Tổng quan về các giao thức báo hiệu và điều khiển trong mạng NGN

ỏn tt nghip i hc Thut ng vit tt
Phm V Huy, 2001VT ii
I/O Input/Output u vo/ u ra
IN Intellingent Network Mng thụng minh
IP Internet Protocol Giao thc Internet
ISDN Integrated Service Digital Network Mng s tớch hp a dch v
ISN Interface Serving Node Nỳt dch v giao din
ISP Internet Service Provider Nh cung cp dch v Internet
ISUP ISDN User Part Phn ngi s dng ISDN
ITU T
International Telecommunication
Union Telephone
Liờn minh vin thụng th gii v
thoi
IVR Interactive Voice Response Phỳc ỏp thoi tng tỏc
IW-F Interworking Function Chc nng hot ng tng tỏc
LAN Local Area Network Mng cc b
M2PA MTP 2 Peer to Peer Adaptation Thớch ng MTP mc 2 ngang hng
M2UA MTP 2 User Adaptation
Thớch ng ngi s dng MTP
mc 2
M3UA MTP 3 User Adaptation
Thớch ng ngi s dng MTP
mc 3
MC Multipoint Controller B iu khin a im
MCF Media Control Function Chc nng iu khin phng tin
MCU Multipoint Control Unit n v iu khin a im
MEGACO Media Gateway Control
Giao thc iu khin cng phng
tin
MG Media Gateway Cng phng tin
MGC Media Gateway Controller B iu khin cng phng tin
MGC-F MGC Function Chc nng MGC
MGCP Media Gateway Control Protocol
Giao thc iu khin cng phng
tin
MG-F MG Function Chc nng MG
MMSF
Media Mapping and Switching
Function
Chc nng chuyn mch v ghộp
ni phng tin
MP Multipoint Processor B x lý a im
MPLS Multiprotocol Label Switching Chuyn mch nhón a giao thc
MSF Media Server Function Chc nng mỏy ch phng tin
MTP Message Transfer Part Phn chuyn giao bn tin
MTU Maximum Transfer Unit n v chuyn giao cc i
MTUP Mobile Telephone User Part
Phn ngi s dng in thoi di
ng
NAS Network Access Server Mỏy ch truy nhp mng
NGN Next Generation Network Mng th h sau
NSP Network Service Point im dch v mng
OLO Other Lisenced Operator
Nh vn hnh mng bn quyn
khỏc
OSI Open Systems Interconnection Cỏc liờn kt h thng m
PLMN Public Land Mobile Network
Mng thụng tin di ng cụng cng
mt t
PNO Public Network Operator Nh vn hnh mng cụng cng
PSTN
Public Switched Telephone Network
Mng in thoi cụng cng
QoS Quality of Service Cht lng dch v
ỏn tt nghip i hc Thut ng vit tt
Phm V Huy, 2001VT iii
R F Routing Function Chc nng nh tuyn
RANAP
Radio Access Network Application
Part
Phn ng dng mng truy nhp vụ
tuyn
RFC Request For Comments Khuyn ngh chung
RG Residential Gateway Gateway thng trỳ
RLC Release Complete Gii phúng hon ton
RSVP Resource Reservation Protocol Giao thc ginh trc ti nguyờn
RTCP
Real Time Transport Control
Protocol
Giao thc iu khin truyn ti
thi gian thc
RTP Real Time Transport Protocol Giao thc truyn ti thi gian thc
SCCP Signalling Connection Control Part Phn iu khin kt ni bỏo hiu
SCLC SCCP Connectionless Control iu khin phi kt ni
SCM SCCP Management Qun lý SCCP
SCN Switched Circuit Network Mng chuyn mch kờnh
SCOC
SCCP Connection Oriented
Control
iu khin hng kt ni
SCR SCCP Routing nh tuyn SCCP
SCTP Stream Control Transport Protocol
Giao thc iu khin truyn ti
lung
SDH Synchronous Digital Hierarchy H thng phõn cp s ng b
SDP Session Description Protocol Giao thc mụ t phiờn
SDSL
Symmetrical Digital Subscriber
Line
ng dõy thuờ bao s i xng
SG-F SG Function Chc nng SG
SIGTRAN Signalling Transport Giao thc truyn ti bỏo hiu
