Tìm hiểu công nghệ truy cập mạng tiên tiến NGN đề xuất mô hình thực tế tại bưu điện tỉnh bình thuận

LOIMG DAU OI MO Mạng NGN là một mạng dựa trên chuyển mạch gói, có khả năng cung cấp các dịch vụ viễn thông và sử dụng các công nghệ chuyển tải băng rộng, hỗ trợ QoS; và trong đó việc cun

BQ GIAO DUC VA DAO TAO TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP.HCM

KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO CỘNG HÒA XÃ HOI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Khoa: Công nghệ thông tin NHIỆM VỤ THỰC HIỆN LUẬN VĂN

Bộ môn: Mạng May Tinh TOT NGHIEP CUOI KHOA

Họ và tên : Dương Phùng Quốc Nam MSSV : 02DHTH129

Ngành : Mạng Máy Tính Lớp :02ĐTHMMT

1 Đầu đề đồ án tốt nghiệp :

Tìm hiểu công nghệ truy cập mạng tiên tiến NGN Đề xuất mô hình mạng

NGN thực tế tại bưu điện tỉnh Bình Thuận

2.1 H1 th ệt ¬ pipe cere gi nrrnenrrtrrrirrne tranh creer co

Phần phân tích, thiết kế & xây dụng ứng dụng minh họa :

ốc 5

3 Ngày giao nhiệm vụ đồ án: 4 š [40 / 200 +

4 Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 2 4 [2008

5 Ho tén gido vién huéng dẫn:

Nguyễn Mậu Tuần

Nội dung và yêu cầu đồ án tốt nghiệp đã

TP.HCM, ngày tháng năm (Ký và ghi rõ họ tên)

2007

— AZ Naydn M tis |ua#„

PHẢN DÀNH CHO BỘ MÔN

Người duyệt (chấm sơ bộ) : 2552 Server

Đơn VỊ : Q Quà ướt

Ngày bảo VỆ : TH HH ve

Điểm tông 1ì

DAIL HOC KY THUAT CONG NGHE CONG HOA XA HOI CHU NGHIA VIET NAM

Sts KHOA CONG NGHE THONG TIN DOC LAP - TU DO - HẠNH PHÚC

Tp Hé Chi Minh, ngay tháng năm

NGƯỜI NHẬN XÉT

(Ký tên và ghi rõ họ tên)

DAIL HOC KY THUAT CONG NGHE CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN ĐỘC LẬP - TỰ DO ~- HẠNH PHÚC

NHAN XET DANH GIA CUA GIANG VIEN PHAN BIEN

DE TAI: Fis Ba tie tsp Aandi NẠI Aa ted edad thal _-

treo ÔNN, nwa lờ TIỂU Uy evtssessesecsecuecsesseesesueceesessessesseeetssecassuseassneeneeess

_ An Me: -AM án i eat ny NEN rire: bei ohi Min na Mhey:

Các câu hỏi đối đa 3 câu):

LOI CAM ON

Em xin cảm ơn Ban giám hiệu nhà trường và khoa

CNTT đã tạo điều kiện tốt nhất cho em trong thời gian học đại học

Em xin cảm ơn các thấy cô khoa Công nghệ thông tin

đã tận tam day dé em trong những năm học đại học, truyền

đạy cho em những kiến thức quý báu

Đặc biệt, em vô cùng biết ơn thầy Nguyễn Mậu Tuấn,

người đã trực tiếp hướng dẫn tận tình, chỉ bảo và giúp đỡ em trong suối quá trình làm đề tài

Tôi xin cẩm ơn gia đình và bạn bè đã tạo điều kiện tốt nhất cho tôi trong thời gian theo học đạt học

Kiến thức là vô hạn song sự tiếp thu và tâm hiểu biết

của em là có hạn, bên cạnh đó do thời gian thực hiện đề tài

ngắn và tài liệu tham khảo còn hạn chế, vì vậy luận án tốt nghiệp chắc chắn sẽ còn nhiều khiếm khuyết, kính mong sự chỉ

giáo của quý thầy cô

Em xin chân thành cảm ơn

Ngày I3 tháng I năm 2008

Sinh Viên Thực Hiện

Dương Phùng Quốc Nam

LOIMG DAU OI MO

Mạng NGN là một mạng dựa trên chuyển mạch gói, có khả năng cung cấp các dịch vụ viễn thông và sử dụng các công nghệ chuyển tải băng rộng, hỗ trợ

QoS; (và trong đó) việc cung cấp các dịch vụ độc lập với các công nghệ liên

quan đến chuyển tải Hỗ trợ người sử dụng lựa chọn dịch vụ mà không phụ thuộc

với mạng và với nhà cung cấp dịch vụ NGN hỗ trợ khả năng di động, tạo điều

kiện cung cấp dịch vụ ở mọi lúc, mọi nơi

Xu hướng phát triển mạng viễn thông theo cấu trúc mạng thế hệ sau là xu hướng chung trên toàn 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

Mạng viễn thông Việt Nam mà nồng cốt là mạng viễn thông của Tập đoàn

BC-VT Việt Nam 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 sau cung cấp đa dịch vụ, đa phương tiện,

chất lượng cao

Căn cứ vào chiến lược phát triển BCVT và định hướng tổ chức mạng viễn thông của VNPT đến năm 2010, và dựa trên cấu trúc mạng viễn thông tỉnh Bình

Thuận hiện nay với dự báo nhu cầu phát triển mạng viễn thông tỉnh Bình Thuận

đến năm 2010; Bưu điện Bình Thuận thực hiện xây dựng cấu trúc mạng viễn

thông giai đoạn 2008-2010 hướng tới một cấu trúc mạng thế hệ sau

Để tài: “TÌM HIỂU CÔNG NGHỆ TRUY CẬP MẠNG TIÊN TIẾN NGN

ĐỀ XUẤT MÔ HÌNH THỰC TẾ TẠI BƯU ĐIỆN TỈNH BÌNH THUẬN” sẽ cho một cái

nhìn tổng quan về cấu trúc của mạng thế hệ sau, định hướng phát triển mạng

NGN của VNPT, tiến trình xây dựng mạng truy cập NGN tại Bưu điện Bình

Thuận, và khảo sát các thiết bị sẽ triển khai cho mạng Để tài gồm 4 chương:

Chương 1: Kiến trúc của NGN Chương 2: Các thành phần mạng và dịch vụ Chương 3: Khảo sát các thiết bị CES và MSAN

Chương 4: Xây dựng mạng truy cập NGN cho Bưu điện Bình Thuận

Ngày 13 tháng l năm 2008 Sinh viên thực hiện

Dương Phùng Quốc Nam

Xây dựng mạng truy cập NGN cho Bưu Điện Bình Thuận

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1: KIẾN TRÚC CỦA NGN

1.1 MẠNG VIEN THONG THẾ HỆ SAU NGN oeccccscscsssssssssssssssesssssssssseeeeeeecoceceeccce 1

1.1.2 Các đặc trưng của mạng NGŒN . - - Lcs SH g1 111111 ren cưệc 1

1.1.3 Các công nghệ trong NGN 5-1 EE1 211122115211 01115 015515 1xEEsvee 2 1.1.4 Sự tiến hóa từ mạng hiện có lên NGN - - S22 SsSEE SE E1 na 3 1.1.5 Kết luận csc Sen TH HH 1120012211212 EEEEErereererrereee 4

1.2 KIẾN TRÚC CỦA NGN 22tt 22121121222Tn11nearreee 4

1.2.1 L@p troy Cap oe ee eeccccccccsesesssescscscssesscsvesssseesesessreressssrssssssesasscavessesaveveseees 5

1.2.2 Lớp truyn tai eeceecccccscssssssssecssesssssssusenesacsscsucsarstessestessessessssssecsssseseese 5

1.2.4 LGp dich Vu oo eeecececesssssessecsesescsssssescscsssvessssvevavsvavavavasatasasscasteaaveceveseesves 6

CHƯƠNG 2: CÁC THÀNH PHẦN MẠNG VÀ DỊCH VỤ

2.1 CÁC THÀNH PHẦN CỦA NGN 2221121111111 Ennnrerag 8 2.2 CÁC THỰC THỂ CHỨC NĂNG, 22222211221212122TTTnnE neo 10 2.2.1 Chức năng cổng phusp stich (MGC-F) visccscccescsssscsscesssssssssssssssessssessesssssese 10

2.2.2 Chức năng điều khiển cổng phương tiện (MGC-F) So scescc 11

2.2.3 Chức năng cổng báo hiệu & báo hiệu cổng truy nhập (SG-F/AGS-F) 11

2.2.4 Chức năng máy chủ phương tiện (MS-F) 2+ + s222EEE2E E52 Eerrerecec 12 2.2.5 Chức năng máy chủ ứng dụng (AS-F) 52t cv 2S SE 211212 51t nen nrưen 12

2.2.6 Chức năng định tuyến cuộc gọi và tính cước (R-F, A-E) c co 13

2.3 Một số thiết bị mạng NGN s s22 s22 Tn2E HT TH Hee 13

2.3.1 SOfSWIICH QH HHnHH HH1 11H HT Hư 13

2.3.3 MSAN/ACC€SS GatCWAV ung 13 2.3.4 Trunk Gat€WAY Q Q Q.11 HH TH HH te 13 2.3.5 Application S€TV€T -LcsctSn SH 11T 1111k HT nga 13

2.3.6 Cac thi€t DI DP eecccccccsscescsesssesssssssssesssessucssecssessessessssesessissstessvesenseteeees 14

2.4.1 Công nghệ IP -sS ST E1 E111 511110101112 TT tnn 14

2.4.2 Công nghệ ATTM - Ln nTn HH HE T11 E11 HH He 15 2.4.3 Công nghệ IP over ATM HH Tnhh He 16 2.4.4 Công nghệ MPLS (MultiProtocol Label SWIICH) 2Q Q22 se, 17 2.4.5 Công nghệ Gigabit Ethernet -sscscn Sen S1 12111 He 18

2.5.1 Giới thiỆU LH HH Hy HH HH Hee 18

Xây dựng mạng truy cập NGN cho Bưu Điện Bình Thuận

2.7 KET LUẬN 22c TH 2 0111222 11 reo 28

CHƯƠNG 3: KHẢO SÁT CÁC THIẾT BỊ CES VÀ MSAN

3.1 THIẾT BI CES (CARRIER ETHERNET SWITCH) ccc ccccsceeeeeensesseees 29

3.1.1 GiGi thiéu vé Ethernet ccecccecccssesessssesssrsssessearescscsssveveccreseevecceseeee 29

3.1.2 Ethernet Switch ccc cccccccescscscscsessscscscscsvssscevscsvsvacesevssasavavavasasseavscevevavens 30 3.1.3 Carrier Ethernet Switch o c.cccccccscscssscesscecsseseecscscsssesscecatsecscecesessesersceees 35 3.2 THIET BI MSAN Qo eccccccccsesescscscscscssacscsssceescseevavesasarasavsussasasasavavscssssaveveneeess 44

3.2.1 Téng quan vé thiét bi MSAN cesccsecccssesccsessecsesscssessessesessessersescsseeesececeees 44

3.2.2 Dac tinh k¥ thuat co ban cla MSAN.ouw cecceseccseccecsescsccecscsseccecscsssesceceee 45 3.2.3 Phương an st dung MSAN .cccccccssesessssecsescstsvsssasereeseceessassestareseasacsees 45 3.2.4 Yéu cau d6i VOI MSAN ccecccceccsecessscesecsesecsucsesresuesscscesessessesceressessensescese 46

