TỔNG CÔNG TY BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG VIỆT NAM
HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG
TRUNG TÂM ĐÀO TẠO BƯU CHÍNH VIÊN THÔNG I

Bài tập lớn môn: Kỹ thuật Viễn thông.
Chuyên đề:
TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ
CHUYỂN MẠCH MỀM
Nhóm 6: - Vũ Tam Hanh
- Nguyễn Đăng Nin
- Nguyễn Duy Chính
- Lương Thị Thu Thuỷ
Lớp: HCD06CNTT
Hà nội tháng 5 năm 2007
1
LỜI NÓI ĐẦU
Trong thời gian gần đây nhu cầu sử dụng các dịch vụ viễn thông của con
người đặc biệt phát triển với nhiều loại hình khác nhau. Trong hoàn cảnh đó mạng
viễn thông thế hệ sau (NGN) đã ra đời. Mạng NGN là một mạng có tính kiến trúc
đồng nhất dựa trên nền chuyển mạch gói.
Được xây dựng trên tiêu chí mở, các giao thức chuẩn và giao diện thân thiện,
NGN đáp ứng được hầu hết các nhu cầu của nhiều đối tượng sử dụng: doanh
nghiệp, văn phòng, kết nối giữa các mạng máy tính v.v Với tính thông minh,
mạng NGN cũng tạo tiền đề cho các bước phát triển của công nghệ mạng, các dịch
vụ mới trong tương lai và là chìa khoá giải mã cho công nghệ truyền thông tương
lai, đáp ứng được đầy đủ các yêu cầu kinh doanh.
Hệ thống chuyển mạch thế hệ sau ra đời với công nghệ dựa trên chuyển
mạch mềm ( Softswitch ) sẽ dần thay thế hệ thống chuyển mạch hiện tại. Chuyển
mạch mềm là hệ thống mở hiện đại, nó sử dụng giao thức mới thích hợp. Quá trình
thực hiện chuyển mạch mềm gặp một thách thức lớn đó là việc có rất nhiều giao
thức khác nhau được đưa ra cho hệ thống. Vì thế việc lựa chọn các giao thức thích

DANH MỤC HÌNH VẼ
- Hình 1.1: Vị trí của chuyển mạch mềm trong mô hình phân lớp NGN 12
- Hình 1.2: Kết nối MGC với các thành phần khác của mạng NGN… 12
- Hình 1.3: Chức năng của MGC ……………………………………… 12
- Hình 1.4: Giao thức sử dụng giữa các thành phần…………………….
15
- Hình 2.1: Sơ đồ chức năng hệ thống chuyển mạch mềm…………… 21
- Hình 2.2: Sơ đồ chức năng hệ thống chuyển mạch kênh……………… 22
- Hình 3.1: Nguy cơ đối với server và các thành phần mạng. …………
24
- Hình 3.2: Mô hình bảo mật. …………………………………………… 27
4
DANH MỤC BẢNG BIỂU
- Bảng 1: Đặc tính của chuyển mạch. …………………………… 21
5
TỪ VIẾT TẮT
TỪ VIẾT TĂT NGHĨA TIẾNG ANH NGHĨA TIẾNG VIấT
A
AS Application Server mỏy chủ ứng dụng
B
C
D
E
FS Feature Server Mỏy chủ đa năng
G
H
IW
I
IDFT Inverse Discrete Fourier Transform
Biến đổi ngược Fourier rời rạc

chỉ đơn giản như vậy, thậm chí ý nghĩa thực của khái niệm này lại là vấn đề
gây tranh cãi đối với các nhà nghiên cứu về tương lai của mạng viễn thông,
một phần cũng chính bởi sự mơ hồ của nó.
Mới được nhắc tới nhiều kể từ năm 1999, chuyển mạch mềm là một
khái niệm mang tính marketing nhiều hơn, những tranh luận nhằm đạt tới một
định nghĩa kỹ thuật thống nhất, chính xác về chuyển mạch mềm vẫn chưa đến
hồi kết. Nhưng nói vậy không có nghĩa là không thể định nghĩa được chuyển
mạch mềm. Sau đây là định nghĩa của một số nhà phát triển khác nhau:
Theo Nortel, chuyển mạch mềm là một thành tố quan trọng nhất của
mạng tương lai (NGN – Next Generation Network). Nortel định nghĩa:
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
những tính năng của mạng chuyển mạch thoại TDM truyền thống. Chuyển
mạch mềm có thể tích hợp thông tin thoại, số liệu và video, nó có thể phiên
dịch giao thức giữa các mạng khác nhau ví dụ như giữa mạng vô tuyến và
mạng cáp. Chuyển mạch mềm cũng cho phép triển khai các dịch vụ VOIP
mang lại lợi nhuận. Một chuyển mạch mềm kết hợp tính năng của các chuyển
mạch thoại cấp 4 và cấp 5 với các cổng VOIP, trong khi vẫn hoạt động trên
môi trường máy tính mở chuẩn. Các hệ thống máy tính kiến trúc mở sử dụng
các thành phần đã được chuẩn hoá và sử dụng rộng rãi của nhiều nhà cung
cấp khác nhau. Hệ thống máy tính có thể là một máy tính cỡ nhỏ cho tới
những server cỡ lớn như Netra của Sun Microsystem.
Theo MobileIN, chuyển mạch mềm là ý tưởng về việc tách phần cứng
mạng ra khỏi phần mềm mạng. Trong mạng chuyển mạch kênh truyền thống,
phần cứng và phần mềm không độc lập với nhau. Mạng chuyển mạch kênh
dựa trên những thiết bị chuyên dụng cho việc kết nối và được thiết kế với mục
8
đích phục vụ thông tin thoại. Những mạng dựa trên chuyển mạch gói hiệu
quả hơn thì sử dụng giao thức Internet (IP) để định tuyến thông tin thoại và số
liệu qua các con đường khác nhau và qua các thiết bị được chia sẻ.

