Luận văn tốt nghiệp: Mạng viễn thông thế hệ mới NGN và giải pháp cho việc phát triển mạng NGN

khách hàngATM Asynchronous Transfer Mode Chế độ truyền tải không đồng bộCPE Customer Premise Equipment Thiết bị thuê bao đầu cuốiHDSL High Bit Rate Subscriber Line Đường thuê bao tốc độ

MỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦU 1

Chương 1: TỔNG QUAN MẠNG THẾ HỆ MỚI NGN 3

1.1 Sơ lược mạng viễn thông truyền thống 3

1.1.1 Khái niệm 3

1.1.2 Đặc điểm và những hạn chế của mạng viễn thông truyền thống 4

1.1.3 Xu hướng và nhu cầu phát triển mạng viễn thông thế hệ mới NGN 5

1.2 Mạng viễn thông thế hệ mới (Next Generation Network) 6

1.2.1 Khái niệm 6

1.2.2 Đặc điểm 7

1.2.3 Công nghệ trong mạng thế hệ mới 8

1.2.4 Các công nghệ nền tảng cho mạng NGN 9

1.2.4.1 IP 9

1.2.4.2 ATM 9

1.2.4.3 IP OVER ATM 10

1.2.4.4 MPLS 10

Chương 2: CẤU TRÚC MẠNG THẾ HỆ MỚI 11

2.1 Cấu trúc luận lý (cấu trúc chức năng) 11

2.1.1 Mô hình phân lớp chức năng 11

2.1.2 Phân tích các lớp chức năng 12

2.2 Cấu trúc vật lý 15

2.2.1 Media Gateway (MG) 16

2.2.2 Media Gateway Controller (MGC) 17

2.2.3 Signalling Gateway (SG) 18

2.2.4 Media Server (MS) 18

2.2.5 Application Server 19

2.3 Các giao thức và chuẩn trong mạng NGN 20

2.3.1 SIP 20

2.3.2 H.323 22

2.3.3 SIGTRAN 25

2.3.4 MGCB 27

2.3.5 Megaco/ H248 28

Chương 3: DỊCH VỤ TRONG MẠNG NGN 29

3.1 Giới thiệu chung về dịch vụ NGN 29

3.2 Nhu cầu NGN của các nhà cung cấp dịch vụ 30

3.3 Yêu cầu của khách hàng 32

3.4 Dịch vụ mạng NGN 33

3.4.1 Xu hướng các dịch vụ tương lai 33

3.4.2 Các đặc trưng dịch vụ mạng NGN 33

3.4.3 Các dịch vụ chính trong mạng thế hệ mới NGN 35

3.5 Kiến trúc dịch vụ NGN 40

3.5.1 Kiến trúc phân lớp 42

3.5.2 Giao diện dịch vụ mở API 43

3.5.3 Mạng thông minh phân tán 44

3.6 Các vấn đề về dịch vụ 44

3.6.1 Bảo mật 44

3.6.2 Chất lượng QoS 47

Chương 4: CHIẾN LƯỢC PHÁT TRIỂN NGN 54

4.1 Nguyên tắc triển khai mạng NGN 54

4.2 Giải pháp phát triển của các nhà cung cấp dịch vụ khác nhau 54

4.2.1 Giải pháp xây dựng mạng NGN trên cơ sở mạng hiện tại 55

4.2.1.1 Nội dung giải pháp 55

4.2.1.2 Ưu điểm và nhược điểm 56

4.2.2 Giải pháp xây dựng hoàn toàn mới 57

4.2.2.1 Nội dung giải pháp 57

4.2.2.2 Ưu điểm và nhược điểm 57

4.3 Giải pháp của các hãng 58

4.3.1 Mô hình NGN của Alcatel 58

4.3.2 Mô hình NGN của Ericsson 59

4.3.3 Mô hình NGN của Siemens 61

4.3.4 Xu hướng phát triển NGN của Lucent 63

4.3.5 Xu hướng phát triển NGN của NEC 64

4.4 Kiến trúc IMS và Softswitching 65

4.4.1 IP Multimeida Subsystem (IMS) 65

4.4.2 Softswitching 66

4.4.3 So sánh IMS và Softswitching 66

4.5 Triển khai mô hình mạng NGN ứng dụng giải pháp IMS 67

4.5.1 Mô hình 68

4.5.2 Lớp ứng dụng: mô phỏng IPTV 70

4.5.3 Lớp điều khiển: openimscore 71

4.5.4 Lớp truyền tải: MPLS 72

4.5.5 Lớp truy nhập: Client 72

KẾT LUẬN 73

TÀI LIỆU THAM KHẢO 74

THUẬT NGỮ VIẾT TẮT

ADSL Asymmetric Digital Subscriber

Line

Đường thuê bao số không đối xứng

API Application Programming

interface

Giao diện lập trình ứng dụng ARPU Average Revenue Per User Doanh thu trung bình của một

khách hàngATM Asynchronous Transfer Mode Chế độ truyền tải không đồng bộCPE Customer Premise Equipment Thiết bị thuê bao đầu cuối

HDSL High Bit Rate Subscriber Line Đường thuê bao tốc độ cao

ICMP Internet Control Message Protocol Giao thức ICMP

IEEE Institute of Electrical and

IPTV Internet Protocol Television Truyền hình giao thức InternetISDN Intergrated Service Digital

Hiệp hội viễn thông quốc tế

MEGACO Media Gateway Control Giao thức điều khiển cổng thiết bị

MGC Media Gateway Controller Thiết bị điều khiên MG

MGCP Media Gateway Control Protocol Giao thức điều khiển các Gateway

MGCP Media Gateway Control Protocol Giao thức điều khiển cổng thiết bịMPLS Multiprotocol Label Switching Chuyển mạch nhãn đa giao thứcNGN Next Generation Network Mạng thế hệ sau

PSDN Public Switching Data Network mạng chuyển mạch số liệu công

cộngPSTN Publish Switching Telephone

Network

Mạng chuyển mạch thoại công cộng

QoS Quality of Service Chất lượng dịch vụ

RAS Remote Access Server Máy chủ truy nhập từ xa

RSVP Resource Reservation Protocol Giao thức giành trước tài nguyên

(hỗ trợ QoS)SDH Synchronous Digital Hierarchy phân - cấp số đồng bộ

SDH Synchronous Digital Hierarchy Phân cấp số đồng bộ

SIP Sesion Initial Protocol Giao thức khởi tạo phiên

SS7 Signalling System No7 Hệ thống báo hiệu số 7

SVC Switch Virtual Circuit Kênh ảo có chuyển mạch

TCP Transport Control Protocol Giao thức điều khiển truyền tảiTDM Time Division Multiplexing Ghép kênh phân chia thời gian

UDP User Data Protocol Giao thức dữ liệu người sử dụng VPN Virtual Private Network Mạng riêng ảo

