Đồ án tốt nghiệp đại học Chơng I: Tổng quan về công nghệ chuyển mạch mềm
Nguyễn Văn Quân (B), D2001VT
- 4 -Chơng I
Tổng quan về công nghệ chuyển mạch mềm
1.1 Giới thiệu
1.1.1 Mạng viễn thông hiện tại và giải pháp
Các mạng viễn thông hiện tại có đặc điểm chung là tồn tại một cách riêng lẻ, ứng
với mỗi loại hình dịch vụ thông tin có ít nhất một loại mạng riêng biệt phục vụ dịch vụ
đó nh mạng Telex, mạng điện thoại công cộng PSTN, mạng truyền số liệu, mạng di
động GSM
Mạng PSTN nói chung đáp ứng đợc rất tốt nhu cầu dịch vụ thoại của khách hàng.
Tuy nhiên trong lĩnh vực cung cấp dịch vụ thoại còn có nhiều vấn đề cha đợc giải
quyết một cách thực sự thoả đáng, cha nói đến những dịch vụ mới nh truyền số
liệu
Ngày nay do sự tác động của hai yếu tố: sự gia tăng nhu cầu của khách hàng và sự
ra đời của những công nghệ mới, hạ tầng viễn thông của mỗi nớc đang đứng trớc
những bớc ngoặt. Sự gia tăng nhu cầu của khách hàng về loại hình dịch vụ, không chỉ
là tín hiệu thoại mà bao gồm cả hình ảnh, dữ liệu và các dịch vụ đa phơng tiện. Nếu
nh lu lợng thoại đợc đáp ứng rất tốt bởi mạng PSTN thì với những loại lu lợng
còn lại mạng PSTN lại tỏ ra có rất nhiều nhợc điểm :
Sử dụng băng tần không linh hoạt
Lãng phí tài nguyên hệ thống
Không có cơ chế phát hiện và sửa lỗi
Hiệu năng sử dụng mạng không cao
Ngoài ra, trong qua trình hoạt động, chuyển mạch kênh đã bộc lộ những yếu điểm
của mình. Những yếu điểm chính của chuyển mạch kênh là:

Giá thành chuyển mạch của tổng đài nội hạt

Để thoả mãn nhu cầu của khách hàng, đồng nghĩa với việc gia tăng lợi nhuận, các
nhà cung cấp dịch vụ viễn thông yêu cầu những giải pháp công nghệ mới thay thế hay
bổ sung cho mạng PSTN. Cùng với sự gia tăng nhu cầu của khách hàng, công nghệ
chuyển mạch gói cũng góp phần đa ngành công nghiệp viễn thông chuyển sang thời
kỳ mới. Công nghệ chuyển mạch gói đa ra giải pháp chuyển giao thông tin dới dạng
các gói tin theo phơng thức hớng kết nối hay không kết nối trên các kênh ảo (chỉ
thực sự chiếm dụng tài nguyên khi có lu lợng trên nó). Mạng chuyển mạch gói có
thể đợc xây dựng trên các giao thức khác nhau: X25, IP. Trong đó giao thức IP đang
là giao thức đợc quan tâm nhiều nhất. Mạng chuyển mạch gói dựa trên giao thức IP
đợc coi là giải pháp công nghệ đáp ứng sự gia tăng nhu cầu của khách hàng. Với khả
năng của mình, các dạng lu lợng khác nhau đợc xử lý hoàn toàn trong suốt trong
mạng IP, điều này cho phép mạng IP có khả năng cung cấp các loại dịch vụ đa dạng,
phong phú bao gồm cả dịch vụ đa phơng tiện chứ không riêng gì dịch vụ thoại. Điều
này rất có ý nghĩa khi trong tơng lai, thông tin thoại chỉ còn tồn tại nh dịch vụ gia
tăng giá trị.
Nh vậy, để đáp ứng nhu cầu khách hàng các nhà quản trị mạng có hai sự lựa chọn
hoặc xây dựng một cơ sở hạ tầng hoàn toàn mới cho mạng IP hoặc xây dựng một mạng
có khả năng cung cấp các dịch vụ IP bằng cách nâng cấp trên cơ sở mạng PSTN hiện
có. Trên quan điểm kinh tế, rõ ràng phơng án hai là sự lựa chọn đúng đắn, đó là mạng
thế hệ sau NGN.
1.1.2 Mạng thế hệ mới NGN
a. Định nghĩa
Đồ án tốt nghiệp đại học Chơng I: Tổng quan về công nghệ chuyển mạch mềm
Nguyễn Văn Quân (B), D2001VT
- 6 -

