Đồ án Giới thiệu tổng quan về chuyển mạch mềm và phương pháp đo lường trong chuyển mạch mềm

Đồ án tốt nghiệp Đại học Đỗ Việt Hải – D2001VT ii MỤC LỤC Trang THUẬT NGỮ VIẾT TẮT ............................................................................................... v LỜI NÓI ĐẦU ................................................................................................................. 1 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ MẠNG THẾ HỆ SAU (NGN) VÀ CHUYỂN MẠCH MỀM ................................................................................................................................ 2 1.1 Mạng thế hệ sau NGN .......................................................................................... 2 1.1.1 Sự ra đời của mạng thế hệ sau NGN ................................................................. 2 1.1.2 Các đặc điểm và ưu điểm của mạng thế hệ sau ................................................ 3 1.1.3 Giải pháp xây dựng mạng thế hệ sau ................................................................ 3 1.2 Chuyển mạch mềm ............................................................................................... 4 CHƯƠNG 2. GIỚI THIỆU MỘT SỐ GIAO THỨC TRONG NGN .............................. 6 2.1. Giao thức báo hiệu độc lập kênh mang (BICC) ................................................ 6 2.1.1 Giới thiệu chung ................................................................................................ 6 2.1.2 Cấu trúc BICC ................................................................................................... 6 2.1.2.1 Mô hình hoạt động ................................................................................. 8 2.1.2.2. Mô hình chức năng ............................................................................... 8 2.1.2.3. Mô hình tham chiếu đầy đủ ................................................................ 10 2.1.2.4. Mô hình giao thức ............................................................................... 16 2.1.2.5. Kiến trúc khuyến nghị ........................................................................ 16 2.1.3. Định dạng BICC, bản tin và tham số ............................................................. 19 2.1.4. Cuộc gọi qua BICC ........................................................................................ 22 2.1.5 BICC phiên bản một CS-1 .............................................................................. 27 2.1.6 Phiên bản 2 của BICC (BICC-CS2)................................................................ 28 2.1.7 Phối hợp hoạt động giữa BICC và các giao thức báo hiệu khác. ................... 30 2.1.8 Các giao thức điều khiển kênh mang. ............................................................. 32 2.1.9 ITU-T Q.765.5 ................................................................................................ 33 2.1.10 ITU-T Q2150.x ............................................................................................. 33 2.1.11 Kết luận ......................................................................................................... 35 2.2. Giao thức điều khiển cổng MGCP ................................................................... 36 2.2.1 Tổng quan về giao thức MGCP ...................................................................... 36 2.2.2 Mô hình kết nối ............................................................................................... 37 2.2.2.1 Nhận dạng đầu cuối (EndpointID)....................................................... 37 2.2.2.2 Nhận dạng cuộc gọi (CallID)............................................................... 38 2.2.2.3 Nhận dạng kết nối (ConnectionID) ..................................................... 38 2.2.2.4 Tên MGC và các phần tử khác ............................................................ 