Đồ án tốt nghiệp đại học
LỜI MỞ ĐẦU
Cùng với sự phát triển của các ngành điện tủ - tin học, công nghệ viễn thông
trong những năm vừa qua phát triển rất mạnh mẽ cung cấp ngày càng nhiều các loại
hình dịch vụ mới đa dạng, an toàn, và chất lượng cao đáp ứng ngày càng tốt hơn yêu
cầu của khách hàng.
Trong xu hướng phát triển và hội tụ của viễn thông và tin học, cùng với sự phát
triển nhanh chóng về nhu cầu của người dùng đối với những dịch vụ đa phương tiện
chât lượng cao đã làm cho cơ sở hạ tầng thông tin và viễn thông đã có những thay đổi
lớn về cơ bản. Nhưng tổng đài chuyển mạch kênh truyền thống đã không còn có thể
đáp ứng những đòi hỏi của người dùng về những dịch vụ tốc độ cao, chính vì thế đòi
hổi cần phải có một giải pháp đáp ứng được yêu cầu đó. Xu hướng viễn thông dưa trên
nền tảng chuyển mạch gói tốc độ cao, dung lượng lớn và hội tụ được các loại dịch vụ
trên cùng một hạ tầng là điều tất yếu.
Mạng thế hệ sau ra đời đã đáp ứng được yêu cầu này. Sự ra đời của NGN ngoài
mặt có ý nghĩa về công nghê và dịch vụ, nó còn đem lại cơ hội cho những công ty nhỏ
ít tên tuổi hoặc những công ty mới tham gia vào thị trường viễn thông có thể đứng
vững trên thị trường mà trước đây nằm trong sự kiểm soát của một số ít nhà sản xuất
lớn.
Đứng trước xu hướng tự do hoá thị trường, cạnh tranh và hội nhập, việc phát
triển mạng viễn thông theo cấu trúc thế hệ sau (NGN) với các công nghệ phù hợp là
bước đi tất yếu của viễn thông thế giới và mạng viễn thông Việt Nam. Vì vậy em chọn
đề tài “Mô hình giao tiếp phần mềm trong mạng NGN” để làm đồ án tốt nghiệp, nội
dung đồ án của em gồm 3 chương:
• Chương I: Tổng quan về NGN, bao gồm khái niệm, kiến trúc mạng, các
phần tử mạng, dịch vụ……
• Chương II: Tình hình triển khai mạng NGN tại Việt Nam, bao gồm các
giải pháp và cấu trúc mạng NGN, giới thiệu giải pháp Surpass của
Siemen, tình hình triển khai NGN tại Việt Nam….
• Chương III: Mô hình giao tiếp phần mềm trong mạng NGN…
Do thời gian có hạn và kiến thức còn hạn chế, đặc biệt là khả năng thực tiễn

Bắt nguồn từ sự phát triển của công nghệ thông tin, công nghệ chuyển mạch gói
và công nghệ truyền dẫn băng rộng, mạng thông tin thế hệ mới (NGN) ra đời là mạng
có cơ sở hạ tầng thông tin duy nhất dựa trên công nghệ chuyển mạch gói, triển khai
các dịch vụ một cách khá đa dạng và nhanh chóng, đáp ứng sự hội tụ giữa thoại và số
liệu, giữa cố định và di động.
Như vậy, có thể xem mạng thông tin thế hệ mới là sự tích hợp mạng thoai
PSTN, chủ yếu dựa trên kỹ thuật TDM, với mạng chuyển mạch gói, dựa trên kỹ thuật
IP/ATM. Nó có thể truyền tải tất cả các dịch vụ vốn có của PSTN đồng thời cũng có
thể nhập một lượng dữ liệu rất lớn vào mạng IP, nhờ đó có thể giảm nhẹ gánh nặng
của PSTN.
Tuy nhiên, NGN không chỉ đơn thuần là sự hội tụ giữa thoại và dữ liệu mà còn
là sự hội tụ giữa truyền dẫn quang và công nghệ gói, giữa mạng cố định và di động.