Mạng viễn thông thế hệ mới có nhiều tên gọi khác nhau, chẳng hạn nh:
Mạng đa dịch vụ: cung cấp nhiều dịch vụ khác nhau.
Mạng hội tụ: hỗ trợ dịch vụ thoại và dữ liệu, cấu trúc mạng hội tụ.
Mạng phân phối: phân phối tính thông minh cho mọi phần tử trong mạng.

Nguyễn Văn Quân (B), D2001VT
- 7 -

Lớp điều khiển.
Lớp quản lý.
Trong các lớp trên, lớp điều khiển là phức tạp nhất với nhiều giao thức, khả năng
tơng thích giữa các thiết bị của các hãng là vấn đề đang đợc các nhà khai thác quan
tâm. Hình 1.1: Cấu trúc chức năng của NGN
Kiến trúc mạng NGN sử dụng chuyển mạch gói cho thoại và dữ liệu. Các khối
trong tổng đài hiện nay đợc phân chia thành các lớp mạng riêng lẻ, các lớp này liên
kết với nhau qua các giao diện mở tiêu chuẩn.
Sự thông minh của xử lý cuộc gọi cơ bản trong chuyển mạch PSTN thực chất đã
đợc tách ra từ phần cứng của ma trận chuyển mạch . Sự thông minh đó nằm trong một
thiết bị tách rời gọi là chuyển mạch mềm (Softswitch) hay bộ điều khiển cổng phơng
tiện (MGC) hay tác nhân cuộc gọi (Call Agent), đóng vai trò phần tử điều khiển trong
kiến trúc mạng mới. Các giao diện mở hớng tới các ứng dụng mạng thông minh
(Intelligent Network) và các máy chủ ứng dụng (Application Server) mới, tạo điều
kiện dẽ dàng cho việc cung cấp dịch vụ và đảm bảo đa ra thị trờng trong thời gian
ngắn nhất.
Tại lớp trung gian (truyền thông), các cổng phơng tiện (MG) đợc đa vào sử
dụng để thích ứng thoại và các phơng tiện khác với mạng chuyển mạch gói. Các MG
này đợc sử dụng để phối ghép hoặc với thiết bị đầu cuối của khách hàng (RGW:
Residental Gateway), hoặc với các mạng truy nhập (AGW: Access Gateway), hoặc với
mạng PSTN (TGW: Trunk Gateway). Các máy chủ phơng tiện đặc biệt thực hiện
nhiều chức năng khác nhau, chẳng hạn nh cung cấp các âm mời quay số hoặc bản tin
Đồ án tốt nghiệp đại học Chơng I: Tổng quan về công nghệ chuyển mạch mềm
Nguyễn Văn Quân (B), D2001VT


Hình 1.2: Cấu trúc hệ thống chuyển mạch đa dịch vụ
1.2 Khái niệm chuyển mạch mềm và kiến trúc tổng quan
1.2.1 Khái niệm
Các ý kiến khác nhau về chuyển mạch mềm cũng xuất phát từ góc độ nhìn nhận
khác nhau về kiến trúc, chức năng. Trớc 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 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, Softswitch thực
hiện chuyển mạch cuộc gọi mà không phụ thuộc vào phơng thức truyền dẫn cũng nh
cách truy nhập mạng, các dạng lu lợng khác nhau đợc xử lý trong suốt. Thông qua Lớp ứng dụng
Lớp media