38 2.2.3 Các lệnh điều khiển Gateway ......................................................................... 39 2.2.4 Sự kiện và tín hiệu .......................................................................................... 39 Đồ án tốt nghiệp Đại học Đỗ Việt Hải – D2001VT iii 2.2.5 Mã phúc đáp và mã lỗi .................................................................................... 40 2.2.6 Các gói cơ bản của MGCP .............................................................................. 42 2.2.7 Thiết lập cuộc gọi ............................................................................................ 48 CHƯƠNG 3: ĐO LƯỜNG TRONG MỘT SỐ GIAO THỨC TRONG NGN ............. 49 3.1 Đo lường trong BICC ......................................................................................... 49 3.1.1 Vấn đề đo kiểm BICC của các tổ chức và các hãng viễn thông trên thế giới 49 3.1.1.1 Diễn đàn chuyển mạch đa dịch vụ ....................................................... 49 3.1.1.2 Vấn đề đo kiểm BICC trong GMI 2002 .............................................. 51 3.1.2 ETSI ................................................................................................................ 51 3.1.3. Yêu cầu đo kiểm ............................................................................................ 52 3.1.3.1 Tình hình triển khai mạng thế hệ sau của Tổng công ty ..................... 52 3.1.3.2 Xác định yêu cầu thực hiện đo kiểm ................................................... 53 3.1.2.3 Xác định phạm vi thực hiện đo kiểm BICC ........................................ 53 3.1.4 Phương pháp đo trong giao thức BICC........................................................... 54 3.1.4.1 Xác định đối tượng cần đo kiểm .......................................................... 54 3.1.4.2 Cấu hình đo .......................................................................................... 54 3.1.4.3. Phương pháp đo .................................................................................. 55 3.1.5. Vấn đề xây dựng các bài đo ........................................................................... 56 3.1.5.1 Các bài đo quản lý đường báo hiệu ..................................................... 57 3.1.5.2 Các bài đo chức năng thiết lập cuộc gọi .............................................. 57 3.1.5.3 Các bài đo chức năng giải phóng cuộc gọi .......................................... 58 3.1.5.4 Cuộc gọi thiết lập không thành công ................................................... 58 3.1.5.5 Các trường hợp bất thường .................................................................. 58 3.1.5.6 Các trường hợp thiết lập cuộc gọi đặc biệt .......................................... 59 3.1.5.7 Đo khả năng phối hợp hoạt động BICC và ISUP ................................ 59 3.2. Đo lường trong giao thức MGCP ..................................................................... 59 3.2.1 Nhu cầu đo kiểm giao thức MGCP của VNPT ............................................... 59 3.2.2 Các bài đo cơ bản ............................................................................................ 60 3.2.2.1 Thủ tục cơ bản ..................................................................................... 60 3.2.2.2 Mã đáp ứng và mã lỗi .......................................................................... 64 3.2.2.3 Đáp ứng của MG khi nhận bản tin co chứa lỗi .................................... 64 3.2.2.4 Phối hợp hoạt động giữa MGCP và R2 ............................................... 64 3.2.3 Các bài đo kiểm một số trường hợp cuộc gọi ................................................. 65 3.2.3.1 Cuộc gọi cơ bản giữa hai Access Gateway ......................................... 65 3.2.3.2 Cuộc gọi cơ bản giữa Access Gateway và Trunking Gateway .......... 66 3.2.3.3 Cuộc gọi cơ bản giữa hai Trunking Gateway ...................................... 