mạng đô thị man

GE Gigabit Ethernet Mạng gigabitGSM Global System for Mobile communication Dịch vụ di động toàn cầu IEEE Institute of Electrical and Electronic Engineers Viện các kỹ sư điện và điện tử I

VIỆN ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Họ và tên sinh viên: Nguyễn Thế Trường Số hiệu sinh viên: C0920321

Khoá: 54 Viện: Điện tử - Viễn thông Ngành: Điện tử - viễn thông

1 Đầu đề đồ án:

Mạng đô thị MAN

2 Các số liệu và dữ liệu ban đầu:

……… ………

……

………Nội dung các phần thuyết minh và tính toán: ………

……… …

………

……… …

………

……… ….………

3 Các bản vẽ, đồ thị ( ghi rõ các loại và kích thước bản vẽ ): ………

……… ….………

Họ tên giảng viên hướng dẫn: Lê Quang Thắng 4 Ngày giao nhiệm vụ đồ án:……….

5 Ngày hoàn thành đồ án:……….

Ngày tháng năm 2012

Chủ nhiệm Bộ môn Giảng viên hướng dẫn

Sinh viên đã hoàn thành và nộp đồ án tốt nghiệp ngày tháng năm 2012

Cán bộ phản biện

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

-BẢN NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ và tên sinh viên: Nguyễn Thế Trường Số hiệu sinh viên: C0920321 Ngành: Điện tử - viễn thông Khoá: 54 Giảng viên hướng dẫn: Lê Quang Thắng Cán bộ phản biện: ………

1 Nội dung thiết kế tốt nghiệp:

Nhận xét của cán bộ phản biện:

Ngày tháng năm 2012

Cán bộ phản biện

( Ký, ghi rõ họ và tên )

LỜI MỞ ĐẦU

Trong những năm gần đây, cùng với sự phát triển nhanh chóng về kinh tế,văn hoá, xã hội trong môi trường các đô thị và thành phố lớn kéo theo nhu cầu traođổi thông tin là rất lớn, đa dạng cả về loại hình dịch vụ cũng như chất lượng và tốc

độ dịch vụ Với sự hình thành và phát triển bùng nổ các tổ hợp văn phòng, các khucông nghiệp, các khu công nghệ cao, các khu chung cư…thêm vào đó là các dự ánphát triển thông tin của chính phủ, của các cơ quan, các công ty, các tập đoàn làmcho nhu cầu trao đổi thông tin như thoại, dữ liệu, hình ảnh, truy nhập từ xa, truynhập băng rộng… tăng nhanh dẫn đến áp lực lớn về việc cung cấp các dịch vụthông tin có chất lượng và dich vụ cao

Các mạng nội bộ LAN (Local Area Network) chỉ có thể đáp ứng được nhucầu trao đổi thông tin trong phạm vi địa lý hẹp (khoảng vài trăm mét) Trong khi đónhu cầu kết nối với mạng bên ngoài (truy nhập Internet, truy nhập cơ sở dữ liệu, kếtnối mạng văn phòng, mạng riêng ảo…) là rất lớn Điều này dẫn đến việc cơ sở hạtầng thông tin hiện tại với công nghệ TDM là chủ yếu (chuyển mạch kênh, truyềndẫn SDH ) sẽ rất khó đáp ứng được nhu cầu trao đổi thông tin rất lớn như vậy cả vềloại hình dịch vụ và cường độ lưu lượng thông tin Do vậy việc nghiên cứu tìm hiểucông nghệ để xây dựng một cơ sở hạ tầng mạng đô thị MAN (Metropolitan AreaNetwork) trên nền mạng thế hệ mới NGN ( Next Generation Network) đáp ứngđược nhu cầu trao đổi thông tin nói trên là công việc cấp thiết đối với những nhàcung cấp dịch vụ viễn thông trên thế giới nói chung và ở Việt Nam nói riêng

Với các lý do trên, cùng với sự hướng dẫn tận tình của thầy Lê Quang

Thắng, em đã thực hiện và hoàn thiện đồ án tốt nghiệp: “ Mạng đô thị MAN”

Đồ án bao gồm các chương chính như sau:

Em xin chân thành cám ơn thầy Lê Quang Thắng đã tận tình hướng dẫn em

trong quá trình thực hiện đồ án này Em cũng xin cám ơn một số thầy cô trong ViệnĐiện tử viễn thông đã tạo điều kiện giúp đõ em trong thời gian qua

Do năng lực trình độ, cũng như thời gian còn hạn chế nên đồ án không tránhkhỏi những sai sót Kính mong nhận được sự chỉ bảo của các thầy cô và bạn bè để

đò án được hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cám ơn!

Hà Nội, ngày tháng năm 2012

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Thế Trường

Mạng đô thị MAN

MỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦU 1

Chương 1 1

TỔNG QUAN VỀ MẠNG NGN 1

1.1 T ỔNG QUAN VỀ MẠNG THẾ HỆ TIẾP THEO NGN 1 1.1.1 Đánh giá sự hạn chế của mạng viễn thông hiện tại 1

1.1.2 Quá trình hình thành lên NGN 2

1.1.3 Khái niệm về NGN 2

1.2 C ẤU TRÚC MẠNG NGN 3 1.2.1 Các chỉ tiêu xây dựng mạng thế hệ mới 3

1.2.2 Cấu trúc luận lý của NGN 3

1.2.2.1 Mô hình cấu trúc mạng NGN 3

1.2.2.2 Đặc điểm của các lớp trong cấu trúc NGN 5

1.2.3 Cấu trúc vật lý mạng NGN 10

1.2.4 Cấu trúc và các thành phần chính trong mạng NGN 11

1.2.4.1 Media Gateway (MG) 12

1.2.4.2 Media Gateway Controller (MGC) 13

1.2.4.3 Signalling Gateway 14

1.2.4.4 Media Server 15

1.2.4.5 Application Server/Feature Server 16

Chương 2 18

MẠNG ĐÔ THỊ, CÁC NGUYÊN TẮC XÂY DỰNG, 18

TRIỂN KHAI MẠNG VÀ DỊCH VỤ 18

2.1 M ẠNG ĐÔ THỊ 18 2.2 C ÁC NGUYÊN TẮC XÂY DỰNG VÀ TRIỂN KHAI MẠNG VÀ DỊCH VỤ 21 2.2.1 Dịch vụ trong mạng đô thị thế hệ kế tiếp 21

2.2.2 Đặc tính của các loại hình dịch vụ và cấp độ dịch vụ 24

2.2.3 Xu hướng công nghệ, giải pháp áp dụng cho mạng đô thị thế hệ kế tiếp .27

2.2.4 Hiện trạng và cấu trúc cơ sở hạ tầng viễn thông hiện có 29

Chương 3 30

MỘT SỐ CÔNG NGHỆ ỨNG DỤNG CHO MẠNG ĐÔ THỊ THẾ HỆ KẾ TIẾP 30

3.1 K IẾN TRÚC MẠNG , CÁC LỚP MẠNG VÀ CÁC CÔNG NGHỆ ỨNG DỤNG 30 3.2 C ÁC CÔNG NGHỆ ỨNG DỤNG PHÂN LỚP 3 31 3.2.1 Công nghệ IP 31

Mạng đô thị MAN

3.2.2 Công nghệ MPLS 32

3.2.3 Công nghệ G-MPLS 41

3.3 C ÁC CÔNG NGHỆ ỨNG DỤNG PHÂN LỚP 2 42 3.3.1 Công nghệ RPR 42

3.3.2 Công nghệ 10 Gigabit Ethernet 49

3.4 C ÁC CÔNG NGHỆ ỨNG DỤNG PHÂN LỚP 1 54 3.4.1 Công nghệ NG – SDH 54

Chương 4 60

MỘT SỐ GIẢI PHÁP MẠNG ĐÔ THỊ MAN-NGN CỦA 60

THÀNH PHỐ HÀ NỘI 60

4.1 S Ơ LƯỢC VỀ MẠNG VIỄN THÔNG HIỆN TẠI CỦA T HÀNH PHỐ H À N ỘI 60 4.1.1 Mạng chuyển mạch –truyền dẫn truyền thống 60

4.1.2 Mạng truyền số liệu 61

4.1.3 Mạng Internet 62

4.2 N HU CẦU PHÁT TRIỂN LÊN MAN – NGN CỦA THÀNH PHỐ H À N ỘI 62 4.3 G IẢI PHÁP MẠNG MAN CỦA MỘT SỐ NHÀ SẢN XUẤT 64 4.3.1 Giải pháp của Cisco 64

4.3.2 Giải pháp của Nortel 66

4.3.3 Giải pháp của Siemens 66

4.3 C ẤU TRÚC VÀ CÁC GIẢI PHÁP XÂY DỰNG MẠNG MAN CHO VIỄN THÔNG H À N ỘI 70 4.3.1 Cấu trúc mạng 70

4.3.2 Yêu cầu kỹ thuật 72

4.3.3 Giải pháp quá độ xây dựng mạng MAN-NGN 72

4.4 X ÂY DỰNG MẠNG MAN CỤ THỂ CỦA VIỄN THÔNG H À N ỘI 73 KẾT LUẬN 77

TÀI LIỆU THAM KHẢO 78

DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CÁC CHỮ VIẾT TẮT.