Lớp điều
khiển
Bộ điều khiển
IP/MPLS
Bộ điều khiển
ATM/SVC
Bộ điều khiển

mong đợi khác của mạng. Đó là các sản phẩm có chức năng quản lý dịch vụ, điều
khiển cuộc gọi gatekeeper, thể hiện ở việc hội tụ các công nghệ IP, ATM, TDM trên
nền cơ sở hạ tầng sẵn có. Hơn nữa, softswitch còn có khả năng tơng thích giữa chức
năng điều khiển cuộc gọi và các chức năng mới sẽ phát triển sau.
Nh vậy, tuỳ vào thị trờng của mình, các nhà cung cấp khác nhau có quan điểm
khác nhau về chuyển mạch mềm, tuy nhiên các quan điểm đó bổ sung cho nhau để
hình thành một định nghĩa chung về Softswitch. Softswitch là hệ thống chuyển mạch
thực hiện đầy đủ chức năng của chuyển mạch truyền thống, có khả năng kết hợp nhiều
loại dịch vụ, có thể đáp ứng nhiều loại lu lợng, khả năng kết nối với nhiều loại mạng,
nhiều loại thiết bị, dễ dàng nâng cấp cũng nh tơng thích với các dịch vụ mới và các
dịch vụ trong tơng lai.
Nh vậy chuyển mạch mềm là gì?
Nói một cách ngắn gọn công nghệ chuyển mạch mềm là:
Công nghệ chuyển mạch các cuộc gọi trên nền công nghệ gói (nh VoIP )
Phần mềm hệ thống chạy trên các máy chủ có kiến trúc mở (ví dụ Intel,
Sun )
Có giao diện lập trình mở
Hỗ trợ đa dịch vụ từ thoại/ fax đến thông điệp
Tổng đài chuyển mạch mềm thực ra là máy chủ, hay hệ thống máy chủ, trong
mạng IP. Trong mạng thế hệ sau toàn IP tất cả các thành phần mạng nh gateway,
softswitch hay kể cả các đầu cuối nh máy điện thoại IP, PDA đều là các nút trong
Đồ án tốt nghiệp đại học Chơng I: Tổng quan về công nghệ chuyển mạch mềm
Nguyễn Văn Quân (B), D2001VT
- 10 -

mạng IP. Dĩ nhiên những đầu cuối tơng tự nh máy điện thoại thông thờng vẫn có
thể sử dụng đợc thông qua các gateway.
1.2.2 Lợi ích của chuyển mạch mềm đối với các nhà khai thác và khách hàng.
Công nghệ chuyển mạch mềm trong mạng NGN giúp cho việc thực hiện, khai thác
vận hành bảo dỡng mạng một cách dễ dàng, hiệu quả. Sau đây ta xét một số lợi ích

các cơ cấu chuyển mạch kênh nh trớc nữa, do đó đầu t vào chuyển mạch
mềm sẽ tăng gần nh tuyến tính theo số lợng khách hàng mà không phải bỏ
một khoản đầu t ban đầu rất lớn nh trớc đây.

Sử dụng băng thông một cách hiệu quả
: Trong mô hình hiện nay, hệ thống
điện thoại thiết lập một kênh dành riêng giữa ngời gọi và ngời đợc gọi
trong một cuộc gọi bình thờng. Đờng truyền này sẽ không đợc sử dụng 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 đờng trung kế, tuy nhiên
Đồ án tốt nghiệp đại học Chơng I: Tổng quan về công nghệ chuyển mạch mềm
Nguyễn Văn Quân (B), D2001VT
- 11 -

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 nào trên mạng.

Quản lý mạng hiệu quả hơn
: Chuyển mạch mềm 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 nh thay đổi cấu hình mạng đợc thc hiện từ một
trạm trung tâm, không nhất thiết phải đến tận nơi đặt thiết bị chuyển mạch.

Cải thiện dịch vụ
: Khả năng nâng cấp dịch vụ một cách dễ dàng là một trong
những nguyên nhân làm cho chuyển mạch mềm sẽ đợc nhanh chóng chấp
nhận trong lĩnh vực viễn thông. Bằng cách thêm những dịch vụ mới thông qua
một máy chủ ứng dụng mới riêng biệt hay bằng cách triển khai thêm một

