BAØI GIAÛNG NGN Chöông 3: Chuyeån maïch meàm
- 59 -
CHÖÔNG 3:
CHUYEÅN MAÏCH MEÀM
SOFTSWITCHING
----WX----
I. GIÔÙI THIEÄU CHUNG
Ta ñaõ ñöôïc tìm hieåu veà toång theå cuõng nhö caáu truùc cuûa maïng NGN. Vaø
thaønh phaàn coát loõi trong maïng NGN, thaønh phaàn coù khaû naêng lieân keát caùc
loaïi thoâng tin treân cuøng moät cô sôû haï taàng maïng duy nhaát, ñoù chính laø MGC
(Media Gateway Controller). MGC coù theå thöïc hieän ñöôïc ñieàu naøy nhôø söû
duïng phaàn meàm ñieàu khieån “theá heä môùi” - chuyeån maïch meàm (Softswitch).
Trong chöông naøy ta seõ ñi tìm hieåu veà chuyeån maïch meàm.
Do thoaïi laø moät trong nhöõng dòch vuï cô baûn cuûa baát kyø maïng vieãn
thoâng naøo neân phaàn lôùn noäi dung cuûa chöông naøy ñeà caäp ñeán khía caïnh thoaïi
cuûa maïng theá heä sau. Vaø tröôùc heát, hoaït ñoäng cuûa maïng cung caáp dòch vuï
thoaïi hieän nay seõ ñöôïc xeùt ñeán.
1. Hoaït ñoäng cuûa PSTN
Trong maïng PSTN (Public Switched Telephone Network), coâng
ngheä chuyeån maïch keânh ñöôïc söû duïng ñeå coù theå truyeàn thoâng tin töø ñaàu
cuoái ñeán ñaàu cuoái. Ñoái vôùi chuyeån maïch keânh, ta söû duïng kyõ thuaät gheùp
keânh phaân thôøi gian TDM (Time Division Multiplex). Quaù trình chuyeån
maïch thoaïi trong PSTN chính laø söï chuyeån maïch caùc khe thôøi gian
(timeslot).
Coù 2 daïng chuyeån maïch khe thôøi gian ñoù laø chuyeån maïch thôøi gian
(T) vaø chuyeån maïch khoâng gian (S). Moãi daïng chuyeån maïch ñeàu coù
nhöõng öu vaø nhöôïc ñieåm rieâng. Trong thöïc teá, 2 daïng naøy ñöôïc keát hôïp
ñeå taïo ra chuyeån maïch nhieàu taàng.
Hoã trôï hoaït ñoäng trong maïng cung caáp dòch vuï thoaïi laø baùo hieäu R2
vaø baùo hieäu soá 7. Hieän nay, haàu heát treân maïng PSTN cuûa caû nöôùc ñeàu söû
duïng baùo hieäu soá 7 (SS7). SS7 laø baùo hieäu söû duïng 1 keânh rieâng ñeå
BAØI GIAÛNG NGN Chöông 3: Chuyeån maïch meàm
- 60 -
truyeàn thoâng tin baùo hieäu cho moïi cuoäc goïi, thöôøng laø khe thôøi gian 16
ñoái vôùi khung 24 khe thôøi gian (chuaån Chaâu AÂu).
Thoâng thöôøng baùo hieäu soá 7 ñöôïc tích hôïp saün trong caùc toång ñaøi
treân maïng. Do ñoù caùc toång ñaøi chuyeån maïch coøn ñoùng vai troø laø caùc ñieåm
baùo hieäu STP (Signaling Transfer Point) trong maïng SS7.
Ñeà nghò caùc baïn SV tìm hieåu laïi veà chuyeån maïch thôøi gian, chuyeån
maïch khoâng gian, chuyeån maïch ña taàng cuõng nhö baùo hieäu soá 7 ñeå naém
roõ kyõ thuaät chuyeån maïch keânh cuõng nhö quaù trình baùo hieäu cuoäc goïi khi
söû duïng chuyeån maïch keânh.
Hình sau minh hoïa hoaït ñoäng cuûa PSTN cuøng vôùi baùo hieäu soá 7:
Maïng SS7
Trung keá
Chuyeån
maïch
lôùp 5
Chuyeån
maïch
lôùp 5
Chuyeån
maïch
lôùp 4
Telephone Telephone
Baùo
hieäu
Thoaïi
SCP
Hình 3.1: Hoaït ñoäng cuûa maïng PSTN
SCP: Service Control Point
Ghi chuù: chuyeån maïch lôùp 5 chính laø chuyeån maïch ôû toång ñaøi noäi
haït, chuyeån maïch lôùp 4 chính laø chuyeån maïch ôû toång ñaøi toll/tandem.
