mạng ngn và các dịch vụ trên ngn

khăn so với mạng chuyển mạch kênh về khả năng hỗ trợ lưu lượng thoại và cung cấp chất lượng dịch vụ đảm bảo cho số liệu, nhưng với tốc độ thay đổi nhanh chóng nhiều công nghệ mới đang đư

LỜI NÓI ĐẦU

NGN là mạng thế hệ sau không phải là mạng hoàn toàn mới, nó được phát triển

từ tất cả các mạng cũ NGN có khả năng làm nền tảng cho việc triển khai nhiều loại hình dịch vụ mới trong tương lai một các nhanh chóng, không phân biệt ranh giới các nhà cung cấp dịch vụ (dịch vụ độc lập với hạ tầng mạng) nhờ các đặc điểm: băng thông lớn, tương thích đa nhà cung cấp thiết bị, tương thích với các mạng cũ… Đồng hành với xây dựng mạng NGN, một loạt các dịch vụ với các kiến trúc khác nhau cũng dần được triển khai nhằm cung cấp nhiều dịch vụ tiện ích cho người dùng

Với sự ham muốn nắm bắt công nghệ về NGN Chúng Em đã quyết định lựa chọn đề tài chuyên đề là “Mạng NGN và các dịch vụ trên NGN” Đồ án được trình bày trong 3 chương với nội dung cụ thể:

 Chương 1: Tổng quan về mạng NGN

 Chương 2: Các dịch vụ trong mạng NGN

 Chương 3: Dịch vụ trên NGN của VNPT

Do giới hạn về thời gian và kiến thức thực tế nên chúng Em không thể tránh khỏi nhiều thiếu sót Chúng Em rất mong nhận được nhiều sự góp ý từ các thày cô và các bạn

Xin chân thành cám ơn!

Hà Nội - Tháng 8 - 2011

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ MẠNG NGN

1.1 Định nghĩa

Mạng viễn thông thế hệ mới có nhiều cách gọi khác nhau như Mạng đa dịch vụ, Mạng hội tụ, Mạng phân phối hay mạng nhiều lớp Cho tới nay các tổ chức và các nhà cung cấp thiết bị viễn thông trên thế giới rất quan tâm đến NGN nhưng vẫn chưa có

một định nghĩa rõ ràng Do vậy ta chỉ có thể tạm định nghĩa NGN như sau: “ NGN là mạng có hạ tầng thông tin duy nhất dựa trên công nghệ chuyển mạch gói, triển khai các dịch vụ một cách đa dạng và nhanh chóng, là sự hội tụ giữa thoại và dữ liệu, giữa

 NGN là mạng chuyển mạch gói dựa trên một giao thức thống nhất

 Là mạng có dung lượng ngày càng tăng, có tính thích ứng ngày càng tăng và

có đủ dung lượng để đáp ứng nhu cầu

Hình 1.1: Topo mạng thế hệ sau NGN

Trong NGN giao thức IP thực tế đã trở thành giao thức ứng dụng vạn năng được áp dụng làm cơ sở cho mạng đa dịch vụ Hiện tại mặc dù vẫn còn gặp nhiều khó

khăn so với mạng chuyển mạch kênh về khả năng hỗ trợ lưu lượng thoại và cung cấp chất lượng dịch vụ đảm bảo cho số liệu, nhưng với tốc độ thay đổi nhanh chóng nhiều công nghệ mới đang được áp dụng sẽ sớm khắc phục điều này trong tương lai gần.

1.2.1 Các yếu tố thúc đẩy tiến tới NGN

1.2.1.1 Cải thiện chi phí đầu tư

Công nghệ chuyển mạch kênh truyền thống chậm thay đổi so với sự thay đổi nhanh chóng của công nghệ máy tính Các chuyển mạch kênh chiếm phần lớn trên mạng PSTN nhưng không thực sự tối ưu cho truyền số liệu Trong khi đó nhu cầu trao đổi thông tin giữa mạng PSTN và mạng Internet ngày càng tăng, do đó xuất hiện nhu cầu xây dựng hệ thống chuyển mạch tương lai dựa trên công nghệ hoàn toàn gói cho

cả thoại và dữ liệu

Các giao diện mở tại mỗi lớp cho phép lựa chọn linh hoạt nhà cung cấp thiết bị Truyền tải dựa trên gói cho phép phân bổ băng tần hiệu quả và linh hoạt Nhờ đó giúp nhà khai thác quản lý dễ dàng, nâng cấp một cách hiệu quả phần mềm tại các nút điều khiển, dễ dàng triển khai dịch vụ mới mà không cần thay đổi mạng qua đó giúp giảm chi phí vận hành khai thác mạng

1.2.1.2 Xu thế đổi mới viễn thông

Trong vòng hội nhập kinh tế thế giới xu thế hội nhập cũng diễn ra mạnh mẽ trong viễn thông Cạnh tranh ngày càng khốc liệt khi thế giới buộc các chính phủ phải

mở của thị trường viễn thông

Hình 1.2: Mô hình kết nối trong NGN

Để thích ứng với xu thế đó, đáp ứng được khả năng cung cấp loại hình dịch vụ

nối nhiều nhà cung cấp dịch vụ với nhau Với yêu cầu này các mạng cũ không thể thực hiện được trong khi đó NGN thích ứng rất tốt với đòi hỏi này nhờ một cấu trúc mở hợp lý.

