VIỆN ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI

KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN TỦ - THÔNG TIN

BÁO CÁO ĐỒ ÁN
TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Đề tài:

“Tổng đài mềm và một số ứng dụng tại Khoa CN ĐTTT”

Giáng viên hTig dẫn: TS. NGUYỀN HỒI GIANG
Sinh viên thực hiện :
NGUN MINH THÁNG
Lóp

K16

Khố

2013-2017

Hệ

DHCQ

Hà Nội, tháng 3/2017


MỤC LỤC
DANH MỤC HÌNH VẼ, BÁNG BIÉU
DANH MỤC CÁC TÙ VIẾT TẢT

PHÀN MỚ ĐÀU
TỎNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN cúu
LÝ DO LỤ A CHỌN ĐÈ TÀI
MỤC TIÊU ĐÈ TÀI
PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN cúu
ĐÓI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN cúu
LỜI CÁM ƠN
NỘI DUNG BÁO CÁO
CHƯƠNG 1: CHUYÊN MẠCH MÈM...........................................................................................1
1.1. Tổng quan về mạng viễn thông.............................................................................................1
1.1.1. Khái niệm về mạng viễn thông................................................................................ 1
1.1.2. Đặc điểm cùa mạng viễn thông hiện nay.................................................................4
1.1.3. Những hạn chế của mạng viễn thơng hiện tại...........................................................6
1.2. Mạng thế hệ mói NGN............................................................................................................7
1.2.1. Sự phát
.............................. 7
1.2.2. Hoạt động cúa PSTN...................■..................................................................... 13
1.2.3. Nhược điểm của chuyến mạch kênh...................................................................... 15
1.3. Sự ra đòi cùa chuyển mạch mềm........................................................................................16
1.3.1. Khái niệm chuyển mạch mềm............................................................................... 16
1.3.2. Khái quát hoạt động của chuyền mạch mềm..........................................................17
1.3.3. Ưu điểm của chuyển mạch mềm............................................................................ 19
1.3.4. ứng dụng cùa chuyến mạch mềm........................................................................... 21
1.4. So sánh hoạt động của chuyển mạch kênh và chuyển mạch mềm.................................22
1.4.1. Các đặc tính của chuyển mạch............................................................................... 22
1.4.2. Cấu trúc chuyển mạch........................................................................................... 23
1.4.3. Quá trình thực hiện chuyến mạch.......................................................................... 24
1.5. Thành phần của chuyển mạch mềm...................................................................................28
1.5.1. Media Gateway Controller (MGC)........................................................................ 29
1.5.2. Media Gateway (MG)........................................................................................... 30

1.5.3. Signalling Gateway (SG)....................................................................................... 31
1.5.4. Media Server (MS)................................................................................................ 31
Kết luận chuong
1:......................................................................................................................32


CHƯƠNG 2: TỎNG ĐÀI IP-PBX.................................................................................................33
2.1. Các khái niệm CO’ bản về tổng đài....................................................................................33
2.2. Tổng đài IP-PBX...................................................................................................................35
2.2.1. Mô tà..................................................................................................................... 35
2.2.2. Các tính năng cùa tống đài IP-PBX........................................................................ 36
2.3. Các giao thức hoạt động......................................................................................................38
2.3.1. SIP (Session Intiation Protocol).............................................................................38
2.3.2. MGCP (Media Gateway Controller Protocol)........................................................41
2.3.3. SIGTRAN (Signaling Transport Protocol).............................................................42
2.3.4. RTP (Real Time Transport Protocol)......................................................................44
2.4. Lọi ích của tổng dài IP-PBX so vói tổng dài truyền thống PBX....................................46
Kết luận chuong 2:...........................................................................................................................48
CHƯƠNG 3:TRIẼN KHAI HỆ THÔNG TÔNG ĐÀI ELASTIX TẠI KHOA CN ĐIỆN TƯ
- THÔNG TIN................................................................................................................................. 49
3.1. Kháo sát và thu thập các yêu cầu.......................................................................................49
3.1.1. Thực trạng tại khoa CN ĐTTT............................................................................... 49
3.1.2. Một số vấn đề ca h thng hin ti.......................................................................50
3.1.3. Gii phỏp............................................................................................................. 50
3.2.

Xỏc nh phm^ibfeƠđB..y..l.ll..õI.Ll.Qớf...M.Ql..l.L..lS.Q.!........................................51

3.2.1. Mục tiêu của đề tài................................................................................................. 51
3.2.2. Giới thiệu tổng đài Elastix..................................................................................... 52

3.2.3. Những người sử dụng chính của hệ thống..............................................................53
3.2.4. Kịch bản sử dụng................................................................................................... 54
3.3. Phân tích hệ thống..............................................................................................................56
3.3.1. Biểu đồ phân cấp chức năng.................................................................................. 56
3.3.2. Mơ hình hóa........................................................................................................ 56
3.4. Thiết kế cơ sỏ’ dũ’ liệu..........................................................................................................58
3.4.1. Từ điền dữ liệu....................................................................................................... 58
3.4.2. Bán thiết kế logic................................................................................................... 59
3.4.3. Bản thiết kế vật lý.................................................................................................. 62
Kct luân chương 3:...........................................................................................................................65
PHÀN KÉT LUẬN...........................................................................................................................66
KÉT LUẬN........................................................................................................................................66
KIẾN NGHỊ......................................................................................................................................66
TÀI LIỆU THAM KHẢO...............................................................................................................67


