Giáo trình Hệ thống viễn thông (Phần 2)

CHƯƠNG 5: MẠNG THẾ HỆ MỚI NGN 
45 
CHƯƠNG 5: MẠNG THẾ HỆ MỚI NGN 
(NEXT GENERATION NETWORK) 
Mục tiêu: cung cấp cho sinh viên kiến thức về cấu trúc mạng NGN, các thành phần 
chính của NGN và các dịch vụ mạng NGN 
5.1 Sự tiến hoá từ mạng hiện có lên NGN 
5.1.1 Chiến lược tiến hoá 
Trong nhiều năm gần đây, nền công nghiệp Viễn thông vẫn đang trăn trở về vấn đề 
phát triển công nghệ căn bản nào và dùng mạng gì để hỗ trợ các nhà khai thác trong 
bối cảnh luật viễn thông đang thay đổi nhanh chóng, cạnh tranh ngày càng gia tăng 
mạnh mẽ. Khái niệm mạng thế hệ mới (hay còn gọi là mạng thế hệ tiếp theo - 
NGN) ra đời cùng với việc tái kiến trúc mạng, tận dụng tất cả các ưu thế về công 
nghệ tiên tiến nhằm đưa ra nhiều dịch vụ mới, mang lại nguồn thu mới, góp phần 
giảm chi phí khai thác và đầu tư ban đầu cho các nhà kinh doanh. 
Một chiến lược để phát triển nhịp nhàng từ mạng hiện tại sang kiến trúc mạng mới 
là rất quan trọng nhằm giảm thiểu yêu cầu đầu tư trong giai đoạn chuyển tiếp, trong 
khi sớm tận dụng được những phẩm chất của mạng NGN. Tuy nhiên bất kỳ bước đi 
nào trong tiến trình chuyển tiếp này cũng cần tạo điều kiện dễ dàng hơn cho mạng 
để rốt cuộc vẫn phát triển sang kiến trúc NGN dựa trên chuyển mạch gói. Bất cứ 
giải pháp nào được chọn lựa thì các hệ thống chuyển mạch truyền thống cũng sẽ 
phải tồn tại bên cạnh các phần tử mạng công nghệ mới trong nhiều năm tới. 
Mạng thế hệ sau được tổ chức dựa trên các nguyên tắc cơ bản sau: 
+ Đáp ứng nhu cầu cung cấp các loại hình dịch vụ viễn thông phong phú, đa dạng, 
đa dịch vụ, đa phương tiện. 
+ Mạng có cấu trúc đơn giản. 
+ Nâng cao hiệu quả sử dụng, chất lượng mạng lưới và giảm thiểu chi phí khai thác 
và bảo dưỡng. 
+ Dễ dàng mở rộng dung lượng, phát triển các dịch vụ mới. 
+ Độ linh hoạt và tính sẵn sàng cao, năng lực tồn tại mạnh. 
Việc tổ chức mạng dựa trên số lượng thuê bao theo vùng địa lý và nhu cầu phát 
triển dịch vụ, không tổ chức theo địa bàn hành chính mà tổ chức theo vùng mạng 
hay vùng lưu lượng. 
Ở đây, chủ yếu chúng ta xem xét quá trình tiến hóa về cấu trúc từ mạng hiện có lên 
cấu trúc mạng NGN. 
Như hình vẽ, chúng ta nhận thấy mạng viễn thông hiện tại gồm nhiều mạng riêng lẻ 
kết hợp lại với nhau thành một mạng “hỗn tạp”, chỉ được xây dựng ở cấp quốc gia, 
nhằm đáp ứng được nhiều loại dịch vụ khác nhau. Xét đến mạng Internet, đó là một 
mạng đơn lớn, có tính chất toàn cầu, thường được đề cập theo một loạt các giao 
thức truyền dẫn hơn là theo một kiến trúc đặc trưng. Internet hiện tại không hỗ trợ 
QoS cũng như các dịch vụ có tính thời gian thực ( như thoại truyền thống). 
CHƯƠNG 5: MẠNG THẾ HỆ MỚI NGN 
46 
Hình 5.1. Nhu cầu tiến hoá mạng 
Do đó, việc xây dựng mạng thế hệ mới NGN cần tuân theo các chỉ tiêu: 
1. NGN phải có khả năng hỗ trợ cả cho các dịch vụ của mạng Internet và của mạng 
hiện hành. 
2. Một kiến trúc NGN khả thi phải hỗ trợ dịch vụ qua nhiều nhà cung cấp khác 
nhau. Mỗi nhà cung cấp mạng hay dịch vụ là một thực thể riêng lẻ với mục tiêu 
kinh doanh và cung cấp dịch vụ khác nhau, và có thể sử dụng những kỹ thuật và 
giao thức khác nhau. Một vài dịch vụ có thể chỉ do một nhà cung cấp dịch vụ đưa 
ra, nhưng tất cả các dịch vụ đều phải được truyền qua mạng một cách thông suốt từ 
đầu cuối đến đầu cuối. 
3. Mạng tương lai phải hỗ trợ tất cả các loại kết nối (hay còn gọi là cuộc gọi), thiết 
lập đường truyền trong suốt thời gian chuyển giao, cả cho hữu tuyến cũng như vô 
tuyến. 
