nghiên cứu công nghệ chuyển mạch nhãn mpls trong mạng thế hệ sau ngn

Các loại hình dịch vụ vệ tinhđã rất phát triển như : DTH tương tác, truy nhập Internet, các dịch vụ băng rộng,HDTV… ngoài các ứng phồ biến đối với các nhu cầu thông tin quảng bá, viễn th

LỜI CẢM ƠN

Sau 5 năm học tập tại trường, được sự tận tình dạy dỗ và sự hỗ trợ rất lớn của Thầy cô, gia đình và bè bạn,

Em đã hoàn thành luận văn tốt nghiệp với đề tài “Nghiêncứu công nghệ chuyển mạch nhãn MPLS trong mạng thế hệ sau-NGN”

Sau đây, em xin được bày tỏ lòng biết ơn chân thànhđến :

Các Thầy Cô Trường Đại Học Giao Thông Vận Tảiđã tạo một môi trường thật tốt cho công tác giảng dạy &

Các bạn trong tập thể lớp Kỹ Thuật Viễn Thông K39đã tạo nguồn động lực trong thời gian học cũng như trongthời gian làm đề tài

Các bạn cùng nhóm đề tài đã sát cánh, động viên,tạo niềm tin cho mình trong thời gian thực hiện đề tài

Cuối cùng là sự biết ơn sâu sắc với gia đình , nguồn động lực chính trong suốt 5 năm đại học

Sinh viên

Phùng Thế Minh

Nhận xét của giáo viên hướng dẫn

-Giáo viên hướng dẫn

Nhận xét của giáo viên đọc duyệt

Lời cảm ơn 1

Nhận xét của giáo viên hướng dẫn 2

Nhận xét của giáo viên đọc duyệt 3

Mục lục 4

PHẦN I TỔNG QUAN VỀ MẠNG VIỄN THÔNG THẾ HỆ SAU NGN ( NEXT GENERATION NETWORK ) 8

Chương 1 : XU HƯỚNG PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ VIỄN THÔNG VÀ CÁC DỊCH VỤ VIỄN THÔNG 8

I Xu hướng phát triển công nghệ viễn thông 8

1 Công nghệ truyền dẫn 8

1.1 Cáp quang 8

1.2 Vô tuyến 9

2 Công nghệ chuyển mạch 9

2.1 Công nghệ ATM 9

2.2 Công nghệ chuyển mạch quang 9

3 Công nghệ mạng truy nhập 9

II Xu hướng phát triển của các dịch vụ viễn thông 10

1 ITU-T phân các dịch vụ băng rộng làm hai loại 10

2 Yêu cầu kỹ thuật của một số loại dịch vụ 11

Chương 2 : CÁC TỔ CHỨC QUỐC TẾ VỚI VIỆC XÂY DỰNG MẠNG THẾ HỆ SAU NGN 12

I Mô hình của ITU 12

1 Lớp các chức năng ứng dụng 12

2 Lớp các chức năng trung gian 12

3 Lớp các chức năng cơ sở 12

II Một số hướng nghiên cứu của IETF 13

III Mô hình của MSF 14

1 Lớp chuyển mạch 15

2 Lớp thích ứng 15

3 Lớp điều khiển 15

4 Lớp ứng dụng 16

5 Lớp quản lý 17

IV TINA 17

V Sự ra đời của SS8 19

VI ETSI 20

MỤC LỤC

Chương 3 : GIẢI PHÁP MẠNG VIỄN THÔNG THẾ HỆ SAU NGN CỦA MỘT

SỐ HÃNG CUNG CẤP THIẾT BỊ VIỄN THÔNG TRÊN THẾ GIỚI

23

I Mô hình NGN của Alcatel 23

II Mô hình NGN của Ericsson 25

III Giải pháp của NORTEL 27

IV Mô hình mạng NGN của Siemens 29

V Hướng phát triển NGN của NEC 30

Chương 4 : CẤU TRÚC MẠNG VIỄN THÔNG THẾ HỆ SAU NGN 33

I Nguyên tắc tổ chức mạng thế hệ sau 33

1 Phát triển các dịch vụ mới trên cơ sở mạng hiện tại tiến tới phát triển mạng NGN 33

2 Xây dựng mới mạng NGN 34

II Cấu trúc mạng thế hệ sau 34

III Các công nghệ được áp dụng cho mạng thế hệ sau 35

1 Các công nghệ áp dụng cho lớp mạng chuyển tải 35

2 Các công nghệ áp dụng cho lớp mạng truy nhập 35

2.1 Hữu tuyến (wire) 35

2.2 Vô tuyến (Wireless) 35

PHẦN II CÔNG NGHỆ CHUYỂN MẠCH NHÃN - MPLS TRONG MẠNG VIỄN THÔNG THẾ HỆ SAU - NGN 37

Chương 1 : XU HƯỚNG PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ CHUYỂN MẠCH 37

I Xu hướng phát triển 37

II Công nghệ chuyển mạch nền tảng 38

1 IP 38

2 ATM 39

3 MPLS 39

Chương 2 : CÁC THÀNH PHẦN CỦA MPLS 45

I Các khái niệm cơ bản về MPLS 45

1 Khái niệm chung về chuyển mạch nhãn và MPLS (MultiProtocol Label Switching ) 45

1.1 Chuyển mạch nhãn là gì? 45

1.2 Tại sao phải sử dụng chuyển mạch nhãn? 45

1.3 Khái niệm và Vị trí của MPLS 48

1.4 Các thuộc tính cơ bản của MPLS 48

2 Nhãn (Label) 49

3 Ngăn xếp nhãn (Label stack) 51

4 LSR (Label Switch Router) 51

7 Đường chuyển mạch nhãn (LSP – Label Switching Path) 52

8 Cơ sở dữ liệu nhãn (LIB – Label Information Base) 52

9 Gói tin dán nhãn 52

10 Ấn định và phân phối nhãn 52

II Thành phần cơ bản của MPLS 52

1 LSR biên : 52

2 ATM-LSR : 53

Chương 3 : HOẠT ĐỘNG CỦA MPLS 54

I Các chế độ hoạt động của MPLS 54

1 Chế độ hoạt động khung MPLS 54

1.1 Các hoạt động trong mảng số liệu 56

1.2 Mào đầu nhãn MPLS 56

1.3 Chuyển mạch nhãn trong chế độ khung 57

1.4 Quá trình liên kết và lan truyền nhãn 58

2 Chế độ chế độ hoạt động tế bào MPLS 58

2.1 Kết nối trong mảng điều khiển qua giao diện LC-ATM 59

2.2 Chuyển tiếp các gói có nhãn qua miền ATM-LSR 63

2.3 Phân bổ và phân phối nhãn trong miền ATM-LSR 63

2.4 Hợp nhất VC 64

II Hoạt động của MPLS khung trong mạng ATM-PVC 64

Chương 4 : CÁC GIAO THỨC SỬ DỤNG TRONG MẠNG MPLS 66

I Giao thức phân phối nhãn 66

1 Phát hiện LSR lân cận 66

2 Giao thức truyền tải tin cậy 67

3 Mào đầu LDP (LDP Header) 67

4 Mã hoá TLV (Type-Length-Value) 68

5 Cấu trúc bản tin LDP 68

6 Các bản tin LDP (LDP Messages) 69

6.1 Bản tin Notification 69

6.2 Bản tin Hello 70

6.3 Bản tin Initialization 71

6.4 Bản tin KeepAlive 71

6.5 Bản tin Address 72

6.6 Bản tin Address Withdraw 72

6.7 Bản tin Label Mapping 72

6.8 Bản tin Label Request 73

6.9 Bản tin Label Withdraw 74

6.10 Bản tin Label Release 74

6.11 Bản tin Label Abort Request 75

II Giao thức CR-LDP 76

1 Khái niệm định tuyến cưỡng bức 76

2 Các phần tử định tuyến cưỡng bức 78

2.1 Điều kiện cưỡng bức “chọn đường ngắn nhất” 79

2.2 Sử dụng MPLS làm phương tiện chuyển tiếp thông tin 83

III Giao thức RSVP 84

2 MPLS hỗ trợ RSVP 85

3 RSVP và khả năng mở rộng 87

4 So sánh CR-LDP và RSVP 88

5 So sánh MPLS và MPOA 89

Chương 5 : CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ (QoS) 91

I Dịch vụ cố gắng tối đa (Best Effort) 91

II Dịch vụ tích hợp 92

1 Giao thức thiết lađường (Setup): 93

2 Đặc tính luồng: 93

3 Điều khiển lưu lượng: 93

III Dịch vụ DiffServ 93

IV Chất lượng dịch vụ MPLS 95

Chương 6 : ĐỊNH TUYẾN VÒNG VÀ HỆ THỐNG CHUYỂN MẠCH LAMDA .96

I Phát hiện và ngăn ngừa hiện tượng định tuyến vòng 96

1 Phát hiện và ngăn ngừa chuyển tiếp vòng đối với MPLS ở chế độ hoạt động khung 96

1.1 Phát hiện chuyển tiếp vòng dữ liệu 96

1.2 Ngăn ngừa chuyển tiếp vòng dữ liệu điều khiển 97

2 Phát hiện và ngăn ngừa chuyển tiếp vòng đối với MPLS ở chế độ hoạt động tế bào 98

2.1 Phát hiện/ngăn ngừa chuyển tiếp vòng thông tin điều khiển .98 2.2 Phát hiện chuyển tiếp vòng dữ liệu 102

II Chuyển mạch Lambda 103

1 Ghép kênh phân chia theo bước sóng (WDM) và mạng quang 103

2 Mối liên hệ giữa MPLS và quang 104

3 Chuyển mạch Lambda đa giao thức (MPS – MultiProtocol Lambda Switching) 105

Các từ viết tắt 112

PHẦN I TỔNG QUAN VỀ MẠNG VIỄN THÔNG THẾ HỆ SAU

NGN ( NEXT GENERATION NETWORK )

Chương 1 : XU HƯỚNG PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ VIỄN

THÔNG VÀ CÁC DỊCH VỤ VIỄN THÔNG

I Xu hướng phát triển công nghệ viễn thông

Trong quá trình phát triển của công nghệ viễn thông, các động lực thúc đẩysự tiến bộ của kỹ thuật viễn thông là:

 Công nghệ điện tử với xu hướng phát triển hướng tới sự tích hợp ngàycàng cao của các vi mạch

 Sự phát triển không ngừng của kỹ thuật số

 Sự kết hợp giữa truyền thông và tin học ngày càng phát triển, cácchương trình phần mềm hoạt động ngày càng hiệu quả

 Công nghệ quang phát triển làm tăng khả năng, tốc độ, chất lượngtruyền tin, và chi phí thấp …

 Những xu hướng phát triển công nghệ đan xen lẫn nhau và cho phépmạng lưới thỏa mãn tốt hơn các nhu cầu của khách hàng trong tươnglai

 Với sự gia tăng cả về số lượng và chất lượng của các nhu cầu dịch vụngày càng phức tạp từ phía khách hàng đã kích thích sự phát triểnnhanh 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, đanxen lẫn nhau nhằm cho phép mạng lưới thỏa mãn tốt các nhu cầu củakhách hàng trong tương lai

Xu hướng phát triển công nghệ thông tin - viễn thông, theo ITU, có thể chiathành hai loại:

 Hoạt động hướng kết nối

 Hoạt động không kết nối

Các hoạt động này có xu hướng tiến tới tiếp cận hội tụ

1 Công nghệ truyền dẫn

1.1 Cáp quang

Hiện nay trên 60% lưu lượng thông tin được truyền đi trên toàn thế giới đượctruyền trên mạng quang Công nghệ truyền dẫn quang SDH cho phép tạo nên cácđường truyền dẫn tốc độ cao (155Mbps,622Mbps,2.5Mbps) với khả năng bảo vệcủa các mạng vòng đã được sử dụng rộng rãi ở nhiều nước trong đó có Việt Nam

WDM cho phép sử dụng độ rộng băng tần rất lớn của sợi quang bằng cáchkết hợp một số các tín hiệu ghép kênh theo thời gian với độ dài các bước sóng khácnhau và ta có thể sử dụng được các cửa sổ không gian và độ dài bước sóng Côngnghệ WDM cho phép nâng tốc độ truyền dẫn lên 5Gbps, 10Gbps, 20Gbps.

1.2 Vô tuyến

a VIBA

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

do những hạn chế của môi trường truyền sóng vô tuyến nên tốc độ và chất lượngtruyền dẫn không cao so với truyền dẫn quang Các thiết bị VIBA SDH hiện naytrên thị trường có tốc độ là: N x STM-1

b Vệ tinh

 LEO (Low Earth Orbit) – vệ tinh quỹ đạo thấp

 MEO (Medium Earth Orbit) – vệ tinh quỹ đạo trung bình

Thị trường thông tin vệ tinh trong khu vực đã có sự phát triển mạnh trongnhững năm gần đây và còn tiếp tục trong các năm tới Các loại hình dịch vụ vệ tinhđã rất phát triển như : DTH tương tác, truy nhập Internet, các dịch vụ băng rộng,HDTV… ngoài các ứng phồ biến đối với các nhu cầu thông tin quảng bá, viễn thôngnông thôn, với sự kết hợp sử dụng các ưu điểm của công nghệ CDMA, thông tin vệtinh ngày càng có xu hướng phát triển đặc biệt trong lĩnh vực thông tin di động,thông tin cá nhân …

2.1 Công nghệ ATM

Công nghệ ATM dựa trên cơ sở phương pháp chuyển mạch gói, thông tinđược đưa vào các gói có chiều dài ngắn cố định trong đó vị trí của gói không phụthuộc vào đồng hồ đồng bộ mà dựa trên nhu cầu bất kỳ của kênh cho trước Cácchuyển mạch ATM cho phép hoạt động với nhiều tốc độ và dịch vụ khác nhau

2.2 Công nghệ chuyển mạch quang

Các kết quả nghiên cứu ở mức thử nghiệm đang hướng tới việc chế tạo cácchuyển mạch quang Trong tương lai sẽ có các chuyển mạch quang phân loại nhưsau:

 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

 Mạng truy nhập vô tuyến

 Các phương thức truy nhập cáp đồng

HDSLADSL

 Mạng truy nhập băng rộng

II Xu hướng phát triển của các dịch vụ viễn thông

Cùng với thời gian và sự phát triển của công nghệ viễn thông, các dịch vụviễn thông ngày nay ngày càng phong phú và đa dạng :

 Nhu cầu đối với các dịch vụ băng rộng tăng lên không ngừng

 Công nghệ truyền dẫn, chuyển mạch có những tiến bộ vượt bậc

 Công nghệ xử lý ảnh, xử lý tín hiệu không ngừng phát triển

 Các ứng dụng phần mềm xử ký ngày càng phong phú và sự kết hợpgiữa tin học và viễn thông ngày càng chặt chẽ

Từ nhu cầu ngày càng tăng đó thì cần thiết phải tạo ra một mạng mềm dẻonhằm đáp ứng các nhu cầu từ phía khách hàng cũng như từ phía nhà khai thác

1 ITU-T phân các dịch vụ băng rộng làm hai loại

 Các dịch vụ tương tác : là các dịch vụ cho phép truyền thông tin theohai chiều (không tính đến các thông tin báo hiệu, điều khiển) giữacác thuê bao với nhà cung cấp dịch vụ băng rộng

 Các dịch vụ phân bố : là các dịch vụ mà thông tin chỉ truyền theo mộtchiều, từ phía nhà cung cấp dịch vụ băng rộng tới thuê bao

Ngoài cách phân chia dịch vụ như trên thì có một cách khác để phân chiacác loại dịch vụ băng rộng là :

 Loại thứ nhất bao gồm các dịch vụ phục vụ cho việc kinh doanh như :

Dịch vụ truyền hình ảnh tốc độ caoTự động thiết kế (CAS/CAM/CAE)

Tư vấn, chiếu chụp y khoaChế bản, xử lý ảnh

Trao đổi các hình ảnh đồ họa có độ phân giải cao

Đa phương tiện tương tácGiáo dục từ xa có tương tácHội thảo từ xa

Phối hợp trong công tác xuất bảnCác dịch vụ tư vấn

Thực tại ảoĐiện thoại đa phương tiệnCác dịch vụ dùng chung tài nguyên

 Loại thứ hai bao gồm các dịch vụ thông thường phục vụ cho các hộthuê bao như:

Dịch vụ phân bố tín hiệu videoDịch vụ quảng bá TV/HDTVDịch vụ quảng bá giáo dục từ xaDịch vụ video trả tiền theo lần xemDịch vụ video theo yêu cầu

Dịch vụ quảng cáo, chào hàng qua videoMua hàng từ xa

Đa phương tiện tương tácThư điện tử đa phương tiệnDịch vụ tư vấn hỗ trợ đa phương tiệnGiáo dục từ xa

Dịch vụ Internet có hỗ trợ đa phương tiệnCác trò chơi điện tử tương tác

Điện thoại đa phương tiện và thực tại ảo

2 Yêu cầu kỹ thuật của một số loại dịch vụ

 Điện thoại thấy hình tốc độ cơ bản : 56 - 128 Mbps

 Truyền hình hội nghị :  384 Mbps

 Đa phương tiện tương tác : 1 - 2 Mbps

 Truyền hình độ phân giải cao :  15Mbps

Chương 2 : CÁC TỔ CHỨC QUỐC TẾ VỚI VIỆC XÂY DỰNG

MẠNG THẾ HỆ SAU NGN

Mạng thế hệ sau là vấn đề thu hút sự quan tâm của nhiều tổ chức viễnthông, điển hình là hoạt động của các tổ chức viễn thông sau đây :

 ITU-T với các nhóm SG2, SG8, SG11, SG13, SG16

 IETF với các nhóm PINT WG, MMUSIC WG, IPTEL, SIGTRANWG

 MSF (Multiservice Switching Forum – Diễn đàn chuyển mạch đadịch vụ)

 ETSI với dự án TIPHONE (Telecommunications and InternetProtocol Harmonization over Network – Giao thức viễn thông vàInternet trên mạng)

 TINA (Telecommunication Information Networking ArchitectureConsortium – Hiệp hội nghiên cứu cấu trúc mạng thông tin viễnthông)

I Mô hình của ITU

Cấu trúc mạng thế hệ sau NGN nằm trong mô hình lớn của cấu trúc hạ tầngthông tin toàn cầu GII (Global Information Infrastructure) do ITU đưa ra Mô hìnhnày bao gồm 3 lớp chức năng sau đây :

1 Lớp các chức năng ứng dụng

2 Lớp các chức năng trung gian

 Các chức năng điều khiển dịch vụ

 Các chức năng quản lý

3 Lớp các chức năng cơ sở

 Các chức năng mạng (bao gồm chức năng chuyển tải và chức năngđiều khiển)

 Các chức năng lưu giữ và xử lý

 Các chức năng giao diện người-máy

 Phần mạng truy nhập bao gồm các kết nối sau:

 Vô tuyến : Điện thoại không dây / thông tin di động …

 Hữu tuyến với đầu cuối thoại, TV, máy tính …

 Kết nối với mạng truy nhập khác

 Mô hình thực hiện của GII được phân loại như sau :

 Phân đoạn mạng quốc tế

 Phân đoạn mạng lõi (Core)

 Phân đoạn mạng truy nhập (Access)

 Phân đoạn mạng khách hàng (Customer)

Các chức năng ứng dụng

Các chức năng cơ sở Các chức năng trung gian

Chức năng điều khiển Chức năng truyền tải

Chức năng điều khiển Chức năng truyền tải

Truyền thông và nối mạng thông tin

Cung cấp dịch vụ xử lý và lưu trữ thông tin phân tán

Cung cấp dịch vụ truyền thông chung

Hình a.1 Các chức năng GII và mối quan hệ của chúng

Các ứng dụng dịch vụ thông tin qua các giao diện có thể giao tiếp với phầnmạng khách hàng, phần mạng truy nhập hoặc phần mạng lõi

Các phần mạng này đều có hai chức năng :

 Chức năng truyền tải

 Chức năng điều khiển

II Một số hướng nghiên cứu của IETF

IETF (Internet Engineering Task Force) là tổ chức nghiên cứu các tiêuchuẩn mở đối với các nhà thiết kế, khai thác, cung cấp … chủ yếu trong lĩnh vựcInternet

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

cần có khả năng chuyển tải các truy nhập và các đường trục có giao thức kết nối(link layer) khác nhau.

Đối với mạng truy nhập trung gian, IETF có IP trên mạng chuyển tải cáp

(IP Cable Data Network) và IP với môi trường vô tuyến

Đối với mạng đường trục, IETF có hai giao thức chính là IP over ATM và

mạng quang phân cấp số đồng bộ SONET/SDH và IP với giao thức điểm nối điểm(PPP – Point-to-Point Protocol) với SONET/SDH

Với công nghệ kết nối mới, IETF định nghĩa cách thức truyền IP trên lớp kếtnối

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

IETF là tổ chức đưa ra nhiều tiêu chuẩn về MPLS (MultiProtocol LabelSwitching) MPLS là kết quả phát triển của IP Switching sử dụng cơ chế hoán đổinhãn như của ATM để truyền gói tin mà không cần thay đổi các giao thức địnhtuyến của IP

III Mô hình của MSF

MSF ( Multiservice Switching Forum – Diễn đàn chuyển mạch đa dịch vụ)đưa ra mô hình cấu trúc mạng chuyển mạch đa dịch vụ bao gồm các lớp như sau :

 Lớp thích ứng

 Lớp chuyển mạch

 Lớp điều khiển

 Lớp ứng dụng

 Lớp quản lý đặc biệt xuyên suốt cả 3 lớp : thích ứng, chuyển mạchvà điều khiển

Mục tiêu nghiên cứu của MSF là các hệ thống chuyển mạch

Cấu trúc mạng chuyển mạch đa dịch vụ thế hệ sau của MSF dựa trên cơ sởcác chức năng của hệ thống chuyển mạch

TCP/IP Video Voice TDM FR ATM

Chuyển mạch lai ghép

Các giao diện logic và vật lý tiêu chuẩn

Các giao thức, giao diện mở rộng

1 Lớp chuyển mạch

Các hệ thống chuyển mạch ở đây là chuyển mạch “mềm” (SoftSwitch) haychuyển mạch “lai ghép” (Hybrid) Đây là lớp “lõi” trong cấu trúc mạng chuyểnmạch đa dịch vụ

2 Lớp thích ứng

Có khả năng kết nối với nhiều loại giao diện khác nhau (bao gồm các tiêuchuẩn và mở rộng)

3 Lớp điều khiển

Có nhiệm vụ kết nối để cung cấp các dịch vụ thông suốt từ đầu cuối đến đầucuối (end-to-end) với bất cứ loại giao thức và báo hiệu nào như : IP/MPLS,Voice/SS7, ATM/SVC

 Thiết lập các yêu cầu, điều chỉnh và thay đổi các kết nối hoặc cácluồng, điều khiển sắp xếp nhãn (label mapping) giữa các giao diệncổng.

 Phân bổ lưu lượng và các chỉ tiêu chất lượng đối với mỗi kết nối hoặcmỗi luồng và thực hiện việc quản lý giám sát điều khiển để đảm bảocác chỉ tiêu về chất lượng

 Điều khiển các chức năng của lớp thích ứng

 Báo hiệu đầu cuối từ các trung kế, các cổng trong kết nối với lớpthích ứng

 Thống kê và ghi lại các thông số và chi tiết về cuộc gọi (như sốlượng cuộc gọi, thời gian gọi … ) và các cảnh báo

 Lớp điều khiển cần được tổ chức theo kiểu module và có thể baogồm một số bộ điều khiển độc lập Ví dụ : có thể bao gồm các bộđiều khiển riêng rẽ cho các dịch vụ : Thoại/SS7, ATM/SVC,IP/MPLS

 Thu nhận thông tin báo hiệu từ mỗi cổng và chuyển các thông tin nàytới các thành phần khác trong mạng lớp điều khiển

 Điều phối kết nối và các thông số của lớp thích ứng như : tốc độ bit,loại mã hóa … với các thành phần của lớp thích ứng tại các chuyểnmạch đa dịch vụ đầu xa Lớp thích ứng cung cấp chức năng báo cáovà giám sát tới lớp điều khiển và lớp quản lý một cách thích hợp vớicác giao thức điều phối này

 Quản lý và bảo dưỡng hoạt động của các tuyến kết nối thuộc phạm

vi điều khiển Thiết lập quản lý và bảo dưỡng hoạt động của cácluồng yêu cầu đối với chức năng dịch vụ trong mạng đặc biệt Báohiệu với các thành phần ngang cấp

4 Lớp ứng dụng

Lớp ứng dụng bao gồm các dịch vụ có băng thông khác nhau với nhiều mứcđộ khác nhau Một số loại dịch vụ sẽ thực hiện làm chủ việc điều khiển logic dịchvụ của chúng và truy nhập trực tiếp tới lớp ứng dụng, còn một số dịch vụ khác sẽđược điều khiển từ lớp điều khiển như trường hợp dịch vụ thoại truyền thống

Một số ví dụ về các loại ứng dụng dịch vụ :

 Các dịch vụ thông tin và nội dung

 Mạng riêng ảo (VPN) đối với thoại và số hiệu

 Các dịch vụ thoại

 Video theo yêu cầu

 Nhóm các dịch vụ đa phương tiện

 Thương mại điện tử

 Các trò chơi trên mạng thời gian thực

Hình a.1 Chuyển mạch đa dịch vụ và các giao thức, giao diện tổ hợp điều

khiển

5 Lớp quản lý

Là một lớp đặc biệt xuyên suốt các lớp thích ứng, chuyển mạch và điềukhiển

Cần phân biệt các chức năng quản lý (Management) với các chức năng điềukhiển (Control)

IV TINA

Mô hình cấu trúc mạng của TINA cũng bao gồm các lớp mạng như sau :

 Lớp truy nhập

X

ử lý điều khiển

X

ử lý điều khiển

L ớp quản lý

L ớp điều khiển

Chuyển mạch lai ghép

Cổng thoại

Các cổng khác

Cổng ATM

L ớp

ứng

Lớp chuyển mạch

Gia tăng các giao thức quản lý

Báo hiệu và các giao thức khác

V Sự ra đời của SS8

SS8 (SignalingSwitch and ServiceController) ISA (Intelligent ServicesArchitecture) là giải pháp dịch vụ và báo hiệu mạng cho các nhà khai thác mạngđược phát triển trên cơ sở dịch vụ VoIP

Tổ hợp các khả năng của mạng điện thoại chuyển mạch thông dụng vàmạng Internet, SS8 ISA cung cấp các khả năng định tuyến các cuộc gọi thôngminh, các dịch vụ mới Trên cơ sở các chuẩn giao thức IP như SIP, H.323… SS8 ISAcó khả năng cung cấp các dịch vụ khác trên cơ sở IP như: dịch vụ 800, thoại mạngriêng ảo VPN, trung tâm IP, các dịch vụ thẻ, cố định, vô tuyến di động, hội nghịtruyền hình…

SS8 ISA bao gồm hai thành phần chính sau đây:

 SS8 Signalling Switch

 SS8 ServiceController

OAM&P

SS8 Service Controller

SS8 Signaling Switch

Application Server

VI ETSI

ETSI vẫn đang tiếp tục thảo luận về mô hình cấu trúc mạng thế hệ mớiNGN Với mục tiêu cung cấp tất cả các dịch vụ viễn thông truyền thống và cácdịch vụ viễn thông mới bao gồm: PSTN/ISDN, X.25, FR, ATM, IP, GSM, GPRS,ITM 2000…(theo các định nghĩa của GII và EII), ETSI phân chia việc nghiên cứucấu trúc mạng theo các lĩnh vực sau:

 Lớp chuyển 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

 Và các vấn đề khác như truy nhập đa dịch vụ trên cơ sở đa côngnghệ

Tháng 6 năm 2001, nhóm nghiên cứu SG#2 của ETSI đã đưa ra mô hình cấutrúc chức năng và cấu trúc mạng NGN như sau:

Hình a.1 Cấu trúc chức năng mạng NGN (theo ETSI)

Theo phân lớp của ETSI thì mạng NGN có 5 lớp chức năng Các ứng dụngđối với khách hàng từ các nhà khai thác mạng thông qua các giao diện dịch vụ, cácgiao diện dịch vụ được phân loại thành 4 loại

Các nhà khai thác mạng và các ứng dụng đối với khách

hàng

Chức năng mạng thông minh Chức năng mạng cơ bản

Giao diện dịch vụ

thoại

Giao diện dịch vu số liệu

Giao diện dịch vụ tính cước

Giao diện dịch vụ chỉ dẫn

Chức năng chuyển tải mạng

Cấu trúc mạng NGN theo ETSI bao gồm 4 lớp:

 Lớp kết nối (bao gồm chuyển tải + truy nhập)

 Lớp điều khiển và các ứng dụng truyền thông

 Lớp các ứng dụng và nội dung

 Lớp quản lý

Hình a.2 Cấu trúc mạng NGN theo ETSI

Trong mô hình cấu trúc này, lớp kết nối bao gồm cả truy nhập và lõi cùngvới các cổng trung gian, nghĩa là lớp kết nối theo cấu trúc này bao gồm toàn bộ cácthành phần vật lý / các thiết bị trên mạng

Lớp quản lý là một lớp đặc biệt – khác với lớp điều khiển Lớp quản lý cótính năng xuyên suốt nhằm quản lý 3 lớp còn lại

Điều khiển truyền thông

Kết nối

Ứng dụng dịch vụ

D

i động

Các dịch vụ điện thoại

Điện thoại ản tinB ịnh vịĐ

Vo

P

PMS/SMR

điện thoại di động

Dữ liệu di

ộ điều khiển

Các mạng điện thoại khác

 ETSI đưa ra mô hình khá rõ nét về cấu trúc mạng NGN.

 ITU vẫn chưa có khuyến nghị chính thức về cấu trúc NGN

 Đặc điểm chung của các mô hình cấu trúc mạng NGN đã được đưa ra là:

Cấu trúc vật lý: mạng bao gồm hai lớp

 Lớp chuyển tải / lõi (Transport/Core)

 Lớp truy nhập (Access)

Cấu trúc chức năng:

Ngoài hai lớp chức năng tương ứng với hai lớp vật lý:

 Lớp chuyển tải / lõi (Transport/Core)

 Lớp truy nhập (Access)

Còn có các chức năng:

Chửụng 3 : GIAÛI PHAÙP MAẽNG VIEÃN THOÂNG THEÁ HEÄ SAU NGN CUÛA MOÄT SOÁ HAếNG CUNG CAÁP THIEÁT Bề VIEÃN

THOÂNG TREÂN THEÁ GIễÙI

I Moõ hỡnh NGN cuỷa Alcatel

Alcatel ủửa ra moõ hỡnh maùng theỏ heọ sau theo caực lụựp nhử sau :

 Lụựp truy nhaọp vaứ truyeàn taỷi

 Lụựp trung gian

 Lụựp ủieàu khieồn

 Lụựp dũch vuù maùng

Hỡnh a.1 Sụ ủoà maùng theỏ heọ sau (moõ hỡnh cuỷa Alcatel)

Các dịch

vụ mạng

độc lập Thiết bị

mạng đã

có

Lớp điều khiển

Lớp dịch vụ mạng

Lớp truy nhập và truyền tải

Hỡnh a.2 Caực thaứnh phaàn cuỷa maùng theỏ heọ sau (moõ hỡnh cuỷa Alcatel)

Các dịch vụ mạng

độc lập

Lớp truy nhập/

truyền tải

SS7, ISDN, B-ISDN, RADIUS

Lớp dịch

vụ mạng

GR-TR-008

IP/

ATM

Mạng truy nhập

Truy nhập vô tuyến

3G Truy nhập vô tuyến

IS41/GR-303

Truy nhập tích hợp PPP/ATM/FR

Trung kế TDM

SNMP CMIP

Lớp thiết

bị

IP, SS7, MSF, MGCP

SSGW SMGC SRC SSEN

STGW

SMSW SWGW SADM SDCS SDGW SCSW

SAGW

Alcatel giới thiệu các chuyển mạch đa dịch vụ, đa phương tiện 1000MME10 và Alcatel 1000 Softswitch cho giải pháp xây dựng mạng NGN

Trong đó họ sản phẩm 1000MM E10 là các hệ thống cơ sở để xây dựngmạng viễn thông thế hệ sau từ mạng hiện có

Khả năng xử lý của hệ thống này là rất lớn so với các hệ thống E10 trướcđây, có thể lên đến 8 triệu BHCA, tốc độ chuyển mạch ATM có thể lên đến 80Gbit/s

Alcatel đưa ra giải pháp tổng thể bao gồm 6 bước phát triển từ mạng viễnthông hiện tại sang mạng NGN như sau:

 Mạng PSTN cho thoại và quay số để truy nhập Internet

 Củng cố mạng PSTN và hội tụ với mạng số liệu

 Thoại trên công nghệ “gói” đối với các dịch vụ đường dài

 Thoại trên công nghệ “gói” đối với các dịch vụ truy nhập/nội hạt

 Các dịch vụ đa phương tiện được triển khai

 Mạng viễn thông thế hệ sau NGN hoạt động với đầy đủ các tínhnăng

II Mô hình NGN của Ericsson

Ericsson giới thiệu giải pháp công nghệ mới có tên là ENGINE

ENGINE tạo ra một mạng lõi cung cấp nhiều dịch vụ trên một cơ sở hạ tầngmạng duy nhất Nó bao gồm toàn bộ các sản phẩm mạng đa dịch vụ của Ericssonvà đây là tập hợp các giải pháp và sản phẩm

Cấu trúc mạng ENGINE hướng tới các ứng dụng, cấu trúc này dựa trên cácliên hệ Client/Server và Gateway/Server

Các ứng dụng gồm có phần client trên máy đầu cuối và các server trongmạng giao tiếp với nhau qua các giao diện mở

Hình a.1 Cấu trúc mạng thế hệ sau của Ericsson

Cũng như các hãng khác, mạng ENGINE được phân thành 3 lớp sử dụngcông nghệ chuyển mạch gói đó là :

 Lớp dịch vụ/điều khiển : Bao gồm các server có chức năng điềukhiển các cuộc gọi PSTN/ISDN và số liệu, cung cấp các dịch vụmạng thông minh IN, multimedia có thời gian thực trên cơ sở hệthống xử lý AXE của Ericsson

 Lớp kết nối : Xử lý các thông tin người sử dụng Chuyển mạch vàđịnh tuyến lưu lượng hay còn gọi là lớp vận chuyển với phần lõi

M¸y chđ øng dơng IP

Q U

H

M

¸yChđ

P LMN

M

¸y chđPSTN/

M GW

M¹

ng truy nhËp v«

tuyÕn

M

¹ng truy nhËp h÷u tuyÕn

P BX/LAN

i ntranet

C

¸c m¹ng

®iƯn tho¹i kh¸c

C

¸c m¹ng

®a dÞch vơ / IP kh¸c

M¹ng ® êng trơc kÕt nèi

øn

g dơng

§i

Ịu khiĨn

chuyển mạch chính là ATM AXD 301 có dung lượng từ 10 đến 160Gbit/s và có khả năng mở rộng đến 2500 Gbit/s trong tương lai Đồngthời hệ thống chuyển mạch này có thể được sử dụng như một giaodiện giữa mạng lõi và các mạng truy nhập khác như mạng cố định,mạng vô tuyến cố định và mạng di động.

 Lớp truy nhập : Đảm bảo khả năng truy nhập của thuê bao từ cácmạng cố định, vô tuyến cố định, di động và các mạng truy nhập khác.Ericsson giới thiệu sản phẩm ENGINE Access Ramp gồm các dòng sảnphẩm đáp ứng yêu cầu của giải pháp mạng cần triển khai ( truy nhập băng hẹp,truy nhập kiểu ADSL, phân tách DSL, chuyển mạch ghép, chuyển mạch đơn, tíchhợp ATM, … )

Sản phẩm mạng ENGINE của Ericsson có 3 giải pháp ứng dụng đó là :

 Mạng trung kế (Trunked Network) : Đây là bước đầu tiên để tiến đến

mạng đa dịch vụ, chuyển mạch ATM lắp ghép với tổng đài TOLLmạng PSTN sẽ cho phép lưu lượng thoại được vận chuyển như lưulượng trên mạng đường trục Lưu ý lưu lượng thoại vẫn được điềukhiển chuyển mạch trước khi đưa đến chuyển mạch ATM

 Mạng chuyển mạch (Switched Network) : sử dụng thay thế mạng

đường trục hoàn toàn bằng chuyển mạch gói cho các ứng dụng IP vàATM Thực hiện điều khiển cuộc gọi lưu thoại sẽ do server lớp điềukhiển thực hiện và quá trình chuyển mạch sẽ do chuyển mạch ATM(media gateway thực hiện – lớp kết nối xủ lý)

 Mạng tích hợp (Integrated Network) : là giải pháp cung cấp đầy đủ

các tính năng của mạng thế hệ sau Việc điều khiển cuộc gọi sẽ đượctập trung bởi các Telephony server lớp điều khiển thực hiện, các hệthống chuyển mạch ATM sẽ thay thế các chuyển mạch nội hạt(Local Swich) và nút truy nhập (Access Node) để cung cấp các dịchvụ băng rộng cho thuê bao

III Giải pháp của NORTEL

Nortel đưa ra giải pháp kết hợp mạng ATM/IP với mạng hiện tại

Nortel giới thiệu các sản phẩm tương ứng với họ sản phẩm OP Tera Packetvà Passport 15000

Họ sản phẩm OP Tera Packet cho lớp điều khiển, OP Tera Packet Core cholớp chuyển tải backbone và Passport cho hệ thống chuyển mạch và Access Multi-service

Mục tiêu chính của Nortel là hoàn thiện mạng lõi đảm bảo hợp nhất cácmạng thoại và số liệu để có thể cung cấp các dịch vụ IP, ATM bằng cách đưa ra

thống chuyển mạch Passport trên cơ sở việc ghép ATM và IP/MPLS có khả năngcung cấp đa dịch vụ cho thuê bao với dung lượng 40 Gbit/s và có khả năng mởrộng lên đến Terabit/s.

Hình a.1 Kết hợp mạng ATM/IP với mạng hiện nay

Họ sản phẩm Passport được giới thiệu bao gồm Passport 7000, 15000,15000-VSS và 15000 BSN được sử dụng như phần lõi của mạng chuyển mạch hoặcnhư loại media gateway của lớp kết nối trong mạng NGN

Hệ thống mạng lõi Passport 15000 được xây dựng trên các chuẩn PNNI,IISP và DPRS, tích hợp IP trên ATM cũng như MPLS với ATM để có thể cung cấpcác dịch vụ một cách toàn diện Đặc biệt đối với khả năng MPLS phối hợp địnhtuyến, đấu chéo các lưu lượng data cho các dịch vụ FR, IP và ATM đảm bảo chấtlượng dịch vụ QoS, ngoài ra còn có khả năng hợp nhất điều khiển phục vụ cho ứngdụng Packet/Optical







P STN

C M T D M

C M T D

huyĨn m¹ch TDM C

huyĨn m¹ch TDM

Mạng ATM

E

1, DS3 T DM

E

1, DS3 T DM

M

¹ng b¸o hiƯu No7

M¹ng b¨ng hĐp TDM

T ho¹i trªn ATM/IP

PacketVoice

G ateway

PacketVoice

G ateway

Server



IV Mô hình mạng NGN của Siemens

Giải pháp mạng NGN của Siemens dựa trên cấu trúc phân tán, xoá đikhoảng cách giữa mạng PSTN và mạng số liệu Các hệ thống đưa ra vẫn dựa trêncấu trúc phát triển của hệ thống chuyển mạch mở của Siemens là EWSD

Cấu trúc mạng thế hệ sau của Siemens gồm có các lớp sau:

 Lớp điều khiển

 Lớp truy nhập

 Lớp chuyển tải

Hình a.1 Cấu trúc mạng thế hệ sau (mô hình của Siemens)

Siemens giới thiệu giải pháp mạng thế hệ mới có tên là SURPASS

Phần chính của SURPASS là hệ thống SURPASS hiQ, đây có thể coi là hệthống chủ tập trung (centralized server) cho lớp điều khiển của mạng với chứcnăng như một hệ thống cửa ngõ (gateway) mạnh để điều khiển các tính năng thoại,kết hợp khả năng báo hiệu mạnh để kết nối với nhiều mạng khác nhau Trên hệthống này có khối chuyển đổi báo hiệu số 7 của mạng PSTN/ISDN sang giao thứcđiều khiển cửa ngõ trung gian MGCP

Tùy theo chức năng và dung lượng, SURPASS hiQ được chia thành các loạiSURPASS hiQ 10, 20 hay 9100, 9200, 9400

Khai b¸o vµ qu¶n lý dÞch vơ

Qu¶n lý k

Õt nèi

Qu¶n lý m

Cỉng nèi

POTS,ISDNIP,ATM,FR

CABLEV

« tuyÕn

§Þnh tuyÕn/ chuyĨn m¹ch

§Þnh tuyÕn/ chuyĨn m¹ch

M¹ng truy nhËp ®a dÞch vơ

PSTN/

ISDN

C¸

c m¹ng

hiƯn cã

D N

SURPASS hiG là họ các hệ thống cửa ngõ trung gian (media gateway) từcác mạng dịch vụ cấp dưới lên SURPASS hiQ, hệ thống nằm ở biên mạng đườngtrục, chịu sự quản lý của SURPASS hiQ Họ này có chức năng :

Cửa ngõ cho quản lý truy nhập từ xa (RAS) : chuyển đổi số liệu từ modemhay ISDN thành số liệu IP và ngược lại

Cửa ngõ cho VoIP : nhận lưu lượng thoại PSTN, nén, tạo gói, và chuyển lênmạng IP và ngược lại

Cửa ngõ cho VoATM : nhận lưu lượng thoại PSTN, nén, tạo gói và chuyểnthành các tế bào ATM, chuyển lên mạng ATM và ngược lại

SURPASS hiG lại được chia thành nhiều loại tùy theo chức năng và dunglượng, từ SURPASS hiG 500, 700, 1000 đến SURPASS hiG 2000, 5000

SURPASS hiA là hệ thống truy nhập đa dịch vụ (Multi-service Access) nằm

ở lớp truy nhập của NGN, phục vụ cho truy nhập thoại, xDSL và các dịch vụ sốliệu trên một nền duy nhất để cung cấp các giải pháp truy nhập SURPASS hiA cóthể kết hợp với các tổng đài PSTN EWSD hiện có qua giao diện V5.2, cũng nhưcùng với SURPASS hiQ tạo nên mạng thế hệ sau SURPASS hiA được phân chiathành nhiều loại theo các giao diện hỗ trợ (hỗ trợ thoại xDSL, truy nhập băngrộng, leased-line kết nối internet trực tiếp Kết hợp chức năng cửa ngõ trung giantích hợp, gồm cả VoIP/VoATM) thành các loại SURPASS hiA 7100, 7300, 7500

Để quản lý tất cả hệ thống SURPASS, Siemens đưa ra hệ thống quản lýNetManager Hệ thống quản lý này sử dụng giao thức quản lý SNMP và chạy trênnền JAVA/CORBA, có giao diện HTTP để quản lý qua trang WEB

V Hướng phát triển NGN của NEC

NEC đưa ra sản phẩm mới thuộc họ tổng dài NEAX-61 Đây là hệ thốngchuyển mạch hỗn hợp STM/ATM/IP Họ sản phẩm được đưa ra giới thiệu gồm 3loại hệ thống :

IP gateway (PSTN/IP) cung cấp các giao diện PSTN/IP và quay trọn số truynhập cho internet Loại này được sử dụng trong trường hợp có 2 mạng đường trụcriêng cho PSTN và internet

Media gateway: ngoài khả năng cung cấp các giao diện PSTN/IP và quaytrọn số truy nhập cho internet còn có các giao diện truy nhập số liệu tốc độ caoxDSL Loại này được sử dụng để kết nối với mạng truyền dẫn SDH tách biệt vớimạng IP và mạng đường trục ATM

Access gateway đa năng hơn 2 loại nêu trên, ngoài các giao diện cho thuêbao như Media gateway còn có các giao diện WLL, IP/ATM cho PBX Loại nàyđược sử dụng trong trường hợp mạng đường trục đã được gói hóa trên cơ sởIP/ATM

Hình a.1 Mô hình mạng thế hệ sau của NEC

Các hãng cung cấp thiết bị giới thiệu nhiều mô hình cấu trúc mạng viễnthông thế hệ sau khác nhau và kèm theo là các giải pháp mạng cộng với sản phẩmthiết bị mới khác nhau do họ cung cấp

Qua các tài liệu kỹ thuật cho thấy các hãng đã đưa ra được mô hình cấu trúctương đối rõ ràng và các giải pháp phát triển mạng khá cụ thể như :

 Siemens với SURPASS

 Alcatel với 1000 MM E10 (hay Alcatel 1000 Softswitch)

M¹ng truy nhËp

Sỵi c¸p

CorporateNetwork

LAN v« tuyÕn

Truy nhËp ATM

ONU

LAN

 Ericsson với ENGINE

Trong đó mô hình cấu trúc NGN của Siemens và Ericsson có nhiều điểmtương đồng với mô hình cấu trúc NGN theo MSF (Multiservice Switching Forum –Diễn đàn chuyển mạch đa dịch vụ)

Các mô hình có đặc điểm chung là bao gồm các lớp chức năng sau :

 Lớp truy nhập (Access)

 Lớp chuyển tải hay lớp lõi (Transport hay Core)

 Lớp điều khiển (Control)

 Lớp quản lý (Management)

Trong cấu trúc mạng thế hệ sau mà các hãng đề xuất, các chức năng truyềndẫn và chuyển mạch được gộp chung trong lớp truyền tải (hay lớp lõi)

Mô hình của một vài hãng gộp chung lớp truy nhập với lớp chuyển tải

Với mô hình này các thiết bị truyền dẫn và chuyển mạch chỉ được xem nhưcác công cụ thực hiện chức năng chuyển tải lưu lượng

Cấu trúc mạng mới đa phương tiện, đa dịch vụ, đòi hỏi các thủ tục kết nốiphải đáp ứng việc cung cấp các dịch vụ thông tin từ đầu cuối đến đầu cuối mộtcách thông suốt Trong mô hình mạng thế hệ sau, các chức năng điều khiển vàquản lý phải được đặc biệt quan tâm

Lớp điều khiển (control): hiện nay đang rất phức tạp với nhiều loại giaothức, do đó vấn đề cần quan tâm là khả năng tương thích giữa các thiết bị của cáchãng

Lớp quản lý (management): đây là lớp đặc biệt xuyên suốt các lớp kháctrong cấu trúc mạng thế hệ sau NGN

Chửụng 4 : CAÁU TRUÙC MAẽNG VIEÃN THOÂNG THEÁ HEÄ SAU

NGN

I Nguyeõn taộc toồ chửực maùng theỏ heọ sau

Baột nguoàn tửứ sửù phaựt trieồn cuỷa coõng ngheọ thoõng tin, coõng ngheọ chuyeồn maùchgoựi vaứ coõng ngheọ truyeàn daón baờng roọng ta coự theồ ủũnh nghúa maùng theỏ heọ sau NGN

nhử sau : Maùng vieón thoõng theỏ heọ sau NGN laứ moọt maùng coự haù taàng thoõng tin

duy nhaỏt dửùa treõn coõng ngheọ chuyeồn maùch goựi, trieồn khai caực dũch vuù moọt caựch

ủa daùng vaứ nhanh choựng ủaựp ửựng sửù hoọi tuù giửừa thoaùi vaứ soỏ lieọu, giửừa di ủoọng vaứ coỏ ủũnh

Hay ta coự theồ noựi nhử sau : Maùng vieón thoõng theỏ heọ sau NGNlaứ sửù hụùp

nhaỏt cuỷa maùng ủieọn thoaùi chuyeồn maùch coõng coọng (PSTN) vaứ soỏ lieọu chuyeồn maùch coõng coọng (PSDN) nhaốm taùo ra moọt maùng ủa dũch vuù duy nhaỏt nhử ủửụùc

trỡnh baứy trong hỡnh sau :

Tổn gđài

200 triệu thuê bao

Mạng đa dịch vụ Quản lý tập trung Truy nhập đa dịch vụ Mạng x ơng sống QoS

Toồng ủaứi Toồng ủaứi

Toồng ủaứi

NGN

Maùng Thoaùi Truyeàn Thoỏng Maùng Chuyeồn

Maùch Goựi

Maùng ủa dũch vuù Quaỷn lyự taọp trung Truy nhaọp ủa dũch vuù Maùng xửụng soỏng QoS

Caực coõng ngheọ neàn taỷng ATM, IP, MPLS MGCP, BICC,

SIP, Megaco

200 trieọu thueõ bao

Coự ụỷ hụn 120 quoỏc gia

Hỡnh a.1 Sửù hoọi tuù cuỷa maùng vieón thoõng theỏ heọ sau NGN

Maùng theỏ heọ sau ủửụùc toồ chửực dửùa treõn caực nguyeõn taộc cụ baỷn sau ủaõy:

 ẹaựp ửựng nhu caàu cung caỏp caực loaùi dũch vuù vieón thoõng phong phuự ủadaùng, ủa dũch vuù, ủa phửụng tieọn

 Maùng coự caỏu truực ủụn giaỷn

 Naõng cao hieọu quaỷ sửỷ duùng, chaỏt lửụùng maùng lửụựi vaứ giaỷm thieồu chiphớ khai thaực vaứ baỷo dửụừng

 Deó daứng mụỷ roọng dung lửụùng, phaựt trieồn caực dũch vuù mụựi

 Độ linh hoạt và tính sẵn sàng cao, năng lực tồn tại mạnh.

 Việc tổ chức mạng dựa trên số lượng thuê bao theo vùng địa lý vànhu cầu phát triển dịch vụ, không tổ chức theo địa bàn hành chính màtổ chức theo từng vùng mạng hay vùng lưu lượng

Các nhu cầu cung cấp các dịch vụ viễn thông hiện nay và các loại dịch vụviễn thông thế hệ mới được chia thành các nhóm bao gồm:

 Các dịch vụ cơ bản

 Các dịch vụ giá trị gia tăng

 Các dịch vụ truyền số liệu, Internet và công nghệ thông tin

 Đa phương tiện

Xu hướng tổ chức mạng có cấu trúc đơn giản, giảm số cấp chuyển mạch vàchuyển tiếp truyền dẫn nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng, chất lượng mạng lưới vàgiảm thiểu chi phí khai thác và bảo dưỡng

Trên cơ sở nguyên tắc tổ chức như vậy, các phương thức xây dựng, pháttriển mạng thế hệ sau NGN có thể chia thành hai khuynh hướng như sau:

2 Phát triển các dịch vụ mới trên cơ sở mạng hiện tại tiến tới phát triển mạng NGN

Đây là xu hướng đối với những nơi có:

 Mạng viễn thông đã và đang phát triển hiện đại hóa

 Các dịch vụ hiện tại đã phát triển trên cơ sở mạng hiện có

 Có các nhu cầu phát triển các dịch vụ mới

Mạng NGN được phát triển theo nhu cầu dịch vụ trên cơ sở mạng hiện tại

Mạng NGN được xây dựng với nhiệm vụ trước mắt là đảm bảo các nhu cầuvề dịch vụ mạng hiện nay

Tiến tới phát triển các nhu cầu về dịch vụ mới

Các dịch vụ mới được triển khai trên mạng NGN

Đây là xu hướng phát triển của những nơi có mạng viễn thông chưa đượchiện đại hóa, các nhu cầu chủ yếu là các dịch vụ viễn thông cơ bản hiện tại, nhucầu dịch vụ mới chưa có nhiều Con đường phát triển là xây dựng mới tiến thẳngđến mạng NGN

II Cấu trúc mạng thế hệ sau

Cho đến nay NGN vẫn là xu hướng phát triển mới mẻ, chưa có một khuyếnnghị chính thức nào của ITU về cấu trúc NGN

Nhìn chung từ các mô hình này, cấu trúc mạng viễn thông thế hệ sau có đặcđiểm chung là bao gồm các lớp chức năng sau:

 Lớp truy nhập (Access)

 Lớp chuyển tải (Transport/Core)

 Lớp điều khiển (Control)

 Lớp quản lý (Management)

Hình a.1 Cấu trúc mạng thế hệ sau NGN

Xem xét từ góc độ kinh doanh và cung cấp dịch vụ thì mô hình cấu trúcmạng thế hệ sau còn có thêm lớp ứng dụng dịch vụ Trong môi trường phát triểncạnh tranh thì sẽ có rất nhiều thành phần tham gia kinh doanh trong lớp ứng dụngdịch vụ

Hình a.2 Cấu trúc mạng và dịch vụ thế hệ sau NGN

Lớp điều khiển (Control)

Lớp truy nhập (Access)Lớp truyền tải (Transport/Core)

Lớp điều khiển (Control)

Lớp truy nhập (Access)Lớp truyền tải (Transport/Core)Lớp ứng dụng/dịch vụ (Application/

Service)

a Lớp ứng dụng/dịch vụ

Cung cấp các ứng dụng và dịch vụ như dịch vụ mạng thông minh IN, trảtiền trước, dịch vụ giá trị gia tăng Internet cho khách hàng v.v…

Hệ thống ứng dụng và dịch vụ mạng này liên kết với lớp điều khiểnthông qua các giao diện mở API

b Lớp điều khiển

Bao gồm các hệ thống điều khiển kết nối cuộc gọi giữa các thuê baothông qua điều khiển các thiết bị chuyển mạch (ATM+IP) của lớp truyền tảivà các thiết bị truy nhập của lớp truy nhập

Lớp điều khiển có chức năng kết nối cuộc gọi thuê bao với lớp ứngdụng, dịch vụ Các chức năng như quản lý, chăm sóc khách hàng, tính cướccũng được tích hợp trong lớp điều khiển

c Lớp truyền tải

Bao gồm các nút chuyển mạch, các bộ định tuyến, các thiết bị truyềndẫn có dung lượng lớn thực hiện chức năng chuyển mạch, định tuyến các kếtnối dưới sự điều khiển của SoftSwitch trong lớp điều khiển

Kết nối với lớp truy nhập thông qua các tuyến trung kế

d Lớp truy nhập

Gồm các thiết bị truy nhập cung cấp các cổng kết nối với thiết bị đầucuối thuê bao qua hệ thống mạng ngoại vi cáp đồng, cáp quang, hoặc vôtuyến Các thiết bị truy nhập có thể cung cấp các loại cổng truy nhập POTS,VOIP, IP, FR, X.25, ATM, Xdsl, di động v.v…

Chuyển đổi các phương tiện truy nhập khác nhau vào mạng đường trục

III Các công nghệ được áp dụng cho mạng thế hệ sau

1 Các công nghệ áp dụng cho lớp mạng chuyển tải

Lớp mạng chuyển tải trong cấu trúc mạng mới bao gồm cả truyền dẫn vàchuyển mạch Theo tài liệu từ các hãng cung cấp thiết bị và thông tin về tình hìnhphát triển mạng viễn thông ở một số quốc gia thì công nghệ áp dụng cho lớpchuyển tải trong mạng NGN là:

 Công nghệ truyền dẫn quang SDH, WDM

 Chuyển mạch ATM/IP

2 Các công nghệ áp dụng cho lớp mạng truy nhập

2.1 Hữu tuyến (wire)

2.2 Vô tuyến (Wireless)

Thông tin di động: công nghệ GSM hoặc CDMA, truy nhập vô tuyến cốđịnh, vệ tinh

Mạng thông tin vệ tinh thế hệ sau: có khả năng hỗ trợ và triển khai các dịchvụ ATM/IP Theo tiêu chuẩn TR 34.1 do CIS (Communication and InteroperabilitySection of TIA’s Satellite Communication Division) đề xuất thì các cấu trúc mạngđược hỗ trợ bởi mạng thông tin vệ tinh được phân loại như sau:

 SATATM 1.1: hỗ trợ cấu trúc mạng ATM cố định Trong cấu trúcmạng ATM cố định, các vệ tinh được sử dụng chủ yếu trong hai chứcnăng sau: truy nhập mạng tốc độ cao từ các đầu cuối người sử dụngvà kết nối tốc độ cao với các mạng ATM xa

 SATATM 1.2: hỗ trợ cấu trúc mạng ATM đầu cuối di động Mạng vệtinh thuộc loại này hỗ trợ khả năng chuyển vùng không rơi cuộc gọi

 SATATM 1.3: hỗ trợ cấu trúc mạng ATM di động Trong cấu trúcnày, mạng vệ tinh cung cấp kết nối tốc độ cao giữa mạng di động vàmạng cố định hoặc giữa hai mạng di động

PHẦN II CÔNG NGHỆ CHUYỂN MẠCH NHÃN - MPLS TRONG MẠNG VIỄN THÔNG THẾ HỆ SAU - NGN

Chương 1 : XU HƯỚNG PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ CHUYỂN

MẠCH

I Xu hướng phát triển

Thế giới đang bước vào kỷ nguyên thông tin mới bắt nguồn từ công nghệ, đaphương tiện, những biến động xã hội, toàn cầu hóa trong kinh doanh và giải trí,phát triển ngày càng nhiều khách hàng sử dụng phương tiện điện tử Biểu hiện đầutiên của xa lộ thông tin là Internet, sự phát triển của nó là minh họa sinh động chonhững động thái hướng tới xã hội thông tin

Nền tảng cho xã hội thông tin chính là sự phát triển cao của các dịch vụ viễnthông Mềm dẻo, linh hoạt và gần gũi với người sử dụng là mục tiêu hướng tới củachúng Nhiều loại hình dịch vụ viễn thông mới đã ra đời đáp ứng nhu cầu thông tinngày càng cao của khách hàng Dịch vụ ngày nay đã có những thay đổi căn bản sovới các dịch vụ truyền thống trước đây (chẳng hạn như thoại) Lưu lượng thông tincuộc gọi là sự hòa trộn giữa thoại và phi thoại Lưu lượng phi thoại liên tục gia tăngvà biến động rất nhiều Hơn nữa, cuộc gọi số liệu diễn ra trong khoảng thời giantương đối dài so với thoại thông thường chỉ vài phút Chính những điều này gây nênmột áp lực cho mạng viễn thông hiện thời, phải đảm bảo truyền thông tin tốc độcao với giá thành hạ Ở góc độ khác sự ra đời của những dịch vụ mới này đòi hỏiphải có công nghệ thực thi tiên tiến Việc chuyển đổi từ công nghệ tương tự sangcông nghệ số đã đem lại sức sống mới cho mạng viễn thông Tuy nhiên, những loạihình dịch vụ trên luôn đòi hỏi nhà khai thác phải đầu tư nghiên cứu những côngnghệ viễn thông mới ở cả lĩnh vực mạng và chế tạo thiết bị Cấu hình mạng hợp lývà sử dụng các công nghệ chuyển giao thông tin tiên tiến là thử thách đối với nhàkhai thác cũng như nhà sản xuất thiết bị

Có thể khẳng định giai đoạn hiện nay là giai đoạn chuyển dịch giữa côngnghệ thế hệ cũ (chuyển mạch kênh) sang dần công nghệ thế hệ mới (chuyển mạchgói), điều đó không chỉ diễn ra trong hạ tầng cơ sở thông tin mà còn diễn ra trongcác công ty khai thác dịch vụ, trong cách tiếp cận của các nhà khai thác thế hệ mớikhi cung cấp dịch vụ cho khách hàng

Sau đây chúng ta sẽ xem xét và đánh giá sự phát triển của công nghệ

II Công nghệ chuyển mạch nền tảng

Trong các công nghệ chuyển mạch hiện nay, IP và ATM đang được sự quantâm đặc biệt do tính năng riêng của chúng Các phần sau sẽ tóm lược một số điểmchính của từng loại công nghệ này cũng như một công nghệ mới cho chuyển mạch

IP và MPLS

IP là thành phần chính của kiến trúc của mạng Internet Trong kiến trúc này,

IP đóng vai trò lớp 3 IP định nghĩa cơ cấu đánh số, cơ cấu chuyển tin, cơ cấu địnhtuyến và các chức năng điều khiển ở mức thấp (ICMP) Gói tin IP chứa địa chỉ củabên nhận; địa chỉ là một số duy nhất trong toàn mạng và mang đầy đủ thông tin cầncho việc chuyển gói tin 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 mạng, thông tinvề nguyên tắc chuyển tin (như trong BGP) và nó phải có khả năng hoạt động trongmôi trường mạng gồm nhiều nút Kết quả tính toán của cơ cấu định tuyến được lưutrong các bảng chuyển tin (forwarding table) chứa thông tin về chặng tiếp theo đểcó thể gửi gói tin tới hướng đích

Dựa trên các bảng chuyển tin, cơ cấu chuyển tin chuyển mạch các gói IPhướng tới đích Phương thức chuyển tin truyền thống là theo từng chặng một Ởcách này, mỗi nút mạng tính toán bảng chuyển tin một cách độc lập Phương thứcnày, do vậy, yêu cầu kết quả tính toán của phần định tuyến tại tất cả các nút phảinhất quán với nhau Sự không thống nhất của kết quả sẽ dẫn tới việc chuyển gói tinsai hướng, điều này đồng nghĩa với việc mất gói tin