Từ viết

tắt

Chú thích tiếng Anh Chú thích tiếng Việt

ADM Add Drop Multiplexer Thiết bị xen/ rẽ lưu lượngADSL Asymmetric Digital Subscriber Line Đường dây thuê bao số bất đối

xứng

AF Assured Forwarding Chuyển tiếp đảm bảo

AG Access Gateway Cổng truy nhập

API Application Programing Interface Giao diện lập trình ứng dụngARIS Aggresgate Route-Base IP Switching Chuyển mạch IP theo phương pháp

tổng hợp tuyếnARP Address Resolution Protocol Giao thức phân tích địa chỉARQ Admission Request Yêu cầu đăng ký

ATM Asynchronous Transfer Mode Chế độ truyền dẫn không đồng bộBCF Bearer Control Function Chức năng điều khiển tải tinBICC Bearer Independent Call Control Điều khiển cuộc gọi độc lập kênh

mangBISDN BroadBand - ISDN Mạng số tích hợp dịch vụ băng

rộngBRAS BroadBand Remote Access Máy chủ tuy nhập băng rộng từ xa

CAS Common Access Signalling Báo hiệu kênh chung

CCS7 Comon Chanell Signalling No7 Hệ thống báo hiệu số 7CDMA Code Division Multiple Access Đa truy cập phân chia theo mã

CL Connectionless Operation Hoạt động phi kết nối

CL Connectionless Operation Hệ thống phi kết nối

CO Connection Oriented Operation Hoạt động hướng kết nốiCoS Class of Service Lớp dịch vụ

CPE Customer Premise Equipment Thiết bị phía khách hàng

CR Cell Router Bộ định tuyến tế bào

CR-LDP Constraint Based Routing LDP Định tuyến ràng buộc LDPCSF Call Serving Function Chức năng phục vụ cuộc gọiDSCP DiffServer Code Point Điểm mã dịch vụ phân biệtDSL Digital Subcriber Line Đường dây thuê bao sốDSLAM DSL Access Module Khối truy nhập DSL

DSP Digital Signal Processors Xử lí tín hiệu số

DWDM Dense Wavelength Division

Multiplexing

Ghép kênh phân chia theo mật độ

bước sóngETSI European Telecommunications

Standards Institute

Viện tiêu chuẩn viễn thông Châu

ÂuFEC Forwarding Infomation Base Lớp chuyển tiếp tương đương

GE Gigabit Ethernet Mạng gigabit

GSM Global System for Mobile

communication

Dịch vụ di động toàn cầu

IEEE Institute of Electrical and Electronic

Engineers

Viện các kỹ sư điện và điện tử

IN Intelligent Network Mạng thông minh

IP Internet Protocol Giao thức Internet

IPATM The IP over ATM Giao thức Internet trên ATMIPOA IP over ATM IP trên ATM

IPOS IP over SONET IP trên SONET

ISDN Integrated Service Digital Network Mạng số tích hợp đa dịch vụ

ISP Internet Service Internet Provider Nhà cung cấp dịch vụ InternetISR Integrated Switch Router Bộ định tuyến chuyển mạch tích

hợpITU International Telecommunication

Union

Hiệp hội viễn thông quốc tế

LAN Local Area Network Mạng vùng cục bộ

LDP Label Distribution Protocol Giao thức phân phối nhãnLIB Label Information Base Bảng thông tin nhãn trong bộ định

tuyếnLSP Label Swiched Path Tuyến chuyển mạch nhãnLSR Label Switching Router Thiết bị định tuyến chuyển mạch

nhãnMAC Medium Access Control Điều khiển truy nhập phương tiệnMAN Metropolitan Area Network Mạng đô thị băng rộngMGC Media Gateway Controller Thiết bị điều khiển MGMGCP Media Gateway Control Protocol Giao thức điều khiển MGMPLS Multiprotocol Label Switching Chuyển mạch nhãn đa giao thứcMSSP Multiservice Switching Forum Nền tảng chuyển mạch đa dịch vụNAS Network Attached Storage Mạng lưu trữ dữ liệu liên kếtNGN Next Generation Network Mạng thế hệ kế tiếp

NG-SDH Next Generation SDH Công nghệ SDH thế hệ kế tiếpOADM Optical Add Drop Multiplexer Thiết bị xen/ rẽ quangOAM Operation Adminitration and

Maintenace

Khai thác quản lý và bảo dưỡng

PDH Plesiochonous Digital Hierachy Phân cấp đồng bộ số

PE Provider Edge Thiết bị bên phía nhà cung cấpPLMN Public Land Mobile Network Mạng di động mặt đất công cộngPON Passive Optical Network Mạng quang thụ độngPOS Packet over SDH Gói trên SDH

POST Plain Old Telephone Service Mạng thoại truyền thốngPPP Point to Point Protocol Giao thức điểm-điểmPSTN Public Switch 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 xaRAS Registration Admission Startus Đăng ký, chấp nhận tình trạngRPR Resilient Packet Ring Công nghệ Ring gói phục hồiRSVP Resource Reservation Protocol Giao thức dành sẵn tài nguyênSAN Storage Area Network Mạng lưu trữ dữ liệu vùngSDH Synchnorous Digital Hiearachy Hệ thống phân cấp số đồng bộSEN Service Execution Node Nút thực thi dịch vụ

SIF Signalling Infomation Field Trường thông tin báo hiệuSIGTRAN Signalling Transport Chuyển tải báo hiệu

SIP Session Intinition Protocol Giao thức khởi tạo phiênSIP Session Intinition Protocol Giao thức khởi tạo phiênSLA Service Level Agreement Thỏa thuận kết nối mức dịch vụ

giữa nhà cung cấp và khách hàngSONET Synchronous Optical Network Mạng quang đồng bộSS7 Signalling System No7 Hệ thống báo hiệu số 7TCP Transport Control Protocol Giao thức điều khiển truyền dẫnTDM Time Division Multiplexer Ghép kênh phân chia theo thời

gian

TG Trunking Gateway Cổng trung kế

TMN Telecommunications Management

Network

Quản lí mạng viễn thông

VLAN Vitual LAN Mạng LAN ảo

VoIP Voice cver IP Thoại qua IP

VPC Vitual Path Connection Cuộc kết nối đường ảoVPN Virtual Private Network Mạng riêng ảo

WAN Wide Area Network Mạng diện rộng

WDM Wavelength Division Ghép kênh phân chia theo bước

sóng

WG Wireless Gateway Cổng vô tuyến

xDSL Digital Subcriber Line Họ công nghệ DSL

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1.2 Mô hình cấu trúc luận lý của NGN 4

Hình 1.3: Các thành phần của Softswitch trong lớp điều khiển 7

Hình 1.4 Cấu trúc vật lý của mạng thế hệ mới 10

Hình 1.5 Các thành phần chính trong mạng NGN 11

Hình 1.6 Cấu trúc của Media Gateway 12

Hình 1.7 Vị trí của MGC trong chuyển mạch mềm 14

Hình 1.8 Cấu trúc của Server ứng dụng 16

Hình 2.1 Kiến trúc phân lớp mạng đô thị thế hệ kế tiếp 20

Hình 2.2 Các giao thức sử dụng trong MAN hiện tại 28

Hình 3.1 Cấu trúc phân lớp của mạng MAN thế hệ kế tiếp 30

Hình 3.2 Các công nghệ ứng dụng trong lớp truyền tải của mạng MAN 31

Hình 3.3 Sự hội tụ của MPLS 34

Hình 3.4 Cấu trúc khung của MPLS 34

Hình 3.5 Topo mạng 35

Hình 3.6 Nhiệm vụ của các node mạng MPLS 36

Hình 3.7 Cơ chế chuyển gói tin 37

Hình 3.8 Cơ chế cấp phát nhãn 37

Hình 3.9 Cơ chế cập nhật nhãn 38

Hình 3.10 Cơ chế tạo tuyến lưu lượng thông suốt 39

Hình 3.11 Cơ chế Spatial Reuse 43

Hình 3.12 Cơ chế cân bằng lưu lượng 44

Hình 3.13 Cơ chế Fairness trong RPR Ring 44

Hình 3.14 Cơ chế Wrap và Steer 45

Hình 3.15 Cấu trúc khung của RPR 46

Hình 3.16 Mạng hoàn toàn RPR 48

Hình 3.17 Mạng RPR, MPLS over SONET, DWDM 48

Hình 3.18 Cấu trúc LAN và WAN PHY 49

Hình 3.19 Chức năng XAUI như là giao diện mở giữa MAC và PCS 50

Hình 3.20 Khoảng cách truyền dẫn hỗ trợ bởi PMD 51

Hình 3.21 Biểu đồ của PMD và PHY 51

Hình 3.22 Ứng dụng 10 Gigabit Ethernet trong mạng MAN 53

Hình 3.23 Ứng dụng 10 Gigabit Ethernet trong mạng SAN 53

Hình 3.24 Kiến trúc ghép kênh SONET/SDH 54

Hình 3.25 Sự linh hoạt của mạng NG-SONET/SDH 55

Hình 3.26: Hoạt động của mạng NG-SONET/SDH 55

Hình 3.27: Thủ tục tạo khung chung GFP 56

Hình 3.28: Cấu trúc khung GFP 57

Hình 3.29: Ghép chuỗi ảo VCAT 58

Hình 4.1 Cấu trúc mạng chuyển mạch của mạng viễn thông Hà Nội 60

Hình 4.2 Cấu trúc mạng truyền dẫn của viễn thông Hà Nội 61

Hình 4.3 Mạng Internet của viễn thông Tp Hà Nội 62

Hình 4.4 Kiến trúc Ring lớp truy nhập 65

Hình 4.5 Kiến trúc Star lớp truy nhập 65

66

Hình 4.6 Cấu trúc logic mạng Metro của Cisco 66

Hình 4.7 Cấu trúc mạng Metro của Siemens 69

Bảng 4.1 Các hình thức kết nối 70

Hình 4.8 Mô hình mạng Metro của viễn thông Hà Nội 74

Hình 4.9 Thiết bị truy nhập IP cho mạng thế hệ sau 75

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ MẠNG NGN

1.1 Tổng quan về mạng thế hệ tiếp theo NGN

1.1.1 Đánh giá sự hạn chế của mạng viễn thông hiện tại

Hiện nay, trên mạng viễn thông hiện tại của nước ta đang tồn tại rất nhiều loạimạng khác nhau như mạng Telex, mạng điện thoại công cộng POTS, mạng truyền

số liệu, PSTN, ISDN, PSDN Các mạng viễn thông này cùng song song tồn tại, mỗimạng lại yêu cầu một phương pháp thiết kế, sản xuất, vận hành và bảo dưỡng khácnhau Như vậy hệ thống viễn thông hiện tại có rất nhiều nhược điểm mà quan trọngnhất là:

- Chỉ truyền được các dịch vụ độc lập tương ứng với từng mạng

- Thiếu sự mềm dẻo: Sự ra đời của các công nghệ mới ảnh hưởng mạnh mẽđến tốc độ truyền tín hiệu Sự xuất hiện nhiều dịch vụ truyền thông trongtương lai mà chưa dự đoán được, mỗi loại sẽ có tốc độ truyền khác nhau nênkhó cho quản lý và đồng bộ

- Kém hiệu quả cho bảo dưỡng và vận hành cũng như sử dụng tài nguyên Tàinguyên sẵn có trong một mạng không thể chia sẻ cho các mạng khác cùng sửdụng

- Kiến trúc tổng đài độc quyền làm cho các nhà khai thác gần như phụ thuộchoàn toàn vào nhà cung cấp tổng đài Ảnh hưởng trực tiếp đến sự cạnh tranhcủa các nhà cung cấp, hơn nữa tốn nhiều thời gian và tiền bạc khi muốn nângcấp và ứng dụng các phần mềm mới

- Các tổng đài chuyển mạch kênh đã khai thác hết năng lực và trở nên lạc hậuđối với nhu cầu khách hàng Các chuyển mạch lớp 5 đang tồn tại những hạnchế về khả năng sáng tạo và triển khai các dịch vụ mới Điều đó làm giảm lợinhuận của các nhà khai thác

- Sự bùng nổ lưu lượng thông tin đã khám phá sự kém hiệu quả của chuyểnmạch kênh TDM Chuyển mạch kênh truyền thống chỉ dùng để truyền các

lưu lượng thoại có thể dự đoán trước và nó không hỗ trợ lưu lượng dữ liệuthoại tăng đột biến.

1.1.2 Quá trình hình thành lên NGN

Động cơ hàng đầu là tốc độ phát triển theo hàm mũ của nhu cầu truyền dẫn dữliệu và các dịch vụ liên kết là kết quả tăng trưởng Internet mạnh mẽ Các hệ thốnghiện nay chủ yếu được xây dựng nhằm truyền dẫn lưu lượng thoại, truyền dữ liệuthông tin và video đã được vận chuyển trên các mạng chồng lấn, tách rời được triểnkhai để đáp ứng nhu cầu của chúng Do vậy sự chuyển đổi sang hệ thống mạngchuyển mạch gói tập trung là cần thiết khi mà dữ liệu thay thế vị trí của thoại và trởthành nguồn tạo ra lợi nhuận chính Khi mà chuyển mạch phân chia theo thời gian

đã trở nên bất cập, mạng thế hệ mới ra đời dựa trên nền tảng IP sẽ đưa việc truyềnthoại chất lượng ngày càng cao

Những lý do chính dẫn tới sự xuất hiện của mạng thế hệ mới:

- Cải thiện chi phí đầu tư

- Các nguồn doanh thu mới

- Xu thế đổi mới viễn thông

- Nhu cầu ngày càng cao của thuê bao về chất lượng và giá thành

- Sự phát triển của công nghệ thông tin, công nghệ chuyển mạch gói, côngnghệ truyền dẫn băng rộng, công nghệ điện tử - tin học

1.1.3 Khái niệm về NGN

Mạng thế hệ tiếp theo là một định nghĩa mang tính chất bao hàm Định nghĩaNGN theo ITU định nghĩa như sau: Mạng NGN là kiến trúc mạng trong đó mọihình thức thông tin được truyền đi dưới dạng gói NGN hội tụ cả 3 loại hình mạngbao gồm mạng thoại truyền thống PSTN, mạng di động và mạng số liệu Internetvào một kết cấu thống nhất để hình thành một mạng chung, thông minh và hiệu quảcho phép truy xuất toàn cầu cũng như tích hợp nhiều công nghệ và ứng dụng mới

1.1.4 Đặc điểm cơ bản của NGN

Mạng NGN là hệ thống mở, giao diện và giao thức giữa các phần tử mạng dựatheo tiêu chuẩn mở Hơn nữa, khác với các tổng đài truyền thống, các khối chứcnăng trong tổng đài thế hệ mới được tách thành các phần tử mạng độc lập rất tốt chovấn đề nâng cấp và phát triển Trong NGN, dịch vụ thực hiện độc lập với mạng

lưới Mạng NGN hội tụ tất cả các mạng hiện có làm một, phục vụ được tất cả cácdịch vụ của các mạng riêng lẻ trước đây, đồng thời phát triển thêm các dịch vụ mới.Mạng NGN là mạng chuyển mạch gói, dựa trên giao thức IP thống nhất Là mạng

có dung lượng ngày càng tăng, có tính thích ứng cao, có dung lượng thích ứng nhucầu người sử dụng

1.2 Cấu trúc mạng NGN

1.2.1 Các chỉ tiêu xây dựng mạng thế hệ mới

NGN phải có khả năng hỗ trợ cả cho các dịch vụ của mạng Internet và của mạnghiện hành Một kiến trúc NGN khả thi phải hỗ trợ dịch vụ qua nhiều nhà cung cấpkhác nhau Mỗi nhà cung cấp mạng hay dịch vụ là một thực thể riêng lẻ với mụctiêu kinh doanh và cung cấp dịch vụ khác nhau, và có thể sử dụng những kỹ thuật

và giao thức khác nhau Một vài dịch vụ có thể chỉ do một nhà cung cấp dịch vụđưa ra, nhưng tất cả các dịch vụ đều phải được truyền qua mạng một cách thôngsuốt từ đầu cuối đến đầu cuối Mạng tương lai phải hỗ trợ tất cả các loại kết nối(hay còn gọi là cuộc gọi), thiết lập đường truyền trong suốt thời gian chuyển giao,

cả cho hữu tuyến cũng như vô tuyến

Vì vậy, mạng NGN sẽ tiến hóa lên từ mạng truyền dẫn hiện tại (phát triển thêmchuyển mạch gói) và từ mạng Internet công cộng ( hỗ trợ thêm chất lượng dịch vụQoS), cung cấp các dịch vụ thoại và dữ liệu trong một mạng thống nhất với giaodiện mở cho phép phát triển, nâng cấp hệ thống dễ dàng

1.2.2 Cấu trúc luận lý của NGN

1.2.2.1 Mô hình cấu trúc mạng NGN

Cấu trúc mạng NGN bao gồm 5 lớp chức năng: Lớp truy nhập dịch vụ (serviceaccess layer), lớp chuyển tải dịch vụ (service transport/core layer), lớp điều khiển(control layer), lớp ứng dụng/dịch vụ (application/service layer) và lớp quản lý(manager layer)

Xét mô hình cấu trúc chức năng của NGN:

Hình 1.1 Mô hình cấu trúc chức năng của NGN

Kiến trúc mạng NGN sử dụng chuyển mạch gói cho cả thoại và dữ liệu:

Hình 1.2 Mô hình cấu trúc luận lý của NGN

1.2.2.2 Đặc điểm của các lớp trong cấu trúc NGN

- Lớp truyền dẫn và truy nhập:

Phần truyền dẫn:

Trong lớp vật lý bao gồm các đường truyền dẫn quang với kỹ thuật ghép kênhbước sóng quang DWDM được sử dụng và các kỹ thuật gói cho tất cả các dịch vụQoS truyền dẫn trên mạng lõi trong lớp 2 và lớp 3 Hơn nữa, các giao thức chuyểnvận khung ATM hay IP/MPLS sử dụng làm nền cho truyền dẫn trên mạng lõi đảmbảo QoS trong các mạng diện rộng MAN hay mạng đường trục Các router sử dụng

ở biên mạng lõi khi lưu lượng lớn, ngược lại, khi lưu lượng thấp, switch– router cóthể đảm nhận luôn chức năng của những router này

Thành phần :

Các nút chuyển mạch/ Router (IP/ATM hay IP/MPLS), các chuyển mạch kênhcủa mạng PSTN, các khối chuyển mạch PLMN nhưng ở mạng đường trục, kỹ thuậttruyền tải chính là IP hay IP/ATM Hơn nữa, trong lớp truyền dẫn còn bao gồm các

hệ thống chuyển mạch và các hệ thống định tuyến cuộc gọi

Chức năng :

Lớp truyền tải trong cấu trúc mạng NGN bao gồm cả chức năng truyền dẫn vàchức năng chuyển mạch Lớp truyền dẫn có khả năng hỗ trợ các mức QoS khácnhau cho cùng một dịch vụ và cho các dịch vụ khác nhau Nó có khả năng lưu trữlại các sự kiện xảy ra trên mạng (kích thước gói, tốc độ gói, độ trì hoãn, tỷ lệ mấtgói và Jitter cho phép… đối với mạng chuyển mạch gói, băng thông, độ trì hoãn đốivới mạng chuyển mạch kênh TDM) Lớp ứng dụng sẽ đưa ra các yêu cầu về nănglực truyền tải và nó sẽ thực hiện các yêu cầu đó

Phần truy nhập :

Trong lớp vật lý, trên các đường truyền hữu tuyến sử dụng các đường dây cápđồng, các đường dây thuê bao số xDSL Trong tương lai truyền dẫn quang DWDM,PON (Passive Optical Network) sẽ dần chiếm ưu thế thay cho thị trường xDSL vàmodem cáp Trong truy nhập vô tuyến, sử dụng các công nghệ GSM hoặc CDMA ,truy nhập vô tuyến cố định và vệ tinh Ở lớp 2 và lớp 3, công nghệ IP sẽ làm nềncho mạng truy nhập

Thành phần :

Phần truy nhập gồm các thiết bị truy nhập đóng vai trò giao diện để kết nối cácthiết bị đầu cuối vào mạng qua hệ thống mạng ngoại vi cáp đồng, cáp quang hoặc

vô tuyến Các thiết bị truy nhập tích hợp IAD cho phép thuê bao có thể sử dụng mọi

kỹ thuật truy nhập (tương tự, số, TDM, ATM, IP,…) để truy nhập vào mạng đa dịch

cố định, VoDSL, VoIP, …

- Phần truyền thông :