3.3 Khảo sát thiét bi MAG BroadAccess-1000 000 cccccccccccscsesescsesessacecesesesescessesees 46

3.3.1 Các đặc tính hệ thong cccccccsessscesscsescacensesvesecscacstsvscssecavevenevess 47 3.3.2 Cấu trúc hé thong .ceesccccescssesssssssssesssssessecsussuessessessececssessesevsreesussessesseese 48

3.3.3 Các card của thiết bị - -ctSt H112 1111112111811 15 121111115 He nẻ 50

3.3.4 Các cấu hình c s- cv t1 1 2111211111211 2 TS Eerrereree 58 3.3.5 Các Ứng dụng L2 222221 1n 11101 11111151 1tr 61

CHƯƠNG 4: XÂY DỰNG MANG TRUY CẬP NGN CHO BƯU ĐIỆN BÌNH THUẬN

4.1 SỞ CỨ XÂY DỰNG MẠNG TRUY CẬP NGN BƯU ĐIỆN BÌNH THUẬN 65 4.2 XÂY DỰNG CẤU TRÚC NGN CỦA VNPT 22 2222222 65

4.2.1 Các nội dung cần ưu tiên thực hiện 22s SsEHE E111 EE HH nen 65

4.2.2 Định hướng xây dựng mạng NGN tại các bưu điện tỉnh — thành 66 4.2.3 Mạng MAN QH HT H010 11111111 re 66 4.2.4 Mạng truy cập quang - cs c sec 111112111 11111115 111111111 xe 68

4.2.5 Mạng truyền dẫn - St T111 11121111221 01121151 EEEEereeeerrre 69 4.2.6 Giới thiệu về chuẩn TRR L01 5c cSSS S221 122112121111121 221111 EEeree 70

4.2.7 Các dich vu cung cấp trên mạng )(€C BM4 70 4.3 NĂNG LỰC MẠNG VIÊN THÔNG TỈNH BÌNH THUẬN ĐẾN 12/2007 72

4.3.1 Mạng chuyển mạch PSTN ¿S22 Sn 2E 1125122111151 nen 72 4.3.2 Mạng xIDSÌ S.Là tt TH TH HH HT TH re 73

4.3.3 Mạng truyền dẫn s2s 2x 111211211 1111111111125EEEeeerre 73 4.4 CẤU TRÚC MẠNG VIỄN THÔNG BƯU ĐIỆN TỈNH BÌNH THUẬN GIAI ĐOẠN 2008-201Ó 2 1 n1 12 H111 1 re rereree 73

4.4.1 Mạng chuyển mạch TDM 2s s1 2112121122 ren 73 4.4.2 Cấu hình mạng xDSL đến 2010 Q21 012122 Hee 79

Xây dựng mạng truy cập NGN cho Bưu Điện Bình Thuận

4.4.3 Mạng MAN E dén nam 2010 oo ccccccccessscesssseccesesessessesssseseressevececescecs 79

4.4.4 Mang truyén dani esccccccsecssessssssssssessesesesssessessesseeasecsusssssesesusssveeeesceses 83

KET LUAN vcesssssosesssesssssscssssessstessstssstenssanesiasesusssssssstssssassissasiusssesaseesse 93 CAC TU VIET TAT ccssssssssssssssssssssssssssssssseseeesassssesussssssssuassssssssunsesessesessseeeee 94

Chương l1: Kiến trúc của NGN -1-

_ CHUONG 1

KIEN TRUC CUA NGN

1.1 MANG VIEN THONG THE HE SAU NGN

1.1.1 Dinh nghia

Mạng viễn thông thế hệ sau NGN (Next Generation N etwork) có nhiều tên gọi

khác nhau, ví dụ như:

- Mạng đa dịch vụ (cung cấp nhiễu loại dịch vụ khác nhau)

- Mạng hội tụ (hỗ trợ cho cả lưu lượng thoại và dữ liệu, cấu trúc mạng hội tụ)

- Mạng phân phối (phân phối tính thông minh cho mọi phần tử trong mạng)

- Mạng nhiều lớp (mạng được phân phối ra nhiều lớp mạng có chức năng độc

lập nhưng hỗ trợ nhau thay vì một khối thống nhất như trong mang TDM)

ITU-T Y.2001 dinh nghia vé NGN như sau: “Mạng NGN là một mạng dựa trên

chuyển mạch gói, có khả năng cung cấp các dịch vụ viễn thông và sử dụng các công

nghệ chuyển tải băng rộng, hỗ trợ QoS; (và trong đó) việc cung cấp các dịch vụ độc

lập với các công nghệ liên quan đến chuyển tải Hỗ trợ người sử dụng lựa chọn địch

vụ mà không phụ thuộc với mạng và với nhà cung cấp dịch vụ NGN hỗ trợ khả năng di động, tạo điều kiện cung cấp dịch vụ ở mọi lúc, mọi nơi ”

Bắt nguồn từ sự phát triển của công nghệ thông tin, công nghệ chuyển mạch gói và công nghệ truyền dẫn băng rộng, mạng thông tin thế hệ sau (NGN) ra đời là

mạng có cơ sở bạ tầng thông tin duy nhất dựa trên công nghệ chuyển mạch gói, triển khai các dịch vụ một cách đa dang va nhanh chóng, đáp ứng sự hội tụ giữa thoại và số liệu, giữa cố định và đi động Như vậy, có thể xem mạng thông tin thế

hệ sau là sự tích hợp mạng thoại PSTN, chủ yếu dựa trên kỹ thuật TDM, với mạng

chuyển mạch gói, dựa trên kỹ thuật IP/ATM Nó có thể truyền tải tất cả các dịch vụ vốn có của PSTN đồng thời cũng có thể nhập một lượng dữ liệu rất lớn vào mạng IP,

nhờ đó có thể giảm nhẹ gánh nặng của PSTN Tuy nhiên, NGN không chỉ đơn thuần

là sự hội tụ giữa thoại và dữ liệu mà còn là sự hội tụ giữa truyền dẫn quang và công

nghệ gói, giữa mạng cố định và di động Vấn để chủ đạo ở đây là làm sao có thể tận

dụng hết lợi thế đem đến từ quá trình hội tụ này Một vấn để quan trọng khác là sự

bùng nổ nhu cầu của người sử dụng cho một khối lượng lớn dịch vụ và ứng dụng

phức tạp bao gồm cả đa phương tiện, phân lớn trong đó là không được trù liệu khi

xây dựng các hệ thống mạng hiện nay

1.1.2 Các đặc trưng của mạng NGN

Mạng NGN có các đặc trưng chính sau:

- Đơn giản hóa cấu trúc mạng Mạng phân thành các lớp: lớp dịch vụ, lớp điều

khiển, lớp truyền tải, lớp truy cập và lớp quản lý

- Một hạ tầng chung, công nghệ chuyển mạch gói, có khả năng kết nối với

nhiều mạng truy cập khác nhau

Chương 1: Kiến trúc của NGN -2-

- Đảm bảo tương thích kết nối với các mạng hiện có

- Có khả năng cung cấp các dịch vụ truyền thống cũng như các dịch vụ mới

- Cung cấp đa dịch vụ, các dịch vụ tích hợp thoại, đữ liệu và hình ảnh

Do áp dụng cấu trúc mở mà:

- Các khối chức năng của tổng đài truyền thống chia thành các phần tử mạng

độc lập, các phần tử được phân theo chức năng tương ứng, và phát triển một cách

độc lập

- Giao diện và giao thức giữa các bộ phận phải dựa trên các tiêu chuẩn tương

ứng

- Việc phân tách làm cho mạng viễn thông vốn có dần dẫn đi theo hướng mới,

nhà kinh doanh có thể căn cứ vào nhu cầu dịch vụ để tự tổ hợp các phần tử khi tổ

chức mạng lưới Việc tiêu chuẩn hóa giao thức giữa các phần tử có thể thực hiện nối

thông giữa các mạng có cấu hình khác nhau

Mạng NGN là mạng cung cấp đa dịch vụ, với đặc điểm của:

- Chia tách dịch vụ với điều khiển cuộc gọi

- Chia tách cuộc gọi với truyền tải

Mục tiêu chính của chia tách là làm cho dịch vụ thực sự độc lập với mạng, thực

hiện một cách linh hoạt và có hiệu quả việc cung cấp dịch vụ Thuê bao có thể tự bố

trí và xác định đặc trưng dịch vụ của mình, không quan tâm đến mạng truyền tải

dịch vụ và loại hình đầu cuối Điều đó làm cho việc cung cấp dịch vụ và ứng dụng

có tính linh hoạt cao

NGN là mạng chuyển mạch gói, giao thức thống nhất Mạng thông tin hiện

nay, dù là mạng viễn thông, mạng máy tính hay mạng truyền hình cáp, đều không

thể lấy một trong các mạng đó làm nền tắng để xây dựng cơ sở hạ tâng thông tin

Nhưng mấy năm gần đây, cùng với sự phát triển của công nghệ IP, người ta mới

nhận thấy rõ ràng là mạng viễn thông, mạng máy tính và mạng truyền hình cáp cuối

cùng rồi cũng tích hợp trong một mạng IP thống nhất, đó là xu thế lớn mà người ta

thường gọi là “dung hợp ba mạng” Giao thức IP làm cho các dịch vụ lấy IP lam co

sở đều có thể thực hiện nối thông các mạng khác nhau, con người lần đầu tiên có

được giao thức thống nhất mà ba mạng lớn đều có thể chấp nhận được, đặt cơ sở

vững chắc về mặt kỹ thuật cho hạ tầng cơ sở thông tin quốc gia (NID Giao thức IP

thực tế đã trở thành giao thức ứng dụng vạn năng và bắt đầu được sử dụng làm cơ sở

cho các mạng đa dịch vụ, mặc dù hiện tại vẫn còn ở thế bất lợi so với các chuyển

mạch kênh về mặt khả năng hỗ trợ lưu lượng thoại và cung cấp chất lượng dịch vụ

đảm bảo cho số liệu Tốc độ đổi mới nhanh chóng trong thế giới Internet, mà nó

được tạo điều kiện bởi sự phát triển của các tiêu chuẩn mở sẽ sớm khắc phục những

thiếu sót này

Chính vì NGN là mạng có cấu trúc mở nên khả năng tăng số lượng của các

giao điện mở là rất lớn, sẵn sàng đáp ứng những dịch vụ đang và sẽ phát triển trong

Chương l1: Kiến trúc của NGN -3-

Hiện nay trên 60% lưu lượng thông tin được truyền đi trên toàn thế giới được

truyền trên mạng quang Công nghệ truyển dẫn quang SDH cho phép tạo trên đường truyền dẫn tốc độ cao (n*155 Mb/s) với khả năng bảo vệ của các mạch vòng

đã được sử dụng rộng rãi ở nhiều nước và ở Việt Nam

WDM cho phép sử dụng độ rộng băng tần rất lớn của sợi quang bằng cách kết

hợp một số tín hiệu ghép kênh theo thời gian với độ đài các bước sóng khác nhau và

ta có thể sử dụng được các cửa sổ không gian, thời gian và độ dài bước sóng Công

nghệ WDM cho phép nâng tốc độ truyền dẫn lên 5Gb/s, 10Gb/s và 20Gb/s

Công nghệ truyền dẫn SDH cũng phát triển trong lĩnh vực viba, tuy nhiên do

những hạn chế của môi trường truyền dẫn sóng vô tuyến nên tốc độ và chất lượng truyền dẫn không cao so với công nghệ truyền dẫn quang

