BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
HÀ NỘI
Độc lập – Tù do – Hạnh phóc
____________________________________
______________________________________
NHIỆM VÔ
THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP
Họ tên sinh viên: …………………………….Số hiệu sinh viên:
Khoá:………………….Khoa:……………….Ngành:
1. Đầu đề thiết kế TN:2. Các số liệu ban đầu:3. Nội dung các phần thuyết minh và tính toán:
4. Các bản vẽ (Ghi rõ các loại bản vẽ về kích thước các bản vẽ):


quan trọng bước đầu trong công cuộc cách mạng lưới viễn thông Việt Nam.
Trong tươi lai không xa mạng NGN (mạng thế hệ tiếp theo) sẽ thay thế mạng
hiện tại trong đó chuyển mạch mềm đáp ứng cho cung cấp dịch vụ đa phương tiện
băng rộng, có các ứng dụng chính ký tổng đài quá giang gãi (packet, Tandem),
tổng đài nội hạt, VOIP, mạng thông tin di động … Có thể nói công nghệ chuyển
mạch mềm là 1 trong những vấn đề thời sự hôm nay…
Việc tìm hiểu và nghiên cứu triển khai ứng dụng giao thức SP trong VOIP là
1vấn đề quan trọng đối với sinh viên ngành ĐT – VT.
Để hoàn thành khoá học với lòng nhiệt thành trở thành cán bộ kỹ thuật VT. Vì
vậy em đã chọn đề tài: “Nghiên cứu giao thức khởi tạo phiên Sip”.
Tuy được sự hướng dẫn nhiệt tình của thầy giáo Phạm Văn Tiến cùng các
thầy cô trong khoa ĐT- VT nhưng do còn hạn chế về kiến thức, tài liệu tham khảo,
TG nghiên cứu nên tập đồ án này không tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong
nhận được sự góp ý của các thầy cô giáo cùng các bạn.
Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Phạm Văn Tiến cùng các thầy cô trong
khoa ĐT – VT của trường Đại học Bách Khoa đã tạo điều kiện giúp đỡ em để em
hoàn thành tập đồ án này.
Hà Nội, ngày 08 tháng 4 năm 2008
SV thực hiện
Ngô Thị Ngọc Anh
MỤC LỤC
Phần I - Tổng quan về mạng NGN và công nghệ chuyển mạch mềm 10
Chương I: Tổng quan về mạng NGN và công nghệ chuyển mạch mềm
10
I. Các khái niệm về chuyển mạch mềm 10
II. So sánh chuyển mạch mềm và chuyển mạch truyền thống 12
2.1. Kiến trúc các hệ thống chuyển mạch 12
2.2. Phương thức xử lý cuộc gọi 15
2.3. Các ưu điểm của chuyển mạch mềm 16
Chương II: Các giao thức cơ bản của chuyển mạch mềm

Chương V: Thân bản tin SIP và khuôn dạng bản tin SIP
81
5.1. Thân bả tin SIP 81
5.5.1. Thành phần trong bản tin 81
5.5.2. Kiểu và độ dài thân bản tin 81
5.2. Khuôn dạng bản tin SIP 81
Chương VI: Hoạt động của các thành phần SIP
83
6.1. Hoạt động của SIP Client và SIP Server 83
6.2. Hoạt động của Proxy Server, Location Server và Redirect Server 86
6.3. Hoạt động của UA (UserAgent) 88
Phần III - Xây dựng ứng dụng SIP Phone trong mạng LAN 90
I. Phân tích xây dựng hệ thống VoIP 90
II. Lùa chọn ngôn ngữ: JAVA 90
III. Lưu đồ thuật toán 91
THUẬT NGỮ VIẾT TẮT
AAA Authenticatio, Authonzation and Accounting Chủ quyền xác minh và tính cước .
ABNF Augumented Backus - Nau Form Chuẩn mã hoá văn bản
A-F Acouting - Function Chức năng tính cớc
AG Access Gateway Cổng truy nhập
AGS-F Access Gateway Signa~ng - Function Chức năng báo hiệu cổng truy nhập
ALN Advanced lntelligent Netw(lrk Mạng thông minh tiên tiến '
APL Application Programming lnterface Giao diện lập trình ứng dụng
AS Applica~ion Server Máy chủ ứng dụng
AS-F AS-function Chức năng mày chủ ứng dựng
ASN No1 Abstraction Syntax Notation Chuẩn mã hoá nhị phân
ATM Asynchronous Transfer Mode Chế độ chuyển' giao không đồng bộ
BAN Broadband Access Network Mạng truy nhập băng rộng
BSSAP Ba se Station Subsystem Application Part Phần ứng dụng phân hệ trạm gốc của hệ thống
GSM