Vì vậy, mạng NGN sẽ tiến hóa lên từ mạng truyền dẫn hiện tại (phát triển thêm 
chuyển mạch gói) và từ mạng Internet công cộng (hỗ trợ thêm chất lượng dịch vụ 
QoS). 
CHƯƠNG 5: MẠNG THẾ HỆ MỚI NGN 
47 
Hình 5.2. Chiến lược phát triển 
Để thực hiện việc chuyển dịch một cách thuận lợi từ mạng viễn thông hiện có sang 
mạng thế hệ mới, việc chuyển dịch phải phân ra làm ba mức (ở hai lớp: kết nối và 
chuyển mạch). 
Trước hết là chuyển dịch ở lớp truy nhập và truyền dẫn. Hai lớp này bao gồm lớp 
vật lý, lớp 2 và lớp 3 nếu chọn công nghệ IP làm nền cho mạng thế hệ mới. Trong 
đó: 
+ Công nghệ ghép kênh bước sóng quang DWDM sẽ chiếm lĩnh ở lớp vật lý 
+ IP/MPLS làm nền cho lớp 3 
+ Công nghệ ở lớp 2 phải thỏa mãn: 
• Càng đơn giản càng tốt 
• Tối ưu trong truyền tải gói dữ liệu 
• Khả năng giám sát chất lượng, giám sát lỗi và bảo vệ, khôi phục mạng khi có sự 
cố phải tiêu chuẩn hơn của công nghệ SDH/SONE 
+ Hiện tại công nghệ RPT (Resilient Packet Transport) đang phát triển nhằm đáp 
ứng các chỉ tiêu này. 
Xây dựng mạng truy nhập băng rộng (như ADSL, LAN, modem cáp,) để có thể 
cung cấp phương thức truy nhập băng rộng hướng đến phân nhóm cho thuê bao, 
cho phép truy nhập với tốc độ cao hơn. Hiện nay, việc xây dựng mạng con thông 
minh đang được triển khai một cách toàn diện, điều đó cũng có nghĩa là việc chuyển 
dịch sang mạng NGN đã bắt đầu. 
Thứ hai là chuyển dịch mạng đường dài (mạng truyền dẫn). Sử dụng cổng mạng 
trung kế tích hợp hoặc độc lập, chuyển đến mạng IP hoặc ATM, rồi sử dụng chuyển 
mạch mềm để điều khiển luồng và cung cấp dịch vụ. Sử dụng phương thức này có 
thể giải quyết vấn đề tắt nghẽn trong chuyển mạch kênh. 
CHƯƠNG 5: MẠNG THẾ HỆ MỚI NGN 
48 
Hình 5.3. Sự hội tụ giữa các mạng 
 So sánh công nghệ mạng hiện tại và tương lai: 
Thành phần mạng Công nghệ hiện tại Công nghệ tương lai 
Mạng truy nhập - Cáp xoắn băng hẹp 
- Truyền hình cáp số 
và tương tự chuyên 
dụng 
- GSM không dây 
- Cáp quang 
- Cáp xoắn băng hẹp 
- GSM không dây 
- Truyền hình cáp số 
và tương tự chuyên 
dụng 
- Cáp quang 
- Cáp xoắn băng rộng 
- Modem cáp 
- IP qua vệ tinh 
- Ethernet 
Chuyển mạch và định 
tuyến 
- Tổng đài PSTN 
- Chuyển mạch ATM 
- Chuyển mạch 
Frame Relay 
- Định tuyến IP 
- Định tuyến IP 
- Chuyển mạch 
quang 
Mạng truyền dẫn 
đường trục 
- PHD 
- SDH 
- DWDM 
Cùng với sự tiến hóa ở lớp truy nhập và truyền dẫn, chức năng chuyển mạch của 
tổng đài ở lớp điều khiển được thay thế bằng một phần mềm chuyển mạch thông 
minh gọi là Softswitch (hay Call Agent): 
CHƯƠNG 5: MẠNG THẾ HỆ MỚI NGN 
49 
- Nhà cung cấp đưa ra tất cả các giải pháp trong một khối chuyểnmạch duy nhất: 
Phần cứng, phần mền mà các trình ứng dụng 
- Khách hàng phụ thuộc nhà cung cấp: không có đổi mới, chi phí vận hành và bảo 
dưỡng cao. 
- Các giải pháp đưa ra từ nhiều nhà cung cấp, ở nhiều mức độ khác nhau với nhiều 
sản phẩm nguồn mởtheo chuẩn. 
- Khách hàng tự do chọn lựa những sản phẩm tốt nhất để xây dựng từng lớp mạng 
trong hệ thống. Các chuẩn mở cho phép mở rộng và giảm chi. 
Thứ ba là mạng chuyển dịch mạng nội hạt. Tổng đài điện thoại có rất nhiều giá máy 
và nhiều dữ liệu dịch vụ thoại nội hạt, không chỉ đầu tư lớn mà việc cải tạo cũng sẽ 
rất khó khăn. Có thể dùng thiết bị tổng hợp truy nhập băng rộng, có dung lượng lớn, 
thay thế giá máy thuê bao hiện có, dùng cổng mạng truy nhập tốc độ cao đến mạng 
IP, nhằm nâng cấp chuyển mạch mềm và bộ phục vụ ứng dụng, bảo đảm cho dịch 
vụ thoại nội hạt và dịch vụ IP. 