SIP Session Initiation Protocol Giao thc khi to phiờn
SIP CGI SIP Common Gateway Interface Giao din cng phng tin chung
SMS Short Message Service Dch v bn tin ngn
SMTP Simple Mail Transfer Protocol Giao thc truyn th n gin
SN Serving Node Nỳt dch v
SONET Synchronous Optical Network Mng quang ng b
SP Signalling Point im bỏo hiu
SPC Store Program Control
Tng i iu khin bng chng
trỡnh lu tr
SPS F SIP Proxy Server Function Chc nng SIP Proxy Server
SS7 Signalling System N
0
7 H thng bỏo hiu s 7
SSN Subsystems Number Ch s phõn h
STC Signalling Transport Converter B chuyn i truyn ti bỏo hiu
STP Signalling Transfer Point im truyn ti bỏo hiu
SUA SCCP User Adaptation Thớch ng ngi s dng SCCP
TCAP
Transaction Capabilities
Application Part
ng dng kh nng giao dch
TCP Transmission Control Protocol Giao thc truyn ti
TDM Time Division Multiplexing
Ghộp kờnh phõn chia theo thi gian
TGW Trunk Gateway Cng trung k
TSL Transaction Sublayer Phõn lp giao dch
TSN Transmission Sequence Number Ch s tun t truyn dn
TSN Transit Serving Node Nỳt dch v chuyn tip
ỏn tt nghip i hc Thut ng vit tt
Phm V Huy, 2001VT iv
TUP Telephone User Part Phn ngi s dng in thoi
UA User Agent Tỏc nhõn ngi s dng
UAC UA Client UA khỏch
UAS UA Server UA ch
UDP User Datagam Protocol Giao thc gúi tin ngi dựng
UMTS
Universal Mobile
Telecommunication System
H thng thụng tin di ng ton
cu
UP User Part Phn ngi s dng
VoDSL Voice Digital Subscriber Line ng dõy thuờ bao s
VoIP Voice over IP Thoi trờn nn IP
WAN Wide Area Network Mng din rng
WDM Wavelength Division Multiplexing
Ghộp kờnh phõn chia theo thi
gian
XML Extensible Markup Language Ngụn ng nh dng m rng


ỏn tt nghip i hc Li núi u
Phm V Huy, 2001VT 1
Lời nói đầu
Trong những năm gần đây, khi mà đời sống xã hội ngày càng phát triển thì nhu
cầu trao đổi thông tin của con ngời cũng tăng lên rất nhiều cả về mức độ phong phú
lẫn chất lợng của của loại hình dịch vụ. Hiện nay, những nhu cầu đó không chỉ còn
tập trung vào loại hình dịch vụ thoại truyền thống nh trớc đây nữa mà còn cả các
dịch vụ thoại có hình ảnh, hội nghị đa phơng, cầu truyền thông, không thể đáp ứng
đợc trên cơ sở hạ tầng của mạng viễn thông trớc đây. Thực tế này đã đặt các nhà
cung cấp dịch vụ viễn thông trớc một thách thức rất lớn là làm sao có thể đáp ứng
đợc nhu cầu của các vị khách hàng khó tính với chi phí đầu t thấp nhất.
Bên cạnh đó là sự ra đời của các công nghệ, kỹ thuật mới, sự bùng nổ của
Internet đã trở thành động lực thúc đẩy sự ra đời của một mạng viễn thông thế hệ
mới Next Generation Network (NGN). NGN không phải là một mạng có cơ sở hạ
tầng đợc xây dựng hoàn toàn mới mà nó đợc hình thành và phát triển trên nền
tảng của các mạng thế hệ trớc đó kết hợp với kỹ thuật chuyển mạch gói theo giao
thức IP. Nhờ đợc xây dựng và phát triển trên cơ sở hạ tầng của các mạng thế hệ
trớc mà các nhà cung cấp dịch vụ viễn thông không cần phải bỏ vốn đầu t ban đầu
nhiều mà vẫn có khả năng thu lại lợi nhuận cao. Nhờ kỹ thuật chuyển mạch gói mà
NGN là một mạng có khả năng cung cấp không chỉ các dịch vụ thoại thông thờng
mà còn có khả năng cung cấp cả các dịch vụ số liệu, thoại và số liệu tích hợp, một
cách mềm dẻo và linh hoạt.