Liên minh Viễn thông Quốc tế bộ phận tiêu chuẩn hóa
viễn thông của LTU
IUA ISDN User Adaptation Thích ứng người dùng LSDN
IW-F lnterworking- Function Chức năng liên kết mạng
JALN Java Application lnterface Network Mạng giao diện ứng dụng với ngôn ngữ Java
LAN Local Area Network Mạng cục bộ
LDAP Lightweight Directory Access Protocol Giao thức truy nhập thư mục trọng lượng thấp
LSI/VLSI Large Scale lntegratednery Large Scale
lntegrated circuit
Vi mạch cỡ lớn và cực lớn
MAP Mobile Application Part Phần ứng dụng di động
M2UA MTP level 2 User Adaptaion Tương thích với người dùng mức 2
MCU Multipoint Control Unit Khối điều khiển đa điểm
MDCP Media Device Control Protocol Giao thức điều khiển thiết bị phương tiện
MEGACO Media Gateway Controller Giao thức điều khiển cổng phương tiện
MG Media Gateway Cổng phơng tiện
MGC Media Gateway Controler Bé điều khiển cổng phương tiện
MGC-F MGC- Function Chức năng MGC
MGCP Media Gateway Control Protocol Giao thức điều khiển cổng lưu lượng
MG-F Mg-function Chức năng cổng MG
MHS Message Handling Service Dịch vụ xử lý bản tin
MPLS MultiProtocol Label Switching Chuyển mạch nhãn đa giao thức
NGN Next Generation Network Mạng thế hệ sau
NlF. Nodal lntenNOrking Function Chức năng liên mạng của nót
NNL Network-network lnterface Giao diện mạng-mạng
OPEX Operation Expense Chi phí vận hành mạng
OSS
Operational Support System Hệ thống hỗ trợ vận hành
PBX Private Branch exchange Tổng đài nhánh
PDU Protocol Datagram Unit Đơn vị gói giao thức