CHƯƠNG 5: MẠNG THẾ HỆ MỚI NGN 
50 
Hình 5.4. Hoạt động của chuyển mạch mềm trong NGN 
5.1.2 Sự tiến hoá từ mạng hiện có lên NGN 
 Sự phát triển từ PSTN lên NGN 
Thoại luôn là dịch vụ được xét đến hàng đầu trong quá trình xây dựng mạng. Do đó, 
ở đây ta xem xét một minh họa về sự chuyển dịch thoại từ PSTN sang NGN. 
Mạng PSTN hiện tại: 
Phát triển lên NGN: 
CHƯƠNG 5: MẠNG THẾ HỆ MỚI NGN 
51 
 Đối với các mạng dịch vụ khác 
Từ những phân tích trên, chúng ta xây dựng sự tiến hóa bằng sơ đồ lớp chức năng 
của các mạng: 
• Mạng hiện tại: 
CHƯƠNG 5: MẠNG THẾ HỆ MỚI NGN 
52 
• Mạng trong tương lai gần: 
• Mạng tương lai: 
CHƯƠNG 5: MẠNG THẾ HỆ MỚI NGN 
53 
 Sự phát triển của mạng hữu tuyến dựa trên công nghệ IP: 
Con đường phát triển của các mạng hiện tại là tạo ra một mạng chuyển mạch gói 
bên cạnh mạng PSTN để hỗ trợ thoại cũng như số liệu, và cấu hình để vận hành 
như một chuyển mạch quá giang khác. Để làm được việc này, điều cần thiết đối với 
mạng chuyển mạch gói là phải truyền thông được với PSTN nhờ sử dụng báo hiệu 
SS7. Truy cập tốc độ cao sẽ qua các công nghệ DSL (Digital Subcriber Line), các 
CHƯƠNG 5: MẠNG THẾ HỆ MỚI NGN 
54 
modem cáp, các đầu cuối di động và vô tuyến băng rộng. Tuy nhiên truyền dẫn 
quang DWDM, PON (Passive Optical Network) sẽ là xu thế phát triển của tương 
lai. Thoại là yếu tố quyết định trong sự phát triển sang các mạng đa dịch vụ. Một số 
lượng lớn các thiết bị đang xuất hiện trên thị trường để hộ trợ điện thoại trên các 
mạng IP. Các thiết bị này vừa phục vụ cho tư gia khách hàng vừa cho các mạng hữu 
tuyến. Có một sức nặng đằng sau ý kiến cho là IP là chọn lựa tất yếu cho tương lai. 
Các cổng VoIP quy mô doanh nghiệp vừa mới được đưa vào hoạt động và các nhà 
khai thác đã có các mạng IP toàn cầu, trong đó có cả nhà khai thác của Châu Á. 
Tập đoàn ITXC ( Internet Telephony Exchange Carrier) đã có một thỏa thuận với 
Viễn Thông Nhật Bản ( Telecom Japan) để kết cuối lưu lượng và các nút quốc tế 
của họ tại nhiều nước Châu Á. Công ty VIP Calling có nhiều nút tại Châu Á, kể cả 
một nút vừa được thông báo ở Đài Loan. Công ty Singtel đang cung cấp một tuyến 
kết nối từ Singapore tới Trung Quốc và Trung Quốc đã tiến hành thử nghiệm với 
điện thoại Internet, qua đó thấy rằng nó được sử dụng cho các cuộc gọi nội địa 
nhiều hơn quốc tế. VSNL ở Ấn Độ cũng đang tiến hành thử nghiệm với điện thoại 
Internet nhưng thu được chất lượng thoại kém vì thiếu dung lượng đường trục quốc 
tế. Các dịch vụ VoIP sẽ bắt đầu được sử dụng rộng rãi ở Hồng Kông từ 1/1/2000 
khi chấm dứt sự độc quyền của HongKong Telecom. Nhiều nhà khai thác điện thoại 
Internet khác đang chuẩn bị dịch vụ ở Nhật Bản, Hàn Quốc, Đài Loan, Hồng Kông 
và Thái Lan. Để cung cấp truy nhập tốc độ cao, các modem cáp hiện nay được triển 
khai rộng rãi tại Mỹ, và ADSL đang được triển khai tại nhiều thành phố của Mỹ. 
Những công nghệ này cũng bắt đầu phát triển ở Châu Âu, Châu Á, đặc biệt là Trung 
Quốc, nơi mạng truyền hình cáp đã tới nhiều gia đình hơn cả PSTN. Trung Quốc đã 
thông báo chuyển sang điện thoại IP, coi đó là cơ sở mạng tương lai của họ. Các hệ 
thống truy nhập vô tuyến băng rộng cũng đang được hoạch định để cài đặt qua các 
hệ thống “cáp vô tuyến” ở nhiều vùng Châu Á và hãng Sony đã công bố kế hoạch 
triển khai một mạng vô tuyến băng rộng ở Nhật Bản trong vòng ba năm tới đây. 
Việt Nam đã có kế hoạch xây dựng mạng thế hệ mới. Theo cấu hình và tổ chức khai 
thác mạng dựa trên địa bàn hành chính hiện nay của mạng Viễn thông Việt Nam, 
chất lượng dịch vụ viễn thông được cung cấp sẽ bị ảnh hưởng. Vì vậy, việc cung 
cấp các dịch vụ Viễn thông và tổ chức khai mạng dựa trên số lượng thuê bao theo 
vùng địa lý, nhu cầu phát triển dịch vụ và tổ chức theo cùng lưu lượng đã được đề 
xuất. Tuy nhiên, lộ trình vẫn chưa thể công bố. 
5.1.3 Kết luận 
Xu hướng phát triển mạng Viễn thông theo cấu trúc mạng thế hệ mới là xu hướng 
chung trên thế giới. Mỗi quốc gia, mỗi nhà khai thác phải chọn một cách đi, một lộ 
trình phù hợp với tình hình thực tế mạng của mình. 
Không chỉ ở Việt Nam, nhiều nước trên thề giới, do đặc điểm địa lý, kinh tế, văn 
hóa, xã hội ở từng vùng mà nhu cầu phát triển dịch vụ viễn thông ở các vùng trong 
toàn quốc là khác nhau. Có sự chênh lệch khá lớn giữa nhu cầu và khả năng phát 
triển dịch vụ, khả năng thu hồi vốn đầu tư mạng viễn thông giữa các vùng trong cả 
nước, đặc biệt là giữa các đô thị và các các vùng nông thôn miền núi. Mặt khác, với 
tính chất truyền thông không chỉ là một ngành kinh doanh đơn thuần mà còn mang 
CHƯƠNG 5: MẠNG THẾ HỆ MỚI NGN 
55 
ý nghĩa sâu sắc về chính trị, xã hội, an ninh quốc gia, đặc biệt trong nền kinh tế tri 
thức và xu thế mở cửa hội nhập. 
Do những đặc điểm này, ở nhiều quốc gia, việc tổ chức mạng dựa trên số lượng 
thuê bao theo vùng địa lý và nhu cầu phát triển dịch vụ, không tổ chức theo địa bàn 
hành chính mà tổ chức theo vùng lưu lượng. Trong quá trình xây dựng và tổ chức 
mạng phạm vi giữa các lớp, việc kết nối giữa các thành phần mạng được xác định 
và phân định rõ ràng trách nhiệm và quyền lợi của các nhà kinh doanh dịch vụ 
(cung cấp dịch vụ) và các nhà kinh doanh mạng ( cung cấp kết nối), nhằm đảm bảo 
tính cạnh tranh lành mạnh để cùng phát triển, đồng thời giữ vững vai trò chủ đạo 
của Nhà nước nhằm đảm bảo an toàn thông tin, góp phần giữ vững an ninh chính 
trị, xã hội và phát triển kinh tế trên toàn quốc. 
Mạng Viễn thông Việt Nam mà nồng cốt là mạng viễn thông của tổng công ty 
BCVT VN đã được số hóa hoàn toàn về cả truyền dẫn lẫn chuyển mạch với các 
thiết bị công nghệ mới, hiện đại trên toàn quốc, cùng với mạng thuê bao rộng lớn và 
nhiều điểm cung cấp dịch vụ, là một thuận lợi lớn trong quá trình phát triển tiến tới 
cấu trúc mạng thế hệ mới cung cấp đa dịch vụ, đa phương tiện, chất lượng cao. 
5.2 Cấu trúc chức năng của mạng NGN 
Cho đến nay, mạng thế hệ sau vẫn là xu hướng phát triển mới mẻ, chưa có một 
khuyến nghị chính thức nào của Liên minh Viễn thông thế giới ITU về cấu trúc của 
nó. Nhiều hãng viễnthông lớn đã đưa ra mô hình cấu trúc mạng thế hệ mới như 
Alcatel, Ericssion, Nortel, Siemens, Lucent, NEC, 
Bên cạnh việc đưa ra nhiều mô hình cấu trúc mạng NGN khác nhau và kèm theo là 
các giải pháp mạng cũng như những sản phẩm thiết bị mới khác nhau. Các hãng 
đưa ra các mô hình cấu trúc tương đối rõ ràng và các giải pháp mạng khá cụ thể là 
Alcatel, Siemens, Ericsions. 
Nhìn chung từ các mô hình này, cấu trúc mạng mới có đặc điểm chung là bao gồm 
các lớp chức năng sau: 
- Lớp nết nối (Access + Transport/ Core) 
- Lớp trung gian hay lớp truyền thông (Media) 
- Lớp điều khiển (Control) 
- Lớp quản lý (Management) 
Trong các lớp trên, lớp điều khiển hiện nay đang rất phức tạp với nhiều loại giao 
thức, khả năng tương thích giữa các thiết bị của hãng là vấn đề đang được các nhà 
khai thác quan tâm. 
 1. Mô hình phân lớp chức năng của mạng NGN 
CHƯƠNG 5: MẠNG THẾ HỆ MỚI NGN 
56 
Hình 5.5. Cấu trúc mạng thế hệ sau (góc độ mạng) 
Xem xét từ góc độ kinh doanh và cung cấp dịch vụ thì mô hình cấu trúc mạng thế 
hệ sau còn có thêm lớp ứng dụng dịch vụ. Trong môi trường phát triển cạnh tranh 
thì sẽ có rất nhiều thành phần tham gia kinh doanh trong lớp ứng dụng dịch vụ. 
Hình 5.6. Cấu trúc mạng và dịch vụ NGN (góc độ dịch vụ) 
API : Application Program Interface 
2. Phân tích 
CHƯƠNG 5: MẠNG THẾ HỆ MỚI NGN 
57 
Hình 5.7. Cấu trúc luận lý của mạng NGN 
Kiến trúc mạng NGN sử dụng chuyển mạch gói cho cả thoại và dữ liệu. Nó phân 
chia các khối vững chắc của tổng đài hiện nay thành các lớp mạng riêng lẽ, các lớp 
này liên kết với nhau qua các giao diện mở tiêu chuẩn. 
Sự thông minh của xử lý cuộc gọi cơ bản trong chuyển mạch của PSTN thực chất là 
đã được tách ra từ phần cứng của ma trận chuyển mạch. Bây giờ, sự thông minh ấy 
nằm trong một thiết bị tách rời gọi là chuyển mạch mềm (softswitch) cũng được 
gọi là một bộ điều khiển cổng truyền thông (Media Gateway Controller) hoặc là 
một tác nhân cuộc gọi (Call Agent), đóng vai trò phần tử điều khiển trong kiến trúc 
mạng mới. Các giao diện mở hướng tới các ứng dụng mạng thông minh (IN- 
Intelligent Network) và các server ứn ... ăng của SIP độc lập, nên 
chúng không phụ thuộc vào bất kỳ giao thức nào thuộc các giao thức trên. Mặt 
khác, SIP có thể hoạt động kết hợp với các giao thức báo hiệu khác như H.323. 
SIP là một giao thức theo thiết kế mở do đó nó có thể được mở rộng để phát triển 
thêm các chức năng mới. Sự linh hoạt của các bản tin SIP cũng cho phép đáp ứng 
các dịch vụ thoại tiên tiến bao gồm cả các dịch vụ di động. 
6.4.2.1 Các thành phần trong hệ thống SIP 
Hai phần tử cơ bản trong hệ thống SIP là tác nhân người sử dụng (user agent) và 
các máy phục vụ mạng (network server). Bên chủ gọi và bị gọi được nhận dạng 
bằng các địa chỉ SIP. 
• User agent 
- Client (UAC): Khởi tạo các yêu cầu SIP và đóng vai trò như tác nhân chủ gọi của 
người dùng. 
- Server (UAS): Nhận các yêu cầu và thay mặt cho người sử dụng gửi trả các đáp 
ứng, đóng vai trò như tác nhân bị gọi. 
• Network server 
- Proxy server: xử lý các yêu cầu hoặc chuyển đổi nội dung rồi gửi cho các server 
khác 
- Location server: định vị thuê bao và cung cấp thông tin cho proxy hoặc redirect 
server 
- Redirect server: xác định server chặng tiếp theo rồi thông báo cho client để nó tự 
gửi yêu cầu. Redirect server không tạo và gửi yêu cầu 
Redirect 
Server 
Location 
Server 
Registrar 
Server 
User Agent Gateway 
SIP Components 
Proxy 
Server 
Proxy 
Server 
PSTN 
CHƯƠNG 6: MẠNG VOIP 
79 
- Registrar server: tiếp nhận và xử lý các yêu cầu REGISTER (vd, khi bật máy thuê 
bao), thực hiện nhận thực thuê bao 
6.4.2.2 Các bản tin của SIP 
SIP là một giao thức dựa trên ký tự văn bản với cú pháp bản in và các trường mào 
đầu đồng nhất với giao thức truyền siêu văn bản HTTP (Hypper Text Transfer 
Protocol). Các bản tin của SIP truyền trên cùng một kết nối TCP hoặc bó dữ liệu 
UDP. 
Một số trường mào đầu đơn giản: 
- INVITE: Để chỉ thị rằng thuê bao hoặc dịch vụ được mời tham gia vào một phiên. 
Nó bao gồm một mô tả phiên và đối với các cuộc gọi song công thì bên chủ gọi chỉ 
thị phương thức truyền thông (media) trong bản tin này. Theo phương pháp đơn 
giản này các bên có thể xác định được các khả năng của bên kia và bắt đầu một 
phiên hội thoại. 
--------------------------------------------------------------
SIP Header
--------------------------------------------------------------
INVITE sip:5120@192.168.36.180 SIP/2.0
Via: SIP/2.0/UDP 192.168.6.21:5060
From: sip:5121@192.168.6.21
To: 
Call-ID: c2943000-e0563-2a1ce-2e323931@192.168.6.21
CSeq: 100 INVITE
Expires: 180
User-Agent: Cisco IP Phone/ Rev. 1/ SIP enabled
Accept: application/sdp
Contact: sip:5121@192.168.6.21:5060
Content-Type: application/sdp
CHƯƠNG 6: MẠNG VOIP 
80 
- ACK : Những yêu cầu này tương ứng với một yêu cầu INVITE. Chúng là sự xác 
nhận cuối cùng từ một hệ thống cuối và chấm dứt một giao dịch được khởi tạo bởi 
INVITE. 
- OPTIONS : Bản tin này cho phép truy vấn và tập hợp các khả năng của user agent 
và network server. Tuy nhiên yêu cầu này không được dùng để thiết lập phiên. 
- BYE: Bên chủ gọi và bị gọi sử dụng yêu cầu này để giải phóng cuộc gọi. Trước 
khi thực sự giải phóng cuộc gọi, user agent gửi yêu cầu này tới server để cảnh báo 
rằng nó muốn giải phóng phiên làm việc. 
- CANCEL: Yêu cầu này cho phép user agent và network server xoá bỏ bất kỳ một 
yêu cầu nào đang thi hành. 
- REGISTER: yêu cầu này được client dùng để đăng ký thông tin với SIP server. 
Các bản tin đáp ứng 
- 1xx Informational (vd 100 Trying, 180 Ringing) 
- 2xx Successful (vd 200 OK, 202 Accepted) 
- 3xx Redirection (vd 302 Moved Temporarily) 
- 4xx Request Failure (e.g. 404 Not Found, 482 Loop Detected) 
- 5xx Server Failure (e.g. 501 Not Implemented) 
- 6xx Global Failure (e.g. 603 Decline) 
6.4.2.3 Quá trình thiết lập cuộc gọi 
CHƯƠNG 6: MẠNG VOIP 
81 
 - Theo kiểu Proxy : 
(1) Client gửi bản tin INVITE chứa thông tin về bên bị gọi tới Proxy Server 
(2) Proxy server xác định vị trí của bên bị gọi bằng cách sử dụng các địa chỉ được 
cung cấp trong bản tin INVITE và location server. 
(3) Location Server gửi trả lại Proxy Server thông tin đã yêu cầu 
(4) Proxy server gửi yêu cầu INVITE tới địa chỉ mà nó vừa xác định được. 
(5) Bên bị gọi (server) đáp ứng lại bằng bản tin thành công 200 OK. 
(6) Proxy server lại đáp ứng lại bên Client bằng bản tin 200 OK. 
(7)(8) Client xác nhận bằng bản tin ACK. Bản tin này được gửi qua Proxy server 
hoặc được gửi trực tiếp tới bên bị gọi. 
 - Theo kiểu redirect: 
(1) Client gửi bản tin INVITE chứa thông tin về bên bị gọi tới Redirect Server 
(2 Redirect Server xác định vị trí của bên bị gọi bằng cách sử dụng các địa chỉ được 
cung cấp trong bản tin INVITE và location server. 
(3) Location Server gửi trả lại Proxy Server thông tin đã yêu cầu 
(4) Sau khi đã xác định được vị trí của thuê bao thì Redirect server gửi trực tiếp địa 
chỉ vừa nhận được cho phía Client. 
CHƯƠNG 6: MẠNG VOIP 
82 
(5) Client gửi bản tin ACK tới Redirect server để hoàn tất phiên giao dịch. 
(6) Client gửi trực tiếp yêu cầu INVITE tới bên bị gọi. 
(7)(8) Bên bị gọi đáp ứng bằng bản tin 200 OK và bên chủ gọi xác nhận bằng bản 
tin ACK. 
6.4.3 Real-time Transport Protocol (RTP) 
RTP được coi như một giao thức truyền từ đầu cuối đến đầu cuối (end to end) phục 
vụ truyền dữ liệu thời gian thực như audio và video. RTP thực hiện việc quản lý về 
thời gian truyền dữ liệu và nhận dạng dữ liệu được truyền. Nhưng RTP không cung 
cấp bất cứ một cơ chế nào đảm bảo thời gian truyền và cũng không cung cấp bất cứ 
một cơ chế nào giám sát chất lượng dịch vụ. Sự giám sát và đảm bảo về thời gian 
truyền dẫn cũng như chất lượng dịch vụ được thực hiện nhờ hai giao thức RTCP và 
RSVP. 
Tương tự như các giao thứ truyền dẫn khác, gói tin RTP (RTP packet) bao gồm hai 
phần là header (phần mào đầu) và data (dữ liệu). Nhưng không giống như các giao 
thức truyền dẫn khác là sử dụng các trường trong header để thực hiện các chức năng 
điều khiển, RTP sử dụng một cơ chế điều khiển độc lập trong định dạng của gói tin 
RTCP để thực hiện các chức năng này. 
Cấu trúc gói tin RTP 
- Version (2 bit): version của RTP (hiện tại là version 2). 
- Padding (1 bit): có vai trò như bit cờ được sử dụng để đánh dấu khi có một số byte 
được chèn vào trong gói. 
- Extension (1 bit): cũng có vai trò như một bit cờ được sử dụng để đánh dấu khi có 
header mở rộng tiếp theo header cố định. 
- CSRC count (4 bit): chỉ rõ số lượng của CSRC (contributing source) 
- Marker (1 bit): có vai trò như một bit cờ, trạng thái của nó được phụ thuộc vào 
trường payload type. 
- Payload Type (7 bit): chỉ rõ loại thông tin được chứa trong các gói. 
- Serquence Number (16 bit): cung cấp số thứ tự của các gói. Cách này như một 
cơ chế giúp bên thu có thể thu đúng thứ tự các gói tin, nhận ra gói tin bị mất. 
- Time-stamp (32 bit): là tham số đánh dấu thời điểm byte đầu tiên được lấy mẫu 
trong gói RTP. Giá trị time-stamp khởi đầu là ngẫu nhiên, các gói RTP phát đi 
liên tiếp có thể có cũng giá trị time-stemp nếu chúng cùng được phát đi một lúc. 
CHƯƠNG 6: MẠNG VOIP 
83 
- Syschronisation source (SSRC) identifier: số nhận dạng nguồn của gói dữ liệu. 
Nếu ứng dụng muốn truyền dữ liệu có nhiều dạng khác nhau trong cùng một thời 
điểm (ví dụ là tín hiệu audio và video) thì sẽ có những phiên truyền riêng cho mỗi 
dạng dữ liệu. Sau đó ứng dụng sẽ tập hợp các gói tin có cùng nhận dạng SSRC. Số 
nhận dạng này được gán một cách ngẫu nhiên. 
- Contribute source (CSRC) identifer (độ dài thay đổi): tại một điểm đích nào đó mà 
những tín hiệu audio đến đích cần trộn lại với nhau thì giá trị CSRC sẽ là tập hợp tất 
cả các giá trị SSRC của các nguồn mà gửi tín hiệu đến điểm đích đó. Trường CSRC 
có thể chứa tối đa là 15 số nhận dạng nguồn SSRC. 
- Extension header (độ dài thay đổi): chứa các thông tin thểm của gói RTP. 
6.4.4 Real-time Transport Control Protocol (RTCP) 
Mặc dù RTP là một giao thức độc lập nhưng thường được hỗ trợ bởi giao thức 
RTCP. RTCP trả về nguồn các thông tin về sự truyền thông và các thành phần đích. 
Giao thức điều khiển này cho phép gửi về các thông số về bên thu và tự thích nghi 
với bên phát cho phù hợp vời bên phát. Mỗi người tham gia một phiên truyền RTP 
phải gửi định kỳ các gói RTCP tới tất cả những người khác cũng tham gia phiên 
truyền. Tuỳ theo mục đích mà RTCP thực hiện 4 chức năng: 
- RTCP cung cấp một sự phản hồi chất lượng của dữ liệu. Các thông tin đó giúp cho 
ứng dụng thực hiện chức năng điều khiển luồng và quản lý tắc nghẽn. 
- RTCP cung cấp sự nhận dạng mà được sử dụng để tập hợp các kiểu dữ liệu khác 
nhau (ví dụ audio và video). Điều này là cần thiết vì khả năng này không được RTP 
cung cấp. 
- Nhờ việc định kỳ gửi các gói tin RTCP mà mỗi phiên truyền có thể theo dõi được 
số người tham gia. RTP không thể sử dụng được cho mục đích này khi một ai đó 
không gửi dữ liệu mà chỉ nhận từ những người khác. 
- Cuối cùng là một chức năng lựa chọn cho phép có thêm thông tin về những người 
tham gia vào phiên truyền. 
Tuỳ thuộc vào giao thức RTP được sử dụng cho loại dữ liệu nào mà RTCP cung 
cấp các thông báo điều khiển khác nhau. Có 4 loại thông báo điều khiển chính được 
giao thức RTCP cung cấp là: 
- Sender report (SR): thông báo này chứa các thông tin thống kê liên quan đến kết 
quả truyền như tỷ lệ tổn hao, số gói dữ liệu bị mất, khoảng trễ. Các thông báo này 
phát ra từ phía phát trong một phiên truyền thông. 
- Receiver report (RR): thông báo này chứa các thông tin thống kê liên quan đến kết 
quả nhận giữa các điểm cuối. Các thông báo này được phát ra từ phía thu trong một 
phiên truyền thông. 
- Source description (SDES): thông báo bao gồm các thông số mô tả nguồn như tên, 
vị trí,... 
- Application (APP): thông báo cho phép truyền các dữ liệu ứng dụng. 
Cấu trúc gói tin RTCP 
CHƯƠNG 6: MẠNG VOIP 
84 
- Version (2 bit): version RTP hiện tại (version 2). 
- Padding (1 bit): có chức năng như một bit cờ chỉ rõ xem trong gói có các byte 
được chèn thêm hay không. 
- Report counter (5 bit): số thông báo chứa trong gói 
- Packet type (8 bit): xác định loại thông báo của gói (SR hoặc RR hoặc APP). 
- Length (16 bit): chỉ rõ độ dài của gói. 
- Report (độ dài thay đổi): chứa các thông báo chi tiết. 
6.4.5 Resource Reservation Protocol (RSVP) 
Giao thức RSVP được sử dụng như một giao thức báo hiệu hỗ trợ cho RTP. Mục 
đích của RSVP là cung cấp một cơ chế đảm bảo băng thông cho các hoạt động của 
các ứng dụng. RSVP gửi tham số chất lượng dịch vụ QoS kết hợp với các dữ liệu 
thời gian thực được truyền trên mạng TCP/IP. Hỗ trợ giao thức RTP, giao thức 
RSVP có thể giải quyết các lỗi xảy ra trên đường truyền để đảm bảo các tham số 
chất lượng. Thật vậy, giao thức RTP chỉ hỗ trợ việc truyền thông điểm – điểm và 
không quản lý các tham số liên kết trên mạng. RSVP không những tác động ở máy 
phát, máy thu mà còn tác động trên cả các router trong mạng. 
RSVP thiết lập và duy trì kết nối duy nhất cho một luồng dữ liệu, xác lập một hệ 
thống quản lý thứ tự các gói và tạo modun điều khiển để quản lý các nguồn tài 
nguyên của các nút mạng khác nhau. RSVP đưa ra một mô hình tối ưu để liên kết 
các dữ liệu từ một nguồn tới nhiều đích. RSVP đóng vai trò quản lý một cách lập 
các host đích để tự thích nghi các tham số chất lượng giữa khả năng cung cấp và 
nhu cầu đáp ứng. 
Việc dành riêng các tài nguyên được yêu cầu bởi bên thu bằng cách phát một yêu 
cầu chất lượng dưới dạng một bản tin RSVP tương thích với nhu cầu của chúng. 
Thực tế sử dụng RSVP nhằm đảm bảo chất lượng trong việc truyền tin. Để đảm bảo 
đường truyền 
thông suốt các điểm cuối phải hoạt động ở chế độ kết nối. Máy thu phải thường 
xuyên gửi các bản tin RSVP đến các router để đảm bảo thông suốt đường truyền. 
RSVP hoạt động trên cơ sở xử lý các gói tin theo một yêu cầu chất lượng dịch vụ 
QoS. Hai thành phần chính thực hiện chức năng này là flowspec và filterspec. 
Flowspec có chức năng kiểm tra luồng dữ liệu được truyền như một yêu cầu dịch vụ 
của các ứng dụng mà kết quả là đưa ra một yêu cầu về chất lượng dịch vụ QoS. 
Flowspec đưa ra một yêu cầu chất lượng dịch vụ còn filterspec có nhiệm vụ lọc bỏ 
các gói tin mà không đảm bảo yêu cầu về chất lượng dịch vụ, những gói này sẽ 
được cung cấp một phương thức truyền tốt nhất có thể đáp ứng yêu cầu chất lượng 
dịch vụ. 
6.4.6 Giao thức SGCP (Simple Gateway Control Protocol) 
Giao thức này cho phép các thành phần điều khiển cuộc gọi có thể điều khiển kết 
nối giữa trung kế, các thiết bị đầu cuối với các gateway. Các thành phần điều khiển 
được gọi là Call Agent. SGCP được sử dụng để thiết lập, duy trì và giải phóng các 
cuộc gọi qua mạng IP. Call Agent thực hiện các chức năng báo hiệu cuộc gọi và 
gateway thực hiện chức năng truyền tín hiệu âm thanh. SGCP cung cấp năm lệnh 
điều khiển chính như sau: 
- Notification Request: yêu cầu gateway phát các tín hiệu nhấc đặt máy và các tín 
hiệu quay số DTMF. 
CHƯƠNG 6: MẠNG VOIP 
85 
- Notify: gateway thông báo với Call Agent về các tín hiệu được phát hiện ở trên. 
- Create Connection: Call Agent khởi tạo kết nối giữa các đầu cuối trong gateway. 
- Modify Connection: Call Agent dùng lệnh này để thay đổi các thông số về kết nối 
đã thiết lập. Lệnh này cũng có thể dùng để điều khiển luồng cho các gói tin RTP đi 
từ gateway này sang gateway khác. 
- Delete Connection: Call Agent giải phóng các kết nối đã thiết lập. 
Năm lệnh trên đây điều khiển gateway và thông báo cho call agent về các sự kiện 
xảy ra. Mỗi lệnh hay yêu cầu bao gồm các thông số cụ thể cần thiết để thực thi các 
phiên làm việc. 
6.4.7. Giao thức MGCP (Media Gateway Control Protocol) 
Giao thức MGCP cho phép điều khiển các gateway thông qua các thành phần điều 
khiển nằm bên ngoài mạng. MGCP sử dụng mô hình kết nối tương tự như SGCP 
dựa trên các kết nối cơ bản giữa thiết bị đầu cuối và gateway. Các kết nối có thể là 
kết nối điểm-điểm hoặc kết nối đa điểm. Ngoài chức năng điều khiển như SGCP, 
MGCP còn cung cấp thêm các chức năng sau: 
- Endpoint Configuration: Call Agent dùng lệnh này để yêu cầu gateway xác định 
kiểu mã hoá ở phí đường dây kết nối đến thiết bị đầu cuối. 
- AuditEndpoint và AuditConnection: Call Agent dùng lệnh này để kiểm tra trạng 
thái và sự kết nối ở một thiết bị đầu cuối. 
- RestartIn-Progress: Gateway dùng lệnh này để thông báo với Call Agent khi nào 
các thiết bị đầu cuối ngừng sử dụng dịch vụ và khi nào quay lại sử dụng dịch vụ. 
CHƯƠNG 6: MẠNG VOIP 
86 
CÂU HỎI 
Câu 1: VoIP là gì? 
Câu 2: Trình bày ưu điểm và nhược điểm của VoIP so với thoại truyền thống? 
Câu 3: Phân tích các thành phần của VoIP? 
Câu 4: Trình bày cấu trúc của tập giao thức H.323? 
Câu 5: Trình bày quá trình của một cuộc gọi H.323? 
Câu 6: Giao thức SIP là gì? Kể tên và nêu chức năng của các thành phần trong hệ 
thống SIP? 
Câu 7: Trình bày quá trình thiết lập cuộc gọi của giao thức SIP? 
87 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
[1] TS. Nguyễn Tiến Ban, Kỹ thuật viễn thông, Học viện công nghệ Bưu 
chính viễn thông, 2007. 
[2] ThS. Nguyễn Văn Đát, Ths. Nguyễn Thị Thu Hằng, Tổng quan vể viễn 
thông, Học viện công nghệ Bưu chính viễn thông, 2007. 
[3] Roger L. Freeman, Fundamentals of telecommunications, A Wiley-
Intersceince, 1999.