Vấn đề chủ đạo ở đây là làm sao có thể tận dụng hết các lợi thế đem đến từ quá trình
hội tụ này. Một vấn đề quan trọng khác là sự bùng nổ nhu cầu của người sử dụng cho
một khối lượng dịch vụ và ứng dụng phức tạp bao gồm cả đa phương tiện, phần lớn
trong đó là không được trù liệu khi xây dựng các hệ thống mạng hiện nay.
Đoàn Thanh Tuấn -Lớp HCĐ06_VT1
3
Đồ án tốt nghiệp đại học
1.1.2. Đặc điểm của mạng NGN.
Mạng NGN có bốn đặc điểm chính:
- Nền tảng là hệ thống mạng mở
- Mạng NGN là do mạng dịch vụ thúc đẩy, nhưng dịch vụ phải thực hiện độc
lập với mạng lưới.
- Mạng NGN là mạng chuyển mạch gói, dựa trên một giao thức thống nhất.
- Là mạng có dung lượng ngày càng tăng, có tính thích ứng cũng ngày càng
tăng, có đủ dung lượng để đáp ứng nhu cầu:
Trước hết, do áp dụng cơ cấu mở mà:
+ Các khối chức năng của tổng đài truyền thống chia thành các phần tử
mạng độc lập, các phần tử được phân theo các chức năng tương ứng, và phát triển một

với các chuyển mạch kênh về mặt khả năng hỗ trợ lưu lượng thoại và cung cấp chất
lượng dịch vụ đảm bảo cho số liệu. Tốc độ đổi mới nhanh chóng trong thế giới
Internet, mà nó được tạo điều kiện bởi sự phát triển của các tiêu chuẩn mở sẽ sớm
khắc phục những thiếu sót này.
Hình 1.1: Topo mạng thế hệ sau.
Đoàn Thanh Tuấn -Lớp HCĐ06_VT1
5
Đồ án tốt nghiệp đại học
1.1.3. Động cơ xuất hiện mạng thế hệ mới.
Yếu tố hàng đầu là tốc độ phát triển theo hàm số mũ của nhu cầu truyền dẫn dữ
liệu và các dịch vụ dữ liệu kết quả của tăng trưởng Internet mạnh mẽ. Các hệ thống
mạng công cộng hiện nay chủ yếu được xây dựng nhằm truyền dẫn lưu lượng thoại,
truyền dữ liệu thông tin và video đã được những yêu cầu của chúng. Do vây, một sự
chuyển đổi sang hê thống mạng chuyển mạch gói tập trung là không thể tránh khỏi khi
mà dữ liệu thay thế vị trí của thoại và trở thành nguồn tạo ra lợi nhuận chính. Cùng với
sự bùng nổ Internet trên toàn cầu rất nhiều khả năng mạng thế hệ mới sẽ dựa trên giao
thức IP. Tuy nhiên, thoại vẫn là một dịch vụ quan trọng và do đó, những thay đổi này
dẫn tới yêu câu truyền thoại chất lượng cao qua IP.
Nhựng lý do chính dẫn tới sự xuất hiện của mạng thế hệ mới:
» Cải thiện chi phí đầu tư
Công nghệ căn bản liên quan đến chuyển mạch kênh truyền thống được cải tiến
chẫm trễ và chậm triển khai kết hợp với nền công nghiệp máy tính. Các chuyển mạch
kênh này đang chiếm phần lớn trong cơ sở hạ tầng PSTN. Tuy nhiên chung chưa thật
sự tối ưu cho mạng truyền số liệu.
Kết quả ngày nay là ngày càng có nhiều dòng lưu lượng số liệu trên mạng
PSTN đến mạng Internet và sẽ xuất hiện một giải pháp với định hướng số liệu làm
trọng tâm để thiết kế mạng chuyển mạch tương lai, nền tảng dựa trên công nghệ
chuyển mạch gói cho cả thoại và dự liệu
Các giao diện mở tại từng lớp mạng cho phép nhà khai thác lựa chọn nhà cung
cấp có hiệu quả nhất cho từng lớp mạng của họ. Truyền tải dựa trên gói cho phép phân

Trước hết các nhà cung cấp dịch vụ chính thống phải xem xét cơ sở TDM mà
họ đã lắp đặt và do vậy phải đối đầu với quyết định khó khăn về việc nâng cấp hệ
thống này, nên đầu tư vốn cho thiết bị chuyển mạch kênh và xây dựng một mạng NGN
xếp chồng, hay thậm chí nên thay thế các tổng đài truyền thống bằng những chuyển
mạch công nghệ mới sau này. Họ cũng phải xem xet ảnh hưởng của sự gia tăng lưu
lượng Internet quay số trực tiếp với thời gian giữ mày ngắn hơn nhiều. Để duy trì cạnh
tranh các nhà khai thác này cần tìm ra phương pháp cung cấp các dịch vụ mới cho các
nhà khách hàng của họ trong thời kỳ quá độ trước khi cách mạng của họ tiến triển sang
NGN một cách đầy đủ.