DANH MỤC HÌNH VẼ, BẢNG BIẾU
Hình 1.1: Các thành phần chính cùa mạng viễn thơng..........................................................1
Hình 1.2: cấu hình mạng cơ hán........................................................................................... 2
Hình 1.3: cấu trúc mạng phân cấp........................................................................................ 3
Hình 1.4: Nhu cầu phát triển mạng....................................................................................... 8
Hình 1.5: Chien lược phát triển........................................................................................... 10
Hình 1.6: Sự hội tụ giữa các mạng..................................................................................... 11
Hình 1.7: cấu trúc mạng thế hệ mới NGN........................................................................... 13
Hình 1.8 : Hoạt động của mạng PSTN................................................................................ 14
Hình 1.9: Vị trí cùa chuyển mạch mềm trong mơ hình phân lớp chức năng cùa NGN........22
Hình 1.10: cấu trúc chuyến mạch mềm............................................................................... 23
Hĩnh 1.11: cấu trúc chuyển mạch kênh................................................................................ 24
Hình 1.12: Quá trình thực hiện cuộc gọi sử dụng chuyển mạch kênh.................................26
Hình 1.13: Quá trình thực hiện cuộc gọi sir dụng chuyến mạch mềm.................................27

Hình 1.14: Kết nối M^^vớ^e^hệnh^hệ^kh^của^an^ịỊiếỊỊệmới NGN.....................................28
Hình 1.15: Chức năng cùa khối điều khiển cống phương tiện............................................29
Hình 2.1: Tồng đài 1P-PBX................................................................................................. 36
Hình 2.2: Ví dụ 1 về cuộc gọi sứ dụng giao thức SỈP..........................................................40
Hình 2.3: Ví dụ 2 về cuộc gọi sử dụng giao thức SỈP..........................................................41
Hình 2.4: Định dạng header chung của gói SCTP..............................................................44
Hình 2.5: cấu trúc gói RTP.................................................................................................. 44
Hình 2.6: Định dạng header chung cùa RTP.......................................................................45
Hình 3.1: Giao diện tổng đài Elastix................................................................................... 53
Hình 3.2: Biếu đồ phân cấp chức năng...............................................................................56
Hình 3.3: Biếu đồ luồng dữ liệu mức ngữ cảnh...................................................................56
Hình 3.4: Biểu đồ luồng dữ liệu mức 1................................................................................ 57
Hình 3.5: Liên kết giữa lớp học và sinh viên....................................................................... 59
Hình 3.6: Liên kết giữa sinh viên và mơn học...................................................................... 60
Hình 3.7: Liên kết giữa mơn học và học kỳ......................................................................... 60
Hình 3.8: Liên kêt giữa môn học, lớp học và học kỳ............................................................60


Hình 3.9: Liên kết giữa thời khóa biểu và giáo viên............................................................61
Hình 3.10: Biểu đồ thực thể liên kết................................................................................... 61
Hình 3.11: Biêu đồ luồng dữ liệu dịch vụ trà lời tự động...................................................64
Bảng 1.1: So sánh công nghệ mạng hiện tại và tương lai....................................................12
Bàng 1.2: So sánh đặc tính của chuyến mạch kênh và chuyên mạch mềm..........................23
Bàng 2.1: So sánh tống đài IP-PBX với tống đài truyền thống PBX...................................47
Bảng 3.1: Cập nhật thông báo............................................................................................. 54
Băng 3.2: Kết nối cuộc gọi.................................................................................................. 55
Bàng 3.3: Quản trị hệ thống................................................................................................ 55
Bảng 3.4: Từ điền dừ liệu.................................................................................................... 58
Bảng 3.5: Xác định thực thế................................................................................................ 59
Bàng 3.6: Chuyến mô hình thực the sang mơ hình liên kết..................................................62

Bâng 3.7: Bản thiết kế vật lý................................................................................................ 63

