MẠNG THẾ HỆ MỚI NGN pptx

Mạng thế hệ mới NGN là mạng có cơ sở hạ tầng thông tin duy nhất dựa trên công nghệ chuyển mạch gói, triển khai các dịch vụ một cách đa dạng và nhanh chóng, đáp ứng sự hội tụ giữa thoại v

 PHẦN III: MẠNG THẾ HỆ MỚI NGN

1. KHÁI NIỆM VÀ ĐẶC ĐIỂM MẠNG NGN

a. Khái niệm.

- NGN (viết tắt của Next Generation Network)

- Mạng NGN ra đời từ sự phát triển rực rỡ của công nghệ thông tin, công nghệ chuyển mạch gói và công nghệ truyền dẫn băng rộng hiện nay, cùng với nhu cầu về trao đổi thông tin ngày càng tăng cao của xã hội Mạng thế hệ mới NGN là mạng có cơ sở hạ tầng thông tin duy nhất dựa trên công nghệ chuyển mạch gói, triển khai các dịch vụ một cách đa dạng và nhanh chóng, đáp ứng sự hội tụ giữa thoại và số liệu, giữa cố định và di động Như vậy:

 Xét về cấu trúc, NGN là mạng kết hợp hoàn chỉnh mạng thoại chuyển mạch kênh TDM truyền thống PSTN với mạng chuyển mạch dữ liệu PSDN

 Xét về lưu lượng, NGN là mạng hỗ trợ sự hội tụ giữa lưu lượng thoại và số liệu trên một cơ sở hạ tầng thông tin duy nhất

- Hiện nay, mạng thế hệ mới NGN vẫn đang là vấn đề tranh cãi nóng bỏng của các tổ chức viễn thông quốc tế cũng như các hãng cung cấp các thiết bị viễn thông trên thế giới Ngay cả tổ chức đứng đầu viễn thông thế giới là ITU-T vẫn chưa đưa ra một mô hình chuẩn hóa cụ thể nào của NGN cùng với các tiêu chuẩn của nó Vì thế vẫn chưa có một định nghĩa rõ ràng và chính xác nào cho mạng NGN Định nghĩa ở đây chỉ mang khái niệm chung chung về NGN

b. Các đặc điểm của NGN

- NGN là hệ thống mạng mở : giao diện và giao thức giữa các phần

tử mạng phải dựa theo chuẩn mở Hơn nữa, khác với các tổng đài truyền thống, các khối chức năng trong tổng đài thế hệ mới được tách thành các phần tử mạng độc lập Nhờ vậy mà dễ dàng nâng cấp, phát triển hơn

- Trong mạng NGN, dịch vụ thực hiện độc lập với mạng lưới Điều này có nghĩa là mạng NGN đã hội tụ tất cả các mạng hiện có làm một, phục vụ được tất cả các dịch vụ của các mạng riêng lẻ trước đây đồng thời phát triển thêm các loại hình dịch vụ mới

- Mạng NGN là mạng chuyển mạch gói, dựa trên một giao thức IP thống nhất Thực tế giao thức IP đã trở thành giao thức vạn năng, có mặt ở mọi nơi, hạ tầng

cơ sở cho IP đã có sẵn Theo lý thuyết, IP ở thế bất lợi

so với các chuyển mạch kênh trong việc hỗ trợ cho các dịch vụ thoại thời gian thực và truyền số liệu chất lượng cao Tuy nhiên, với việc phát triển không ngừng của công nghệ truyền dẫn băng rộng như hiện nay thì IP đã khắc phục được nhược điểm của mình

để trở thành giao thức thống nhất trong mạng NGN

- Đặc điểm cuối cùng là có thể khẳng định rằng chỉ có mạng NGN mới có đủ dung lượng để đáp ứng mọi nhu cầu thông tin ngày càng tăng của xã hội

2. CẤU TRÚC MẠNG NGN

Cấu trúc mạng NGN bao gồm 5 lớp chức năng:

- Lớp truy nhập dịch vụ (service access layer).

- Lớp chuyển tải dịch vụ (service transport/core layer)

- Lớp điều khiển (control layer)

- Lớp ứng dụng/dịch vụ (application/service layer)

- Lớp quản lý (management layer).

Hình 3.1: Cấu trúc mạng NGN

a.Lớp ứng dụng/dịch vụ

- Lớp ứng dụng và dịch vụ cung cấp các ứng dụng và

dịch vụ như dịch vụ mạng thông minh IN (Intelligent

network), trả tiền trước, dịch vụ giá trị gia tăng

Internet cho khách hàng thông qua lớp điều khiển

Hệ thống ứng dụng và dịch vụ mạng này liên kết với lớp điều khiển thông qua các giao diện mở API Nhờ giao diện mở này mà nhà cung cấp dịch vụ có thể phát triển các ứng dụng và triển khai nhanh chóng các dịch vụ trên mạng Trong môi trường phát triển cạnh tranh sẽ có rất nhiều thành phần tham gia kinh doanh trong lớp này

b.Lớp điều khiển

- Lớp điều khiển có nhiệm vụ điều khiển kết nối giữa các đầu cuối, với yêu cầu tương thích với tất cả các loại giao thức và báo hiệu

- Lớp điều khiển có thể được tổ chức theo kiểu module, theo đó các bộ điều khiển độc lập sẽ thực hiện các chức năng điều khiển khác nhau

- Thiết bị chính trong lớp điều khiển là Softswitch

(chuyển mạch mềm) làm nhiệm vụ báo hiệu và điều

khiển cuộc gọi

c Lớp chuyển tải dịch vụ

- Bao gồm các nút chuyển mạch (ATM+IP) và các hệ thống truyền dẫn (SDH, WDM), thực hiện chức năng

chuyển mạch, định tuyến các cuộc gọi giữa các thuê bao của lớp truy nhập dưới sự điều khiển của thiết bị điều khiển cuộc gọi thuộc lớp điều khiển Hiện nay đang còn nhiều tranh cãi khi sử dụng ATM hay MPLS cho lớp chuyển tải này

d.Lớp truy nhập dịch vụ

- Bao gồm các thiết bị truy nhập cung cấp các cổng kết nối với thiết bị đầu cuối thuê bao qua hệ thống mạng ngoại vi cáp đồng, hoặc cáp quang, hoặc thông

qua môi trường vô tuyến (thông tin di động, vệ tinh,

truy nhập vô tuyến cố định )

e.Lớp quản lý

- Lớp quản lý là một lớp tác động trực tiếp lên tất cả các lớp còn lại, làm nhiệm vụ giám sát các hoạt động của mạng Lớp quản lý phải đảm bảo hoạt động được trong môi trường mở, với nhiều giao thức, dịch vụ và các nhà khai thác khác nhau

- Xét trên góc độ dịch vụ, NGN còn có thêm lớp ứng dụng ngay phía trên lớp điều khiển, bao gồm các nút

(server) cung cấp các dịch vụ khác nhau Lớp ứng

dụng liên kết với lớp điều khiển thông qua giao diện

mở API

3. CÁC THÀNH PHẦN TRONG NGN

Hình 3.2: Cấu trúc phân lớp trong NGN

- Các thiết bị đầu cuối kết nối đến mạng truy nhập

(Access Network), sau đó kết nối đến các cổng

truyền thông (Media Gateway) nằm ở biên của mạng

trục Thiết bị quan trọng nhất của NGN là Softswitch

nằm ở tâm của mạng trục (hay còn gọi là mạng lõi).

Softswitch điều khiển các chức năng chuyển mạch và định tuyến qua các giao thức

Hình 3.3: Các thành phần chính trong NGN

Mô tả hoạt động của các thành phần

a.Thiết bị Softswitch

- Thiết bị softswitch là thiết bị đầu não trong mạng NGN Nó làm nhiệm vụ điều khiển cuộc gọi, báo hiệu

và các tính năng để tạo một cuộc gọi trong mạng NGN hoặc xuyên qua nhiều mạng khác

- Thiết bị Softswtich có khả năng tương tác với mạng

PSTN thông qua các cổng báo hiệu (Signalling

Gateway) và cổng truyền thông (Media Gateway).

Softswitch điều khiển cuộc gọi thông qua các báo hiệu, có hai loại chính:

 Ngang hàng (peer-to-peer): giao thức giữa Softswitch và Softswitch, giao thức sử dụng là BICC hay SIP

 Điều khiển truyền thông: giao tiếp giữa Softswitch

và Gateway, giao thức sử dụng là MGCP hay Megaco/H.248

b.Cổng truyền thông

- Nhiệm vụ của cổng truyền thông (MG-Media

Gateway) là chuyển đổi việc truyền thông từ một

định dạng truyền dẫn này sang một định dạng khác,

thông thường là từ dạng mạch (circuit) sang dạng gói

(packet), hoặc từ dạng mạch analog/ISDN sang dạng

gói

- Ngoài ra, MG còn hỗ trợ các giao tiếp với mạng điện

thoại truyền thống (PSTN) và các giao thức khác như CAS (Channel Associated Signalling) và ISDN.

c Cổng truy nhập

- Cổng truy nhập (AG - Access Gateway) là một dạng

của MG Nó có khả năng giao tiếp với máy PC, thuê bao của mạng PSTN, xDSL và giao tiếp với mạng gói

IP qua giao tiếp STM

d.Cổng báo hiệu

- Cổng báo hiệu (SG - Signalling Gateway) đóng vai trò

như một cổng giao tiếp giữa mạng báo hiệu số 7

(SS7 - Signalling System 7, giao thức được dùng trong PSTN) và các điểm được quản lý bởi thiết bị SW

trong mạng IP Cổng SG đòi hỏi một đường kết nối vật lý đến mạng SS7 và phải sử dụng các giao thức phù hợp SG tạo ra một cầu nối giữa mạng SS7 và mạng IP, dưới sự điều khiển của SW SG làm cho SW giống như một điểm nút bình thường trong mạng SS7

e.Mạng trục IP

- Mạng trục được thể hiện là mạng IP kết hợp công nghệ ATM hoặc MPLS Vấn đề sử dụng ATM hay MPLS còn đang tách thành hai xu hướng Các dịch vụ và ứng dụng trên NGN được quản lý và cung cấp bởi các máy chủ dịch vụ (server) Các máy chủ này hoạt

động trong mạng thông minh (IN - Intelligent

Network) và giao tiếp với mạng PSTN thông qua SS7.

4. XU HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA MẠNG NGN

Sự phát triển mạng NGN tại Việt Nam là một xu thế tất yếu, phù hợp với quá trình phát triển NGN trên thế giới Không nằm ngoài xu hướng chung đó, Việt Nam cũng đang có những bước phát triển mạng NGN của riêng mình Phần này sẽ giới thiệu về tình hình triển khai mạng NGN của Tổng công ty Bưu

chính-Viễn thông (VNPT)

a.Nguyên nhân của sự phát triển mạng NGN

- Mạng PSTN của VNPT đã được xây dựng và phát triển khá toàn diện, cung cấp dịch vụ thoại truyền thống chất lượng tốt tới khách hàng Tuy nhiên, sau nhiều năm hoạt động, PSTN đã bộc lộ một số hạn chế hầu như không thể khắc phục được Chuyển mạch dựa trên công nghệ TDM cứng nhắc trong việc phân bổ

băng thông (Nx64kb/s) và gặp nhiều khó khăn khi

đưa ra các dịch vụ mới, nhất là khi triển khai mạng thế hệ sau Mạng PSTN cần sự đầu tư lớn, giá thành thiết bị cao và cho phí vận hành mạng lớn Hơn nữa,

mạng PSTN có nhiều cấp khác nhau (Gateway quốc

tế, Toll, tandem, Host) nên rất phức tạp trong việc

phối hợp hệ thống báo hiệu, đồng bộ và triển khai dịch vụ mới

- Trong khi đó, nhu cầu về các dịch vụ dữ liệu phát triển mạnh: Internet ngày càng phổ biến, những đòi

hỏi về dịch vụ IP (IP VPN ), xu thế tích hợp

IP/ATM/MPLS cho mạng thông tin trục cùng với sự phát triển của công nghệ thông tin và viễn thông thế giới đã dẫn đến sự cần thiết phải thay đổi công nghệ mạng Mạng mới ra đời phải có băng tần rộng, hỗ trợ

nhiều loại hình dịch vụ, đơn giản về cấu trúc và quản

lý, dễ dàng phát triển dịch vụ và nhanh chóng cung cấp cho khách hàng

b.Mô hình và nguyên tắc tổ chức mạng NGN

- NGN là mạng có hạ tầng thông tin duy nhất dựa trên

cơ sở mạng truyền tải IP/MPLS Đó là mạng mới với

sự hội tụ giữa thoại và số liệu, giữa cố định và di động Trên cơ sở đó, mạng có thể triển khai các dịch

vụ rất đa dạng và nhanh chóng, đáp ứng nhu cầu về các loại hình dịch vụ viễn thông phong phú Việc quản lý mạng được thực hiện đơn giản, tập trung, nâng cao hiệu quả sử dụng, chất lượng mạng lưới và giảm thiểu chi phí vận hành, bảo dưỡng Với tính linh hoạt và độ ổn định cao, mạng dễ dàng mở rộng dung lượng phát triển dịch vụ mới

