Nghiên cứu các giao diện kết nối cung cấp khả năng phát triển dịch vụ gia tăng cho mạng thế hệ sau – Next generation network

Bộ giáo dục và đào tạo Tr−ờng đại học bách khoa hà nội ---------------------------------------- luận văn thạc sĩ Nghiên cứu các giao diện kết nối cung cấp khả năng phát triển dịch vụ gia tăng cho mạng thế hệ sau – next generation network ngành: công nghệ thông tin m∙ số: v−ơng thị cẩm vân Ng−ời h−ớng dẫn: ts. trịnh văn loan Hà nội 2006 1 Mục lục Mục lục........................................................................................................ 1 Thuật ngữ và từ viết tắt ................................................................. 4 Danh mục các bảng và hình vẽ ..................................................... 9 Mở đầu ........................................................................................................ 11 Ch−ơng 1 - Tổng quan về mạng NGN.......................................... 13 1.1 Sự cần thiết phải chuyển đổi sang mạng NGN.............. 13 1.1.1 Các yêu cầu về dịch vụ của khách hàng cá nhân............................. 13 1.1.2 Yêu cầu của các doanh nghiệp ........................................................ 14 1.1.3 Các yêu cầu đối với các nhà cung cấp dịch vụ viễn thông .............. 15 1.1.4 Nhu cầu chuyển đổi sang mạng thế hệ sau NGN ............................ 15 1.1.5 Các yêu cầu và nguyên tắc tổ chức mạng NGN .............................. 17 1.2 Mạng thế hệ sau - NGN ............................................................... 18 1.2.1 Định nghĩa NGN.............................................................................. 18 1.2.2 Cấu trúc mạng NGN ........................................................................ 19 1.2.3 Các phần tử trong mạng NGN ......................................................... 21 1.3. Các giao diện NGN ..................................................................... 39 1.4. Kết luận ........................................................................................... 44 Ch−ơng 2 - Nghiên cứu tiêu chuẩn các giao diện kết nối cung cấp dịch vụ trong NGN theo ITU CS4 ................. 45 2.1. Giới thiệu chung về ITU CS4.................................................... 45 2.1.1 Các tiêu chuẩn cho IN CS- 4........................................................... 47 2.1.2. Hỗ trợ IN cho thoại trên IP ............................................................ 47 2.2 Mô hình chức năng phân tán cho IN CS-4 ...................... 49 2.2.1 Các thực thể chức năng liên quan đến dịch vụ IN .......................... 49 2 2.2.2 Các giao diện chức năng .................................................................. 56 2.2.3 Các chức năng ánh xạ và giao thức mức thấp.................................. 61 2.3 Kết luận ............................................................................................ 62 Ch−ơng 3 - Giải pháp Surpass và kiến trúc mở cung cấp dịch vụ gia tăng của Siemens...................................................... 63 3.1 Giới thiệu chung về SURPASS .................................................. 63 3.1.1 SURPASS hiQ9200.......................................................................... 64 3.1.2 SURPASS hiQ4000.......................................................................... 66 3.1.3 SURPASS hiQ30.............................................................................. 67 3.1.4 SURPASS hiQ20.............................................................................. 67 3.1.5 SURPASS hiA7500.......................................................................... 67 3.1.6 SURPASS hiG1000.......................................................................... 68 3.1.7 SURPASS hiR 200 ........................................................................... 69 3.1.8 SURPASS NetManager.................................................................... 