Lớp truyền thông có khả năng tương thích các kỹ thuật chuyển mạch khác với

kỹ thuật chuyển mạch gói IP hay ATM ở mạng đường trục Hay nói cách khác, lớpnày chịu trách nhiệm chuyển đổi các loại môi trường (chẳng hạn như PSTN,FrameRelay, LAN, vô tuyến…) sang môi trường truyền dẫn gói được áp dụng trênmạng lõi và ngược lại

Thành phần:

Thiết bị lớp truyền thông là các cổng truyền thông (Media Gateway) bao gồmcác cổng truy nhập (AG) và các cổng giao tiếp (TG) Các cổng truy nhập AG(Access Gateway) kết nối giữa mạng lõi với mạng truy nhập, RG (ResidentalGateway) kết nối mạng lõi với mạng thuê bao tại nhà Các cổng giao tiếp TG(Trunking Gateway) kết nối giữa mạng lõi với mạng PSTN/ISDN, WG (WirelessGateway) kết nối mạng lõi với mạng di động

Chức năng:

Lớp truyền thông có khả năng tương thích các kỹ thuật truy nhập khác với kỹthuật chuyển mạch gói IP hay ATM ở mạng đường trục Hay nói cách khác, lớp nàychịu trách nhiệm chuyển đổi các loại môi trường (chẳng hạn như PSTN,

FramRelay, LAN, vô tuyến,…) sang môi trường truyền dẫn gói được áp dụng trênmạng lõi và ngược lại.

- Lớp điều khiển:

Thành phần :

Lớp điều khiển bao gồm các hệ thống điều khiển mà thành phần chính làSoftswitch còn gọi là Media Gateway Controller hay Call Agent được kết nối vớicác thành phần khác để kết nối cuộc gọi hay quản lý địa chỉ IP các thành phần như:SGW (Signaling Gateway), MS (Media Server), FS (Feature Server), AS(Application Server)

Hình 1.3: Các thành phần của Softswitch trong lớp điều khiển.

Chức năng:

Lớp điều khiển có nhiệm vụ kết nối để cung cấp các dịch vụ thông suốt từ đầucuối đến đầu cuối với bất kỳ loại giao thức và báo hiệu nào Cụ thể, lớp điều khiểnthực hiện :

- Định tuyến lưu lượng giữa các khối chuyển mạch

- Thiết lập yêu cầu, điều chỉnh và thay đổi các kết nối hoặc các luồng, điềukhiển sắp xếp nhãn (label mapping) giữa các giao diện cổng.

- Phân bổ lưu lượng và các chỉ tiêu chất lượng đối với mỗi kết nối (hay mỗiluồng) và thực hiện giám sát điều khiển để đảm bảo QoS

- Báo hiệu đầu cuối từ các trung kế, các cổng trong kết nối với lớp media.Thống kê và ghi lại các thông số về chi tiết cuộc gọi, đồng thời thực hiện cáccảnh báo

- Thu nhận thông tin báo hiệu từ các cổng và chuyển thông tin này đến cácthành phần thích hợp trong lớp điều khiển

- Quản lý và bảo dưỡng hoạt động của các tuyến kết nối thuộc phạm vi điềukhiển Thiết lập và quản lý hoạt động của các luồng yêu cầu đối với chứcnăng dịch vụ trong mạng Báo hiệu với các thành phần ngang cấp

 Lớp ứng dụng:

Thành phần :

Lớp ứng dụng gồm các nút thực thi dịch vụ SEN (Service Excution Node), thựcchất là các server dịch vụ cung cấp các ứng dụng cho khách hàng thông qua lớptruyền tải

Chức năng :

Lớp ứng dụng cung cấp các dịch vụ có băng thông khác nhau và ở nhiều mức

độ Một số loại dịch vụ sẽ thực hiện làm chủ việc thực hiện điều khiển logic củachúng và truy nhập trực tiếp tới lớp ứng dụng, còn một số dịch vụ khác sẽ đượcđiều khiển từ lớp điều khiển như dịch vụ thoại truyền thống Lớp ứng dụng liên kếtvới lớp điều khiển thông qua các giao diện mở API Nhờ đó mà các nhà cung cấpdịch vụ có thể phát triển các ứng dụng và triển khai nhanh chóng trên các dịch vụmạng

 Lớp quản lý:

Lớp quản lý là một lớp đặc biệt xuyên suốt các lớp từ lớp kết nối cho đến lớpứng dụng Tại lớp quản lý, người ta có thể triển khai kế hoạch xây dựng mạng giámsát viễn thông TMN, như một mạng riêng theo dõi và điều phối các thành phầnmạng viễn thông đang hoạt động Tuy nhiên cần phân biệt các chức năng quản lývới các chức năng điều khiển Vì căn bản NGN sẽ dựa trên các giao diện mở và

cung cấp rất nhiều loại hình dịch vụ trong một mạng đơn, cho nên mạng quản lýphải làm việc trong một môi trường đa nhà đầu tư, đa nhà khai thác, đa dịch vụ

 Xây dựng sơ đồ thực thể chức năng cho NGN:

IP(Transport & Transmission)

IW-F: Interworking FunctionR-F: Routing FunctionA-F: Accounting FunctionSG-F: Signaling Gateway FunctionMG-F: Media Gateway Function

 Nhiệm vụ của từng thực thể như sau:

AS-F: đây là thực thể thi hành các ứng dụng nên nhiệm vụ chính là cung cấp các

logic dịch vụ và thi hành một hay nhiều các ứng dụng/dịch vụ

MS-F: cung cấp các dịch vụ tăng cường cho xử lý cuộc gọi Nó hoạt động như

một server để xử lý các yêu cầu từ AS-F hoặc MGC-F

MGC-F: cung cấp logic cuộc gọi và tín hiệu báo hiệu xử lý cuộc gọi cho một

hay nhiều Media Gateway

CA-F: là một phần chức năng của MGS-F Thực thể này được kích hoạt khi

MGC-F thực hiện việc điều khiển cuộc gọi

IW-F: cũng là một phần chức năng của MGC-F Nó được kích hoạt khi MGC-F

thực hiện các báo hiệu giữa các mạng báo hiệu khác nhau

R-F: cung cấp thông tin định tuyến cho MGC-F.

A-F: cung cấp thông tin dùng cho việc tính cước.

SG-F: dùng để chuyển các thông tin báo hiệu của mạng PSTN qua mạng IP MG-F: dùng để chuyển thông tin từ dạng truyền dẫn này sang dạng truyền dẫn

khác

1.2.3 Cấu trúc vật lý mạng NGN

Xét cấu trúc vật lý của NGN chúng ta thấy rằng trong NGN, chuyển mạch kênhđược thay thế bằng chuyển mạch gói, sử dụng công nghệ chuyển mạch mềm, cácmạng như số liệu, data, internet, cố định và di động được tích hợp trong một mạngduy nhất Điều đó tạo lên một kiến trúc tổng thể NGN theo một thể thống nhất vớicác tính năng đa dịch vụ, đa phương tiện

Sau đây là kiến trúc vật lý mạng NGN:

IP Network (WDM/SDH/ATM) MPLS, Mutticast

Resident gateway

GPRS

UMTS

Wireless

Access gateway

Wireless gateway

DNS

Network Management

AAA Charging

Telephone Users

Directory Server

Business/

Residental Users Business Users

Mobile Users

ISP

Appication / Feature Server

SS7 Signaling gateway

Hình 1.4 Cấu trúc vật lý của mạng thế hệ mới.

1.2.4 Cấu trúc và các thành phần chính trong mạng NGN

Trong mạng viễn thông thế hệ mới có rất nhiều thành phần cần quan tâm, nhưng

ở đây chúng ta chỉ nghiên cứu những thành phần chính thể hiện rõ nét sự tiên tiếncủa NGN so với mạng viễn thông truyền thống Cụ thể là :

1 Media Gateway (MG)

2 Media Gateway Controller (MGC - Call Agent - Softswitch)

3 Signaling Gateway (SG)

4 Media Server (MS)

5 Application Server (Feature Server)

Mô hình cấu trúc mạng và các thành phần chính trong mạng NGN:

SCP

AXE DX EWSD

SG

DSLAM

AGW TGW

SIP H323

3G UMTS

MGCP/

H248 SIP SIP

MGCP/

H248 RA LDAP

D IU S

RTP

RTP

RTP RTP

ISUP

IP/ATM

SIP Terminals

IP Core (MPLS)

MGCP/

H248

Hình 1.5 Các thành phần chính trong mạng NGN

1.2.4.1 Media Gateway (MG)

Hình 1.6 Cấu trúc của Media Gateway

Media Gateway cung cấp phương tiện để truyền tải thông tin thoại, dữ liệu, fax

và video giữa mạng gói IP và mạng PSTN Trong mạng PSTN, dữ liệu thoại đượcmang trên kênh DS0 Để truyền dữ liệu này vào mạng gói, mẫu thoại cần được nénlại và đóng gói Đặc biệt ở đây người ta sử dụng một bộ xử lý tín hiệu số DSP(Digital Signal Processors) thực hiện các chức năng: chuyển đổi AD (analog todigital), nén mã thoại/audio, triệt tiếng dội, bỏ khoảng lặng, mã hóa, tái tạo tín hiệuthoại, truyền các tín hiệu DTMF,…

 Các chức năng của một Media Gateway :

Chức năng chính của Media Gateway là truyền dữ liệu thoại sử dụng giao thứcRTP (Real Time Protocol) Cung cấp khe thời gian T1 hay tài nguyên xử lý tín hiệu

số (DSP – Digital Signal Processing) dưới sự điều khiển của MGC (Media Gateway

Controller) Đồng thời quản lý tài nguyên DSP cho dịch vụ này Hơn nữa MediaGateway còn hỗ trợ các giao thức đã có như loop-start, ground-start, E&M, CAS,QSIG và ISDN qua đường truyền T1và quản lý tài nguyên, kết nối T1, cung cấp khảnăng thay nóng các card T1 hay DSP Trong hệ thống mạng đã sẵn có phần mềm dựphòng Media Gateway cho phép mở rộng các Media Gateway về cổng, cards, cácnút mà không làm thay đổi các thành phần khác trong mạng

