Báo cáo Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo tổng đài thế hệ sau đa dịch vụ chuyển mạch mềm (softswitch) và ứng dụng vào Việt Nam

B K H C N TTC N TT B K V C N TT C N TT Bé Khoa häc Và C«ng nghÖ Trung Tâm Công Nghệ Thông Tin Số 9, Đào Duy Anh, Hà Nội Báo cáo tổng kết khoa học và kỹ thuật đề tài: NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO TỔNG ĐÀI THẾ HỆ SAU ĐA DỊCH VỤ CHUYỂN MẠCH MỀM (SOFTSWITCH) VÀ ỨNG DỤNG VÀO VIỆT NAM TS. Hoàng Minh 6208 17/11/2006 Hà Nội, 12- 2005 BKHVCN TTCNTT Đề tài: Nghiên cứu thiết kế và chế tạo tổng đài thế hệ sau đa dịch vụ chuyển mạch mềm và ứng dụng vào Việt nam Chủ trì: TS. Hoàng Minh Báo cáo tổng kết khoa học kỹ thuật đề tài KC.01-22 Trang 1 DANH SÁCH NHỮNG NGƯỜI THỰC HIỆN TT Họ tên Cơ quan công tác Ghi chú Nghiên cứu cấu trúc hệ thống Softswitch A Chủ trì: Hoàng Minh CDIT B Cán bộ tham gia nghiên cứu 1 Nguyễn Kim Quang 2 Nguyễn Trung Kiên 3 Nguyễn Thắng Phát triển các modul thành phần hệ thống Module 1:Module phần mềm khung của hệ thống softswitch A Chủ trì: Nguyễn Kim Quang B Các cán bộ tham gia nghiên cứu 1 Nguyễn Trung Kiên 2 Đinh Kim Cường 3 Nguyễn Văn Đào Module 2:Modul phần mềm xử lý cuộc gọi A Chủ trì: Nguyễn Trung Kiên B Các cán bộ tham gia nghiên cứu 1 Nguyễn văn Đào 2 Nguyễn Hải Đăng 3 Hoàng Mạnh Thắng Module 3:Modul phần mềm Giao tiếp với các gateway A Chủ trì: Ngô Thanh Thủy B Các cán bộ tham gia nghiên cứu 1 Hoàng Mạnh Thắng 2 Đỗ Thị Hồng Lê 3 Phan Văn đức Module 4:Modul phần mềm giao tiếp trung kế A Chủ trì: Hoàng Mạnh Thắng B Các cán bộ tham gia nghiên cứu 1 Nguyễn Trung Kiên 2 Nguyễn Hải Đăng 3 Nguyễn Huy Thành Module 5:Modul phần mềm giao tiếp với các softswitch khác A Chủ trì: Nguyễn Trung Kiên B Các cán bộ tham gia nghiên cứu 1 Hoàng Mạnh Thắng 2 Đinh Kim Cường Module 6:Modul phần mềm Phân hệ hỗ trợ vận hành OSS A Chủ trì: Nguyễn Hải Hà B Các cán bộ tham gia nghiên cứu Đề tài: Nghiên cứu thiết kế và chế tạo tổng đài thế hệ sau đa dịch vụ chuyển mạch mềm và ứng dụng vào Việt nam Chủ trì: TS. Hoàng Minh Báo cáo tổng kết khoa học kỹ thuật đề tài KC.01-22 Trang 2 1 Hà Đình Dũng 2 Nguyễn Trung Kiên 3 Nguyễn Quốc Nguyên Module 7:Modul phần mềm OAM A Chủ trì: Đinh Kim Cường B Các cán bộ tham gia nghiên cứu 1 Nguyễn Hải Hà 2 Trần Phi Thường 3 Phan Văn Thái Module 8:Modul phần mềm quản lý cước A Chủ trì: Nguyễn văn Đào B Các cán bộ tham gia nghiên cứu 1 Nguyễn Việt Thắng 2 Trần Thanh Huyền 3 Đào Việt Dũng 4 Trần Hoàng Sơn Module 9:Modul phần mềm giao tiếp với mạng VoIP A Chủ trì: Chu đức Hiệp B Các cán bộ tham gia nghiên cứu 1 Phan Văn Đức 2 Nguyễn Huy Hà 3 Phan Văn Thái Module 10:Modul phần mềm giao tiếp phát triển ứng dụng A Chủ trì: Đỗ Thị Hồng Lê B Các cán bộ tham gia nghiên cứu 1 Nguyễn Hải Đăng 2 Hoàng Mạnh Thắng 3 Nguyễn Kim Quang Module 11:Modul phần mềm giao tiếp nhận thực thuê bao A Chủ trì: Phan Văn Đức B Các cán bộ tham gia nghiên cứu 1 Nguyễn Trung Kiên 2 Đào Việt Dũng 3 Phan Văn Thái Module 12:Hệ quản trị cơ sở dữ liệu về thuê bao A Chủ trì: Nguyễn Hải Đăng B Các cán bộ tham gia nghiên cứu 1 Trần Thanh Huyền 2 Trương Thị Thu Hạnh 3 Nguyễn Việt Thắng Tích hợp và thử nghiệm hệ thống A Chủ trì: Nguyễn Trung Kiên B Các cán bộ tham gia nghiên cứu Đề tài: Nghiên cứu thiết kế và chế tạo tổng đài thế hệ sau đa dịch vụ chuyển mạch mềm và ứng dụng vào Việt nam Chủ trì: TS. Hoàng Minh Báo cáo tổng kết khoa học kỹ thuật đề tài KC.01-22 Trang 3 1 Hoàng Mạnh Thắng 2 Phan Văn Đức 3 Đinh Kim Cường 4 Cao Minh Thắng 5 Trần Hoàng Sơn Hoàn thiện các báo cáo của đề tài A Chủ trì: Hoàng Minh B Các cán bộ tham gia 1 Nguyễn Kim Quang 2 Nguyễn Thắng 3 Nguyễn Trung Kiên 4 Hoàng Mạnh Thắng Đề tài: Nghiên cứu thiết kế và chế tạo tổng đài thế hệ sau đa dịch vụ chuyển mạch mềm và ứng dụng vào Việt nam Chủ trì: TS. Hoàng Minh Báo cáo tổng kết khoa học kỹ thuật đề tài KC.01-22 Trang 4 DANH SÁCH CỘNG TÁC VIÊN CỦA ĐỀ TÀI TT Họ tên Cơ quan công tác 7 Hoàng Văn Võ Tiến sỹ-Phó viện trưởng-Viện KHKT Bưu điện 8 Phan Cao Minh Tiến Sĩ,Trưởng Ban Khoa học Công nghệ, Tổng công ty Bưu chính-Viễn thông VN 9 Vũ Văn San Tiến sĩ, chuyên viên -Vụ Khoa học công nghệ, bộ BC-VT 10 Nguyễn Châu Sơn Thạc sĩ, Phó Ban Viễn thông - Tổng công ty Bưu chính Viễn thông Việt nam 11 Hoàng Đăng Hải Tiến sĩ khoa học, Công ty cổ phần Viễn thông-Tin học Bưu điện – CT-IN 12 Nguyễn Hữu Tuấn Kĩ sư, Phó giám đốc Công ty Liên doanh thiết bị tổng đài VKX Đề tài: Nghiên cứu thiết kế và chế tạo tổng đài thế hệ sau đa dịch vụ chuyển mạch mềm và ứng dụng vào Việt nam Chủ trì: TS. Hoàng Minh Báo cáo tổng kết khoa học kỹ thuật đề tài KC.01-22 Trang 5 BÀI TÓM TẮT Để đáp ứng nhu cầu phát triển của xã hội hiện nay, mạng Viễn Thông tiên tiến của các nước phải thoả mãn những yêu cầu hết sức khắt khe về: khả năng cung cấp dịch vụ, về tổ chức khai thác và quản lý. Một thực tế là mạng viễn thông hiện nay (PSTN) không thể thoả mãn các yêu cầu nói trên Mạng thế hệ mới (NGN) ra đời giải quyết được các vấn đề này, NGN có cấu trúc mở, phân lớp theo chức năng trong đó lớp điều khiển là bộ não của hệ thống có nhiệm vụ điều hành các giao dịch để thực hiện các dịch vụ trên mạng. Chuyển mạch mềm (Softswitch) là hệ thống phần mềm phức tạp nhất của mạng Viễn thông thực hiện chức năng của lớp điều khiển và vì vậy Softswitch chính là bộ não của mạng NGN. Một số nhà sản xuất thiết bị Viễn Thông lớn như: Alcatel, Simems, Nortel, NEC,…, đã cho ra đời các sản phẩm Softswitch đầu tiên. Tuy nhiên chưa một hãng nào công bố thiết kế của mình vì Softswitch là bí mật độc quyền của từng hãng về hệ thống phức tạp này. Theo xu hướng chung, mạng viễn thông Việt Nam cũng đang dần chuyển sang mạng NGN. Bởi vậy, việc khởi động nghiên cứu thiết kế chế tạo hệ thống chuyển mạch mềm Softswitch lúc này có ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn cao. Mục tiêu của đề tài này là thiết kế, chế tạo hoàn chỉnh một hệ thống Softswitch: dung lượng 20.000 thuê bao, hỗ trợ đầy đủ các chức năng, có thể giao tiếp với các Softswitch khác trên mạng và lúc cần có thể thay thế lẫn nhau. Mục tiêu dài hạn là tiếp tục hoàn thiện công nghệ, nâng cao dung lượng để sản xuất loạt nhỏ, tiến tới thương phẩm thay thế nhập ngoại. Cho đến nay, sản phẩm của đề tài đã hoàn thành. Kết quả kiểm tra đo thử trong phòng thí nghiệm và thử nghiệm trên mạng lưới đã cho kết quả tốt. Một điểm lưu ý là: Softswitch có thể thực hiện mọi chức năng tương đương với các tổng đài truyền thống hiện nay, nó kết hợp với một số thành phần khác có thể thay thế các tổng đài TDM hiện tại. Bởi vậy, kết quả này của đề tài hoàn toàn có thể sử dụng cho mạng PSTN trong quá trình quá độ chuyến sang mạng NGN Softswitch là một hệ thống có cấu trúc phần mềm phức tạp nhất trong viễn thông, hiện nay chỉ mới xuất hiện sản phẩm thương mại mà rất thiếu tư liệu tham khảo, vì vậy đề tài đã phải triển khai theo các bước sau đây: − Nghiên cứu tổng quan về NGN và SoftSwitch. − Xác định các tiêu chí kĩ thuật hệ thống của SoftSwitch –KC.01-22. − Đề xuất cấu trúc hệ thống của SoftSwitch – KC.01-22. Đề tài: Nghiên cứu thiết kế và chế tạo tổng đài thế hệ sau đa dịch vụ chuyển mạch mềm và ứng dụng vào Việt nam Chủ trì: TS. Hoàng Minh Báo cáo tổng kết khoa học kỹ thuật đề tài KC.01-22 Trang 6 − Thực hiện hệ thống theo cấu trúc đã đề xuất. − Thử nghiệm và đánh giá hệ thống (trong phòng thí nghiệm TESLAB và trên mạng lưới) Để thực hiện, đề tài đã chia thành 2 nhánh: − Nhánh 1: Nghiên cứu cấu trúc hệ thống Softswitch. Sản phẩm của nhánh này là “Báo cáo tổng hợp” được trình bày ở quyển 1 – Báo cáo này đã trình bày chi tiết cơ sở lí luận và kết quả chính sản phẩm đề tài − Nhánh 2: Thực hiện 12 nhánh phần mềm theo quy định của hợp đồng. 12 sản phẩm này được trình bày ở quyển 2. Đối với sản phẩm Softswitch, kết quả đo thử và thử nghiệm có ý nghĩa rất quan trọng. Tài liệu đo thử trong TESLAB và thử nghiệm trên mạng được trình bày trong Quyển số 3 Đề tài: Nghiên cứu thiết kế và chế tạo tổng đài thế hệ sau đa dịch vụ chuyển mạch mềm và ứng dụng vào Việt nam Chủ trì: TS. Hoàng Minh Báo cáo tổng kết khoa học kỹ thuật đề tài KC.01-22 Trang 7 MỤC LỤC I. MỤC TIÊU ĐỀ TÀI...........................................................................................11 II. SẢN PHẨM 1-BÁO CÁO TỔNG HỢP ...........................................................12 II.1. Sản phẩm............................................................................................................................................. 12 II.2. Tóm tắt báo cáo .................................................................................................................................. 12 III. SẢN PHẨM 2: KHUNG HỆ THỐNG SOFTSWITCH .....................................17 III.1. Sản phẩm ........................................................................................................................................... 17 III.2. Tóm tắt báo cáo................................................................................................................................. 17 III.3. Kết luận: ............................................................................................................................................ 19 IV. SẢN PHẨM 3: PHẦN MỀM XỬ LÝ CUỘC GỌI CƠ BẢN ............................20 IV.1. Sản phẩm ........................................................................................................................................... 20 IV.2. Tóm tắt báo cáo ................................................................................................................................. 20 IV.3. Kết luận: ............................................................................................................................................ 21 V. SẢN PHẨM 4: PHẦN MỀM GIAO TIẾP VỚI CÁC GATEWAY .....................22 V.1. Sản phẩm............................................................................................................................................. 22 V.2. Tóm tắt báo cáo................................................................................................................................... 22 V.3. Kết luận: .............................................................................................................................................. 23 VI. SẢN PHẨM 5: PHẦN MỀM GIAO TIẾP TRUNG KẾ ....................................24 VI.1. Sản phẩm ........................................................................................................................................... 24 VI.2. Tóm tắt báo cáo ................................................................................................................................. 24 VI.3. Kết luận: ............................................................................................................................................ 24 VII. SẢN PHẨM 6: PHẦN MỀM GIAO TIẾP VỚI SOFTSWITCH KHÁC ...........25 VII.1. Sản phẩm.......................................................................................................................................... 25 Đề tài: Nghiên cứu thiết kế và chế tạo tổng đài thế hệ sau đa dịch vụ chuyển mạch mềm và ứng dụng vào Việt nam Chủ trì: TS. Hoàng Minh Báo cáo tổng kết khoa học kỹ thuật đề tài KC.01-22 Trang 8 VII.2. Tóm tắt báo cáo ............................................................................................................................... 25 VII.3. Kết luận:........................................................................................................................................... 26 VIII. SẢN PHẨM 7: PHẦN MỀM HỖ TRỢ VẬN HÀNH OS................................27 VIII.1. Sản phẩm ........................................................................................................................................ 27 VIII.2. Tóm tắt báo cáo.............................................................................................................................. 27 VIII.3. Kết luận: ......................................................................................................................................... 