69 3.2 Kiến trúc cung cấp các giao diện cho các ứng dụng multimedia............................................................................................ 70 3.2.1 Surpass callsetup bloc ................................................................. 72 3.2.2 Surpass Internetbusy bloc ........................................................... 73 3.2.3 SURPASS conference bloc .............................................................. 74 3.2.4 SURPASS surfsyncrone bloc ........................................................... 75 3.2.5 SURPASS callhandling bloc ............................................................ 76 3.3 Các ứng dụng và dịch vụ ......................................................... 77 3.3.1 FreecallButton.................................................................................. 78 3.3.2 WebdialPage .................................................................................... 80 3.3.3 Call Waiting Internet ....................................................................... 81 3.3.4 SurFone ............................................................................................ 86 3.3.5 WebConfer....................................................................................... 88 3 3.3.6 Dịch vụ trả tr−ớc .............................................................................. 91 3.3.7 Dịch vụ Toll Free ( 1800 ) ............................................................... 92 3.3.8 Dịch vụ Automatic Service Selection ( 1900 )................................. 93 3.3.9 Dịch vụ mạng riêng ảo (VPN- Virtual Private Network) ................ 94 3.4 kết luận ............................................................................................ 95 Ch−ơng 4 - Thực tế triển khai mạng NGN tại Việt nam 96 4.1 nguyên tắc tổ chức mạng ngn............................................ 96 4.1.1 Phân vùng l−u l−ợng. ....................................................................... 96 4.1.2 Tổ chức lớp ứng dụng và dịch vụ..................................................... 96 4.1.3 Tổ chức lớp điều khiển..................................................................... 97 4.1.4 Tổ chức lớp chuyển tải..................................................................... 98 4.1.5 Tổ chức lớp truy nhập. ..................................................................... 99 4.1.6 Kết nối với mạng PSTN ................................................................. 100 4.1.7 Kết nối với mạng Internet .............................................................. 101 4.1.8 Kết nối với mạng FR, X.25 hiện tại............................................... 101 4.1.9 Kết nối với mạng di động GSM..................................................... 101 4.2 Lộ trình chuyển đổi ................................................................ 102 4.2.1 Yêu cầu của lộ trình chuyển đổi .................................................... 102 4.2.2 Lộ trình chuyển đổi đến 2010........................................................ 103 4.3 kết luận .......................................................................................... 104 Ch−ơng 5 - Kết luận và kiến nghị............................................ 105 Tài liệu tham khảo .......................................................................... 