1.2.1.3 Các doanh thu mới

Dự báo hiện nay cho thấy doanh thu từ thoại gần như đạt mức bão hoà và không thể tăng thêm được nữa Trong khi đó doanh thu từ các dịch vụ giá trị gia tăng ngày càng tăng, xu hướng sẽ vượt doanh thu từ thoại trong tương gần Trước viễn cảnh

đó nhiều nhà cung cấp, khai thác viễn thông không thể bỏ qua cơ hội tăng doanh thu này Do vậy việc phát triển một mạng mới để đáp ứng tất cả các dịch vụ gia tăng hiện

có cũng như những nhu cầu dịch vụ mới trong tương lai là không thể không làm

Tất cả các điều trên cho thấy sự phát triển mạng viễn thông lên NGN là một điều thiết yếu và cần thiết cho cuộc sống cũng như sự tồn tại của các nhà khai thác cung cấp dịch vụ viễn thông

1.2.2 Yêu cầu để phát triển NGN

Trước hết các nhà khai thác dịch vụ viễn thông phải xem xét mạng TDM mà họ

đã tốn rất nhiều chi phí đầu tư để quyết định xây dựng một NGN xếp chồng hay thậm chí thay thế các tổng đài truyền thống bằng những chuyển mạch công nghệ mới sau này Các nhà khai thác cần tìm ra phương pháp cung cấp các dịch vụ mới cho khách hàng của họ trong thời kỳ quá độ trước khi các mạng của họ chuyển sang NGN một cách đầy đủ

Vấn đề lớn nhất cần nhắc tới là phải hỗ trợ dịch vụ thoại qua IP và hàng loạt các dịch vụ giá trị tăng khác trong khi cơ chế “best effort: phân phối các gói tin không còn

đủ đáp ứng nữa Một thách thức căn bản nữa là mở rộng mạng IP theo nhiều hướng, nhiều khả năng cung cấp dịch vụ trong khi vẫn giữ được ưu thế của mạng IP

Một khía cạnh khác là quy mô mạng phải đủ lớn để cung cấp cho khách hàng nhằm chống lại hiện tượng tắc nghẽn cổ chai trong lưu lượng của mạng lõi Việc tăng

số lượng các giao diện mở cũng làm tăng nguy cơ mất an ninh mạng Do đó đảm bảo

an toàn thông tin mạng chống lại sự xâm nhập trái phép từ bên ngoài trở thành vấn đề sống còn của các nhà khai thác mạng

Vấn đề cũng không kém phần quan trọng là các giải pháp quản lý thích hợp cho NGN trong môi trường đa nhà khai thác, đa dịch vụ Mặc dù còn mất nhiều thời gian

và công sức trước khi hệ thống quản lý mạng được triển khai nhưng mục tiêu này vẫn

có giá trị và sẽ mang lại nhiều lợi ích như giảm chi phí khai thác, dịch vụ đa dạng

Một vấn đề quang trọng nữa khi triển khai NGN là các công nghệ áp dụng trên mạng lưới phải sẵn sàng :

• Về công nghệ truyền dẫn: phải phát triển các cộng nghệ truyền dẫn quang SDH, WDM hay DWDM với khả năng hoạt động mềm dẻo linh hoạt, thuận tiện cho khai thác và điều hành quản lý.

• Về công nghệ truy nhập: phải đa dạng hoá các dạng truy nhập cả vô tuyến và hữu tuyến Tích cực phát triển và hoàn thiện để đem vào ứng dụng rộng rãi các công nghệ truy nhập tiên tiến như truy nhập quang, truy nhập WLAN, truy nhập băng rộng, đặc biệt là triển khai rộng truy nhập ADSL và hệ thống di động 3G

• Về công nghệ chuyển mạch: Mặc dù có nhiều tranh luận về việc lựa chọn công nghệ nào cho NGN trong các công nghệ IP, ATM, ATM/IP hay MPLS, song có thể nói chuyển mạch gói sẽ là sự lựa chọn trong NGN Gần đây với sự hoàn thiện về nghiên cứu công nghệ MPLS sẽ hứa hẹn là công nghệ chuyển mạch chủ đạo trong NGN Bên cạnh đó một công nghệ khác là chuyển mạch quang cũng đang được nghiên cứu, hy vọng sẽ sớm được ứng dụng trong thực tế

1.3 Mô hình NGN của các tổ chức trên thế giới

Trên thế giới có nhiều tổ chức khác nhau về viễn thông, mỗi tổ chức lại đưa ra các bộ tiêu chuẩn riêng cho mình, do vậy khi phát triển NGN cũng có nhiều ý tưởng khác nhau được đưa ra bởi nhiều tổ chức khác nhau

1.3.1 Mô hình của ITU

Cấu trúc mạng thế hệ sau NGN nằm trong mô hình cấu trúc thông tin toàn cầu GII (Global information infrastructure) do ITU đưa ra Mô hình này gồm 3 lớp chức năng sau:

- Các chức năng ứng dụng

- Các chức năng trung gian bao gồm:

• Chức năng điều khiển dịch vụ

• Chức năng quản lý

- Các chức năng cơ sở bao gồm:

• Các chức năng mạng (gồm chức năng truyền tải và chức năng điều khiển)

• Các chức năng lưu trữ và xử lý

• Các chức năng giao tiếp người – máy

Hình 1.3: Các chức nămg GII và mối quan hệ của chúng

1.3.2 Một số hướng nghiên cứu của IETF

Theo IETF cấu trúc của hạ tầng mạng thông tin toàn cầu sử dụng giao thức cơ

sở IP cần có mạng truyền tải toàn cầu sử dụng giao thức IP với bất cứ công nghệ lớp nào Nghĩa là IP cần có khả năng truyền tải với các truy nhập và đường trục có giao thức kết nối khác nhau

- Đối với mạng truy nhập trung gian, IETF có IP trên mạng truyền tải cáp và IP với môi trường không gian

- Đối với mạng đường trục, IETF có hai giao thức chính là IP trên ATM với mạng quang phân cấp số đồng bộ SONET/SDH và IP với giao thức điểm nối điểm PPP với SONET/SDH

Mô hình IP over ATM xem IP như một lớp trên lớp ATM và định nghĩa các mạng con IP trên nền mạng ATM Phương thức tiếp cận này cho phép IP và ATM hoạt động với nhau mà không cần thay đổi giao thức Tuy nhiên phương thức này không tận dụng hết khả năng của ATM và không thích hợp với mạng nhiều router vì không đạt hiệu quả cao

IETF cũng là tổ chức đưa ra nhiều tiêu chuẩn về MPLS MPLS là kết quả phát triển IP Switching sử dụng cơ chế hoán đổi nhãn như ATM để truyền gói tin mà không cần thay đổi các giao thức định tuyến của IP

1.3.3 Mô hình của MSF

MSF (diễn đàn về chuyển mạch đa dịch vụ) đưa ra mô hình cấu trúc mạng chuyển mạch đa dịch vụ bao gồm các lớp:

- Lớp thích ứng

- Lớp chuyển mạch

- Lớp điều khiển

- Lớp ứng dụng

Lớp quản lý đặc biệt liên quan đến 3 lớp: thích ứng, chuyển mạch và điều khiển

Về cấu trúc chuyển mạch đa dịch vụ có một số lưu ý:

- Lớp quản lý là một lớp đặc biệt xuyên suốt các lớp thích ứng chuyển mạch và điều khiển

- Cần phân biệt chức năng quản lý với chức năng điều khiển

- Lớp điều khiển có nhiệm vụ kết nối để cung cấp các dịch vụ thông suốt từ đầu cuối tới đầu cuối với bất cứ loại giao thức và báo hiệu nào

Hình 1.4: Cấu chúc mạng chuyển mạch đa dịch vụ

1.3.4 Mô hình của TINA

TINA (Telecommunication information network architecture consortium - hiệp hội nghiên cứu cấu trúc mạng viễn thông) có mô hình mạng bao gồm các lớp mạng như sau:

- Lớp truy nhập

- Lớp điều khiển và quản lý

Các kết quả nghiên cứu của TINA tập trung vào lớp điều khiển và quản lý

Hình 1.5: Mô hình kết nối với các mạng đang tồn tại

1.3.5 Mô hình của ETSI

ETSI vẫn đang tiếp tục thảo luận về mô hình cấu trúc mạng thế hệ sau NGN Với mục tiêu cung cấp tất cả các dịch vụ viễn thông truyền thống và các dịch vụ viễn thông mới bao gồm: PSTN/ISDN, X25, FR, ATM, IP, GSM, GPRS, IMT2000… ETSI phân chia nghiên cứu cấu trúc mạng theo các lĩnh vực

- Lớp truyền tải trên cơ sở công nghệ quang

- Công nghệ gói trên cơ sở mạng lõi dung lượng cao trên nền IP/ATM

- Điều khiển trên nền IP

- Dịch vụ và ứng dụng trên nền IP

- Quản lý trên cơ sở IT và IP

Theo phân lớp của ETSI thì NGN có 5 lớp chức năng Các ứng dụng đối với khách hàng từ nhà khai thác mạng thông qua các giao diện dịch vụ Các giao diện dịch

vụ được phân thành 4 loại: giao diện dịch vụ thoại, giao diện dịch vụ số liệu, giao diện dịch vụ tính cước và giao diện dịch vụ chỉ dẫn.

Hình 1.6: Cấu trúc chức năng mạng NGN theo ETSICấu trúc NGN theo ETSI bao gồm 4 lớp:

- Lớp kết nối

- Lớp điều khiển và ứng dụng truyền thông

- Lớp các ứng dụng và nội dung

- Lớp quản lý

Hình 1.7: Cấu trúc mạng NGN theo ETSITrong mô hình này thì lớp kết nối bao gồm cả truy nhập và lõi cùng với các cổng trung gian, nghĩa là lớp kết nối theo cấu trúc này bao gồm toàn bộ các thành phần vật lý (các thiết bị trên mạng) Lớp quản lý là một lớp đặc biệt – khác với lớp điều khiển Theo thể hiện nó có tính năng xuyên suốt nhằm quản lý 3 lớp còn lại Hiện tại

mô hình này vẫn đang được các nhóm của ETSI tiếp tục thảo luận

1.4 Cấu trúc NGN

1.4.1 Cấu trúc chức năng

Nhìn chung NGN vẫn là một xu hướng mới mẻ do vậy chưa có một khuyến nghị chính thức nào được công bố rõ ràng để làm tiêu chuẩn về cấu trúc NGN, song dựa vào mô hình mà một số tổ chức và các hãng xây dựng ta có thể tạm hiểu cấu trúc NGN chức năng như sau:

- Lớp kết nối (truy nhập và truyền dẫn/ở phần lõi)

- Lớp trung gian hay lớp truyền thông (Media)

- Lớp điều khiển

- Lớp quản lý

Trong các lớp trên, lớp điều khiển hiện nay rất phức tạp với nhiều loại giao thức, khả năng tương thích giữa các thiết bị của các hãng là vấn đề đang được các nhà khai thác quan tâm.

• Mô hình phân lớp chức năng của NGN

Hình 1.8-a: Cấu trúc mạng thế hệ sau (góc độ mạng)Xét từ góc độ kinh doanh và cung cấp dịch vụ thì mô hình cấu trúc NGN 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 1.8-b: Cấu trúc mạng thế hệ sau (góc độ dịch vụ)

Hình 1.9: Cấu trúc chức năng của NGN

- Lớp truyền dẫn có khả năng hỗ trợ các mức QoS khác nhau cho cùng một dịch vụ và cho các dịch vụ khác nhau Lớp ứng dụng sẽ đưa ra các yêu cầu về năng lực truyền tải và nó sẽ thực hiện yêu cầu đó

o Phần truy nhập

- Với truy nhập hữu tuyến: có cáp đồng và xDSL đang được sử dụng Tuy vậy trong tương lai truyền dẫn quang DWDM, PON sẽ dần chiếm ưu thế, thị trường của xDSL và modem sẽ dần thu nhỏ lại

- Với truy nhập vô tuyến ta có hệ thống thông tin di động GSM hoặc CDMA, truy nhập vô tuyến cố định, vệ tinh Trong tương lại các hệ thống truy nhập không dây sẽ phát triển rất nhanh như truy nhập hồng ngoại, bluetooth, hay WLAN.

- Lớp truy nhập cung cấp các kết nối giữa thuê bao đầu cuối và mạng đường trục qua cổng giao tiếp thích hợp NGN cũng cung cấp hầu hết các truy nhập chuẩn cũng như không chuẩn của các thiết bị đầu cuối như: truy nhập đa dịch vụ, điện thoại IP, máy tính PC, tổng đài nội bộ PBX…

 Lớp truyền thông

Gồm các thiết bị là các cổng phương tiện như:

o Cổng truy nhập: AG kết nối giữa mạng lõi và mạng truy nhập, RG kết nối mạng lõi và mạng thuê bao nhà

o Cổng giao tiếp: TG kết nối mạng lõi với mạng PSTN/ISDN, WG kết nối mạng lõi với mạng di động