28 IX. SẢN PHẨM 8: PHẦN MỀM HỖ TRỢ GIÁM SÁT (OAM) .............................30 IX.1. Sản phẩm ........................................................................................................................................... 30 IX.2. Tóm tắt báo cáo ................................................................................................................................. 30 IX.3. Kết luận.............................................................................................................................................. 32 X. SẢN PHẨM 9: PHẦN MỀM HỖ TRỢ QUẢN LÝ CƯỚC ...............................33 X.1. Sản phẩm............................................................................................................................................. 33 X.2. Tóm tắt báo cáo................................................................................................................................... 33 X.3. Kết luận: .............................................................................................................................................. 34 XI. SẢN PHẨM 10: PHẦN MỀM GIAO TIẾP VỚI MẠNG VOIP.........................35 XI.1. Sản phẩm ........................................................................................................................................... 35 XI.2. Tóm tắt báo cáo ................................................................................................................................. 35 XI.3. Kết luận: ............................................................................................................................................ 36 XII. SẢN PHẨM 11: PHẦN MỀM GIAO TIẾP PHÁT TRIỂN ỨNG DỤNG .........37 XII.1. Sản phẩm.......................................................................................................................................... 37 XII.2. Tóm tắt báo cáo ............................................................................................................................... 37 XII.3. Kết luận:........................................................................................................................................... 38 XIII. SẢN PHẨM 12: CSDL THUÊ BAO.............................................................39 XIII.1. Sản phẩm ........................................................................................................................................ 39 XIII.2. Tóm tắt báo cáo.............................................................................................................................. 39 Đề tài: Nghiên cứu thiết kế và chế tạo tổng đài thế hệ sau đa dịch vụ chuyển mạch mềm và ứng dụng vào Việt nam Chủ trì: TS. Hoàng Minh Báo cáo tổng kết khoa học kỹ thuật đề tài KC.01-22 Trang 9 XIII.3. Kết luận: ......................................................................................................................................... 40 XIV. SẢN PHẨM 13: PHẦN MỀM NHẬN THỰC................................................41 XIV.1. Sản phẩm ........................................................................................................................................ 41 XIV.2. Tóm tắt báo cáo .............................................................................................................................. 41 XIV.3. Kết luận:.......................................................................................................................................... 42 XV. SẢN PHẨM 14: TÀI LIỆU THỬ NGHIỆM....................................................43 XV.1. Sản phẩm.......................................................................................................................................... 43 XV.2. Tóm tắt báo cáo................................................................................................................................ 43 XV.3. kết luận ............................................................................................................................................. 46 XVI. KẾT LUẬN CHUNG....................................................................................47 Đề tài: Nghiên cứu thiết kế và chế tạo tổng đài thế hệ sau đa dịch vụ chuyển mạch mềm và ứng dụng vào Việt nam Chủ trì: TS. Hoàng Minh Báo cáo tổng kết khoa học kỹ thuật đề tài KC.01-22 Trang 10 BẢNG CHÚ GIẢI CÁC CHỮ VIẾT TẮT, KÝ HIỆU, ĐƠN VỊ ĐO, TỪ NGẮN, THUẬT NGỮ Từ viết tắt Từ gốc Nghĩa tiếng Việt AQM Active Queue Management Thuật toán quản lý hàng đợi tích cực BSCM basic Call State Model Chức năng xử lý cuộc gọi cơ bản (trong CSx) BHCA Busy Hour Call Attempt Số cuộc thử trong giờ bận, là một tham số đánh giá năng lực hệ thống BICC Bearer Independent Call Control Báo hiệu cuộc gọi độc lập kênh mang, là một giao thức báo hiệu liên đài cho chuyển mạch softswitch do ITU đề xuất CDIT Center for Development of Information Technology Trung tâm Công nghệ thông tin - Học viện BCVT CSDL Cơ sở dữ liệu CSx Capability Sets Tập năng lực trong bộ chuẩn về mạng IN ETC Electrical Telecommunication Company Công ty Thông tin Viễn thông Điện lực H323 Giao thức báo hiệu VoIP do ITU đề xuất IBUS Internal BUS Tên giao thức trung chuyển báo hiệu tự định nghĩa bởi nhóm thực hiện đề tài MG Media Gateway Cổng phương tiện MGC Media gateway Controler Bộ điều khiển cổng phương tiện MGCP/ Megaco/ H248 Media Gateway Control protocol/ Media Gateway Control/H248 Các giao thức điều khiển cổng phương tiện MNGT Management Chức năng quản lý mạng NGN Next Generation Network Mạng thế hệ mới OAM Operation Administration & Mainternance Điều hành, quản lý và bảo dưỡng PSTN Public switched telephone network Mạng chuyển mạch công nghệ TDM SCP Service Control Point Điểm điều khiển dịch vụ trong mạng IN SIP Session Initial protocol Giao thức khởi tạo phiên SS7 Signalling system No7 Hệ thống báo hiệu Số 7 UDP/TC P/SCTP User Datagram Protocol/Transmission Control Protocol/Stream Control Transmission Protocol Các giao thức chuyển tải trên mạng IP XML, VXML.. Extensible Markup Language, Voice Extensible Markup Language. Các ngôn ngữ đánh dấu siêu văn bản Đề tài: Nghiên cứu thiết kế và chế tạo tổng đài thế hệ sau đa dịch vụ chuyển mạch mềm và ứng dụng vào Việt nam Chủ trì: TS. Hoàng Minh Báo cáo tổng kết khoa học kỹ thuật đề tài KC.01-22 Trang 11 I. MỤC TIÊU ĐỀ TÀI Đề tài “Nghiên cứu thiết kế và chế tạo tổng đài thế hệ sau đa dịch vụ chuyển mạch mềm (Softswitch) và ứng dụng vào Việt Nam” hướng tới những mục tiêu sau : Mục tiêu tổng quát − Làm chủ công nghệ chuyển mạch mềm − Thiết kế, chế tạo hệ thống chuyển mạch mềm − Thử nghiệm, đánh giá kết quả − Nâng cao trình độ công nghệ của đội ngũ làm công nghệ thông tin trong nước − Tiếp tục hoàn thiện công nghệ, nâng cao dung lượng, tiến tới sản xuất loạt nhỏ thay thế nhập ngoại Mục tiêu cụ thể − Nghiên cứu và phát triển phần mềm hệ thống Softswitch và ứng dụng thử nghiệm vào mạng viễn thông Việt Nam − Tăng cường khả năng bảo mật thông tin − Chủ động phát triển các dịch vụ gia tăng trên mạng Viễn thông − Thiết kế chế tạo một Softswitch có dung lượng 20,000 thuê bao (Softswitch KC.01-22 hay Softswitch CDIT) − Hệ thống là các sản phẩm hoàn chỉnh sẽ có khả năng giao tiếp với các thành phần khác của các hãng khác nhau trên mạng NGN và có thể ứng dụng trong các mạng doanh nghiệp nhỏ, các mạng nội bộ chuyên dùng hay chia xẻ một phần lưu lượng mạng Public hiện tại Đề tài: Nghiên cứu thiết kế và chế tạo tổng đài thế hệ sau đa dịch vụ chuyển mạch mềm và ứng dụng vào Việt nam Chủ trì: TS. Hoàng Minh Báo cáo tổng kết khoa học kỹ thuật đề tài KC.01-22 Trang 12 II. SẢN PHẨM 1-BÁO CÁO TỔNG HỢP II.1. Sản phẩm Đây là báo cáo tổng hợp toàn bộ đề tài: những nghiên cứu tổng quan, nghiên cứu về các tiêu chí kỹ thuật của hệ thống Softswitch, về phương pháp luận nghiên cứu từ đó đề xuất ra cấu trúc hệ thống Softswitch với các tiêu chí và chức năng phù hợp với điều kiện Việt Nam, tổng hợp lại quá trình xây dựng và thử nghiệm hệ thống Softswitch, đánh giá kết quả của đề tài cũng như đề xuất các phương hướng nghiên cứu tiếp theo. II.2. Tóm tắt báo cáo Mạng Viễn thông phát triển đến một giai đoạn bước ngoặt mới có tính cách mạng đó là mạng Viễn thông thế hệ mới (NGN-Next Generation Network) Mạng NGN là vấn đề đang thu hút sự quan tâm của nhiều tổ chức Viễn thông lớn nhằm cho ra đời một mô hình cấu trúc mạng mới dựa trên nền tảng công nghệ hiện đại, đầu tư hiệu quả và đáp ứng nhu cầu phong phú về dịch vụ. Mạng NGN được tổ chức dựa trên một số nguyên tắc cơ bản: Đáp ứng các nhu cầu cung cấp các loại hình dịch vụ Viễn thông phong phú đa dạng, mạng có cấu trúc đơn giản, hiệu quả sử dụng và chất lượng mạng lưới cao, giảm thiểu chi phí khai thác bảo dưỡng, độ linh hoạt và tính sẵn sàng cao.. Tuy cho đến nay vẫn chưa có một mô hình nào được chính thức xem là mô hình chuẩn cho mạng NGN nhưng về nguyên tắc - mạng NGN được xây dựng theo cấu trúc bao gồm 5 lớp (Hình 1): Lớp truy nhập, Lớp chuyển tải, Lớp điều khiển, Lớp ứng dụng/dịch vụ (Application/service) và Lớp quản lý mạng Đề tài: Nghiên cứu thiết kế và chế tạo tổng đài thế hệ sau đa dịch vụ chuyển mạch mềm và ứng dụng vào Việt nam Chủ trì: TS. Hoàng Minh Báo cáo tổng kết khoa học kỹ thuật đề tài KC.01-22 Trang 13 Lớ p qu ản lý (M an ag em en t) Lớp chuyển tải/lõi (Transport/core layer) Lớp điều khiển (Control layer) Lớp ứng dụng/dịch vụ (Application/Service layer) Lớp truy nhập (Access layer) Hình 1: Cấu trúc phân lớp mạng thế hệ sau MSF và ISC đã cụ thể hoá các chức năng tổng quát của NGN, quan hệ giữa các thành phần chức năng và định nghĩa các điểm tham chiếu trong mô hình tham khảo chung (Hình 2) Hình 2 : Các chức năng mặt cắt được quy định trong MSF Đề tài: Nghiên cứu thiết kế và chế tạo tổng đài thế hệ sau đa dịch vụ chuyển mạch mềm và ứng dụng vào Việt nam Chủ trì: TS. Hoàng Minh Báo cáo tổng kết khoa học kỹ thuật đề tài KC.01-22 Trang 14 Softswitch trở thành một tên gọi chung cho thực thể có chức năng điều khiển các phiên giao dịch trong mạng Viễn thông thế hệ mới (NGN) và còn có các tên khác như: Media Gateway Controller (MGC) hay CallAgent.. Mạng Viễn thông Việt nam cũng đang trong thời kỳ quá độ chuyển dần sang thế hệ mạng NGN. VNPT và một số doanh nghiệp khác cũng đã bước đầu đưa các tổng đài NGN vào thử nghiệm và khai thác trên mạng như: Siemens, Alcatel, Huawei, .. Softswitch là sản phẩm của đề tài này cũng hướng tới mục tiêu tham gia trong lớp điều khiển này bằng việc gánh một phần lưu lượng của mạng NGN tổng thể. Softswicth như bộ não của các nút trong mạng NGN, với ý nghĩa đó Softswitch là một hệ thống phần mềm phức tạp nhất xét trên phương diện logic xử lý. Trên quan điểm lý thuyết hệ thống, softswitch được nhìn nhận như một hệ thống nhiều đầu vào, nhiều đầu ra và mô hình động học có thể quy về các dạng tổng đài truyền thống. Một số yếu tố có ảnh hưởng đến thiết kế một hệ thống Softswitch như là: rất nhiều giao thức Viễn thông phức tạp, hỗ trợ nhiều dịch vụ có lưu lượng thay đổi trong dải rộng, cơ sở dữ liệu lớn và động.. Đề tài này thực hiện với ý tưởng: Chủ động phát triển toàn bộ phần mềm hệ thống Softswitch, sử dụng các phần cứng liên quan là các sản phẩm và bán sản phẩm công nghiệp tiêu chuẩn có sẵn của các Media Gateway để tích hợp thành các nút mạng NGN hoàn chỉnh. Về mặt lý thuyết và thiết kế hệ thống: Nhóm thực hiện đề tài cập nhật các nghiên cứu của các đề tài có liên quan đã và đang thực hiện trong nước, xem xét phân tích các giải pháp của các hãng lớn trên thế giới để học hỏi cách tổ chức các hệ thống này và áp dụng linh hoạt có chọn lọc cho quá trình thiết kế sản phẩm của đề tài Về thực nghiệm: các nghiên cứu thực nghiệm hướng đến một hệ thống Softswitch điển hình với cách tổ chức linh hoạt có tính mở rộng cao và sử dụng các platform thông dụng thay các phần cứng chuyên dụng để tránh phụ thuộc vào các nhà cung cấp các platform Đề tài: Nghiên cứu thiết kế và chế tạo tổng đài thế