Vấn đề lớn nhất cần cân nhắc khi sắp tới cần hỗ trợ dịch vụ thoại qua IP và
hàng loạt các dịch vụ giá trị gia tăng khác là cơ chế “best effort” phân phối các gói tin
không còn đủ đáp ứng nữa. Một thách thức căn bản ở đây là mở rộng mạng IP theo
nhiều hướng, khả năng cung cấp đa dịch vụ trong khi vẫn giữ được ưu thế của mạng
IP. Để đảm bảo QoS cần thiết, các nhà khai thác sẽ phải có khả năng cam kết cung cấp
các thoả thuận về đinh mức dịch vụ (SLA), các yêu cầu về băng tần và cá tham số chất
lượng.
Một khía cạnh khác bảo đảm chất lượng là quy mô mạng phải đủ lớn để cung
cấp cho khách hàng nhằm chống lại hiện tượng nghẽn cổ chai trong lưu lượng của
mạng lõi. Một trong những đặc trưng của NGN chính là khả năng tăng số lượng của
các giao diện mở, nhưng điều đó cũng hàm chứa các nguy cơ đe doạ an ninh của
mạng. Do đó, đảm bảo an toàn thông tin trở thành vấn đề sống còn các nhà khai thác
nhằm bảo vệ mạng chống lại sự tấn công từ phía các tin tặc. Các công cụ an ninh và
mật mã hoá phải luôn luôn sẵn sàng.
Trong vòng hai thập kỷ vừa qua, công nghệ quang đã chứng minh được là một
phương tiên truyền tải thông tin hiệu quả trên khoảng cách lớn, và hiện nay nó là công
nghê chủ đạo trong truyền dẫn trên mạng lõi. Với các cải tiến hiện nay, như công nghệ
ghép kênh phân chia theo mật độ bước sóng DWDM, nâng cao đáng kể hiệu quả kinh
tế về truyền tải trên mạng cáp quang. Ngay nay, IP theo dự kiến sẽ trở thành giao diện
hoàn thiện thực sự cho các mạng lõi NGN. Vấn đề quan trọng ở đây là mạng cáp
quang phải tối ưu cho điều khiển lưư lượng IP. Một giải pháp có tính thuyết phục hiên

Hiện nay trên 60% lưu lượng thông tin được truyền đi trên toàn thế giới được
truyền trên mạng quang.
Công nghệ truyền dẫn quang SDH cho phép tạo trên đường truyền dẫn tốc độ
cao với khả năng bảo vệ của các mạch vòng đã được sử dụng rộng rãi ở nhiều nước và
ở Việt Nam.
Đoàn Thanh Tuấn -Lớp HCĐ06_VT1
9
Đồ án tốt nghiệp đại học
WDM cho phép sử dụng độ rộng băng tần rất lớn của sợi quang bằng cách kết
hợp một số tín hiệu ghép kênh theo thời gian với độ dài các bước sóng khác nhau và ta
có thể sử dụng được các của sổ không gian, thời gian và độ dài bước sóng. Công nghệ
WQM cho phép nâng tốc độ truyền dẫn lên 5Gb/s, 10Gb/s và 20 Gb/s
• Vô tuyến:
Vi ba: Công nghệ truyền dẫn SDH cũng phát triển trong lĩnh vực vi ba, tuy
nhiên do những hạn chế của môi trường truyền dẫn sóng vô tuyến nên tốc độ và chất
lượng truyền dẫn không cao so với công nghệ truyền dẫn quang.