Lớp này chịu trách nhiệm chuyển đổi các loại môi trường (FR, PSTN, LAN, vô tuyến…) sang môi trường truyền dẫn gói được áp dụng trên mạng lõi

và ngược lại

Lớp điều khiển

Lớp điều khiển bao gồm các hệ thống điều khiển mà thành phần chính là Softswitch còn gọi là MGC hay Call agent, được kết nối với các thành phần khác nhau như: SGW MS FS AS để kết nối cuộc gọi hay quản lý địa chỉ IP

Lớp điều khiển có nhiệm vụ kết nối để cung cấp các dịch vụ truyền thông suốt từ đầu cuối đến đầu cuối với bất kỳ loại giao thức và báo hiệu nào Các chức năng quản lý và chăm sóc khách hàng cũng được tích hợp trong lớp điều khiển Nhờ có giao diện mở nên có sự tách biệt giữa dịch vụ và truyền dẫn, điều này cho phép các dịch vụ mới được đưa vào nhanh chóng và dễ dàng

qua giao diện mở API Nhờ đó mà các nhà cung cấp dịch vụ có thể phát triển các ứng dụng và triển khai nhanh chóng trên dịch vụ mạng.

Lớp quản lý

Lớp quản lý là một lớp đặc biệt xuyên suốt các lớp từ kết nối cho đến lớp ứng dụng Tại lớp quản lý người ta có thể khai thác hoặc xây dựng mạng giám sát viễn thông TMN như một mạng riêng theo dõi và điều phối các thành phần mạng viễn thông đang hoạt động

Hình 1.12: Cấu trúc Media GatewayMedia Gateway cung cấp phương tiện để truyền tải thông tin thoại, dữ liệu, fax

và video giữa mạng gói IP và mạng PSTN Trong mạng PSTN, dữ liệu thoại được mang trên kênh DSo Để truyền dữ liệu này vào mạng gói mẫu thoại cần được nén lại

và đóng gói Đặc biệt ở đây người ta sử dụng một bộ xử lý tín hiệu số DSP

• Media Gateway Controller MGC

Hình 1.13: Cấu trúc Softswitch

MGC là đơn vị chính của Softswitch Nó đưa ra các quy luật xử lý cuộc gọi, còn MG và SG sẽ thực hiện các quy luật đó Nó điều khiển SG thiết lập và kết thúc cuộc gọi Ngoài ra nó còn giao tiếp với hệ thống OS và BSS

MGC chính là cầu nối giữa các mạng có đặc tính khác nhau, như PSTN, SS7, mạng IP Nó chịu trách nhiệm quản lý lưu lượng thoại và dữ liệu qua các mạng khác nhau Nó cũng được gọi là Call Server do chức năng điều khiển các bản tin

Một MGC kết hợp với MG, SG tạo thành một cấu hình tối thiểu cho Softswitch

• Application Server /Feature Server

Hình 1.14: Cấu trúc Server ứng dụng

Server đặc tính là một server ở mức độ ứng dụng chứa một loạt dịch vụ của doanh nghiệp Chính vì vậy nó còn được gọi là Server ứng dụng thương mại Vì hầu hết các server này tự quản lý các dịch vụ và truyền thông qua mạng IP nên chúng không ràng buộc nhiều với Softswitch về việc phân chia hay nhóm các thành phần ứng dụng.

Các dịch vụ cộng thêm có thể trực thuộc Call Agent hoặc cũng có thể thực hiện một cách độc lập Những ứng dụng này giao tiếp với Call Agent thông qua các giao thức như SIP, H323… Chúng thường độc lập với phần cứng nhưng lại yêu cầu truy nhập cơ sở dữ liệu đặc trưng

Feature Server xác định tính hợp lệ và hỗ trợ các thông số dịch vụ thông thường cho hệ thống đa chuyển mạch

dữ liệu qua các mạng dựa trên IP, bao gồm cả Internet H323 có vai trò như một giao thức ô che, nó thực chất là một chồng giao thức bao gồm nhiều giao thức báo hiệu khác như:

- RAS dung cho quản lý đăng nhập và trạng thái

- H225 cho báo hiệu cuộc gọi và gói hoá các dòng media cho các hệ thống truyền thông đa phương tiện dựa trên công nghệ gói

- H245 cho điều khiển truyền thông giữa các hệ thống điện thoại trực quan và các thiết bị đầu cuối

- Một số tiêu chuẩn cho mã hoá, giải mã tiếng nói như G711, G728…

- Một số tiêu chuẩn cho mã hoá, giải mã hình ảnh nhu H261, H263…

Hình 1.15: Mô hình H323 tương quan với mô hình OSIH323 cung cấp khả năng truyền dẫn audio, video, thông tin điều khiển Dữ liệu bao gồm hình ảnh, fax, dữ liệu máy tính và các loại dữ liệu khác Nó có thể cung cấp rất nhiều loại hình dịch vụ và dùng trong nhiều lĩnh vực khác nhau Cấu trúc H323 có thể dược sử dụng trong mạng LAN hoặc mạng gói diện rộng, bất kì một mạng gói không tin cậy (không đảm bảo chất lượng dịch vụ), hoặc có độ trễ cao đều có thể được dùng cho H323

• SIP

Vào năm 1999, IETF đưa ra tiêu chuẩn báo hiệu riêng cho mình gọi là Session Initiation Protocol (SIP) SIP là giao thức báo hiệu tầng ứng dụng cho việc khởi tạo, thay đổi và kết thúc các phiên media, bao gồm các cuộc gọi thoại Internet và hội nghị

đa phương tiện Cũng giống như H323 nó dựa trên cấu trúc phân tán

SIP dựa trên ý tưởng và cấu trúc của SMTP và HTTP Nó hoạt động theo cơ chế client – server, các yêu cầu được bên gọi (client) đưa ra và bên bị gọi (server) trả lời Về cơ bản SIP là một giao thức hướng văn bản và gần gống như HTTP nhưng không phải là sự mở rộng của HTTP

Hình 1.16: Vị trí SIP trong chồng giao thứcSIP thực hiện một số nhiệm vụ trong suốt một phiên của hai phía (gọi và bị gọi):

- Định vị server: xác định hệ thống đầu cuối cho truyền thông thoại

- Các khả năng của User: xác định các phương tiện và các tham số của phương tiện sẽ được dùng

- Thiết lập cuộc gọi: rung chuông, thiết lập các tham số cuộc gọi cho cả hai phía gọi và bị gọi