hệ sau đa dịch vụ chuyển mạch mềm và ứng dụng vào Việt nam Chủ trì: TS. Hoàng Minh Báo cáo tổng kết khoa học kỹ thuật đề tài KC.01-22 Trang 15 Về đo kiểm: Hệ thống Softswitch được thiết kế cũng hướng đến các sản phẩm có tính thương mại vì vậy việc đo kiểm nhằm kiểm tra tính tương thích mạng cũng như độ tin cậy và ổn định cũng được tiến hành một cách nghiêm túc. Việc đo kiểm được thực hiện theo 2 giai đoạn, giai đoạn 1: Kiểm tra trong Phòng thí nghiệm của CDIT và Phòng thử nghiệm chuyên đề NGN (TestLab của Hãng cung cấp thiết bị Viễn thông nổi tiếng - Alcatel); giai đoạn 2: Thử nghiệm vận hành hệ thống trên mạng Viễn thông Quốc gia Đề tài có sự phối hợp với một số nhà khai thác Viễn thông, các Viện nghiên cứu và các nhà cung cấp thiết bị để kiểm tra toàn diện hệ thống. Các bài đo sử dụng các bài đo đã được chuẩn hoá Quốc tế và chuẩn hoá Việt Nam Lý thuyết về mô hình hóa hệ thống Softswitch được sử dụng, các chức năng của Softswitch được làm rõ như trong Hình 3 §¨ng ký/huû bá DV NhËn yªu cÇu X¸c thùc §Þnh tuyÕn Ghi c−íc TÝnh c−íc Kh¸ch hµng Nhµ khai th¸c Media Gateway CSDL kh¸ch hµng Trung t©m c−íc Application Server Ph¸t sinh yªu cÇu CËp nhËt Softswitch OAM C¸c m¹ng kh¸c Ph©n tÝch sè Gi¸m s¸t cuéc gäi Gi¸m s¸t c¸c ®Çu cuèi øng dông cña nhµ ph¸t triÓn thø 3 (3rd apps) Yªu cÇu dÞch vô CÊu h×nh dÞch vô Signalling gateway Hình 3: Quan hệ và tương tác của các thực thể trong một nút mạng NGN Bằng cách phân tích các chức năng của Softswitch cộng với các kinh nghiệm nghiên cứu về tổng đài và các thiết bị Viễn thông khác nhóm thực Đề tài: Nghiên cứu thiết kế và chế tạo tổng đài thế hệ sau đa dịch vụ chuyển mạch mềm và ứng dụng vào Việt nam Chủ trì: TS. Hoàng Minh Báo cáo tổng kết khoa học kỹ thuật đề tài KC.01-22 Trang 16 hiện đề tài đã đề xuất một mô hình hệ thống phân tán (Hình 4) có khả năng đảm báo các tiêu chí về tính mở, năng lực, tính tương thích và độ ổn định. Basic call manager (IBUS- BCM) Protocol -4 Protocol -3 Transaction ctrl Protocol -1 Protocol Gateway Protocol -2 Policy area Protocol Gateway Protocol Gateway Protocol Gateway IBUS Protocol stack Transaction ctrl Protocol stack Transaction ctrl Protocol stack Transaction ctrl Protocol stack Leg Hình 4: Mô hình phân tán trong thiết kế Softswitch Từ việc phân tích và đề xuất cấu trúc hệ thống Softswitch, việc thực hiện kiến trúc này đã được tiến hành. Tổ chức phần mềm hệ thống Softswitch được phân thành 12 modul phần mềm hoạt động với nhau trên cơ sở quan hệ về mặt chức năng. Các phần sau trong báo cáo tóm tắt này sẽ mô tả về các modul phần mềm đó Phần cứng của hệ thống Softsiwtch được lựa trọn trên nguyên tắc sử dụng các dạng phần cứng phổ dụng, độ tin cậy cao. Một kiến trúc tham khảo là dạng blade server (các máy được liên kết trong một mạng LAN tốc độ cao) Sau khi phát triển các modul phần mềm thành phần, bước tích hợp hệ thống đã được tiến hành. Ba môi trường được sử dụng để kiểm nghiệm và đánh giá sản phẩm đó là trong Phòng thí nghiệm, tại phòng thử nghiệm NGN của VNPT và trên mạng lưới. Kết quả của các thử nghiệm này cho thấy Hệ thống Softswitch - KC.01-22 hoàn toàn có thể đảm nhận chức năng Nút điều khiển (ControlNode) của nút mạng NGN hoàn chỉnh và có năng lực lớn hơn nhiều so với đăng ký ban đầu Đề tài: Nghiên cứu thiết kế và chế tạo tổng đài thế hệ sau đa dịch vụ chuyển mạch mềm và ứng dụng vào Việt nam Chủ trì: TS. Hoàng Minh Báo cáo tổng kết khoa học kỹ thuật đề tài KC.01-22 Trang 17 III. SẢN PHẨM 2: KHUNG HỆ THỐNG SOFTSWITCH III.1. Sản phẩm Bao gồm: − Các vấn đề và giải pháp đề xuất trong thiết kế khung hệ thống Softswitch − Tài liệu thiết kế khung hệ thống, các hệ BUS trao đổi thông tin nội bộ − Phần mềm khung hệ thống Softswitch được kiểm tra về hiệu năng III.2. Tóm tắt báo cáo Yêu cầu của thiết kế khung hệ thống Softswitch phải đảm bảo về mặt chức năng (xử lý cuộc gọi) và các mặt khác (độ tin cậy, hiệu năng..). Thiết kế tổng thể cần đạt được các yêu cầu sau: tổ chức khung của hệ thống Softswitch hợp lý nhất, đáp ứng được về mặt chức năng, có tính ổn định và khả năng nâng cấp mở rộng linh hoạt. Hình 5 là thiết kế khung của hệ thống Basic call logic Protocol dependent Service layer CallController Logic Call Processing Func DUAL control Controlled devices (MGs) IP Endpoints Local DB OAM and Mngt support functions Protocol Adaptation Application server Overload control Media Resource Other softswitch IBUS INAP.Cs2+ Specified prrotocol CallController LegController Hình 5:Mô hình tổ chức phần mềm hệ thống Softswitch Đề tài: Nghiên cứu thiết kế và chế tạo tổng đài thế hệ sau đa dịch vụ chuyển mạch mềm và ứng dụng vào Việt nam Chủ trì: TS. Hoàng Minh Báo cáo tổng kết khoa học kỹ thuật đề tài KC.01-22 Trang 18 Đây là frame-work cho hệ thống phân tán, framework này được thiết kế để liên kết các thực thể của hệ thống phân tán tạo ra một môi trường có tính trong suốt đối với các xử lý phía trên mà không phải quan tâm đến vấn đến đồng bộ giữa các thực thể này, mỗi modul phần mềm có dạng một node trên một mạng hình BUS (Hình 6) IPC Node2 Node n Node1 Hình 6: Mô hình mạng hình BUS Các node thuộc hệ thống trao đổi với nhau thông qua các BUS nội bộ. Các BUS này chuyên chở các loại thông tin khác nhau (ví dụ thông tin liên quan đến xử lý cuộc gọi-IBUS, thông tin quản lý đồng bộ các node-MNGT BUS..). Node j Node i Ethernet/ IP/UDP IPC N od e m an ag em en t i nf o C al l c on tro l i nf o O A M in fo re du nd an cy in fo N od e m an ag em en t i nf o C al l c on tro l i nf o O A M in fo re du nd an cy in fo Hình 7: Các bus truyền thông nội bộ Các BUS chia làm 2 loại: Bus chuyển tải và Bus ứng dụng (Hình 7). Bus chuyển tải dùng để chuyên chở các thông tin thuộc Bus ứng dụng một cách tin cậy giữa các node và có tên gọi là IPC. Các Bus ứng dụng (IBUS, INFOBUS..) được dùng cho việc liên lạc giữa các phân chức năng cụ thể (Hình 8) Đề tài: Nghiên cứu thiết kế và chế tạo tổng đài thế hệ sau đa dịch vụ chuyển mạch mềm và ứng dụng vào Việt nam Chủ trì: TS. Hoàng Minh Báo cáo tổng kết khoa học kỹ thuật đề tài KC.01-22 Trang 19 Application Server CallController LegController PolicyServer IBUS SB U S IN FO B U S IN FO B U S Hình 8: Sử dụng các BUS nội bộ trong hệ thống III.3. Kết luận: Khung hệ thống Softswitch do đề tài đề xuất đã đáp ứng được các yêu cầu như sau: − Về mặt logic, khung hệ thống đã được thiết kế đảm bảo sự sự logic, có khả năng mở rộng linh hoạt − Về mặt đồng bộ, các tuyến BUS nội bộ đã được thiết kế để trao đổi thông tin giữa các phân chức năng − Về mặt năng lực: Khung hệ thống đã được kiểm nghiệm về năng lực, kết quả cho thấy năng lực này chỉ phục thuộc vào năng lực các phần cứng sử dụng và sẵn sàng đáp ứng cho hệ thống đến một triệu BHCA Đề tài: Nghiên cứu thiết kế và chế tạo tổng đài thế hệ sau đa dịch vụ chuyển mạch mềm và ứng dụng vào Việt nam Chủ trì: TS. Hoàng Minh Báo cáo tổng kết khoa học kỹ thuật đề tài KC.01-22 Trang 20 IV. SẢN PHẨM 3: PHẦN MỀM XỬ LÝ CUỘC GỌI CƠ BẢN IV.1. Sản phẩm Bao gồm: − Tài liệu thiết kế phân chức năng cuộc gọi cơ bản − Phần mềm xử lý cuộc gọi cơ bản được kiểm nghiệm về chức năng IV.2. Tóm tắt báo cáo Modul này xử lý các phiên giao dịch cơ bản của hệ thống ứng với phần chính sách (Policy) của cuộc gọi, nó độc lập với các giao thức báo hiệu/điều khiển Hình 9: Xử lý cuộc gọi cơ bản Các cuộc gọi có thể là các cuộc gọi có dịch vụ hoặc không có dịch vụ, số lượng các dịch vụ liên tục được bổ sung mới. Các dịch vụ mới này có thể do nhà phát triển hệ thống hay third-party đưa ra, để đảm bảo được yêu cầu này một cách linh hoạt nhất thì thiết kế của Softswitch phải có khả năng hỗ trợ tối đa bằng cách đưa ra một nguyên tắc có tính thống nhất và tổng quát về hỗ trợ phát triển dịch vụ mới Nguyên tắc chung này được xây dựng dựa trên nguyên tắc tổ chức dịch vụ của mạng thông minh đã đề xuất bởi ITU. Theo đó, Softswitch chỉ thực hiện các cuộc gọi cơ bản nhất (ứng với chức năng SSF của mạng thông minh) còn các cuộc gọi có tham gia dịch vụ sẽ do thực thể điều khiển dịch vụ-application server (ứng với chức năng SCF của mạng thông minh) thực hiện Một cuộc gọi cơ bản (basic call) được tạo thành từ 2 nửa cuộc gọi (half- call). 2 halff-call này được liên kết với nhau bởi chức năng xử lý cuộc gọi cơ bản (Hình 10) Đề tài: Nghiên cứu thiết kế và chế tạo tổng đài thế hệ sau đa dịch vụ chuyển mạch mềm và ứng dụng vào Việt nam Chủ trì: TS. Hoàng Minh Báo cáo tổng kết khoa học kỹ thuật đề tài KC.01-22 Trang 21 « A « A Basic Call Half-call Hình 10: Cuộc gọi cơ bản Mỗi half-call liên quan đến cả phần cơ chế (machenic) và chính sách (policy) như trong Hình 11. Phần cơ chế có thể khác nhau đối với 1 half- call (ví dụ cuộc gọi giữa thuê bao MGCP và SIP) Phần xử lý chính sách cuộc gọi giống nhau nên được thiết kế cách ly với lớp các cơ chế còn gọi là chức năng xử lý logic các cuộc gọi cơ bản, là phần chức năng liên quan đến xử lý các cuộc gọi ở mức logic có tính trừu tượng cao. Phần này được tích hợp trong modul có tên là CallController Các half-call có giao diện đối tượng cho phép thao tác trên đối tượng này, giao diện này cần thiết cho việc điều khiển các dịch vụ Half-call LegController CallController « A Phần cơ chế Phần chính sách cuộc gọi IBUS Hình 11: Half-call Phần cơ chế thuộc các LegController có chức năng thích nghi các giao thức báo hiệu/điều khiển khác nhau và chuyển đổi sang Bus báo hiệu cuộc gọi đồng nhất (IBUS) để chuyển đến phần chính sách. Phần cơ chế này còn được gọi là Protocol processing và được tích hợp trong các node gọi là LegController (LC) IV.3. Kết luận: Chức năng xử lý cuộc gọi cơ bản đã được thực hiện trong modul phần mềm CallController, chức xử lý logic cuộc gọi cơ bản dựa trên giao thức nội bộ IBUS. Các kết quả thử nghiệm cho thấy chức năng này đã được thực hiện đứng yêu cầu đề ra, cuộc gọi cơ bản giữa các loại đầu cuối khác nhau (POTS, VoIP) được thực hiện trôi chảy Đề tài: Nghiên cứu thiết kế và chế tạo tổng đài thế hệ sau đa dịch vụ chuyển mạch mềm và ứng dụng vào Việt nam Chủ trì: TS. Hoàng Minh Báo cáo tổng kết khoa học kỹ thuật đề tài KC.01-22 Trang 22 V. SẢN PHẨM 4: PHẦN MỀM GIAO TIẾP VỚI CÁC GATEWAY V.1. Sản phẩm Bao gồm: − Tài liệu thiết kế − Phần mềm giao tiếp với các MediaGateway V.2. Tóm tắt báo cáo Đây là modul giao tiếp, điều khiển các thuê bao POTS thông qua các cổng phương tiện (media gateway-MG) và các Softphone trực tiếp bằng các giao thức điều khiển cổng phương tiện: MGCP, Megaco Nguyên tắc tổ chức của các phần mềm giao tiếp gateway được tổ chức như Hình 12. Modul này có tên là Local LegController (Local LC) MGCP stack MGCP Transaction control LEGOBJ control funcs Node MNGT OAM LEG contrller architecture IP Ethernet IPC UDP IBUS interface InfoBUS interface MGCP server LegObjs Endpoints Hình 12: Nguyên tắc tổ chức phần mềm của các LegController Hoạt động của các modul phần mềm giao tiếp gateway như Hình 13 Đề tài: Nghiên cứu thiết kế và chế tạo tổng đài thế hệ sau đa dịch vụ chuyển mạch mềm và ứng dụng vào Việt nam Chủ trì: TS. Hoàng Minh Báo cáo tổng kết khoa học kỹ thuật đề tài KC.01-22 Trang 23 Call Controller Local LegController Policy server Resident Gateway (RG) Phone Đăng ký Operator Cập nhật thông tin Cuộc gọi Softswitch Định tuyến/ nhận thực Hình 13: Hoạt động liên quan đến các LegController Các hoạt động cơ bản có liên quan đến modul Local LC là: Đăng ký hoạt động của các cổng phương tiện, thay đổi cấu hình của các cổng phương tiện từ phía người sử dụng và hoạt động liên quan đến cuộc gọi. Có thể mô tả khái quát các hoạt động này như sau: − Tại Softswitch (modul quản lý thuê bao) có khai báo các cổng phương tiện ứng với các số thuê bao cho trước. Khi RG khởi tạo, nó sẽ gửi bản tin đăng ký lên modul Local LegController, Local LegController sẽ đăng ký kích hoạt tới PolicyServer đồng thời lưu thông tin của các endpoint liên quan đến RG này − Nhà khai thác có thể thay đổi các thông số của port ứng với các endpoint: số IE64, mặt nạ quay số, loại codec được dùng.. bằng cách thay đổi trong bảng tham số thuê bao của PolicyServer, PolicyServer sẽ tự động cập nhật tới LocalLegController − Khi