- 12 -

Ngoài những lợi ích kể trên, thì chuyển mạch mềm còn cho phép khách hàng có
đợc chất lợng dịch vụ của thông tin thoại, số liệu, video qua đờng dây điện thoại
vốn có của mình (cùng với một đầu cuối thông minh, một chiếc PC chẳng hạn) mà
không cần quan tâm tới kiến trúc hạ tầng mạng. Các hệ thống chuyển mạch mềm tích
hợp đợc với các thành phần mạng khác nhằm 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 phơng tiện.
Bên cạnh việc ứng dụng 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
cớc khách hàng trong của hai hệ thống trả sau hay trả trớc. 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 máy chủ mới dễ dàng. Các nhà khai thác cũng có thể
truy nhập tới các danh mục có sẵn để hỗ trợ cho các dịch vụ nhận dạng cuộc gọi
(Caller-ID) hay chuông có chọn lọc (Selective Ringing).
Chuyển mạch mềm nói chung có thể cung cấp một số dịch vụ cơ bản sau:
Trung tâm cuộc gọi ảo.
Nhắn tin hợp nhất.
IP Centrex
Hỗ trợ đa phơng tiện.
Tơng tác với PSTN.
Bao trùm hết tập tính năng của các chuyển mạch lớp 4 và lớp 5.
Thẻ gọi trả trớc.
Tính cớc.
Cuộc gọi khẩn cấp
Khi vẫn tận dụng mạng PSTN, chuyển mạch mềm đợc sử dụng trong mạng công
cộng để thay thế cho tổng đài cấp 4 (tandem switch) và trong mạng riêng. Khi đó, phần
mềm điều khiển chuyển mạch chỉ có nhiệm vụ đơn giản là thiết lập và giải phóng cuộc
gọi.

- 14 - Hình 1.4 : Mô hình tham chiếu chuyển mạch mềm
1.3.1 Mặt bằng truyền tải
Mặt bằng truyền tải thực hiện chức năng vận chuyển các bản tin giữa các thực thể
trong toàn mạng. Các bản tin có thể là bản tin báo hiệu cuộc gọi, bản tin thiết lập cuộc
gọi hay lu lợng cần truyền. Cơ chế truyền tải các bản tin này có thể dựa trên bất kỳ
một công nghệ truyền dẫn nào, miễn là nó đáp ứng các yêu cầu của việc truyền dẫn
loại lu lợng đó.
Mặt bằng truyền tải cũng đa ra các điểm truy nhập dành cho việc liên kết với các
mạng khác nhằm mục đích báo hiệu hay truyền tải lu lợng giữa chúng. Các thực thể
và chức năng của mặt bằng này đợc điều khiển bởi các chức năng trong mặt bằng báo
hiệu và điều khiển cuộc gọi.



IN/AIN
Chuyển mạch
liên mạng
PSTN/SS
7/ATM

Mạng
VoIP
Đầu cuối phi IP
Mạng di động
Mặt bằng ứng dụng và dịch vụApplication/Feature Server
Mặt bằng điều khiển và báo hiệuCall Agent, MGC, chuyển mạch mềm,GK
Mặt bằng truyền tải

Miền truyền tải IP:
Mạng lõi IP, định tuyến, chuyển
mạch, BG, QoS (RSVP, MPLS)

Miền liên kết
mạng:
TG (MG), SG,
tơng tác GW
Miền truy nhập phi IP:

thiết bị: cổng truy nhập (Access Gateway) hay các cổng nội hạt (Residential
Gateway), đầu cuối ISDN, thiết bị truy nhập tích hợp, các cổng phơng tiện
cho các mạng di động hay mạng truy nhập vô tuyến

1.3.2 Mặt bằng báo hiệu và điều khiển cuộc gọi
Mặt bằng này điều khiển hầu hết các thực thể của mạng, đặc biệt là các thực thể
thuộc mặt bằng truyền tải. Các thiết bị và chức năng trong mặt bằng này tiến hành điều
khiển cuộc gọi dựa trên các bản tin báo hiệu nhận đợc từ mặt bằng truyền tải, nó cũng
thực hiện việc thiết lập và giải phóng cuộc gọi trên cơ sở điều khiển các thiết bị thuộc
mặt bằng truyền tải. Mặt bằng này bao gồm các thiết bị nh : bộ điều khiển cổng
phơng tiện (Media gateway Controller), Gatekeeper, LDAP servers.

1.3.3 Mặt bằng ứng dụng và dịch vụ
Mặt bằng này cung cấp các logic dịch vụ hay kịch bản của các dịch vụ và ứng
dụng trên mạng. Các thiết bị trong mặt bằng sẽ điều khiển từng bớc cuộc gọi dựa trên
các logic có sẵn thông qua việc giao tiếp với các thiết bị trong mặt bằng báo hiệu và
điều khiển cuộc gọi. Mặt bằng này bao gồm các thiết bị nh Application Servers,
Feature Servers.