 Đặc tính hệ thống :

Một Media Gateway là một thiết bị vào/ra đặc hiệu (I/O) Dung lượng bộ nhớluôn đảm bảo lưu trữ các thông tin trạng thái, thông tin cấu hình, các bản tinMGCP, thư viện DSP…Dung lượng đĩa chủ yếu sử dụng cho quá trình đăng nhập(logging) Quá trình dự phòng đầy đủ giao diện Ethernet (với mạng IP), mở rộngmột vài giao diện T1/E1 với mạng TDM với mật độ khoảng 120 port (DSO’s) và sửdụng bus H.110 để đảm bảo tính linh động cho hệ thống nội bộ

1.2.4.2 Media Gateway Controller (MGC)

MGC là đơn vị chức năng chính của Softswitch Nó đưa ra các quy luật xử lýcuộc gọi, còn MG và SG sẽ thực hiện các quy luật đó Nó điều khiển SG thiết lập vàkết thúc cuộc gọi Ngoài ra nó còn giao tiếp với hệ thống OSS và BSS

MGC chính là chiếc cầu nối giữa các mạng có đặc tính khác nhau, như PSTN,SS7, mạng IP Nó chịu trách nhiệm quản lý lưu lượng thoại và dữ liệu qua cácmạng khác nhau Nó còn được gọi là Call Agent do chức năng điều khiển các bảntin Một MGC kết hợp với MG, SG tạo thành cấu hình tối thiểu cho Softswitch

- Các chức năng của Media Gateway Controller:

Chức năng chủ yếu là quản lý cuộc gọi, sử dụng các giao thức thiết lập cuộc gọithoại như H.323, SIP và các giao thức điều khiển truyền thông như MGCP,Megaco, H.248 Chức năng tiếp theo là chức năng quản lý lớp dịch vụ và chấtlượng dịch vụ với giao thức quản lý SS7 SIGTRAN (SS7 over IP) và xử lý báohiệu SS7 Ngoài ra, Media Gateway controller còn quản lý các bản tin liên quanQoS như RTCP, thực hiện định tuyến cuộc gọi, ghi lại các thông tin chi tiết củacuộc gọi để tính cước (CDR- Call Detail Record) và điều khiển quản lý băng thông

Call Agent Agent Call

Trunking Gateway

Residental Gateway

Sianalling Gateway

Appl

Server

CO Swicth

SCP SCP

Hình 1.7 Vị trí của MGC trong chuyển mạch mềm

- Đối với Media Gateway, MGC có các chức năng:

 Xác định và cấu hình thời gian thực cho các DSP

 Phân bổ kênh DS0

 Truyền dẫn thoại ( mã hóa, nén, đóng gói)

- Đối với Signaling Gateway, MGC cung cấp :

SG làm cho Softswitch giống như một nút SS7 trong mạng báo hiệu SS7 Nhiệm

vụ của SG là xử lý thông tin báo hiệu

- Các chức năng của Signaling Gateway :

Trong quá trình báo hiệu SG cung cấp một kết nối vật lý đến mạng báo hiệu,truyền thông tin báo hiệu giữa Media Gateway Controller và Signaling Gatewaythông qua mạng IP Trong thiết lập cuộc gọi, Signaling Gateway cung cấp đườngdẫn truyền dẫn cho thoại, dữ liệu và các dạng dữ liệu khác (Thực hiện truyền dữliệu là nhiệm vụ của Media Gateway) và cung cấp các hoạt động SS7 có sự sẵn sàngcao cho các dịch vụ viễn thông.

- Đặc tính hệ thống :

Signaling Gateway là một thiết bị vào ra I/O, dung lượng bộ nhớ luôn đảm bảolưu trữ các thông tin trạng thái, thông tin cấu hình, các lộ trình,…Dung lượng đĩachủ yếu sử dụng cho quá trình đăng nhập (logging), do đó không yêu cầu dunglượng lớn Hệ thống dự phòng đầy đủ giao diện Ethernet (với mạng IP), giao diệnvới mạng SS7 bằng cách sử dụng một luồng E1/T1, tối thiểu 2 kênh D, tối đa 16kênh D Để tăng hiệu suất và tính linh động người ta sử dụng bus H.110 hay H.100với yêu cầu độ sẵn sàng cao với nhiều SG, nhiều liên kết báo hiệu,…

1.2.4.4 Media Server

Media Server là thành phần lựa chọn của Softswitch, được sử dụng để xử lý cácthông tin đặc biệt Một Media Server phải hỗ trợ phần cứng DSP với hiệu suất caonhất

 Các chức năng của một Media Server:

- Chức năng voicemail cơ bản

- Hộp thư fax tích hợp hay các thông báo có thể sử dụng e-mail hay các bản tinghi âm trước (pre-recorded message)

- Khả năng nhận tiếng nói (nếu có)

- Khả năng hội nghị truyền hình (video conference)

- Khả năng chuyển thoại sang văn bản (speech-to-text)

 Đặc tính hệ thống :

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

- Lưu trữ các phương pháp thực hiện 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, thưviện,…

- Dung lượng đĩa tương đối nhỏ

- Quản lý hầu hết lưu lượng IP nếu tất cả tài nguyên IP được sử dụng để xử lýthoại.

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

- Độ sẵn sàng cao

1.2.4.5 Application Server/Feature Server

Server đặc tính là một server ở mức ứng dụng chứa một loạt các dịch vụ củadoanh nghiệp Chính vì vậy nó còn được gọi là Server ứng dụng thương mại Vì hầuhết các Server này tự quản lý các dịch vụ và truyền thông qua mạng IP nên chúngkhông ràng buộc nhiều với Softswith về việc phân chia hay nhóm các thành phầnứng dụng

Các dịch vụ cộng thêm có thể trực thuộc Call Agent, hoặc cũng có thể thực hiệnmột cách độc lập Những ứng dụng này giao tiếp với Call Agent thông qua các giaothức như SIP, H.323,… Chúng thường độc lập với phần cứng nhưng lại yêu cầutruy nhập cơ sở dữ liệu đặc trưng

Hình 1.8 Cấu trúc của Server ứng dụng

Chức năng của Feature Server :

- Xác định tính hợp lệ và hỗ trợ các thông số dịch vụ thông thường cho hệthống đa chuyển mạch

Một vài ví dụ về các dịch vụ đặc tính :

- Hệ thống tính cước – Call Agents sử dụng các bản ghi chi tiết cuộc gọi CDR(Call Detail Record) Chương trình CDR có rất nhiều đặc tính, chẳng hạn khảnăng ứng dụng tốc độ dựa trên loại đường truyền, thời điểm trong ngày, Dịch

vụ này cho phép khách hàng truy nhập vào bản tin tính cước của họ thông quacuộc gọi thoại hay yêu cầu trang Web

- H.323 Gatekeeper- dịch vụ này hỗ trợ định tuyến thông qua các miền khácnhau (các mạng khác nhau) Mỗi miền có thể đăng ký số điện thoại và số truynhập trung kế với Gatekeeper thông qua giao thức H.323 Gatekeeper sẽ cungcấp dịvh vụ định tuyến cuộc gọi ( và chuyển dịch sang dạng số) cho mỗi đầucuối H.323 Gatekeeper còn có thể cung cấp điều khiển tính cước và quản lýbăng thông cho Softswitch

- VPN- Dịch vụ này sẽ thiết lập mạng riêng ảo cho khách hàng với các đặc tínhsau :

o Băng thông xác định ( thông qua mạng thuê riêng tốc độ cao)

o Đảm bảo QoS

o Nhiều tính năng riêng theo chuẩn

o Kế hoạch quay số riêng

o Bảo mật các mã thoại được truyền dẫn

- Đặt một vài cơ sở dữ liệu trong Server

- Dung lượng đĩa lớn, tùy thuộc vào đặc tính của ứng dụng Chẳng hạn nhưdung lượng 100GB- 2TB cho ngân hàng voice mail

- Giao diện Ethernet (với mạng IP) được thực hiện với đầy đủ khả năng dựphòng

Chương 2 MẠNG ĐÔ THỊ, CÁC NGUYÊN TẮC XÂY DỰNG,

TRIỂN KHAI MẠNG VÀ DỊCH VỤ

2.1 Mạng đô thị

Mạng đô thị băng rộng đa dịch vụ, gọi tắt là mạng MAN (Metropolitan AreaNetwork) là mạng băng thông rộng trên cơ sở tích hợp cấu trúc mạng thế hệ mới –NGN (Next Generation Network), có khả năng cung cấp một siêu xa lộ thông tin

Mạng MAN là mạng máy tính có kích cỡ trung bình từ vài km đến vài chục

km, có khả năng tạo ra các kết nối tốc độ cao, lên đến hàng trăm Megabit/s (có thể

mở rộng lên đến Gigabit/s) Nó có thể được kết nối các nhóm văn phòng, các nhómdoanh nghiệp, trường, viện, đơn vị,… phuc vụ cho công tác chỉ đạo, quản lý hànhchính nhà nước, trao đổi thông tin, cung cấp các dịch vụ hành chính công, chuẩn bịcho phát triển thương mại điện tử… Xu hướng tích hợp giữa công nghệ thông tin vàviễn thông trên một cơ sở hạ tầng duy nhất đã thúc đẩy nhóm các nhà cung cấp thiết

bị, giải pháp xây dựng và khai thác mạng,… quan tâm nghiên cứu mạng đô thị thế

hệ kế tiếp (Next Generation Metropolitan Area Network) Mạng đô thị được hiểunằm giữa mạng tryền tải đường trục và mạng truy nhập