Thư viện Viện Đại học Mờ Hà Nội


DANH MỤC CÁC TÙ VIẾT TẮT
Viết tắt

Tiếng Anh

Tiếng Việt

AG

Access Gateway

Công truy nhập

AS

Application Server

Máy chú ứng dụng

AS-F

Application Server Function

Chức năng máy chủ ứng dụng


AT

Acces Tandem

Tông đài truy nhập
Phương thức truyền không đồng bộ

ATM

Asynchronous Transfer Mode

CATV

Community Antenna Television

Hệ thống mạng truyền hình cáp

CDMA

Code Division Multiple Access

Đa truy nhập phân chia theo mã

CDR

Call Detail Record

Ghi âm chi tiết cuộc gọi

CSF


Call Feature Server

Xữ lý điều khiến cuộc gọi

DBS

Direct Broadcast System

Truyền hình trực tiếp

DSP

Digital Signal Processor

Xứ lý tín hiệu số

FS

Feature Server

Máy chù đặc tính

GSM
GW
HLE

Global SyjS^tjn^of^o^j Ị10

'Mạng cung cặp dịch vụ thoại qua


Telecom

truy nhập vô tuyến

Gateway

Tông đài quốc tế

Host Local Exchange

Tông đài nội hạt

IAD

Intergrated Access Device

Thiết bị đa truy nhập

ICN

Internal Commucation Network

Mạng thông tin nội bộ

IETF

Internet Engineering Task Force

Nhóm kỹ thuật Internet


IN

Intelligent Network

Mạng thơng minh

IP

Internet Protocol

Giao thức Internet

Integrated Service Digital
ISDN
ISP

Network
Internet Service Provider

Mạng số đa dịch vụ tích hợp
Nhà cung cấp dịch vụ Internet

Internation Telecommunications
ITU
IVR

Union
Interactive Voice Response


Hiệp hội viền thông quốc tế
Trá lời thoại tương tác


LAN
LEO

Local Area Network

Mạng cục bộ

Low Earth Orbit

Vệ tinh quỹ đạo thấp

Message Transfer Part 2 User
M2UA

Adaptation

Tương thích người dùng mức 2

MEO

Medium Earth Orbit

Vệ tinh quỹ đạo trung bình

MG


Media Gateway

Cơng phương tiện

MGC

Media Gateway Controller

Thiết bị điều khiến cổng phương tiện

Media Gateway Controller

Chức năng thiết bị điếu khiên cống

Function

phương tiện

Media Gateway Controller

Giao thức điều khiến cống phương

MGC-F
MGCP

Protocol

tiện

MG-F


Media Gateway Function

Chức năng cồng phương tiện

MPLS

Multi Protocol Lable Switch

Chuyển mạch nhãn đa giao thức

MS

Media Server

Máy chù phương tiện

NGN
PM

Next Generation Network
Tnu viẹnviẹn Đai ho
Packet Manager

PoP

Point of Presence

cM«HàWhêhệsau
Đơn vị quán lý gói

Điêm hiện diện

Public Switched Telephone
PSTN

Network

Mạng thoại chuyến mạch công cộng
Mạng chuyến mạch sổ liệu công

PSDN

Public Switching Data Network

QoS

Quality of Service

Chất lượng dịch vụ

RAN

Radio Access Network

Mạng truy nhập vô tuyến

cộng

R-F


Routing Function

RLC

Release Complete

RLE

Remote Local Exchange

Tống đài vệ tinh

Real Time Transport Control

Giao thức điều khiên truyền tái thời

RTCP
RTP

Chức năng định tuyến
Hồn thành giãi phóng cuộc gọi

Protocol

gian thực

Real Time Transport Protocol

Giao thức truyền tải thời gian thực



SCF

Service Control Function

Chức năng điều khiến dịch vụ

Stream Control Transport
SCTP

Giao thức truyền tái điều khiến dòng

Protocol

SDH

Synchronous Digital Herachea

Phân cấp số đồng bộ

SDP

Session Discription Protocol

Giao thức mơ tã phiên

SG

Signaling Gateway


Cổng tín hiệu

SGCP

Simple Gateway Control
Protocol
Signalling Gateway

Giao thức điều khiến cồng đơn giản

SGW
SIP

Session Intiation Protocol

Giao thức khới tạo phiên

Session Intiation Protocol for

Phần mớ rộng giao thức SIP dành

SIP - T

Cổng báo hiệu

Telephone

cho thoại

SS7


Signalling System number 7

Hệ thống báo hiệu số 7

SSF

Service Switching Function

Chức nãng chuyến mạch dịch vụ

STP

Signalling Transfer Point

Điềm chuyền tiếp báo hiệu

SU

Thư

Đai

TCP

ho Transfer Control Protocol

TDM

Time Division Multiplex


c Mơ Hà N&“ b“°
Giao thức điều khiến truyền tải
Ghép kênh phân chia theo thời gian

TE

Transmit Exchange

VPN

Virtual Private Network

Tông đài chuyến tiếp quốc gia
Mạng riêng ào

VoIP

Voice Over IP

Thoại qua giao thức Internet

WAN

Wide Area Network

Mạng diện rộng

WDM


Wave Division Multiplex

Ghép kênh phân chia theo bước sóng


PHẦN MỎ ĐÀU
TĨNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỦG
Hiện nay, mạng điện thoại công cộng (PSTN) vần đang phục vụ tốt nhu cầu liên lạc
thơng tin của con người. Do có lịch sử phát triển lâu đời và chất lượng đàm thoại tốt, độ
an toàn cao nên mạng PSTN vẫn được sử dụng cho đến ngày nay. Hầu hết các cơ sờ hạ
tầng hiện nay trên 80% là sử dụng mạng PSTN. Tuy nhiên yêu cầu cùa người dùng về
những dịch vụ mới ngày càng đa dạng hơn, khắt khe hơn, địi hói phải có sự phát triển
theo hướng nâng cấp hệ thống PSTN.
Trong bối cảnh đó, ý tường chuyên mạch mềm ra đời. Tuy vẫn còn dựa trên nền tăng
là kiểu chuyền mạch truyền thống nhưng chuyển mạch mềm đã cho thấy những ưu điếm
rõ rệt.
LÝ DO LỤ A CHỌN ĐÈ TÀI
Từ thực tể, khoa CN ĐTTT đang sử dụng hệ thống tổng đài truyền thống với các đầu
số máy lé được cung cấp từ nhà mạng nên còn hạn chế về các dịch yụ thoại.
MỤC TIÊL ĐỂ; 17'" "é"

M& ỉlà Ní 1

’

Thiết kế, xây dựng được hệ thống tống đài trà lời tự động phục vụ cho việc tra cứu,
tìm kiếm thơng tin cùa sinh viên cũng như giáo viên tại khoa CN ĐTTT.
PHUONG PHÁP NGHIÊN cừu
Cách tiếp cận
Đe đàm bào có thê triển khai được hệ thống tơng đài mềm với một số ứng dụng tại

khoa CN ĐTTT, em đã lựa chọn một số cách tiểp cận sau:
■ Tiếp cận kế thừa: nghiên cứu, kháo sát, tìm hiếu nguyên lý hoạt động, cấu tạo của
hệ thống tông dài hiện nay. Trên cơ sờ tiếp thu các kết quâ thu thập được, xây
dựng mơ hình, cấu trúc hệ thống tổng đài phù hợp nhất với điều kiện tại cơ sở 2
của khoa.
■ Tiếp cận theo hướng nghiên cứu cơ sở cơng nghệ: để đảm báo tính khoa học, tạo
cơ sờ cho việc thiết kế hệ thống, đồng thời giảm bớt sự phụ thuộc vào các công
đoạn thù công.