1.3.4 Mặt bằng quản lý và bảo dỡng mạng
Mặt bằng này thực hiện các chức năng quản lý nh tính cớc, hỗ trợ vận hành, các
xử lý liên quan tới thuê bao hay cung cấp dịch vụ tới khách hàng. Mặt bằng quản lý có
thể tơng tác với 3 mặt bằng trên thông qua các giao diện chuẩn hay giao diện lập trình
mở.

Đồ án tốt nghiệp đại học Chơng I: Tổng quan về công nghệ chuyển mạch mềm
Nguyễn Văn Quân (B), D2001VT
- 16 -

1.4 Các thực thể chức năng

Chức năng này gồm các giao thức ứng dụng H248 và MGCP
Chức năng Call Agent (CA-F) và Internetworking (IW-F) là các chức năng thành
phần của MGC-F. CA-F thể hiện khi MGC xử lý điều khiển cuộc gọi hay duy trì trạng
thái cuộc gọi. IW-F thể hiện khi MGC thực hiện chức năng báo hiệu giữa các mạng
báo hiệu khác nhau (ví dụ nh SS7 và SIP).

1.4.2 Chức năng định tuyến cuộc gọi và tính cớc R-F, A-F
R-F cung cấp các thông tin định tuyến cuộc gọi cho MGC-F, A-F thu thập các
thông tin phục vụ cho việc tính cớc. R-F và A-F có đặc điểm:
Cung cấp chức năng định tuyến cho việc định tuyến cuộc gọi liên mạng
Cung cấp khả năng quản lý phiên và di động
Cập nhật các thông tin định tuyến từ các nguồn bên ngoài
Tơng tác với AS-F nhằm cung cấp các dịch vụ hay ứng dụng tới khách
hàng

R-F và A-F thờng đợc tích hợp trong chức năng MGC

1.4.3 Chức năng cổng báo hiệu và chức năng báo hiệu cổng truy nhập
SG-F cung cấp cổng phơng tiện cho việc báo hiệu giữa mạng IP và PLMN, PSTN
(thờng là báo hiệu số 7). Vai trò chính của SG-F là đóng gói và truyền các bản tin báo
hiệu số 7 của PSTN (ISUP hoặc INAP) hay PLMN (MAP hoặc CAP) qua mạng IP.
AGS-F cung cấp cổng phơng tiện cho việc báo hiệu giữa mạng IP và mạng truy
cập dựa trên chuyển mạch kênh.Vai trò chính của AGS-F là đóng gói và truyền các bản
tin báo hiệu V5 hay ISDN, BSSAP, RANAP 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 phục vụ nhiều MGC-F
Khi SG-F và MGC-F không đợc cài đặt chung, SG-F sẽ thực hiện chức
năng giao diện giao thức (ví dụ nh SIGTRAN )


Thông thờng, sự kết hợp giữa AS-F và MGC-F sẽ tạo ra các năng lực điều khiển
các dịch vụ tăng cờng nh: điện thoại hội nghị, chờ cuộc gọi.Các nhà khai thác sẽ
không sử dụng một giao diện giữa AS và MGC, thay vào đó là một giao diện lập trình
ứng dụng API giữa MGC và AS. Khi này AS còn có tên gọi khác là Feature Server.
Chức năng điều khiển dịch vụ (Service Control Function) SC-F xuất hiện khi AS-F
điều khiển logic dịch vụ.

1.4.5 Chức năng cổng phơng tiện MG-F
MG giao tiếp với mạng IP bằng các đờng điểm truy nhập hay trung kế mạng. Nói
khác đi, MG-F hoạt động nh một cổng giao tiếp giữa mạng IP và các mạng bên ngoài,
đó 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 các mạng chuyển mạch gói với nhau (IP
Đồ án tốt nghiệp đại học Chơng I: Tổng quan về công nghệ chuyển mạch mềm
Nguyễn Văn Quân (B), D2001VT
- 19 -

và 3G hay ATM).Vai trò cơ bản của MG-F là: chuyển lu lợng từ một khung dạng
truyền dẫn này sang một khung dạng truyền dẫn khác, thờng là giữa chuyển mạch
kênh và chuyển mạch gói, giữa gói ATM và gói IP, mạch ISDN tơng tự và gói giống
nh trong cổng phơng tiện nội hạt.
Các đặc điểm của MG-F:

Luôn luôn có mối quan hệ chủ tớ với MGC-F thông qua giao thức MGCP
hay MEGACO
Có thể thực hiện các chức năng xử lý lu lợng nh chuyển mã, đóng gói,
loại bỏ tiếng dội, giám sát hiện tợng Jitter, đa ra các xử lý khi bị mất gói
tin
Có thể thực hiện các chức năng chèn lu lợng nh tạo âm báo tiến trình
cuộc gọi, tạo DTMF

Hình 1.6: Phân loại giao thức báo hiệu trong chuyển mạch mềm
Giao thức ngang cấp H323, SIP đợc sử dụng để trao đổi thông tin báo hiệu
giữa các MGC, giữa MGC và các Server.
Giao thức chủ tớ MGCP, H.248\MEGACO là giao thức báo hiệu điều khiển
giữa MGC và các Gateway (trong đó MGC điều khiển Gateway).
Giao thức Sigtran là giao thức báo hiệu giữa MGC và Signaling Gateway.
Các giao thức ngang cấp thực hiện chức năng mạng ở cấp cao hơn, quy định cách
thức giao tiếp giữa các thực thể cùng cấp để cùng phối hợp thực hiện cuộc 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 đợc tập trung trong các thực thể chức
năng điều khiển (đóng vai trò là master), thực thể này sẽ giao tiếp (điều khiển) với
nhiều thực thể khác qua các giao thức chủ tớ nhằm cung cấp dịch vụ.
1.5.1 Giao thức H323
Giao thức H323 là tiêu chuẩn dành cho truyền thông đa phơng tiện multimedia
trên cơ sở mạng chuyển mạch gói, do ITU ban hành. Phiên bản đầu tiên đợc đa ra

Peer-peer
Call control layer
Master/slave
Device control layer
Đồ án tốt nghiệp đại học Chơng I: Tổng quan về công nghệ chuyển mạch mềm
Nguyễn Văn Quân (B), D2001VT
- 21 -

vào năm 1996 và phiên bản gần đây nhất (version 4) đợc ban hành vào 7/2001. Phiên
bản 1 và 2 hỗ trợ H245 trên nền TCP, Q931 trên nền TCP và RAS trên nền UDP. Các
phiên bản 3 và 4 có hỗ trợ thêm H245 và Q931 trên nền TCP và UDP. Ban đầu H323
dự định dành cho X25 và ATM nhng trong thực tế nó lại đợc biết đến nhiều hơn với
ứng dụng VoIP.
Ngăn xếp giao thức H.323 theo mô hình OSI:

Hình 1.7: Ngăn xếp giao thức H323.

Từ ngăn xếp giao thức ta thấy:
H323 hỗ trợ cho lu lợng thoại qua các chuẩn mã hoá G711, G722, G728,
G729, G723.1 trên nền giao thức RTP và RTC thông qua phơng thức chuyển
tải không tin cậy (UDP).
H323 hỗ trợ lu lợng video qua các chuẩn mã hoá H261, H263 trên nền các
giao thức RTP và RTCP cũng qua phơng thức truyền tải không tin cậy (UDP).
H323 hỗ trợ lu lợng dữ liệu các giao thức T122, T124, T125, T127, T126 qua
phơng thức truyền tải tin cậy (TCP).
H245 là giao thức điều khiển kênh (trao đổi các thuộc tính cuộc gọi giữa 2 đầu
cuối). H225 là giao thức báo hiệu giữa đầu cuối và gatekeeper.

Trong mạng H.323 không nhất thiết phải có Gatekeeper, tuy nhiên nếu có
Gatekeeper thì tất cả các đầu cuối phải đăng ký trớc khi thực hiện cuộc gọi.
H.323 MCU hỗ trợ hội nghị của 3 hay nhiều hơn đầu cuối. Trong MCU có hai
module : MC (Multipoint Controller) có chức năng điều khiển và MP
(Multipoint Processor) nhận và xử lý các luồng dữ liệu thoại, video hoặc dữ liệu
khác.
1.5.2 Giao thức SIP
SIP do nhóm làm việc MMUSIC (Multiparty Multimedia Session Control) của
IETF phát triển từ tiêu chuẩn RFC2543. Đây là giao thức báo hiệu lớp ứng dụng mô tả
việc khởi tạo thay đổi và huỷ phiên truyền thông đa phơng tiện giữa các đầu cuối. SIP
đợc đa ra trên cơ sở nguyên lý giao thức trao đổi thông tin của mạng internet
(HTTP). SIP là giao thức ngang cấp, hoạt động theo nguyên tắc hỏi đáp (server/client).
Vị trí giao thức SIP trong mô hình phân lớp hệ thống đợc mô tả nh sau: Mạng gói