67 3.2.3.4 Cuộc gọi cơ bản giữa Access Gateway và thiết bị đầu cuối H.323 ..... 68 3.2.3.5 Cuộc gọi cơ bản giữa Access Gateway và thiết bị đầu cuối SIP ......... 68 CHƯƠNG IV. GIỚI THIỆU MỘT SỐ THIẾT BỊ ĐO ................................................. 69 4.1. Giới thiệu một số thiết bị đo trong BICC ........................................................ 70 4.1.1 Agilent Technology......................................................................................... 70 4.1.1.1 Giao diện đường dây ........................................................................... 70 Đồ án tốt nghiệp Đại học Đỗ Việt Hải – D2001VT iv 4.1.1.2 Phần mềm phân tích báo hiệu .............................................................. 71 4.1.1.3 Nhận xét về máy phân tích báo hiệu NA của Agilent ......................... 71 4.1.2 Tektronix ......................................................................................................... 72 4.1.2.1 Các module của K.1297 ....................................................................... 72 4.1.2.2 Nhận xét về máy phân tích báo hiệu K.1297 của Tektronix ............... 72 4.1.3 UTEL SYSTEMS ........................................................................................... 72 4.1.3.1 Giới thiệu ............................................................................................. 72 4.1.3.2 Giải pháp .............................................................................................. 73 4.1.3.3 Nhận xét về máy phân tích báo hiệu STINGA của Utel Systems ....... 74 4.2 Các thiết bị do trong MGCP .............................................................................. 75 4.2.1 Spirent ............................................................................................................. 75 4.2.1.1 Abacus 5000 ........................................................................................ 75 4.2.1.2 Abacus 5000 CMT ............................................................................... 76 4.2.2 Agilent ............................................................................................................. 78 4.2.3 Sunrise Telecom .............................................................................................. 79 4.2.3.1 NETRACKER ..................................................................................... 79 4.2.3.2 STT(SCALABTE TEST TOOLKIT) .................................................. 80 4.2.4 SOLINET ........................................................................................................ 81 CHƯƠNG 5. GIỚI THIỆU MỘT SỐ BÀI ĐO ............................................................. 83 5.1. Các bài đo kiểm trong giao thức BICC ........................................................... 83 5.1.1 Mục đích của các bài đo .................................................................................. 83 5.1.2 Phạm vi của các bài đo .................................................................................... 83 5.1.3 Nguyên tắc miêu tả bài đo .............................................................................. 83 5.1.4 Quy ước ........................................................................................................... 84 5.1.5 Các bài đo cụ thể ............................................................................................. 84 5.2. Các bài đo trong giao thức MGCP ................................................................... 87 KẾT LUẬN ................................................................................................................... 92 PHỤ LỤC ...................................................................................................................... 94 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................. 