Mạng đô thị băng rộng (MetroNet-MAN) cung cấp đường truyền tốc độ siêucao, có khả năng cung cấp nhều loại dịch vụ giá trị gia tăng cùng lúc trên cùng mộtđường truyền, chủ yếu sử dụng đường truyền cáp quang MetroNet được thiết kếmạng lõi theo dạng mạch vòng và được cáp quang hóa nên có tốc độ cao có thể lêntới hàng Gbps, đáp ứng được mọi nhu cầu về tốc độ cũng như các ứng dụng caocấp, chất lượng đường truyền rất cao, không bị xuyên nhiễu, đảm bảo tốc độ ổnđịnh và tính bảo mật cao

Nhờ ứng dụng công nghệ tiên tiến nhất kết hợp với hệ thống cáp quang đếntận nhà, MetroNet cung cấp cho khách hàng khả năng sử dụng đồng thời 3 loại dịch

vụ là thoại (voice), dữ liệu (data) và hình ảnh (video) gồm: truyền dữ liệu, hình ảnh,

IP TV, điện thoại có hình ảnh (video phone), hội nghị truyền hình, xem phim theo

yêu cầu (video on demand), truyền hình cáp, giáo dục từ xa, giám sát từ xa, truy cậpInternet,…

Một trong những ứng dụng nổi bật của MetroNet là tích hợp các ứng dụngtrong thời gian thực nhờ băng thông cực rộng, tính linh hoạt cao Người sử dụng cóthể dễ dàng thay đổi cấu hình băng thông tùy theo ý muốn tùy mục đích sử dụng vàtiết kiệm

Với băng thông rộng lên tới 1 Gbps, người dùng dịch vụ này sẽ tiết kiệmđược thời gian tải các chương trình, nhất là đối với các cơ sở dữ liệu, hệ thống hìnhảnh, phim…có dung lượng lớn Tùy theo nhu cầu thực tế và điều kiện khách hàng,MetroNet có thể dễ dàng thay đổi cấu hình băng thông theo yêu cầu của khách hàngtheo từng nấc 1 Mbps Một cách khác là người sử dụng có thể lựa chọn 4 mức camkết chất lượng dịch vụ (gọi là SLA) gồm: SLA1 ứng dụng thoại, SLA2 ứng dụngthời gian thực như video, IPTV, video phone, video conferenceing…, SLA3 thựchiện truyền số liệu và SLA4 cho chất lượng dịch vụ tối thiểu tùy lựa chọn của kháchhàng

MetroNet cho phép thuê bao thiết lập mạng theo những cách mà dịch vụtruyền thống khác không thể thực hiện được Khách hàng có thể sử dụng 2 kiểu kếtnối là từ điểm đến điểm (Point – to – Point) và đa điểm đến đa điểm (Multipoint –

to – Multipoint) Chẳng hạn, một công ty sử dụng dịch vụ MetroNet có thể kết nốinhiều mạng của họ (LAN, WAN), hoặc mạng của đối tác ở nhiều vị trí khác nhau

để thành lập một mạng riêng ảo (VPN) hoặc kết nối Internet tốc độ cao đến nhàcung cấp dịch vụ Internet

Một điểm đặc biệt khi sử dụng mạng MetroNet là khách hàng có thể thêmvào hoặc thay đổi băng thông rất nhanh thay vì phải thực hiện trong vài ngày hoặcthậm chí vài tuần như khi sử dụng những dịch vụ mạng truy nhập khác (Framerelay, ATM…) Ngoài ra, những thay đổi này không đòi hỏi người sử dụng phảimua thiết bị mới

Thuận lợi khi sử dụng dịch vụ này là người dùng sẽ có nhiều điều kiện thuậnlợi, hội tụ đủ tăng cường hiệu năng của hệ thống CNTT và viễn thông, dễ dàng triểnkhai các ứng dụng chuyên nghiệp và hiện đại nhất trên mạng, tích hợp việc giám sátmạng nhanh chóng, dễ dàng triển khai thêm các dịch vụ tiện ích với giá trị gia tăng

trên mạng, kết nối mạng liên tỉnh, quốc tế với băng thông rộng, kết nối với các nhàcung cấp nội dung thông tin để tăng tính đa dạng và hiệu quả khai thác mạng nộibộ.

Hình 2.1 Kiến trúc phân lớp mạng đô thị thế hệ kế tiếp

Lớp truy nhập thực hiện các chức năng tích hợp các loại hình dịch vụ baogồm cả dịch vụ từ người sử dụng và dịch vụ mạng

Lớp mạng lõi thực hiện chức năng truyền tải lưu lượng tích hợp trong mạng

đô thị một cách hợp lý, lớp này thực hiện chức năng định tuyến truyền tải lưu lượngtrong nội vùng đô thị hoặc chuyển giao lưu lượng với mạng trục

Không giống như mạng đường trục nơi có khuynh hướng hội tụ các loại hìnhlưu lượng truyền tải nhằm đạt hiệu suất sử dụng mạng cao nhất như SDH/DWDM,mạng đô thị thực hiện tiếp cận với rất nhiều loại hình ứng dụng và giao thức truyềntải cần phải truyền một cách “trong suốt” giữa người sử dụng hoặc các mạng vănphòng với nhau Do vậy vấn đề đặt ra là cần cân nhắc giữa mục tiêu là truyền lưulượng trong suốt và đạt hiệu suất sử dụng mạng cao, đó là bài toán đặt ra đối với cácnhà xây dựng mạng đô thị, nó sẽ quyết định đến chiến lược triển khai mạng và dịch

vụ cũng như việc lựa chọn nhà cung cấp thiết bị mạng

2.2 Các nguyên tắc xây dựng và triển khai mạng và dịch vụ

Thực tế cho thấy hiện tồn tại nhiều cơ sở hạ tầng mạng cũ dựa trên công nghệATM/SDH, do vậy các nhà cung cấp dịch vụ mạng rất quan tâm tới việc tích hợpcác cơ sở hạ tầng cũ với việc xây dựng cơ sở hạ tầng Mạng đô thị thế hệ kế tiếp Dovậy các nhà cung cấp dich vụ mạng thế hệ kế tiếp cần phải có một chiến lược xâydựng và cung cấp dịch vụ rõ ràng và đi theo lộ trình đã được vạch ra Những căn cứ

để vạch ra chiến lược đó là:

- Nhu cầu đòi hỏi cung cấp dịch vụ mạng MAN (Loại hình dịch vụ, tỉ trọngcác dịch vụ và đặc tính dịch vụ)

- Xu hướng áp dụng công nghệ và giải pháp áp dụng cho mạng MAN

- Cấu trúc cơ sở hạ tầng viễn thông hiện trạng

- Trình độ quản lí, khả năng tiếp cận các công nghệ mới của đội ngũ cán bộ kĩthuật

2.2.1 Dịch vụ trong mạng đô thị thế hệ kế tiếp.

Trước tiên ta cần xác định mô hình cung cấp dịch vụ trong mạng MAN thế hệmới Mô hình cung cấp dịch vụ này dựa trên cơ sở các yêu cầu xuất phát từ người

sử dụng, nó hoàn toàn độc lập với các giải pháp công nghệ triển khai sau này Hiệntại chúng ta có thể triển khai dịch vụ theo 3 mô hình sau đây:

- Dịch vụ truyền tải LAN trong suốt (Transparent LAN Service) cung cấp kếtnối giữa các mạng cục bộ tách rời nhau về mặt địa lý cũng như về mặt kếtnối vật lý

- Dịch vụ cung ứng đường truy nhập Internet (Dedicated Internet Access)cung cấp kết nối tốc độ cao tới các nhà cung cấp dịch vụ Internet (ISP-Internet Service Providers)

- Cung cấp đường kết nối riêng (Private Line Service) cung cấp các đường kếtnối riêng tới các thuê bao

Các mô hình cung cấp dịch vụ trên đây sẽ làm cơ sở cho việc phát triển các loạihình dịch vụ giá trị gia tăng khác Các loại hình dịch vụ giá trị gia tăng có nhu cầulớn hiện nay và trong tương lai gần là:

- Dịch vụ thoại

- Dịch vụ Video

- Dịch vụ kết nối truy cập Internet

- Dịch vụ kết nối thuê kênh riêng

- Dịch vụ kết nối mạng riêng ảo (VPN)

- Dịch vụ truy cập cơ sở dữ liệu

- Dịch vụ lưu trữ dữ liệu

- Dịch vụ cho thuê cơ sở hạ tầng

Sau đây ta sẽ xem xét lần lượt các loại hình dịch vụ trên

 Dịch vụ thoại:

Sẽ xuất hiện hai hình thức cung cấp dịch vụ thoại: Các dịch vụ thoại trên nềntảng mạng MAN mới được xây dựng và các dịch vụ thoại PSTN truyền thống từmạng PSTN hiện có Đối với cả hai hình thức trên đều yêu cầu mạng MAN mới xâydựng cung cấp các giao thức phù hợp để truyền tải các dịch vụ này Như vậy mạngcần phải có các nút mạng thực hiện chức năng là cổng giao tiếp kết nối với các loạihình giao thức khác nhau và phải có những cơ chế truyền tải lưu lượng phù hợpnhằm đảm bảo chất lượng dịch vụ cũng như các nút mạng thực hiện chức năng điềukhiển, kiến tạo dịch vụ hoặc hệ thống liên kết báo hiệu

 Dịch vụ Video:

Đây là vấn đề được quan tâm và cân nhắc nhiều nhất khi quyết định đầu tư xâydựng mạng bởi lẽ cần có một công nghệ và cơ sở hạ tầng mạng hiện đại cho dịch vụnày, tuy nhiên đây là một trong ba dịch vụ cơ bản (thoại, video, truyền số liêụ) mànếu mạng MAN thế hệ mới cung cấp cả ba dịch vụ mày với chất lượng và tốc độcao sẽ có lợi thế cạnh tranh một cách tuyệt đối

 Dịch vụ kết nối truy cập Internet:

Đây là một trong những dịch vụ chủ yếu của mạng LAN thế hệ mới, nhu cầu kếtnối Internet đang tăng với tốc độ chóng mặt nhờ những dịch vụ như: trao đổi thôngtin, gửi nhận thư điện tử, truyền tệp, truy nhập điều khiển từ xa, giao dịch thươngmại điện tử, giải trí trên mạng, game online… Hiện nay dịch vụ này cung cấp quamạng PSTN hoặc ADSL tuy nhiên vẫn có sự hạn chế về băng thông (ngay cả mạngADSL cũng dựa vào mạng truyền dẫn SDH hiện có để truyền tải lưu lượng) dẫn đếntốc độ và chất lượng truy cập không cao

 Dịch vụ kết nối thuê kênh riêng:

Dịch vụ thuê kênh riêng đang triển khai hiện nay được triển khai ở lớp vật lýtrên cơ sở công nghệ truyền dẫn/chuyển mạch TDM (sử dụng cơ chế ghép táchkênh trong công nghệ SDH hoặc sử dụng các giao diện thuê bao số tốc độ thấp củacác hệ thống chuyển mạch kênh TDM) Phương thức cung cấp kênh thuê riêng nóitrên thực hiện cung cấp một tuyến kết nối vật lý riêng rẽ tới khách hàng từ đầu cuốitới đầu cuối với băng thông cố định, điều này khiến cho hiệu suất sử dụng băngthông giảm đồng thời giá thành thuê kênh cao trong khi không đáp ứng được nhucầu đối với các thuê bao có nhu cầu tốc độ kết nối cao.