Tröôùc khi quaù trình truyeàn thoaïi thöïc söï xaûy ra, quaù trình baùo hieäu
seõ dieãn ra tröôùc. Khi coù 1 thueâ bao nhaác maùy, quaù trình baùo hieäu seõ baét
BAØI GIAÛNG NGN Chöông 3: Chuyeån maïch meàm
- 61 -
ñaàu dieãn ra treân 1 keânh aán ñònh tröôùc. Cho ñeán khi thueâ bao bò goïi nhaác
maùy thì quaù trình thieát laäp cuoäc goïi seõ keát thuùc, keânh thoaïi seõ ñöôïc thieát
laäp (thoâng qua caùc khe thôøi gian coøn roãi, tröø khe 0 vaø khe 16) vaø quaù trình
ñaøm thoaïi baét ñaàu. Khi coù moät beân gaùc maùy, quaù trình baùo hieäu keát thuùc
cuoäc goïi baét ñaàu vaø keânh thoaïi cuõng nhö quaù trình baùo hieäu daønh cho
cuoäc goïi naøy chæ thaät söï ñöôïc giaûi phoùng khi beân coøn laïi gaùc maùy. Treân
ñaây chæ moâ taû khaùi quaùt hoaït ñoäng cuûa PSTN ñoái vôùi 1 cuoäc goïi thoâng
thöôøng. Caùc böôùc thöïc hieän moät cuoäc goïi seõ ñöôïc xeùt chi tieát hôn trong
nhöõng phaàn sau.
2. Nhöôïc ñieåm cuûa chuyeån maïch keânh
Trong quaù trình hoaït ñoäng, chuyeån maïch keânh ñaõ boäc loä nhöõng yeáu
ñieåm cuûa mình. Sau ñaây laø nhöõng nhöôïc ñieåm chính cuûa chuyeån maïch
keânh:
- Giaù thaønh chuyeån maïch cuûa toång ñaøi noäi haït:
Vieäc ñaàu tö moät toång ñaøi noäi haït lôùn vôùi chi phí cao cho
vuøng coù vaøi ngaøn thueâ bao laø khoâng kinh teá do ñoù caùc toång ñaøi
thöôøng ñöôïc laép ñaët cho vuøng coù soá löôïng thueâ bao lôùn. Ngoaøi ra
nhaø cung caáp dòch vuï coøn phaûi xem xeùt ñeán chi phí truyeàn daãn vaø
chi phí treân moät ñöôøng daây thueâ bao vaø vieäc laép ñaët toång ñaøi taïi
nôi ñoù coù kinh teá, ñem laïi lôïi nhuaän hay khoâng.
- Dòch vuï khoâng ña daïng, khoâng coù söï phaân bieät dòch vuï cho caùc
khaùch haøng khaùc nhau:
Ñoù laø do caùc toång ñaøi chuyeån maïch truyeàn thoáng cung caáp
cuøng moät taäp caùc tính naêng cuûa dòch vuï cho caùc khaùch haøng khaùc
nhau. Hôn theá nöõa vieäc phaùt trieån vaø trieån khai moät dòch vuï môùi
phuï thuoäc nhieàu vaøo nhaø saûn xuaát, raát toán keùm vaø maát moät thôøi
gian daøi.
- Haïn cheá veà kieán truùc maïng, do ñoù khoù khaên trong vieäc phaùt trieån
maïng:
Ñoù laø do trong cô caáu chuyeån maïch, thoâng tin thoaïi ñeàu toàn
taïi döôùi daïng caùc doøng 64kbps neân khoâng theå ñaùp öùng cho caùc
dòch vuï môùi coù dung löôïng lôùn hôn. Vaø do trong chuyeån maïch
keânh ñaàu vaøo vaø ñaàu ra ñöôïc noái coá ñònh vôùi nhau neân vieäc ñònh
tuyeán cuoäc goïi vaø xöû lyù ñaëc tính cuûa cuoäc goïi coù moái lieân keát chaët
cheõ vôùi phaàn cöùng chuyeån maïch. Hay noùi caùch khaùc phaàn meàm
BAØI GIAÛNG NGN Chöông 3: Chuyeån maïch meàm
- 62 -
ñieàu khieån trong chuyeån maïch keânh phuï thuoäc raát nhieàu vaøo phaàn
cöùng.