NGN đã có sự thay đổi hoàn toàn về mặt kiến trúc, kiến trúc phân tán đã đợc
xây dựng thay cho kiến trúc tập trung nh trong mạng chuyển mạch kênh trớc đây.
Trong kiến trúc mới này, khả năng thông minh (Intelligent) không phải đợc tập
trung mà đợc phân tán cho các thiết bị nằm rải rác trong toàn kiến trúc mạng.
Kiến trúc phân tán và sự kết hợp giữa mạng thế hệ cũ và mạng thế hệ mới đã
đặt ra cho các giao thức báo hiệu và điều khiển một vai trò hết sức quan trọng trong
việc phối hợp hoạt giữa các thiết bị trong mạng thế hệ mới và giữa các thiết bị trong
mạng thế hệ cũ với các thiết bị trong mạng thế hệ mới. Đây cũng chính là lý do em lựa
chọn đề tài TổNG QUAN Về CáC GIAO THứC BáO HIệU Và ĐIềU KHIểN
TRONG MạNG NGN, nội dung của đề tài này gồm các phần sau:
Chơng 1. Tổng quan về mạng thế hệ sau NGN.
Chơng 2. Tổng quan về hệ thống báo hiệu số 7.
Chơng 3. Truyền tải báo hiệu số 7 qua mạng IP SIGTRAN.
Chơng 4. Các giao thức báo hiệu và điều khiển ngang hàng.
Chơng 5. Các giao thức báo hiệu và điều khiển chủ tớ.
ỏn tt nghip i hc Li núi u
Phm V Huy, 2001VT 2
Do còn rất nhiều hạn chế về trình độ và thời gian nên đề tài này sẽ không tránh
khỏi các sai sót. Em rất mong nhận đợc sự chỉ bảo và góp ý của các thầy cô và các
bạn.
Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong khoa Viễn thông 1 đã tạo mọi điều
kiện tốt nhất cho em trong quá trình thực hiện đồ án. Trong đó, đặc biệt là cô Vũ
Thúy Hà đã tận tình chỉ bảo, hớng dẫn, giúp đỡ và động viên em về mọi mặt để em
hoàn thành đồ án này.

Hà Nội, tháng 9/2005
Sinh viên: Phạm Vũ Huy
ỏn tt nghip i hc Chng 1. Tng quan v mng NGN
Phm V Huy, 2001VT 3
Chng 1.
TNG QUAN V MNG TH H SAU NGN

1.1. S RA I V CC NG LC THC Y S PHT TRIN CA
NGN
1.1.1. S ra i ca mng th h sau NGN
Cú mt iu rừ rng l th trng thụng tin ang thay i mt cỏch nhanh chúng.
S thay i ny khụng ch liờn quan n cỏc nh sn xut, cỏc nh nghiờn cu th
trng vin thụng m cũn ti nhiu i tng trong cỏc lnh vc khỏc nhau ca xó hi.
Phng thc m con ngi trao i thụng tin, giao tip vi nhau, kinh doanh vi nhau
ang dn dn c thay i cựng vi nhng thay i ca nn cụng nghip vin thụng.
Cỏc ng dõy in thoi khụng ch cũn mang thụng tin thoi m cũn truyn c s liu
v video. Thụng tin thoi, s liu, fax, video v cỏc dch v khỏc ang c cung cp
ti cỏc u cui l mỏy in thoi, thit b di ng, mỏy tớnh cỏ nhõn, cỏc mỏy múc t
ngvi cỏc yờu cu v cht lng dch v t phớa ngi s dng ngy cng cao.
Lu lng thụng tin s liu ó vt xa lu lng thụng tin thoi v vn tng khụng
ngng vi tc gp 10 ln tc tng ca lu lng thụng tin thoi. Chuyn mch
kờnh, vn l c trng ca mng PSTN truyn thng trong sut th k qua ang
nhng bc cho chuyn mch gúi trong mng th h sau vỡ khụng cũn thớch hp na
v t ra cú nhiu nhc im i vi cỏc dch v phi thoi:
S dng bng tn khụng linh hot.
