tổng quan về ngn và công nghệ mạng ip - mpls

Xu hướng thị trường, mạng và dịch vụ Viễn thông:• Trong những năm gần đây, với sự phát triển vượt bậc của các công nghệ và dịch vụ mới IP, Internet, VoIP, Wireless…, lưu lượng doanh thu

Trang 1

TỔNG CÔNG TY BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG VIỆT NAM

Vietnam Posts and Telecommunications Corporation

Trang 2

Nội dung

Phần I Hiện trạng và định hướng triển khai NGN Phần II Kiến thức tổng quan về IP/MPLS Core

Trang 3

Phần I

Hiện trạng và định hướng

triển khai NGN

Trang 4

1 Xu hướng thị trường, mạng và dịch vụ Viễn thông:

• Trong những năm gần đây, với sự phát triển vượt bậc của các công

nghệ và dịch vụ mới (IP, Internet, VoIP, Wireless…), lưu lượng

doanh thu và lợi nhuận của các dịch vụ Viễn thông truyền thống

đều suy giảm nhanh chóng $ billion

0 200 400 600 800 1,000 1,200

1990 1995 2000 2005 2010 2015

+ 3% pa + 12% pa

+ 1% pa

PSTN voice

Mobile voice

Theo dự báo: trong 10 năm

tới doanh thu dịch vụ thoại (cả

phần cố định và di động) sẽ

chỉ tăng 1% mặc dù lưu lượng

tăng gấp 2 lần

Tại một số thị trường như Mỹ

và Châu Âu doanh thu từ dịch

vụ thoại đang suy giảm 1-3%

hàng năm

A Xu hướng tiến lên NGN

Trang 5

• So với lưu lượng thoại VoIP, trong thời gian sắp tới PSTN vẫn giữ tỷ trọng lớn trong dịch vụ thoại, tuy nhiên mức độ chênh lệch cũng như giá trị tuyệt đối ngày cảng giảm dần.

AT Kerney 2005

Trang 6

• Các dịch vụ Di động ngày càng thay thế Cố định

• Các dịch vụ băng rộng phát triển thay thế các dịch vụ băng hẹp như

Dialup giảm mạnh, kéo theo giảm doanh thu trên đường dây điện thoại

• Điện thoại VoIP và Internet Telephony được sử dụng ngày càng nhiều

• Các dịch khác phát triển thay thế dịch vụ thoại: email, messaging…

• Cạnh tranh, giảm cước …

Nguyên nhân

Trang 7

 Tăng trưởng của dịch vụ băng rộng trong các năm tới sẽ phát triển

rất nhanh, mặc dù tình hình ở một số nước có thể rất khác nhau

 Những nước mới bắt đầu: Ấn Độ 0.91 Mil dự tính sẽ phát triển

400%/năm, Việt Nam 0.25Mil dự tính sẽ phát triển 200%/năm

New Zealand

USA

Central European Countries

Dự báo tăng trưởng của

thị trường băng rộng

Trang 8

 Tập trung phát triển mạnh các dịch vụ giá trị gia tăng và các

dịch vụ băng rộng để đem lại các nguồn doanh thu mới.

Video Conferencing

Yêu cầu đối với các nhà khai thác

viễn thông trong giai đoạn tới

Trang 9

 Đơn giản hóa cấu trúc mạng

 Mật độ tích hợp cao, dung lượng lớn, dễ dàng triển khai

Chi phí đầu tư

OPEX

 Quản lý tập trung, thuận tiện

 Thời gian triển khai cung cấp dịch vụ ra thị trường rút ngắn

Doanh thu bình

quân thuê bao

ARPU

2 Sự cần thiết phải chuyển đổi sang mạng NGN

Trang 10

 ITU-T Y.2001định nghĩa về NGN:

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 và tạo điều kiện cung cấp

Europe

NGN

Africa

ITU-T SG 13: Rec Y.2001

A NGN is a packet-based network packet-based network able to provide telecommunication services and able to

make use of multiple broadband multiple broadband , QoS-enabled QoS-enabled transport technologies and in which

service-related

service-related functions are independent independent from underlying transport-related transport-related

technologies It enables unfettered access unfettered access for users to networks and to competing service

providers and/or services of their choice It supports generalized mobility generalized mobility which will allow consistent and ubiquitous provision of services to users.

B Tổng quan về mạng NGN

Trang 11

IMS

Mạng lõi IP

IP/MPLS - QoS

FTTx Wimax, WLAN

SIP

MSAN

SIP, H248

HSS

MGC

Trang 12

• Softswitch:

Xử lý báo hiệu để điều khiển

cuộc gọi và các phiên dịch vụ

trong mạng NGN

Xử lý tín hiệu giám sát trạng

thái cuộc gọi

Điều khiển và thực hiên kết

nối với các thiết bị AG/TG/SG

Trao đổi báo hiệu với các

Một số thành phần mạng NGN

Trang 13

Thiết lập các kết nối (do SS

điều khiển), truyền tải lưu

Trang 14

• Application Server (AS):

Cung cấp các ứng dụng và dịch vụ giá trị gia tăng

Cung cấp các dịch vụ nội dung

• Các thiết bị định tuyến: Routers, Switchs…

Đảm bảo truyền tải thông tin hiệu suất băng thông cao

Đáp ứng QoS, An ninh mạng, kiểm soát các tài nguyên mạng

• Các thiết bị truy nhập: IP-DSLAM, MSAN, Access Gateway

Cung cấp giao diện truy nhập cho khách hàng

Cung cấp đồng thời cả các dịch vụ truyền thống POTS, ISDN, fax…

và các dịch vụ băng rộng, triple-play…

Kết nối được với cả các mạng cũ và sẵn sàng để chuyển đổi lên

NGN

Trang 15

 Yêu cầu:

 Tối ưu hóa kiến trúc các mạng dịch vụ hiện có Giảm thiểu các lớp mạng

 Cung cấp nhiều loại hình dịch vụ trên một cơ sở hạ tầng mạng duy nhất

 Rút ngắn thời gian phát triển và đưa dịch vụ mới ra thị trường

 Xây dựng một hạ tầng mạng vững mạnh, hiệu suất cao, sẵn sàng mở

rộng để cung cấp các dịch vụ đảm bảo QoS tới khách hàng

 Có khả năng quản lý tập trung cả về mạng và dịch vụ

 Giảm chi phí Đầu tư/ Cận hành khai thác, đáp ứng nhu cầu của khách

hàng, đem lại các nguồn doanh thu mới, tăng cường tính cạnh tranh của VNPT trên thị trường

C Định hướng xây dựng NGN

Trang 16

Lớp ứng dụng và dịch vụ:

• Thiết lập một lớp ứng dụng

thống nhất, đồng bộ, cung cấp

dịch vụ cho toàn bộ mạng

• Kết hợp với lớp điều khiển qua

các giao diện chuẩn, cho phép

điều khiển toàn bộ các dịch vụ

• Có các giao diện chuẩn tới hệ

PE

IP/MPLS backbone P

Wimax

MAN Ethernet in provinces CES CES

CES: Carrier Ethernet Switch

Ethernet Switch

MGCP/H.248 MGCP/H.248

MSAN

Kiến trúc mạng NGN mục tiêu

Trang 17

 Lớp truyền tải:

• Bao gồm 2 thành phần: Mạng

trục và các mạng thu gom lưu

lượng tại các Tỉnh/TP

• Truyền tải lưu lượng IP, có khả

năng cung cấp L2/L3 VPN kết nối

PE

IP/MPLS backbone P

Wimax

MAN Ethernet in provinces CES CES

CES: Carrier Ethernet Switch

Ethernet Switch

MGCP/H.248 MGCP/H.248

MSAN

Kiến trúc mạng NGN mục tiêu

Trang 18

Legacy IP (VNN)

Trang 19

Bước chuyển đổi đối với mạng cung

cấp dịch vụ Broadband (tiếp)

IP/ MPLS

Internet

Legacy IP (VNN)

Trang 20

IP/ MPLS

Internet

Legacy IP (VNN)

Trang 21

Ethernet LAN

IP/ MPLS

Internet

xDSL

Legacy IP (VNN)

Application Servers

Trang 22

Other PSTN/PLMN networks

Mạng IP / MPLS này cũng được sử dụng cho các dịch

vụ truy nhập IP băng rộng.

Bước chuyển đổi đối với mạng

cung cấp dịch vụ thoại

Trang 23

SG

MG SG

MG: Media Gateway SG: Signaling Gateway

Call Servers

Long Distance Calls

MG SG

Bước chuyển đổi đối với mạng cung cấp dịch vụ thoại (tiếp)

Trang 24

SG

MG SG

Ethernet

Telephones

Call Servers

Regional Network

MG SG

Trang 25

 Chuyển đổi các thuê

MG SG

Ethernet

Telephones

MG SG

Call Servers

Trang 26

 Giai đoạn cuối

Call Servers

Trang 27

• Mạng NGN hiện tại cung cấp

Trang 28

• Bắt đầu triển khai từ tháng 9/2003

• Là hệ thống dựa trên công nghệ

ATM (ATM-based)

• Các DSLAM kết nối về BRAS hoặc về

DSLAM-HUB bằng nxE1 hoặc STM1

• DSLAM-HUB kết nối BRAS bằng

VNN Internet

BRAS BRAS

Trang 29

• Bắt đầu được xây dựng tại một vài

thành phố lớn: HNI, TPHCM, HPG

• Kết nối GE tới các IPDSLAM

• Bắt đầu cung cấp các kết nối cáp

quang GE tới một số khách hàng lớn:

chính phủ, các khu công nghiệp,

ngân hàng, tài chính…

IP/MPLS Core VNN Internet

Trang 30

 Các nội dung ưu tiên:

 Xây dựng mạng truyền dẫn quang liên tỉnh và nội tỉnh với độ ổn định

cao

 Triển khai mạng backbone IP/MPLS và mạng MAN-E tại các tỉnh, thành

phố lớn, sau đó là các tỉnh khác

 Đánh giá chất lượng mạng ngoại vi (mạng cáp đồng) để thực hiện việc

đầu tư mở rộng/hoặc cấu trúc lại, qua đó thực hiện triển khai các giải pháp truy nhập quang FTTx kết hợp với thiết bị truy nhập MSAN hoặc IP-DSLAM để cung cấp dịch vụ băng hẹp và băng rộng

 Từng bước triển khai hệ thống NGN CL4/CL5 để cung cấp các dịch vụ

thoại, tiến tới thay thế, hoàn toàn sử dụng NGN CL5

 Cân nhắc việc sử dụng một hạ tầng IP chung cho cả cố định và di động

 Xây dựng các hệ thống cung cấp dịch vụ, ứng dụng để cung cấp các

dịch vụ GTGT, các dịch vụ đa phương tiện

E Triển khai NGN

Trang 31

• Phát triển mở rộng mạng xDSL cung cấp dịch vụ truy nhập băng

rộng ADSL2+, SHDSL và VDSL tới khác hàng

• Tăng cường băng thông cung cấp cho khách hàng

• Triển khai các thiết bị truy nhập IPDSLAM và MSAN (Multi-Service

Access Node):

Từng bước thay thế dịch vụ TDM POTS bằng VoIP

Từng bước thay thế hệ thống ATM-based DSLAM

Cung cấp các dịch vụ Triple-play: IPTV, VoD, Video-Conferencing, VPN…

Sẵn sàng chuyển đổi lên NGN

• Thử nghiệm, khảo sát nghiên cứu thị trường để chuẩn bị cho các loại hình dịch vụ truy nhập mới: FTTx, WiMAX…

Lớp truy nhập

Trang 32

cấp dịch vụ cho 1 triệu thuê bao

mới Hỗ trợ các công nghệ mới

sẵn sàng cho việc cung cấp các

dịch vụ cấp cao của NGN trong

tương lai

Lớp truyền tải

Trang 33

• Xây dựng mạng MAN_E tại các

Tỉnh/thành phố

Thu gom lưu lượng ở các

Tỉnh/TP trước khi kế nối lên

Mạng Core IP/MPLS

Sử dụng cáp quang và các kết

nối GE để tăng băng thông

Cung cấp kết nối băng thông

Trang 34

 Mạng Mobile:

• Triển khai các hệ thống NGN Softswitch Nghiên cứu và lập phương

án cho việc hội tụ các mạng Cố định – Di động

• Triển khai các dịch vụ giá trị gia tăng mới

 Một số công tác liên quan:

• Xây dựng NGN Testlab để kiểm nghiệm kết nối, các giao thức, và thử nghiệm đánh giá chất lượng dịch vụ mới trước khi đưa ra thị

Trang 35

• Triển khai các dịch vụ mới: IPTV, VoD…

• Triển khai dịch vụ VoIP Class 5

• Triển khai các hệ thống cung cấp các dịch vụ giá trị gia tăng mới trên NGN:

IP Contact Center

Free phone service 1800…

Web Dial Page

Free Call Button …

Trang 36

Phần II

Tổng quan về IP/MPLS Core

Trang 37

Tại sao lại sử

dụng IP/MPLS?

Trang 38

1 Công nghệ SDH/SONET

• Ưu điểm:

Đã được phát triển hoàn thiện lâu năm

Khả năng đảm bảo chất lượng QoS và SLA tuyệt đối

• Nhược điểm khi sử dụng cho Core NGN:

Độ linh động và khẳ năng mở rộng kém

Sử dụng băng thông không hiệu quả Các kết nối Point-to-point

Chi phí vận hành khai thác cao khi phải duy trì các mạng cung cấp dịch vụ thoại, số liệu… riêng biệt

 Công nghệ SDH chỉ tối ưu cho việc truyền tải lưu lượng thoại Chưa sẵn

sàng để truyền tải lưu lượng đa dịch vụ của NGN

Ưu nhược điểm của các công nghệ mạng

truyền thống khi sử dụng cho Core

Trang 39

2 Công nghệ ATM

• Ưu điểm:

Kết nối có định hướng (Connection Oriented), có các cơ chế đảm

bảo độ tin cậy trong khi truyền tin

Độ sẵn sàng cao

Có các cơ chế đảm bảo QoS

• Nhược điểm khi sử dụng cho Core NGN:

Nặng nề trong các thông tin thiết lập, mào đầu

Khả năng mở rộng và độ linh động kém

 Công nghệ ATM chỉ tối ưu cho việc truyền tải lưu lượng thoại Chưa sẵn

sàng để truyền tải lưu lượng đa dịch vụ của NGN

Trang 40

3 Công nghệ IP truyền thống

thông tin định tuyến Lớp 3  hội tụ chậm.

(Destination-based routing).

trữ một bảng thông tin định tuyến rất lớn về toàn bộ tình trạng mạng

các kết nối không hiệu quả

Trang 41

Lưu lượng chỉ chạy qua kết nối chính

Destination-based routing hầu như không cung cấp cơ chế để

phân tải giữa các đường kết nối khác nhau

Policy-based routing có thể được sử dụng để định tuyến các gói tin theo các thông số khác, nhưng đây không phải là giải pháp

tối ưu trên mạng lớn

Việc điều khiển lưu lượng (Traffic Engineering) đối với IP truyền thống là rất khó khăn

Primary STM1 link Primary STM1 link

Site C

Backup E1 link

Nhược điểm của công nghệ IP khi sử dụng cho Core NGN (tiếp )

Trang 42

Thực hiện QoS được thực hiện trên từng trạm, rất khó để đảm

bảo chất lượng dịch vụ trên toàn tuyến End-to-End

Các dịch vụ VPN trên IP truyền thống còn nhiều hạn chế

 Công nghệ IP truyền thống: connectionless, best-effort, và không có

cơ chế đảm bảo chất lượng dịch vụ End-to-end Công nghệ IP truyền thống tối ưu cho việc truyền tải dữ liệu dạng gói Trong khi đó, yêu

cầu của NGN là truyền tải nhiều loại lưu lượng khác nhau, trong đó

có các lưu lượng thoại, âm thanh, hình ảnh và số liệu yêu cầu đảm

bảo chất lượng dịch vụ cao

Nhược điểm của công nghệ IP khi sử dụng cho Core NGN (tiếp )

Trang 43

 Công nghệ IP/MPLS :

• Hiện nay hầu hết các nhà khai thác, cung cấp dịch vụ viễn thông, cũng như các nhà cung cấp thiết bị viễn

thông trên Thế giới đều coi IP/MPLS là công nghệ tối ưu

để xây dựng mạng lõi cho NGN

Trang 44

Tóm tắt các khái niệm

về IP/MPLS

Trang 45

• Multiprotocol Laber Switching (MPLS) được chuẩn hóa bởi IETF trong RFC 303: là phương thức chuyển mạch gói, định tuyến các gói tin dựa theo các nhãn.

• MPLS được xây dựng để kế thừa các ưu điểm của IP và ATM (Traffic Engineering và out-of-band control).

• Các nhãn MPLS có thể dựa trên thông tin về địa chỉ IP, QoS, cổng vật lý … Nhờ đó lưu lượng có thể được định tuyến dựa theo các thông tin đa dạng (QoS, Source…).

• Công nghệ MPLS được phát triển để chuyển các loại lưu lượng khác nhau: IP, ATM, SDH, Ethernet …

Trang 46

• MPLS hoạt động giữa lớp 2_DataLink và lớp 3_Network theo

mô hình OSI, và thường được coi là giao thức tại lớp lớp 2.5.

• IP/MPLS sử dụng header 32 bits chèn giữa phần header của giao thức lớp 3 và giao thức lớp 2

Label

Ethernet Header Label Layer 3 Header Data

Trang 47

• Phần header của MPLS gồm 32 bit bao gồm các trường mang thông tin:

20 bit Label: dành cho việc đánh Nhãn

3 bit COS/EXP (experimental): thường được dùng để mang thông tin QoS phân loại mức ưu tiên của gói tin (Class of Service)

1 bit S (Bottom Stack): xác địch kết thúc thông tin về nhãn

8 bit TTL: mang thông tin TTL của IP header

• Nhãn (Label) chỉ có giá trị trên từng đoạn kết nối cục bộ, và gắn liền

với từng cổng vật lý

Trang 48

• Các Router trong mạng MPLS được gọi là Label Switch Router (LSR)

• Trong mạng MPLS, các gói tin được truyền tải theo các lớp ưu tiên

khác nhau Forwading Equivalence Class (FEC) Các gói tin trong

cùng 1 FEC được truyền trên cùng một đường và cùng được đặt một mức ưu tiên như nhau

• Việc phân loại FEC cho mỗi gói tin chỉ thực hiện một lần tại điểm vào của mạng MPLS, tại LSR biên (Edge LSR).Tại điểm đầu vào các gói

tin sẽ được gán nhãn để chuyển mạch MPLS, và được bóc nhãn

MPLS tại Edge LSR đầu ra

LSP FEC

Packet

Các khái niệm cơ bản trong IP/MPLS

Trang 49

• Các tuyến đường mà gác gói tin MPLS được chuyển mạch từ điểm LSR nguồn tới LSR đích được gọi là các Label-switch path (LSP)

• Các Edge LSR: thực hiện nhiệm vụ gán nhãn cho các gói tin vào mạng MPLS và tách bỏ nhãn của các gói tin ra khỏi mạng MPLS Chỉ các Edge LSR mới cần xem bảng định tuyến IP

• Các LSR khác chỉ thực hiện chức năng chuyển mạch dựa vào nhãn

MPLS, tra bảng nhãn và thay đổi nhãn tương ứng (label swapping)

Ingress LSR

Egress LSR

LSP

Các khái niệm cơ bản trong IP/MPLS (tiếp)

Trang 50

• Mỗi LSP chỉ được định nghĩa là 1 kênh thông tin 1 chiều, do đó cần phải thiết lập 2 LSP cho cho 1 kênh thông tin 2 chiều.

• Có thể thực hiện việc phân tải (Load-sharing) theo nhiều LSP khác nhau giữa 2 điểm

L=5

L=3

10.1.1.1 10.1.1.1

Routing lookup and label assignment 10.0.0.0/8  L=5 Label

swapping L=5  L=3

Label removal and routing lookup L=3

Định dạng
Số trang	62
Dung lượng	9,3 MB