- Kiểm soát cuộc gọi: chuyển và kết thúc cuộc gọi

1.5.2 BICC, SIP-T và SIP-I

• BICC

BICC do ITU-T phát triển từ năm 1999 Mục đích của nó là để xác định một giao thức cho truyền thông giữa các server hay MGC, độc lập với các loại tải tin Do vậy nó cho phép các nhà vận hành mạng chuyển được các dịch vụ thoại từ mạng TDM sang mạng gói Với mong muốn thích ứng 100% với mạng hiện tại và làm việc trên bất cứ môi trường nào khác để truyền thoại với chất lượng chấp nhận được

Ta có thể tóm tắt về BICC như sau:

- BICC CS1 xuất hiện 6/2000 hỗ trợ VoATM (Voice over ATM) đến BICC CS2 xuất hiện 7/2001 hỗ trợ cả VoATM và VoIP

- Tương thích đầy đủ với giao thức SS7/ISUP Hỗ trợ đầy đủ các dịch vụ ISUP

do vậy có thể sử dụng lại mạng SS7 đang tồn tại

- Dễ dàng được mang qua IP nhờ sử dụng SIGTRAN hay “circuit emulation”

- Được lựa chọn bởi 3GPP (cho hệ thống ứng dụng di động)

- Thích ứng tốt với các hệ thống báo hiệu khác như SIP và H323

• SIP-T

Là sự mở rộng của SIP để hỗ trợ các dịch vụ thoại thông thường Có thể coi như sau:

SIP-T=Tập con của SIP+SIP mở rộng để tương tác trong suốt với mạng PSTN

Cụ thể hơn thì SIP-T gồm có SIP thông thường trong mạng IP và quá trình đóng gói ISUP để chuyển thông tin báo hiệu tử mạng TDM sang truyền trên mạng gói

1.5.3 MGCP, H248/MEGACO

• MGCP

MGCP là một giao thức dùng để điều khiển các Gateway thoại nhờ phần tử điều khiển cuộc gọi bên ngoài được gọi là bộ điều khiển Media hay Call agent

- MGCP do IETF phát triển và được sử dụng rộng rãi cho các giải pháp cáp

- Mô hình kết nối dựa trên các điểm cuối và các kết nối

- Là giao thức kiểu master – slaver, khác với SIP và H323 (là giao thức peer - to – peer) Phối hợp hoạt động tốt với SIP và H323

- Được sử dụng giữa Call Agent và Media server

• H248/MEGACO

Bên cạnh MGCP do IETF phát triển thì ITU-T cũng phát triển giao thức MDCP (media device control protocol) Sau đó hai tổ chức này đã thoả thuận và đi đến thống nhất một giao thức gọi là MEGACO hay H248 (theo cách gọi của ITU-T)

- Mô hình kết nối dựa trên các termination và context

- Các gói được định nghĩa trong các phụ lục riêng (các RFC riêng)

- Các lớp ứng dụng lớn hơn cho hội nghị đa bên và các cuộc gọi đa phương tiện

- Hiệu quả hơn và mở hơn cho các tiến trình trong tương lai mà không bị phá vỡ

1.5.4 SIGTRAN

SIGTRAN là một nhóm làm việc của IETF nghiên cứu việc truyền tải báo hiệu

công việc: cung cấp tương tác giữa hai mạng PSTN và mạng IP, cho phép truyền báo hiệu PSTN trong mạng IP, điển hình là VoIP Công việc chính của nhóm là nghiên cứu truyền báo hiệu giữa các Gateway (SG và MGC) nhằm cung cấp khả năng cho MGC định vị tài nguyên trên mạng.

 M2UA: kết nối tới các thiết bị cũ mà không cần yêu cầu số SP mới

 M2PA và M3UA: kết nối giữa các điểm báo hiệu cho phép IP

 SUA: cho phép kết nối với các điểm báo hiệu cho phép IP với các ứng dụng TCAP

 IUA: truyền báo hiệu thuê bao tới Softswitch

1.5.5 APIs và INAP

INAP là giao thức ứng dụng mạng thông minh Nó hỗ trợ các dịch vụ mạng thông minh trên nền NGN Nó được dùng cho truyền báo hiệu dịch vụ IN giữa Call server và Feature server

API là giao diện chương trình ứng dụng Thông qua giao diện này nhà cung cấp dịch vụ có thể tương tác với Feature server để kiến tạo nên dịch vụ mới một cách linh hoạt trên nền mạng hiện có mà không cần thay đổi thiết bị mạng Có giao diện này giúp cho quá trình triển khai các dịch vụ cũng đơn giản và nhanh chóng hơn

1.5.6 RTP và RCTP

• RTP

RTP là giao thức truyền tải thời gian thực hỗ trợ việc truyền thông tin Media trong hệ thống H323 Cụ thể là RTP hỗ trợ thực hiện trao đổi bản tin hai chiều từ đầu đến cuối theo thời gian trên mạng Unicast hay Muticast Các dịch vụ truyền tải và đóng mở gói bao gồm: nhận diện tải, sắp xếp đúng thứ tự gói tin, chuẩn hoá thới gian tín hiệu đòi hỏi thời gian thực dựa vào tem thời gian và các từ giám sát RTP dựa vào nhiều cơ chế khác biệt và các lớp thấp hơn để đảm bảo truyền đúng thời hạn, chiếm giữ tài nguyên, đảm bảo độ tin cậy và QoS

• RTCP

RTCP là giao thức điều khiển truyền thời gian thực, làm cơ sở điều khiển tới các thành phần của tệp, sử dụng cơ chế phân phối giống với gói dữ liệu Các giao thức lớp dưới phải cung cấp việc phối hợp gói dữ liệu và điều khiển RTCP giám sát việc gửi dữ liệu cũng như diều khiển và nhận dạng dịch vụ RTP luôn sử dụng cổng UDP chẵn, còn RTCP sử dụng cổng UDP lẻ ngay trên cổng cho RTP của nó.