Lóng phớ ti nguyờn h thng.
Khụng cú c ch phỏt hin v sa li.
Hiu nng s dng khụng cao
tho món nhu cu ca khỏch hng, ng ngha vi vic gia tng li nhun, cỏc
nh cung cp dch v vin thụng yờu cu nhng gii phỏp cụng ngh mi thay th
(hoc b sung) cho mng PSTN. Cựng vi s gia tng nhu cu ca khỏch hng, cụng
ngh chuyn mch gúi cng gúp phn a ngnh cụng nghip vin thụng chuyn sang
mt thi k mi. Cụng ngh chuyn mch gúi a ra cỏc gii phỏp chuyn giao thụng
tin di dng cỏc gúi tin theo phng thc hng kt ni hay phi kt ni trờn cỏc kờnh
o. Mng chuyn mch gúi cú th c xõy dng theo cỏc giao thc khỏc nhau: X25,
IP, trong ú giao thc IP l giao thc ang c quan tõm nhiu nht. Mng chuyn
ỏn tt nghip i hc Chng 1. Tng quan v mng NGN
Phm V Huy, 2001VT 4
mch gúi da trờn giao thc IP c coi l gii phỏp cụng ngh ỏp ng c s gia
tng nhu cu ca khỏch hng. Vi kh nng ca mỡnh, cỏc dng lu lng khỏc nhau
c x lý hon ton trong sut trong mng IP, iu ny cho phộp mng IP cú kh
nng cung cp cỏc loi dch v phong phỳ v a dng, bao gm c cỏc dch v a
phng tin ch khụng riờng gỡ cỏc dch v thoi.
Nh vy, dỏp ng cỏc yờu cu t ra, cỏc nh qun tr mng cú 2 s la chn,
hoc l xõy dng mt c s h tng hon ton mi cho mng IP hoc l xõy dng mt
mng cú kh nng cung cp cỏc dch v IP bng cỏch nõng cp trờn h tng mng
PSTN hin cú. H tng mng ca th k 20 khụng th c thay th ch trong mt
sm, mt chiu v vỡ th phng ỏn th hai l s la chn ỳng n ú l mng th
h sau NGN Next Generation Network. Nh vy mng th h sau (NGN: Next
Generation Network) ó c hỡnh thnh, ú khụng phi l mt cuc cỏch mng m l
mt bc phỏt trin.
1.1.2. Cỏc ng lc thỳc y s phỏt trin ca mng NGN
Yu t hng u l tc phỏt trin theo hm s m ca nhu cu truyn dn d
liu v cỏc dch v d liu l kt qu ca tng trng Internet mnh m. Cỏc h thng
mng cụng cng hin nay ch yu c xõy dng nhm truyn dn lu lng thoi,
truyn d liu thụng tin v video ó c vn chuyn trờn cỏc mng chng ln, tỏch
ri c trin khai ỏp ng nhng yờu cu ca chỳng. Do vy, mt s chuyn i
sang h thng mng chuyn mch gúi tp trung l khụng th trỏnh khi khi m d liu
thay th v trớ ca thoi v tr thnh ngun to ra li nhun chớnh. Cựng vi s bựng
n Internet trờn ton cu, rt nhiu kh nng mng th h mi s da trờn giao thc IP.
Tuy nhiờn, thoi vn l mt dch v quan trng v do ú, nhng thay i ny dn ti
yờu cu truyn thoi cht lng cao qua IP.
Ngoi nhng ng lc v mt k thut thỡ trong khớa cnh kinh doanh cng cú
cỏc ng lc dn ti s ra i ca mng NGN:
a. Ci thin chi phớ u t
Cụng ngh cn bn liờn quan n chuyn mch kờnh truyn thng c ci tin
chm tr v chm trin khai kt hp vi nn cụng nghip mỏy tớnh. Cỏc chuyn mch
kờnh ny hin ang chim phn ln trong c s h tng PSTN. Tuy nhiờn chỳng cha
tht s ti u cho mng truyn s liu. Kt qu l ngy cng cú nhiu dũng lu lng
s liu trờn mng PSTN n mng Internet v s xut hin mt gii phỏp vi nh
hng s liu lm trng tõm thit k mng chuyn mch tng lai, nn tng da
trờn cụng ngh chuyn mch gúi cho c thoi v d liu.