PSTN

H.323
Terminal
H.323
Gateway
H.323
MCU
H.323
Gatekeeper
H.323
Gateway


Proxy Server
: là đại diện cho một nhóm các đầu cuối SIP, có nhiệm vụ đáp ứng
các yêu cầu SIP của nhóm đó hay từ các proxy khác. Trong trờng hợp nó
không đáp ứng đợc thì yêu cầu sẽ đợc chuyển cho một proxy khác

Redirect Server
: Nhận địa chỉ SIP và gửi lại cho nơi hỏi dới dạng địa chỉ khác
của proxy kế tiếp để liên lạc.

Registrar Server
: Có chức năng nhận thực, bảo mật. Ghi lại địa chỉ SIP và địa
chỉ IP của đầu cuối SIP đăng ký.

Location Server
là phần mềm định vị thuê bao, cung cấp thông tin về những vị
trí có thể của phía bị gọi cho các phần mềm Proxy Server và Redirect Server.
SIP sử dụng phơng pháp mã hoá kiểu văn bản với cấu trúc bản tin theo kiểu hỏi
/đáp, bao gồm các bản tin sau:
INVITE: Bắt đầu thiết lập cuộc gọi bằng cách gửi bản tin mời đầu cuối khác
tham gia
ACK: Bản tin này khẳng định client đã nhận đợc bản tin trả lời bản tin INVITE
BYE: Bắt đầu kết thúc cuộc gọi
CANCEL: Hủy yêu cầu đang nằm trong hàng đợi
SIP Protocol Model
S
Y
S
Hình 1.10: Cấu trúc hệ thống SIP

Trong hội thoại SIP, mỗi bên tham gia đợc gán một địa chỉ SIP hay ccòn đợc gọi
là SIP URL, ngời sử dụng phải đăng ký vị trí của họ với SIP server. Để tạo một cuộc
gọi SIP, phía gọi định vị tới máy phụ vụ thích ứng và sau đó gửi đi một yêu cầu SIP.
Hoạt động thờng xuyên nhất là mời các thành viên tham gia hội thoại. Thành phần
Registran đóng vai trò tiếp nhận các yêu cầu đăng ký từ UA (User Agent) và lu trữ
các thông tin này tại một dịch vụ bên ngoài SIP.

1.5.3 Giao thức Sigtran
Mạng NGN là sự hội tụ của công nghệ thông tin, mạng IP, internet vào mạng viễn
thông. Sự hội tụ này đặt ra yêu cầu chuyển tiếp giữa mạng PSTN truyền thống và mạng
IP. Điều này đợc tiến hành nhờ giao thức truyền tải báo hiệu Signaling Transport-
Sigtran. Sigtran là một giao thức VoIP, cho phép truyền tải các bản tin báo hiệu số 7
qua mạng IP nhờ đó lu lợng của mạng PSTN và ISDN dựa trên báo hiệu số 7 có thể
truyền qua mạng IP. Để làm đợc điều này, Sigtran sử dụng một loạt các giao thức
thành phần và các module tơng thích bao gồm: giao thức truyền tải điều khiển dòng-
SCTP (Stream Control Transport Protocol), module tơng thích với MTP lớp 3
(M3UA), MTP lớp 2 (M2UA), lớp tơng thích với ngời dùng ISDN (IUA). Ngăn xếp

Hỗ trợ chuyển giao các bản tin phần ngời dùng SCCP (ví dụ nh TCAP,
RANAP)
Hỗ trợ các dịch vụ không hớng kết nối (connectionless) SCCP
Hỗ trợ các dịch vụ hớng kết nối (connection oriented) SCCP
Hỗ trợ quản lý kết hợp truyền tải SCTP và lu lợng giữa một SG và một
hay nhiều node báo hiệu IP

Hỗ trợ cho việc thông báo một cách đồng bộ sự thay đổi trạng thái cho
công tác quản lý.