WDM Wavelegnth Division

Multiplexing

ghép kênh phân chia theo bước sóng

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1: Cấu trúc mạng phân cấp 3

Hình 1.2 : Các thành phần chính của mạng viễn thông 4

Hình 1.3: TOPO mạng thế hệ sau 7

Hình 2.1: Cấu trúc mạng NGN góc độ mạng 11

Hình 2.2: Cấu trúc mạng NGN góc độ dịch vụ 12

Hình 2.3: Cấu trúc luận lý NGN 12

Hinh 2.4: Cấu trúc vật lý mạng NGN 15

Hình 2.5: Các giao thức bao hiệu tương ứng trên các thiết bị NGN 20

Hình 2.6: Proxy Server 21

Hình 2.7: Redirect Server 22

Hình 2.8: Giao thức tại đầu cuối H.323 23

Hình 2.9: Chức năng của một Gatakeeper 25

Hình 2.10: Mô hình giao thức SIGTRAN 26

Hình 2.11: Mô hình giao thức SIGTRAN 26

Hình 3.1: Cấu trúc NGN dạng module 30

Hình 3.2: Một số dịch vụ NGN điển hình 37

Hình 3.3: Cấu trúc mạng đa dịch vụ (từ góc độ mạng) 40

Hình 3.4: Cấu trúc chức năng lớp ứng dụng 41

Hình 3.5: Mô hình cấu trúc vật lí 1 42

Hình 3.6: Mô hình cấu trúc vật lí 2 42

Hình 3.7: Kiến trúc phân lớp/ Giao diện dịch vụ mở 43

Hình 3.8: Biện pháp chống lại các nguy cơ 47

Hình 3.9: Các kỹ thuật QoS trong mạng IP 48

Hình 3.10: Mô hình dịch vụ IntServ 49

Hình 3.11: Mô hình DiffServ tại biên và lõi mạng 52

Hình 4.1: Xu hường phát triển mạng và dịch vụ dựa trên mạng hiện tại 54

Hình 4.2: Xu hướng phát triển mạng và dịch vụ theo quan điểm xây dựng một mạng hoàn toàn mới 55

Hình 4.3: Mô hình của Alcatel 58

Hình 4.4: Mô hình NGN của Ericsson 59

Hinh 4.5: Mô hình của Siements 62

Hình 4.6: Mô hình của NEC 64

Hình 4.7: Mô hình NGN ứng dụng giải pháp IMS 69

Hình 4.8: Mô hình IPTV Server 71

LỜI MỞ ĐẦU

Xã hội càng phát triển, nhu cầu về thông tin liên lạc càng cao và nhu cầu ấy đã trở thành một phần không thể thiếu trong cuộc sống con người Hiện tại và trong thời gian

tới, nhu cầu phát triển các loại hình dịch vụ gia tăng như: thoại, dữ liệu, hình ảnh với chất

lượng cao ngày một tăng Để đáp ứng yêu cầu trên, các nhà cung cấp dịch vụ không chỉ quan tâm đến phát triển dịch vụ mà còn phải xây dựng, củng cố và tối ưu hóa hạ tầng lẫn dịch vụ Song song đó, nhà khai thác phải nghiên cứu tìm ra một công nghệ thế hệ mới cókiến trúc linh hoạt, tương thích hoàn toàn với mạng hiện tại, đáp ứng đa công nghệ, đa giao thức, đa truy cập, đa phương tiện truyền thông và đa dịch vụ… Trước yêu cầu đó, mạng viễn thông thế hệ sau (Next Generation Networks) ra đời được xem là một giải pháp thỏa mãn tất cả các điều kiện kể trên cho một mạng tương lai

NGN (Next Generation Network) là mạng thế hệ sau không phải là mạng hoàntoàn mới, nó hội tụ 3 mạng: mạng thoại, mạng không dây, mạng số liệu vào một kết cấuthống nhất để hình thành một mạng chung, thông minh, hiệu quả, tích hợp nhiều côngnghệ mới, ứng dụng mới NGN có khả năng làm nền tảng cho việc triển khai nhiều loạihình dịch vụ mới trong tương lai một các nhanh chóng, không phân biệt ranh giới các nhàcung cấp dịch vụ (dịch vụ độc lập với hạ tầng mạng) nhờ các đặc điểm: băng thông lớn,tương thích đa nhà cung cấp thiết bị, tương thích với các mạng cũ… Đồng hành với xâydựng mạng NGN, một loạt các dịch vụ với các kiến trúc khác nhau cũng dần được triểnkhai nhằm cung cấp nhiều dịch vụ tiện ích cho người dùng Mạng NGN ra đời và đã đượcphát triển ở nhiều nước trên thế giới và tại Việt Nam, Tổng Công ty Bưu Chính ViễnThông Việt Nam (VNPT) đã triển khai mạng NGN bắt đầu năm 2003

Trong đồ án tốt nghiệp này, với đề tài “Mạng viễn thông thế hệ mới NGN và giải pháp cho việc phát triển mạng NGN” chúng em sẽ tìm hiểu cấu trúc, giao thức và

các dịch vụ trong mạng NGN cũng như sự phát triển mạng NGN trên thế giới Luận văntốt nghiệp này giúp các nhà khai thác mạng viễn thông xây dựng hạ tầng mạng chung,thống nhất nhằm giảm chi phí đầu tư chi phí vận hành, đáp ứng được nhu cầu của người

sử dụng dịch vụ trong tương lai

Đồ án tốt nghiệp này gồm 4 chương

Chương 1: Giới thiệu tổng quan mạng thế hệ mới, những hạn chế của mạng viễn

thông truyền thống và xu hướng phát triển mạng NGN

Chương 2: Tìm hiểu cấu trúc vật lý và luận lý , các giao thức và chuẩn

Chương 3: Giới thiệu về dịch vụ trong mạng NGN, kiến trúc dịch vụ cũng như

những vấn đề bảo mật trong mạng NGN

Chương 4: Chiến lược phát triển mạng NGN, giải pháp phát triển của các hãng.

So sánh kiến trúc IMS và Softswitching Triển khai một mô hình NGN ứng dụng kiếntrúc IMS

Do giới hạn trong một đồ án tốt nghiệp đại học chỉ mang tính chất nghiên cứu nênchúng em không có nhiều cơ hội tiếp xúc thực tế cũng như còn thiếu kinh nghiệm khibước vào nghiên cứu một vần đề công nghệ mới, nên không thể tránh khỏi nhiều thiếusót Chúng em rất mong nhận được nhiều sự góp ý từ các thầy cô và các bạn cũng như từnhững người nghiên cứu về mạng NGN

Chương 1: TỔNG QUAN MẠNG THẾ HỆ MỚI NGN 1.1 Sơ lược mạng viễn thông truyền thống

1.1.1 Khái niệm

Mạng viễn thông là một hệ thống gồm các nút chuyển mạch được nối với nhaubằng các đường truyền dẫn Nút được phân thành nhiều cấp và kết hợp với các đườngtruyễn dẫn tạo thành các cấp mạng khác nhau

Hình 1.1: Cấu trúc mạng phân cấp

Trong mạng truyền thống gồm có 5 nút

 Nút cấp 1: Trung tâm chuyển mạch quá giang quốc tế

 Nút cấp 2: Trung tâm chuyển mạch quá giang đường dài

 Nút cấp 3: Trung tâm chuyển mạch quá giang nội hạt

 Nút cấp 4: Trung tâm chuyển mạch nội hạt

 Nút cấp 5: Trung tâm chuyển mạch từ xa

Mạng viễn thông truyền thống được chia thành nhiều loại Đó là mạng lưới , mắc sao,mạng tổng hợp, mạng vòng kín và mạng thang Các loại mạng này có ưu điểm và nhượcđiểm khác nhau để phù hợp với các đặc điểm của từng vùng địa lý ( trung tâm, hải đảo ,biên giới…) hay vùng lưu lượng (lưu thoại cao, thấp, …)