Theo ITU có hai xu hướng tổ chức mạng chính:

- Hoạt động kết nối định hướng (CO)

- Hoạt động không kết nối (CL)Tuy vậy hai phương thức phát triển này đang dần tiếp cận và hội tụ dẫn đến sự

ra đời của của công nghệ ATM/IP Sự phát triển mạnh mẽ của các dịch vụ và các công nghệ mới tác động trực tiếp đến sự phát triển cấu trúc mạng

1.6.1 IP

IP là giao thức chuyển tiếp gói tin Việc chuyển tiếp gói tin được thực hiện theo

cơ chế phi kết nối IP định nghĩa cơ cấu đánh số, cơ cấu chuyển tin, cơ cấu định tuyến

và các chức năng điều khiển ở mức thấp (ICMP) Gói tin IP gồm địa chỉ của bên nhận, địa chỉ là số duy nhất trong toàn mạng và mang đầy đủ thông tin cần cho việc chuyển gói tới đích

IP là giao thức chuyển mạch có độ tin cậy và khả năng mở rộng cao Tuy nhiên việc điều khiển lưu lượng rất khó thực hiện do phương thức định tuyến theo từng chặng Mặt khác IP cũng không hỗ trợ chất lượng dịch vụ

1.6.2 ATM

Công nghệ ATM dựa trên cơ sở của phương pháp chuyển mạch gói Thông tin được nhóm vào các gói tin có độ dài cố định ngắn; trong đó vị trí gói không phụ thuộc vào đồng hồ đồng bộ và dựa trên nhu cầu bất kỳ của kênh cho trước Các chuyển mạch ATM cho phép hoạt động với nhiều tốc độ và dịch vụ khác nhau ATM có hai đặc điểm quan trọng:

- ATM sử dụng các gói có kích thước nhỏ và cố định gọi là các tế bào ATM Các

tế bào nhỏ với tốc độ truyền cao sẽ làm cho trễ truyền lan và biến động trễ giảm

- ATM có khả năng nhóm một số kênh ảo thành một đường ảo nhằm giúp cho công việc định tuyến được dễ dàng

Quá trình chuyển giao các tế bào qua tổng đài ATM cũng giống như chuyển giao gói qua router Tuy nhiên ATM có thể chuyển mạch nhanh hơn vì nhãn gắn trên cell có kích thước cố định và nhỏ hơn IP, kích thước bảng định tuyến nhỏ hơn nhiều so với của IP router Việc này thực hiện trên các thiết bị phần cứng chuyên dụng nên dung lượng tổng đài ATM thường lớn hơn dung lượng IP router truyền thống

1.6.3 IP Over ATM

IP over ATM là một kỹ thuật xếp chồng, nó xếp IP lên ATM; giao thức của hai tầng hoàn toàn độc lập với nhau, giữa chúng phải nhờ một loại giao thức nữa để nối thông như NHRP, ARP… Điều đó hiện nay không được sử dụng rộng rãi trong thực tế

1.6.4 MPLS

MPLS là kỹ thuật chuyển mạch đa giao thức nhãn Phương pháp này đã dung hợp một cách hữu hiệu năng lực điều khiển lưu lượng của thiết bị chuyển mạch với tính linh hoạt của bộ định tuyến

MPLS là công nghệ chuyển mạch IP có nhiều triển vọng Với tính chất cơ cấu định tuyến của mình, MPLS có khả năng nâng cao chất lượng dịch vụ của mạng IP truyền thống Bên cạnh đó thông lượng của mạng sẽ được cải thiện một cách rõ rệt Tuy nhiên độ tin cậy là một vấn đề thực tiễn có thể khiến việc triển khai MPLS trên mạng bị chậm lại

CHƯƠNG II: DỊCH VỤ TRONG NGN

2.1 Giới thiệu chung về dịch vụ

Sự cạnh tranh gay gắt trong lĩnh vực mạng thông tin cũng như mạng viễn thông đang diễn ra trong những năm gần đây Khi sự cạnh tranh gia tăng, điều đặc biệt quan trọng đối với các công ty là xác định vị trí thích hợp để mang lại thuận lợi cho bản thân mình, và để chuẩn bị cho môi trường truyền thông mới đang nổi lên Trong môi trường này, sự hòa nhập, liên kết và cạnh tranh của các thành viên mới tham gia vào thị trường phải hoạt động tích cực để tìm ra phương thức mới, nhằm giữ và thu hút hầu hết các khách hàng có tiềm năng Các nhà cung cấp dịch vụ hiện nay đang cố gắng tìm

ra lối đi riêng cho mình để tạo ra sự khác biệt với các nhà cung cấp khác, chẳng hạn như tìm kiếm phương thức mới để đóng nhãn và đóng gói dịch vụ, thực hiện giảm các chi phí hoạt động,…

Mạng thế hệ mới NGN là bước kế tiếp của thế giới viễn thông, có thể được hiểu

là mạng dựa trên công nghệ chuyển mạch gói, khả năng điều khiển thông minh dịch vụ hoặc cuộc gọi Khả năng điều khiển thông minh này thường hỗ trợ cho tất cả các loại dịch vụ trên mạng truyền thông, từ dịch vụ thoại cơ bản (Basic Voice Telephony Services) cho đến các dịch vụ dữ liệu, hình ảnh, đa phương tiện, băng rộng tiên tiến (Advanced Broadband), và các ứng dụng quản lý (Management Application)

Hình 2.1: Mạng đa dịch vụ (góc độ dịch vụ)

Như đã đề cập ở các phần trước, NGN là sự tập trung của ba loại mạng chính: mạng thoai PSTN, mạng di động và mạng chuyển mạch gói (mạng Internet) Cấu trúc này phân phối toàn bộ các phương thức truy nhập, hầu hết các công nghệ và ứng dụng mới Từ đó tạo ra nhiều dịch vụ mơi

Hình 2.2: Cấu trúc NGN dạng modun

Có ba loại dịch vụ chủ yếu trong NGN: dịch vụ thời gian thực và thời gian không thực, dịch vụ nội dung, dịch vụ quản lý Các dịch vụ này giúp cho các nhà khai thác có sự điều khiển, bảo mật và độ tin cậy tốt hơn đồng thời giảm chi phí vận hành Nhờ đó, các nhà cung cấp dịch vụ có thể nhanh chóng có nguồn thu mới