Đồ án tốt nghiệp đại học Chơng I: Tổng quan về công nghệ chuyển mạch mềm
Nguyễn Văn Quân (B), D2001VT
- 26 -

1.5.4 Giao thức MGCP-H.248
Một trong những giao thức quan trọng nhất, là nền tảng của chuyển mạch mềm là
giao thức điều khiển cổng phơng tiện-MGCP (Media Gateway Control Protocol).
Giao thức này quy định cách thức mà MGC điều khiển các MG trong việc thiết lập kết
nối khi mà các phần mềm điều khiển, xử lý cuộc gọi đợc tách khỏi các MG. MGCP
đợc phát triển từ hai giao thức kiến nghị ban đầu là: giao thức điều khiển Gateway
đơn giản SGCP (Simple Gateway Control Protocol) và giao thức điều khiển thiết bị
Internet IPDC (Internet Protocol Device Control). MGCP là giao thức đợc thiết kế
dành chủ yếu để xử lý IP, giao thức này ít có năng lực xử lý cho việc truyền tải các gói
thoại nói chung, ví dụ nh VoATM. Việc ứng dụng MGCP trong thực tế cũng chỉ ra
một số nhợc điểm của giao thức này nh thiếu một phơng thức hữu hiệu để MGC có
thể thu thập thông tin về khả năng xử lý của một MG nào đó. Những nhợc điểm này
đợc khắc phục bởi một giao thức khác với các điểm kế thừa từ MGCP và các tính
năng tăng cờng, giao thức H.248.
MGCP là sự bổ sung của cả hai giao thức SIP và H.323, đợc thiết kế đặc biệt nh
một giao thức bên trong giữa các MG và các MGC cho việc tách hoá kiến trúc GW.

thiết và gửi trả các thông tin cần thiết cho kết nối nh địa chỉ IP, cổng UDP,
các tham số cho quá trình đóng gói. Các thông tin này đợc chuyển tiếp qua
MGC.
MGC gửi CreatConnection tới GW thứ hai chứa các thông tin chuyển tiếp ở
trên. GW này trả về các thông tin mô tả phiên của nó.
MGC gửi lệnh ModifyConnection tới đầu cuối thứ nhất. Quá trình kết nối thành
công sau khi hoàn tất các bớc trên.
Hình 1.12: Quan hệ giữa MG và MGC
Đồ án tốt nghiệp đại học Chơng II: Giới thiệu giao thức H.248
Nguyễn Văn Quân (B), D2001VT
- 28 -

Chơng II
Giới thiệu giao thức MEGACO/H.248
2.1 Sự ra đời của MEGACO/H.248
Đầu năm 1998 nhiều nhà nghiên cứu cũng nh các nhà điều hành mạng đã đa ra
một số giao thức điều khiển cổng phơng tiện khác nhau (MGCP của IETF, MDCP của
ITU-T). Mặc dù nhu cầu về một giao thức điều khiển cổng phơng tiện là rất rõ ràng
nhng không có giao thức nào nhận đợc sự ủng hộ hoàn toàn. Tới cuối năm 1998,
IETF thành lập nhóm nghiên cứu về giao thức điều khiển cổng phơng tiện MEGACO
(MEgaco GAteway Control working group) với nhiệm vụ xây dựng một tiêu chuẩn mở
trên cơ sở IP dựa trên nguyên lý chủ/tớ để điều khiển các cổng phơng tiện, Nortel
Network là tổ chức đứng đầu nhóm này.
Nhóm nghiên cứu đã lựa chọn các u điểm của hai giao thức tiền thân MGCP và
MDCP, đồng thời bổ sung các tính năng tăng cờng, tới tháng 3 năm 1999, Nortel
Network chính thức công bố về một giao thức điều khiển cổng phơng tiện mới
MEGACO.
Song song với các nỗ lực của IETF trong việc xây dựng giao thức MEGACO, vào
tháng 5 năm 1999 nhóm nghiên cứu 16 (study group 16-SG16) cũng khởi xớng một
dự án mang tên: giao thức điều khiển cổng phơng tiện, sau này là H.248. Cũng vào