1.1.3.2 Công nghệ mạng truy cập

Trong xu hướng phát triển, NGN sẽ duy trì nhiều loại hình mạng truy cập vào

một môi trường truyền dẫn chung như:

- Mạng truy cập quang

- Mạng truy cập vô tuyến

- Các phương thức truy cập cáp đồng: HDSL, ADSL

- Xu hướng phát triển mạng truy cập băng rộng

1.1.3.3 Công nghệ chuyển mạch

Chuyển mạch cũng là một thành phần trong lớp truyền tải của cấu trúc NGN

nhưng có những thay đổi lớn về mặt công nghệ so với các thiết bị chuyển mạch

TDM trước đây Công nghệ chuyển mạch của mạng thế hệ sau là IP, ATM, ATM/IP hay MPLS thì hiện nay vẫn chưa xác định rõ, tuy nhiên nói chung là dựa trên công

nghệ chuyển mạch gói, cho phép hoạt động với nhiều tốc độ và dịch vụ khác nhau

Công nghệ chuyển mạch quang: các kết quả nghiên cứu ở mức thử nghiệm đang hướng tới việc chế tạo các chuyển mạch quang Trong tương lai sẽ có các chuyển mạch quang phân loại theo nguyên lý sau: chuyển mạch quang phân chia theo không gian, chuyển mạch quang phân chia theo thời gian, chuyển mạch quang phân chia theo độ dài bước sóng

1.1.4 Sự tiến hóa từ mạng hiện có lên NGN

Trong nhiều năm gần đây, nền công nghiệp Viễn thông vẫn đang trăn trở về

van dé phat 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 sau (hay còn gọi là mạng thế hệ

GV hướng dẫn: KS Nguyễn Mậu Tuấn

Chương 1: Kiến trúc của NGN -4-

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 chỉ 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 cân tạo điều kiện dễ đàng 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 tổn 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 bắn sau:

- Đáp ứng nhu cầu cung cấp các loại hình dịch vụ viễn thông phong phú, đa

đạng, 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 chỉ 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 tổn tại mạnh

Việc tổ chức mạng dựa trên số lượng thuê bao theo vùng địa lý và nhu câu phát

triển dịch vụ, không tổ chức theo địa bàn hành chính mà tổ chức theo vùng mạng

hay lưu lượng

1.1.5 Kết luận

Xu hướng phát triển mạng Viễn thông theo cấu trúc mạng thế hệ sau là xu

hướng chung trên thế giới Mỗi quốc gia, mỗi nhà khai thác phải chọn một cách di, một lộ trình phù hợp với tình hình thực tế mạng của mình

Mạng Viễn thông Việt Nam mà nồng cốt là mạng viễn thông của Tập đoàn BC-VT Việt Nam 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 sau cung cấp đa dịch vụ, đa phương tiện, chất lượng

cao

1.2 KIẾN TRÚC CỦA 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 kiến trúc của

nó Nhiều hãng viễn thông lớn đã đưa ra mô hình kiến trúc mạng thế hệ sau như

Alcatel, Ericssion, Nortel, Siemens, Lucent, NEC, Bên cạnh việc đưa ra nhiều mô

hình kiến trúc mạng NGN khác nhau và kèm theo là các giải phap mạng cũng như

những sản phẩm thiết bị mới khác nhau Các hãng đưa ra các mô hình kiến trúc

tương đối rõ ràng và các giải pháp mạng khá cụ thể là Alcatel, Siemens, Ericsions Nhìn chung từ các mô hình này, kiến trúc mạng mới có đặc điểm chung là bao gồm các lớp chức năng sau:

- Lớp truy cập

GV hướng dẫn: KS Nguyễn Mậu Tuấn

Chương 1: Kiến trúc của NGN -5-

\Cac API mé (Parlay, Jain, CAMEL, SIP, AIN/INAP)

l| bảo fy, Lớp truyền tải

dưỡng |! | Mmề En tdi IP: | S87:

¡| mạng; || ! | Tiên truyền tải TP: Miền liên kết mạng: | !TDM/ATM

h I_ [Miễn truy nhập phiIP:

' lì Truy nhập không đây (AG)

| !_ | Truy nhập băng rộng (LAD) |

————_=dt. +d~==_==-=-= ^——= —-I

Ỷ

(H.323, SIP Dau cuối IP/

MGCP) đầu cuối ang di dong

và các đầu cuối không IP hay mạng vô tuyến Vùng này bao gồm các thiết bị: cổng

truy cập (Access Gateway) hay các cổng nội hạt (Residential Gateway), đâu cuối

ISDN, thiết bị truy nhập tích hợp IAD, các cổng phương tiện cho các mạng di động hay mạng truy nhập vô tuyến

1.2.2 Lớp truyền tải

Lớp truyền tải thực hiện chức năng vận chuyển các bản tin giữa các thực thể

trong toàn mạng Các bản tin có thể là bản tin báo hiệu cuộc gọi, bản tin thiết lập

cuộc gọi hay lưu lượng cần truyền Cơ chế truyền tải các bản tin này có thể dựa trên

GV hướng dẫn: KS Nguyễn Mậu Tuấn

Chương 1: Kién tric cha NGN -6-

bất kỳ một công nghệ truyển dẫn nào, miễn là nó đáp ứng các yêu cầu của việc truyền dẫn loại lưu lượng đó

Lớp truyền tải cũng đưa ra các điểm truy cập dành cho việc liên kết với các

mạng khác nhằm mục đích báo hiệu hay truyền tải lưu lượng giữa chúng Hay nói cách khác, lớp này chịu trách nhiệm chuyển đổi các loại môi trường (chẳng hạn như PSTN, FrameRelay, LAN, vô tuyến ) sang môi trường truyền dẫn gói được áp

dụng trên mạng lõi và ngược lại Các thực thể và chức năng của lớp này được điều

khiển bởi các chức năng trong lớp điều khiển

Lớp truyền tải cũng có thể được chia nhỏ thành 2 miễn:

® Miền truyền tải IP: Miễn này cung cấp hệ thống lõi và chuyển mạch, định tuyến cho việc truyền tải các bản tin qua mạng IP Miễn truyền tải IP bao gồm các thiết bị: định tuyến, chuyển mạch, thiết bị cung cấp cơ chế giám sát chất lượng dịch

vụ hay các chính sách truyễển tải

® Miễn liên kết mạng: Miễn này đảm nhận chức năng chuyển đổi các dạng

lưu lượng và báo hiệu giữa các mạng khác nhau nhằm đảm bảo sự tương thích giữa chúng, bao gồm các thiết bị: cổng báo hiệu (Signaling Gateway), cổng phương tiện (Media Gateway), cổng liên kết mạng (Interworking Gateway)

1.2.3 Lép diéu khién

Lớp này điểu khiển hầu hết các thực thể của mạng, đặc biệt là các thực thể thuộc lớp truyền tải Các thiết bị và chức năng trong lớp này tiến hành điều khiển

cuộc gọi dựa trên các bản tin báo hiệu nhận được từ lớp truyền tải, nó cũng thực

hiện việc thiết lập và giải phóng cuộc gọi trên cơ sở điều khiển các thiết bị thuộc

lớp truyền tải Lớp này bao gồm các thiết bị như: bộ điều khiển cổng phương tiện (Media Gateway Controller), Gatekeeper (thiết bị điều khiển cổng kết nối), máy

chủ LDAP

1.2.4 Lớp dịch vụ

Lớp này cung cấp các logic dịch vụ hay kịch bản của các dịch vụ và ứng dụng trên mạng Các thiết bi trong lớp sẽ điều khiển từng bước cuộc gọi dựa trên các

logic có sẵn thông qua việc giao tiếp với các thiết bị trong lớp điều khiển Lớp này

bao gồm các thiết bị như máy chủ ứng dụng (Application Servers), máy chủ chức

nang (Feature Servers)

1.2.5 Lớp quản lý

Lớp này thực hiện các chức năng quản lý như tính cước, hỗ trợ vận hành, các

xử lý liên quan tới thuê bao hay cung cấp dịch vụ tới khách hàng Lớp quản lý có

thể tương tác với 4 lớp trên thông qua các giao diện chuẩn hay giao diện lập trình

mở

GV hướng dẫn: KS Nguyễn Mậu Tuấn

Chương 1: Kiến trúc của NGN

Các doanh Các văn phòng nhỏ/ Kháchhàngtại Thuê bao

nghiệp lớn văn phòng tại gia nhà/vùng dân cư di động

Chương 2: Các thành phan mang va dich vu -8-

CHUONG 2 CAC THANH PHAN MANG VA DICH VU

2.1 CAC THANH PHAN CUA NGN

Xu hướng chung hiện nay là hình thành và xây dựng các mang NGN thông qua

việc chuyển đổi mạng PSTN trên cơ sở hạ tầng chuyển mạch kênh TDM sang cơ sở

hạ tầng chuyển mạch gói và công nghệ IP Tuy nhiên trong quá trình chuyển đổi, cần một giải pháp lai ghép giữa hai phương thức chuyển giao thông tin theo kênh và

theo gói Điều này được đáp ứng bằng cách sử dụng các cổng phương tiện (Media

Gateway - MG) có cấu trúc phân tán, dưới sự điều khiển của thiết bị điều khiển

cổng phương tiện (Media Gateway Controller - MGC)

Hình vẽ dưới đây trình bày mô hình tổng quát của NGN với việc ứng dụng

Hình 2-1 Mô hình NGN với công nghệ chuyển mạch mềm

Từ hình vẽ, ta có thể thấy NGN tổng thể được chia thành hai mạng thành phần

là mạng truyền dẫn gói tốc độ cao và mạng điều khiển tương thích với kiến trúc hệ

thống mở hiện đại

Mạng truyền dẫn gói tốc độ cao có cấu trúc phân cấp bao gồm hai thành phần

cơ bản là mạng lõi và mạng truyền tải gói

Mạng lõi cấu thành từ mạng cáp quang tốc độ cao sử dụng các công nghệ truyền dẫn SONET/SDH, WDM, ATM, MPLS và IP cùng với các thiết bị chuyển

mạch — định tuyến S/R (Switch/Router) dung lượng lớn

Mạng truy cập bao gồm các mô-đun cổng kết nối (Gateway) như AMG, MMG,

RMG, TMG, các hệ thống chuyển mạch nhánh (Edge switching system) và mạng

truyền dẫn trên cơ sở chuyển mạch gói tốc độ cao

Cổng RMG dùng để kết nối trực tiếp các thuê bao của mạng PSTN/xDSL

Cổng AMG có thể trang bị các giao diện PRI, V5.x để kết nối với các thiết bị tập

GV hướng dẫn: KS Nguyễn Mậu Tuấn

Chương 2: Các thành phần mạng và dịch vụ -9-

trung như tổng đài PBX, cáp sợi quang FLC của mạng công ty AMG cũng có thể kết nối trực tiếp với các bộ định tuyến của mạng số liệu nói chung, trong đó bao gồm mạng IP để cung cấp các dịch vụ Internet cho khách hàng Các cổng trung kế TMG thực hiện các chức năng của tổng đài đường dài/chuyển tiếp để kết nối với các

mạng khác như mạng PSTN, N-ISDN hay mạng chuyển tiếp khung FR qua giao

diện NNI Cổng MMG hỗ trợ cho sự tích hợp mạng để kết nối với mạng thông tin di

động

Mạng điều khiển là mạng liên kết các máy chủ ứng dụng (AS) và các tổng đài

cổng MGC AS để điều khiển và cung cấp các ứng dụng và dịch vụ cho người dùng,

con MGC để điều khiển các cổng MG và các tài nguyên mạng khác MGC còn có

các tên gọi khác là chuyển mạch mềm (Softswitch), máy chủ xử lý cuộc gọi hoặc Call Agent Chuyển mạch mềm là hệ thống phần mềm điều khiển phân tán đảm

bảo khả năng điều khiển cuộc gọi và xử lý báo hiệu cho mạng thế hệ sau Tại mức

cơ bản nhất, chuyển mạch mềm phải cung cấp các tính năng điểu khiển cuộc gọi

liên quan tới thiết lập và giải phóng cuộc nối, định tuyến cuộc gọi, lựa chọn các

thuộc tính dịch vụ bao gồm dịch vụ điện thoại, video, Internet, dịch vụ đa phương

tiện xác định thẩm quyền cuộc gọi, quan lý tối ưu nguồn tài nguyên và chất lượng

dịch vụ theo yêu cầu Hiện nay chuyển mạch mềm chú trọng thực hiện các tính

năng chủ yếu sau:

- Điều khiển phân tán và thông minh các cuộc kết nối tại các cổng MG, đảm

bảo tính độc lập và tính chuyển đổi thích ứng cao đối với các phương tiện kỹ thuật

sử dụng cụ thể khác nhau như ATM, IP, TDM, SCN (mạng chuyển mạch kênh) và

PDN (mạng số liệu gói)

- Định tuyến cuộc gọi trong phạm vi mạng dựa trên cơ sở báo hiệu và các thông tin trong cơ sở đữ liệu của thuê bao

- Có khả năng chọn các tiến trình áp dụng cho xử lý cuộc gọi của các loại hình

dịch vụ khác nhau bao gồm điện thoại, âm thanh -— hình ảnh, Internet/Web và đa

phương tiện Hỗ trợ đa giao thức điều khiển và báo hiệu, các chức năng quản lý như

xử lý lỗi, tính cước vv

- Có khả năng chuyển điều khiển cuộc gọi cho các thành phần của mạng khác

Tương tác liên mạng mềm dẽo và hiệu năng cao

- Giao điện và hỗ trợ các chức năng mã hóa - giải mã, nén — giải nén tín hiệu dịch vụ nhằm giảm băng thông và tối ưu hóa sử dụng tài nguyên mạng, đáp ứng

chất lượng dịch vụ QoS (Quality of Service) theo yêu cầu của khách hàng và hiệu

năng của mạng

Các giải pháp công nghệ và kiến trúc hạ tầng NGN mới dựa trên cơ sở mạng

chuyển mạch gói tốc độ cao, công nghệ SDH/SONET, IP/ATM/MPLS và phần

mềm điểu khiển phân tán tạo diéu kiện cho sự hội tụ các giao thức truyền thông,

chuyển mạch, định tuyến và xử lý tín hiệu dịch vụ đảm bảo sự tích hợp các dịch vụ

viễn thông bao gồm điện thoại, âm thanh, video, số liệu, Internet với chất lượng dịch vụ QoS theo yêu câu của người sử dụng là những vấn để đang được quan tâm,

nghiên cứu để ứng dụng vào thực tiễn

GV hướng dẫn: KS Nguyễn Mậu Tuấn

Chương 2: Các thành phần mạng và dịch vụ -10-

2.2 CÁC THỰC THỂ CHỨC NĂNG

Kiến trúc của NGN khi triển khai có thể tham khảo qua hình vẽ 2-2 dưới đây

Mỗi khối chức năng của các thành phan trên có thể thực hiện một chức năng nhưng

cũng có thể kết hợp cùng thực hiện một chức năng Theo đó các chức năng của thành phân (thực thể chức năng) thuộc các lớp chức năng khác nhau

Truyền tải IP Phone (MG) AG AGS-F Man nhậ

Hình 2-2 Các thực thể chức năng của NGN 2.2.1 Chức năng cổng phương tiện (MG-F)

MG giao tiếp với mạng IP bằng các đường điểm truy cập hay trung kế mạng

Nói khác đi, MG-F hoạt động như một cổng giao tiếp giữa mạng IP và các mạng bên ngoài, đó có thể là mạng PSTN hay PLMN, MG-F có thể cung cấp các cổng

giao tiếp giữa mạng IP và mạng chuyển mạch kênh hay giữa các mạng chuyển

mạch gói với nhau (P và 3G hay ATM) Vai trò cơ bản của MG-E là chuyển lưu

lượng từ một khung dạng truyền dẫn này sang một khung dạng truyễn dẫn khác,

thường là giữa chuyển mạch kênh và chuyển mạch gói, giữa gói ATM và gói IP, hoặc giữa các kênh tương tự/ISDN và các gói giống như trong cổng phương tiện nội

hạt

Các đặc điểm chính của MG-E:

- Luôn luôn có mối quan hệ chủ/tớ với MGC-E thông qua giao thức MGCP hay MEGACO/H.248

- Có thể thực hiện các chức năng xử lý lưu lượng như chuyển mã, đóng gói, loại

bỏ tiếng vọng, giám sát hiện tượng rung pha (Jitter), dua ra các xử lý khi bị mất gói

máy), phát biện tín hiệu thoại tích cực

- Quản lý và phân bổ tài nguyên cho các chức năng trên

- Phân tích các con số nhận được từ thiết bị đầu cuối dựa trên kế hoạch đánh số

và quay số do MGC gửi tới

GV hướng dẫn: KS Nguyễn Mậu Tuấn

Chương 2: Các thành phần mạng và dịch vụ -l1-

- Cung cấp cơ chế cho chức năng MGC-F để kiểm tra sự thay đổi trạng thái và

năng lực của các điểm kết cuối MG-F không yêu câu kha nang quan lý trạng thái

các cuộc gọi MG-F chỉ quản lý trạng thái kết nối của các cuộc gọi mà nó hỗ trợ

- Máy điện thoại SIP phone kết hợp MG-F và MGC-F trong một thiết bị

- Cổng ứng dụng SIP kết hợp MG-F và MGC-F trong một thiết bị

- Các giao thức ứng dụng bao gồm RTP/RTCP, TDM, H248, MGCP

2.2.2 Chức năng điều khiển cổng phương tiện (MGC-F)

Chức năng này thường được thực hiện bởi thực thể vật ly MGC (Media

Gateway Controller) Đây là một trong những thiết bị quan trọng nhất và được biết

đến với nhiễu tên như Call Agent, Call Controller hay chuyển mạch mềm Chức

năng MGC-F cung cấp logic dịch vụ và báo hiệu điều khiển cuộc gọi cho MG

MGC-F có các đặc điểm:

- Duy trì trạng thái cuộc gọi đối với mọi cuộc gọi MG

- Điều khiển giao tiếp giữa các MG cũng như giữa MG với các thiết bị đầu cuối

- Đóng vai trò là trung gian thỏa thuận các tham số kết nối giữa các đầu cuối

thuộc các MG

- Tiếp nhận và khởi tạo các bản tin báo hiệu đi và tới các điểm kết cuối và các

mạng bên ngoài

- Tương tác với máy chủ ứng dụng nhằm cung cấp các dịch vụ tới khách hàng

- Quản lý một số tài nguyên mạng như: các cổng MG, băng thông

- Giao tiếp với các chức năng định tuyến và tính cước để hỗ trợ cho việc tính

cước, nhận thực và định tuyến

- Có thể tham gia vào nhiệm vụ quần lý trong môi trường mạng di động

- Bao gồm các giao thức ứng dụng Megaco/H.248 và MGCP

Chức năng Call Agent (CA-F) va Internetworking (IW-F) là các chức năng

thành phần của MGC-F CA-F thể hiện khi MGC xử lý điều khiển cuộc gọi hay

quản lý trạng thái cuộc gọi IW-F thể hiện khi MGC thực hiện chức năng báo hiệu

giữa các mạng báo hiệu khác nhau (ví dụ như SS7 và SIP)

2.2.3 Chức năng cổng báo hiệu và báo hiệu cổng truy nhập (SG-E/AGS-F)

SG-F cung cấp cổng phương tiện cho việc báo hiệu giữa mạng IP và PLMN,

PSTN (thường là báo hiệu số 7) Vai trò chính của SG-F 1a đóng gói và truyền các

bản tin báo hiệu số 7 của PSTN (ISUP hoặc INAP) hay PLMN (MAP hoặc CAP)

qua mang IP

AGS-F cung cấp cổng phương tiện cho việc báo hiệu giữa mạng IP và mạng

truy nhập dựa trên chuyển mạch kênh Vai trò chính của AGS-F là đóng gói và

truyền các bản tin báo hiệu V5 hay ISDN, BSSAP, RANAP qua mạng IP

Các đặc điểm của SG-F:

- Đóng gói và truyền các bản tin báo hiệu (SS7) của mạng PSTN (sử dụng giao

thức SIGTRAN) tới các MGC-F hay một SG-F khác

- Một SG-F có thể phục vụ nhiều MGC-E

- Khi SG-F và MGC-F không được cài đặt chung, SƠ-E sẽ thực hiện chức năng

giao diện giao thức (ví dụ như SIGTRAN)

GV hướng dẫn: KS Nguyễn Mậu Tuấn

Chương 2: Các thành phần mạng va dich vu -12-

- Các giao thức ứng dụng của chức năng này bao gồm SIGTRAN, TUA, SUA

hay M3UA trên SCTP

Các đặc điểm của AGS-FE:

- Đóng gói và truyền các bản tin báo hiệu V5 hoặc ISDN (ví dụ như SS7) tới

MGC-F

- Một MGC-E có thể phục vụ nhiều AGS-E

- Khi AGS-F và MGC-F không được cài đặt chung, AGS-E sẽ thực hiện chức

năng giao thức giao diện (ví dụ như SIGTRAN)

- Các giao thức ứng dụng của chức năng này bao gồm: SIGTRAN, IUA, V5UA

hay M3UA trên SCTP

2.2.4 Chức năng máy chủ phương tiện (MS-E)

Media Server là thành phân lựa chọn của Softswitch, được sử dụng để xử lý

các thông tin đặc biệt Một Media Server phải hỗ trợ phần cứng DSP với hiệu suất

cao nhất Chức năng của MS là đáp ứng các yêu cầu của AS-F và MGC-F, dé thuc

hiện việc xử lý lưu lượng trên các dòng lưu lượng đóng gói

Các đặc tính chính của MS-F:

_- Hỗ trợ nhiều bộ mã và chuyển đổi mã

- Hỗ trợ cho việc điều khiển bởi nhiều AS-F hay MGC-F

- Hỗ trợ cho nhiều tính năng đồng thời gồm:

+ Phát hiện số

+ Tạo dòng âm báo và thông báo

+ Tạo âm báo

+ Ghi, lưu trữ dòng đa phương tiện

+ Nhận dạng tiếng nói

+ Tạo tiếng nói từ văn bản

+ Hỗ trợ tính năng cuộc gọi hội nghị

+ Xử lý Fax

+ Phát hiện thoại tích cực và khoảng trống

- Các giao thức ứng dụng bao gồm SIP, H248, MGCP

2.2.5 Chức năng máy chủ ứng dung (AS-F)

Chức năng chính của AS là cung cấp các logic dịch vụ ứng dụng Các đặc điểm

của AS-F bao gồm:

- Có thể yêu cầu MGC kết thúc cuộc gọi hay phiên liên lạc để phục vụ cho một

ứng dụng nào đó, ví dụ như thoại, lập cầu hội nghị

- Có thể yêu cầu MGC khởi tạo lại các đặc trưng cuộc gọi, ví dụ như tính năng

chuyển cuộc gọi, chứng thực thẻ gọi trả trước

- Có thể thay đổi các mô tả lưu lượng thông qua giao thức SDP

- Có thể điều khiển MS-F nhằm chức năng xử lý lưu lượng

- Có thể kết nối tới các ứng dụng Web và có các giao diện Web

- Có giao diện lập trình ứng dụng cho việc tạo các dịch vụ mới

- Giao tiếp với MGC-F hay MS-F

GV hướng dẫn: KS Nguyễn Mâu Tuấn

Chương 2: Các thành phần mang va dich vu -13-

- Các giao diện lập trình ứng dụng mở bao gém: JAIN va Parlay

Thông thường, sự kết hợp giữa AS-F và MGC-F sẽ tạo ra các năng lực điều

khiển các dịch vụ tăng cường như: điện thoại hội nghị, chờ cuộc gọi Các nhà khai

thác sẽ không sử dụng một giao diện giữa AS và MGC, thay vào đó là một giao diện

lập trình ứng dụng API giữa MGC và AS Khi ấy AS còn có tên gọi khác là máy chủ

chức năng

Chức năng điều khiển dịch vụ SC-F (SC — Service Control) xuất hiện khi AS-F

điều khiển logic dịch vụ SC-F gồm INAP, CAP, MAP, giao diện API mở

2.2.6 Chức năng định tuyến cuộc gọi và tính cước (R-E, A-F)

R-F cung cấp các thông tin định tuyến cuộc gọi cho MGC-FE, A-F thu nhập các

thông tin phục vụ cho việc tính cước R-F và A-F có đặc điểm:

- Cung cấp chức năng định tuyến cho việc định tuyến cuộc gọi liên mạng

- Cung cấp khả năng quản lý phiên và di động

- Cập nhật các thông tin định tuyến từ các nguồn bên ngoài

- Tương tác với AS-F nhằm cung cấp các dịch vụ hay ứng dụng tới khách hàng

- R-F và A-F là thành phần của SPS-F và thường được tích hợp trong chức năng

điều khiển cổng MGC-E

2.3 Một số thiết bị mạng NGN

2.3.1 Softswitch

- Xử lý báo hiệu để điều khiển cuộc gọi trong mạng chuyển mạch gói

- Xử lý tín hiệu giám sát trạng thái cuộc gọi

- Điều khiển và thực hiện kết nối với các thiết bị cổng AG/TG/SG

- Trao đổi báo hiệu/điều khiển với các Softswitch khác

2.3.2 Signaling Gateway

- Cung cấp kết nối báo hiệu giữa mạng NGN (Softswitch) và PSTN (SS7)

2.3.3 MSAN/Access Gateway

- Kết nối với PSTN qua giao diện V5.2 (giải pháp trước mắt)

- Kết nối với mạng chuyển mạch gói MAN Ethernet

- Nhận tín hiệu điều khiển từ Softswiich (giao thức H.248)

- Gói hoá tín hiệu thoại

- Kết nối trực tiếp với thuê bao (POTS, xDSL, Ethernet, )

2.3.4 Trunk Gateway

- Cung cấp giao diện trung kế E1 hoặc STM giữa NGN và PSTN

- Thiết lập kết nối do Softswitch điều khiển

- Gói hoá tín hiệu thoại

- Tham gia truyền tải lưu lượng thoại PSTN <> NGN

2.4 CÁC CONG NGHE LAM NEN CHO MANG THE HỆ SAU

Ngày nay, yêu cầu ngày càng tăng về số lượng và chất lượng dịch vụ đã thúc

đẩy sự phát triển nhanh chóng của thị trường công nghệ điện tử - tin học - viễn thông Những xu hướng phát triển công nghệ đã và đang tiếp cận nhau, đan xen lẫn

nhau nhằm cho phép mạng lưới thỏa mãn tốt hơn các nhu cầu của khách hàng trong

tương lai

Theo ITU, có hai xu hướng tổ chức mạng chính:

- Hoạt động kết nối định hướng ( CO - Connection Oriented Operation)

- Hoạt động không kết nối (CL —~ Connectionless Operation)

Trong hoạt động kết nối định hướng, các cuộc gọi được thực hiện với trình tự:

gọi số — xác lập kết nối — gửi và nhận thông tin — kết thúc Trong kiểu kết nối này,

công nghệ ATM phát triển cho phép đẩy mạnh các dịch vụ băng rộng và nâng cao

chất lượng dịch vụ Hoạt động không kết nối dựa trên giao thức IP như việc truy cập Internet không yêu cầu việc xác lập trước các kết nối, vì vậy chất lượng dịch vụ có

thể không hoàn toàn đầm bảo như trường hợp trên Tuy nhiên do tính đơn giản, tiện

lợi với chỉ phí thấp, các dịch vụ thông tin theo phương thức không kết nối phát triển

rất mạnh mẽ theo xu hướng nâng cao chất lượng dịch vụ và tiến tới cạnh tranh với các dịch vụ thông tin theo phương thức kết nối định hướng

Tuy vậy, hai phương thức phát triển này dần tiệm cận và hội tụ dẫn đến sự ra

đời 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

2.4.1 Công nghệ IP

IP (giao thức Internet — Internet Protocol) là thành phân chính của kiến trúc mạng Internet Trong kiến trúc này, IP đóng vai trò lớp 3

TP là giao thức chuyển tiếp gói tin Việc chuyển tiếp gói tin thực hiện theo cơ

chế không 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 (giao thức bản tin điều khiển Internet

- 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

Cơ cấu định tuyến có nhiệm vụ tính toán đường đi tới các nút trong mạng Do vậy, cơ cấu định tuyến phải được cập nhật các thông tin về topo mang, thông tin về nguyên tắc chuyển tin (như trong giao thức định tuyến trong miểm - BGP) và nó

phải có khả năng hoạt động trong môi trường mạng gồm nhiều nút Kết quả tính toán của cơ cấu định tuyến được lưu trong các bảng chuyển tin (forwarding table)

chứa thông tin về chặng tiếp theo để có thể gửi gói tin tới hướng đích

Dựa trên các bảng chuyển tin, cơ cấu chuyển tin chuyển mạch các gói IP hướng tới đích Phương thức chuyển tin truyền thống là theo từng chặng một Ở cách này, mỗi nút mạng tính toán mạng chuyển tin một cách độc lập Do vậy, phương

thức này yêu cầu kết quá tính toán của phan định tuyến tại tất cả các nút phải nhất

GV hướng dẫn: KS Nguyễn Mậu Tuấn

Chương 2: Các thành phan mang va dich vu -15-

Tuy nhiên, bên cạnh đó, phương thức định tuyến và chuyển tin này nâng cao

độ tin cậy cũng như khả năng mở rộng của mạng Giao thức định tuyến động cho

phép mạng phản ứng lại với sự cố bằng việc thay đổi tuyến khi router biết được sự thay đổi về topo mạng thông qua việc cập nhật thông tin về trạng thái kết nối Với các phương thức như CDIR (Classless Inter Domain Routing), kích thước của bản tin

được duy trì ở mức chấp nhận được, và do việc tính toán định tuyến đều do các nút

tự thực hiện, mạng có thể mở rộng mà không cần bất cứ thay đối nào

Tóm lại, IP là một giao thức chuyển mạch gói 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

2.4.2 Công nghệ ATM

Công nghệ ATM (Asynchronous Transfer Mode — Phương thức truyền dẫn bất

đồng bộ) dựa trên cơ sở của phương pháp chuyển mạch gói ATM nhận thông tin ở

nhiều đạng khác nhau như thoại, số liệu, video và cắt ra thành nhiều phần nhỏ gọi

là tế bào Sau đó, các tế bào này được truyền qua các kết nối ảo VC ( Virtual Connection) ATM có thể hỗ trợ thoại, số liệu, video với chất lượng dịch vụ cao trên nhiều công nghệ băng rộng khác nhau, hoạt động với nhiều tốc độ và dịch vụ khác nhau

ATM có hai đặc điểm quan trọng:

- Thứ nhất 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 lớn sẽ làm cho trễ truyền và biến động trễ

giảm đủ nhỏ đối với các dịch vụ thời gian thực, cũng sẽ tạo điều kiện cho việc hợp kênh ở tốc độ cao được đễ đàng hơn

- Thứ hai, ATM có khả năng nhóm một vài kênh ảo thành một đường ảo nhằm

giúp cho việc định tuyến được dễ dàng

ATM khác với định tuyến IP ở một số điểm Nó là công nghệ chuyển mạch

hướng kết nối Kết nối từ điểm đầu đến điểm cuối phải được thiết lập trước khi thông tin được gửi đi ATM yêu cầu kết nối phải được thiết lập bằng nhân công hoặc thiết lập một cách tự động thông qua báo hiệu

Mặt khác, ATM không thực hiện định tuyến tại các nút trung gian Tuyến kết nối xuyên suốt được xác định trước khi trao đổi dữ liệu và được giữ cố định trong suốt thời gian kết nối Trong quá trình thiết lập kết nối, các tổng đài ATM trung gian cung cấp cho kết nối một nhãn Việc này thực hiện hai điều: dành cho kết nối

một số tài nguyên và xây dựng bảng chuyển tế bào tại mỗi tổng đài Bảng chuyển tế

bào này có tính cục bộ và chỉ chứa thông tin về các kết nối đang hoạt động đi qua

GV hướng dẫn: KS Nguyễn Mậu Tuấn

Chương 2: Các thành phần mạng và dịch vụ - 16 -

tổng đài Điều này khác với thông tin về toan mang chtfa trong bang chuyển tin của

router dùng IP

Quá trình chuyển tế bào qua tổng đài ATM cũng tương tự như việc chuyển gói

tin qua router Tuy nhiên, ATM có thể chuyển mạch nhanh hơn vì nhãn gắn trên

cell có kích thước cố định (nhỏ hơn của IP), kích thước bảng chuyển tin nhỏ hơn

nhiễu so với của IP router, và việc này được thực hiện trên các thiết bị phần cứng

chuyên dụng Do vậy, thông lượng của tổng đài ATM thường lớn hơn thông lượng

của IP router truyền thống

2.4.3 Công nghệ IP over ATM

Hiện nay, trong xây dựng mạng IP, có đến mấy loại kỹ thuật, như IP over

SDH/ SONET, IP over WDM va IP over Fiber Con kỹ thuật ATM, do có các tính

năng như tốc độ cao, chất lượng địch vụ (QoS), điều khiển lưu lượng, mà các

mạng lưới dùng bộ định tuyến truyền thống chưa có, nên đã được sử dụng rộng rãi

trên mạng đường trục IP Mặt khác, do yêu cầu tính thời gian thực còn tương đối cao