Hình 3.4: Cấu trúc mạng thoại PSTN Việt Nam hiện tại

c Triển khai mạng NGN của VNPT

- Sau gần 3 năm định hướng và lựa chọn, đến tháng 12/2003 VNPT

(Công ty Viễn thông Liên tỉnh VTN) đã lắp đặt xong giai đoạn 1

mạng NGN, sử dụng giải pháp SURPASS của Siemens, đã đi vào vận hành thành công Đây là mạng có hạ tầng thông tin duy nhất dựa trên công nghệ chuyển mạch gói được VNPT lựa chọn để thay thế cho mạng chuyển mạch kênh truyền thống Với ưu thế cấu trúc phân lớp theo chức năng và sử dụng rộng rãi các giao diện ở API

để kiến tạo dịch vụ mà không phụ thuộc nhiều vào các nhà cung cáp thiết bị và khai thác mạng, công nghệ NGN đã đáp ứng được yêu cầu kinh doanh trong tình hình mới là dịch vụ đa dạng, giá thành thấp, đầu tư hiệu quả và tạo được nguồn doanh thu mới

- Để nâng cao hơn nữa năng lực của mạng lưới, VNPT quyết định đầu tư xây dựng tiếp pha 2, và đến ngày 15/08/2004 đã hoàn thành

và đưa vào sử dụng

- Mạng có 4 lớp là: lớp truy nhập, lớp chuyển tải, lớp điều khiển và lớp ứng dụng

 Lớp truy nhập: được triển khai gồm một Media Gateway kết

nối với mạng PSTN phục vụ cho dịch vụ VoIP và bộ BRAS kết nối trực tiếp với thiết bị DSLAM-HUB với khả năng chuyển mạch 10Gb/s, sử dụng công nghệ xDSL, có thể hỗ trợ các kết nối ADSL, SHDSL Với hạ tầng mạng xDSL này, VNPT đã cung cấp các dịch vụ truy nhập Internet băng rộng Mega VNN tại nhiều tỉnh/thành phố trên cả nước Ước tính đến cuối năm

2005, cả nước đã có khoảng 180.000 cổng xDSL

 Lớp chuyển tải: gồm 3 nút trục quốc gia đặt tại Hà Nội, TP Hồ

Chí Minh và Đà Nẵng và 11 nút vùng đặt tại các tỉnh/thành phố trọng điểm khác với băng thông các tuyến trục và vùng là

(STM-1) 155Mb/s dựa trên truyền dẫn SDH Hiện tại băng

thông tuyến trục đã nâng cấp lên STM-16 (2.5 Gb/s) dựa trên

Ring 20Gb/s / WDM mới triển khai Ba Router lõi M160 Juniper đặt tại Hà Nội, HCM, Đà Nẵng có khả năng chuyển mạch là 160Gb/s

 Lớp điều khiển: gồm hai Softswitch HiQ9200 đặt ở Hà Nội và

Hồ Chí Minh Hệ thống Softswitch bao gồm các chức năng về điều khiển hệ thống mạng, cung cấp các giao diện mở để dễ

dàng cho việc phát triển các ứng dụng dịch vụ, hỗ trợ nhiều loại giao thức điều khiển khác nhau như MGCP, H.323,

Megaco/H.248, SIP, Hệ thống các Server ứng dụng (tuỳ theo

từng loại hình dịch vụ Server ứng dụng có thể đặt tập trung hoặc phân tán) Bên cạnh đó hệ thống quản lý mạng tập trung

và hệ thống tính cước tập trung góp phần quan trọng trong quản

lý, vận hành và điều hành mạng

 Lớp dịch vụ/ứng dụng: VNPT cung cấp một loạt các dịch vụ như: dịch vụ thẻ trả trớc 1719, dịch vụ 1800, 1900, và nhiều dịch vụ gia tăng khác

d Các dịch vụ chủ yếu trên nền mạng NGN

Dành cho người sử dụng (cá nhân) có ba dịch vụ:

- Dịch vụ điện thẻ trả trước 1719 (calling card 1719): Đây là dịch

vụ gọi điện thoại nội hạt, đường dài trong nước và quốc tế với hình thức khách hàng mua thẻ mệnh giá để sử dụng Người sử dụng chỉ cần mua thẻ điện thoại trả tiền trước có mệnh giá từ 30.000 đồng đến 500.000 đồng là có thể thực hiện cuộc gọi từ bất kỳ máy cố định nào thông qua việc gọi vào số dịch vụ 1719 Cước phí sẽ được trừ trực tiếp vào tài khoản của thẻ Với cùng một thẻ khách hàng có thể lựa chọn thoại với tốc độ 64kbps hoặc tốc độ 8 kbps có mức giá khác nhau thực hiện các cuộc gọi liên tỉnh, quốc tế hoặc sang mạng di động Đây là một dịch vụ rất tiện lợi khi không phải đăng ký dịch vụ, sử dụng dịch vụ VoIP giá rẻ ở bất kỳ đâu, người gọi chủ động mức tiền gọi và thẻ gọi có thời hạn lâu dài

- Dịch vụ Call waiting Internet (báo cuộc gọi từ Internet):Cho

phép người dùng nhận cuộc gọi đến số điện thoại cố định khi số này đang truy nhập Internet: Khi thuê bao đang vào mạng Internet mà có cuộc gọi đến thì màn hình máy tính sẽ hiển thị thông báo và thuê bao có thể có lựa chọn trả lời bằng máy tính, trả lời bằng điện thoại, chuyển sang máy điện thoại khác hay từ chối cuộc gọi

- Dịch vụ Web Dial Page (gọi điện thoại qua trang Web): Dịch

vụ Webdial page cho phép người sử dụng dịch vụ thực hiện

cuộc gọi từ một trang Web trên Internet (Webdial page Server)

tới một thuê bao PSTN Cuộc gọi có thể là Phone-to-Phone

(điện thoại tới điện thoại) hoặc PC-to-phone (máy tính tới điện thoại).

Dành cho doanh nghiệp có năm dịch vụ:

- Dịch vụ Free Phone 1800:

 Dịch vụ miễn cước ở người gọi là dịch vụ này cho phép thực hiện cuộc gọi miễn phí tới nhiều đích khác nhau thông qua một số truy nhập thống nhất trên mạng với cước phí thuê bao gọi bằng cuộc gọi nội hạt Cước phí đường dài của cuộc gọi

sẽ được tính cho thuê bao đăng ký dịch vụ 1800

 Đối với người sử dụng: không phải trả tiền cho cuộc gọi và

có thể gọi tại bất kỳ nơi nào mà chỉ cần nhớ một số gọi

 Đối với doanh nghiệp: Dịch vụ Free Phone đáp ứng nhu cầu của các doanh nghiệp cung cấp sản phẩm hoặc dịch vụ và các

tổ chức mang tính xã hội như các công ty quảng cáo có số lượng khách hàng đông đảo Các công ty sử dụng dịch vụ Free Phone sẽ tăng khả năng tiếp xúc với khách hàng, tạo điều kiện cho doanh nghiệp thực hiện tốt hơn việc tiếp thị sản phẩm và dịch vụ qua đó chăm sóc khách hàng của mình được tốt hơn

- Dịch vụ gia tăng 1900 về thông tin, giải trí, thương mại: Dịch vụ này được cung cấp bởi nhà khai thác viễn thông và công ty cung cấp dịch vụ thông tin cho khách hàng Người sử dụng dịch vụ gọi đến một số điện thoại dễ nhớ do nhà khai thác viễn thông cung cấp

để nghe thông tin (thể thao, thời tiết ), giải trí hoặc thương mại

của công ty cung cấp dịch vụ thông tin Mức cước cuộc gọi sẽ được thu cao hơn cước thoại thông thường và tiền cước thu được của người sử dụng được chia theo công thức thoả thuận giữa nhà khai thác và công ty cung cấp thông tin Với dịch vụ này nhà cung cấp thông tin dễ dàng cung cấp thông tin về thời tiết, thể thao, thị trường giá cả hoặc tư vấn về y tế, giáo dục