107 4 Thuật ngữ và từ viết tắt AC Authentication Centre ACE Application Creation Environment ADSL Asymmetric Digital Subscriber Line API Application Programming Interface ASR Automatic Speech Recognition ATM Asynchronous Transfer Mode BGP Border Gateway Protocol BICC Bearer independent call control protocol BRI Basic Rate Interface CAMEL Customised Application for Mobile network Enhanced Logic CAPEX CApital EXPenditure CCAF Call Control Agent Function CCBS Custumer Care & Billing Service CCF Call Control Function CDMA Code Division Multiple Access CGI Common Gateway Interface CHAP Challenge Handshake Authentication Protocol CLIP Calling Line Identification Presentation CODEC Compression/Decompression - Codification/Decodification CORBA Common Object Request Broker Architecture CPL Call Processing Language CPML Call Policy Markup Language CUSF Call-Unrelated Service Function D/A GF Dial Access Gateway Function DCOM Distributed Common Object Model DTMF Dual Tone Multiple Frequency ECTF Enterprise Computer Telephony Forum 5 EJB Enterprise JavaBeans ETSI European Telecommunications Standards Institute FE Functional Entity FTP File Transfer Protocol GK GateKeeper GSM Global System for Mobile communications GUI Graphical User Interface HTTP HyperText Transport Protocol ICW Internet Call Waiting ICC Inter-Connect Controller IETF Internet Engineering Task Force IMT-2000 International Mobile Telecommunications-2000 IN Intelligent Network INAP Intelligent Network Application Part IPSec Internet Protocol Security IPTN IP Transport Network ISDN Integrated Services Digital Network ISG Intergrated Signaling Gateway ISUP ISDN User Part ITU International Telecommunications Union JAIN Java and IN JCC Java Community Process JTAPI Java Telephony API LDAP Lightweight Directory Access Protocol LSR Label Switch Routing MAC Media Access Control MAP Mobile Application Part MCP Media Control Processor 6 MEGACO MEdia GAteway COntrol protocol MGC Media Gateway Controller MGCP Media Gateway Control Protocol MP3 MPEG-1 Audio Layer 3 MPEG Moving Picture Expert Groupe MPLS MultiProtocol Label Switching NGN Next Generation Network NSP Network Service Processor OAM&P Operation,Administration, Maintenance and Provisining OCCRUI Out-Channel Call-Related User Interaction OPEX OPerational EXPenditure ORB Object Request Broker (CORBA) OSP Open Service Platform OSPF Open Shortest Path First PAM (Parlay) Precence & Availability Management PAP Password Authentication Protocol PCM Pulse Code Modulation PHS Personal Handyphone System PIN Personal Identification Number PINT PSTN Internet Interworking PM Packet Manager PoP Point of Presence POTS Plain Old Telephony System PRI Primary Rate Interface PSDN Public Switched Data Network PSTN Public Switched Telephone Network QoS Quality of Service RADIUS Remote Authentication Dial In User Service 7 RANAP Radio Access Network Application Part RFC Request For Comments RTP Real Time Protocol SA-GF Service Application Gateway Function SCEF Service Creation Environment Function SCF Service Control Function SC-GF Service Control Gateway Function SCN Switched Circuit Network SCP Service Control Point SCUAF Service Control User Agent Function SDF Service Data Function SDP Session Description Protocols SG Signaling Gateway SIP Session Initiation Protocol SLEE Service Logic Execution Environment SMAF Service Management Access Function SMDS Switched Multimegabit Data Service SMF Service Management Function SMTP Simple Mail Transfer Protocol SNMP Simple Network Management Protocol SRF Specialized Resource Function SS7 Signalling System number 7 SSF Service Switching Function SSL Secure Sockets Layer TAPI Telephony Application Protocol Interface TCAP Transaction Capabilities Application Part TCP Transmission Control Protocol TDM Time Division Multiplex 8 TINA Telecommunication Information Network Architecture TIPHON Telecommunications and IP Harmonization Over Networks TMN Telecommunications Management Network TRIP Token Ring Interface Processor TTS Text To Speech UA User Agent UDP User Datagram Protocol VoIP Voice over IP VPN Virtual Private Network XLML eXtended Linderdaum Markup Language XML eXtensible Markup Language 9 Danh mục các bảng và hình vẽ Bảng 1.1 Các giao diện trong mạng PSTN/ISDN............................................ 40 Bảng 1.2 Các giao diện giữa mạng IP với mạng chuyển mạch kênh(SCN) .... 