Mạng viễn thông bao gồm các thành phần chính: thiết bị chuyển mạch, thiết bị truyễndẫn, môi trường truyền và thiết bị đầu cuối

Hình 1.2 : Các thành phần chính của mạng viễn thông

1.1.2 Đặc điểm và những hạn chế của mạng viễn thông truyền thống

Các mạng viễn thông truyền thống có đặc điểm chung là tồn tại một cách riêng lẻ,ứng với mỗi loại dịch vụ thông tin lại có ít nhất một loại mạng viễn thông riêng biệt đểphục vụ dịch vụ đó Mỗi mạng lại được thiết kế dịch vụ riêng biệt để và không thể sửdụng mục đích khác Cấu trúc của mạng viễn thông truyền thống khá phức tạp

Một số mạng điển hình đang khai thác :

 PSTN (Publish Switching Telephone Network) là mạng chuyển mạch thoại côngcộng PSTN phục vụ thoại bao gồm các tổng đài tương ứng với từng cấp Hiệnmạng này đang được nâng cấp ở các tổng đài trung tâm cũng như phía đầu cuốikhách hàng … để có thể khai thác thêm một số dịch vụ giá trị gia tăng trên mạngnày Đây là một mạng rất phức tạp, rất cũ và rất rộng nhưng đóng vai trò rất lớntrong viễn thông

 ISDN (Intergrated Service Digital Network) là mạng số tích hợp dịch vụ ISDNcung cấp nhiều loại ứng dụng thoại và phi thoại trong cùng một mạng Nó cónhiều cấu hình khác nhau tuỳ thuộc vào hiện trạng mạng viễn thông từng nơi.ISDN cung cấp nhiều kiểu kết nối với các tốc độ đáp ứng khác nhau do vậy có thểtriển khai thêm một số dịch vụ mới so với PSTN tuy nhiên mạng này cũng không

đủ khả năng thích ứng với sự phát triển của các loại hình dịch vụ ngày nay

 Mạng di động GSM (Glabol System For Mobile Telecom) là mạng cung cấp dịch

vụ thoại như PSTN nhưng thông qua đường truy nhập vô tuyến Mạng này chuyểnmạch dựa trên công nghệ ghép kênh theo thời gian và công nghệ ghép kênh phânchia theo tần số

 PSDN (Public Switching Data Network): là mạng chuyển mạch số liệu công cộng.PSDN bao gồm các Pop( Point of Presence) và các thiết bị truy nhập từ xa Hiệnnay PSDN đang phát triển với tốc độ rất nhanh do sự bùng nổ của dịch vụ Internet

và các mạng riêng ảo ( Virtual Private Network)

Từ những đặc điểm của mạng viễn thông truyền thống ta có thể thấy những hạnchế :

 Cứng nhắc trong việc phân bổ băng thông

 Cấu trúc mạng đóng tạo ra sự độc quyền của các nhà cung cấp hệ thống

 Khó khăn trong việc tổ hợp mạng và quản lý mạng

 Khó khăn trong việc cung cấp dịch vụ mới

 Đầu tư cho mạng PSTN lớn

 Giới hạn trong việc phát triển mạng

 Không đáp ứng được sự tăng trưởng nhanh của các dịch vụ dữ liệu

1.1.3 Xu hướng và nhu cầu phát triển mạng viễn thông thế hệ mới NGN

Trong tình trạng bùng nổ thông tin như ngày nay và sự phát triển nhanh chóng củacác phương thức truy nhập băng thông rộng cho ta thấy nhiều vấn đề bất cập của mạngviễn thông truyền thống Công nghệ chuyển mạch kênh truyền thống chậm thay đổi sovới sự thay đổi nhanh chóng của công nghệ máy tính Các chuyển mạch kênh chiếm phầnlớn trên mạng PSTN nhưng không thực sự tối ưu cho truyền số liệu Trong khi đó nhucầu trao đổi thông tin giữa mạng PSTN và mạng Internet ngày càng tăng, do đó xuất hiệnnhu cầu xây dựng hệ thống chuyển mạch tương lai dựa trên công nghệ hoàn toàn gói cho

cả thoại và dữ liệu

Đối với các nhà khai thác mạng viễn thông, để đáp ứng được khả năng cung cấploại hình dịch vụ cho nhiều dạng khách hàng thì yêu cầu hệ thống mạng phải có độ mởcao để có thể kết nối nhiều nhà cung cấp dịch vụ với nhau Làm sao để có thể cải thiện

chi phí đầu tư (CAPEX) và chi phí vận hành (OPEX), tăng tỉ lệ ARPU bằng cách giớithiệu các gói dịch vụ mới, các loại hình dịch vụ mới, đa dạng tới các đối tượng kháchhàng khác nhau Cần phải xây dựng một cơ sở hạ tầng mạng thống nhất, vững chác đápứng sẵn sằng các yêu cầu của các dịch vụ trong tương lai.

Do vậy để đáp ứng được các dịch vụ hiện có và nhu cầu dịch vụ trong tương lai,khắc phục những hạn chế bất cập còn tồn tại ở mạng viễn thông truyền thống, việc pháttriển một mạng thế hệ mới là cần thiết Và mạng thế hệ mới NGN (Next GenerationNetwork) đã giải quyết được những yêu cầu trên

1.2 Mạng viễn thông thế hệ mới (Next Generation Network)

Như vậy có thể xem mạng thông tin thế hệ mới là sự tích hợp mạng thoại PSTN,chủ yếu dựa trên kĩ thuật TDM, với mạng chuyển mạch gói dựa trên kĩ thuật IP/ATM Nó

có thể truyền tải tất cả các dịch vụ vốn có của PSTN đồng thời cũng có thể nhập mộtlượng dữ liệu lớn vào mạng IP, nhờ đó có thể giảm nhẹ gánh nặng của PSTN

Hình 1.3: TOPO mạng thế hệ sau

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 đề

là ở đây làm sao có thể tận dụng hết lợi thế đem đến từ quá trình hội tụ này Một vấn đềquan 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 đa phương tiện

1.2.2 Đặc điểm

- Nền tảng là hệ thống mạng mở

 Các khối chức năng trong tổng đài thế hệ mới được tách thành các phần tử mạngđộc lập Các phần tử phân theo chức năng riêng biệt và phát triển một cách độclập

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

- Mạng NGN là do mạng dịch vụ thúc đẩy, nhưng dịch vụ phải thực hiện độc lập vớimạng lưới

 Chia tách dịch vụ với điều khiển cuộc gọi

 Chia tách cuộc gọi với truyền tải

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

 Các mạng thông tin tích hợp trong một mạng thống nhất dựa trên nền gói

 IP trở thành giao thức vạn năng, làm cơ sở cho mạng đa dịch vụ

 NGN là nền tảng cho cơ sở hạ tầng thông tin quốc gia (NII).

- Là mạng có dung lượng ngày càng tăng, có tính thích ứng ngày càng tăng, có đủ dunglượng để đáp ứng nhu cầu

 Có khả năng cung cấp nhiều loại hình dịch vụ đa phương tiện băng thông cao

 Có khả năng thích ứng vói các mạng đã tồn tại để tận dung cơ sở hạ tầng mạng,dịch vụ và khách hàng sẵn có

1.2.3 Công nghệ trong mạng thế hệ mới

Các tuyến truyền dẫn SDH hiện có và đang được tiếp tục triển khai rộng rãi trên mạngviễn thông là sự phát triển đúng hướng theo cấu trúc mạng mới.Cần tiếp tục phát triển các

hệ thống truyền dẫn công nghệ SDH và WDM, hạn chế sử dụng công nghệ PDH

 Công nghệ truy nhập mạng

Trong xu hướng phát triển mạng NGN sẽ duy trì nhiều loại hình mạng truy nhập vào mộtmôi trường truyền dẫn chung như:

 Mạng truy nhập quang

 Mạng truy nhập vô tuyến

 Các phương thức truy nhập cáp đồng: HDSL, ADSL

 Xu hướng phát triển mạng truy nhập băng rộng

 Công nghệ chuyển mạch

Chuyển mạch cũng là một thành phần trong lớp mạng chuyển tải của cấu trúc NGNnhưng có những thay đổi lớn về mặt công nghệ so với các thiết bị chuyển mạch TDMtrước đây Công nghệ chuyển mạch của mạng thế hệ mới là IP, ATM, ATM/IP hayMPLS thì hiện nay vẫn chưa xác định rõ, tuy nhiên nói chung là dựa trên công nghệchuyển 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 chếtạo các chuyển mạch quang Trong tương lai sẽ có chia theo không gian, chuyển mạchquang phân chia theo thời gian, chuyển mạch quang phân chia theo độ dài bước sóng

1.2.4 Các công nghệ nền tảng cho mạng NGN

1.2.4.1 IP

IP là giao thức chuyển tiếp gói tin Việc chuyển tiếp gói tin được thực hiện theo cơchế phi kết nối IP định nghĩa cơ cấu đánh số, cơ cấu chuyển tin, cơ cấu định tuyến và cácchức năng điều khiển ở mức thấp (ICMP) Gói tin IP gồm địa chỉ của bên nhận, địa chỉ là

số duy nhất trong toàn mạng và mang đầy đủ thông tin cần cho việc chuyển gói tới đích

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

1.2.4.2 ATM

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

- ATM sử dụng các gói có kích thước nhỏ và cố định gọi là các tế bào ATM Các tếbào nhỏ với tốc độ truyền cao sẽ làm cho trễ truyền lan và biến động trễ giảm đủnhỏ đối với các dịch vụ thời gian thực, cũng tạo điều kiện cho việc hợp kênh ở tốc

1.2.4.3 IP OVER ATM

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

1.2.4.4 MPLS

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

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

Chương 2: CẤU TRÚC MẠNG THẾ HỆ MỚI 2.1 Cấu trúc luận lý (cấu trúc chức năng)

Trên thế giới có nhiều tổ chức khác nhau về viễn thông nghiên cứu về cấu trúcmạng NGN, mỗi tổ chức lại đưa ra các bộ tiêu chuẩn riêng cho mình trong quá trìnhnghiên cứu, do vậy khi phát triển NGN cũng có nhiều ý tưởng khác nhau được đưa ra.Bên cạnh đó, các hãng viễn thông lớn như: Alcatel, Ericssion, Nortel, Siemens, Lucent,NEC,… cũng đưa ra mô hình cấu trúc và các giải pháp,kèm theo các thiết bị mới củariêng mình Song dựa vào mô hình của các tổ chức và các hãng, xây dựng ta có thể thấyđược những cấu trúc chức năng sau:

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

-Lớp trung gian hay lớp truyền thông (Media)

-Lớp điều khiển

-Lớp quản lý

2.1.1 Mô hình phân lớp chức năng

Nếu nhìn mạng NGN ở góc độ mạng ta có thể đưa ra mô hình chức năng như sau:

Hình 2.1: Cấu trúc mạng NGN góc độ mạng

Tuy nhiên, xét từ góc độ kinh doanh và cung cấp dịch vụ thì mô hình cấu trúcNGN có thêm lớp ứng dụng dịch vụ Trong môi trường phát triển cạnh tranh thì sẽ có rấtnhiều thành phần tham gia kinh doanh trong lớp ứng dụng dịch vụ

Hình 2.2: Cấu trúc mạng NGN góc độ dịch vụ

2.1.2 Phân tích các lớp chức năng

Hình 2.3: Cấu trúc luận lý NGN

Kiến trúc mạng thế hệ mới sử dụng công nghệ chuyển mạch gói cho cả thoại và dữliệu Hệ thống chuyển mạch gói trong mạng thế hệ mới được phân thành 4 lớp riêng biệtthay vì tích hợp thành một hệ thống như công nghệ chuyển mạch kênh trong mạng truyềnthống : lớp ứng dụng, lớp điều khiển, lớp truyền thông, lớp truy nhập và truyễn dẫn Cáclớp này liên kết với nhau qua các giao giao diện mở tiêu chuẩn API, nó cung cấp cho cácnhà phát triển bên thứ ba khả năng phát triển các dịch vụ mới một cách linh hoạt và đadạng Đây chính là giao diện thương mại giữa nhà khai thác mạng và nhà cung cấp dịchvụ

 Có các hệ thống chuyển mạch, hệ thống định tuyến cuộc gọi

- Chức năng

 Bao gồm cả chức năng truyền dẫn và chức năng chuyển mạch

 Lớp truyền dẫn có khả năng hỗ trợ các mức QoS khác nhau cho cùng một dịch vụ

và cho các dịch vụ khác nhau Lớp ứng dụng sẽ đưa ra các yêu cầu về năng lựctruyền tải và nó sẽ thực hiện yêu cầu đó

 Lớp truy nhập

-Thành phần:

 Bao gồm các thiết bi truy nhập đóng vai trò giao diện để kết nói các thiết bị đầucuối vào mạng qua hệ thống mạng ngoại vi cáp đồng, cáp quang hoặc vô tuyến

 Các thiết bị truy nhập tích hợp IAD

-Chức năng : Lớp truy nhập cung cấp các kết nối giữa thuê bao đầu cuối và mạng đườngtrục qua cổng giao tiếp thích hợp NGN cũng cung cấp hầu hết các truy nhập chuẩn cũngnhư không chuẩn của các thiết bị đầu cuối như: truy nhập đa dịch vụ, điện thoại IP, máytính PC, tổng đài nội bộ PBX, di động vô tuyến, đi động vệ tinh, VoIP…

Lớp điều khiển

- Thành phần: Lớp điều khiển bao gồm các hệ thống điều khiển mà thành phần chính làSoftswitch còn gọi là MGC hay Call agent, được kết nối với các thành phần khác nhaunhư: SGW MS FS AS để kết nối cuộc gọi hay quản lý địa chỉ IP.Hiện nay với sự ra đờicủa IMS đã cho thấy sự vượt trội so với mô hình Softswitch truyền thống về mọi mặt.Vìvậy IMS dần trở thành tiêu chuẩn xây dựng mạng NGN ngày nay

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

Lớp ứng dụng

- Thành phần: Lớp ứng dụng bao gồm các nút thực thi dịch vụ SEN ( Service ExcutionNode) thực chất là các derver dịch vụ cung cấp cá ứng dụng cho khách hàng thông qualớp truyền tải

- Chức năng : Lớp ứng dụng cung cấp các dịch vụ có băng thông khác nhau và ở nhiều

mức độ Một số dịch vụ sẽ thực hiện làm chủ việc điều khiển logic của chúng và truynhập trực tiếp tới lớp ứng dụng, còn một số dịch vụ khác sẽ thực hiện điều khiển từ lớpđiều khiển Lớp ứng dụng kết nối với lớp điều khiển thông qua giao diện mở API Nhờ

đó mà các nhà cung cấp dịch vụ có thể phát triển các ứng dụng và triển khai nhanh chóngtrên dịch vụ mạng

Lớp quản lý

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

Hinh 2.4: Cấu trúc vật lý mạng NGN

Trong mạng NGN có rất nhiều thành phần nhưng ở đây ta chỉ tập trung vào cácthành phần cho thấy sự nổi bật so với mạng viễn thông truyền thống: Media Gateway,Media Gateway Controller, Signalling Gateway, Media Server, Application Server

2.2.1 Media Gateway (MG)

Media Gateway cung cấp phương tiện để truyền tải thông tin thoại, dữ liệu, fax vàvideo giữa mạng gói IP và PSTN Trong mạng PSTN, dữ liệu thoại được mang trên kênhDS0 Để truyền dữ liệu này vào mạng gói, mẫu thoại cần được nén lại và đóng gói Đặcbiệt ở đây sử dụng bộ tín hiệu số DSP (Digital Signal Processors) thực hiện các chứcnăng chuyển đổi AD( Analog to Digital), nén mã thoại/audio, triệt tiếng dội, bỏ khoảngnặng, mã hóa, tái tạo tín hiệu thoại, …

Các chức năng của một MG:

- Truyễn dữ liệu thoại sử dụng giao thức RTP( Real Time Protocol)

- Cung cấp khe thời gian T1 hay tài nguyên xử lý tín hiệu số(DSP) dưới sự điềukhiển của Media Gateway Controller Đồng thời quản lý tài nguyên DSP cho dịch

- Là một thiết bị ra/vào đặc hiệu I/O

- Dung lượng bộ nhớ phải luôn đảm bảo lưu trữ các thông tin trạng thái, thông tincấu hình, các bản tin MGCP, thư viện DSP, …

- Dưng lượng đĩa chủ yếu sử dụng cho quá trinh đăng nhập

- Dự phòng đầy đủ giao diện Ethernet (với mạng IP), mở rộng một vài giao diện T1/E1 với mạng TDM

- Mật độ khoảng 120 port

- Sử dụng H.110 để đảm bảo tính linh động cho hệ thống nội bộ

2.2.2 Media Gateway Controller (MGC)

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

Các chức năng của MGC

- Quản lý cuộc gọi

- Các giao thức thiết lập cuộc goi thoại: H.323, SIP

- Giao thức điều khiển truyền thông: MGCP, Megaco, H.248

- Quản lý lớp dịch vụ và chất lượng dịch vụ

- Giao thức quản lý SS7: SIGTRAN

- Xử lý báo hiệu SS7

- Quản lý các bản tin liên quan QoS như RTCP

- Thực hiện định tuyến cuộc gọi

- Ghi lại thông tin chi tiết cuộc gọi để tính cước

- Điều khiển quản lý băng thông

- Đối với MG

 Xác định và câu hình thới gian thực cho các DSP

 Phân bổ kênh DS0

 Truyễn dẫn thoại ( mã hóa, nén, đóng gói)

- Đối với Signaling Gataway , MGC cung cấp

- Chủ yếu làm việc với lưu lượng IP, do đó yêu cầu các kết nối tốc độ cao

- Hỗ trợ nhiều loại giao thức

- Độ sắn sàng cao

2.2.3 Signalling Gateway (SG)

Signalling Gateway tạo ra một chiếc cầu giữa mạng báo hiệu SS7 với mạng IPdưới sự điều khiển của MGC SG làm cho Softwsitch giống như một nút trong mạng báohiệu SS7 Nhiệm vụ của SG là xử lý thông tin báo hiệu

Các chức năng của SG

- Cung cấp một một kết nối vật lý đến mạng báo hiệu

- Truyền thông tin báo hiệu giữ MGC và SG thông qua mạng IP

- Cung cấp đường truyễn dẫn cho thoại, dữ liêu và các dạng dữ liệu khác

- Cung cấp các hoạt động SS7 có sự sẵn sàng cao cho các dịch vụ viễn thông

Đặc tính SG

- Là một thiết bị vào ra I/O

- Dung lượng bộ nhớ phải luôn đảm bảo lưu trữ các thông tin trạng thái, thông tincấu hinh, các lộ trình,…

- Dung lượng đĩa chủ yếu sử dụng cho quá trình đăng nhập

- Dự phòng đầy đủ giao diện Ethernet

- Yêu cầu độ sẵn sàng cao

2.2.4 Media Server (MS)

Media Server là một thành phần lựa chọn của softswitch, được sử dụng để xử lýthông tin đặc biệt Một MS phải hỗ trợ phần cứng DSP với hiệu suất cao nhất

Các chức năng của MS

- Chức năng voicemail cơ bản

- Hộp thư fax tích hợp hay các thông báo có thể sử dụng E-mail hay các bản tin ghi

âm trước

- Khả năng nhận tiếng nói ( nếu có)

- Khả năng hội nghị truyền hình ( video conference)

- Khả năng chuyển thoại sang văn bản

Đặ tính MS

- Là một CPU, có khả năng quản lý lưu lượng bản tin MGCP

- Lưu trữ các phương pháp liên kết với DSP nội bộ hay lân cận

- Cần dung lượng bộ nhớ lớn để lưu trữ các cơ sở dữ liệu, bộ nhớ đệm, thư viện,…

- Dung lượng đĩa tương đối nhỏ

- Quản lý hầu hết lưu lượng IP nếu tất cả các tài nguyên IP được sử dụng xủ lýthoại

- Sử dụng bus H.110 để tương thích card DSP và MG

- Độ sẵn sàng cao

2.2.5 Application Server

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

Chức năng AS : Feature Server xác định tính hợp lệ và hỗ trợ các thông số dịch vụ thôngthường cho hệ thống đa chuyển mạch

Đặc tính hệ thống

- Nó đặc biệt yêu cầu một CPU tiện tích cao Điêu này cũng còn phụ thuộc vào cácưng dụng đặc biệt khác nhau

- Cần bộ nhớ lơn với đõ trễ thấp

- CPU có khả năng mở rộng để đáp ứng cho việc nâng cấp dịch vụ và lưu lượng

- Đặt một vài cơ sở dữ liệ trong server

- Dung lượng đĩa lớn tùy thuộc vào đặc tính của ứng dụng

- Dự phòng đầy đủ giao diện Ethernet

2.3 Các giao thức và chuẩn trong mạng NGN

Quá trình báo hiệu là quá trình không thể thiếu trong hoạt động của mạng viễn thông

để giúp các thành phần có thể trao đổi thông tin với nhau Trong mạng NGN có các giaothức báo hiệu và điều khiển cơ bản sau : H.323, SIP, SIGTRAN, BICC, MGCP vaMegaco/H.248 Các loại giao thức này có thể được phân chia thành 2 loại

 Các giao thức hàng ngang: H.323, SIP, BICC

 Các giao thức chủ tớ : MGCB, Megaco /H.248

Hình 2.5: Các giao thức bao hiệu tương ứng trên các thiết bị NGN

Sau đây là một số giao thức chính được sử dụng trong mạng NGN

2.3.1 SIP

Giao thức khởi tạo phiên SIP (Sesion Initiation Protocol) là một giao thức điềukhiển thuộc lớp ứng dụng và đã được chuẩn hóa bởi IETF Nhiệm vụ của nó là thiết lập,hiệu chỉnh và xóa các phiên làm việc giữa người dùng Các phiên làm việc có thể là hộinghị đa phương tiện, cuộc gọi thoại,… Giao thức SIP là giao thức đơn giản hướng vănbản ( text –base) được sử dụng kết hợp với các chuẩn giao thức IETF như SAP, SDP vàMGCP để cung cấp linh vực rộng hơn cho VoIP

Cấu trúc của SIP tương tự như cấu trúc của HTTP, nó hoạt động theo cơ chếClient –Server Bao gồm các yêu cầu được gởi đến từ người sử dụng SIP client đến SIPserver Server xử lý các yêu cầu và đáp ứng đến client Một thông điệp yêu cầu cùng vớicác thông điệp đáp ứng tạo nên sự thực thi SIP

SIP có các chức năng chính sau:

- Xác định vị trí người sử dụng ( User location)

- Xác định khả năng của người sử dụng

- Xác định sự sẵn sàng của người sử dụng

- Thiết lập cuộc gọi: thực hiện việc rung chuông, thiết lập các thông số cuộcgọi của các bên tham gia kết nối

- Xử lý cuộc gọi : bao gồm chuyển và kết thúc cuộc gọi

Cấu trúc của SIP bao gồm các Agent và các Server :

 User Agent (UA) : đóng vai trò là thiết bị đầu cuối trong báo hiệu SIP UA có thểkhởi tạo, thay đổi hay giải phóng cuộc gọi UA bao gồm hai loại User Agent Client(UAC) và User Agent Server (UAS) UAC khởi tạo cuộc gọi, UAS trả lời cuộc gọi.Nhưng cả UAC và UAS đều có thể giải phóng cuộc gọi, điều này cho phép thực hiệncuộc gọi ngàng hàng thông qua mô hình Client – Server

 Proxy Server : là phần mềm trung gian hoạt động như cả Server và Client để thực hiệnyêu cầu thay mặt các đầu cuối khác Chức năng chính trong mạng là định tuyến chocác bản tin tới đích

Tiêu chuẩn H.323 có nhiều ưu điểm:

- Cung cấp các bộ mã hóa đã được chuẩn hóa

- Tính tương thích cao

- Độc lập với hệ thống mạng

- Không phụ thuộc vào các hệ điều hành

- Hỗ trợ kết nối đa điểm

- Quản lý băng thông

- Hố trợ nhiều thiết bị đầu cuối

- Khả năng hội nghị liên mạng

Một hệ thống H.323 bao gồm 4 thành phần chính cho việc truyền tin trên mạng dólà

 Terminal : là thành phần dùng trong truyền thông 2 chiều đa phương tiện thời gianthực được dùng trong việc kết nối các cuộc gọi

Một đầu cuối H.323 phải hỗ trợ các đặc tính sau

- H.245 cho việc trao đổi khả năng của đầu cuối và để tao các kênh thông tin

- H.255 cho quá trình báo hiệu và thiết lập cuộc gọi

- RAS cho việc đăng kí và điều khiển các hoạt động quản lý khác với GK

- RTP/RTCP được sử dụng cho việc truyền các gói thông tin thoại và hình

- G.7111cho quá trình mã hóa và giải mã tiếng nói, T.120 cho hội thảo dữliệu và hỗ trợ khả năng tương tự của MCU

Hình 2.8: Giao thức tại đầu cuối H.323

 Gateway : thực hiện việc kết nối giữa 2 mạng khác nhau H.323 gateway cung cấpkhả năng kết nối giữa một mạng H.323 và một mạng không phải H.323 Việc kết nốigiữa 2 mạng khác nhau thực hiện nhờ việc dịch các giao thức ( Protocok translation)khác nhau cho quá trình thiết lập và giải tỏa cuộc gọi, việc chuyển đổi dạng thông tingiữa các mạng khác nhau và việc truyền thông tin giữa các mạng kết nối vớiGateway Tuy nhiên gateway sẽ không cần thiết cho việc liên lạc giữa các đầu cuốithuộc cùng mạng H.323 Cấu tạo của một gateway bao gồm một Media GatewayController (MGC), Media Gateway (MG) và Signaling Gateway

 Gatekeeper: Gatekeeper là một thành phần quan trọng trong mạng H.323 nó đượcxem như là một bộ não của mạng, Gatekeeper cung cấp các chức năng như

- Dịch địa chỉ: dịch từ địa chỉ hình thức của 1 đầu cuối sang địa chỉ IP tương ứng

- Điều khiển kết nạp: Gatekeeoper sẽ chấp nhận một truy nhập mạng LAN bằngcách sử dụng các bản tin H.225 là ARQ/ACF/ARJ

- Điều khiển băng thông: điều khiển cấp hoặc từ chối cấp một phần băng thông chocác cuộc gọi của các thiệt bị trong hệ thông mạng qua các bản tin H.225 làBRQ/BCF/BRJ

- Quản lý vùng ( Zone management): Gatekeeper chỉ có thể thực hiện các chức năngtrên đối với các terminal , Gateway và MCU thuộc vùng quản lý nào của nó

Ngoài ra Gatekeeper còn có thể cung cấp các chức năng tùy chọn sau:

- Điều khiển báo hiệu cuộc gọi (call control signaling)

- Hạn chế truy nhập: Gatekeeper có quyền quyết định cho một điểm cuối có thể thựchiện một cuộc gọi hay không

- Quản lý cuộc gọi (call management): lưu trữ tất cả thông tin về cuộc gọi mà nó xửlý)

Hình 2.9: Chức năng của một Gatakeeper

 Multipoint Control Unit (MCU)

Hỗ trợ việc thực hiện các đàm thoại hội nghị giữa nhiều thiết bị đầu cuối MCU baogồm 1 MC(multipoint controller) và 1 MP(multipoint processor) Nhiệm vụ của MC làđiều tiết khả năng audio, video, data giữa các thiết bị đầu cuối theo giao thức H.245 ,nócũng điều khiển các tài nguyên của hội thoại bằng việc xác định dòng audio, video, datanào cần được gửi đến các đàu cuối Tuy nhiên MC không thao tác trực tiếp trên các dòng

dữ liệu mà việc này sẽ do MP đảm nhận, MP là phân tùy chọn trong MCU Nó thực hiệntrộn, chuyển mạch các chuỗi tín hiệu âm thanh,hình ảnh hoặc dữ liệu do MC điều khiển

M2PA M2UA

ISUP / SCCP

Ngăn xếp SS7

Ngăn xếp SS7 Các giao thức IETF đối chiếu với ngăn xếp SS7

M2PA M2UA

ISUP / SCCP

Ngăn xếp SS7

Ngăn xếp SS7 Các giao thức IETF đối chiếu với ngăn xếp SS7

Hình 2.10: Mô hình giao thức SIGTRAN

Một cấu trúc giao thức Sigtran bao gồm 3 thành phần:

 Chuẩn IP

 Giao thức truyền tải báo hiệu chung, giao thức truyền dẫn điều khiển luồng(SCTP): giao thức SCTP cung cấp kết nối có định hướng khả dụng chuyển giaocác bản tin của khách hàng trên một SCTP (các giao thức lớp thích ứng) Lưu ýrằng lớp SCTP thay thế cho lớp TCP

 Lớp thích ứng: Các giao thức được định nghĩa cho lớp này là M2PA, M2UA,M3UA, IUA và SUA.

Dưới đây trình bày mô hình giao thức SIGTRAN

Hình 2.11: Mô hình giao thức SIGTRAN

Giao thức điều khiển cổng đa phương tiện MGCP được coi là giao thức điều khiểntrong quan hệ Client/ Server Trong đó MGC đóng vai trò Server thực hiện quản lý trạngthái cuộc gọi và đinh hướng cho MG từng bước trong quá trình thiết lập cuộc gọi Cổng

đa phương tiện MG sẽ không thực hiện bất cứ một hoạt động nào có liên quan đến cuộc

gọi như cung cấp âm mời quay số, chuông nếu như không có yêu cầu của MGC MGC và

MG trao đổi lệnh với nhau thông qua MGCP

Quá trình thiết lập giữa hai đầu cuối tại các gateway cũng được quản lý bởi MGC diễn ranhư sau:

MGC gửi CreatConnection tới Gateway đầu tiên Gateway sẽ định vị các tàinguyên càn thiết và gửi trả các thông tin cần thiết cho kết nối như địa chỉ IP, cổng UDP,các tham số cho quá trình đóng gói Các thông tin này được chuyển tiếp qua MGC

MGC gửi CreatConnection tới Gateway thứ hai chứa các thông tin chuyển tiếptrên Gateway này trả về các thông tin mô tả phiên của nó MGC gửi lệnhModifiyConnection tới đầu cuối thứ nhất quá trình kết nối thành công sau khi hoàn tấtcác bước trên

2.3.5 Megaco/ H248

Megaco/H.248 là giao thức điều khiển cổng phương tiện nói chung, bao gồm cổngnội hạt, trung kế trong mạng PSTN, giao diện ATM, giao diện thoại và dây analog, điệnthoại IP, các loại server… Với tính năng hỗ trợ rộng rãi các ứng dụng một cách mềm dẻo,đơn giản và hiệu quả ở mức chi phí hợp lý, Megaco sẽ là chuẩn được sử dụng trong mạngthế hệ mới Megaco không bị ràng buộc với bất kì một giao thức điều khiển cuộc gọingang cấp nào và hoàn toàn tùy thuộc vào thiết kế của người quản trị mạng

Lớp MGC chứa tất cả các phần mềm điều khiển, xử ly cuộc gọi Lớp này thựchiện các đặc điểm ở mức cuộc gọi như phát triển cuộc gọi, chuyển cuộc gọi, hội thoại hayhold Lớp MGC cũng thực hiện giao tiếp với các MGC cũng như cá thực thể ngang cấphay cấp dưới khác, MGC quản lý mọi thuộc tinh trong quá trình giao tiếp

Lớp MG thực hiện các kết nối lưu lượng đi và tới các mạng khác tương tác với cácluồng lưu lượng này qua ứng dụng báo hiệu và sự kiện Lớp MG cũng điều khiển cácthuộc tính thiết bị của cổng phương tiện Lớp này không hề biết gì về việc điều khiển cácthuộc tính cuộc gọi và hoạt động theo sự điều khiển của lớp MGC

Lớp MEGACO/H.248 quy định cách thức mà lớp MGC điều khiển lớp MG

Giao thức MEGACO/H.248 định nghĩa giao diện điều khiển của MGC đối với MG.MEGACO cung cấp các chức năng sau:

 Điều khiển các loại MG khác nhau (TGW, RGW, AGW, MS )

 Hỗ trợ đàm phán quyết định các thuộc tinh cuộc gọi

 Có khả năng xử lý cuộc gọi đa người dùng

 Hỗ trợ QoS và đo lường lưu lượng (các thông tin thống kế sau mỗi kết nối)

 Thông báo lỗi giao thức, mạng, hay các thuộc tính cuộc gọi

Chương 3: DỊCH VỤ TRONG MẠNG NGN 3.1 Giới thiệu chung về dịch vụ NGN

Môi trường kinh doanh ngày càng mang tính cạnh tranh và phức tạp hơn bao giờhết Chất lượng dịch vụ ngày càng trở thành chìa khóa để có thể dẫn tới thành công Songsong với xu thế này, nhu cầu cũng ngày càng gia tăng đối với dịch vụ truyền thông mới,

đủ khă năng đáp ứng việc cung cấp dịch vụ hoặc tính cạnh tranh

Mạng thế hệ mới NGN là bước kế tiếp của thế giới viễn thông, có thể được hiểu làmạng dựa trên công nghệ chuyển mạch gói, khả năng điều khiển thông minh dịch vụ hoặccuộc gọi Khả năng điều khiển thông minh này thường hỗ trợ cho tất cả các loại dịch vụtrên mạng truyền thông, từ dịch vụ thoại cơ bản (Basic Voice Telephony Services) chođến các dịch vụ dữ liệu, hình ảnh, đa phương tiện, băng rộng tiên tiến (AdvancedBroadband), và các ứng dụng quản lý (Management Application)

Mạng NGN hội tụ cả ba mạng: mạng thoại PSTN, mạng không dây và mạng sốliệu (internet) vào một kết cấu thống nhất để hình thành một mạng chung, thông minh,hiệu quả Mạng NGN được xây dựng trên các thành phần mở và được module hóa, trêncác giao thức chuẩn và các giao diện mở Do đó, mạng NGN cho phép truy xuất toàn cầu,tích hợp nhiều công nghệ mới, ứng dụng mới và mở đường cho các cơ hội kinh doanhphát triển

Có thể để cập tới 3 loại hình dịch vụ thúc đẩy sự phát triển mạng NGN là : dịch vụtruyền thông thời gian thực và 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 đồngthời giảm chi phí vận hành

Hình 3.1: Cấu trúc NGN dạng module

3.2 Nhu cầu NGN của các nhà cung cấp dịch vụ

Mạng Internet đang xử lý khá tốt tất cả các dịch vụ chúng ta yêu cầu Giải phápcủa mạng Internet đơn giản là sử dụng các thiết bị đầu cuối thuê bao CPE (CustomerPremise Equipment) tiên tiến như PC, smart phone, set-top-box,… Dịch vụ được thựchiện tại các hệ thống đầu cuối Các xí nghiệp, các công ty phần mềm và một số trườngĐại học, trung học sẽ phát triển các ứng dụng và tải chúng từ mạng Internet đến các thiết

bị CPE Các yêu cầu đối với mạng truyền tải công cộng là tính tin cậy và băng thôngtruyền dẫn cao Như vậy tại sao các nhà cung cấp dịch vụ lại quan tâm đến dịch vụ NGN?Tại sao họ không theo phương thức kinh doanh cũ? Sau đây là một số lý do tiêu biểu:

Nhà cung cấp có thể tồn tại với phương thức cũ (nếu họ may mắn), tuy nhiên chắc

chắn họ sẽ không thành công Các nhà cung cấp đang bắt buộc cạnh tranh về giá để đảmbảo thu nhập Trong lúc đó, các đối thủ cạnh tranh đưa ra các dịch vụ hấp dẫn để đượccác khách hàng “béo bở” nhất Do đó nếu nhà cung cấp dịch vụ muốn thành công trongthời đại mới, họ buộc phải thêm giá trị vào các dịch vụ truyền thống của mình NGN hỗtrợ các dịch vụ mới tiên tiến nên cho phép họ giữ được các khách hàng quan trọng và mởrộng thị trường trong nhiều khu vực mới

Mạng lưới hiện nay không thể cung cấp tất cả các yêu cầu của khách hàng Mộtđiều không thể nghi ngờ là các dịch vụ của một vài khách hàng đang chuyển dần ra biênmạng Nhà cung cấp mạng công cộng không thể chống lại khuynh hướng này Tuy nhiên

họ không chấp nhận thất bại Kinh doanh các dịch vụ thông tin mới trở thành một ngànhcông nghiệp có thể thu về hàng tỷ đô la Cuối cùng có một thực tế là một số người muốn

sử dụng các dịch vụ mới trên nền CPE, trong khi số khác lại thích dịch vụ trên nền mạng

Các dịch vụ trên nền mạng có nhiều ưu điểm Với một số nhỏ các dịch vụ đơn giảnkhông yêu cầu làm việc giữa khách hàng với nhau, các dịch vụ trên nền CPE có thể hiệuquả Tuy nhiên, khi số lượng khách hàng làm việc với nhau tăng, các dịch vụ trên nềnmạng tỏ ra có nhiều lợi thế hơn Ví dụ, các ứng dụng trên nền mạng linh hoạt hơn và cókhả năng mở rộng hơn so với các dịch vụ trên nền CPE Với các ứng dụng trên nền CPE,thiết bị CPE cần phải tinh vi, phức tạp hơn (và do đó, đắt tiền hơn) để đảm bảo các yêucầu về các ứng dụng tiên tiến hơn Giải pháp trên nền mạng cho phép chia sẻ tài nguyên

và dễ dàng mở rộng để đáp ứng các yêu cầu đó Thứ hai, dịch vụ trên nền CPE khó khăntrong việc cung cấp các dịch vụ đối với thuê bao di động Nếu khách hàng muốn truynhập vào các dịch vụ của họ tại những địa điểm khác nhau, họ cần phải mang thiết bịCPE theo hay tải phần mềm từ vị trí mới, lãng phí thời gian và tài nguyên mạng Với cácdịch vụ trên nền mạng, khách hàng có thể truy nhập vào các dịch vụ của họ bất kể từ vịtrí nào Cuối cùng, các vấn đề khách hàng quan tâm như tính cước, quản lý cấu hình, dựphòng và các dạng quản lý khác được xử lý dễ dàng hơn đối với các dịch vụ trên nềnmạng

NGN sẽ cho phép các nhà khai thác cung cấp với chi phí hiệu quả của các dịch vụmới 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 thươngmại hóa và xoay vòng vốn nhanh hơn khi cung cấp các dịch vụ mới Và sau cùng, NGN

mở rộng các dịch vụ tiên tiến, tăng khả năng cạnh tranh và mở rộng khả năng thâm nhậpthị trường của họ

3.3 Yêu cầu của khách hàng

Công ty lớn

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

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

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

Công ty nhỏ, văn phòng đặt tại nhà

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

 Dung lượng băng thông trung bình

 QoS: ít quan trọng

Thuê bao tại nhà

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

 Dung lượng băng thông nhỏ

 QoS: ít quan trọng

3.4 Dịch vụ mạng NGN

3.4.1 Xu hướng các dịch vụ tương lai

Để xác định được các dịch vụ trong mạng thế hệ sau cũng như chiến lược đầu tưcủa các công ty, xu hướng phát triển các dịch vụ trong tương lai là vấn đề rất cần xem

xét

 Trước hết chúng ta cần quan tâm đến xu hướng của dịch vụ thoại Đây là dịch

vụ phổ biến, lâu đời và thu nhiều lợi nhuận nhất từ những ngày đầu cho đếnnay Do đó, dịch vụ thoại truyền thống sẽ tiếp tục tồn tại trong thời gian dài.Sau đó, một phần dịch vụ truyền thống này chuyển sang thông tin di động vàthoại qua IP

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

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

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

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

3.4.2 Các đặc trưng dịch vụ mạng NGN

Mặc dù thật khó để dự đoán hết các ứng dụng trong tương lai, nhưng chúng ta cóthể chỉ ra các đặc trưng và các khả năng quan trọng của dịch vụ trong môi trường NGNbằng cách xem xét các xu hướng công nghiệp liên quan đến dịch vụ hiện nay Một điềuchắc chắn là chúng ta đang dịch chuyển từ mạng chuyển mạch kênh, trên nền TDM sangmạng dựa trên chuyển mạch gói, dựa trên truyền tải tế bào hay khung Tuy nhiên các thayđổi này là trong mạng truyền tải và ở đây chúng ta chỉ xem xét ở mức dịch vụ

Các nhà cung cấp dịch vụ mạng truyền thống đã cung cấp các dịch vụ với khuynhhướng 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 khả năng sử dụng các dịch vụ giá trịgia tăng khác nhau Dù sao, các dịch vụ này đã làm thay đổi nhanh chóng đến nền kinh tếthế giới và thông tin cũng được xem như một nguồn tài nguyên cơ sở

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

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

Sự phát triển của các dịch vụ truyền thông hiện nay sẽ hướng tới việc các nhà cungcấp dịch vụ phải có sự mềm dẻo, linh hoạt để phục vụ được cả thị trường lớn và nhỏ Cácquyết định về việc cung cấp dịch vụ của họ có thể gặp nhiều vấn đề phải giải quyết nhưgiá cả, việc đóng gói, tiếp thị cũng như sự tiện ích của dịch vụ thực tế khi cung cấp Khi

có nhiều phương tiện truyền tin, nhà cung cấp dịch vụ, nhà cung cấp thiết bị và các doanhnghiệp thương mại liên quan đến việc cung cấp dịch vụ, liên mạng và các hệ thốngthương mại sẽ trở nên càng quan trọng

Mục tiêu chính của dịch vụ NGN là cho phép khách hàng có thể lấy thông tin họmuốn 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 quantrọng 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 thôngtin với bất kỳ phương tiện nào, vào mọi lúc, tại mọi nơi,…

 Nhiều thực thể và các phần tử mạng thông minh được phân bố trên toàn mạng Nóbao gồm các ứng dụng cho phép truy nhập và điều khiển các dịch vụ mạng Nócũng có thể thực hiện các chức năng cụ thể thay thế cho nhà cung cấp dịch vụ hoặcmạng Ta có thể xem nó như một tác tử quản lý có thể thực hiện giám sát tài