một thuê bao POTS thuộc RG nhấc máy, các tín hiệu nhấc máy, số quay DTMF sẽ được Local LegController thu và gửi lên CallController xử lý, tại đây các phase nhận thực, phân tích số và định tuyến được dùng để hoàn thành cuộc gọi V.3. Kết luận: Modul phần mềm này đã được hoàn thành theo đúng yêu cầu đặt ra, nó có thể hỗ trợ quản lý các endpoint độc lập hay các Resident Gateway tới vài ngàn cổng. Các hoạt động của các đầu cuối đã được kiểm chứng và mỗi Local LegController có thể đáp ứng tới 400 yêu cầu cuộc gọi trong 1 giây Đề tài: Nghiên cứu thiết kế và chế tạo tổng đài thế hệ sau đa dịch vụ chuyển mạch mềm và ứng dụng vào Việt nam Chủ trì: TS. Hoàng Minh Báo cáo tổng kết khoa học kỹ thuật đề tài KC.01-22 Trang 24 VI. SẢN PHẨM 5: PHẦN MỀM GIAO TIẾP TRUNG KẾ VI.1. Sản phẩm Bao gồm: − Tài liệu thiết kế − Phần mềm giao tiếp trung kế VI.2. Tóm tắt báo cáo Modul này giao tiếp liên mạng giữa Softswitch của nút mạng NGN với mạng PSTN thông qua các giao thức báo hiệu liên đài truyền thống (R2, SS7) Về tổ chức phần mềm thì các modul này tương tự modul giao tiếp các gateway nhưng không có phase nhận thực và không cần quản lý các thuê bao cụ thể. Các LegController thuộc dạng này: ISUP, R2.. Hoạt độngliên quan đến Modul giao tiếp trung kế này như Hình 14, chi tiết xem thêm trong tài liệu thiết kế modul xử lý cuộc gọi cơ bản. Ở đây, trên Softswitch không cần khai báo chi tiết các endpoit như các thuê bao nội hạt Call Controller Trunk LegController Policy server TGs Tổng đài TDM Softswitch Route SS7 Hình 14: Hoạt động liên quan đến các LegController trung kế VI.3. Kết luận: Các Trunk LegController cũng đã được phát triển xong, hệ thống có thể hỗ trợ cả báo hiệu R2 và SS7. Các thử nghiệm đã được tiến hành đầy đủ trong phòng thí nghiệm, tại TestLab cũng như trên mạng thực tế. Năng lực mỗi Trunk LegControler cũng có thể xử lý 500 yêu cầu/sec Đề tài: Nghiên cứu thiết kế và chế tạo tổng đài thế hệ sau đa dịch vụ chuyển mạch mềm và ứng dụng vào Việt nam Chủ trì: TS. Hoàng Minh Báo cáo tổng kết khoa học kỹ thuật đề tài KC.01-22 Trang 25 VII. SẢN PHẨM 6: PHẦN MỀM GIAO TIẾP VỚI SOFTSWITCH KHÁC VII.1. Sản phẩm Bao gồm: − Tài liệu thiết kế − Phần mềm VII.2. Tóm tắt báo cáo Chức năng của phần mềm này là: Thực hiện giao tiếp giữa 2 nút mạng NGN chuẩn thông qua các giao thức mới: SIP-T, BICC (Hình 15) LE LE SoftSwitch SoftSwitch Mdia Gateway SS7 ISUP BICC SIP-T IP -phone IP-phone MGCP A B IP Network(s) MGCP Mdia Gateway PSTN PSTN Hình 15: Vai trò của SIPT và BICC Về tổ chức phần mềm, modul này có dạng một LegController giao tiếp trung kế và có dạng như Hình 16 Đề tài: Nghiên cứu thiết kế và chế tạo tổng đài thế hệ sau đa dịch vụ chuyển mạch mềm và ứng dụng vào Việt nam Chủ trì: TS. Hoàng Minh Báo cáo tổng kết khoa học kỹ thuật đề tài KC.01-22 Trang 26 LEGOBJ control funcs Node MNGT OAM BICC LEG controller architecture IP Ethernet IPC UDP IBUS interface LegObjs BICC/SIPT stack MTP E1/T1 CallData Redundancy SCTP BICC/SIPT Agent Hình 16: Tổ chức của các LegController giao tiếp liên Softswitch VII.3. Kết luận: Hai modul phần mềm liên quan là: SIPT LegControler và BICC LegController đã được xây dựng và kiểm tra trong phòng thí nghiệm, tại TestLab và trên mạng lưới. Các tài liệu đo kiểm đánh giá kềm theo cho thấy các modul này hoạt động tuân theo các chuẩn về giao tiếp liên Softswitch Đề tài: Nghiên cứu thiết kế và chế tạo tổng đài thế hệ sau đa dịch vụ chuyển mạch mềm và ứng dụng vào Việt nam Chủ trì: TS. Hoàng Minh Báo cáo tổng kết khoa học kỹ thuật đề tài KC.01-22 Trang 27 VIII. SẢN PHẨM 7: PHẦN MỀM HỖ TRỢ VẬN HÀNH OS VIII.1. Sản phẩm Bao gồm: − Tài liệu thiết kế − Phần mềm VIII.2. Tóm tắt báo cáo Nhìn từ phía quản lý thì Softswitch được coi như chức năng chuyển mạch của một tổng đài tiêu biểu, vì vậy Softswitch phải hỗ trợ việc quản lý mạng bằng cách cung cấp các thông tin quản lý cho phép người quản trị hệ thống tương tự các tổng đài truyền thống Hình 17: Mô hình quản trị mạng SNMP Softswitch được thiết kế theo mô hình phân tán, vì vậy các thông tin cần quản lý cũng phân tán trên các modul này tuỳ theo chức năng của từng modul.Các thông tin này rất khác nhau đối với từng modul và là các thông số có ý nghĩa đặc trưng cho modul đó. Giao thức được lựa chọn trong thiết kế này là giao thức quản lý mạng đơn giản SNMP (Hình 17) Việc tổ chức thiết kế chức năng hỗ trợ quản lý mạng trong Softswitch KC.01-22 phải đảm bảo tính đơn giản, linh hoạt và đầy đủ. Phần mềm modul hỗ trợ quản lý mạng OSS được thực hiện trong modul có tên là SNMP gateway (Hình 18) Đề tài: Nghiên cứu thiết kế và chế tạo tổng đài thế hệ sau đa dịch vụ chuyển mạch mềm và ứng dụng vào Việt nam Chủ trì: TS. Hoàng Minh Báo cáo tổng kết khoa học kỹ thuật đề tài KC.01-22 Trang 28 Modul này làm gateway cho phép các trung tâm quản lý mạng Viễn thông hỗ trợ SNMP có thể giao tiếp và quản trị hệ thống Softswitch như một thiết bị Viễn thông chuẩn bao gồm các việc xem, sửa, xóa .. các tham số cấu hình, các mặt nạ trace... Giao diÖn qu¶n lý SNMP gateway SNMP C¸c module kh¸c cña hÖ thèng Softswitch HÖ thèng cÇn qu¶n lý Trao ®æi néi bé Module giao tiÕp qu¶n lý Hình 18: Phát triển giao diện SNMP cho Softswitch Modul phần mềm SNMP gateway đã được thực hiện, các MIB quản lý thông tin cho Softswitch qua giao diện SNMP cũng đã được viết (Hình 19) Hình 19: Các MIB quản lý thông tin của Softswitch KC.01-22 VIII.3. Kết luận: Modul phần mềm SNMP gateway đã được xây dựng xong, kết quả cho thấy nguời sử dụng các giao diện SNMP client có thể xem/sửa/xóa các thông tin Đề tài: Nghiên cứu thiết kế và chế tạo tổng đài thế hệ sau đa dịch vụ chuyển mạch mềm và ứng dụng vào Việt nam Chủ trì: TS. Hoàng Minh Báo cáo tổng kết khoa học kỹ thuật đề tài KC.01-22 Trang 29 về cấu hình, trạng thái.. của hệ thống Softswitch. Các thông tin cảnh báo cũng được ghi nhận đầy đủ Đề tài: Nghiên cứu thiết kế và chế tạo tổng đài thế hệ sau đa dịch vụ chuyển mạch mềm và ứng dụng vào Việt nam Chủ trì: TS. Hoàng Minh Báo cáo tổng kết khoa học kỹ thuật đề tài KC.01-22 Trang 30 IX. SẢN PHẨM 8: PHẦN MỀM HỖ TRỢ GIÁM SÁT (OAM) IX.1. Sản phẩm Bao gồm: − Tài liệu thiết kế − Phần mềm IX.2. Tóm tắt báo cáo Modul hỗ trợ nhà khai thác thiết lập cấu hình, giám sát và quản lý hệ thống qua các lệnh MML (Man-Machine Language) Giao diện MMI cho phép lấy bất kỳ thông tin gì từ bất kỳ modul nào thuộc hệ thống thông qua các lệnh MMI Có thể có nhiều MMI cùng chạy đồng thời, các MMI được cấp quyền truy nhập vào hệ thống ở các mức khác nhau. Các thông tin vào/ra từ MMI cần được ghi lại để theo dõi sau này Vì hệ thống gồm rất nhiều node khác nhau và các node có vai trò tương đối ngang hàng nên việc truy xuất thông tin từ MMI phải lấy từ các node trực tiếp. Điều này dẫn đến sự khó khăn cho người thao tác phải nhớ node nào có chức năng gì và đồng thời cũng khó khăn trong việc bảo mật truy xuất Để giải quyết các khó khăn này, đề tài đã đề xuất một modul trung chuyển lệnh/thông tin trạng thái được đưa vào giữa các MMI và hệ thống Softswitch như Hình 20 Đề tài: Nghiên cứu thiết kế và chế tạo tổng đài thế hệ sau đa dịch vụ chuyển mạch mềm và ứng dụng vào Việt nam Chủ trì: TS. Hoàng Minh Báo cáo tổng kết khoa học kỹ thuật đề tài KC.01-22 Trang 31 GUI1 GUI1 Remote GUI ACS Socket Node 1 Node 2 Node n TCP/IP IPC HÖ thèng SS Hình 20: Mô hình hỗ trợ OAM cho hệ thống Softswitch Các node sẽ định nghĩa các thông tin thông qua tập lệnh của riêng mình. Các tập lệnh cần phải khác nhau đối với từng modul. ACS sẽ có chức năng định tuyến lệnh từ MMI và kết quả từ các node đến đích thích hợp. Giao diện người sử dụng của modul OAM như Hình 21 Hình 21: Giao diện quản trị MMI Đề tài: Nghiên cứu thiết kế và chế tạo tổng đài thế hệ sau đa dịch vụ chuyển mạch mềm và ứng dụng vào Việt nam Chủ trì: TS. Hoàng Minh Báo cáo tổng kết khoa học kỹ thuật đề tài KC.01-22 Trang 32 IX.3. Kết luận Giao diện quản trị hệ thống Softswitch đã được xây dựng xong, đây là giao diện Người-Máy trên cơ sở các lệnh MML. Từ giao diện này, người quản trị hệ thống có thể theo dõi, giám sát mọi trạng thái của hệ thống, các kết quả thử nghiệm cho thấy modul này hoàn toàn đáp ứng yêu cầu đề ra ban đầu Đề tài: Nghiên cứu thiết kế và chế tạo tổng đài thế hệ sau đa dịch vụ chuyển mạch mềm và ứng dụng vào Việt nam Chủ trì: TS. Hoàng Minh Báo cáo tổng kết khoa học kỹ thuật đề tài KC.01-22 Trang 33 X. SẢN PHẨM 9: PHẦN MỀM HỖ TRỢ QUẢN LÝ CƯỚC X.1. Sản phẩm Bao gồm: − Tài liệu thiết kế − Phần mềm X.2. Tóm tắt báo cáo Modul này thực hiện các việc liên quan đến dữ liệu cước của hệ thống như: ghi nhận cước từ modul xử lý cuộc gọi, lưu chuyển đến các trung tâm tính cước một cách tin cậy. Quan hệ giữa modul quản lý cước (billing server) với các modul khác của Softswitch như Hình 22 Hệ thống Softswitch Billing server Operator OAM & OSS CallController Database Hình 22: Quan hệ của Policy server trong Softswitch Sơ đồ khối phần mềm của modul quản lý cước như Hình 23 DBMS SQL interface DB access control IPC DB provisioning SQL cmd Ethernet Node mngt (client) OAM func Timer CDR receiver Offline transport Online transport Hình 23 : Kiến trúc của Billing server Đề tài: Nghiên cứu thiết kế và chế tạo tổng đài thế hệ sau đa dịch vụ chuyển mạch mềm và ứng dụng vào Việt nam Chủ trì: TS. Hoàng Minh Báo cáo tổng kết khoa học kỹ thuật đề tài KC.01-22 Trang 34 Hoạt động của modul được tóm tắt như sau : − Billing server nhận các bản ghi chi tiết về cuộc gọi CDR từ Callcontrol. − Truyền bản tin cước đến các server cước nếu có yêu cầu tính cước realtime − CDR sẽ được lưu vào Cơ sở dữ liệu và ghi thành các file cước theo cấu trúc đã quy định sẵn. − Các file cước được định kỳ gửi đến đơn vị tính cước theo cơ chế truyền file FTP (truyền cước off-line) − Những file cước được gửi thành công sẽ được sao lưu lại. X.3. Kết luận: Chức năng ghi, lưu trữ và truyền cước rất quan trọng trong hệ thống Softswitch. Modul thực hiện chức năng này đã được thực hiện xong và đã được kiểm tra tích hợp với các modul khác trong hệ thống Softswitch. Kết quả cho thấy modul đã đảm bảo được các yêu cầu đề ra về lưu trữ và truyền cước một cách tin cậy Đề tài: Nghiên cứu thiết kế và chế tạo tổng đài thế hệ sau đa dịch vụ chuyển mạch mềm và ứng dụng vào Việt nam Chủ trì: TS. Hoàng Minh Báo cáo tổng kết khoa học kỹ thuật đề tài KC.01-22 Trang 35 XI. SẢN PHẨM 10: PHẦN MỀM GIAO TIẾP VỚI MẠNG VOIP XI.1. Sản phẩm Bao gồm: − Tài liệu thiết kế − Phần mềm XI.2. Tóm tắt báo cáo Đây là modul giao tiếp liên mạng với các mạng VoIP dựa trên SIP và H323 Nhìn từ phía các mạng VoIP, Softswitch giống như một H323/SIP. Nhìn từ phía CallController, H323/SIP LegController giống như một hướng trung kế sang một mạng khác. Hình 24 minh họa các giao diện với mạng SIP và H323 của Softswitch NGN Softswitch IP domain SIP server Media Gateway SIPSIP Megaco, MGCP Signaling Media NGN SIP clients Softswitch domain SIP Domain Media Gateway Media Gateway SIP Leg Controller Hình 24: Modul giao tiếp với mạng VoIP-SIP H323 network2 GK2 NGN private network Softswitch H323 network1 GK1 CallControl ler H323 Leg Controller Control Beerer Media gateway H323 endpoint H323 endpoint Hình 25: Modul giao tiếp với mạng VoIP-H323 Đề tài: Nghiên cứu thiết kế và chế tạo tổng đài thế hệ sau đa dịch vụ chuyển mạch mềm và ứng dụng vào Việt nam Chủ trì: TS. Hoàng Minh Báo cáo tổng kết khoa học kỹ thuật đề tài KC.01-22 Trang 36 Giữa các mạng VoIP (SIP, H323) và PSTN có rất nhiều điểm khác biệt trong thủ tục khởi tạo, duy trì, giải phóng cuộc gọi. Modul phần mềm này phải giải quyết hoạt động liên quan đến xử lý cuộc gọi liên giao thức giữa các mạng này XI.3. Kết luận: Hai modul phần mềm liên quan là SIP LegController và H323LegController đã được xây dựng. Các modul này đã được thử nghiệm kỹ và có thể kế nối với các Sip server và H323 Gate keeper chuẩn của các Hãng: CISCO, Siemens, Alcatel, Quingtum.. các bài đo liên quan cũng đã được tiến hành Đề tài: Nghiên cứu thiết kế và chế tạo tổng đài thế hệ sau đa dịch vụ chuyển mạch mềm và ứng dụng vào Việt nam Chủ trì: TS. Hoàng Minh Báo cáo tổng kết khoa học kỹ thuật đề tài