Tuy nhiên, việc các tổng đài nội hạt không thể làm việc trực tiếp với
thông tin dạng gói là trở ngại chính trong quá trình chuyển đổi.
Một giải pháp cho vấn đề này, mà chúng ta có thể hình dung ra, là các
thiết bị lai có thể chuyển mạch được cả thông tin dạng kênh và dạng gói, cùng
với những phần mềm cần thiết để xử lý cuộc gọi được cài đặt trong nó. Trong
khi phương pháp tiếp cận này có thể giúp ta giải quyết vấn đề trong thời kỳ
chuyển đổi, nó vẫn không giúp được ta giảm giá thành cũng như không mang
lại khả năng tạo sự khác biệt về dịch vụ.
Trong thuật ngữ của chuyển mạch mềm, chức năng chuyển mạch ở
phần vật lý do MG (Media Gateway) đảm nhiệm, còn phần điều khiển cuộc
gọi thuộc về bộ MGC (Media Gateway Controller). Có một số lý do chính mà
dựa vào đó người ta tin rằng phân chia hai chức năng là giải pháp tốt nhất:
- Tạo cơ hội cho một số công ty nhỏ và linh hoạt vốn vẫn chỉ tập
trung vào các phần mềm xử lý cuộc gọi, phần mềm chuyển mạch
gói gây được ảnh hưởng trong ngành công nghiệp viễn thông giống
như các nhà cung cấp lớn từ trước tới nay vẫn kiểm soát thị trường.
- Cho phép có một giải pháp phần mềm chung cho xử lý cuộc gọi cài
đặt trên rất nhiều loại mạng khác nhau, bao gồm cả mạng chuyển
mạch kênh và mạng gói sử dụng các khuôn dạng gói và phương
thức 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 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 các thiết bị chuyển mạch đặt tại trụ sở của khách
hàng, một yếu tố quan trọng trong việc khai thác hết tiềm năng của
mạng trong tương lai.
Ngoài ứng dụng trong tổng đài nội hạt, chuyển mạch mềm còn hướng
vào các tổng đài chuyển mạch kênh cấp cao hơn (Tandem/Transit). Giải pháp
chuyển mạch TDM hiện nay đang bộc lộ dần nhược điểm trước nhu cầu ngày

Điều khiển cuộc gọi và báo hiệu (Call Control and Signaling Layer). Và các
thực thể chức năng của chuyển mạch mềm là MGC-F, CA-F, IW-F, R-F, và
A-F.
11
Hình 1.1: Vị trí của chuyển mạch mềm trong mô hình phân lớp NGN
3. Thành phần chính của chuyển mạch mềm.
Thành phần chính của chuyển mạch mềm là bộ điều khiển cổng thiết bị
Media Gateway Controller (MGC). Bên cạnh đó còn có các thành phần khác
hỗ trợ hoạt động như : Signaling Gateway (SG), Media Gateway (MG),
Media Server (MS), Application Server(AS)/Feature Server(FS).
Trong đó Media Gateway là thành phần nằm trên lớp Media Layer,
Signaling Gateway là thành phần ở trên cùng lớp với MGC, Media Server và
Application Server/ Feature Server nằm trên lớp Application and Service
Layer.
Kết nối các thành phần trên được thể hiện trên hình sau:
Hình 1.2: Kết nối MGC với các thành phần khác của mạng NGN
12
Một MGC có thể quản lý nhiều MG. Hình 1.4 chỉ minh hoạ MGC quản
lý MG, MG có thể nối đến nhiều loại mạng khác nhau.
Media Gateway Controller.
MGC thường được gọi là chuyển mạch mềm hay Call Agent. Các chức
năng chính của MGC được thể hiện trong hình 1.5:
CA-F và IW-F là 2 chức năng con của MGC-F, CA-F được kích hoạt
khi MGC-F thực hiện việc điều khiển cuộc gọi. Và IW-F được kích hoạt khi
MGC-F thực hiện báo hiệu giữa các mạng báo hiệu khác nhau. Riêng thực thể
chức năng Inter-operator Manager có nhiệm vụ liên lạc, trao đổi thông tin
giữa các MGC với nhau.
Hình 1.3: Chức năng của MGC
MGC có nhiệm vụ tạo cầu nối giữa các mạng có đặc tính khác nhau
bao gồm PSTN, SS7, IP.