■ Tiếp cận theo hướng thị trường: nhằm làm cho kết quà của đề tài có thể đi vào thực
tế, tiết kiệm được chi phí đầu tư khi triển khai.
Phương pháp nghiên cứu
Các phương pháp nghiên cứu được sứ dụng bao gồm:
■ Phương pháp tơng hợp phân tích: tơng hợp tài liệu liên quan đen các hệ thống tổng
đài. Đánh giá, nhận xét ưu nhược điểm cùa từng hệ thống. Từ những nhận xét đánh
giá đó đưa ra các phương án thiêt kế và lựa chọn phương án thiết kế tối ưu.
■ Phương pháp mơ phóng: mơ phóng hoạt động của hệ thống nhàm đám báo hệ
thống có thế hoạt động on định trước khi triên khai ngoài thực tế.
■ Thử nghiệm thực tế: thử nghiệm hệ thống, đánh giá hiệu năng cùa hệ thống.
ĐÓI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN cứu
Đối tượng nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu cùa đề tài là hệ thống tổng đài mem (Softswitch). Ớ đây em
tập trung vào việc triển khai các dịch vụ trá lời tự động trong hệ thống tồng đài.

J „A..Thư viện Viện Đại học Mở Hà Nội
Phạm vi nghiên cứu •
■ Nghiên cứu cách cài đặt, cấu hình hệ thống tổng đài mềm với các dịch vụ trả lời tự
động cho người dùng tại cơ sở 2 khoa CN ĐTTT
■ Thử nghiệm, đánh giá thực tế.



NỘI DUNG BÁO CÁO
CHUÔNG 1: CHUYẾN MẠCH MỀM
1.1. Tổng quan về mạng viễn thông
1.1.1. Khái niệm về mạng viễn thông
Mạng viễn thông là phương tiện truyền dẫn thông tin từ đầu phát tới đầu thu. Mạng
có nhiệm vụ cung cấp các dịch vụ cho khách hàng.
Mạng viễn thông bao gồm các thành phần chính là: thiết bị chuyển mạch, thiết bị
truyền dẫn, môi trường truyền dẫn và thiết bị đau cuối.

Hĩnh 1.1: Các thành phần chính của mạng viễn thơng
- Thiết bị chuyến mạch gồm có tồng đài nội hạt và tống đài quá giang. Các thuê bao
được nối vào tồng đài nội hạt và tồng đài nội hạt được nối vào tống đài quá giang.
Nhờ các thiết bị chuyên mạch mà đường truyền dẫn được dùng chung và mạng có
thế được sứ dụng một cách kinh tế.
- Thiết bị truyền dần dùng để nối thiết bị đầu cuối với tồng đài, hay giữa các tổng
đài đế thực hiện việc truyền đưa các tín hiệu điện. Thiết bị truyền dần chia làm hai
loại: thiết bị truyền dẫn phía thuê bao và thiết bị truyền dần cáp quang. Thiết bị
truyền dần phía th bao dùng mơi trường thường là cáp kim loại, tuy nhiên có
một số trường hợp mơi trường truyền là cáp quang hoặc vô tuyến.


-

Môi trường truyền bao gồm truyền hữu tuyến và vô tuyến. Truyền hữu tuyến bao
gồm cáp kim loại, cáp quang. Truyền vô tuyến bao gồm vi ba, vệ tinh.

-


Thiết bị đầu cuối cho mạng thoại truyền thống gồm máy điện thoại, máy fax, máy
tính, tồng đài PABX.
Mạng viền thơng cũng có thể được định nghĩa là: Một hệ thống gồm các nút chuyển

mạch được nối với nhau bằng các đường truyền dần. Nút được phân thành nhiều cấp và
kết hợp với các đường truyền dần tạo thành các cấp mạng khác nhau.
GW

Hình 1.2: cầu hình mạng cơ bán

Trong đó:
GW: Gateway - Tổng đài quốc tế
TE: Transit Exchange - Tống đài chuyển tiếp quốc gia
HLE: Host Local Exchange - Tống đài nội hạt
RLE: Remote Local Exchange - Tống đài xa (Tồng đài vệ tinh)
Sub: Subcriber - Thuê bao
Mạng viễn thông hiện nay được chia thành nhiều loại. Đó là mạng mắc lưới, mạng
sao, mạng tống hợp, mạng vịng kín và mạng thang. Các loại mạng này có ưu điểm và
nhược điếm khác nhau đê phù hợp với các đặc điêm cùa từng vùng địa lý (trung tâm. hái
đào, biên giới,...) hay vùng lưu lượng (lưu thoại cao, thấp,...).


Tổng đài
quốc tế
Tổng đài
chuyển tiếp
quốc gia
Tổng

đài


q

giang

nội

hạt

hoặc nội tĩnh
Tịng đài nội
hạt
Tơng đài khu
vực
Hình 1.3: cấu
trúc mạng phân
cấp
Trong mạng
hiện nay gồm 5 nút:
-

Nút cap 1: trung tâm chuyên mạch quá giang quốc tế.

-

Nút cấp 2: trung tâm chuyển mạch quá giang đường dài.

-

Nút cấp 3: trung tâm chuyển mạch quá giang nội hạt.


-

Nút cấp 4: trung tâm chuyền mạch nội hạt.

-

Nút cấp 5: trung tâm chuyển mạch từ xa.