URL Uniform Resoure Identier Nhận dạng tài nguyên đồng nhất
URL Uniform Resoure Locator Bé định vị tài nguyên đồng nhất
VOIP Voice over lP Thoại qua mạng lP
WAN Wide Area Network Mạng diện rộng
WDM Wavelenght Division Multiplexing Ghép kênh phân chia theo bước sóng
PHẦN I:
TỔNG QUAN VỀ MẠNG NGN VÀ CÔNG NGHỆ CHUYỂN MẠCH MỀM
Chương 1: TỔNG QUAN VỀ MẠNG NGN VÀ CÔNG NGHỆ
CHUYỂN MẠCH MỀM
I. CÁC KHÁI NIỆM VỀ CHUYỂN MẠCH MỀM:
Các ý kiến khác nhau về chuyển mạch mềm cũng xuất phát từ góc độ nhìn
nhận khác nhau về kiến trúc, chức năng và các đặc trưng của mạng. Trước khi đi
tới một khái niệm chung, có thể tham khảo một số quan điểm về chuyển mạch
mềm của một số hãng khác nhau.
Commworks: (www.commworks.com). Chuyển mạch mềm (Softswitch) bao
gồm các mô-đun phần mềm tiêu chuẩn, có chức năng điều khiển cuộc gọi, báo
hiệu, có giao thức liên kết và khả năng thích ứng với các dịch vụ mới trong mạng
hội tụ. Thêm vào đó chuyển mạch mềm thực hiện chuyển mạch cuộc gọi mà không
phụ thuộc vào phương thức truyền dẫn cũng nh cách truy nhập mạng, các dạng lưu
lượng khác nhau được xử lý trong suốt. Thông qua mạng IP, chuyển mạch mềm
cung cấp các dịch vô IP với các yêu cầu ngày càng cao của khách hàng.
Mobilein: (www.mobilein.com). Chuyển mạch mềm là khái niệm trong đó
bao hàm việc tách phần cứng mạng ra khỏi phần mềm mạng. Trong mạng chuyển
mạch kênh truyền thống, phần cứng và phần mềm của hệ thống chuyển mạch
không độc lập với nhau mà là thực thể toàn vẹn của một nhà cung cấp. Mạng
chuyển mạch kênh dùa trên những thiết bị chuyên dụng cho việc kết nối và được
thiết kế với mục đích phục vụ thông tin thoại. Những mạng chuyển mạch gói với
hiệu năng cao hơn sẽ sử dụng giao thức IP để định tuyến thông tin thoại và số liệu
qua các tuyến khả dụng và các thiết bị dùng chung.
Alcatel: (www.alcatel.com) với sản phẩm 5424Softswitch sử dụng để giảm

giản hơn, hiệu quả hơn và rẻ hơn. Các lô-gíc dịch vụ phân bố cũng làm cho việc
phát triển các ứng dụng không bị hạn chế bởi các dịch vụ chuyển giao, điều khiển
và môi trường tạo dịch vụ tập trung.
Mạng NGN (Hình 2. 1 ) được xây dựng trên cơ sở ứng dụng giải pháp công
nghệ chuyển mạch mềm sẽ có cấu hình mạng lõi là các thiết bị chuyền mạch-định
tuyến SR tốc độ cao, dung lượng lớn và chóng được liên kết bằng mạng chuyển
mạch gói trên cơ sở các công nghệ IP, ATM/ MPLS. Mạng truyền tải gói là các
thiết bị chuyển mạch MG. Mạng truyền tải giao tiếp với các mạng ngoài thông qua
các MG hoạt động dưới sự điều khiển của MGC: Phần mạng truy cập là các nót
truy nhập băng rộng và thiết bị truy nhập tích hợp IAD.
II. SO SÁNH CHUYỂN MẠCH MỀM VÀ CHUYỂN MẠCH TRUYỀN THÔNG
2.1. Kiến trúc các hệ thống chuyển mạch
Chuyển mạch mềm thực hiện các chức năng tương tù chuyển mạch kênh
truyền thống nhưng với năng lực mềm dẻo và các tính năng ưu việt hơn. Các ưu
điểm của chuyển mạch mềm mang lại là do ở hệ thống chuyển mạch mềm chức
năng chuyển mạch được thực hiện bằng phần mềm dùa trên cấu trúc phân tán và
các giao diện lập trình ứng dụng mở. Trên hình 3.3 minh họa mô hình hệ thống
chuyển mạch truyền thống và hệ thống chuyển mạch mềm. Từ hình vẽ ta thấy 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 dông.
Hình 2.1: Mô hình các hệ thống chuyển mạch
Tuy nhiên trong chuyển mạch truyền thống tức hệ thống chuyển mạch điện
thoại sử dông trong mạng PSTN, phần cứng chuyển mạch luôn đi kèm với phắn
mềm điều khiển cuộc gọi và phần mềm ứng dụng của cùng một nhà cung cấp. Điều
này làm tăng tính đột quyền trong việc cung cấp các hệ thống chuyển mạch, không
đảm bảo một môi trường tạo dịch vụ mới do đó làm giới hạn khả năng phát triển
các dịch vụ mới của các nhà quản trị mạng. Khắc phục điều này, chuyển mạch
mềm đa 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. Điều này cho phép các
nhà cụng cấp phần mềm và phần cứng có được quan điểm chung và tập trung vào