KC.01-22 Trang 37 XII. SẢN PHẨM 11: PHẦN MỀM GIAO TIẾP PHÁT TRIỂN ỨNG DỤNG XII.1. Sản phẩm Bao gồm: − Tài liệu thiết kế − Phần mềm XII.2. Tóm tắt báo cáo Modul này kết hợp với modul xử lý cuộc gọi cơ bản tạo ra một giao diện linh hoạt có khả năng hỗ trợ các dịch vụ phong phú của mạng NGN Nguyên tắc hỗ trợ phát triển dịch vụ trên hệ thống Softswitch như Hình 26 Softswitch Cuộc gọi cơ bản Logic dịch vụ (trong app server) Giao tiếp hỗ trợ dịch vụ Điểm vào PICs PICs Điểm ra PICs PICs PICs PICs PICs Hình 26: Nguyên tắc xử lý cuộc gọi có dịch vụ Hình 26 là minh họa nguyên tắc thực hiện các dịch vụ dựa trên giao diện phát triển ứng dụng do Softswitch cung cấp Đề tài: Nghiên cứu thiết kế và chế tạo tổng đài thế hệ sau đa dịch vụ chuyển mạch mềm và ứng dụng vào Việt nam Chủ trì: TS. Hoàng Minh Báo cáo tổng kết khoa học kỹ thuật đề tài KC.01-22 Trang 38 Media Gateways Softswitch IP Network Barring cap Directory cap PIN cap Logging cap INAP I/F LDAP I/F IVR I/F Email I/F To: 0840011457 Retrieve Directory Information Collect Digits &Validate PIN Play Tone Collect DTMF Send E-mail Log call attempt Application Server A sip:kiennt@cdit.com.vn SIP server Media Server ENUM Server MAIL Server Hình 27: Minh họa hoạt động của một số dịch vụ dựa trên giao tiếp phát triển ứng dụng của Softswitch XII.3. Kết luận: Modul này đã được phát triển xong, tuy chưa có Application server nối vào để thử nghiệm các dịch vụ nhưng việc hiển thị các thông tin ra/vào modul cho phép đánh giá hoạt động modul này đảm bảo hỗ trợ thống nhất các dịch vụ trên nền hệ thống. Đề tài: Nghiên cứu thiết kế và chế tạo tổng đài thế hệ sau đa dịch vụ chuyển mạch mềm và ứng dụng vào Việt nam Chủ trì: TS. Hoàng Minh Báo cáo tổng kết khoa học kỹ thuật đề tài KC.01-22 Trang 39 XIII. SẢN PHẨM 12: CSDL THUÊ BAO XIII.1. Sản phẩm Bao gồm: − Tài liệu thiết kế − Phần mềm XIII.2. Tóm tắt báo cáo Hai modul phần mềm này thực hiện quản lý các thông số của các thuê bao thuộc hệ thống, các quy định về định tuyến... cung cấp dữ liệu cho việc nhận thực thuê bao trong các phase khác nhau của cuộc gọi Hệ thống Softswitch Policy server Operator Leg Controllers OAM & OSS Leg Controllers Leg Controllers Leg Controllers CallController SQL DB/Authen server Info BUS Info BUS IBUS Hình 28: Quan hệ của Policy server trong Softswitch Quan hệ của Policy server với các modul khác của hệ thống Softswitch như Error! Reference source not found. Tổ chức phần mềm của Policy server như Error! Reference source not found. Đề tài: Nghiên cứu thiết kế và chế tạo tổng đài thế hệ sau đa dịch vụ chuyển mạch mềm và ứng dụng vào Việt nam Chủ trì: TS. Hoàng Minh Báo cáo tổng kết khoa học kỹ thuật đề tài KC.01-22 Trang 40 Authen/DB server DB Access Control SQL interface IPC DB provisioning SQL cmd Ethernet Node mngt (client) OAM func Timer Infobus interface Syn RTDB (System+ user) SQL server/Oracle or LDAP Hình 29: Kiến trúc của policy server XIII.3. Kết luận: Modul phần mềm này đã được thực hiện và được thử nghiệm trong các bài kiểm tra tích hợp của hệ thống Softsiwtch. Các modul này đã hoạt động đúng chức năng và tương thích với các modul khác của hệ thống Đề tài: Nghiên cứu thiết kế và chế tạo tổng đài thế hệ sau đa dịch vụ chuyển mạch mềm và ứng dụng vào Việt nam Chủ trì: TS. Hoàng Minh Báo cáo tổng kết khoa học kỹ thuật đề tài KC.01-22 Trang 41 XIV. SẢN PHẨM 13: PHẦN MỀM NHẬN THỰC XIV.1. Sản phẩm Bao gồm: − Tài liệu thiết kế − Phần mềm XIV.2. Tóm tắt báo cáo Authen server lại chứa các cơ sở dữ liệu profile của các đều cuối, dữ liệu này mang các tham số đặc tính tĩnh của thuê bao. Nó được truy xuất không thường xuyên mà chỉ khi có yêu cầu nhận thực. Khi đầu cuối active, sau quá trình nhận thực thì một bản sao đặc tính của đầu cuối này sẽ được lưu trên bảng dữ liệu động của Policy server để những truy xuất liên quan đến đầu cuối này lần sau đó sẽ không cần hỏi Authen server nữa Hệ thống Softswitch Modul nhận thực thuê bao Operator Policy server Các modul khác Các modul khác Các modul khác Hình 30: Quan hệ của modul nhận thực thuê bao trong hệ thống Softswitch AAA (Authentication, Authorization, Accounting) là kiến trúc được đề xuất bới IETF trong RFC 2903 nhằm đưa ra một kiến trúc tổng quát hỗ trợ cho việc chứng thực (Authentication), cấp quyền (Authorization) và xử lý tài khoản (Accounting). AAA stack được sử dụng trong phần giao tiếp giữa DB/Authen server và Policy server, trong đó Policy server đóng vai trò client và DB/Authen server đóng vai trò AAA server. Phần transport ở đây sử dụng IPC. Tổ chức phần mềm modul nhận thực thuê bao như Hình 31 Đề tài: Nghiên cứu thiết kế và chế tạo tổng đài thế hệ sau đa dịch vụ chuyển mạch mềm và ứng dụng vào Việt nam Chủ trì: TS. Hoàng Minh Báo cáo tổng kết khoa học kỹ thuật đề tài KC.01-22 Trang 42 LDAP or DBMS server Operator Policy server Interface Mngt/OAM DB Tới Policy server Timer Auto Update SQL Hình 31: Tổ chức phần mềm Authen server XIV.3. Kết luận: Modul này cũng đã được thử nghiệm kiểm tra chức năng đồng thời với quá trình thử nghiệm trong phòng thí nghiệm cũng như trên mạng NGN, thực tế cho thấy modul này hoạt động đúg yêu cầu đề ra ban đầu Đề tài: Nghiên cứu thiết kế và chế tạo tổng đài thế hệ sau đa dịch vụ chuyển mạch mềm và ứng dụng vào Việt nam Chủ trì: TS. Hoàng Minh Báo cáo tổng kết khoa học kỹ thuật đề tài KC.01-22 Trang 43 XV. SẢN PHẨM 14: TÀI LIỆU THỬ NGHIỆM XV.1. Sản phẩm Bao gồm: − Phương án thử nghiệm − Các bài đo − Kết quả và đánh giá XV.2. Tóm tắt báo cáo Thử nghiệm là bước quan trọng để kiểm tra tổng thể các hoạt động của hệ thống . Qua việc thử nghiệm này cũng giúp việc hoàn thiện hệ thống để có thể đưa sản phẩm thử nghiệm tới gần hơn với các sản phẩm thương mại. Việc thử nghiệm sẽ tiến hành trong phòng thí nghiệm cũng như thực tế nhằm kiểm tra hệ thống về chức năng và hiệu năng. Tùy điều kiện môi trường, các nội dung khác nhau sẽ được thử nghiệm như nảng dưới đây: Môi trường Nội dung Trong Phòng thí nghiệm Tại phòng thử nghiệm Test lab Trên mạng thực tế Chức năng X X Tính tương thích X X Hiệu năng/độ ổn định X Việc thử nghiệm tích hợp bắt đầu từ đầu tháng 5/2005, tiến trình như sau: T6 T7/T8 T9 T10 T11 CDIT TestLab Mạng lưới Đề tài: Nghiên cứu thiết kế và chế tạo tổng đài thế hệ sau đa dịch vụ chuyển mạch mềm và ứng dụng vào Việt nam Chủ trì: TS. Hoàng Minh Báo cáo tổng kết khoa học kỹ thuật đề tài KC.01-22 Trang 44 VoIP SS7 net SoftSwitch CDIT IAD POTS SIP/H323 phones OSS/OAM DHCP /DNS server Access Gateway Soft phones MGCP/ Megaco SIP-T,BICC Application server SIP/INAP Signalling Gateway H323 GKs H.323/SIP SIP servers SIGTRAN Resident Gateway Emulator (10-1024 msg/sec) E1/R2 MFC 2 E1 Trunk Gateway PSTN MGCP/ SIP/ H323/ 4 5 6 3 2 1 1 Lớp các đầu cuối Lớp quản lý mạng Lớp dịch vụ Lớp điều khiển Lớp chuyển tải Các mạng khác IP Lớp truy nhập 1 Hình 32: Mô hình thử nghiệm tại Phòng thí nghiệm của CDIT Bước thử nghiệm thứ 2 là tại phòng thử nghiệm tổng đài (TestLab), tại đây các công việc cần thực hiện nhằm kiểm tra tính tương thích về mặt báo hiệu giữa Softswitch KC.01-22 và các thành phần khác có tại TestLab như: các IP (SIP, H323, MGCP) phone, SIP server, H323 Gatekeeper. Đây là bước thử nghiệm kiểm tra tiêu chí về tính tương thích và cần tiến hành trước khi thử nghiệm hệ thống trên mạng lưới Có 3 mô hình thử nghiệm được tiến hành tại TestLab: IP-phones (SIP/H.323) A75xx MG A 7510 Media Gateway A 5020 Softswitch H.323 IP Backbone SIP SoftSwitch CDIT Private IP network Trunk GW MGCP/ Megaco MGCP/ softphone SS7-ISUP E1-SS7 Điểm đo MGCP/ softphone MGCP/ softphone H323/SIP softphone Hình 33: Thử nghiệm giao diện số 7 Đề tài: Nghiên cứu thiết kế và chế tạo tổng đài thế hệ sau đa dịch vụ chuyển mạch mềm và ứng dụng vào Việt nam Chủ trì: TS. Hoàng Minh Báo cáo tổng kết khoa học kỹ thuật đề tài KC.01-22 Trang 45 IP-phones (SIP/H.323) A75xx MG A 5020 Softswitch Alcatel H.323 IP Backbone SIP SoftSwitch CDIT CDIT Private IP network MGCP/ softphone SIP/UDP/IP Điểm đo MGCP/ softphone MGCP/ softphone Ethernet SIP/H323 softphone Hình 34: Thử nghiệm SIP trunking IP-phones (SIP/H.323) A75xx MG A 5020 Softswitch Alcatel H.323 IP Backbone SIP SoftSwitch CDIT CDIT Private IP network MGCP/ softphone H323/IP Điểm đo MGCP/ softphone MGCP/ softphone Ethernet H323/SIP softphone Hình 35: Thử nghiệm H323 Trunking Các mô hình này đã được xác lập và tiến hình kiểm thử, kết quả sơ bộ cho thấy hệ thống hoàn toàn đám ứng về mặt chức năng và tính tương thích đối với các thực thể có tại TestLab Bước thử nghiệm có tính chất quyết định đó là thử nghiệm hệ thống trên mạng thực tế, bước này nhằm kiểm tra các tình huống thực tế phát sinh mà chưa có điều kiện kiểm tra trong phòng thí nghiệm. Đây cũng là một bước nhằm hoàn thiện hệ thống về chức năng, giao diện quản lý, hỗ trợ khai thác.. Nhóm thực hiện đã thử nghiệm hệ thống Softswitch KC.01-22 với 2 mô hình: − Mô hình tổng đài Class4 (IP trunking) − Mô hình tổng đài Class5 Đề tài: Nghiên cứu thiết kế và chế tạo tổng đài thế hệ sau đa dịch vụ chuyển mạch mềm và ứng dụng vào Việt nam Chủ trì: TS. Hoàng Minh Báo cáo tổng kết khoa học kỹ thuật đề tài KC.01-22 Trang 46 Ở đây, thử nghiệm IP-Trunking đã thiết lập một nút NGN tương tự mô hình NGN của VNPT và công ty Viễn thông Điện lực (ETC) trên đây nhưng không chỉ trunking cho cac nút TDM mà trunking cả cho 2 mạng SIP và H323 Mô hình thử nghiệm tổng đài class5 là mô hình thử nghiệm mới mà các hệ thống NGN hiện có của VNPT, ETC chưa từng thiết lập trên mạng Viễn thông của VN. Trong mô hình này, Softswitch KC.01-22 có vai trò kết cuối cho các thuê bao thực sự (các endpoint POTS, SIP, H323) mà không chỉ trunking cho các endpoint ảo như trong mô hình IP-Trunking đang khai thác CDIT BẮC NINH VTN1 Mạng MPLS của VTN Router Router Bắc Ninh ERX-1410-BNH HUB 16 port HUB 16 port HUB 16 port E1/2Mbs Fast Ethernet Fast Ethernet Router VTN1 ERX-1410-HNI Mạng Báo hiệu số 7 Point code #1 xxxx Point code #2 yyyy E1/SS7 Toll VTN1 E1 E1/SS7 Host PSTN Bắc Ninh Voice Signalling VPN sử dụng cho việc thử nghiệm hệ thống-Lớp mạng 192.168.3.xx 19 2. 16 8. 3. 1 19 2. 16 8. 3. 63 19 2. 16 8. 3. 64 19 2. 16 8. 3. 61 98 19 2. 16 8. 3. 19 9 19 2. 16 8. 3. 25 4 « Prefix 199. Prefix 199. « « « Hình 36: Sơ đồ tổ chức mạng VPN dùng cho thử nghiệm XV.3. kết luận Tài liệu về thử nghiệm bao gồm rất nhiêu các mô hình, các bài kiểm tra, kết quả đánh giá hệ thống trên tất cảc các tiêu chí và chỉ tiêu kỹ thuật. Tham gia phối hợp thử nghiệm, đo kiểm là các đơn vị có chuyên môn và độc lập Đề tài: Nghiên cứu thiết kế và chế tạo tổng đài thế hệ sau đa dịch vụ chuyển mạch mềm và ứng dụng vào Việt nam Chủ trì: TS. Hoàng Minh Báo cáo tổng kết khoa học kỹ thuật đề tài KC.01-22 Trang 47 XVI. KẾT LUẬN CHUNG. Trước yêu cầu phát triển của xã hội về cung cấp các dịch vụ viễn thông và tổ chức khai thác dịch vụ, cho nên xu thế tất yếu của các nước là phải đổi mới chuyển sang mạng thế hệ mới NGN. Mạng viễn thông Việt Nam cũng đã bắt đầu thiết lập mạng lõi NGN. Trong mạng NGN thì Softswitch là bộ não điều khiển mạng, đây là một hệ thống phần mềm phức tạp nhất của viễn thông, đang là bí mật độc quyền của các hãng. Bởi vậy việc nghiên cứu chế tạo thành công hệ thống Softswitch có ý nghĩa khoa học và thực tiễn cao. Trong vòng chưa đầy 2 năm nhóm thực hiện đề tài đã hoàn thành việc thiết kế chế tạo một hệ thống Softswitch dung lượng vừa, có khả năng tương thích và thay thế các hệ thống Softswitch trên mạng NGN, không những thế, hệ thống này còn có thể được sử dụng trong thời kỳ quá độ chuyển sang mạng NGN. Đây là một thành công rất đáng phấn khởi, nói lên một định hướng đúng đắn, nhạy bén, năng lực phát triển phần mềm và khả năng xâm nhập mạng lưới của CDIT. Trên cơ sở thành công này, nếu tiếp tục mở rộng dung lượng, hoàn thiện công nghệ, tiến tới sản xuất loạt nhỏ, sẽ mở ra khả năng tự chủ sản phẩm các nút mạng NGN thay thế nhập ngoại ở nước ta trong thời gian tới. B¸o c¸o tãm t¾t 1. Tên đề tài, mã số : Nghiên cứu thiết kế và chế tạo tổng đài đa dịch vụ chuyển mạch mềm và ứng dụng vào Việt Nam, Mã số: KC.01.22 thuộc chương trình:Nghiên cứu khoa học và phát triển Công nghệ thông tin và truyền thông 2. Cơ quan chủ trì thực hiện : Trung tâm Công nghệ thông tin 3. Chủ nhiệm đề tài, dự án : TS. Hoàng Minh 4. Thời gian thực hiện : từ 1/2004 đến 12/2005 Theo hợp đồng số : 22/2004/HĐ - ĐTTC – KC.01 5. Tổng kinh phí thực hiện đề tài, dự án : Từ NSNN: 1.800.000.000 đ 6. Kết quả thực hiện đề tài, dự án : Đề tài đã hoàn thành việc nghiên cứu, phát triển phần mềm hệ thống tổng đài chuyển mạch mềm, đa dịch vụ – softswitch, cho mạng Viễn thông thế hệ mới - NGN, ứng dụng tại Việt nam; Hệ thống softswitch KC.01.22 đã được đo kiểm đánh giá thử nghiệm trên mạng lưới và đã nhận Hợp chuẩn viễn thông quốc gia đáp ứng yêu cầu mạng lưới Viễn thông Việt Nam thế hệ mới. 6.1. Giá trị khoa học: Tạo ra sản phẩm phần mềm hệ thống Softswitch –KC.01.22 có thể đảm nhận chức năng điều khiển nút mạng NGN hoàn chỉnh và có năng lực cao với cấu trúc theo mô hình hệ thống phân tán có khả năng đảm bảo tiêu chí về tính mở, năng lực tương thích và độ ổn định; sản phẩm phần mềm dựa trên nền phần cứng phổ dụng có độ tin cậy cao; Hệ thống đã được thử nghiệm và đánh giá trên môi trường phòng thí nghiệm NGN và trên mạng lưới thực tế . 