1.1.2. Đặc điếm của mạng viễn thông hiện nay
Các mạng viễn thơng hiện tại có đặc điểm chung là tồn tại một cách riêng lẻ, ứng với
mỗi loại dịch vụ thơng tin lại có ít nhất một loại mạng viền thơng riêng biệt đế phục vụ
dịch vụ đó.
-

Mạng Telex: dùng đế gửi các bức điện dưới dạng ký tự đã được mã hố bàng 5 bít
(mã Baudot). Tốc độ truyền rất thấp (từ 75 tới 300 bit/s).

-

Mạng điện thoại công cộng, còn gọi là mạng POTS (Plain Old Telephone Service):
ở đây thơng tin tiếng nói được số hóa và chuyển mạch ở hệ thống chuyền mạch
điện thoại công cộng PSTN.

-

Mạng truyền số liệu: bao gồm các mạng chuyền mạch gói đề trao đổi số liệu giữa
các máy tính dựa trên giao thức cùa X.25 và hệ thống truyền số liệu chuyển mạch
kênh dựa trên các giao thức X.21.


-

Các tín hiệu truyền hình có thế được truyền theo ba cách: truyền bằng sóng vơ
tuyến, truyền qua hệ thống mạng truyền hình cáp CATV (Community Antenna
Television) baijg cáp dong tnjc,|hoje tru^ệ^qua^ệ'thống

tinh, hay cịn gọi là

truyền hình trực tiếp DBS (Direct Broadcast System).
-

Trong phạm vi cơ quan, số liệu giữa các máy tính được trao đối thông qua mạng
cục bộ LAN (Local Area Network) mà nổi tiếng nhất là mạng Ethernet, Token Bus
và Token Ring.
Mỗi mạng được thiết kế cho các dịch vụ riêng biệt và khơng thể sử dụng cho các

mục đích khác. Ví dụ ta khơng thể truyền tiếng nói qua mạng chuyển mạch gói X.25 vì
trễ qua mạng này q lớn.
Xét về góc độ dịch vụ thì gồm các mạng sau: mạng điện thoại cố định, mạng điện
thoại di động và mạng truyền số liệu.Xét về góc độ kỹ thuật bao gồm các mạng chuyến
mạch, mạng truyền dẫn, mạng truy nhập, mạng báo hiệu và mạng đồng bộ.
-

PSTN (Public Switching Telephone Network)là mạng chuyến mạchthoại công
cộng. PSTN phục vụ thoại và bao gồm hai loại tồng đài: tống đài nội hạt (cấp 5),
và tồng đài tandem (tổng đài quá giang nội hạt, cấp 4). Tồng đài tandem được nối
4



vào các tông đài Toll để giảm mức phân cấp. Phương pháp nâng cấp các tandem là
bồ sung cho mỗi nút một ATM core. Các ATM core sẽ cung cấp dịch vụ băng rộng
cho thuê bao, đồng thời hợp nhất các mạng số liệu hiện nay vào mạng chung
ISDN. Các tồng đài cấp 4 và cấp 51à các tồng đài loại lớn. Các tổng đài này có kiến
trúc tập trung, cấu trúc phần mềm và phần cứng độc quyền.
-

ISDN (Integrated Service Digital Network) là mạng số tích hợp dịchvụ. ISDN
cung cấp nhiều loại ứng dụng thoại và phi thoại trong cùng một mạng và xây dựng
giao tiếp người sư dụng - mạng đa dịch vụ bàng một số giới hạn các kết nối ISDN
cung cấp nhiều ứng dụng khác nhau bao gồm các kết nối chuyển mạch và không
chuyển mạch. Các kết nối chuyển mạch của ISDN bao gồm nhiều chuyển mạch
thực, chuyên mạch gói và sự kết hợp của chúng. Các dịch vụ mới phãi tương hợp
với các kết nối chuyên mạch số 64 kbit/s. ISDN phái chứa sự thông minh đế cung
cấp cho các dịch vụ, bảo dưỡng và các chức năng qn lý mạng, tuy nhiên tính
thơng minh này có thế khơng đú đế cho một vài dịch vụ mới và cần được tăng
cường từ mạng hoặc từ sụ thông miph tltich ứng. trong các thiết bị đầu cuối cùa
người sử dụng. Sữ dụng kiến trúc phân lớp làm đặc trưng của truy xuất ISDN.
Truy xuất cùa người sử dụng đến nguồn ISDN có thê khác nhau tùy thuộc vào dịch
vụ yêu cầu và tình trạng ISDN cùa từng quốc gia. cần thấy rằng ISDN được sứ
dụng với nhiều cấu hình khác nhau tùy theo hiện trạng mạng viễn thông của từng
quốc gia.

-

PSDN (Public Switching Data Network)là mạng chuyến mạch số liệucông cộng.
PSDN chù yếu cung cấp các dịch vụ so liệu. Mạng PSDN bao gồm các PoP (Point
of Presence) và các thiết bị truy nhập từ xa. Hiện nay PSDN đang phát triển với tốc
độ rất nhanh do sự bùng nố cùa dịch vụ Internet và các mạng riêng áo (Virtual
Private Network).