ỏn tt nghip i hc Chng 1. Tng quan v mng NGN
Phm V Huy, 2001VT 5
Cỏc giao din m ti tng lp mng cho phộp nh khai thỏc la chn nh cung
cp cú hiu qu nht cho tng lp mng ca h. Truyn ti da trờn gúi cho phộp phõn
b bng tn linh hot, loi b nhu cu nhúm trung k kớch thc c nh cho thoi, nh
ú giỳp cỏc nh khai thỏc qun lý mng d dng hn, nõng cp mt cỏch hiu qu phn
mm trong cỏc nỳt iu khin mng, gim chi phớ khai thỏc h thng.
b. Xu th i mi vin thụng
Khỏc vi khớa cnh k thut, quỏ trỡnh gii th ang nh hng mnh m n
cỏch thc hot ng ca cỏc nh khai thỏc vin thụng ln trờn th gii. Xuyờn sut quỏ
trỡnh c gi l mch vũng ni ht khụng trn gúi, cỏc lut l ca chớnh ph trờn
ton th gii ó ộp buc cỏc nh khai thỏc ln phi m ca cỏc cụng ty mi tham
gia th trng cnh tranh. Trờn quan im chuyn mch, cỏc nh cung cp thay th
phi cú kh nng ginh c khỏch hng a phng nh u t trc tip vo nhng
dm cui cựng ca ng cỏp ng. iu ny dn n vic gia tng cnh tranh. Cỏc
mng NGN thc s phự hp h tr kin trỳc mng v cỏc mụ hỡnh c lut phỏp
cho phộp khai thỏc.
c. Cỏc ngun doanh thu mi
D bỏo hin nay cho thy mc suy gim trm trng ca doanh thu thoi v xut
hin mc tng doanh thu t bin do cỏc dch v giỏ tr gia tng mang li. Kt qu l
phn ln cỏc nh khai thỏc truyn thng s phi tỏi nh mc mụ hỡnh kinh doanh ca
h di ỏnh sỏng ca cỏc d bỏo ny. Cựng lỳc ú, cỏc nh khai thỏc mi s tỡm kim
mụ hỡnh kinh doanh mi cho phộp h nm ly th phn, mang li li nhun cao hn
trờn th trng vin thụng.
Cỏc c hi kinh doanh mi bao gm cỏc ng dng a dng tớch hp vi cỏc dch
v ca mng vin thụng hin ti, s liu Internet, cỏc ng dng video.
1.2. KHI NIM V CC C IM CA NGN
1.2.1. Khỏi nim
Mng vin thụng th h mi cú nhiu tờn gi khỏc nhau, chng hn nh:
Mng a dch v : cung cp nhiu dch v khỏc nhau.
Mng hi t : h tr dch v thoi v d liu, cu trỳc mng hi t.
Mng phõn phi : phõn phi tớnh thụng minh cho mi phn t trong mng.
Mng nhiu lp : t chc nhiu lp mng cú chc nng c lp nhng h tr
nhau.
ỏn tt nghip i hc Chng 1. Tng quan v mng NGN
Phm V Huy, 2001VT 6
Cho ti hin nay, mc dự cỏc t chc vin thụng quc t v cỏc nh cung cp
thit b vin thụng trờn th gii u rt quan tõm v nghiờn cu v chin lc phỏt
trin NGN. Song vn cha cú mt nh ngha c th no chớnh xỏc cho mng NGN.
Do ú, nh ngha mng NGN nờu ra õy khụng th bao hm ht ý ngha ca mng
th h mi nhng l khỏi nim chung nht khi cp n NGN.