6.2 Các dạng sản phẩm đã tạo ra Phần mềm hệ thống tổng đài đa dịch vụ chuyển mạch mềm – softwitch KC.01.22 Với các tiêu chí của hệ thống: Tính tương thích: − Softswitch KC.01.22 đã có khả năng tương thích đối với các thiết bị thử nghiệm hiện có, đây là các thiết bị chuẩn của các Hãng khác nhau trên thế giới − Khả năng chủ động hoàn toàn trong thiết kế phát triển hệ thống cũng dễ dàng thay đổi để phù hợp với các phiên bản mới của các chuẩn đã đăng ký. Năng lực hệ thống: − Hệ thống đã được kiểm tra ở các mức độ xử lý 28,34,52,59 cuộc gọi/sec (ứng với 10080BHCA, 122400BHCA, 187200BHCA, 212400BHCA) với chế độ không chia tải: hệ thống hoạt động tốt (Đo kiểm tại Phòng thí nghiệm - CDIT) − Hệ thống đạt được hiệu năng gần gấp đôi khi chạy ở chế độ chia tải (load-sharing) Khả năng mở rộng hệ thống: − Thiết kế hệ thống có khả năng mở rộng linh hoạt trên cơ sở cấu trúc phân tán, các thành phần phần mềm của hệ thống có thể chạy trên một hoặc nhiều server − Khi cần mở rộng dung lượng hay cần hỗ trợ giao thức mới một modul phần mềm mới sẽ được thêm vào chỉ cần tuân thủ mặt cắt thiết kế nội tại của hệ thống Độ tin cậy của hệ thống: − Hệ thống Softswitch KC.01.22 được thiết kế theo kiểu dự phòng chia tải nên đảm bảo được các yêu cầu về độ tin cậy trong thiết kế Về chỉ tiêu kỹ thuật: Hệ thống Softswitch KC.01.22 đã được thử nghiệm trên môi trường thật của mạng NGN Việt nam và: − Đảm bảo dịch vụ thoại cơ bản giữa các công nghệ TDM và VoIP . Thực hiện được chức năng điều khiển cuộc gọi nội hạt cũng như cuộc gọi liên mạng (PSTN, SIP, H323) và các cuộc gọi liên đài (SIPT, BICC) thể hiện tính năng cơ bản nhất cần có của một hệ thống chuyển mạch mềm - Softswitch. − Hệ thống hỗ trợ các giao thức SIP, H323, ISUP, MGCP, SIPT, BICC.. theo các chuẩn đã đăng ký trong thuyết minh − Các chức năng hỗ trợ quản trị mạng OSS sử dụng giao thức SNMP, OAM và cước đã thực hiện tương đối đầy đủ − Các giao thức thực hiện trong hệ thống tuân theo các chuẩn Quốc tế đã đăng ký Với các module phần mềm của hệ thống softswitch KC.01.22 : 1. Module phần mềm khung hệ thống Softswitch 2. Module phần mềm xử lý cuộc gọi 3. Module phần mềm giao tiếp với các Gateway 4. Module phần mềm giao tiếp trung kế 5. Module phần mềm giao tiếp với hệ thống softswitch khác 6. Module phần mềm hỗ trợ vận hành OSS 7. Module phần mềm hỗ trợ quản trị OAM 8. Module phần mềm hỗ trợ thông tin cước 9. Module phần mềm giao tiếp với mạng VoIP 10. Module phần mềm giao tiếp phát triển ứng dụng 11. Module phần mềm giao tiếp nhận thực thuê bao 12. Module phần mềm quản lý dữ liệu thuê bao 7 . Các tác động của kết quả nghiên cứu: - Số công trình khoa học công bố ở ngoài nước : 01 - Số công trình khoa học công bố trong nước: 06 (theo danh mục số bài báo, báo cáo tại Hội nghị có phụ lục kèm theo): - Sáng chế, giải pháp hữu ích đã đăng ký, được cấp văn bằng bảo hộ : 2 1. Cấu trúc phần mềm hệ thống softswitch 2. Siêu giao thức báo hiệu trong hệ thống Softswitch - Số cán bộ trên đại học đề tài, dự án đã đào tạo hoặc tham gia đào tạo + Thạc sĩ: 18 + Kĩ sư, thực tập nâng cao trình độ chuyên ngành: 20 8. Các nội dung chính: 8.1. Cấu trúc mạng NGN Mạng NGN được tổ chức dựa trên một số nguyên tắc cơ bản: Đáp ứng các nhu cầu cung cấp các loại hình dịch vụ Viễn thông phong phú đa dạng: đa dịch vụ, đa phương tiện, mọi lúc mọi nơi; mạng có cấu trúc đơn giản, thông tin điều khiển độc lập với các luồng media; Hiệu quả sử dụng và chất lượng mạng lưới cao, giảm thiểu chi phí khai thác bảo dưỡng; Dễ dàng mở rộng dung lượng và hỗ trợ dịch vụ mới Tuy cho đến nay vẫn chưa có một mô hình nào được chính thức xem là mô hình chuẩn cho mạng NGN nhưng về nguyên tắc - mạng NGN được xây dựng theo cấu trúc như sau: Lớ p qu ản lý (M an ag em en t) Lớp chuyển tải/lõi (Transport/core layer) Lớp điều khiển (Control layer) Lớp ứng dụng/dịch vụ (Application/Service layer) Lớp truy nhập (Access layer) Hình 1: Cấu trúc phân lớp mạng thế hệ sau Lớp truy nhập: Gồm các hình thức truy nhập khác nhau như:Vô tuyến(thông tin di động, vệ tinh, truy nhập vô tuyến cố định-WLL..); Hữu tuyến (cáp đồng, cáp quang). Lớp chuyển tải: Cấu thành từ các thiết bị truyền dẫn và các thiết bị chuyển mạch ATM/IP. Thiết bị truyền dẫn có thể sử dụng cáp quang SDH Lớp điều khiển: Đây là lớp thực hiện điều khiển các giao dịch trên mạng NGN, lớp này là lớp quan trọng và phức tạp nhất của kiến trúc NGN Lớp ứng dụng: Lớp này thực hiện các logic dịch vụ từ đơn giản đến phức tạp dựa trên logic cuộc gọi cơ bản từ lớp điều khiển. Lớp này cũng cung cấp giao diện mở cho nhà phát triển ứng dụng thứ ba. Lớp quản lý: Đây là lớp đặc biệt xuyên suốt các lớp trên, nó thực hiện chức năng: quản lý mạng, quản lý dịch vụ, quản lý kinh doanh… Application Control Switching HLR VLR Class5 featurre Billing ??? Port Port Port Port Port Port M an ag em en t MSF ISC Application plane Control plane Adaptation plane Application plane Data plane Switching plane Trasport plane Control plane « ª « ¡ Hình 2: Kiến trúc logic mạng NGN Các lớp trong cấu trúc trên được rút ra từ việc tổng hợp thông tin từ các đề xuất của ITU, ETSI, IETF, MSF, ISC… Nút mạng NGN trong mạng NGN hoàn chỉnh thể hiện vai trò điều khiển các giao dịch trong vùng lưu lượng mà nó quản lý Vùng lưu lượng 1 Vùng lưu lượng 2 Vùng lưu lượng n Control node2 Control noden Service node 1 Service node2 Lớp điều khiển Lớp chuyển tải Lớp truy nhập Control node1 1 nút mạng Báo hiệu giữa các nút Chuyển tải giữa các nút Hình 3: Nút mạng NGN trong mạng NGN tổng thể Một nút mạng có thể được điều khiển bởi một vài Softswitch tuỳ theo lưu lượng nó kiểm soát. Khái niệm nút mạng NGN còn có ý nghĩa ở chỗ khi một nhà khai thác sở hữu một/vài nút mạng trong mạng NGN, giữa các nút mạng này có các điểm gateway mà ở đó xuất hiện nhiều vấn đề: Security, QoS.. sẽ đề cập trong phần Security và QoS trong báo cáo này. 8.2. Vai trò của tổng đài đa dịch vụ chuyển mạch mềm - Softswitch Softswitch là một hệ thống chuyển mạch dựa trên phần mềm, ngược lại với công nghệ trung tâm chuyển mạch dựa trên phần cứng truyền thống, là cầu nối giữa mạng PSTN truyền thống và mạng VoIP bằng cách kết nối báo hiệu, quản lý lưu lượng của thoại, fax, dữ liệu, và video... giữa 2 mạng. Softswitch có khả năng xử lý mọi dạng báo hiệu của các giao thức chuyển mạch gói và chuyển mạch kênh. Softswitch trở thành một tên gọi chung cho thực thể có chức năng điều khiển các phiên giao dịch trong mạng Viễn thông thế hệ mới (NGN), nó đóng vai trò như bộ não của mạng NGN và phần tử thuộc lớp điều khiển của mạng NGN. Softswitch còn có các tên khác như: Media Gateway Controller (MGC) hay CallAgent.. Softswitch phải cung cấp một số khả năng tối thiểu sau: − Điều khiển các phiên giao dịch giữa các Media gateway và các đầu cuối IP − Định tuyến cho các giao dịch dựa trên các thông tin báo hiệu và thông tin của thuê bao − Có khả năng áp đặt các chính sách khác nhau cho các phiên giao dịch − Có khả năng chuyển tiếp cuộc gọi sang các mạng khác − Khả năng giao tiếp và hỗ trợ các chức năng quản lý như: giám sát lỗi, billing.. − Hỗ trợ cho đa giao thức: MGCP, MEGACO, SIP, SS7, H.323, Q.931/ Q.2931, DiffServ, RSVP, RTP, RCP, .. − Tuân thủ hoặc có khả năng làm việc với các bộ chuẩn của ITU, IETF, ATM, IEEE.. 8.3 Phạm vi, tiêu chí xây dựng Hệ thống Sostwtich KC.01.22 Với nguyên tắc tổ chức mạng NGN mục tiêu (sẽ đạt được vào năm 2010) đã được VNPT định hướng, việc tổ chức mạng dựa trên số lượng thuê bao theo vùng địa lý và theo nhu cầu phát triển dịch vụ, không tổ chức theo địa bàn hành chính mà tổ chức theo vùng lưu lượng Softswitch là sản phẩm của đề tài này cũng hướng tới mục tiêu tham gia trong lớp điều khiển này bằng việc gánh một phần lưu lượng của mạng NGN tổng thể. Mạng truyền tải chung ATM hoặc IP với truyền dẫn quang SDH Vùng lưu lượng 1 Vùng lưu lượng 2 Vùng lưu lượngn-1 Vùng lưu lượng n Softswitch 2 Softswitch n-1 Softswitch n Service node 1 Service node2 Lớp điều khiển Lớp chuyển tải Lớp truy nhập Softswitch 1 (CDIT) Hình 4: Softswitch KC.01-22 tham gia gánh một phần lưu lượng của mạng NGN - Sản phẩm của đề tài này là hệ thống Softswitch có hỗ trợ cả chức năng điều khiển cuộc gọi trong tổng đài Class 4, Class 5 và các ứng dụng doanh nghiệp, nghĩa là đáp ứng cho cả ba nhóm ứng dụng. - Softswitch cần phải làm cầu nối cho các giao thức trên giao tiếp được với nhau trong mọi trường hợp và theo mọi cách. Cần phải nắm được định hướng phát triển Softswitch của nhà cung cấp trong việc hỗ trợ các giao thức mới, mức độ khó dễ của công việc và thời gian cần thiết để hoàn thành việc đó. - Ngoài việc hỗ trợ cho các giao thức, phát triển Softswitch cũng cần lưu ý đến các đặc điểm, tiêu chuẩn công nghiệp đã được chấp nhận nếu họ muốn chiếm lĩnh thị trường cung cấp dịch vụ trong ngành công nghiệp đó. - Các thông số hiệu năng như BHCA, số cuộc gọi đồng thời, số cuộc gọi trong một giây mà một Softswitch có thể hỗ trợ là các thông số đánh giá năng lực của hệ thống. - Softswitch phải được sử dụng cho nhiều thành phố và các Media Gateway trong các thành phố đó, như thế sẽ giảm tối thiểu chi phí. Phải kết hợp các chiến lược sao cho hợp lý để kiểm soát được chi phí phù hợp với mặt bằng thị trường. - Bảo đảm đảm bảo độ tin cậy là: Yếu tố dư thừa, dự phòng, và phục hồi 8.4 Quy trình phát triển hệ thống Softswitch: Nhóm thực hiện đề tài đã phân tích đề xuất và lựa chọn các giải pháp, qui trình công nghệ để xử lý các vấn đề sẽ gặp trong thực hiện hệ thống nhằm đưa ra các hướng cụ thể cho việc xây dựng khung hệ thống Các yêu cầu của hệ thống Các yêu cầu về phần mềm (SW) Phân tích Thiết kế Lập trình (coding) Thử nghiệm Sản phẩm cuối cùng Kiểm tra tĩnh (static testing) Gỡ rối (debuging) Thử nghiệm tích hợp Kiểm tra Hình 5: Các bước trong qui trình phát triển hệ thống Softswitch KC.01.22 Hướng thiết kế cấu trúc hệ thống Softswitch KC.01-22 sẽ theo hướng thiết kế mới hoàn toàn dựa trên nghiên cứu các công nghệ mới liên quan và các kinh nghiệm và kết quả nghiên cứu, phát triển tổng đài, các thành phần mạng NGN của nhóm thực hiện đề tài trước đây. 8.5 Kiến trúc phần mềm tổng thể của hệ thống Softwitch KC.01-22 Basic call logic Protocol dependent Service layer CallController Logic Call Processing Func DUAL control Controlled devices (MGs) IP Endpoints Local DB OAM and Mngt support functions Protocol Adaptation (Protocol gateway) Application server Overload control Media Resource Other softswitch IBUS INAP.Cs2+ Specified prrotocol CallController LegController Hình 6: Kiến trúc phần mềm tổng thể của hệ thống SoftSwitch 8.6. Module phần mềm khung của hệ thống Softswitch Đây là frame-work cho hệ thống phân tán, framework này phải được thiết kế để liên kết các thực thể của hệ thống phân tán tạo ra một môi trường có tính trong suốt đối với các xử lý phía trên mà không phải quan tâm đến vấn đến đồng bộ giữa các thực thể này.Mỗi modul phần mềm có dạng