng được yêu cầu về tốc độ và tính linh hoạt. Chuyển mạch kênh vốn tin cậy trong kiến trúc PSTN, nhưng không tối ưu cho chuyển mạch gói. Sự cạnh tranh giữa các nhà khai thác dịch vụ cũng thúc đẩy việc tìm kiếm các giải pháp mới để tạo sự khác biệt, không chỉ về giá cước. Các nhà điều hành mạng tập trung vào công nghệ chuyển mạch gói IP do chi phí vận hành thấp hơn. Mạng NGN hội tụ thoại, số liệu và đa phương tiện trên một hạ tầng duy nhất, sử dụng công nghệ chuyển mạch gói. Mục tiêu là một mạng thống nhất, hội tụ, cung cấp các dịch vụ tiên tiến. NGN tương thích với mạng hiện tại và kết nối hiệu quả với nó.

1.1. Sự Hình Thành NGN do Nhu Cầu Dịch Vụ Tăng Cao

Sự gia tăng cả về số lượng và chất lượng của các nhu cầu dịch vụ ngày trở nên phức tạp từ phía khách hàng đã kích thích sự phát triển nhanh chóng của thị trường công nghệ Điện tử – Tin học – Viễn thông. Tuy nhiên, các công nghệ cơ bản liên quan đến các tổng đài chuyển mạch kênh hiện nay đã phát triển quá chậm so với tốc độ thay đổi và tốc độ chấp nhận liên quan đến công nghiệp máy tính. Chính điều này thúc đẩy sự ra đời của NGN.

1.2. Ưu Điểm của Chuyển Mạch Gói trong Kiến Trúc NGN

Do thời gian phát triển nhanh và chi phí vận hành cũng như bảo dưỡng các mạng chuyển mạch gói thấp hơn nhiều so với chuyển mạch kênh, nên các nhà điều hành mạng ngày nay tập trung chú ý đến công nghệ chuyển mạch gói IP. Các nhà cung cấp dịch vụ đã và đang cố gắng hướng tới việc xây dựng một mạng thế hệ mới NGN trên đó hội tụ các dịch vụ thoại, số liệu, đa phương tiện trên một mạng duy nhất.

II. Kiến Trúc Mạng NGN Các Thành Phần Cơ Bản 58 ký tự

Kiến trúc mạng NGN hướng đến việc tạo ra, triển khai và quản lý mọi loại dịch vụ. Cơ sở hạ tầng tạo mới/triển khai dịch vụ tách biệt với cơ sở hạ tầng truyền dẫn, thể hiện qua sự phân tách lớp truyền dẫn và dịch vụ thành hai lớp độc lập. Mô hình cấu trúc mạng NGN bao gồm 5 lớp chức năng: Lớp truy nhập, lớp truyền tải, lớp điều khiển, lớp dịch vụ và lớp ứng dụng. Sự phân lớp này cho phép dễ dàng nâng cấp và phát triển các dịch vụ mới mà không ảnh hưởng đến hạ tầng truyền dẫn. IMS (IP Multimedia Subsystem) đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp các dịch vụ đa phương tiện trên nền tảng NGN.

2.1. Phân Lớp Chức Năng Trong Mô Hình Kiến Trúc NGN

Xét về mặt chức năng, mô hình cấu trúc mạng NGN bao gồm 5 lớp: Lớp truy nhập (Access), lớp truyền tải (Transport), lớp điều khiển (Control), lớp dịch vụ (Service) và lớp ứng dụng (Application). Việc phân tách lớp truyền dẫn và dịch vụ cho phép các nhà cung cấp dịch vụ dễ dàng triển khai các dịch vụ mới mà không cần thay đổi hạ tầng truyền dẫn hiện có.

2.2. Vai Trò Của IMS Trong Cung Cấp Dịch Vụ Đa Phương Tiện

IMS (IP Multimedia Subsystem) đóng vai trò then chốt trong việc cung cấp các dịch vụ đa phương tiện trên nền tảng NGN. IMS cung cấp một kiến trúc chung cho việc quản lý phiên, xác thực người dùng và định tuyến cuộc gọi cho các dịch vụ như VoIP, video conferencing và nhắn tin tức thời.