-

Mạng di động GSM (Global System for Mobile Telecom)là mạng cungcấp dịch vụ
thoại tương tự như PSTN nhưng qua đường truy nhập vô tuyến. Mạng này chuyên
mạch dựa trên công nghệ ghép kênh phân thời gian và công nghệ ghép kênh phân
tần số. Các thành phần cơ bản của mạng này là: BSC (Base Station Controller),
5


BTS (Base Transfer Station), HLR (Home Location Register), VLR (Visitor
Location Register) và MS ( Mobile Subscriber).
Hiện nay các nhà cung cấp dịch vụ thu được lợi nhuận phần lớn từ các dịch vụ như
leased line, Frame Relay, ATM, và các dịch vụ kết nối cơ bàn. Tuy nhiên xu hướng giảm
lợi nhuận từ các dịch vụ này bắt buộc các nhà khai thác phải tìm dịch vụ mới dựa trên IP
đề đảm băo lợi nhuận lâu dài. VPN là một hướng đi của các nhà khai thác. Các dịch vụ
dựa trên nền IP cung cấp kết nối giữa một nhóm các user xun qua mạng hạ tầng
cơngcộng. VPN có thể đáp ứng các nhu cầu cùa khách hàng bằng các kết nối dạng any-toany, các lớp đa dịch vụ, các dịch vụ giá thành quản lý thấp, riêng tư, tích hợp xuyên suốt
cùng với các mạng Intranet/Extranet. Một nhóm các user trong Intranet và Extranet có thê
hoạt động thơng qua mạng có định tuyến IP. Các mạng riêng ảo có chi phí vận hành thấp
hơn hẳn so với mạng riêng trên phương tiện quán lý, băng thông và dung lượng. Hiểu một
cách dơn gián. VPN là một mạng mở rộng tự quàn như một sự lựa chọn cơ sờ hạ tầng của
mạng WAN. VPN có thể liên kết các ụặe^íhuộc ựiột> nhpm kin bay giữa các nhóm khác
nhau. VPN được định nghĩa bằng một che độ quản lý. Các thuê bao VPN có thê di chuyên
đen một kết nổi mem dèo trải dài từ mạng cục bộ đến mạng hoàn chình. Các th bao này
có thể dùng trong cùng (Intranet) hoặc khác (Extranet) tổ chức.
Tuy nhiên cần lưu ý rằng hiện nay mạng PSTN/ISDN vẫn đang là mạng cung cấp
các dịch vụ dữ liệu.
1.1.3. Những hạn chế của mạng viễn thông hiện tại
Hiện nay nhiều mạng viễn thông khác nhau cùng tồn tại song song. Mỗi mạng lại

yêu cầu phương pháp thiết kế, sán xuất, vận hành và bảo dưỡng khác nhau. Như vậy,
mạng viền thơng hiện tại có một vài nhược điểm mà quan trọng là:
- Chi truyền được các dịch vụ độc lập tương ứng với từng mạng.
- Thiếu sự mềm dẻo: Sự ra đời các công nghệ mới ánh hưởng mạnh mẽ tới tốc độ
truyền tín hiệu. Ngoài ra, trong tương lai sẽ xuất hiện nhiều dịch vụ truyền thơng,
mỗi loại dịch vụ sẽ có tốc độ truyền dẫn khác nhau.Thực tế cho thấy các mạng viền
thông hiện tại sẽ rất khó thích nghi với những địi hói này.
_______________________________________6_______________________________________


- Chưa hiệu quả trong việc bão dưỡng, vận hành cũng như sử dụng tài nguyên. Tài
nguyên sẵn có trong một mạng không thế chia sẻ cho mạng khác cùng sử dụng.
- Kiến trúc tống đài độc quyền làm cho các nhà khai thác gần như phụ thuộc hoàn
toàn vào các nhà cung cấp tống đài. Điều này không những làm giảm sức cạnh
tranh cho các nhà khai thác, đặc biệt là những nhà khai thác nhò, mà còn tốn nhiều
thời gian và công sức khi muốn nâng cấp cũng như ứng dụng các phan mềm mới.
- Các tổng đài chuyển mạch kênh đã khai thác hết năng lực và trờ nên lạc hậu đối
với nhu cầu cùa khách hàng. Chuyến mạch kênh truyền thống chỉ dùng đê truyền
các lưu lượng thoại có thể dự đốn trước, và nó khơng hồ trợ lưu lượng dữ liệu
tăng đột biến một cách hiệu quà. Khi dữ liệu tăng đột biến lưu lượng thoại, đặc biệt
đối với dịch vụ truy nhập internet quay số trực tiếp, thường xáy ra nghẽn mạch do
nguồn tài nguyên hạn hẹp. Trong khi đó, chuyền mạch kênh làm lãng phí băng
thơng khi các mạch đều rỗi trong một khoảng thời gian mà khơng có tín hiệu nào
được truyền đi.
Đứng trước sự phát triện mạng viễn thqpg hiện nayyỵáq nhà khai thác nhận thầy
rằng sự hội tụ giữa mạng PSTN và mạng PSDN là điều tất yếu. cần có một cơ sở hạ tầng
duy nhất cung cấp cho mọi dịch vụ (tương tự - số; băng hẹp - băng rộng; cơ bản - đa
phương tiện...) đế việc quản lý tập trung, giâm chi phí báo dưỡng và vận hành, đồng thời
hồ trợ các dịch vụ của mạng hiện nay.
1.2. Mạng thế hệ mói NGN

1.2.1. Sự phát triển từ PSTN lên mạng NGN
Mạng thế hệ mới trong tương lai sẽ hoàn toàn dựa trên cơ sớ hạ tầng là mạng gói, vì
thế việc chuyển từ mạng viễn thơng hiện tại lên mạng thế hệ mới phải trải qua nhiều giai
đoạn. Do PSTN hiện tại vẫn hoạt động tốt và dịch vụ do nó cung cấp khá tin cậy nên việc
chuyển cả mạng truy nhập và mạng lõi của PSTN thành mạng gói là rất tốn kém. Đề tận
dụng sự hoạt động của PSTN và ưu điềm của chuyến mạch gói, cấu hình mạng NGN bao
gốm chuyển mạch kênh và chuyển mạch gói.
Mạng thế hệ mới được tổ chức dựa trên các nguyên tắc cơ bản sau :
7


-

Đáp ứng nhu cầu cung cấp các loại hình dịch vụ viễn thông phong phú. đa dạng,
đa dịch vụ, đa phương tiện.