41 Bảng 2.1 Các giao diện.................................................................................... 57 Hình 1.1 Mạng hợp nhất.................................................................................. 19 Hình 1.2 Mô hình phân lớp NGN.................................................................... 19 Hình 1.3 Các phần tử mạng NGN cơ bản....................................................... 21 Hình 1.4 Cấu hình tham chiếu TIPHON của ETSI ......................................... 41 Hình 2.1 Ví dụ API xử lý cuộc gọi.................................................................. 46 Hình 3.1 Kiến trúc mạng NGN của Siemens .................................................. 63 Hình 3.2 Kiến trúc của sản phẩm SURPASS hiQ9200 ................................... 65 Hình 3.3 Cấu trúc mạng của giải pháp SURPASS MMA ............................... 66 Hình 3.4 Chức năng của hiG1000 ................................................................... 68 Hình 3.5 Tổng quan về SURPASS NetManager ............................................. 69 Hình 3.6 Kiến trúc cung cấp dịch vụ của SURPASS....................................... 70 Hình 3.7 Các giao diện của hiQ 4000 ............................................................. 71 Hình 3.8 Chức năng của SURPASS callsetup bloc ......................................... 73 Hình 3.9 Chức năng của SURPASS internetbusy bloc.................................... 74 Hình 3.10 Chức năng của SURPASS conference bloc .................................... 74 Hình 3.11 Chức năng của SURPASS surfsyncrone bloc ................................. 75 Hình 3.12 Cấu hình chung của mạng .............................................................. 77 Hình 3.13 Ví dụ FreecallButton đặt trên Website của Siemens...................... 79 Hình 3.14 Sơ đồ mạng cho FreecallButton...................................................... 79 Hình 3.15 Giao diện đồ hoạ ng−ời dùng(GUI) của ứng dụngWebdialPage ... 80 Hình 3.16 Sơ đồ mạng cho ứng dụng WebdialPage........................................ 81 Hình 3.17 Sơ đồ mạng cho ứng dụng Call Waiting Internet ........................... 82 Hình 3.18 Cuộc gọi Call Waiting Internet ..................................................... 83 10 Hình 3.19 Cửa sổ thông báo có cuộc gọi vào cho ứng dụng CWI .................. 84 Hình 3.20 Chấp nhận cuộc gọi qua PSTN phone ............................................ 85 Hình 3.21 Chấp nhận cuộc gọi qua VoIP........................................................ 85 Hình 3.22 Giao diện đồ hoạ ng−ời dùng(GUI) của ứng dụng SurFone .......... 86 Hình 3.23 Sơ đồ mạng cho ứng dụng SurFone................................................ 87 Hình 3.24 GUI WebConfer ............................................................................. 88 Hình 3.25 Sơ đồ mạng cho ứng dụng WebConfer .......................................... 90 Hình 3.26 Dịch vụ Prepaid Card – 1719 ........................................................ 91 Hình 3.27 L−u đồ thiết lập cuộc gọi trong dịch vụ Prepaid Card................... 92 Hình 3.28 Sơ đồ kết nối cuộc gọi dịch vụ 1800 ............................................. 93 Hình 3.29 Sơ đồ kết nối cuộc gọi dịch vụ 1900 .............................................. 94 Hình 4.1 Tổ chức lớp điều khiển. .................................................................. 97 Hình 4.2 Tổ chức lớp chuyển tải .................................................................... 