một node trên một mạng hình BUS (IPC) IPC Node2 Node n Node1 Hình 7: Mô hình phân tán Các node thuộc hệ thống trao đổi với nhau thông qua các BUS nội bộ. Các BUS này chuyên chở các loại thông tin khác nhau (ví dụ thông tin liên quan đến xử lý cuộc gọi-IBUS, thông tin quản lý đồng bộ các node-MNGT BUS..). Node j Node i Ethernet/ IP/UDP IPC N od e m an ag em en t i nf o C al l c on tro l i nf o O A M in fo re du nd an cy in fo N od e m an ag em en t i nf o C al l c on tro l i nf o O A M in fo re du nd an cy in fo Hình 8: Các bus truyền thông nội bộ Các BUS chia làm 2 loại: Bus chuyển tải và Bus ứng dụng. Bus chuyển tải dùng để chuyên chở các thông tin thuộc Bus ứng dụng một cách tin cậy giữa các node và có tên gọi là IPC. Các Bus ứng dụng (IBUS, INFOBUS..) được dùng cho việc liên lạc giữa các phân chức năng cụ thể Application Server CallController LegController PolicyServer IBUS SB U S IN FO B U S IN FO B U S Các giao thức báo hiệu/ điều khiển Hình 9: Sử dụng các bus nội bộ trong hệ thống Softswitch KC.01-22 8.7. Triển khai các module phần mềm dựa trên cấu trúc khung của hệ thống IPC Call-Controller Call-Controller (STB) Policy Server Billing Interface Leg-Controller #1 Leg-Controller #2 Leg-Controller #n Hình 10: Triển khai các module phần mềm trên kiến trúc khung 8.8. Thử nghiệm, đo kiểm đánh giá hệ thống Softswitch Thử nghiệm là bước quan trọng để kiểm tra tổng thể các hoạt động của hệ thống . Qua việc thử nghiệm này cũng giúp việc hoàn thiện hệ thống để có thể đưa sản phẩm thử nghiệm tới gần hơn với các sản phẩm thương mại. Việc thử nghiệm hệ thống Softswitch ở đây nhằm kiểm tra hệ thống về: − Chức năng của hệ thống − Khả năng tương thích − Hiệu năng và tính ổn định của hệ thống Các thử nghiệm sẽ tiến hành trong phòng thí nghiệm cũng như thực tế nhằm kiểm tra hệ thống về chức năng và hiệu năng. Tùy điều kiện môi trường, các nội dung khác nhau sẽ được thử nghiệm như nảng dưới đây: Môi trường Nội dung Trong Phòng thí nghiệm Tại phòng thử nghiệm Test lab Trên mạng thực tế Chức năng X X Tính tương thích X X Hiệu năng/độ ổn định X Để kiểm tra được các nội dung này, ba môi trường thử nghiệm được sử dụng như Phòng thí nghiệm của CDIT, Phòng thử nghiệm của VNPT (TestLab) và trên mạng lưới: − Tại Phòng thí nghiệm của CDIT sẽ thử nghiệm hệ thống về mặt chức năng, hiệu năng, độ ổn định của hệ thống, chức năng hỗ trợ khai thác (OAM), quản lý (OSS) và cước (Billing) − Tại TestLab sẽ kiểm tra khả năng tương thích của Softswitch với các Media gateway, signnaling gateway, các mạng VoIP(SIP, H323) và mạng PSTN − Trên mạng thực tế sẽ kiểm tra tại môi trường mạng diện rộng WAN, kịch bản các giao dịch, khả năng tương thích với các hệ thống thực đang hoạt động và độ ổn định của hệ thống Hình 11 : Mô hình thử nghiệm thực tế trên mạng NGN Kết quả đánh giá của 3 bài thử nghiệm này cho thấy hệ thống Softswitch KC.01.22 đã có khả năng tương thích với các báo hiệu chuẩn (ISUP, H323, SIP..) của các thành phần chuẩn tại TestLab. Kết luận đánh giá kết quả đã khẳng định: Hệ thống Softswitch do Nhóm thực hiện - Trung tâm Công nghệ thông tin, phát triển có khả năng điều khiển các cuộc gọi cơ bản nội đài, liên đài (dùng báo hiệu BICC, SIPT) và liên mạng (VoIP, PSTN). 9. Về giải pháp Khoa học – Công nghệ Thiết kế Softswitch trong đề tài sẽ sử dụng mô hình phân tán mức cao để xử lý cuộc gọi.Mô hình này tương tự mô hình phân tán mức cao nhưng ngay cả phần BCM cũng phân tán. Thiết kế theo mô hình này có thể đạt được dung lượng rất cao nhưng rất phức tạp. Trong tương lại, nếu các yêu cầu mở rộng được đặt ra thì hệ thống sẽ được thiết kế theo phương án này. Trong hệ thống softswitch, số lượng các giao thức báo hiệu lớn, rất nhiều trong số đó khá phức tạp trong phân tích, điều khiển transaction nên việc tách phần mã của cơ chế và phần mã của chính sách là giải pháp thoả đáng. Nếu phần mã cơ chế và mã chính sách thực hiện trong các modul riêng thì đây là một sự phân tán cần thiết Phần mềm của Softswitch KC.01.22 được phân tích một cách tổng thể trước khi đi vào thiết kế mà không phụ thuộc vào các sản phẩm sẵn có, thiết kế này sẽ giải quyết triệt để về các mối liên hệ giữa các kiểu mạng TDM và VoIP khác nhau và đảm bảo khả năng tương thích tối đa Softswitch KC.01.22 Softswitch KC.01.22 IP HÀ NỘI BẮC NINH Tổng đài Toll HN Tổng đài Host H323GK SIP server 1 IP 10.206.17.x 10.206.18.x PC=16 PC=16 10.206.1 10.206.17.1 10.206.1 10.206.1 10.206.1 10.206.1 (1) Điểm đo SIP/H323 (2) Điểm đo SIPT/BICC (3) Điểm đo SNMP (4) Điểm đo SS7/ISUP (5) Điểm đo FTP (6) Điểm kiểm tra giao thức điều khiển Gateway 4 2 3 6 5 4 2 Billing server OSS OAM 7 Điều khiển quá tải Thông thường hệ thống đã thiết kế và có hệ số dự phòng về dung lượng, tuy nhiên vẫn xảy ra một số trường hợp quá tải không tránh khỏi trong một thời gian ngắn tại một thời điểm no đó (ngày Tết, ngày lễ..), hệ số dự phòng thường không đủ lớn để giải quyết trường hợp này vì giá thành hệ thống sẽ rất đắt. Trong trường hợp như vậy, nếu một hệ thống không được hỗ trợ cơ chế điều khiển quá tải thì các yêu cầu đến sẽ bị từ chối và dẫn đến là tỷ lệ thiết lập thành công cuộc gọi bị giảm xuống so với trước quá tải. Khi có cơ chế điều khiển quá tải thì mặc dù có sự từ chối các yêu cầu nhưng tỷ lệ thiết lập thành công không bị giảm mà sẽ giữ cố định với chất lượng thiết lập dịch vụ không đổi. Dự phòng hệ thống Bên cạnh việc phát hiện và điều khiển quá tải cũng cần tính đến phương án dự phòng cho hệ thống. Softswitch là một hệ thống chủ yếu phần mềm, các cơ chế dự phòng như: Active/Standby,load-sharing,clustering.. Cơ chế phát hiện quá tải và các thông tin trạng thái hệ thống sẽ là các thông số vào để kích hoạt cơ chế điều khiển dự phòng. Các tín hiệu điều khiển từ khối điều khiển dự phòng sẽ được gửi đến các module (node) thích hợp để đồng bộ quá trình này.Trong việc thực hiện thực tế, cơ chế này được phân tán ra trong các node của hệ thống. Bảo mật (Security) và chất lượng dịch vụ (QoS) Mạng IP diện rộng nhất là mạng Internet, nó có tính chất toàn cầu. Việc bị theo dõi hay phá hoại thông tin là không thể tránh khỏi. Rất nhiều các cơ chế bảo mật được đưa ra để mã hoá các thông tin trước khi gửi trên mạng nhưng việc này cũng kéo theo khối lượng thông tin tăng lên nhiều tốn băng thông và nhất là việc mã hoá/giải mã chậm làm giảm khả năng chuyên chở thông tin thời gian thực với tốc độ cao. Bên cạnh đó: các ứng dụng mới, như Internet telephony, bị gián đoạn nghiêm trọng bởi sự tham gia của các thiết bị mạng trung gian: NAT, firewalls hay các thiết bị mạng trung gian - "middleboxes"... Sự gián đoạn này hạn chế một số lượng đáng kể người dùng dịch vụ thoại trên mạng Internet. Một trong các vấn đề cơ bản là các thiết bị mạng trung gian triển khai các chính sách xử lý tĩnh (các khai báo trong firewal, router..) trong khi các ứng dụng VoIP mới thường sử dụng các cơ chế động (ví dụ việc chiếm các port media), và như vậy vượt qua khả năng đáp ứng của các thiết bị mạng trung gian. Các ứng dụng VoIP chạy trên Internet thường là các dịch vụ end-to-end và không biết về các thiết bị trung gian và thực tế hoạt động của mạng. Nếu các ứng dụng sử dụng chỉ số cổng (port) cố định và giao thức truyền TCP thì chúng có thể dễ dàng vượt qua các loại middleboxes. Tuy nhiên nếu các ứng dụng sử dụng chỉ số cổng hay thay đổi và giao thức truyền tải UDP thì middleboxes là vật gây cản trở. Để để giải quyết với vấn đề này có thể đưa thêm vào logic ứng dụng trong middleboxes, đó là cổng lớp ứng dụng (application level gateways - ALGs) được tích hợp trong middleboxes . ALGs chặn lưu lượng cho một ứng dụng nhất định và cấu hình middlebox một cách phù hợp. Hiện nay, các ứng dụng có thể vượt qua middleboxes nhưng có một số hạn chế: − Middlebox chỉ có thể hiểu các ứng dụng đã biết. Đưa vào các ứng dụng mới thì hoặc là dẫn đến giao thức trong hệ thống vận hành middlebox mới hoặc thậm chí phần cứng mới. − Middlebox phải giải quyết lưu lượng thông thường và xử lý thông tin ứng dụng trong ALGs. Bị giới hạn khi middlebox phải thực hiện không chỉ nhiệm vụ lọc gói và nhiệm vụ biên dịch địa chỉ. Các hạn chế này có thể được khắc phục bởi việc tách riêng ALG và packet filter/NAT và giữa chúng được giao tiếp bằng một giao thức chuẩn. Giao thức truyền thông Firewall (Firewall Communication Protocol - FCP) được đề xuất sử dụng để kết nối báo hiệu các Servers (như SIP Proxies hoặc H.323 gatekeepers, Softswitch) với firewalls, NATs hay các thiết bị mạng trung gian khác. Sự phân chia này giảm bớt gánh nặng cho ALG nhưng vấn đề về cấu trúc liên kết mạng vẫn hợp lệ. Giao thức giữa ALGs và middlebox là giao thức MIDCOM (Middlebox Communication) do IETF định nghĩa. Có hai RFCs đã được công bố, cho MIDCOM framework (RFC 3303) và các yêu cầu chung của giao thức MIDCOM (RFC 3304). Nhóm làm việc NSIS (Next Step in Signalling ) của IETF cũng đã đưa ra một giao thức mới có tên là NSIS là một giao thức QoS mới. Giao thức NSIS sẽ không chỉ giới hạn tới báo hiệu QoS mà còn cung cấp các chức năng khác như cấu hình middlebox. Một ý tưởng là gửi các gói tin với thông tin cấu hình middlebox theo đường dữ liệu và middlebox được cấu hình theo thông tin này Trong Softswitch KC.01-22, cơ chế kiểm soát QoS và Security cũng sử dụng nguyên tắc chung trên đây bằng cách thực hiện phần mềm giống như một firewall mềm có hỗ trợ giao thức MIDCOM gọi là IP-IP gateway. Phần thực hiện trong Softswitch sẽ có chức năng nhận các thông tin từ IP-IP gateway, xử lý và điều khiển trở lại gateway này để kiểm soát chất lượng dịch vụ và sự an toàn của các giao dịch ra với các mạng Public. IP-IP gateway là một sản phẩm độc lập và cũng đang được CDIT thực hiện. Tính khả thi của đề xuất giải pháp công nghệ mà để tài đề cập: Thiết kế đảm bảo tính mở/linh hoạt: Hệ thống được thiết kế phân tán trên một môi trường IP tổng quát nên đảm bảo được tính khả mở rất cao. Việc thêm một vài node vào hệ thống nhằm tăng năng lực là rất dễ dàng. Ví dụ, nếu cần tăng số thuê bao nội hạt chỉ cần bổ sung thêm các MGCP/Megaco LegController.. Hệ thống có khả năng quản lý đến vài ngàn LegController. Thiết kế đảm bảo tính tương thích cao: Với việc cách ly lớp xử lý logic cuộc gọi và phần giao thức qua tuyến bus chung tự định nghĩa (IBUS) hệ thống có khả năng đưa thêm một giao diện với một giao thức mới rất dễ dàng. Hiện tại, thiết kế hệ thống hỗ trợ tất cả các giao thức điều khiển/xử lý cuộc gọi hiện có; khả năng tương tích với các giao thức mới xuất hiện cũng rất cao vì BUS chung đã có sự thiết kế dựa trên sự tổng hợp của các giao thức điều khiển/báo hiệu trên mạng TDM cũng như IP. Thiết kế để không gặp bài toán nút cổ chai: chức năng xử lý các cuộc gọi mức logic (tích hợp trong CallController) là điểm dễ bị hiện tượng nút cổ chai nhất. Trong thử nghiệm thực tế đã cho thấy, với một CallController đơn có thể xử lý đến 800 cuộc gọi cơ bản/sec (khoảng 2.5Triệu BHCA). Nếu hai CallController làm việc ở chế độ chia tải thì năng lực của phần xử lý trung tâm này còn cao hơn nhiều, do vậy khả năng gặp hiện tượng nút cổ chai khó xảy ra. Năng lực hệ thống: năng lực tổng thể của Softswitch được đánh giá trên quan điểm hệ thống tức là nhìn Softswitch như một hộp đen mà đầu vào là các yêu cầu cuộc gọi còn đầu ra là xác suất thành công của cuộc gọi. Trong các bài thử nghiệm tích hợp đã cho thấy hệ thống có khả năng xử lý rất cao vượt rất nhiều dự kiến ban đầu. Thiết kế đảm bảo khả năng hỗ trợ dịch vụ: thiết kế bên trong của CallController dựa trên mô hình xử lý được ITU đề xuất cho mạng thông minh, ở đây có sự tham khảo các tập năng lực CS1, CS2 và CS3. Bên cạnh đó cũng tham khảo các đề xuất liên quan đến phát triển dịch vụ cho mạng di động (CAMEL), mạng IP (SPIRIT).. Thiết kế đảm bảo tính ổn định: cơ chế dự phòng và điều khiển quá tải cũng đã được thử nghiệm. Ở đây, cơ chế load sharing được dùng trong thiết kế hiện tại Hệ thống đã được thử nghiệm đo kiểm đánh giá trong môi trường: Phòng thí nghiệm mô phỏng, Test Lab và mạng thực tế đạt kết quả tốt như tiêu chí đặt ra. 10. Về phương pháp nghiên cứu. Do những khó khăn của điều kiện hiện