2.3. Giao Diện Kết Nối trong Kiến Trúc Mạng NGN

Các giao diện kết nối trong mạng NGN đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo khả năng tương tác giữa các thành phần khác nhau. Các giao diện này cho phép các thiết bị và phần mềm khác nhau giao tiếp với nhau và trao đổi thông tin một cách hiệu quả. Một số giao diện quan trọng bao gồm SIP, H.323 và MGCP.

III. Giao Thức Báo Hiệu Điều Khiển SIP H

Mạng NGN sử dụng nhiều giao thức báo hiệu để điều khiển cuộc gọi và phiên. Các giao thức quan trọng bao gồm SIP (Session Initiation Protocol), H.323 và MGCP (Media Gateway Control Protocol). SIP là giao thức phổ biến để thiết lập, sửa đổi và kết thúc phiên đa phương tiện. H.323 là một bộ giao thức được sử dụng trong các ứng dụng VoIP và video conferencing. MGCP được sử dụng để điều khiển các media gateway trong mạng. Việc lựa chọn giao thức phù hợp phụ thuộc vào yêu cầu cụ thể của ứng dụng và kiến trúc mạng.

3.1. SIP Giao Thức Khởi Tạo Phiên Phổ Biến Nhất

SIP (Session Initiation Protocol) là một giao thức báo hiệu được sử dụng rộng rãi để thiết lập, sửa đổi và kết thúc các phiên đa phương tiện qua mạng IP. SIP được ưa chuộng vì tính linh hoạt, khả năng mở rộng và khả năng tích hợp với các công nghệ khác. SIP sử dụng các bản tin văn bản để trao đổi thông tin, giúp dễ dàng gỡ lỗi và triển khai.

3.2. H.323 Bộ Giao Thức cho VoIP và Video Conferencing

H.323 là một bộ giao thức được sử dụng trong các ứng dụng VoIP (Voice over IP) và video conferencing. H.323 cung cấp một khung chuẩn cho việc thiết lập cuộc gọi, truyền tải âm thanh và video, và quản lý phiên. Tuy nhiên, H.323 có thể phức tạp hơn SIP và ít linh hoạt hơn trong một số trường hợp.

3.3. MGCP Điều Khiển Media Gateway trong Mạng NGN

MGCP (Media Gateway Control Protocol) là một giao thức được sử dụng để điều khiển các media gateway trong mạng NGN. Media gateway chuyển đổi giữa các định dạng khác nhau, ví dụ như giữa mạng PSTN và mạng IP. MGCP cho phép bộ điều khiển cuộc gọi (call agent) điều khiển các chức năng của media gateway, chẳng hạn như thiết lập kết nối, thu thập tín hiệu DTMF và phát thông báo.

IV. BICC Giao Thức Điều Khiển Cuộc Gọi Độc Lập 54 ký tự

BICC (Bearer Independent Call Control) là một giao thức điều khiển cuộc gọi độc lập với kênh mang. BICC được sử dụng để điều khiển cuộc gọi trong các mạng chuyển mạch kênh và chuyển mạch gói. Kiến trúc của BICC bao gồm các chức năng như thiết lập cuộc gọi, giải phóng cuộc gọi và quản lý tài nguyên. BICC cho phép tách biệt giữa lớp điều khiển cuộc gọi và lớp truyền tải, giúp đơn giản hóa việc triển khai các dịch vụ mới.

4.1. Kiến Trúc và Mô Hình Mạng BICC

Kiến trúc của BICC bao gồm các chức năng như thiết lập cuộc gọi, giải phóng cuộc gọi và quản lý tài nguyên. Mô hình mạng BICC bao gồm các node điều khiển cuộc gọi (call control nodes) và các node truyền tải (bearer nodes). Các node điều khiển cuộc gọi sử dụng giao thức BICC để trao đổi thông tin và điều khiển cuộc gọi.

4.2. Các Bản Tin Báo Hiệu trong Giao Thức BICC

Giao thức BICC sử dụng các bản tin báo hiệu để trao đổi thông tin giữa các node trong mạng. Các bản tin này bao gồm các thông tin về người gọi, người nhận, chất lượng dịch vụ (QoS) và các tham số khác. Các bản tin báo hiệu BICC cho phép các node điều khiển cuộc gọi phối hợp với nhau để thiết lập, duy trì và giải phóng cuộc gọi.