99 Đồ án tốt nghiệp Đại học Thuật ngữ viết tắt Đỗ Việt Hải – D2001VT v THUẬT NGỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt AAl ATM Adaptation Leyer Lớp thích ứng ATM AGW Access Gateway Cổng truy nhập APM Application Transport Mechanism Kỹ thuật chuyển tải ứng dụng ATM Asynchronous Transfer Mode Chế độ truyền dẫn đồng bộ AUCX AuditConnection Lệnh kiểm tra trạng thái kết nối AUEP AuditEndpoint Lệnh kiểm tra trạng thái đầu cuối BAT Bearer Association Transport Truyền tải liên kết kênh mang BCF Bearer Control Function Chức năng điều khiển kênh mang BI Invalid Behaviour Hoạt động không thích hợp BICC Bearer Independent Call Control Điều khiển cuộc gọi độc lập kênh mang B-ISUP Broadband ISUP Phần đối tượng sử dụng IDSL băng rộng BIWF Bearer Interworking Function Chức năng liên kết hoạt động kênh mang BNC Backbone Network Connection Kết nối mạng đường trục BT Busy Tone Âm báo bận BV Valid Behaviour Hoạt động bình thường CBC Call Bearer Control Giao diện điều khiển kênh mang và cuộc gọi cf  Confirm Tone Âm xác nhận cg  Congestion Tone Âm báo nghẽn CMN Call Mediation Node Nut dàn xếp cuộc gọi CRCX CreateConnection Lệnh tạo kết nối CS Capability Set Tập năng lực CSF Call Service Function Chức năng dịch vụ cuộc gọi CSF-C Call Service Coordination Function Chức năng phối hợp dịch vụ cuộc gọi CSF-G Call Service Gateway Function Chức năng dịch vụ cuộc gọi tại điểm cổng CSF-N Call Service Nodal Function Chức năng dịch vụ cuộc gọi tại điểm nút Đồ án tốt nghiệp Đại học Thuật ngữ viết tắt Đỗ Việt Hải – D2001VT vi CSF-T Call Service Transit Function Chức năng dịch vụ cuộc gọi tại điểm chuyển tiếp DLCX DeleteConnection Lệnh xóa kết nối DSS2 Digital Signalling System No.2 Hệ thống báo hiệu số 2 DT Dial Tone Âm mời quay số EPCF EndpointConfigration Lệnh đặt cấu hình đầu cuối ft  Fax Tone Âm Fax GSN Gateway Serving Node Nút dịch vụ cổng IETF Internet Engineering Task Force IN Intelligent Network Mạng thông minh IP Internet Protocol Giao thức liên mạng ISDN Integrated Service Digital Network Mạng số dịch vụ tích hợp ISN Interface Serving Node Nút dịch vụ giao diện ISUP ISDN User Part Phần đối tượng sd ISDN IVR Interactive Voice Response Đáp ứng thoại tương tác LCO Local Connection Options Tham số tùy chọn kết nối đầu gần ld Long Duration Connection Kết nối kéo dài MDCX ModifyConnection Lệnh sửa đổi tham số kết nối MGC Media Gateway Controller Bộ điều khiển cổng đa phương tỉện MGCP Media Gateway Control Protocol Giao thức điều khiển cổng đa phương tiện mt Modem Tone Âm Modem MTP3b Message Transfer Part no.3b Phần chuyển giao tin báo số 3 NNI Nerwork – Network Interface Giao diện mạng – mạng NTFY Notify Lệnh thông báo oc Operation Complete Hoạt động hoàn thành of Operation Failure Hoạt động lỗi PAN Public Addressed Node Nút khởi tạo công cộng PIN Public Initiating Node Nút điện thoại chuyển mạch công cộng PSTN Public Switched Telephone Network Mạng điện thoại chuyển mạch công cộng RG Ringing Tín hiệu chuông RQNT NotificationRequest Lệnh yêu cầu thông báo RSIP RestartInProgress Lệnh chỉ thị khởi động lại Đồ án tốt nghiệp Đại học Thuật ngữ viết tắt Đỗ Việt Hải – D2001VT vii rt Ringback Tone Hồi âm chuông SCN Switch Circuit Netwok Mạng chuyển mạch kênh SN Serving Node Nút dịch vụ SS7 Signalling System No.7 Hệ thống báo hiệu số 7 STC Signalling Transport Converter Chuyển đổi phương thức truyển tải báo hiệu STL Signalling Transport Layer Lớp truyền tải báo hiệu STP Signalling Transfer Point Điểm tryền tải báo hiệu TDM Time Division Multiplexing Ghép kênh phân chia theo thời gian TE Terminal Equiptment Thiết bị đầu cuối TG Trunk Group Nhóm trung kế TSN Transit Serving Node Nút dịch vụ chuyển tiếp UNI User – Network Interface Giao diện người dùng – mạng WT Waiting Tone Âm chờ cuộc gọi Đồ án tốt nghiệp Đại học Lời nói đầu Đỗ Việt Hải – D2001VT 1 LỜI NÓI ĐẦU Trong những năm gần đây, tổng công ty Bưu chính Viễn thông Việt nam đang nỗ lực xây dựng và triển khai mạng thế hệ mới nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của khách hành về dịch vụ thoại, số liệu, video multimedia…. Trong giai