-

Mạng có cấu trúc đơn giãn.

-

Nâng cao hiệu quà sứ dụng, chất lượng mạng lưới và giảm thiếu chi phí khai thác
và bảo dưỡng.

-

Dề dàng mở rộng dung lượng, phát triển các dịch vụ mới.

-


Độ linh hoạt và tính sẵn sàng cao, năng lực tồn tại mạnh.
Việc tồ chức mạng dựa trên số lượng thuê bao theo vùng địa lý và nhu cầu phát triền

dịch vụ. không tố chức theo địa bàn hành chính mà tố chức theo vùng mạng hay vùng lưu
lượng.
Quá trình phát triền vềcấu trúc từ mạng hiện có lên cấu trúc mạng NGN.
PSTN

Hình 1.4: Nhu cầu phát triển mạng
Mạng viền thông hiện tại gồm nhiều mạng riêng lẻ kết hợp lại với nhau thành một
mạng “hồn tạp”, chi được xây dựng ờ cap quốc gia, nham đáp ứng được nhiều loại dịch
vụ khác nhau. Xét đến mạng Internet, đó là một mạng đơn lớn, có tính chất tồn cầu,


thường được đề cập theo một
thức truyền dẫn hơn là theo một
trưng. Internet hiện tại không hồ
như các dịch vụ có tính thời
như thoại truyền thống).

loạt các giao
kiến trúc đặc
trợ QoS cũng
gian thực (

Do đó, việc xây dựng mạng thế hệ mới NGN cần tuân theo các chì tiêu :

1. NGN phải có khá năng hồ trợ cả cho các dịch vụ cúa


mạng Internet và của mạng

hiện hành.

2. Một kiến trúc NGN khá thi phải hồ trợ dịch vụ qua nhiều nhà cung cấp khác nhau.
Mồi nhà cung cấp mạng hay dịch vụ là một thực thể riêng lẻ. với mục tiêu kinh
doanh và cung cấp dịch vụ khác nhau, và có thê sử dụng những kỹ thuật và giao
thức khác nhau. Một vài dịch vụ có thể chi do một nhà cung cấp dịch vụ đưa ra,
nhưng tất cà các dịch vụ đều phái được truyền qua mạng một cách thông suốt từ
đầu cuối đến đầu cuối.

3. Mạng

tương lai phải hồ trợ tất cà các loại kết nối (hay còn gọi là cuộc gọi), thiết

lập đường truyền trong suốt thời gian chuyển giao, cà cho hữu tuyến cũng như vơ
tuyến. Thư

viên Viện Đại học Mơ Hà Nội

Vì vậy, mạng NGN sẽ tiên hóa lên từ mạng truyên dẫn hiện tại (phát triên thêm
chuyên mạch gói) và từ mạng Internet công cộng ( hồ trợ thêm chất lượng dịch vụ QoS).

Thê giới điện thoại

Thê' giới Internet


Hình 1.5: Chiến lược phát triền
°)



Đê thực hiện việc chuyên dịch một cách thuận lợi từ mạng viễn thơng hiện có sang
mạng thế hệ mới, việc chuyến dịch phái phân ra làm ba mức (ờ hai lớp : kết noi và
chuyên mạch)
Trước hết là chuyến dịch ờ lớp truy nhập và truyền dẫn. Hai lớp này bao gồm lớp
vật lý, lớp 2 và lớp 3 nếu chọn công nghệ IP làm nền cho mạng thế hệ mới. Trong đó:
-

Cơng nghệ ghép kênh bước sóng quang DWDM sẽ chiếm lĩnh ở lớp vậtlý

-

IP/MPLS làm nền cho kíp 3

-

Cơng nghệ ở lớp 2 phải thóa mãn:
• Càng đơn giản càng tốt.
• Tối ưu trong truyền tái gói dữ liệu.
• Khả năng giám sát chất lượng, giám sát lồi và bão vệ. khơi phục mạng khi có
sự cố

- Hiện tại công nghệ RPT (Resilient Packet Transport) đang phát triển nhằm đáp
ứng các chi tiêu này.
Xây dựng mạng truy nhập băngựộng (như ADSL, LAN. modem cáp....) để có thể
cung cấp phương thức truy nhập băng rộng hướng đen phân nhóm cho thuê bao, cho phép
truy nhập với tốc độ cao hơn. Hiện nay, việc xây dựng mạng con thông minh đang được
triển khai một cách tồn diện, điều đó cũng có nghĩa là việc chuyển dịch sang mạng NGN
đã bắt đầu.

Thứ hai là chuyền dịch mạng đường dài (mạng truyền dẫn). Sứ dụng cồng mạng
trung ke tích hợp hoặc độc lập. chuyến đến mạng IP hoặc ATM, rồi sử dụng chuyến mạch
mềm để điều khiển luồng và cung cấp dịch vụ. Sử dụng phương thức này có the giải
quyết vấn đề tắt nghẽn trong chuyển mạch kênh.


