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 Ch