đoạn này các thiết bị NGN đang trong giai đoạn cài đặt, chạy thử và từng bước chuyển tải lưu lượng từ mạng truyền thống. Cấu trúc mạng NGN của VNPT đã từng bước được định hình, một số giao thức báo hiệu cho mạng NGN cũng được lựa chọn như BICC, MGCP, SIP, H323… Đo kiểm là một vấn đề rất quan trọng đối với nhà khai thác viễn thông đặc biệt trong giai đoạn triển khai mạng và lắp đặt thiết bị mới. Việc đo kiểm xác định tính tuân thủ của từng hệ thống thiết bị theo các tiêu chuẩn và khả năng tương tác, phối hợp hoạt động với các giao thức khác. Công việc đo kiểm nếu thực hiện một cách đầy đủ và nghiêm túc sẽ rút nhắn thời gian triển khai, han chế tối đa khả năng xảy ra sự cố do tính không tương thích của các thiết bị, do đó giảm chí phí xây dựng và quản lý tới mức tối thiểu.Vì thế việc xây dựng phương pháp đo lường và các bài đo là rất quan trọng và có ý nghĩa.Bản đồ án này nghiên cứu về chuyển mạch mềm, và phương pháp đo trong chuyển mạch mềm, trong đó đồ án đặc biệt đi sâu vào khảo sát,nghiên cứu trong giao thức BICC và MGCP. Đây là các giao thức còn đang trong quá trình nghiên cứu và phát triển,do vậy tài liệu về phương pháp đo lường là rất hạn chế. Dựa trên việc nghiên cứu các tiêu chuẩn của ITU-T, ETSI, MSF, đồ án này đã giới thiệu tổng quan về chuyển mạch mềm và phương pháp đo lường trong chuyển mạch mềm. Nội dung đồ án này gồm 5 chương: - Chương I: Tổng quan về mạng thế hệ sau và công nghệ chuyển mạch mềm - Chương II: Giới thiệu các giao thức cơ bản trong chuyển mạch mềm - Chương III: Đo lường trong một số giao thức của chuyển mạch mềm - Chương IV: Giới thiệu một số thiết bị đo - Chương V: Giới thiệu một số bài đo Do trình độ còn hạn chế, trong một khoảng thời gian ngắn, việc nghiên cứu, tìm hiểu một công nghệ mới chắc chắn không thể tránh khỏi những sai sót. Em rất mong nhận được sự chỉ dẫn và góp ý của các thầy giáo, cô giáo và các bạn. Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 1. Tổng quan về mạng NGN và chuyển mạch mềm Đỗ Việt Hải – D2001VT 2 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ MẠNG THẾ HỆ SAU (NGN) VÀ CHUYỂN MẠCH MỀM 1.1 Mạng thế hệ sau NGN 1.1.1 Sự ra đời của mạng thế hệ sau NGN Nhu cầu trao đổi thông tin phản ánh trình độ phát triển của xã hội. Khi thông tin được thừa nhận như một nguồn tài nguyên quý giá, nhu cầu về trao đổi thông tin của con người ngày càng đòi hỏi cao về chất lượng, đa dạng về loại hình thông tin và chủng loại dịch vụ. Điều này tạo ra những cơ hội về doanh thu cho những nhà cung cấp dịch vụ viễn thông, nhưng cũng đặt ra cho họ không ít những khó khăn về mặt công nghệ. Trước đây, lưu lượng chủ yếu là tín hiệu thoại, một hạ tầng cơ sở viễn thông theo mạng điện thoại công cộng PSTN (Public Switched Telecommunication Network) cũng đủ đáp ứng nhu cầu khách hàng. Mạng PSTN hoạt động trên cơ sở chuyển giao theo chế độ kênh (Circuit Mode) với những tổng đài chuyển mạch kênh cho phép chuyển mạch tín hiệu thoại với độ tin cậy cao, đảm bảo rất tốt tính thời gian thực. Ngày nay do sự tác động của hai yếu tố: sự gia tăng nhu cầu của khách hàng và sự ra đời của những công nghệ mới, hạ tầng viễn thông của mỗi nước đang đứng trước những bước ngoặt. Sự gia tăng nhu cầu của khách hàng về loại hình dịch vụ, không chỉ là tín hiệu thoại mà bao gồm cả hình ảnh, dữ liệu và các dịch vụ đa phương tiện….Nếu như lưu lượng thoại được đáp ứng rất tốt bởi mạng PSTN thì với những loại lưu lượng còn lại mạng PSTN lại tỏ ra có rất nhiều nhược điểm :  Sử dụng băng tần không linh hoạt  Lãng phí tài nguyên hệ thống  Không có cơ chế phát hiện và sửa lỗi  Hiệu năng sử dụng mạng không cao ….. Để thoả mãn nhu cầu của khách hàng, đồng nghĩa với việc gia tăng lợi nhuận, các nhà cung cấp dịch vụ viễn thông yêu cầu những giải pháp công nghệ mới thay thế (hay bổ sung) cho mạng PSTN. Cùng với sự gia tăng nhu cầu của khách hàng, công nghệ chuyển mạch gói cũng góp phần đưa ngành công nghiệp viễn thông chuyển sang thời kỳ mới. Công nghệ ch