Vệ tinh: Vệ tinh quỹ đạo thấp (LEO – Low Earth Orbit), vệ tinh quỹ đạo trung
bình (MEO – Medium Earth Orbit). Thị trường thông tin vệ tinh trong khu vực đã có
sự phát triển mạnh trong những năm gần đây và sẽ còn tiếp tục trong những năm tới.
Các loại hinh dịch vụ vệ tinh đã rất phát triển như: DTH tương tác, truy nhập internet,
các dịch vụ băng rộng, HDTV… Ngoài các ứng dụng phổ biến đối với nhu cầu thông
tin quảng bá, viên thông nông thôn, với sự kết hợp sử dụng các ưu điểm của công nghệ
CDMA, thông tin vệ tinh ngày càng có xu hướng phát triển đặc biệt trong lĩnh vực
thông tin di động, thông tin cá nhân
b. Công nghệ mạng truy nhập
Trong xu hướng phát triển NGN sẽ duy trì nhiều loại hình mạng truy nhập vào
một mối truyền dẫn chung như:
- Mạng truy nhập quang
- Mạng truy nhập vô tuyến
- Các phương thức truy nhập cáp đồng: HDSL, ADSL.

+ Các thiết bị mạng như: Router, Switch
+ Các thiết bị cung cấp cơ chế QoS
Miền liên kết mạng:
Miền liên kết mạng với nhiệm vụ chính nhận các dữ liệu đến, chuyển đổi khuôn
dạng dữ liệu cho phù hợp để thông tin có thể truyền thông một cách trong suốt trên
toàn bộ mạng. Trong miền này là tập hợp các Gateway như Signaling Gateway, Media
Gateway. Trong đó Signaling Gateway thực hiện chức năng cầu nối giữa mạng PSTN
và mạng IP và tiến hành phiên dịch thông tin báo hiệu giữa hai mạng này. Media
Gateway thực hiện quá trình chuyển đổi khuôn dạng dữ liệu giữa các môi trường
truyền thông khác nhau
Miền truy nhập không dựa trên giao thức IP:
Trong miền này bao gồm các thiết bị truy cập cung cấp các cổng kết nối cho
thiết bị đầu cuối thuê bao, cung cấp các dịch vụ như POTS, IP, VoIP, ATM FR, xDSL,
X25, IP-VPN…
1.2.1.2 Lớp điều khiển và báo hiệu cuộc gọi
Đây là lớp trung tâm của hệ thống thực thi quá trình điều khiển, giám sát và xử
lý cuộc gọi nhằm cung cấp các dịch vụ thông suốt từ đầu đến cuối (end-to-end) với bất
kì loại giao thức và báo hiệu nào. Thực thi quá trình giám sát các kết nối cuộc gọi giữa
thuê bao thông qua việc điều khiển các thành phần của lớp truyền tải (Transport
Plane). Quá trình xử lý và báo hiệu cuộc gọi về bản chât có nghĩa là xử lý các yêu cầu
thuê bao về việc thiết lập và huỷ bỏ cuộc gọi thông qua các bản tin báo hiệu. Lớp này
có chức năng kết nối cuộc gọi thuê bao với lớp ứng dụng và dịch vụ (Service and
Application Plane). Các chức năng này sẽ được thực thi thông qua các thiết bị như
Media Gateway Controller (hay Call Agent hay Call Controller), các SIP Service hay
Gatekeeper.
1.2.1.3. Lớp ứng dụng và dịch vụ
Lớp ứng dụng và dịch vụ là lớp cung cấp các ứng dụng và dịch vụ như mạng
thông minh IN (Intelligent Networks), các dịch vụ giá trị gia tăng… Lớp này liên kết
với lớp điều khiển và báo hiệu thông qua cá giao diện lập trình mở API (Application
Programing Interface). Cũng nhờ chính đó mà việc cập nhật, tạo mới và triển khai ứng

các SIP client. Nếu trong mạng chỉ có một SIP server thi nó vừa đóng vai trò là Proxy
Server, Redirect Server, Location Server.
- Gatekeeper: cho phép các thuê bao H232 đăng ký, nhận thực, đồng thời
giám sát các kết nối Multimedia giữa các đầu cuối H232.