Xö lý
cuéc gäi
Khèi chuyÓn
m¹ch
lung lu lng (Media Galeway) c lỏch ri nhau. Hai chc nng ny giao tip
vi nhau qua cỏc giao din lp trỡnh ng dng vi cỏc giao thc bỏo hiu v iu
khin nh MGCP, MEGACO/H:248. Trong h thng chuyn mch mm cỏc
Media Gateway MG thc hin chc nng giỏm sỏt trng thỏi cỏc u cui, sau ú
gi thụng tin v cho , Media Gateway Controller MGC x lý, MGC x lý cuc gi
v iu khin MG chuyn mch vt lý to kờnh truyn thụng lu lng. Cỏc bn
tin bỏo hiu s 7 c thu v x lý bi cng bỏo hiu SG.
Hỡnh 2.5. Hot ng ca chuyn mch mm
Túm li, cụng ngh chuyn mch truyn thng tỏch bit hai phng thc
chuyn mch kờnh v chuyn mch gúi, trong khi ú chuyn mch mm kt hp v
hon thin chúng trong mng hi t v tớch hp, do ú h thng chuyn mch mm
m bo tớnh a nng, kinh t, mm do v hiu qu cao hn so vi h thng
chuyn mch truyn thng.
2.3. Cỏc u im ca chuyn mch mm
Quan im ca cỏc nh qun tr mng
Bộ điều khiển công
phơng tiện
Yêu cầu âm báo (chuông bị
gọi, Hồi âm chuông) để thiết
lập hay giải phóng kết nối
Giám sát trạng thái thuê
bao DTMF
Giao tiếp thuê bao
chuyển mạch
kênh hoặc gói
Cổng

tăng khách hàng trong tương lai. Họ chỉ cần đầu tư hạ tầng tương xứng với số thuê
bao của mình, khi mở rộng thị trường, các cạc mới sẽ được bổ sung dễ dàng. Ưu
điểm này cũng tạo điều kiện kinh doanh cho những người có vốn hạn chế, với số
Ýt khách hàng và đó cũng chính là khả năng chống độc quyền, khuyến khích phát
triển đồng thời tạo điều kiện cho nhiều đối tác cùng khai thác, đầu tư và cạnh tranh.
- Khả năng nâng chíp hệ thống cao, thúc đẩy việc ứng dụng các công nghệ
mới: Với kiến trúc mở, hạ tầng mạng có thể dễ dàng được nâng cấp và việc ứng
dụng công nghệ mới không làm ảnh hưởng tới hạ tầng mạng sẵn có.
Cuối cùng ta có thể đa ra một bảng so sánh các thuộc tính của chuyển mạch
mềm và chuyển mạch kênh truyền thống.
Bảng: So sánh các thuộc tính của chuyển mạch mềm và chuyển mạch kênh truyền thống
Chuyển mạch mềm
Chuyển mạch trong tổng
đài PSTN truyền thống
Phương pháp chuyển
mạch
Trên cơ sở phần mềm Trên cơ sở các cấu kiện
điện tử
Kiến tróc Phân tán, theo các chuẩn mở Riêng biệt của từng nhà sản
xuất và tập trung cao
Khả năng thích hợp
với ứng dụng của nhà
cung cấp khác
Dễ dàng (API mở) Khó khăn
Khả năng thay đổi
mềm dẻo linh hoạt
Có Khó khăn
Giá thành Rẻ hơn, khoảng bằng một nửa
tổng đài điện tử truyền thống
Đắt hơn