đối với mạng lưới, IP over ATM vẫn là kỹ thuật được chọn trước tiên hiện nay Cho

nên việc nghiên cứu đối với IP over ATM vẫn còn rất quan trọng MPLS chính là sự

cải tiến của IP over ATM kinh điển, cho nên ở đây chúng ta cần nhìn lại một chút

về hiện trạng của kỹ thuật IP over ATM

IP over ATM truyền thống là một loại kỹ thuật kiểu xếp chồng, nó xếp IP (kỹ

thuật lớp 3) lên ATM (kỹ thuật lớp 2), giao thức của hai tầng hoàn toàn độc lập với

nhau, giữa chúng phải nhờ một loạt giao thức (như NHRP, ARP, ) nữa mới đảm bảo

nối thông Điều đó hiện nay trên thực tế đã được ứng dụng rộng rãi Nhưng trong

tình trạng mạng lưới được mở rộng nhanh chóng, cách xếp chỗng đó cũng gây ra

nhiều vấn để cần xem xét lại

IP over ATM chỉ có thể dùng thích hợp cho mạng tương đối nhỏ, như mạng xí

nghiệp nhưng không thể đáp ứng được nhu cầu của mạng đường trục Internet

trong tương lai Trên thực tế, hai kỹ thuật này đang tổn tại vấn để yếu kém về khả

năng mở rộng thêm Trong phương thức chồng xếp, IP over ATM vẫn không đầm

bảo Qo§ thực sự Hơn nữa khi thiết kế hai loại kỹ thuật IP và ATM đều làm riêng

lẻ, không xét gì đến kỹ thuật kia, điều này làm cho sự nối thông giữa hai bên phải

dựa vào một loạt giao thức phức tạp, cùng với các bộ phục vụ xử lý các giao thức

này Cách làm như thế có thể gây ảnh hưởng không tốt đối với độ tin cậy của mạng

đường trục

Các kỹ thuật MPOA (Multiprotocol over ATM - đa giao thức trên ATM)

LANE (LAN Emulation — Mé phỏng LAN) cũng chính là kết quả nghiên cứu để

giải quyết các vấn đề đó, nhưng các giải thuật này đều chỉ giải quyết được một phân

các tổn tại, như vấn để QoS chẳng hạn Phương thức mà các kỹ thuật này dùng vẫn

là phương thức chồng xếp, khả năng mở rộng vẫn không đủ Hiện nay đã xuất hiện

một loại kỹ thuật IP over ATM không dùng phương thức xếp chéng, ma dùng

phương thức chuyển mạch nhãn, áp dụng phương thức tích hợp Kỹ thuật nầy chính

Chương 2: Các thành phần mang va dich vu -17-

2.4.4, Cong nghé MPLS (MultiProtocol Label Switch)

Bất kể kỹ thuật ATM từng được coi là nền tảng của mạng số đa dich vụ băng

rộng (B-ISDN), hay là IP đạt thành công lớn trên thị trường hiện nay, đều tổn tại

nhược điểm khó khắc phục được Sự xuất hiện của MPLS- kỹ thuật chuyển mạch

nhãn đa giao thức đã giúp chúng ta có được sự chọn lựa tốt đẹp cho cấu trúc mạng

thông tin tương lai 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 tách chức năng của IP router làm hai phần riêng biệt: chức năng chuyển

gói tin và chức năng điều khiển Phần chức năng chuyển gói tin, với nhiệm vụ gửi

gói tin giữa các router, sử dụng cơ chế hoán đổi nhãn tương tự như ATM Trong

MPLS, nhãn là một số có độ dài cố định và không phụ thuộc vào lớp mạng Kỹ

thuật hoán đổi nhãn về bản chất là việc tìm nhãn của một gói tin trong một bang cdc

nhãn để xác định tuyến của gói và nhãn mới của nó Việc này đơn giản hơn nhiều

so với việc xử lý gói tin theo kiểu thông thường, và do vậy, cải thiện được khả năng

của thiết bị Các router sử dụng kỹ thuật này được gọi là LSR (Label Switch

Router) Phần chức năng điều khiển của MPLS bao gồm các giao thức định tuyến

lớp mạng với nhiệm vụ phân phối thông tin giữa các LSR, và thủ tục gán nhãn để

chuyển thông tin định tuyến thành các bảng định tuyến cho việc chuyển mạch

MPLS có thể hoạt động được với các giao thức định tuyến Internet khác như OSPE

(Open Shortest Path First) và BGP (Border Bateway Protocol) Do MPLS hỗ trợ

việc điều khiển lưu lượng và cho phép thiết lập tuyến cố định, việc đảm bảo chất

lượng dịch vụ của các tuyến là hoàn toàn khả thi Đây là một điểm vượt trội của

MPLS so với các định tuyến cổ điển

Ngoài ra, MPLS còn có cơ chế chuyển tuyến (fast rerouting) Do MPLS là

công nghệ chuyển mạch hướng kết nối, khả năng bị ảnh hưởng bởi lỗi đường truyền

thường cao hơn các công nghệ khác Trong khi đó, các dịch vụ tích hợp mà MPLS

phải hỗ trợ lại yêu cầu dung lượng cao Do vậy, khả năng phục hồi của MPLS đảm

bảo khả năng cung cấp dịch vụ của mạng không phụ thuộc vào cơ cấu khôi phục lỗi

của lớp vật lý bên dưới

Bên cạnh độ tin cậy, công nghệ MPLS cũng khiến cho việc quản lý mạng được

dễ dàng hơn Do MPLS quản lý việc chuyển tin theo các luồng thông tin, các gói tin

thuộc một FEC có thể được xác định bởi một giá trị của nhãn Do vay, trong mién

MPLS, các thiết bị đo lưu lượng mạng có thể dựa trên nhãn để phân loại các gói tin

Lưu lượng đi qua các tuyến chuyển mạch nhãn (LSP) được giám sát một cách dễ

dang ding RTFM ( Real- Time Flow Measurement) Bang cách giám sát lưu lượng

tại các LSR, nghẽn lưu lượng sẽ được phát hiện và vị trí xảy ra nghẽn lưu lượng có

thể được xác định nhanh chóng Tuy nhiên, giám sát lưu lượng theo phương pháp

này không đưa ra được toàn bộ thông tin về chất lượng dịch vụ (ví dụ như trễ từ

điểm đầu đến điểm cuối của miền MPLS)

Tóm lại, MPLS là một công nghệ chuyển mạch IP có nhiều triển vọng Với

tính chất cơ cấu định tuyến của mình, MPLS có khả năngï#ÄTậcao chất lượng dịch

vụ của mạng IP truyền thống Bên cạnh đó, thông lượng ti#fHt ti hiện

GV hướng dẫn: KS Nguyễn Mậu Tuấn 'Số._ 4ose ị

Chương 2: Các thành phần mạng và dịch vụ - 18 -

một cách rõ rệt Tuy nhiên, độ tin cậy là một vấn để thực tiễn có thể khiến việc

triển khai MPLS trên mạng Internet bị chậm lại

2.4.5 Công nghệ Gigabit Ethernet

Họ giao thức Ethernet 802.3, trong đó có Fast Ethernet và Gigabit Ethernet,

đóng vai trò rất quan trọng trong mạng truy cập và mạng biên của nhà cung cấp Ở

đây, thế mạnh của nó đã rõ ràng: 802.3 là một công nghệ đơn giẩn va quen thuộc

tạo ra kết nối tự nhiên với nhiều khách hàng có sẵn mạng LAN Ethernet Hơn nữa

nó cung cấp lượng băng thông lớn mà xưa nay chỉ dùng cho mạng trục

Hiện nay, Ethernet chiếm tới 85% trong ứng dụng mạng LAN Chuẩn Gigabit

Ethernet có thể sử dụng để mở rộng dung lượng LAN tiến tới MAN và thậm chí đến

cả WAN nhờ các card đường truyền Gigabit trong các bộ định tuyến IP, những card

này có giá thành rẻ hơn 5 lần so với card đường truyền cùng dung lượng sử dụng

SDH Nhờ đó, Gigabit Ethernet trở nên hấp dẫn trong môi trường đô thị để truyền

tải lưu lượng IP qua các mạch vòng WDM hoặc thậm chí cho cả các tuyến WDM cự

ly dài Hơn thế nữa, các cổng Ethernet 10Gbit/s sẽ được chuẩn hóa trong tương lai

gần

Tuy nhiên, Ethernet 802.3 cũng có một số nhược điểm Ở trạng thái gốc (không

có MPLS hỗ trợ), sự đơn giản của nó cũng là điểm bất lợi Ethernet là công nghệ lớp

2, nó không thích hợp cho việc quản lý quan hệ ở lớp 3 - lớp mang Vi du, Ethernet

thiếu khả năng quản lý và điều phối lưu lượng nên không thể đảm bảo băng thông

được sử dụng và chia sẻ một cách hợp lý Khả năng khắc phục sự cố của Ethernet

cũng không phải là lý tưởng

Một cách tổng quát, Ethernet là công nghệ nền tầng, đơn giản và phổ biến Với

những đặc điểm này cộng với dung lượng lớn, Gigabit Ethernet đặc biệt phù hợp với

mạng đô thị truy cập, kết nối điểm - điểm, và là môi trường rất thuận lợi để xây

dựng một hệ thống mạng dịch vụ vững chắc

2.5 CAC DICH VU TREN NEN NGN

2.5.1 Giới thiệu

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

hiểu là mạng dựa trên công nghệ chuyển mạch gói, nơi mà các chuyển mạch và các

phần tử truyền thông (như các bộ định tuyến, các bộ chuyển mạch và gateway) được

phân biệt một cách luận lý và vật lý theo khả năng điều khiển thông minh dịch vụ

hoặc cuộc gọi Khả năng điểu 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 đữ liệu, hình ảnh, đa phương tiện, băng

rộng tiên tiến (Advanced Broadband), và các ứng dụng quản lý (Management

phối toàn bộ các phương thức truy cập, hầu hết các công nghệ và ứng dụng mới Từ

đó tạo ra nhiều dịch vụ mới

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 chỉ 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, chỉ phí hiệu quả và có khả năng mở rộng hơn đối với

các dịch vụ trước đây

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 tổn 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

- 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 địch vụ trên nền CPE

Với các ứng dụng trên nền CPE, thiết bị CPE cần phải tỉnh vi, phức tạp hơn (và do

GV hướng dẫn: KS Nguyễn Mậu Tuấn

những địa điểm khác nhau, họ cần phẩi mang thiết bi CPE theo hay tải phần mềm từ

vị trí mới, lãng phí thời gian và tài nguyên mạng Với các dịch vụ trên nền mạng,

khách hàng có thể truy cập vào các địch 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

dang qudn lý khác được xử lý dễ đăng hơn đối với các dich vụ trên nền mạng

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

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 cùng 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

2.5.2 Các đặc trưng của dịch vụ NGN

Các nhà cung cấp dịch vụ mạng truyền thống đã cung cấp các địch vụ với khuynh hướng thoại băng hẹp, bằng một kết nối đơn điểm-điểm trong mỗi cuộc gọi trên một thị trường rộng lớn giữa các thuê bao đầu cuối, với các khẩ năng sử dụng

các dịch vụ giá trị gia tăng khác nhau

Trong xu hướng hiện nay, thì khách hàng lại hướng đến các địch 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 tính vi và có thể chọn trên phạm vi rộng chất lượng địch vụ (QoS) và dải tấn 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 địch vụ chỉ dẫn trực tuyến, các phần tử giám sát,