Đoàn Thanh Tuấn -Lớp HCĐ06_VT1
13
Đồ án tốt nghiệp đại học
- Singnalling Gateway: thực hiện chức năng Gateway báo hiệu
- Media server: Nó cho phép sự tương tác giữa các thuê bao và các ứng dụng
thông qua thiết bị điện thoại, ví dụ như nó có thể trả lời cuộc gọi, đưa ra một lời thông
báo, đọc thư điện tử, thực hiện chức năng của IVR.
Hình 1.4: Mô hình mạng NGN
- Media Gateway: là thiết bị truyền thống kết nói với mạng chuyển mạch
kênh hiện tại và mạng NGN. Nó cung cấp các cổng kết nối trực tiếp với đường trung
kế của mạng PSTN và mạng di động và biến đổi các luồng TDM đó thành những gói
IP và ngược lại. Các Gateway hoạt động đơn thuần như một thiêt bị kết nối trung gian
được điều khiển bởi Softswitch.
- Access Gateway: là Gateway truy cập có thể cung cấp truy cập đa dịch vụ
như xDSL, VoDSL, POTS/ISDN…
- IP client: là các thiết bị đầu cuối IP hỗ trợ các giao thức H232, SIP, các đầu
cuối này có thể thực hiện những cuộc gọi Multimedia trong mạng của nó hay gọi thoại
ra mạng PSTN thông qua softswitch. Các đầu cuối này có thể là IP phone, PBX trên
nền IP.
1.2.3 Các dịch vụ trong mạng NGN.
1.2.3.1. Ứng dụng làm SS7, PRI Gateway (giảm tải internet)
Đoàn Thanh Tuấn -Lớp HCĐ06_VT1
14
Đồ án tốt nghiệp đại học
Ứng dụng này nhằm vào các nhà khai thác dich vụ thoại, những doanh nghiệp
đang tìm kiếm một giải pháp giá thành thấp cho chuyển mạch kênh truyền thống để

cây nên khi một cuộc gọi xuất phát từ tổng đài host vùng 1 gọi sang tổng đài host của
vùng 2 thì cuộc gọi phải trải qua rất nhiều các tổng đài chuyển tiếp, do đó rất tốn nhiều
tài nguyên của mạng. Mặt khác chi phí vận hành bảo dưỡng mạng tổng đài cao và mất
nhiều thời gian.
Chuyển mạch mềm chính là giải pháp cho vấn đề trên. Hình 1.7 cho thấy MGC
cùng với các MG thay thế chức năng của các tổng đài chuyển mạch kênh trước đây,
các tổng đài nội hạt kết nối tới các MG bằng các giao diện chuẩn TDM thông thường
và với MGC bằng báo hiệu số 7
Đoàn Thanh Tuấn -Lớp HCĐ06_VT1
16
Đồ án tốt nghiệp đại học
Ví dụ khi Sub A gọi cho Sub B thì thông tin thoại sẽ từ thuê bao A đến tổng đài
A-MG A qua mạng IP đến MG B rồi để tổng đài B cuối cùng kết nối cuộc gọi tại thuê
bao B, về mặt logic ta thấy Softswitch kết hợp với các MG như một tổng đài chuyển
tiếp cho cuộc gọi giữa hai thuê bao A và B
Hình 1.7. Ứng dụng tổng đài chuyển mạch gói tandem
Mô hình này mạng lại một số lợi ích với mô hình mạng chuyển mạch kênh:
Loại bỏ lưới trung kế hoạt động hiệu suất không cao, thay thế chúng bằng các
“siêu xa lộ” trong mạng IP/ATM phục vụ cho các cuộc gọi cần chuyển tiếp, giảm tải
cho các tổng đài chuyển tiếp truyền thống hoặc bot chúng hoàn toàn.
Giảm được chi phí vận hành vì giảm được số tổng đài chuyển tiếp, số trung kế
ít hơn (so với một mạng lưới trước đây) và tránh không phải thiết kế các mạch TDM
phức tạp.
Giảm được một số lượng các cổng chuyển mạch dùng cho các trung kế giữa các
tổng đài nội hạt với nhau.
Truy cập các tài nguyên tập trung một cách hiệu quả hơn
Hợp nhất thông tin thoại và số liệu vào một mạng duy nhất, qua đó giảm vốn
đầu tư và chi phí so với các mạng riêng biệt hiện nay cho thoại và số liệu.