Mạng MAN thế hệ mới sẽ cung cấp dịch vụ thuê kênh riêng với nhiều giaodiện, nhiều tốc độ, thời gian đáp ứng nhanh, giá thành hạ bằng cách sử dụng băngthông một cách linh hoạt, nâng cao hiệu suất sử dụng Dịch vụ thuê kênh riêngtrong mạng MAN thế hệ mới khắc phục hầu hết nhược điểm của phương thức cungcấp cũ

 Dịch vụ kết nối mạng riêng ảo:

Hiện nay để kết nối, trao đổi thông tin giữa các trung tâm đầu não và các chinhánh của các cơ quan, tổ chức, doanh nghiệp, ngân hàng, kho bạc, cơ sở đào tạo…thường phải thuê kênh riêng của các nhà cung cấp dịch vụ mạng với chi phí tươngđối cao Để giải quyết vấn đề rất được quan tâm này mạng LAN thế hệ mới cungcấp dịch vụ mạng riêng ảo VPN (Virtual Private Network), VPN cho phép các cơquan, tổ chức liên kết (ảo) các thực thể mạng LAN lại với nhau thành một mạngthống nhất, quản lý một cách thống nhất về cấu trúc phân cấp mạng, cơ chế địnhtuyến, cơ chế phân quyền truy nhập, chia sẻ tài nguyên mạng nội bộ, khả năng bảomật thông tin Trong thực tế dịch vụ này đã được triển khai và phát triển rất nhanhchóng

 Dịch vụ truy nhập cơ sở dữ liệu:

Sự phát triển rất nhanh của Internet, các cơ sở hạ tầng mạng truyền dữ liệu,mạng của các cơ quan chính phủ, cơ sở đào tạo nghiên cứu, doanh nghiệp, ngânhàng, kho bạc…cho phép các cơ quan chính phủ, các viện nghiên cứu cung cấp cácthông tin về chính trị, kinh tế, xã hội, pháp luật, thương mại thông qua các kho cơ

sở dữ liệu chia sẻ Thông qua các công cụ tìm kiếm nội dung thông tin, các trìnhduyệt Web hoặc các hạ tầng phát triển ứng dụng trao đổi thông tin khác như các hệ

quản trị cơ sở dữ liệu người sử dụng có thể tìm kiếm, truy nhập các cơ sở dữ liệudùng chung trên mạng phục vụ cho công việc hoặc nhu cầu cá nhân.

 Dịch vụ lưu trữ dữ liệu:

Số liệu dạng điện tử của các cá nhân và các tổ chức không ngừng tăng lên mộtcách nhanh chóng Trong lĩnh vực tài chính, các tổ chức tín dụng, ngân hàng, cáccông ty môi giới chứng khoán, ngành y tế, bảo hiểm, các cơ sở nghiên cứu khoa học

có một hệ thống dữ liệu khổng lồ, phân tán trong phạm vi địa lý rộng đòi hỏi phảilưu trữ, cập nhật thường xuyên Đặc biệt đối với công tác hành chính, quản lý nhànước có các số liệu rất đa dạng, phân tán và thường xuyên phải được cập nhật Nhưvậy việc lưu trữ, bảo vệ và khôi phục các dữ liệu trên đòi hỏi các trung tâm lưu trữ

dữ liệu điện tử

 Dịch vụ cho thuê cơ sở hạ tầng:

Các loại hình dịch vụ cho thuê cơ sở hạ tầng mạng bao gồm dịch vụ kết nối vớicác nhà cung cấp dịch vụ mạng khác, các công ty phát triển dịch vụ giá trị giatăng… cung cấp các kết nối vật lý hay đảm bảo vận chuyển lưu lượng của các nhàcung cấp dịch vụ mạng khác

2.2.2 Đặc tính của các loại hình dịch vụ và cấp độ dịch vụ.

Nhà cung cấp dịch vụ cần phải quan tâm về các thuộc tính dịch vụ của lớp dịch

vụ được cung cấp bởi vì nó ảnh hưởng rất lớn đến hướng triển khai dịch vụ trênmạng Ví dụ, nếu mạng cần phải cung cấp các lớp dịch vụ có độ duy trì cao thì điềunày có nghĩa là mạng xây dựng cần phải tăng cường khả năng dự phòng các thiết bịmạng, hướng kết nối, tài nguyên phục vụ cho việc cung cấp dịch vụ có nghĩa là tăngchi phí đầu tư xây dựng mạng Với các lớp dịch vụ cần quan tâm đến các chỉ tiêu vềtrễ, tốc độ trao đổi thông tin đòi hỏi mạng cần có khả năng điều khiển lưu lượngmột cách linh hoạt, nghĩa là các cơ cấu, giao thức điều khiển lưu lượng nhằm đảmbảo các chỉ tiêu QoS cho các dịch vụ cần phải được cung cấp trong các nút thiết bị

và hệ thống quản lý trên toàn mạng

Xét về mặt tổng quan, nhà khai thác và cung cấp dịch vụ phải quan tâm đếnmột số thuộc tính chủ yếu sau nhằm mục đích đánh giá một cách tốt nhất băngthông cần thiết cho khách hàng, từ đó xác định được khả năng thực hiện của mạngnhằm đảm bảo sự khả thi cao của mạng được xây dựng

 Các hình thái băng thông của dịch vụ:

Khi đã xác định được các loại hình dịch vụ cần cung cấp trong mạng, nhà cungcấp cần phải lựa chọn các loại hình dịch vụ trên cơ sở xem xét đến các đặc tính dịch

vụ cần cung cấp thông qua các điều khoản, thoả thuận về cấp độ dịch vụ SLA Cácđiều khoản thoả thuận về cấp độ dịch vụ cho phép nhà cung cấp dịch vụ sắp xếpphân loại tập các loại hình dịch vụ phù hợp với các ứng dụng cần cung cấp theo yêucầu của khách hàng, mỗi một giải pháp mạng dựa trên nền tảng các công nghệ đượclựa chọn nào đó sẽ cho phép xây dựng mạng cung cấp tập các dịch vụ tương ứngvới giải pháp công nghệ được lựa chọn, trong khi đó yêu cầu về loại hình dịch vụcủa khách hàng mang tính đặc thù không phụ thuộc vào công nghệ Do đó, vấn đềlựa chọn yêu cầu dịch vụ của khách hàng phù hợp với loại hình dịch vụ cụ thể vớinhững chỉ tiêu về SLA là rất quan trọng đối với nhà cung cấp dịch vụ Nếu làm tốtđiều này thì sẽ đảm bảo khả năng tăng lợi nhuận trong việc cung cấp dịch vụ chokhách hàng, đồng thời đặt được mục tiêu đảm bảo chất lượng dịch vụ theo khuônkhổ các điều khoản SLA đối với khách hàng

Hình thái băng thông chỉ ra một số đặc tính cơ bản nhất và thuộc về các đặctính của SLA Thông thường, hình thái băng thông của dịch vụ được xác định bởithông tin về tốc độ trao đổi thông tin được thoả hiệp (CIR), thông tin về tốc độ đỉnhđược thoả hiệp (PIR) Ngoài ra hình thái băng thông của dịch vụ còn được thể hiệnbởi thuộc tính về giá trị bus cực đại (MBS) thể hiện tổng số lưu lượng cực đại màngười sử dụng đươc phép truyền liên tục với tốc độ vượt qua tốc độ quy định bởiCIR

Hình thái băng thông theo cách thể hiện thông thường mà nhà khai thác mạngcung cấp cho khách hàng là một tốc độ không đổi khi trao đổi dữ liệu, tuy vậy thực

tế cung cấp dịch vụ của nhà khai thác sẽ có hai hình thức cung cấp băng thông: hìnhthức cung cấp băng thông cố định tại phân lớp 1 và hình thức cung cấp băng thôngthống kê tại phân lớp 2 và 3 Trên cơ sở sử dụng ghép kênh thống kê dịch vụ loạihình cung cấp băng thông cố định là loại hình truyền thống, điển hình của loại này

là việc cung cấp các kết nối tới khách hàng trên cơ sở công nghệ chuyển mạch kênhTDM hoặc công nghệ truyền dẫn SONET/SDH Cung cấp băng thông cho kháchhàng theo loại hình này không cho phép nhà cung cấp phân lớp dịch vụ một cách

hoàn chỉnh và chi tiết bởi vì lưu lượng của tất cả các loại hình dịch vụ đều được đối

xử như nhau, không có sự ưu tiên phân biệt Hình thái băng thông ở loại hình nàyngười ta chủ yếu quan tâm tới thuộc tính thông tin về tốc độ đỉnh PIR chứ khôngquan tâm tới thuộc tính thông tin về tốc độ được thoả hiệp CIR Hình thái băngthông loại thứ hai là cung cấp băng thông thống kê, hình thái này cho phép nhà khaithác sử dụng băng thông tổng, tài nguyên mạng hiệu quả hơn rất nhiều Tuy vậy sửdụng loại hình thái băng thông này cung cấp cho ngưòi sử dụng đòi hỏi nhà khaithác và quản lý mạng phải triển khai những công nghệ thích hợp, cho phép thựchiện chức năng quản lý lưu lượng tinh tế với những khả năng phân loại lưu lượng,khả năng đóng khuôn lưu lượng, kĩ thuật định cơ bộ đệm… có đội ngũ cán bộ kỹthuật trình độ cao, am hiểu công nghệ mới