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 tín với bất kỳ phương tiện nào, vào mọi lúc, tại mọi nơi,

- Nhiều thực thể và các phân tử mạng thông minh được phân bố trên toàn mạng Nó bao gồm các ứng dụng cho phép truy nhập và điểu 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 quần lý có thể thực hiện giám sát tài nguyên mạng, tập hợp các số liệu,

GV hướng dẫn: KS Nguyễn Mậu Tuấn

Chương 2: Các thành phần mạng và địch vụ -21-

- 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 địch vụ Ngoài ra nó còn cung cấp các menu khác nhau cho những người chưa có kinh nghiệm, ngược lại với những người đã có kinh nghiệm; và cung cấp

một môi trường thống nhất cho các dang thông tin

- NGN cho phép khách hàng quản lý hỗ sơ các nhân, tự dự phòng các dịch vụ mạng, giám sát thông tin tính cước, cá nhân hóa giao diện người dùng, tạo ra và dự phòng các ứng dụng mới

- Với việc quản lý thông tin thông minh, NGN giúp người dùng quản lý sự quá

tải của thông tin bằng cách cung cấp cho ho kha năng tìm, sắp xếp và lọc các bẩn

tin hoặc dữ liệu, quản lý chúng cho mọi phương tiện

2.5.3 Các dịch vụ chính trong mang NGN

NGN vẫn đang trên đường triển khai, do vậy chúng ta sẽ gặp rất nhiều khó khăn trong việc xác định hết tất cả các loại hình dịch vụ mà NGN có khả năng cung

cấp trong thời gian tới Rất nhiều dịch vụ, một số đã sẵn sàng, một số khác chỉ ở

mức khái niệm trong giai đoạn đầu của quá trình triển khai NGN Trong khi một số

dịch vụ có thể được cung cấp từ mặt bằng sẵn có, một số khác được cung cấp từ khả

năng báo hiệu, quần lý và điều khiển của NGN

Hầu hết các dich vụ truyén thống là các dịch vụ dựa trên cơ sở truy cập/truyền dẫn/định tuyến/chuyển mạch, dựa trên cơ sở khả năng kết nối/tài nguyên và điều khiển phiên, và các dịch vụ giá trị gia tăng khác NGN có khả năng cung cấp phạm

vi rộng các loại hình địch vụ, bao gồm:

- Các dịch vụ tài nguyên chuyển dụng như: cung cấp và quản lý các bộ chuyển

mã, các cầu nối hội nghị đa phương tiện đa điểm, các thư viện nhận dạng tiếng

nỐI,

- Các dịch vụ lưu trữ và xử lý như: cung cấp và quản lý các đơn vỊ lưu trữ thông

tin về thông báo, file servers, terminal servers, nén tảng hệ điều hành (OS

platforms)

- Các dịch vụ trung gian như: môi giới, bảo mật, bản quyền,

- Các dịch vụ ứng dụng cụ thể như: các ứng dụng thương mại, các ứng dụng

thương mại điện tử,

- Các địch vụ cung cấp nội dung mà nó có thể cung cấp hoặc môi giới nội dung

thông tin như: đào tạo, các dịch vụ xúc tiến thông tin,

- Các dịch vụ interworking dùng để tương tác với các dịch vụ khác, các ứng

dụng khác, các mạng khác, các giao thức hoặc các định dạng khác như chuyển đổi

EDI (Electronic Data Interchange)

- Các dịch vụ quản lý, bảo dưỡng, vận hành va quản lý các dịch vụ và mạng

truyền thông

GV hướng dẫn: KS Nguyễn Mậu Tuấn

Chương 2: Các thành phân mạng và địch vụ -22-

Sau đây là một số dịch vụ mà chúng ta tin rằng nó sẽ chiếm vị trí quan trọng

trong môi trường NƠN, bao gồm một phạm vi rộng các dịch vụ từ thoại thông

thường đến các dịch vụ tích hợp phức tạp như Thực tế ảo phân tán (Distributed Virtual Reality) Một số dịch vụ NGN điển hình:

~ Môi giới thông tin

- Thương mại điện tử

- Dịch vụ chuyển cuộc gọi

- Trò chơi tương tác

- Thực tế ảo phân tán

- Quản lý tại gia

2.5.3.1 Dịch vụ thoại (Voice Telephony)

NGN vẫn cung cấp các dịch vụ thoại khác nhau dang t6n tai như chờ cuộc gọi,

chuyển cuộc gọI, gọi ba bên, các thuộc tính AIN khác nhau, Centrex, Class, Tuy

nhiên cần lưu ý là NGN không cố gắng lặp lại các dịch vụ thoại truyén thống hiện

đang cung cấp, dịch vụ thì vẫn đảm bảo nhưng công nghệ thì thay đổi

2.5.3.2 Dịch vụ đữ liệu ( Data Service)

Cho phép thiết lập kết nối thời gian thực giữa các đầu cuối, cùng với các đặc tả giá trị gia tăng như băng thông theo yêu cẩu, tính tin cậy và phục hồi nhanh kết nối,

các kết nối chuyển mạch ảo (SVC- Switched Virtual Connection), va quản lý dải

tân, điều khiển cuộc gọi, Tóm lại các dịch vụ dữ liệu có khả năng thiết lập kết nối theo băng thông và chất lượng địch vụ QoS theo yêu cầu

2.5.3.3 Dich vụ đa phương tién (Multimedia Service)

Cho phép nhiều người tham gia tương tác với nhau qua thoại, video, dữ liệu

Các dịch vụ này cho phép khách hàng vừa nói chuyện, vừa hiển thị thông tin Ngoài

ra, các máy tính còn có thể cộng tác với nhau

2.5.3.4 Dịch vụ sử dụng mạng riêng ảo (VPN)

Thoại qua mạng riêng ảo cải thiện khả năng mạng, cho phép các tổ chức phân

tin vé mat địa lý, mở rộng hơn và có thể phối hợp các mạng riêng đang tổn tại với

các phần tử của mạng PSTN

Dữ liệu VPN cung cấp thêm khả năng bảo mật và các thuộc tính khác mạng

của mạng cho phép khách hàng chia sẻ mạng Internet như một mạng riêng ảo, hay

nói cách khác, sử dụng địa chỉ IP chia sẻ như một VPN

GV hướng dẫn: KS Nguyễn Mậu Tuấn

“ch

Hình 2-4 Dịch vụ VPN tiên tiến cho SOHO

2.5.3.5 Tính toán mạng công cộng (PNC- Public Network Computing)

Cung cấp các dịch vụ tính toán dựa trên cơ sở mạng công cộng cho thương mại

và các khách hàng Ví dụ nhà cung cấp mạng công cộng có thể cung cấp khả năng

lưu trữ và xử lý riêng (chẳng hạn như làm chủ một trang web, lưu trữ/bảo vệ/dự phòng các file số liệu hay chạy một ứng dụng tính toán) Như một sự lựa chọn, các nhà cung cấp dịch vụ mạng công cộng có thể cung cấp các dịch vụ thương mại cụ thể (như hoạch định tài nguyên công ty (ERP Enterprise Resource Planning), dự báo

thời gian, hóa đơn chứng thực, ) với tất cả hoặc một phần các lưu trữ và xử lý Xảy ra

trên mạng Nhà cung cấp dịch vụ có thể tính cước theo giờ, ngày, tuần, hay theo

phí bản quyền đối với dịch vụ

2.5.3.6 Bản tin hợp nhất (Unified Messaging)

Hỗ trợ cung cấp các dịch vu voice mail, email, fax mail, pages qua cdc giao diện chung Thông qua các giao điện này, người sử dụng sẽ truy nhập (cũng như

được thông báo) tất cả các loại tin nhắn trên, không phụ thuộc vào hình thức truy cập (hữu tuyến hay vô tuyến, máy tính, thiết bị dữ liệu vô tuyến) Đặc biệt kỹ thuật

chuyển đổi lời nói sang file văn bản và ngược lại được thực hiện ở server ứng dụng

cần phải được sử dụng ở dịch vụ này

2.5.3.7 Môi giới thông tin (Information Brokering)

Bao gồm quảng cáo, tìm kiếm và cung cấp thông tin đến khách hàng tương ứng

với nhà cung cấp Ví dụ như khách hàng có thể nhận thông tin trên cơ sở các tiêu

chuẩn cụ thể hay trên các cơ sở tham chiếu cá nhân,

2.5.3.8 Thương mại điện tử (E-commerce)

Cho phép khách hàng mua hàng hóa, dịch vụ được xử lý bằng điện tử trên

mạng, có thể bao gồm cả việc xử lý tiến trình, kiểm tra thông tin thanh toán tiền, cung cấp khả năng bảo mật, Ngân hàng tại nhà và đi chợ tại nhà nằm trong danh

mục các dịch vụ này, bao gồm cả các ứng dụng thương mại, ví dụ như quản lý đây

chuyển cung cấp và các ứng dụng quản lý tri thức

Địch vụ thương mại điện tử còn được mở rộng sang lĩnh vực di động Đó chính

là dịch vụ thương mại điện tử di động (m-commerce - Mobile Commerce) Có

Chương 2: Các thành phần mạng và dịch vụ -24-

nhiều khái niệm khác nhau về m- -commerce, nhưng ta có thể hiểu đây là dich vu cho phép người sử dụng tham gia vào thị trường thương mại điện tử (mua và bán) qua các thiết bị di động cầm tay

2.5.3.9 Các dịch vụ chuyển cuộc gọi (Call Center Service)

Một thuê bao có thể chuyển một cuộc gọi thông thường đến trung tâm phân phối cuộc gọi bằng cách kích chuột trên một trang web Cuộc gọi có thể xác định đường đến một agent thích hợp, mà nó có thể nằm bất cứ đâu thậm chí cả ở nhà (như trung tâm cuộc gọi ảo — Vifual Call Center) Các cuộc gọi thoại cũng như các tin nhắn e-mail có thể được xếp hàng giống nhau đến các agent Các agent có các truy cập điện tử đến các khách hàng, đanh mục, nguồn cung cấp và thông tin yéu cầu, có thể được truyền qua lại giữa khách hàng và agent

2.5.3.10 Trò chơi tương tác trên mạng (Interactive Gaming)

Cung cấp cho khách hàng một phương thức gặp nhau trực tuyến và tạo ra các trò chơi tương tác (chẳng hạn như video games)

2.5.3.11 Thực tế ảo phân tán (Distributed Virtual Reality)

Tham chiếu đến sự thay đổi được tạo ra có tính chất kỹ thuật của các sự kiện, con người, địa điểm, kinh nghiệm, của thế giới thực, ở đó những người tham dự và các nhà cung cấp kinh nghiệm ảo là phân tán về địa lý Các địch vụ này là yêu cầu

sự phối hợp rất phức tạp của các tài nguyên khác nhau

2.5.3.12 Quản lý tại nhà (Home Manager)

Với sự ra đời của các thiết bị mạng thông minh, các dịch vụ này có thể giám sát và điều khiển các hệ thống bảo vệ tại nhà, các hệ thống đang hoạt động, các hệ

thống giải trí, và các công cụ khác tại nhà Giả sử như chúng ta đang xem tivi và có

chuông cửa, không vấn để gì cd, ta chỉ việc sử dụng điều khiển tivi từ xa để xem được trên màn hình ai đang đứng trước cửa nhà mình Hoặc chẳng hạn như chúng ta

có thể quan sát được ngôi nhà của mình trong khi dang đi xa, hoặc quan sát được người trông trẻ đang chăm sóc em bé như thế nào khi ta đang làm việc tại cơ quan