Đoàn Thanh Tuấn -Lớp HCĐ06_VT1
17

- Các thiết bị IP của người sử dụng (IP Customer Premise)
- Các IP client và IP terminal.
IP Customer Premise: Là một thiết bị truy cập mà nó định vị tại nhà của khách
hàng và có khả năng cung cấp các dịch vụ thoại truyền thống hay đường kết nối PBX.
Cả thoại và dữ liệu đều có thể truyền từ đầu cuối tới đầu cuối qua mạng IP. Hình 1.10
thể hiện mô hình của IP Customer Premise trong mạng NGN
Đoàn Thanh Tuấn -Lớp HCĐ06_VT1
20
Đồ án tốt nghiệp đại học
Hình 1.10: Sơ đồ kết nối IAD, và Customer Premise GW
Có hai loại thiết bị phổ biến nhât:
Thiết bị truy cập tích hợp, tín hiệu thoại POTS/ISDN sẽ được số hoá và ghép
kênh với tín hiệu dữ liệu trước khi truyền lên đường truyền DSL tới DSLAM.
Gateway thuộc khách hàng: Thiết bị nay linh hoạt hơn nữa, nó hộ trợ thuê bao
và các dịch vụ như IAD nhưng được kết nối với mạng IP bằng giao diện như các cable
modem, DSL modem hay truy cập bằng mạch vòng nội hạt không dây cũng như
Powerline.
IP clinet và IP terminal
Dịch vụ này được áp dụng cho trường hợp thoai giữa các thuê bao sử dụng đầu
cuối IP thông qua các giao thức H232, SIP. Nó phát triển ngày càng mạnh mẽ đem lại
hiệu quả hết sức to lớn cho con người, ví dụ như thoại, hội nghị truyền hình, video
demmand…
Đoàn Thanh Tuấn -Lớp HCĐ06_VT1
21
Đồ án tốt nghiệp đại học
Hình 1.11: Ứng dụng NGN với đầu cuối IP, và IP client
Cho phép máy tính của bạn có đủ các thuộc tính của một điện thoại
Là điện thoại IP nếu bạn muốn sử dụng thiết bị điện thoại thông thường
Một IP Client như một tổng đài IP (IP PBX)
Ngoài ra mạng H232, SIP người sử dụng có thể gọi cho mạng PSTN chi phí rất

hẹp (PSTN, ISDN) qua mạng nền tảng gói mà không ảnh hưởng tới các giao diện
mạng đang tồn tại và các dịch vụ kết cuối.
Đoàn Thanh Tuấn -Lớp HCĐ06_VT1
23
Đồ án tốt nghiệp đại học
Hình 1.13. Mô hình giao thức BICC
- Điều khiển cuộc gọi: Không nhận biết truyền dẫn mang thực tế, thông tin kết
nối xác định tải được sử dụng cho từng trường hợp cuộc gọi và từng tải.
- Điều khiển mang: (Bearer control): Phụ thuộc vào công nghệ mang được sử
dụng ở lớp dưới .
Megaco
- Giao thức Megaco/H248 dựa trên mô hình chủ/tớ và là chuẩn quốc tế cho việc
điều khiển gateway trong mạng phân tán và là chuẩn mở được phát triển kết hợp giữa
ITU và IETF.
- Megaco/H.248 tuy còn đơn giản nhưng hiệu quả và rất linh hoạt trong việc mở
rộng, cho phép xây dựng phân chia các chức năng gateway bên dưới lớp điều khiển
cuộc gọi (như SIP, H.323 ). Nó rất linh hoạt cho việc phát triển phần lớn các dịch vụ
với các yêu cầu chất lượng, giá cả khác nhau cũng như hỗ trợ và phát triển các mạng
vốn có.
Đoàn Thanh Tuấn -Lớp HCĐ06_VT1
24
Đồ án tốt nghiệp đại học
Hình 1.14. Quá trình chuẩn hoá MEGACO
SIP
Hình 1.15. Các thành phần trong báo hiệu SIP
Đoàn Thanh Tuấn -Lớp HCĐ06_VT1
25