cuộc gọi
Không hạn chế Ngắn (chỉ vài phót)
Tạo dịch vụ mới Dễ, nhanh và tự làm Khó, chậm và phụ thuộc
vào nhà sản xuất
Quan điểm của khách hàng
Nhìn từ phương diện khách hàng, họ được lợi về mặt giá cả và sự đa dạng về
dịch vô khi triển khai chuyển mạch mềm, cụ thể là:
- Nâng cao tiện Ých sử dụng nhờ sự phát triển công nghệ và khả năng hội
tụ công nghệ và tích hợp dịch vụ.
- Giảm giá thành nhờ tính cạnh tranh của thị trường.
- Đáp ứng mọi yêu cầu và nhu cầu của người dùng
Bảng. tổng kết những ưu việt nổi trội của công nghệ chuyển mạch mềm.
Bảng : Những ưu việt nổi trội của công nghệ chuyển mạch mề
Giảm giá thành Cải thiện dịch vụ Chuyển sang mạng IP
Quản lý mạng hiệu quả
hơn
Dịch vụ phân biệt và gia
tăng giá trị
Tận dụng các cơ sở dữ liệu
mạng hiện có
Giảm giá xử lý cuộc gọi Đưa dịch vụ mới ra ứng
dụng nhanh hơn
Tận dụng mạng và dịch vụ
nhờ kiến trúc phân tán
Tăng dung lượng nhờ
giảm tải internet
Cung cấp khả năng cho
người dùng tự quản lý dịch
vụ của mình
Dễ mở rộng

gọi hay các ứng dụng khác. Trong khi đó các giao thức chủ-tớ là sản phẩm của
việc phân bố không đồng đều trí tuệ mạng, phần lớn trí tuệ mạng được tập trung
trong các thực thể chức năng điều khiển (đóng vai trò là chủ), thực thể này sẽ giao
tiếp điều khiển) với nhiều thực thể khác qua các giao thức chủ-tớ nhằm cung cấp
dịch vụ.
Bảng 4. 1 so sánh các thuộc tính cơ bản của hai loại giao thức mạng thường
dùng.
Bảng 4.I: Bảng so sánh các giao thức báo hiệu và điều khiển

Loại giao thức Chủ – tí Ngang cấp
Vận hành-khai
thác
- Các thiết bị/cổng đơn giản/ít trì
tuệ
- Các thiết bị/cổng phức
tạp/thông minh.
- Tơng tác ngang cấp
Phát triển dịch
vụ
- Phát triển trên cơ sở máy cbở.
Công cụ chung.
- Nhanh chóng hơn đa dịch vụ mới
ra thị trường thông qua các mạng
khác nhau.
- Các thiết bị chuyên dụng
- Có thể
Phát triển dịch
vụ (đối với nhà
khai thác)
- Chỉ cập nhật các dịch vụ điều

dịch vụ ứng dụng mới váo thị trường vì chỉ cần cặp nhật mới cho phần tập trung
như các máy chủ.
Mạng thực tế thường kết hợp cả hai loại giao thức báo hiệu nêu trên nh
chóng ta đã thấy rõ trên các hình 4. 1 và hình 4.2.
2.1. GIAO THỨC H.323
Giao thức H.323 là tiêu chuẩn dành cho truyền thông đa phơng tiện trên cơ
sở mạng chuyển mạch gói, do ITU ban hành. Phiên bản đầu tiên được đa ra vào
năm 1996 và phiên bản 4 là phiện đang được sử dụng rộng rãi được ban hành vào
năm 2001. Phiên bản 1 và 2 hô trợ H.245 trên nền TCP, Q.931 trên nền TCP và
RAS trên nền UDP. Các phiên bản 3 và 4 1 có hỗ trợ thêm H245 và Q.931 trên nền
TCP và UDP. Ban đầu H.323 dự định dành chỗ X.25 và ATM nhưng trong thực tế
nó lại được biết đến nhiều hơn với ứng dụng VoIP.
Ngăn xếp giao thức H.323 theo mô hình OSI: