Mạng VoIP của VNPT

Chương 6: Mạng VoIP của VNPT Hệ thống mạng VoIP của Tổng công ty Bưu chính Viễn thông VNPT được triển khai từ ngày 01/7/2001. Ban đầu hệ thống được giao cho VDC chịu trách nhiệm quản lý và gần đây đã được chuyển giao cho VTN quản lý. a. Cấu hình mạng thử nghiệm Hình 2.18 Cấu hình mạng VoIP thử nghiệm của VNPT. Hệ thống VoIP thử nghiêm của VNPT được xây dựng dựa trên hệ thống VoIP của Cisco. Mạng được chia thành hai vùng được quản lý bởi hai Gatekeeper đang đặt lần lượt tại Hà Nội, thành phố Hồ Chí Minh và Đà Nẵng. Các thiết bị mạng là các thiết bị của Cisco với các thiết bị cơ bản gồm:  Gateway A85300 thực hiện các chức năng chuyển đổi tín hiệu.  Router 3840 thực hiện các chức năng định tuyến các gói tin thoại.  Gatekeeper 3882 thực hiện các chức năng quản lý miền.  Bộ chuyển mạch IP 2948 thực hiện các chức năng chuyển mạch bản tin IP. Ngoài ra, mạng còn các thiết bị khác như các server để đảm bảo cung cấp các dịch vụ hay kết nối với mạng intranet... b. Triển khai mạng lưới Mạng VoIP ở nước ta bắt đầu được triển khai từ ngày 01/7/2001 tại Hà Nội và thành phố Hồ Chí Minh. Đến cuối năm 2001, số lượng các tỉnh được triển khai đã nâng lên 10 tỉnh đó là:  Ngày 09/7 năm 2001 tại Hải Phòng và Cần Thơ  Ngày 28/8/2001 tại Đồng Nai và Quảng Ninh  Ngày 21/9/2001 tại Đà Nẵng và Bình Dương  Ngày12/11/2001 tại Đắc Lắk và Khánh Hoà. Quá trình triển khai mạng VoIP được tiến hành theo phương thức mở rộng, bổ sung. Các tỉnh có lưu lượng thoại đường dài lớn sẽ được ưu tiên triển khai trước rồi mới đến các tỉnh có lưu lượng thoại đường dài thấp hơn. Các đối tượng có nhu cầu gọi đường dài lớn hơn sẽ được ưu tiên cung cấp dịch vụ trước. Khi mới được triển khai, phạm vi phục vụ của các cuộc gọi đường dài liên tỉnh bị giới hạn chỉ giữa các khu vực và chưa cho phép thực hiện cuộc gọi trong phạm vi một khu vực. Các đối tượng tham gia mới chỉ là các thuê bao điện thoại cố định và các điểm dịch vụ bưu điện có người phục vụ. Sau nhiều lần triển khai mở rộng, tới ngày 22/9/2003 mạng VoIP đã được phủ ở tất cả 61 tỉnh thành trong cả nước. Tất cả các thuê bao của 61 tỉnh thành có thể liên lạc được với nhau thông qua dịch vụ 171. Đồng thời từ ngày 01/10/2003 dịch vụ 171 đã được triển khai để cung cấp cho cả các máy card phone. Về cơ bản, mạng VoIP của VNPT được triển khai thành hai giai đoạn dựa trên hệ thống của hãng Siemens. Chức năng của các phần tử trong mạng như sau:  hiQ 4000 (Open Service Platform): là một thiết bị để xây dựng và triển khai các dịch vụ giá trị gia tăng thông qua các giao diện lập trình ứng dụng mở API.  hiQ 9200 (Softswitch): thực hiện chức năng chuyển mạch mềm. Đây là thành phần trung tâm của hệ thống, nó điều khiển các thiết bị truy nhập, các cổng trung kế, các máy chủ quản lý tài nguyên. hiQ 9200 cho phép kết hợp các đặc điểm tốt nhất của mạng TDM hiện nay với các ưu điểm của kiến trúc NGN dựa trên mạng gói trong tương lai. Một hiQ 9200 có thể điều khiển đồng thời 10 triệu cuộc gọi với 1500 liên kết SS7 và 240.000 cổng trung kế tới các Gateway phương tiện. Hình 2.19 Cấu hình mạng cơ bản của Siemens.  hiQ 20 (Routing and Registration Server): là máy chủ đăng ký và định tuyến, có vai trò giống như một gatekeeper.  hiQ 30 (LDAP Server Configuration): thực hiện các chức năng cấu hình máy chủ LDAP.  hiR 200 (OAM hiR200 IP Resource Server): máy chủ quản lý tài nguyên IP. Trong giai đoạn một, hệ thống mạng VoIP được xây dựng dựa trên nền tảng của mạng truyền dẫn đường trục quốc gia và mạng truyền dẫn liên tỉnh trong đó bổ sung thêm các thiết bị VoIP cần thiết (bao gồm Gateway và router) tại các bưu điện tỉnh thành được triển khai như trong hình vẽ 2.20. Trong cấu hình này, tại mỗi địa phương được triển khai dịch vụ VoIP sẽ được bổ sung thêm các thiết bị cơ bản bao gồm: một Gateway VoIP (MG) làm nhiệm vụ chuyển đổi tín hiệu để tương thích giữa mạng IP và mạng PSTN, một router (EXR) làm nhiệm vụ định tuyến các gói tin thoại đã được đóng gói tại Gateway nguồn tới đúng Gateway đích tương ứng. Thông thường, các thiết bị này được đặt gần tổng đài trung tâm tỉnh. Tại Hà Nội và thành phố Hồ Chí Minh, ngoài các thiết bị cơ bản (Gateway và router) còn được trang bị thêm các phần tử khác để thực hiện các chức năng quản lý và điều khiển cho toàn bộ mạng lưới bao gồm hiQ 4000 với một giao diện lập trình mở cho phép xây dựng dịch vụ mới, hiQ9200 thực hiện chức năng chuyển mạch mềm, hiR 200 thực hiện chức năng quản lý tài nguyên, hiQ 20/30 đóng vai trò của gatekeeper và các firewall kết nối với cổng Internet quốc tế tại Singapo và Hồng Kông. Ngoài ra tại Hà Nội, Đà Nẵng và thành phố Hồ Chí Minh được trang bị các bộ chuyển mạch đa lớp (Multilayer Switch) cho phép định hướng các bản tin theo hướng đi tối ưu nhất. Hình 2.20 Cấu hình mạng VoIP giai đoạn một của VNPT do VDC quản lý. Trong cấu hình giai đoạn một, các router đặt tại các tỉnh được kết nối với các router đặt tại các khu vực trung tâm (Hà Nội, thành phố Hồ Chí Minh và Đà Nẵng) các cuộc gọi đường dài giữa các miền sẽ phải thực hiện thêm hai khâu định tuyến tại các router đặt tại khu vực trung tâm làm lãng phí tài nguyên mạng và tăng thời gian trễ lan truyền. Mạng VoIP giai đoạn hai đã được triển khai và lên cấu hình và sẽ được trên mạng lưới . Nó được mô tả trong hình 2.21. Khi so sánh cấu hình kết nối của hai giai đoạn triển khai mạng VoIP của VNPT sẽ nhận thấy rằng sự khác nhau cơ bản của hai cấu hình này đó là sự kết nối giữa hệ thống VoIP của các tỉnh tới hệ thống mạng đường trục. Trong cấu hình của giai đoạn hai, các router của các tỉnh sẽ được kết nối trực tiếp với các cổng giao tiếp quang của hệ thống mạng đường trục, do đó sẽ khắc phục được các nhược điểm của giai đoạn một khi cuộc gọi được thực hiện giữa các khu vực khác nhau, đồng thời tạo lên sự linh hoạt trong các cuộc gọi trong cùng một khu vực. Hình 2.21 Cấu hình mạng VoIP giai đoạn hai của VNPT do VTN quản lý. c. Đánh số và định tuyến Do hiện nay, dịch vụ VoIP mới chỉ đáp ứng cho các thuê bao điện thoại. Do đó các đầu cuối của mạng vẫn chỉ là các đầu cuối của mạng PSTN và việc đánh số các thiết bị đầu cuối vẫn được thực hiện như trong mạng PSTN theo chuẩn E.164. Để thực hiện gọi tới một thuê bao khác bằng dịch vụ VoIP, khách hàng chỉ cần quay thêm một mã truy nhập dịch vụ trước khi quay số theo cách thông thường. Đối với các thiết bị khác của mạng VoIP như Gateway và Router VoIP hay gatekeeper, tuy về mặt logic đó là các thiết bị độc lập và mạng VoIP là một mạng độc lập với mạng Internet nhưng khi nhìn về mặt vật lý thì các thiết bị này cũng đồng thời chính là các thiết bị của hệ thống cho phép truy nhập Internet gián tiếp thông qua quay số. Do đó, cách đánh địa chỉ IP cũng sẽ giống với địa chỉ IP của mạng Internet hiện nay. Việc báo hiệu giữa các thiết bị mạng PSTN và các Gateway được thực hiện bằng hệ thống báo hiệu R2 hoặc SS7. Báo hiệu trong mạng VoIP được thực hiện theo chuẩn H.323 của ITU-T. Việc định tuyến trong mạng VoIP được thực hiện bằng phương pháp định tuyến tĩnh thông qua các bảng định tuyến được thiết lập và được cập nhật bởi người quản lý mạng. Cụ thể như sau:  Đối với cuộc gọi 171 trong nước: tuỳ theo từng thời điểm cụ thể, căn cứ vào mạng điện thoại IP, Ban Viễn thông sẽ điện điều hành hướng dẫn các đơn vị thực hiện việc định tuyến cuộc gọi 171 trong nước. Ví dụ, tại thời điểm năm 2001 Hải Phòng, Quảng Ninh định tuyến về POP/VDC tại Hà Nội để đi các tỉnh thuộc khu vực 2 và 3,... Quảng Ninh định tuyến qua Hải Phòng.  Đối với các cuộc gọi chiều đi quốc tế:  Với các bưu điện thành phố Hà Nội, thành phố Hồ Chí Minh và các tỉnh có đường trung kế trực tiếp với VDC, không có các tổng đài không cho phép thực hiện quay số một giai đoạn (TDX-1B) sẽ thực hiện định tuyến cuộc gọi từ các Host qua VoIP Gateway/VDC sang VoIP Gateway/VTI.  Với các bưu điện tỉnh và thành phố khác, các cục bưu điện trung ương không có trung kế trực tiếp với VoIP Gateway/VDC hoặc các bưu điện tỉnh, thành phố có hệ thống tổng đài không cho phép quay số một giai đoạn (ví dụ Hải Phòng) thì cuộc gọi sẽ được định tuyến từ các Host sang Toll/VTN sang VoIP Gateway VTI.  Với các bưu điện tỉnh, thành phố có các họ tổng đài chỉ cho phép thực hiện quay số hai giai đoạn sẽ thực hiện lập trình số đóng 1711, Min/Max =4 digits  Chiều từ quốc tế về: Tất cả các cuộc gọi từ quốc tế về VTI đề định tuyến qua tổng đài Toll/VTN về Host của các bưu điện tỉnh thành và các cục bưu điện trung ương. Ngoài ra, các hướng dẫn định tuyến khác dựa theo cấu trúc cụ thể của mạng lưới... 2.5.3.2 Mạng VoIP của doanh nghiệp mới Bên cạnh VNPT, trên thị trường viễn thông nước ta còn một số doanh nghiệp mới cũng được phép triển khai và cung cấp dịch vụ VoIP. Đó là các doanh nghiệp công ty viễn thông quân đội Vietel, công ty viễn thông Sài gòn SPT, công ty viễn thông điện lực ETC và công ty viễn thông Hàng hải. Gần đây có thêm một doanh nghiệp mới đó là Hà Nội Telecom cũng được phép tham gia thị trường dịch vụ này. Phần này sẽ xem xét một số vấn đề liên quan đến hệ thống VoIP của các doanh nghiệp mới. a. Cấu hình mạng thử nghiệm Vietel là một doanh nghiệp mới điển hình trên thị trường dịch vụ VoIP. Cấu hình mạng VoIP của Vietel khá đơn giản, nó được mô tả như sau: Đây là một hệ thống của hãng Clarent đã được Vietel triển khai thử nghiệm. Trong đó, tại mỗi điểm truy nhập mạng chỉ cần bổ sung thêm một Gateway của hãng Clarent và một router Hình 2.22 Cấu hình mạng VoIP thử nghiệm của Vietel. SD CABLESPAN 23 tellabs Clarent Gatew ay SD CABLESPAN 23  tellabs Clarent Gatew ay S D C i s c o 1 7 2 0 B R I S / T C O N S O L E A U X W IC 0 O K O K B 2 B 1 W I C 1 O K D S U C P U L N K1 0 0F D X S 3 L O O P L P Cisco A85300 Router S D C i s c o 1 7 2 0 B R I S / T C O N S O L E A U X W IC 0 O K O K B 2 B 1 W I C 1 O K D S U C P U L N K1 0 0F D X S 3 L O O P L P Cisco A85300 Router SD Cisco AS5800 SE RIES Po wer C I S CO Y S TE M SS AXE Hµ Néi SD Cisco AS5800S ERIE S Po wer C I SC O YS T EM SS AXE Hå ChÝ Minh B¸o hiÖu C7 8xE1 8xE1 B¸o hiÖu C7 HÖ thèng VoIP cña Vietel 1xE1 A85300 của Cisco. Gateway thực hiện các chức năng chuyển đổi tín hiệu và báo hiệuđể cho phép mạng VoIP kết nối với mạng PSTN. Router thực hiện các chức năng định hướng cho các gói tin thoại giúp cho chúngđược đến đúng đích của cuộc gọi. Hệ thống báo hiệu C7 được sử dụng để thực hiện trao đổi báo hiệu với các tổng đài PSTN. Các khách hàng sử dụng dịch vụ hiện nay là các thuê bao của mạng PSTN và dịch vụ mà mạng hỗ trợ là kết nối Phone to Phone. Để truy nhập vào mạng VoIP của Vietel, người dùng sử dụng mã truy nhập 178 trước khi bấm các số để xác định thuê bao bị gọi giống như thông thường. Phạm vi triển khai của mạng VoIP của Vietel nói riêng và các doanh nghiệp mới nói chung khá hẹp do các doanh nghiệp này phải thuê lại cơ sở hạ tầng mạng của VNPT. b. Liên kết mạng VoIP của các doanh nghiệp mới và mạng của VNPT Các doanh nghiệp kinh doanh dịch vụ Bưu chính Viễn thông mới (DNM) như công ty Viễn thông Quân đội (Vietel), công ty Viễn thông Điện lực (ETC), công ty Viễn thông Sài gòn (SPT)... hiện nay chưa có cơ sở hạ tầng mạng riêng của mình. Do đó, để có thể cung cấp dịch vụ tới khách hàng họ phải tiến hành thuê kênh của tổng công ty Bưu Chính Viễn Thông Việt Nam (VNPT) và các doanh nghiệp mới phải tiến hành liên kết mạng VoIP của mình với mạng truy nhập PSTN của VNPT để có thể cung cấp dịch vụ của họ cho các thuê bao điện thoại cố định của VNPT. Khi thực hiện kết nối, các doanh nghiệp tham gia phải tuân thủ các nguyên tắc cơ bản về kết nối kỹ thuật. Cụ thể như sau: b.1 Sơ đồ kết nối Hình 2.23 Sơ đồ kết nối tổng quát mạng VoIP giữa DNM và VNPT. b.2 Vị trí kết nối  Vị trí kết nối về phía VNPT:  Kết nối mạng nội hạt: cổng trung kế của tổng đài Tandem/Host của bưu điện tỉnh, thành phố.  Kết nối mạng đường dài: cổng trung kế của tổng đài Toll của VTN  Kết nối mạng di động: cổng trung kế Gateway MSC của mạng di động.  Vị trí kết nối về phía doanh nghiệp mới: là cổng trung kế của các tổng đài cổng IP b.3 Số lượng điểm kết nối Số lượng điểm kết nối tuỳ thuộc vào cấu trúc mạng cụ thể tại từng thời điểm. Dung lượng kết nối theo yêu cầu của doanh nghiệp mới và khả năng đáp ứng của VNPT. Trong quá trình khai thác, một trong hai bên có quyền đề nghị điều chỉnh dung lượng kết nối nhưng phải báo trước ít nhất là 3 tháng cho phía bên kia. b.4 Vận hành bảo dưỡng kết nối Công tác vận hành, bảo dưỡng do mỗi bên quy định và thực hiện trong phạm vi mạng lưới và đường truyền dẫn của mình. Khi có sự cố, hai bên cùng phối hợp giải quyết theo quy trình phối hợp xử lý sự cố. Khi xuất hiện sự cố kỹ thuật hoặc có khiếu kiện của khách hàng, hai bên sẽ thông báo cho nhau và cùng xác định nguyên nhân gây lỗi trong thời gian sớm nhất. b.5 An toàn và bảo vệ mạng lưới Hoạt động của mạng lưới mỗi bên không được gây sự cố cho mạng lưới bên kia. Trong trường hợp một mạng bị sự cố mà nguyên nhân là do mạng bên kia gây nên, bên gây hỏng phải bồi thường cho bên bị hỏng. Khi thực hiện những thay đổi trong mạng lưới có thể ảnh hưởng đến dịch vụ hay hoạt động tại điểm kết nối, mỗi bên phải thông báo cho phía bên kia ít nhất là 3 tháng trước khi thực hiện. Khi cần thiết, mỗi bên có quyền đề nghị phía bên kia giải thích và làm sáng tỏ những thay đổi đó. b.6 Yêu cầu đo kiểm Để đảm bảo chất lượng kết nối và dịch vụ cung cấp cho khách hàng, thiết bị của doanh nghiệp mới trước khi đưa vào kết nối hoà mạng phải được đo kiểm về báo hiệu và đồng bộ đúng theo tiêu chuẩn hiện hành của Bộ Bưu chính Viễn thông. b.7 Định tuyến cuộc gọi  Dịch vụ VoIP trong nước: Từ thuê bao xuất phát -> Tandem/Host BĐT, TP -> POP xuất phát của DNM -> POP nơi đến của DNM -> Tandem/Host BĐT, TP đích - > thuê bao đích.  Dịch vụ VoIP quốc tế chiều đi:  Tại các tỉnh/thành phố có đặt POP của DNM: Từ thuê bao xuất phát-> Tandem/Host BĐT,TP -> POP xuất phát của DNM -> POP cổng quốc tế của DNM -> Mạng VoIP quốc tế -> thuê bao đích.  Tại các tỉnh/thành phố chưa đặt POP của DNM: Từ thuê bao xuất phát -> Tandem/Host BĐT,TP -> Toll khu vực của VTN -> POP cổng quốc tế của DNM -> Mạng VoIP quốc tế -> thuê bao đích.  Dịch vụ VoIP quốc tế chiều về:  Tại các tỉnh/thành phố có đặt POP của DNM: từ quốc tế -> POP cổng quốc tế -> POP nơi đến của DNM -> Tandem/Host BĐT, TP -> thuê bao đích.  Tại các tỉnh/thành phố DNM không đặt POP: từ quốc tế-> POP cổng quốc tế -> Toll VTN -> Tandem/Host BĐT, TP -> thuê bao đích.  Cuộc gọi quốc tế chiều về mạng di động: từ quốc tế -> POP cổng quốc tế -> Toll VTN -> GMSC mạng di động -> thuê bao di động đích.