Xây dựng trên các thành phần mở và được module hóa, trên các giao thức chuẩn và các giao diện mở, NGN đã trở thành một phương tiện thực hiện mục đích là cho phép kết nối giữa con người và máy móc ở bất cứ khoảng cách nào Nói cách khác, NGN có khả năng cung cấp các yêu cầu đặc biệt của tất cả khách hàng công ty, văn phòng ở xa, văn phòng nhỏ, nhà riêng,… Nó hợp nhất thoại hữu tuyến và vô tuyến, dữ liệu, video,… bằng cách sử dụng chung một lớp truyền tải gói Các lớp dịch

vụ của NGN linh hoạt, chi phí hiệu quả và có khả năng mở rộng hơn đối với các dịch

vụ trước đây

2.2 Nhu cầu NGN của các nhà cung cấp dịch vụ

Mạng Internet đang xử lý khá tốt tất cả các dịch vụ chúng ta yêu cầu Giải pháp của mạng Internet đơn giản là sử dụng các thiết bị đầu cuối thuê bao CPE (Customer Premise Equipment) tiên tiến như PC, smart phone, set-top-box,… Dịch vụ được thực hiện tại các hệ thống đầu cuối Các xí nghiệp, các công ty phần mềm và một số trường Đại học, trung học sẽ phát triển các ứng dụng và tải chúng từ mạng Internet đến các thiết bị CPE Các yêu cầu đối với mạng truyền tải công cộng là tính tin cậy và băng thông truyền dẫn cao Như vậy tại sao các nhà cung cấp dịch vụ lại quan tâm đến dịch

vụ NGN? Tại sao họ không theo phương thức kinh doanh cũ? Sau đây là một số lý do tiêu biểu:

Nhà cung cấp có thể tồn tại với phương thức cũ (nếu họ may mắn), tuy nhiên chắc chắn họ sẽ không thành công Các nhà cung cấp đang bắt buộc cạnh tranh về giá

để đảm bảo thu nhập Trong lúc đó, các đối thủ cạnh tranh đưa ra các dịch vụ hấp dẫn

để được các khách hàng “béo bở” nhất Do đó nếu nhà cung cấp dịch vụ muốn thành công trong thời đại mới, họ buộc phải thêm giá trị vào các dịch vụ truyền thống của mình NGN hỗ trợ các dịch vụ mới tiên tiến nên cho phép họ giữ được các khách hàng quan trọng và mở rộng thị trường trong nhiều khu vực mới

Mạng lưới hiện nay không thể cung cấp tất cả các yêu cầu của khách hàng Một điều không thể nghi ngờ là các dịch vụ của một vài khách hàng đang chuyển dần ra biên mạng Nhà cung cấp mạng công cộng không thể chống lại khuynh hướng này Tuy nhiên họ không chấp nhận thất bại Kinh doanh các dịch vụ thông tin mới trở thành một ngành công nghiệp có thể thu về hàng tỷ đô la Cuối cùng có một thực tế là một số người muốn sử dụng các dịch vụ mới trên nền CPE, trong khi số khác lại thích dịch vụ trên nền mạng

Các dịch vụ trên nền mạng có nhiều ưu điểm Với một số nhỏ các dịch vụ đơn giản không yêu cầu làm việc giữa khách hàng với nhau, các dịch vụ trên nền CPE có thể hiệu quả Tuy nhiên, khi số lượng khách hàng làm việc với nhau tăng, các dịch vụ trên nền mạng tỏ ra có nhiều lợi thế hơn Ví dụ, các ứng dụng trên nền mạng linh hoạt hơn và có khả năng mở rộng hơn so với các dịch vụ trên nền CPE Với các ứng dụng trên nền CPE, thiết bị CPE cần phải tinh vi, phức tạp hơn (và do đó, đắt tiền hơn) để đảm bảo các yêu cầu về các ứng dụng tiên tiến hơn Giải pháp trên nền mạng cho phép chia sẻ tài nguyên và dễ dàng mở rộng để đáp ứng các yêu cầu đó Thứ hai, dịch vụ trên nền CPE khó khăn trong việc cung cấp các dịch vụ đối với thuê bao di động Nếu khách hàng muốn truy nhập vào các dịch vụ của họ tại những địa điểm khác nhau, họ

tài nguyên mạng Với các dịch vụ trên nền mạng, khách hàng có thể truy nhập vào các dịch vụ của họ bất kể từ vị trí nào Cuối cùng, các vấn đề khách hàng quan tâm như tính cước, quản lý cấu hình, dự phòng và các dạng quản lý khác được xử lý dễ dàng hơn đối với các dịch vụ trên nền mạng

NGN sẽ cho phép các nhà khai thác cung cấp với chi phí hiệu quả của các dịch

vụ mới phức tạp hơn bằng cách xây dựng một lõi liên hệ với các dịch vụ truyền tải truyền thống Thêm vào đó, việc hợp nhất các ứng dụng NGN làm giảm chi phí bằng cách loại bỏ các nhược điểm của các dịch vụ riêng lẻ hiện nay NGN còn giảm thời gian thương mại hóa và xoay vòng vốn nhanh hơn khi cung cấp các dịch vụ mới Và sau cùng, NGN mở rộng các dịch vụ tiên tiến, tăng khả năng cạnh tranh và mở rộng khả năng thâm nhập thị trường của họ

2.3 Yêu cầu của khách hàng

• Công ty lớn

 Dịch vụ VPN cho kết nối nội bộ, và dịch vụ truyền dẫn (chẳng hạn như leased line) kết nối với bên ngoài Có nhu cầu quản lý dịch vụ và mạng

 Dung lượng băng thông lớn, phân phối băng thông linh hoạt

 Yêu cầu QoS là bắt buộc, có sự dự phòng

• Công ty nhỏ, văn phòng đặt tại nhà

 Dịch vụ kết nối từ xa, dịch vụ văn phòng như thoại, fax, dữ liệu, Internet,

 Dung lượng băng thông trung bình

 QoS: ít quan trọng

• Thuê bao tại nhà

 Dịch vụ kết nối từ xa và các dịch vụ tại nhà như thoại, Internet, di động, giải trí, điều khiển các thiết bị trong nhà,…

 Dung lượng băng thông nhỏ

 QoS: ít quan trong

2.4 Dịch vụ NGN

2.4.1 Xu hướng các dịch vụ trong tương lai

Để xác định được các dịch vụ trong mạng thế hệ sau cũng như chiến lược đầu

tư của các công ty, xu hướng phát triển các dịch vụ trong tương lai là vấn đề rất cần xem xét