98 Hình 4.3 Tổ chức lớp truy nhập.................................................................... 100 11 Mở đầu Những năm vừa qua đã đánh dấu sự phát triển nhanh chóng theo xu h−ớng hội tụ của ngành công nghệ thông tin và viễn thông. Hạ tầng công nghệ thông tin và viễn thông đã có những thay đổi cơ bản về ph−ơng thức cung cấp dịch vụ cho khách hàng. Nhu cầu sử dụng dịch vụ tăng lên không ngừng, các khách hàng không chỉ yêu cầu đ−ợc cung cấp các dịch vụ truyền thống mà còn đòi hỏi các dịch vụ có tính tích hợp, đa dạng, tiện lợi và chất l−ợng cao. Các nhà cung cấp dịch vụ đòi hỏi các dịch vụ cần đ−ợc triển khai một cách nhanh chóng, hiệu quả, tiết kiệm đầu t− và ít rủi ro. Trong thời gian gần đây, ng−ời ta nói nhiều đến khái niệm mạng NGN, mạng thế hệ sau, mạng đảm bảo cơ sở hạ tầng duy nhất cho viễn thông và thông tin, nhằm đảm bảo sự hội tụ giữa viễn thông và tin học, có khả năng cung cấp đa dịch vụ, đa ph−ơng tiện, …. Hiện nay, các tổ chức nghiên cứu về NGN nh− ETSI, TINA, MSF, ISC,… đang tập trung nghiên cứu vào các vấn đề liên quan đến NGN. Xác định đ−ợc nhu cầu tất yếu phải chuyển đổi sang kiến trúc mạng NGN, ngày 16/11/2001, Hội đồng quản trị Tổng công ty B−u chính Viễn thông Việt Nam đã ra quyết định số 393QĐ/VT/HĐQT phê duyệt định h−ớng tổ chức mạng Viễn thông đến năm 2010 trong đó nhấn mạnh việc chuyển đổi mạng theo kiến trúc mạng thế hệ sau NGN. Đến nay, giải pháp NGN SURPASS của Siemens đã đ−ợc lựa chọn để triển khai cho Tổng công ty B−u chính Viễn thông Việt Nam. Trong quá trình triển khai, một số dịch vụ đã đ−ợc cung cấp nh−: Web dial page, click to call, Webconfer,…tuy nhiên chúng ta cũng cần phải chủ động trong việc phát triển và đ−a ra các dịch vụ giá trị gia tăng cho khách hàng, luận văn này tập trung nghiên cứu các giao diện kết nối cung cấp khả năng phát triển dịch vụ gia tăng cho mạng NGN của Tổng công ty đồng thời nghiên cứu một số ứng dụng và dịch vụ thử nghiệm. 12 Báo cáo luận văn bao gồm các nội dung chính nh− sau: ° Ch−ơng 1 : Tổng quan về mạng NGN. ° Ch−ơng 2 : Tiêu chuẩn các giao diện kết nối cung cấp dịch vụ trong mạng NGN theo IN CS4 của ITU-T. ° Ch−ơng 3 : SURPASS và kiến trúc mở cung cấp dịch vụ gia tăng của Siemens. ° Ch−ơng 4 : Thực tế triển khai mạng NGN tại Việt nam. ° Ch−ơng 5 : Kết luận và kiến nghị. 13 Ch−ơng 1 Tổng quan về mạng NGN 1.1 Sự cần thiết phải chuyển đổi sang mạng NGN Để có thể thấy đ−ợc sự cần thiết phải chuyển đổi mạng viễn thông hiện tại sang mạng thế hệ sau NGN, tr−ớc tiên chúng ta hãy phân tích các yêu cầu về dịch vụ của khách hàng, ở đây ta xem xét hai loại hình khách hàng khác nhau: đó là khách hàng cá nhân và khách hàng doanh nghiệp. Qua đó ta cũng nêu ra các yêu cầu mà các nhà khai thác dịch vụ viễn thông cần đáp ứng để có thể phát triển và kinh doanh có hiệu quả và đó cũng chính là các lý do dẫn đến lộ trình chuyển đổi sang mạng thế hệ sau NGN. 1.1.1 Các yêu cầu về dịch vụ của khách hàng cá nhân Trong những năm qua với sự phát triển nhanh chóng của công nghệ thông tin và truyền thông, ng−ời dân đã từng b−ớc đ−ợc làm quen với các dịch vụ mới, hiện đại. Nhu cầu và yêu cầu về dịch vụ của ng−ời dân ngày càng cao và luôn tạo ra những thách thức mới cho các nhà cung cấp dịch vụ, các nhà đầu t−, phát triển công nghệ, các nhu cầu này có thể tóm tắt nh− sau: ° Không những đ−ợc cung cấp các dịch vụ cơ bản nh−: thoại, truyền số liệu, gửi nhận fax, mà còn yêu cầu đ−ợc cung cấp các dịch vụ giá trị gia tăng mang tính chất tích hợp, đa dạng , tiện lợi và hiện đại. ° Các dịch vụ phải đ−ợc cung cấp qua nhiều kênh phân phối hay nhiều chủng loại thiết bị đầu cuối khác nhau: truyền hình, điện thoại cố định, điện thoại di động, máy tính, thiết bị cá nhân, các điểm truy cập dịch 14 vụ… ° Các dịch vụ phải có thể sử dụng và truy cập đ−ợc tại bất kỳ đâu, không phụ thuộc vào không gian, ở nhà, trên đ−ờng phố, trong các cơ quan, công sở, khu th−ơng mại, khu vui chơi, giải trí thậm chí cả ở các khu vực nông thôn, vùng sâu, vùng xa,… ° Các dịch vụ phải đ−ợc cung cấp không phụ thuộc vào thời gian, phải có khả năng hoạt động 24 giờ trong ngày và 7 ngày trong tuần, ng−ời dân có thể truy cập dịch vụ bất kỳ thời điểm nào tiện lợi cho họ. 1.1.2 Yêu cầu của các doanh nghiệp Trong môi tr−ờng kinh doanh năng động và đầy cạnh tranh nh− hiện nay, bên cạnh các yêu cầu về chủ tr−ơng, chính sách quản lý nhà n−ớc, các doanh nghiệp rất cần các giải pháp và dịch vụ truyền thông chuyên n