Bt ngun t s phỏt trin ca cụng ngh thụng tin, cụng ngh chuyn mch gúi
v cụng ngh truyn dn bng rng, mng NGN ra i l mng cú c s h tng thụng
tin duy nht da trờn cụng ngh chuyn mch gúi, trin khai dch v mt cỏch a dng
v nhanh chúng, ỏp ng s hi t gia thoi v s liu, c nh v di ng.

Hỡnh 1.1. Mng hp nht
Nh vy, cú th xem NGN l s tớch hp mng PSTN da trờn k thut TDM v
mng chuyn mch gúi da trờn k thut IP/ATM. Nú cú th truyn ti tt c cỏc dch
v vn cú ca PSTN ng thi cú th cung cp cho mng IP mt lng lu lng d
liu ln, nh ú gim ti cho mng PSTN.
Tuy nhiờn, NGN khụng ch n thun l s hi t gia thoi v d liu m cũn l
s hi t gia truyn dn quang v cụng ngh gúi, gia mng c nh v di ng. Vn
ct lừi õy l lm sao cú th tn dng ht li th em n t quỏ trỡnh hi t ny.
Mt vn quan trng khỏc l s bựng n nhu cu ca ngi s dng cho mt khi
lng ln dch v v ng dng phc tp bao gm c a phng tin, phn ln trong s
ú khụng c d tớnh khi xõy dng cỏc h thng mng hin nay.

ỏn tt nghip i hc Chng 1. Tng quan v mng NGN
Phm V Huy, 2001VT 7
1.2.2. Cỏc c im ca mng NGN
Mng NGN cú bn c im chớnh:
Nn tng l h thng mng m.
Mng NGN l do mng dch v thỳc y, nhng dch v phi thc hin c
lp vi mng li.
Mng NGN l mng chuyn mch gúi, da trờn mt giao thc thng nht.
L mng cú dung lng ngy cng tng, cú tớnh thớch ng cng ngy cng
tng, cú dung lng ỏp ng nhu cu.
Trc ht, do ỏp dng c cu m m:
Cỏc khi chc nng ca tng i truyn thng chia thnh cỏc phn t mng c
lp, cỏc phn t c phõn theo chc nng tng ng v phỏt trin mt cỏch c lp.
Giao din v giao thc gia cỏc b phn phi da trờn cỏc tiờu chun tng ng.
Vic phõn tỏch lm cho mng vin thụng vn cú dn dn i theo hng mi, nh
kinh doanh cú th cn c vo nhu cu dch v t t hp cỏc phn t khi t chc
mng li. Vic tiờu chun húa giao thc gia cỏc phn t cú th thc hin ni thụng
gia cỏc mng cú cu hỡnh khỏc nhau.
Tip n, mng NGN l mng dch v thỳc y, vi c im ca:
Chia tỏch dch v vi iu khin cuc gi.
Chia tỏch cuc gi vi truyn ti.
Mc tiờu chớnh ca chia tỏch l lm cho dch v thc s c lp vi mng, thc
hin mt cỏch linh hot v cú hiu qu vic cung cp dch v. Thuờ bao cú th t b trớ
v xỏc nh c trng dch v ca mỡnh, khụng quan tõm n mng truyn ti dch v
v loi hỡnh u cui. iu ú lm cho vic cung cp dch v v ng dng cú tớnh linh
hot cao.
Th ba, NGN l mng chuyn mch gúi, giao thc thng nht. Mng thụng tin
hin nay, dự l mng vin thụng, mng mỏy tớnh hay mng truyn hỡnh cỏp, u khụng
th ly mt trong cỏc mng ú lm nn tng xõy dng c s h tng thụng tin.
Nhng my nm gn õy, cựng vi s phỏt trin ca cụng ngh IP, ngi ta mi nhn
thy rừ rng l mng vin thụng, mng mỏy tớnh v mng truyn hỡnh cỏp cui cựng
ri cng tớch hp trong mt mng IP thng nht, ú l xu th ln m ngi ta thng
gi l dung hp ba mng. Giao thc IP lm cho cỏc dch v ly IP lm c s u cú
th thc hin ni thụng cỏc mng khỏc nhau; con ngi ln u tiờn cú c giao thc

Xem chi tiết: Tổng quan về các giao thức báo hiệu và điều khiển trong mạng NGN