Ngoaøi ra khi moät toång ñaøi ñöôïc saûn xuaát thì dung löôïng cuûa
noù laø khoâng ñoåi. Do ñoù khi môû roäng dung löôïng nhieàu khi ñoøi hoûi
ñeán vieäc phaûi taêng soá caáp chuyeån maïch, ñieàu naøy seõ aûnh höôûng
ñeán vieäc ñoàng boä, baùo hieäu cuøng nhieàu vaán ñeà phöùc taïp khaùc.
3. Söï ra ñôøi cuûa chuyeån maïch meàm (Softswitch)
Trong töông lai, maïng theá heä môùi seõ hoaøn toaøn döïa treân cô sôû haï
taàng laø maïng goùi. Vì theá vieäc chuyeån töø maïng vieãn thoâng hieän taïi leân
maïng theá heä môùi phaûi traûi qua nhieàu giai ñoaïn. Do PSTN hieän taïi vaãn
hoaït ñoäng toát vaø dòch vuï do noù cung caáp khaù tin caäy (99.999%) neân vieäc
chuyeån caû maïng truy nhaäp vaø maïng loõi cuûa PSTN thaønh maïng goùi laø raát
toán keùm. Ñeå taän duïng söï hoaït ñoäng toát cuûa PSTN vaø öu ñieåm cuûa chuyeån
maïch goùi, caáu hình maïng NGN bao goàm chuyeån maïch keânh vaø chuyeån
maïch goùi ñöôïc theå hieän nhö trong hình sau:
IP Network
(WDM/SDH/ATM)
MPLS, Mutticast
Resident
gateway
GPRS
UMTS
Wireless
Access
gateway
Wireless
gateway
DNS
Network
Management
AAA
Charging
Telephone
Users
Directory
Server
Wireless
RSVP, Mobile
IP, IP Sec
LAN
GE, MAN
PSTN
Wireless
Digi. TV
PC
xDSL
Trunk
gateway
MGC Softswich
Business/
Residental Users
Business Users
Mobile Users
ISP
Application/
Feature
Server
SS7
Signaling
gateway
Hình 3.2: Caáu truùc maïng theá heä sau NGN
BAØI GIAÛNG NGN Chöông 3: Chuyeån maïch meàm
- 63 -
AAA: Accounting, Authentication, and Authorization
DNS: Domain Name Server
DSL: Digital Subscriber Line
GE: Gigabit Ethernet
GPRS: General Packet Radio Service
IP Sec: Internet Protocol Security
ISP: Internet Service Provider
LAN: Local Area Network
MAN: Metropolitan Access Network
MGC: Media Gateway Controller
MPLS: Multi Protocol Label Switching
RSVP: ReSerVation Protocol
SDH: Synchronous Digital Hierarchy
UMTS: Universal Mobile Telecommunications Network
WDM: Wavelength Division Multiplex
Theo hình treân, toång ñaøi lôùp 5 hay toång ñaøi noäi haït duøng chuyeån
maïch keânh (circuit-switched local-exchange) (theå hieän qua phaàn maïng
PSTN) vaãn ñöôïc söû duïng. Nhö ñaõ bieát, phaàn phöùc taïp nhaát trong nhöõng
toång ñaøi naøy chính laø phaàn meàm duøng ñeå ñieàu khieån quaù trình xöû lyù cuoäc
goïi. Phaàn meàm naøy chaïy treân moät boä xöû lyù chuyeân duïng ñöôïc tích hôïp
saün vôùi phaàn cöùng vaät lyù chuyeån maïch keânh. Hay noùi caùch khaùc phaàn
meàm söû duïng trong caùc toång ñaøi noäi haït phuï thuoäc vaøo phaàn cöùng cuûa
toång ñaøi. Ñieàu naøy gaây khoù khaên cho vieäc tích hôïp maïng PSTN vaø maïng
chuyeån maïch goùi khi xaây döïng NGN – laø maïng döïa treân cô sôû maïng goùi.
Moät giaûi phaùp coù theå thöïc thi laø taïo ra moät thieát bò lai (hybrid
device) coù theå chuyeån maïch thoaïi ôû caû daïng keânh vaø goùi vôùi söï tích hôïp
cuûa phaàn meàm xöû lyù cuoäc goïi. Ñieàu naøy ñöôïc thöïc hieän baèng caùch taùch
rieâng chöùc naêng xöû lyù cuoäc goïi khoûi chöùc naêng chuyeån maïch vaät lyù.
Thieát bò ñoù chính laø MGC söû duïng chuyeån maïch meàm Softswitch.
Hay chuyeån maïch meàm Softswitch chính laø thieát bò thöïc hieän vieäc xöû lyù
cuoäc goïi trong maïng NGN.