V. Ứng Dụng NGN VoIP IPTV và 5G 46 ký tự

Mạng NGN mở ra nhiều ứng dụng mới, bao gồm VoIP (Voice over IP), IPTV (Internet Protocol Television) và các dịch vụ liên quan đến 5G. VoIP cho phép truyền tải thoại qua mạng IP, giảm chi phí và tăng tính linh hoạt. IPTV cung cấp dịch vụ truyền hình qua mạng IP, cho phép cung cấp các kênh truyền hình theo yêu cầu. NGN đóng vai trò quan trọng trong việc hỗ trợ các dịch vụ 5G, cung cấp băng thông rộng và độ trễ thấp.

5.1. NGN và VoIP Tiết Kiệm Chi Phí và Tăng Tính Linh Hoạt

VoIP (Voice over IP) là một ứng dụng quan trọng của mạng NGN. VoIP cho phép truyền tải thoại qua mạng IP, giúp giảm chi phí so với các dịch vụ điện thoại truyền thống. VoIP cũng cung cấp tính linh hoạt cao, cho phép người dùng thực hiện cuộc gọi từ bất kỳ đâu có kết nối internet.

5.2. NGN và IPTV Cung Cấp Dịch Vụ Truyền Hình Theo Yêu Cầu

IPTV (Internet Protocol Television) là một ứng dụng khác của mạng NGN. IPTV cung cấp dịch vụ truyền hình qua mạng IP, cho phép cung cấp các kênh truyền hình theo yêu cầu và các tính năng tương tác như xem lại chương trình và tạm dừng chương trình.

5.3. NGN Hỗ Trợ Dịch Vụ 5G Băng Thông Rộng và Độ Trễ Thấp

Mạng NGN đóng vai trò quan trọng trong việc hỗ trợ các dịch vụ 5G. 5G yêu cầu băng thông rộng và độ trễ thấp, và mạng NGN có thể cung cấp hạ tầng cần thiết để đáp ứng các yêu cầu này. NGN cũng cho phép các nhà cung cấp dịch vụ 5G triển khai các dịch vụ mới một cách nhanh chóng và hiệu quả.

VI. Tương Lai Mạng NGN Phát Triển và Xu Hướng 50 ký tự

Tương lai của mạng NGN hứa hẹn nhiều phát triển và xu hướng mới. Các tiêu chuẩn NGN tiếp tục được phát triển để đảm bảo khả năng tương tác và hiệu suất cao. Các nhà cung cấp giải pháp NGN đang tập trung vào việc cung cấp các giải pháp tích hợp và linh hoạt. Phương pháp triển khai NGN ngày càng trở nên đơn giản và hiệu quả hơn. Tương lai của NGN gắn liền với sự phát triển của các công nghệ như điện toán đám mây, ảo hóa mạng và trí tuệ nhân tạo.

6.1. Các Tiêu Chuẩn NGN Đảm Bảo Khả Năng Tương Tác

Các tiêu chuẩn NGN đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo khả năng tương tác giữa các thành phần khác nhau trong mạng. Các tiêu chuẩn này xác định các giao thức, định dạng dữ liệu và các quy trình cần thiết để các thiết bị và phần mềm khác nhau có thể giao tiếp với nhau một cách hiệu quả.

6.2. Các Nhà Cung Cấp Giải Pháp NGN Tập Trung Vào Tích Hợp

Các nhà cung cấp giải pháp NGN đang tập trung vào việc cung cấp các giải pháp tích hợp và linh hoạt, đáp ứng nhu cầu ngày càng đa dạng của khách hàng. Các giải pháp này bao gồm các thành phần phần cứng, phần mềm và dịch vụ chuyên nghiệp, giúp các nhà cung cấp dịch vụ triển khai và quản lý mạng NGN một cách hiệu quả.

6.3. Điện Toán Đám Mây và Ảo Hóa Mạng trong Tương Lai của NGN

Điện toán đám mây và ảo hóa mạng là hai xu hướng quan trọng sẽ định hình tương lai của mạng NGN. Điện toán đám mây cho phép các nhà cung cấp dịch vụ cung cấp các dịch vụ NGN một cách linh hoạt và hiệu quả về chi phí. Ảo hóa mạng cho phép chia sẻ tài nguyên mạng và triển khai các dịch vụ mới một cách nhanh chóng và dễ dàng.