tại của Việt Nam về điều kiện công nghệ, chúng ta không thể dập khuôn theo cách đi của các nước khác mà phải tìm ra những hướng đi mới, thích hợp nhằm qua đó rút ngắn khoảng cách với các quốc gia khác, xây dựng nền công nghệ và công nghiệp của Việt Nam. Đề tài này thực hiện ý tưởng: Chủ động phát triển toàn bộ phần mềm hệ thống Softswitch, sử dụng các phần cứng liên quan là các sản phẩm và bán sản phẩm công nghiệp tiêu chuẩn có sẵn của các Media Gateway để tích hợp thành các nút mạng NGN hoàn chỉnh. Với giải pháp này, sản phẩm sẽ đảm bảo được các yếu tố: − Tiên tiến về công nghệ: Do sử dụng các thành phần phần cứng là các sản phẩm công nghiệp đạt tiêu chuẩn − Tương thích với đặc thù Việt Nam: Do phần mềm được thiết kế hoàn toàn bởi các kỹ sư Việt nam nên sẽ có những tính năng và chức năng riêng, đáp ứng đặc thù Việt nam mà các sản phẩm nước ngoài không có − Bám sát xu thế của toàn cầu: Do sử dụng phần cứng công nghiệp tiêu chuẩn, chủ động trong thay đổi cấu trúc điều khiển và phần mềm một cách linh hoạt nên mọi sự thay đổi và chuyển dịch của xu thế trên thế giới cũng được nhanh chóng đáp ứng. Trong việc thực hiện hệ thống Softswitch, về nguyên tắc hệ thống không có đòi hỏi phải có thiết bị phần cứng riêng. Tuỳ điều kiện của từng công ty có thể sử dụng các phần cứng chuyên dụng hoặc phổ dụng miễn là đáp ứng được các tiêu chí về năng lực và độ ổn định của hệ thống. Phương án phổ biến là sử dụng các máy tính công nghiệp có tên tuổi. Softswitch là một thiết bị Viễn thông nhưng làm việc trong thế hệ mạng hội tụ với công nghệ thông tin nên đòi hởi các người tham gia phải có các chuyên môn sâu về 2 mảng này Để có thể đánh giá sơ bộ hệ thống trước khi thử nghiệm trên mạng lưới cần thiết có các phòng thử nghiệm về NGN cùng với các trang thiết bị cần thiết liên quan. Các phòng thử nghiệm hoàn chỉnh như vậy có giá khoảng vài triệu dollar không phải dễ có được. Trong điều kiện Việt Nam chúng tôi cố gắng sử dụng các điều kiện sẵn có hoặc tự xây dựng các modul phần mềm mô phỏng thay thế các thiết bị thử nghiệm đắt tiền. Thử nghiệm trên mạng lưới giúp việc tìm và khắc phục các lỗi mà chỉ có điều kiện khai thác hệ thống thực tế mới gặp phải và đồng thời để đánh giá kết quả đề tài. Các thiết bị truy nhập chuẩn cùng với Softswitch tạo nên một nút mạng NGN hoàn chỉnh. Các thiết bị này và các chương trình mô phỏng trên máy tính hiện tại đã xuất hiện tại Việt Nam, các thiết bị này cũng sẽ góp phần tham gia thử nghiệm trong quá trình phát triển hệ thống Softswitch Việc phát triển Softswitch cần tuân theo các Bộ tiêu chuẩn tham khảo Quốc tế và nhất là chuẩn riêng của từng nước. Trong điều kiện các chuẩn này chưa kịp ban hành chuẩn Quốc gia thì việc phát triển sẽ tuân theo chuẩn Quốc tế và quá trình nghiên cứu sẽ góp phần tham gia hoàn thiện các chuẩn của Quốc gia. Cũng cần nhấn mạnh rằng, tổng đài NGN với phần điều khiển của Softswitch có thể thực hiện mọi chức năng tổng đài truyền thống hiện nay, nó có thể thay thế các tổng đài TDM hiện tại. Bởi vậy, kết quả này của đề tài hoàn toàn có thể sử dụng cho mạng PSTN trong quá trình quá độ chuyến sang mạng NGN. 11. Đánh giá và kết luận Tại Việt Nam cũng có nhiều đơn vị nghiên cứu lý về NGN và các thành phần trong mạng NGN, nhưng qua việc nghiên cứu đề tài này, nhóm thực hiện đề tài khẳng định là một trong những đơn vị đi tiên phong nghiên cứu sâu về lĩnh vực này và đã có kết quả khả quan. Đây cũng là cơ sở để có thể cùng các đơn vị khác trao đổi hợp tác phát triển chiều sâu Với việc chế tạo hệ thống softswitch và các thành phần khác của mạng NGN như MediaGateway. SignalingGateway, SIP Server... theo các tiêu chuẩn Quốc tế tạo điều kiện đơn vị có đủ điều kiện thiết lập Trung tâm thử nghiệm – TestLab cho mạng NGN của Việt Nam: mô phỏng, thử nghiệm các thiết bị của các Hãng nước ngoài, tư vấn, đầu tư nghiên cứu phát triển mạng NGN cho các Công ty Viễn thông Việt Nam. a. Hiệu quả kinh tế – xã hội - Hiệu quả từ chuyển giao công nghệ cho sản xuất +Hạ giá thành sản phẩm so với mua của nước ngoài (hiện nay giá thành sản phẩm phần mềm hệ thống chiếm 70 % giá thành sản phẩm) + Đào tạo đội ngũ làm phần mềm chuyên nghiệp từ thiết kế đến viết phần mềm , thử nghiệm đo kiểm đánh giá khả năng hệ thống ứng dụng Công nghệ thông tin trong sản xuất thiết bị Viễn thông + Sẵn sàng chuyển giao công nghệ cũng như chia sẻ kinh nghiệm thực tế chuyên sâu để nghiên cứu phát triển sản phẩm của đề tài, mau chóng đưa vào thực tế mạng lưới viễn thông Việt Nam. - Hiệu quả sản xuất kinh doanh: + Chủ động phát triển các dịch vụ trên hệ thống Softswitch đã phát triển + Giảm chi phí khai thác và bảo dưỡng thiết bị, tạo hiệu quả trong quản lý kinh doanh mạng viễn thông thế hệ mới. + Bảo đảm an toàn an ninh mạng lưới thông tin quốc gia. b. Hiệu quả về mặt xã hội và môi trường: + Nâng cao khả năng hội nhập của Việt nam với thị trường viễn thông quốc tế. + Tài liệu tham khảo tốt cho các đơn vị đào tạo nghiên cứu chuyên sâu lĩnh vực Viễn thông – Công nghệ thông tin, + Từng bước làm chủ công nghệ xây dựng cơ sở hạ tầng mạng thông tin quốc gia theo sự phát triển công nghệ thông tin và truyền thông trên thế giới và trong khu vực. + Đáp ứng yêu cầu phát triển của các Ngành kinh tế xã hội khác như:Thương mại, Ngân hàng, Hàng không, Đào tạo – giáo dục và Chính phủ điện tử. Phô lôc TRUNG TÂM CÔNG NGHỆ THÔNG TIN Tài liệu Mô tả quy trình nghiệp vụ HỆ THỐNG CHUYỂN MẠCH MỀM SOFTSWITCH V1.0 Ngày cập nhật: 16/02/2006 Lần sửa đổi: 03 Người soạn: ThS. Nguyễn Trung Kiên Người duyệt: TS. Trịnh Anh Tuấn Hà Nội – Năm 2006 Hệ thống chuyển mạch mềm-V1.0/HDSD Tầng 4, toà nhà VCCI, số 9 Đào Duy Anh, Đống Đa, Hà nội Tel : 04.5742856 Fax: 04.5742857 Email: cdit@hn.vnn.vn Web site: www.cdit.com.vn PHÊ DUYỆT Người soạn Nguyễn Trung Kiên Ngày tháng năm 200 Nghiên cứu viên, TT Hỗ trợ Kỹ thuật, CDiT Ký tên: Người nhận xét và phê duyệt Trịnh Anh Tuấn Ngày tháng năm 200 Phó GĐ TT Công Nghệ thông tin CDIT Ký tên: Hệ thống chuyển mạch mềm-V1.0/HDSD Tầng 4, toà nhà VCCI, số 9 Đào Duy Anh, Đống Đa, Hà nội Tel : 04.5742856 Fax: 04.5742857 Email: cdit@hn.vnn.vn Web site: www.cdit.com.vn BẢNG THEO DÕI THAY ĐỔI Lần sửa đổi Ngày sửa đổi Nội dung sửa đổi Người thực hiện Người phê duyệt Hệ thống chuyển mạch mềm-V1.0/HDSD Tầng 4, toà nhà VCCI, số 9 Đào Duy Anh, Đống Đa, Hà nội Tel : 04.5742856 Fax: 04.5742857 Email: cdit@hn.vnn.vn Web site: www.cdit.com.vn Trang 3 MỤC LỤC PHÊ DUYỆT ..............................................1 BẢNG THEO DÕI THAY ĐỔI..................................2 MỤC LỤC ................................................3 I. GIỚI THIỆU CHUNG .......................................5 1.1. Mục đích..................................................................................................................5 1.2. Phạm vi ....................................................................................................................5 1.2.1. Phạm vi, hoàn cảnh tổng quát ......................................................................5 1.2.2. Yêu cầu đối với các đối tượng sử dụng........................................................5 1.3. Các tiêu chuẩn cam kết ràng buộc...........................................................................5 II. QUY TRÌNH NGHIỆP VỤ....................................9 2.1. Những quy trình chung............................................................................................9 2.1.1. Quy trình nghiệp vụ lắp đặt hệ thống...........................................................9 II.1.1.1. Mục đích ...........................................................................................................9 II.1.1.2. Luồng công việc................................................................................................9 II.1.1.3. Quy trình nghiệp vụ liên quan ..........................................................................9 2.1.2. Quy trình nghiệp vụ cài đặt hệ thống...........................................................9 II.1.2.1. Mục đích ...........................................................................................................9 II.1.2.2. Luồng công việc................................................................................................9 II.1.2.3. Mô tả nghiệp vụ chi tiết ....................................................................................9 II.1.2.4. Quy trình nghiệp vụ liên quan ........................................................................10 2.1.3. Quy trình nghiệp vụ cấu hình hệ thống......................................................10 II.1.3.1. Mục đích .........................................................................................................10 II.1.3.2. Cấu hình module Call Controller....................................................................10 II.1.3.3. Cấu hình module Policy Server ......................................................................11 II.1.3.4. Cấu hình module MGCP Legcontroller..........................................................13 II.1.3.5. Cấu hình module BICC Legcontroller............................................................14 II.1.3.6. Cấu hình module SIPT Legcontroller .............................................................15 II.1.3.7. Cấu hình module SIP Legcontroller ...............................................................16 II.1.3.8. Cấu hình module H323 Legcontroller ............................................................17 II.1.3.9. Cấu hình Card giao tiếp số 7 hoặc SIU 520....................................................17 2.1.4. Quy trình nghiệp vụ khởi tạo hệ thống ......................................................17 II.1.4.1. Mục đích .........................................................................................................17 II.1.4.2. Các bước thực hiện .........................................................................................17 II.1.4.3. Các lỗi liên quan đến phần lõi hệ thống và cách khắc phục ...........................18 2.2. Những quy trình nghiệp vụ riêng ..........................................................................19 2.2.1. Quy trình nghiệp vụ quản trị hệ thống .......................................................19 II.2.1.1. Mục đích .........................................................................................................19 II.2.1.2. Luồng công việc..............................................................................................20 Hệ thống chuyển mạch mềm-V1.0/HDSD Tầng 4, toà nhà VCCI, số 9 Đào Duy Anh, Đống Đa, Hà nội Tel : 04.5742856 Fax: 04.5742857 Email: cdit@hn.vnn.vn Web site: www.cdit.com.vn Trang 4 II.2.1.3. Các lệnh chi tiết ..............................................................................................20 2.2.2. Quy trình nghiệp vụ bảo dưỡng hệ thống ..................................................21 II.2.2.1. Mục đích .........................................................................................................21 II.2.2.2. Nghiệp vụ sao lưu hệ thống ............................................................................21 II.2.2.3. Nghiệp vụ kiểm tra dò bộ nhớ hệ thống .........................................................21 Hệ thống chuyển mạch mềm-V1.0/HDSD Tầng 4, toà nhà VCCI, số 9 Đào Duy Anh, Đống Đa, Hà nội Tel : 04.5742856 Fax: 04.5742857 Email: cdit@hn.vnn.vn Web site: www.cdit.com.vn Trang 5 I. GIỚI THIỆU CHUNG 1.1. Mục đích • Tài liệu này mô tả chi tiết các quy trình nghiệp vụ khai thác của hệ thống chuyển mạch mềm softswitch 1.0. • Tài liệu này được biên soạn dựa trên tài liệu khai tác của các loại tổng đài đang khai thác trên các bưu điện tỉnh thành, hệ thống NGN của VNPT. • Tài liệu này được sử dụng làm quy trình khai thác chuẩn cho hệ thống chuyển mạch mềm softswitch 1.0. 1.2. Phạm vi 1.2.1. Phạm vi, hoàn cảnh tổng quát • Hệ thống chuyển mạch mềm softswitch V1.0 là là phần lõi của mạng NGN dựa trên cấu trúc Call Server do CDiT nghiên cứu và chế tạo. Sản phẩm đã