Hiện tạ ỉ
Các mạng dịch vụ riêng lè

Hình 1.6: Sự hội tụ giữa các mạng

Tương lai
Mạng đa dịch vụ

Thư viện Viện Đại học Mớ Hà Nội


So sánh công nghệ mạng hiện tại và tương lai :
Thành phần mạng
Công nghệ hiện tại
Mạng truy nhập

Công nghệ tương lai

- Cáp xoắn băng hẹp

- Cáp xoan băng hẹp

- Truyền hình cáp số và


- Truyền hình cáp so và

tương tự chuyên dụng

tương tự chuyên dụng

- GSM không dây

- GSM không dây

- Cáp quang

- Cáp quang
- Cáp xoắn băng rộng
- Modem cáp
- IP qua vệ tinh
- Ethernet

Chuyến mạch và định
tuyến

- Tống đài PSTN

- Định tuyến IP

- Chuyển mạch ATM

- Chuyên mạch cáp quang

-


Chuyền mạch frame

Thư
Mạng truyền dẫn đường

delay
-PDH

trục

-SDH

[à Nội
- DWDM

Báng ỉ. 1: So sánh công nghệ mạng hiện tại và tương lai
Cùng với sự tiến hóa ờ lớp truy nhập và truyền dần, chức năng chuyển mạch cúa
tông đài ờ lớp điều khiên được thay the bàng một phan mềm chuyến mạch thông minh gọi
là Softswitch (hay Call Agent).
Thứ ba là mạng chuyên dịch mạng nội hạt. Tông đài điện thoại có rất nhiều giá máy
và nhiều dữ liệu dịch vụ thoại nội hạt. không chi đầu tư lớn mà việc cải tạo cùng sẽ rất
khó khăn. Có thể dùng thiết bị tống hợp truy nhập băng rộng, có dung lượng lớn, thay thế
giá máy thuê bao hiện có, dùng cổng mạng truy nhập tốc độ cao đen mạng IP, nham nâng
cấp chuyên mạch mềm và bộ phục vụ ứng dụng, báo đám cho dịch vụ thoại nội hạt và
dịch vụ IP.


Hình 1.7: cấu trúc mạng thế hệ mới NGN
NGN là mạng hội tụ cà thoại, video và dữ liệu trên cùng một cơ sử hạ tầng dựa trên

nền tảng IP. NGN là sự tích hợp cấu trúc mạng hiện tại với cấu trúc mạng đa dịch vụ dựa
trên cơ sở hạ tầng có sẵn, với sự hợp nhất các hệ thống quán lý và điều khiển. Các ứng
dụng cơ ban bao gồm thoại, hội nghị truyền hình và nhắn tin hợp nhất như voice mail,
email và fax mail, cùng nhiều dịch vụ tiềm năng khác.
Sử dụng công nghệ chuyên mạch mem (SW-SoftSwitch) thay thế các thiết bị tống
đài chuyển mạch phần cứng (hardware) cồng kềnh. Các mạng của từng dịch vụ riêng rẽ
được kết nối với nhau thông qua sự điều khiến cùa một thiết bị tổng đài duy nhất, thiết bị
tổng đài này dựa trên công nghệ sw được ví như là 'trái tim' cùa NGN.
Mạng hội tụ thoại và dữ liệu, cố định và di động. Các loại tín hiệu được truyền tái
theo kỹ thuật chuyến mạch gói, xu hướng sấp tới đang tiến dàn lên sử dụng mạng IP với
kỹ thuật QoS như MPLS.
Mạng băng thông rộng cung cấp đa dịch vụ: Mạng truyền dẫn quang với công nghệ
WDM (Wavelength Division Multiplexing) hay DWDM (dense WDM).
1.2.2. Hoạt động của PSTN
Trong mạng PSTN (Public Switched Telephone Network), công nghệ chuyển mạch
kênh được sử dụng đế có thổ truyền thông tin từ đầu cuối đến đầu cuối. Đối với chuyến
mạch kênh, ta sứ dụng kỹ thuật ghép kênh phân thời gian TDM (Time Division
Multiplex). Quá trình chuyên mạch thoại trong PSTN chính là sự chuyên mạch các khe
thời gian (timeslot).
______________________________________________13__________________________________
GVHD: TS. NGUYÊN HOÀI GIANG__________________________SVTH: NGUYỀN MINH THẢNG


CĨ 2 dạng chuyển mạch khe thời gian đó là chuyến mạch thời gian(T) và chuyến
mạch không gian (S). Mỗi dạng chuyển mạch đều có những ưu và nhược diêm riêng.
Trong thực tế, 2 dạng này được kết hợp đê tạo ra chuyên mạch nhiều tầng.
HỖ trợ hoạt động trong mạng cung cấp dịch vụ thoại là báo hiệu R2 và báo hiệu số
7. Hiện nay, hầu hết trên mạng PSTN của cả nước đều sử dụng báo hiệu số 7 (SS7). SS7
là báo hiệu sử dụng 1 kênh riêng đế truyền thông tin báo hiệu cho mọi cuộc gọi. thường
là khe thời gian 16 đối với khung 24 khc thời gian (chuẩn Châu Âu).

Thông thường báo hiệu số 7 được tích hợp sẵn trong các tổng đài trên mạng. Do đó
các tơng đài chuyền mạch cịn đóng vai trị là các điếm báo hiệu STP (Signaling Transfer
Point) trong mạng SS7.
Hình sau minh họa hoạt động của PSTN cùng với báo hiệu số 7:

Telephone

Telephone

Hình 1.8: Hoạt động cùa mạng PSTN
Ghi chú: chuyển mạch lớp 5 chính là chuyển mạch ở tống đài nội hạt, chuyển mạch
lớp 4 chính là chuyên mạch ở tồng đài toll/tandcm.

14_____________________________