- ENUM: E.164 Number (IETF).
- TRIP (Telephony Routing over IP): định tuyến cuộc gọi trên mạng
gói
II. ƯU ĐIỂM CỦA CHUYỂN MẠCH MỀM.
1 Lợi ích của chuyển mạch mềm.
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 hoàn toàn mới, hội tụ ứng dụng thoại, số liệu và
video. Các dịch vụ mới này hứa hẹn sẽ đem lại doanh thu và lợi nhuận cao
hơn nhiều so với các dịch vụ thoại truyền thống.
15
Các nhà cung cấp dịch vụ Internet (ISP) có thể sử dụng Chuyển mạch
mềm để cung cấp nhiều dịch vụ có tính năng thoại. Cấu trúc phân tán vốn
thuộc về bản chất của chuyển mạch mềm 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 tiếp cận thị trường 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
mở. Ngày nay là thời kỳ của việc nâng cấp chỉ với một thao tác bấm nút.
Trong thế giới của điện thoại 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 mới
vẫn có cơ hội chiếm giữ tới 80% thị phần, tất nhiên nếu họ đủ khả năng.
Khả năng thu hút khách hàng.
Công việc kinh doanh cũng như cuộc sống của các khách hàng sẽ được
trợ giúp rất nhiều bởi mạng thế hệ sau, chính vì vậy các khách hàng đó 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 cấp dịch vụ. Các nhà cung cấp

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 kỳ 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 mạng được thực hiện từ một trạm trung
tâm, không nhất thiết phải đến tận nơi đặt thiết bị chuyển mạch.
Cải thiện dịch vụ.
17
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 thị trường
viễn thông. Bằng cách thêm những dịch vụ mới thông qua một máy chủ ứng
dụng riêng biệt mới (nâng cấp chuyển mạch mềm ), 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 thành
thấp hơn nhiều so với chuyển mạch truyền thống. Các dịch vụ giá trị gia tăng
hay các dịch vụ tích hợp giúp các nhà khai thác tạo sự khác biệt với nhau
cũng như chứng tỏ tính vượt trội của mình trong thị trường cạnh tranh.
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.
Tiết kiệm không gian đặt thiết bị.
Chuyển mạch mềm cho phép các ứng dụng được chạy tại bất cứ khu
vực nào trong mạng. Các ứng dụng và tài nguyên có nhiệm vụ cung cấp các

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. Người sử dụng hoàn toàn không
biết bằng cách nào cuộc gọi của mình đến được đích hay làm thế nào các dịch
vụ đó tới được bàn làm việc của mình, bởi vì họ vẫn sử dụng những giao diện
quen thuộc, ví dụ là chiếc điện thoại với những phím bấm quen thuộc phục vụ
cho đàm thoại, fax hay những dịch vụ thoại khác.
Bên cạnh việc lặp lại 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 dịch vụ mới, tính toán mức độ
sử dụng các dịch vụ đó để tính cước khách hàng trong cả 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 Server mới dễ dàng. Chuyển mạch mềm nói chung gồm có một số những
ứng dụng và dịch vụ cơ bản sau:
- Trung tâm cuộc gọi ảo.
- Nhắn tin hợp nhất.
- IP Centrex.
19
- Hỗ trợ đa phương tiện.
- Tương tác với PSTN.
- Thẻ gọi trả trước.
- Tính cước.
- Cuộc gọi khẩn cấp.
2 So sánh chuyểnmạch mềm và chuyển mạch kênh truyền thống.
Việc so sánh sẽ dựa vào những tiêu chí sau: đặc tính của chuyển mạch
(về phần cứng và phần mềm), cấu trúc chuyển mạch (Các thành phần cơ bản
và sự liên hệ giữa chúng), và cách thực hiện cuộc gọi.
Đặc tính chuyển mạch Chuyển mạch mềm Tổng đài PSTN
Phương pháp chuyển mạch Phần mềm Điện tử
Kiến trúc