 Trước hết chúng ta cần quan tâm đến xu hướng của dịch vụ thoại Đây là dịch vụ phổ biến, lâu đời và thu nhiều lợi nhuận nhất từ những ngày đầu cho đến nay Do đó, dịch vụ thoại truyền thống sẽ tiếp tục tồn tại trong thời gian dài Sau đó, một phần dịch vụ truyền thống này chuyển sang thông tin di động và thoại qua IP

 Đối với dịch vụ truyền thông đa phương tiện, hiện nay H.323 đã là môi trường cho giải pháp thoại qua giao thức IP và các dịch vụ đa phương tiện tương đối đơn giản Tuy nhiên, sau đó SIP sẽ thay thế cho H.232 do SIP có nhiều ưu điểm hơn và thích hợp với các dịch vụ truyền thông đa phương tiện phức tạp

 Trong tương lai, tính cước dịch vụ theo nội dung và chất lượng, không theo thời gian sẽ chiếm ưu thế

 Nhiều dịch vụ và truy nhập ứng dụng thông qua các nhà cung cấp dịch vụ và truy nhập ứng dụng sẽ phát triển mạnh Các dịch vụ leased line, ATM, Frame Relay hiện nay sẽ tiếp tục tồn tại thêm một thời gian nữa do các tổ chức kinh doanh không muốn thay đổi thiết bị chỉ vì thay đổi dịch vụ kết nối Dịch vụ IP-VPN sẽ trở thành một lựa chọn hấp dẫn

 Cuối cùng, phương thức truy nhập mạng, ra lệnh, nhận thông tin,… bằng lời nói (voice portal) sẽ là một chọn lựa trong tương lai Hiện nay, kỹ thuật chuyển đổi từ lời nói sang file văn bản và ngược lại đang phát triển mạnh

2.4.2 Các đặc trưng dịch vụ NGN

Mặc dù thật khó để dự đoán hết các ứng dụng trong tương lai, nhưng chúng ta

có thể chỉ ra các đặc trưng và các khả năng quan trọng của dịch vụ trong môi trường NGN bằng cách xem xét các xu hướng công nghiệp liên quan đến dịch vụ hiện nay Một điều chắc chắn là chúng ta đang dịch chuyển từ mạng chuyển mạch kênh, trên nền TDM sang mạng dựa trên chuyển mạch gói, dựa trên truyền tải tế bào hay khung Tuy nhiên các thay đổi này là trong mạng truyền tải và ở đây chúng ta chỉ xem xét ở mức dịch vụ

Các nhà cung cấp dịch vụ mạng truyền thống đã cung cấp các dịch vụ với

trên một thị trường rộng lớn giữa các thuê bao đầu cuối, với các khả năng sử dụng các dịch vụ giá trị gia tăng khác nhau Dù sao, các dịch vụ này đã làm thay đổi nhanh chóng đến nền kinh tế thế giới và thông tin cũng được xem như một nguồn tài nguyên

cơ sở

Trong khi các dịch vụ hiện tại vẫn được các nhà cung cấp giữ lại, thì khách hàng lại sẽ hướng đến các dịch vụ đa phương tiện băng rộng và các dịch vụ mang nhiều thông tin Khách hàng có thể tương tác với nhau thông qua mạng nhờ các thiết

bị CPE tinh vi và có thể chọn trên phạm vi rộng chất lượng dịch vụ (QoS) và dải tần Trong tương lai, mạng thông minh sẽ không chỉ tạo ra các tuyến kết nối bằng cách dựa trên cơ sở dữ liệu đơn giản mà còn có thể mang nhiều thông tin rộng hơn như: quản lý session đa phương tiện, các kết nối đa công nghệ, điều khiển/quản lý thông minh, bảo mật cao, các dịch vụ chỉ dẫn trực tuyến, các phần tử giám sát,…

Sự phát triển của các dịch vụ truyền thông hiện nay sẽ hướng tới việc các nhà cung cấp dịch vụ phải có sự mềm dẻo, linh hoạt để phục vụ được cả thị trường lớn và nhỏ Các quyết định về việc cung cấp dịch vụ của họ có thể gặp nhiều vấn đề phải giải quyết như giá cả, việc đóng gói, tiếp thị cũng như sự tiện ích của dịch vụ thực tế khi cung cấp Khi có nhiều phương tiện truyền tin, nhà cung cấp dịch vụ, nhà cung cấp thiết bị và các doanh nghiệp thương mại liên quan đến việc cung cấp dịch vụ, liên mạng và các hệ thống thương mại sẽ trở nên càng quan trọng

Mục tiêu chính của dịch vụ NGN là cho phép khách hàng có thể lấy thông tin

họ muốn ở bất kỳ dạng nào, trong bất kỳ điều kiện nào, tại mọi nơi và dung lượng tùy

ý Dựa trên các khuynh hướng được đề cập ở trên, sau đây là một số đặc tính dịch vụ quan trọng trong môi trường NGN:

 Liên lạc thông tin rộng khắp, thời gian thực, đa phương tiện, đảm bảo độ tin cậy, thân thiện trong việc liên kết các thuê bao, truy nhập tốc độ cao và truyền tải thông tin với bất kỳ phương tiện nào, vào mọi lúc, tại mọi nơi,…

 Nhiều thực thể và các phần tử mạng thông minh được phân bố trên toàn mạng Nó bao gồm các ứng dụng cho phép truy nhập và điều khiển các dịch vụ mạng Nó cũng có thể thực hiện các chức năng cụ thể thay thế cho nhà cung cấp dịch vụ hoặc mạng Ta có thể xem nó như một tác tử quản lý có thể thực hiện giám sát tài nguyên mạng, tập hợp các số liệu,…

 Dễ dàng sử dụng Khách hàng không bị ảnh hưởng từ các quá trình tập trung, xử lý

và truyền dẫn thông tin phức tạp của hệ thống Nó cho phép khách hàng truy xuất

và sử dụng các dịch vụ mạng một cách đơn giản hơn, bao gồm các giao diện người dùng cho phép tương tác tự nhiên giữa khách hàng và mạng Khách hàng được cung cấp các thông tin hướng dẫn, các tùy chọn, các tương tác quản lý xuyên suốt các dịch vụ Ngoài ra nó còn cung cấp các menu khác nhau cho những người chưa có