 Phân lớp dịch vụ:

Khái niệm về phân lớp dịch vụ được hiểu là nhóm các ứng dụng đòi hỏi cóchung một cách thức trao đổi thông tin giống nhau Các lớp dịch vụ khác nhau yêucầu cách thức truyền tải thông tin khác nhau Việc phân lớp dịch vụ cho phép nhàcung cấp dịch vụ tạo các ứng dụng có thể (các dịch vụ cụ thể tới người sử dụng mộtcách linh hoạt hơn thay vì việc cung cấp kết nối vật lý cố định tới người sử dụng).Người sử dụng sẽ nhận được một hợp đồng về vận chuyển lưu lượng và chỉ quantâm tới danh sách liệt kê các dịch vụ với những thuộc tính SLA tương ứng thay vìđơn thuần chỉ quan tâm đến băng thông mà nhà khai thác mạng đưa lại Giữa nhàcung cấp dịch vụ và người sử dụng ràng buộc với nhau về thuộc tính của SLA, củacác lớp dịch vụ được thoả thuận trong hợp đồng vận chuyển lưu lượng

Nhà cung cấp dịch vụ khi thực hiện cung cấp dịch vụ cho người sử dụng sẽ phảitriển khai các phương án cấp dịch vụ theo các lớp dịch vụ khác nhau đã được xácđịnh theo mã số dịch vụ (như mã số dịch vụ DSCP trong công nghệ IP) và ghép nốivới các cấp dịch vụ tương ứng với công nghệ được triển khai Ví dụ, nhà cung cấpdịch vụ triển khai bốn lớp dịch vụ, mỗi một dịch vụ được đặc trưng bởi cặp giá trịCIR/PIR về thuộc tính dịch vụ

Phương thức phân cấp độ dịch vụ đem lại nhiều điểm thuận lợi cho khách hàngcũng như nhà khai thác mạng Nó cho phép khách hàng xem được chi tiết hơn về

phương thức truyền tải lưu lượng mà mình sử dụng, nhà khai thác sẽ có lợi nhiềuhơn về việc tăng tính hiệu quả, tối ưu sử dụng tài nguyên mạng.

2.2.3 Xu hướng công nghệ, giải pháp áp dụng cho mạng đô thị thế hệ kế tiếp

Các mạng viễn thông, máy tính truyền thống hiện nay có đặc điểm chung là tồntại một cách riêng lẻ Tương ứng với mỗi loại hình dịch vụ thông tin thì có ít nhấtmột loại mạng viễn thông, máy tính riêng để phục vụ dịch vụ đó Hay nói cáchkhác, các dịch vụ viễn thông, máy tính khác nhau cần đến các hệ thống mạng khácnhau Chẳng hạn như với thoại là mạng PSTN truyền thống, dựa trên nền chuyểnmạch kênh, với dữ liệu là mạng truyền số liệu theo X25, X21, mạng truy nhập trênnền chuyển mạch gói IP… Các mạng này hoạt động hoàn toàn tách biệt nhau, và do

đó hình thức quản lý cũng hoàn toàn riêng biệt nhau Chính vì vậy mà các nhà cungcấp dịch vụ phải đồng thời vận hành quản lý cùng lúc rất nhiều mạng viễn thôngkhác nhau Hình thức quản lý phân tán này trở nên khá phức tạp một cách khôngcần thiết Bên cạnh đó, việc tồn tại cùng lúc song song nhiều mạng sẽ tạo nên sựtrùng lặp đan xen nhau giữa các mạng

Với các hệ thống truyền thống, việc thực hiện đa dịch vụ là rất khó khăn và phảiđồng thời triển khai các hệ thống khác nhau cùng lúc tại cùng một thời điểm Và đểtiến sâu hơn trong việc cung cấp đa dịch vụ theo nhu cầu của hiện tại và tương lai làđiều không thể thực hiện được Các hệ thống viễn thông truyền thống chưa có đượctính năng mở cho môi trường multi-vendor, chẳng hạn như chưa có được các giaodiện lập trình mở (API) hay chưa thể làm việc trong môi trường đa giao thức Đây

là một nhược điểm rất lớn gây không ít khó khăn cho nhà vận hành mạng

Trong mạng chuyển mạch kênh, những kênh lưu lượng được thiết lập giữanhững người sử dụng sau khi một số được quay và kênh này được duy trì cho cuộcgọi đó đến khi một người dùng nào đó giải phóng cuộc gọi Đây là dịch vụ thiết lậpkết nối trước khi truyền dữ liệu (connection oriented) cung cấp cho những người sửdụng với đảm bảo là lưu lượng thoại sẽ không bị đứt quãng, tuy nhiên, do kênh bịchiếm dụng ngay cả khi không có dữ liệu hữu ích vô hình chung gây ra sự lãng phírất lớn Mặc dù vậy, đây là mạng được thiết kế tối ưu cho dịch vụ thoại cơ bản.Vấn đề đặt ra khi nổi bật lên nhu cầu truyền dữ liệu trên mạng chuyển mạchkênh Khi hầu hết lưu lượng dữ liệu được truyền trong những khoảng ngắn (so với

thoại), quá trình truyền vẫn gắn với việc thiết lập kênh và giữ cho chúng luôn mởtrong suốt quá trình truyền chứng tỏ không hiệu quả và tốn chi phí Đây là một điềubất lợi khi mà hầu hết những người dùng chỉ muốn trả chi phí cho dữ liệu truyềnchứ không phải khoảng thời gian mà kênh truyền mở Khi lưu lượng truyền dữ liệubắt đầu bằng và vượt quá lưu lượng thoại trên mạng viễn thông, sẽ kinh tế hơn nếuchúng ta cũng truyền thoại trên mạng chuyển mạch gói Sự hội tụ này sẽ giúp giảmchi phí hoạt động và bảo dưỡng những mạng riêng rẽ Tuy nhiên cũng có nhiều vấn

đề gắn với việc duy trì chuyển mạch kênh là những mức độ dịch vụ có thể cung cấpthời gian thực trên mạng chuyển mạch gói, vì trên mạng chuyển mạch gói khôngphải lúc nào cũng đủ dung lượng để duy trì khả năng truyền dữ liệu đáp ứng thờigian thực Trong mạng chuyển mạch gói có thể xảy ra một số trường hợp như: gói

dữ liệu bị mất, trễ, nghẽn mạch, những trường hợp này không được mong muốntrong qua trình truyền thoại

Hình 2.2 Các giao thức sử dụng trong MAN hiện tại

Như vậy các nhược điểm chính của các giao thức mạng hiện nay đang sử dụngtrong mạng MAN là:

Mỗi giao thức cần một cơ sở hạ tầng mạng riêng biệt

Không linh hoạt trong sử dụng và quản lý băng thông, chất lượng dịch vụ dovậy không thể cung cấp được các dịch vụ dưới dạng SLA

Hạn chế trong khả năng cung cấp băng thông rộng cho một thuê bao dẫn đếnchi phí cao

Xu hướng phát triển của mạng thế hệ kế tiếp là từng bước thay thế hoặcchuyển lưu lượng mạng sử dụng công nghệ TDM sang mạng sử dụng công nghệchuyển mạch gói, xây dựng cơ sở hạ tầng mạng với mục tiêu hội tụ các loại hìnhdịch vụ dữ liệu, tiếng nói, truyền hình trên cùng một cơ sở hạ tầng mạng, cung cấpcác dịch vụ băng thông rộng dưới dạng thoả thuận về cấp độ dịch vụ.

Các công nghệ sử dụng trong mạng MAN thế hệ kế tiếp phải khắc phục được cácnhược điểm của công nghệ mạng hiện nay và đáp ứng được các mục tiêu đề ra ở trên.Hiện nay các công nghệ đang rất được quan tâm ở lớp 3 là công nghệ sử dụng giaothức định tuyến Internet (IP- Internet Protocol) và công nghệ chuyển mạch nhãn đagiao thức (MPLS- Multiprotocol Label Switching) Các công nghệ ở lớp 1 và 2 làcông nghệ GbE (Gigabit Ethernet), công nghệ Ring gói phục hồi RPR (ResilientPacket Ring), công nghệ SDH thế hệ kế tiếp NG-SDH (Next Generation SDH).Việc nghiên cứu chi tiết về các công nghệ trên sẽ được trình bày ở chương tiếptheo

2.2.4 Hiện trạng và cấu trúc cơ sở hạ tầng viễn thông hiện có

Hiện tại hầu hết mạng viễn thông sử dụng công nghệ chuyển mạch kênh TDM.VNPT mới chỉ sử dụng công nghệ chuyển mạch gói ở lớp mạng lõi đường trục (cáctổng đài đường trục sử dụng công nghệ IP, MPLS, Softswitch của Juniper) còn lại

để cung cấp các dịch vụ mạng như Internet, frame relay, ADSL… đều phải đầu tư

cơ sở hạ tầng các mạng riêng lẻ tương ứng Yêu cầu bắt buộc khi xây dựng mạngMAN thế hệ kế tiếp là phải tận dụng được cơ sở hạ tầng mạng sẵn có trong thờigian quá độ Công nghệ được lựa chọn phải có tính mở, vừa tương thích với cơ sở

hạ tầng mạng sẵn có vừa có khả năng mở rộng trong tương lai nhằm tiết kiệm chiphí và đem lại hiệu quả cao