Thoại, fax,
dữ liệu, video
Chủ yếu là thoại và
fax
Thiết kế cho độ dài cuộc gọi Không hạn chế Ngắn (chỉ vài phút)
Bảng 1: Đặc tính của chuyển mạch.
Hai hệ thống chuyển mạch này đều gồm 3 khối: phần cứng, phần mềm
điều khiển cuộc gọi và phần mềm các dịch vụ ứng dụng.
Tuy nhiên trong hệ thống chuyển mạch truyền thống, phần cứng
chuyển mạch luôn đi kèm với phần mềm điều khiển cuộc gọi và phần mềm
ứng dụng của cùng một nhà cung cấp. Khắc phục điều này, chuyển mạch mề
đưa ra giao diện lập trình ứng dụng mở, có khả năng tương thích phần mềm
điều khiển và phần cứng của các nhà cung cấp khác nhau. Chuyển mạch mềm
được xây dựng trên cơ sở công nghệ mạng IP, xử lý thông tin một cách trong
suốt, cho phép đáp ứng nhiều loại lưu lượng khác nhau. Được xây dựng theo
cấu hình phân tán, tách các chức năng điều khiển cuộc gọi và ứng dụng của hệ
thống ra khỏi chức năng chuyển mạch làm cho nhiệm vụ chuyển mạch trở nên
đơn giản hơn và do đó năng lực xử lý mạch mẽ hơn, linh hoạt và hiệu quả
hơn.
Cấu trúc chuyển mạch
Cấu trúc chuyển mạch mềm:
Hình 2.1: Sơ đồ chức năng hệ thống chuyển mạch mềm
21
Cấu trúc chuyển mạch kênh:
Hình 2.2: Sơ đồ chức năng hệ thống chuyển mạch kênh
Các hình 1.7 và hình 1.8 minh hoạ sơ đồ khối chức năng của tổng đài
chuyển mạch kênh truyền thống và tổng đài chuyển mạch mềm.
Ta thấy rằng, cả 2 dạng chuyển mạch đều sử dụng phương pháp ghép
kênh trước khi thực sự chuyển mạch.
Quá trình thực hiện chuyển mạch.

được chú ý.
Có nhiều thành phần yêu cầu về bảo mật ở mức độ cao trong mạng
NGN:
� Khách hàng/ thuê bao cần phải có tính riêng tư trong mạng và các dịch vụ
được cung cấp, bao gồm cả việc tính cước. Thêm vào đó, họ yêu cầu dịch vụ
phải có tính sẵn sàng cao, cạnh tranh lành mạnh và bảo đảm sự riêng tư của
họ.
� Các nhà vận hành mạng, các nhà cung cấp dịch vụ, các nhà cung cấp truy
nhập đều cần phải bảo mật để bảo vệ hoạt động , vận hành và kinh doanh của
họ, đồng thời có thể giúp họ phục vụ tốt khách hàng cũng như cộng đồng.
23
� Các quốc gia khác nhau yêu cầu và đòi hỏi tính bảo mật bằng cách đưa ra
các hướng dẫn và tạo ra các bộ luật để đảm bảo tính sẵn sàng của dịch vụ,
cạnh tranh lành mạnh và tính riêng tư.
� Sự gia tăng rủi ro do sự thay đổi trong toàn bộ các quy định và các môi
trường kỹ thuật càng nhấn mạnh sự cần thiết ngày càng gia tăng về tính bảo
mật trong mạng thế hệ mới NGN.
Ngày nay các “tội phạm” trong lĩnh vực máy tính đang tăng nhanh. Các tin
tặc này không chỉ dừng lại ở mạng Internet, chúng tấn công cả những chuyển
mạch công cộng. Các hacker thường thu được những thông tin cần thiết qua
một cổng truy nhập không được bảo vệ, và nhà cung cấp dịch vụ phải trả giá
cho những dịch vụ vô nghĩa. Một ví dụ khác liên quan đến các chuyển mạch
bảo vệ là sự lạm dụng của dịch vụ thoại miễn phí (freephone).
Hình sau đây mô tả một số nguy hiểm đối với một thành phần mạng/dịch vụ.
Mặc dù hầu hết khách hàng đều đáng tin cậy, tuy nhiên thật sai lầm khi đặt
niềm tin vào tất cả khách hàng. Thông thường, một tội phạm thường được hỗ
trợ từ một trong những khách hàng.
Hình 3.1: Nguy cơ đối với server và các thành phần mạng
Tính riêng tư cũng trở nên quan trọng. Sự cần thiết của riêng tư đã được trình
bày trong các bộ luật của các quốc gia và các hướng dẫn trong phạm vi toàn

chính xác các yêu cầu bảo mật của mạng tương đối khó khăn. Sau đây là một
ví dụ cụ thể về các yêu cầu của bảo mật.
25