Ngoài các dịch vụ đã nêu trên còn có rất nhiễu dịch vụ khác có thể triển khai

trong môi trường NGN như: các dịch vụ ứng dụng trong y học, chính phủ điện tử, nghiên cứu đào tạo từ xa, nhắn tin đa phương tiện,

Như vậy các địch vụ thế hệ sau là rất đa dạng và phong phú, việc xây dựng, phát triển và triển khai chúng là mở và linh hoạt Chính vì vậy nó thuận tiện cho các nhà cung cấp dịch vụ và ứng dụng triển khai địch vụ đến cho khách hàng trong môi

Chương 2: Các thành phần mạng và dịch vụ -25-

Chức năng

- Cung cấp một flatform phân phối dịch vụ đối với các dịch vụ tiên tiến

- SP là giao thức được sử dụng giữa các bộ điều khiển cuộc gọi (MGC) và các

server ứng dụng

- Có thể cung cấp các giao điện mở API cho việc tạo và triển khai các dịch vụ

(như giao diện JAIN, PARLAY,CLP )

CAR AY

Hình 2-6 Các API đặt bên cạnh server ứng dụng

- La nén tang cho việc thực thi và quan ly cdc dich vu

- Triển khai các dịch vụ nhanh chóng và nâng cấp các dịch vụ hiện có

2.6.2 Chức năng của Media Server

- Cung cấp các tài nguyên phương tiện đặc trưng như IVR, hội thảo, fax,

- Các tài nguyên này thường là thu âm thanh, phát hiện nhấn phím, hội thảo,

chuyển văn bản thành thoại, facsimile, nhận dạng tiếng nói,

- Giao tiếp VỚI server ứng dụng bằng giao thức MGCP và/hoặc SIP

- Kết cuối một đòng RTP, đóng vai trò như một đầu cuối media

Cấu trúc chức năng này có thể được đặt theo nhiều kiểu cấu trúc vật lý khác

nhau, như các hình sau:

(1040900102010 G10 Lv Rare ee ^s.i

“`

Chức năng diéu khiển cuộc gọi

b2

Chức năng Media Gateway

“`

Chức năng Gateway báo hiệu

hệ mới:

a Kiến trúc phân lớp

Khái niệm cấu trúc phân lớp là khái niệm trung tâm của môi trường NƠN

NGN chia điều khiến dịch vụ/session từ các phương thức truyền tải cơ sé Diéu nay

cho phép các nhà cung cấp lựa chọn (cho từng trường hợp cụ thể) các phương thức

truyén tdi thông tin không phụ thuộc vào phần mềm điều khiển Như mô tả trong hình sau, điều khiển NGN có thế được phân tách thành điều khiển đặc tính (feature), điều khiển dịch vụ/phiên, điều khiển kết nối Sự phân tách giữa truy cập, dịch vụ và điều khiển phiên trong lớp địch vụ cho phép mỗi phiên được xử lý độc lập với các phiên khác Do đó, nhiều phiên dịch vụ có thể được bắt đầu từ một phiên

truy cập Tương tự, các phiên liên lạc có thể được xử lý riêng lẻ với phiên dịch vụ

nói chung mà chúng là bộ phận (bằng cách đó cho phép điều khiển cuộc gọi và kết nối một cách riêng lẻ) Điều quan trọng nhất là các sự phân tách này cho phép các

dịch vụ được phát triển độc lập với truyễn dẫn và kết nối Do vậy, các nhà phát triển

dịch vụ có thể không cần hiểu hết các dịch vụ họ đang phát triển

Hình 2-9 Cấu trúc điều khiển phân lớp

b Giao diện các dịch vụ mở API

GV hướng dẫn: KS Nguyễn Mậu Tuấn

Chương 2: Các thành phần mạng và dich vụ -27-

Hình trên cũng chỉ ra một số đặc tính quan trọng của kiến trúc dịch vụ thế hệ

sau, như tính tin cậy của nó trên các giao điện và cấu trúc mở Đặc biệt, môi trường

phát triển mở dựa trên giao diện lập trình ứng dụng (API) sẽ cho phép các nhà cung

cấp dịch vụ, các nhà phát triển ứng dụng và các khách hàng tiểm năng tạo và giới

thiệu các ứng dụng một cách nhanh chóng Nó cũng mở ra nhiều cơ hội để tạo ra và

phân phối các địch vụ cho nhiễu khách hàng hơn Như vậy, khẩ năng cung cấp các

dịch vụ mới và sáng tạo sẽ chỉ bị giới hạn bởi chính sự sáng tạo của chúng ta mà

Lớp kết nối

-/l`=

‹—— Giao diện chung

Hình 2-10 Kiến trúc phân lớp/Giao diện dịch vụ mở

c Mạng thông minh phân tán

Trong môi trường các dịch vụ NGN, phạm vi thị trường của các dịch vụ có thể

sử dụng được mở rộng một cách lớn mạnh gồm các loại hình địch vụ khác nhau và

mạng liên kết thông minh Môi trường xử lý phân tán NGN (DPE — Distributed

Processing Environment) sẽ giải phóng tính thông minh từ các phần tử vật lý trên

mạng Do vậy, tính thông minh của mạng có thể được phân tán đến các vị trí thích

hợp trong mạng hoặc nếu có thể, đến CPE Ví dụ, khả năng thông minh của mạng

có thể nằm ở các server cho một dịch vụ nào đó, trên các server này thực hiện các

chức năng cụ thể (ví dụ như các điểm điều khiển dịch vụ SCP, các node địch vụ

trong một môi trường AIN), hoặc trên các thiết bị đầu cuối gần khách hàng Các khả

năng thực hiện sẽ không bị rằng buộc trong các thành phần vật lý của mạng

GV hướng dẫn: KS Nguyễn Mậu Tuấn

Nhìn từ góc độ người sử dụng, mạng ngày nay đã và đang trở thành phương

tiện cho phép con người và máy móc có thể kết nối với nhau ở bất kỳ khoảng cách nào Tuy nhiên, nhân tố quan trọng được tập trung nhiều là nền công nghiệp truyền

thông dựa trên khái niệm dịch vụ NGN được thực hiện trong môi trường NGN như

thế nào từ các góc độ mạng khác nhau

GV hướng dẫn: K§ Nguyễn Mâu Tuấn

Chương 3: Khảo sát thiết bị CES và MSAN - 29 -

CHUONG 3 KHAO SAT CAC THIET BI CES VA MSAN

3.1 THIET BI CES (CARRIER ETHERNET SWITCH)

3.1.1 Giới thiệu về Ethernet

Ethernet hiện là một công nghệ LAN chiếm ưu thế trên thế giới Ethernet

không phải là một công nghệ nhưng là một họ các công nghệ LAN và có thể hiểu

tốt nhất bằng cách dùng mô hình tham chiếu OSI Các đặc tả Ethernet hỗ trợ các

môi trường truyền khác nhau, băng thông khác nhau và những thay đổi khác ở lớp 1

và lớp 2 Tuy nhiên, khuôn dạng frame và lược đồ đánh địa chỉ đều giống nhau cho

tất cả các biến thé cia Ethernet Dé nhiéu tram truy xuất vào đường truyền vật lý

và các thiết bị nối mạng khác, có các chiến lược điều khiển truy cập mạng khác

nhau đã được phát minh Từ khi xuất hiện vào những năm 1970, Ethernet đã tiến triển để phù hợp với nhu câu về các LAN tốc độ cao Khi một loạt đường truyền mới

được tạo ra như cáp quang, Ethernet thích nghi để khai thác ưu thế băng thông cao

và tỉ lệ lỗi thấp của cáp quang

Thành công của Ethernet là do các yếu tố sau:

- Đơn giản và dễ bảo trì

- Có khả năng phối hợp với các công nghệ khác

nhau, và hình thành phương pháp truy cập Ethernet được gọi là CSMA/CD

Nam 1985, IEEE công bố các chuẩn cho các LAN, các chuẩn này được ký hiệu bắt đầu bằng các con số 802 Chuẩn cho Ethernet là 802.3 với băng thông là

10Mbits Năm 1995, IEEE céng bố một chuẩn cho 100Mbps Ethernet (Fast

Ethernet) Chuẩn này được phát triển tiếp là Gigabit Ethernet vào năm 1998,

Tất cả các chuẩn về cơ bản đều tương thích với Ethernet gốc Một frame của

Ethernet có thể xuất phát từ một NIC 10Mbps cáp đồng trục loại cũ trong một máy

PC, đặt lên một liên kết Ethernet quang tốc độ 10Gbps và kết thúc tại một 100Mbps

NIC Các gói trên một mạng Ethernet không hề bị thay đổi Băng thông của mạng tăng lên nhiều lần mà không phải thay đối công nghệ Ethernet bên dưới

GV hướng dẫn: KS Nguyễn Mậu Tuấn

Chương 3: Khảo sát thiết bị CES và MSAN -30-

Chiéu dai field

tinh theo byte

Chiều dài field

Hình 3-1 Các định dạng khung của Ethernet và IEEE 802.3 3.1.2 Ethernet Switch

Switch là một thiết bị mạng chọn lựa đường dẫn để gửi các frame đến đích witch hoạt động ở lớp hai của mô hình OSI

Đôi khi Switch còn được gọi là bridge đa port hay hub chuyển mach Switch quyét dinh chuyén frame dựa trên địa chỉ MAC, do đó nó được xếp vào thiết bị lớp

2 Chính nhờ Switch có khả năng chọn lựa đường dẫn để quyết định chuyển frame nên mạng có thể hoạt động hiệu quả hơn Switch nhận biết host nào kết nối vào port

nào của nó bằng cách doc dia chi MAC nguồn trong frame mà nó nhận được Khi hai host thực hiện liên lạc với nhau, Switch chỉ thiết lập một mạch ảo giữa hai port

tương ứng và không làm ảnh bưởng đến lưu thông trên các port khác Do đó các

mạng (như mạng LAN) có hiệu suất hoạt động cao thường sử dụng chuyển mạch

toàn bộ

® Switch tập trung các kết nối và quyết định chọn đường dẫn để chuyển dữ

liệu hiệu quả Frame được chuyển mạch từ port được nhận vào đến port phát ra Mỗi port là một kết nối cung cấp trọn băng thông cho host

e Switch xi ly mỗi port là một segment riêng biệt Khi các máy ở các port khác nhau cần liên lạc với nhau, Switch sẽ chuyển frame từ port này sang port kia và đảm bảo cung cấp trọn băng thông cho mỗi một phiên kết nối

Để chuyển frame hiệu quả giữa các port, Switch lưu giữ một bảng địa chỉ Khi

Switch nhan vao mot frame, nó sẽ ghi nhận dia chi MAC của máy gửi tương ứng với port mà nó nhận frame đó vào

Sau đây là các đặc điểm chính của Ethernet Switch:

® Tách biệt giao thông trên titng segment

® Tăng nhiều hơn lượng băng thông dành cho mỗi user bằng cách tạo miền đụng độ nhỏ hơn

GV hướng dẫn: KS Nguyễn Mậu Tuấn