Xây dựng mô hình cấu trúc và triển khai mạng thế hệ mới NGN tại Việt Nam.PDF

FR Frame Relay Công nghệ Frame Relay G GII Global Information Infrastructure Cấu trúc hạ tầng thông tin toàn cầu GSM Global System for Mobile Hệ thống thông tin di động toàn cầu GPRS G

Mục lục

Mục lục……… ……… ……….……… i

Danh mục các chữ viết tắt……….……….…… iv

Danh mục các bảng biểu……….……vii

Danh mục các hình vẽ ……… ………viii

MỞ ĐẦU……… 1

Chương 1 KHẢO SÁT MẠNG VÀ DỊCH VỤ VIỄN THÔNG TẠI VIỆT NAM …3

1.1 MẠNG VIỄN THÔNG CỦA VNPT……… ……… 3

1.1.1 Mạng điện thoại công cộng PSTN.….……….………3

1.1.2 Mạng IP ……… ……… 5

1.1.3 Mạng truyền số liệu………… ……… … 11

1.1.4 Mạng di động……….……… 13

1.1.5 Mạng báo hiệu……… ……….…….…….……… ……13

1.1.6 Mạng đồng bộ……… 14

1.2 MẠNG VIỄN THÔNG CỦA CÁC NHÀ CUNG CẤP LỚN KHÁC TẠI VIỆT NAM…… ………15

1.2.1 Viettel…… ……….……… 15

1.2.2 SPT…… ……….…… 16

1.2.3 Các nhà cung cấp dịch vụ khác……….………… 16

1.3 ĐÁNH GIÁ VỀ HIỆN TRẠNG MẠNG VIỄN THÔNG VIỆT NAM………… … 16

Chương 2 NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ VÀ CÁC MÔ HÌNH MẠNG NGN… 19

2.1 CÁC HOẠT ĐỘNG TIÊU CHUẨN HÓA VÀ KHÁI NIỆM MẠNG NGN………….19

2.1.1 Liên minh Viễn thông Quốc tế (ITU – T)……… 19

2.1.2 Viện tiêu chuẩn hóa viễn thông châu Âu (ETSI)……… 20

2.1.3 IETF……….……… 21

2.1.4 TIA/3GPP2……… …… ……22

2.1.5 Các hoạt động NGN khác……….…….22

2.1.6 Khái niệm mạng NGN……… ……….24

2.2 MỘT SỐ CHUẨN CÔNG NGHỆ VÀ KỸ THUẬT QUAN TRỌNG ĐƯỢC SỬ DỤNG TRONG MẠNG NGN……… ……….25

2.2.1 Các giao thức chuyển mạch/định tuyến……… ……….… 25

2.2.2 Các chuẩn báo hiệu và điều khiển……… ……… 29

2.2.3 Tổng đài Multi Service Switch (MSS)……… ……….……… 54

2.2.4 Mạng di động và khả năng kết nối NGN … ……… ……….54

2.3 MÔ HÌNH CẤU TRÚC CỦA CÁC HÃNG VỀ NGN……… ………… 55

2.3.1 Mô hình NGN của Alcatel……… ……… 55

2.3.2 Mô hình NGN của Siemens………… ……… ……….58

2.3.3 Mô hình NGN của Ericsson ……… ……… ………….63

2.3.4 Mô hình NGN của Nortel……… ……….……… 66

2.3.5 Mô hình mạng NGN của Cisco………… ……….………… 67

2.4 MỘT VÀI NHẬN XÉT VỀ MÔ HÌNH CÁC HÃNG……… 68

Chương 3 XÂY DỰNG CẤU TRÚC MẠNG VÀ TIẾN TRÌNH TRIỂN KHAI MẠNG NGN TẠI VIỆT NAM……… ……….71

3.1 NGUYÊN TẮC VÀ MỤC TIÊU……… … ………… 72

3.1.1 Mục tiêu……….……… 72

3.1.2 Nguyên tắc xây dựng ……… ……… 74

3.2 XÂY DỰNG MÔ HÌNH CẤU TRÚC MẠNG NGN TẠI VIỆT NAM……… ……75

3.2.1 Mô hình cấu trúc tổng thể………….……… ………… 75

3.2.2 Lớp điều khiển……….……… 76

3.2.3 Lớp truyền tải…… … ………80

3.2.4 Lớp truy nhập……… ……… ………86

3.2.5 Lớp quản lý……… ……… 88

3.3 LỘ TRÌNH TRIỂN KHAI MẠNG NGN TẠI VIỆT NAM …… ……… ……….88

3.3.1 Cơ sở xây dựng lộ trình triển khai……… …… ………88

3.3.2 Triển khai mạng NGN giai đoạn 2003-2006…… … ………89

3.3.3 Triển khai mạng NGN giai đoạn 2007-2010……….……… 100

KẾT LUẬN……….……… …… 110

TÀI LIỆU THAM KHẢO……… ……… 112

Danh mục các chữ viết tắt

A

ADM Add – Drop Multiplexer Bộ xen rẽ

ADSL Asymmetric Digital Subcriber Line Đường dây thuê bao số bất đối xứng ATM Asynchronous Transfer Mode Phương thức truyền tin không đồng bộ

CDMA Code Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo mã

D

DSL Digital Subcriber Line Đường dây thuê bao số

DWDM Density Wavelength Division

FR Frame Relay Công nghệ Frame Relay

G

GII Global Information Infrastructure Cấu trúc hạ tầng thông tin toàn cầu GSM Global System for Mobile Hệ thống thông tin di động toàn cầu GPRS General Packet Radio Service Dịch vụ vô tuyến gói chung

I

ITU International Telecommunication Union Hiệp hội viễn thông quốc tế

L

LDP Label Distribution Protocol Giao thức phân phối nhãn

LSR Label Switching Router Bộ định tuyến chuyển mạch nhãn

M

MG Media Gateway Cổng giao tiếp thiết bị

MGCP Media Gateway Control Protocol Giao thức điều khiển MG

MPLS MultiProtocol Label Switch Chuyển mạch nhãn đa giao thức MSC Mobile Switching Center Trung tâm chuyển mạch di động

N

NGN Next Generation Network Mạng thế hệ tiếp theo

O

OSPF Open Shortest Path First Định tuyến ưu tiên đường đi ngắn nhất OTN Optical Transport Network Mạng truyền tải quang

P

PDH Plesiochronous Digital Hierachy Phân cấp số cận đồng bộ

PSTN Public Switched Telephone Network Mạng chuyển mạch điện thoai công cộng

SIP Session Initiation Protocol Giao thức khởi tạo cuộc gọi

SS7 Signalling System No7 Hệ thống báo hiệu số 7

Danh mục các bảng biểu

Bảng 2-1: Các chức năng của Gatekeeper trong mạng H323… ………… … 34

Bảng 2-2: Các lệnh của MGC gửi cho MG……… … 46

Bảng 2-3: Các lệnh của MG gửi cho MGC……… 46

Bảng 2-4: Các lệnh của MEGACO/H248……… ……….48

Bảng 3-1: Vị trí các Node chuyển tải giai đoạn 2003-2006……… ……… …91

Bảng 3-2: Vị trí các Node chuyển tải giai đoạn 2007-2010……… 102

Danh mục các hình vẽ

Hình 1-1: Mạng Internet VNPT……… ……… …7

Hình 1-2: Mạng VOIP 1717 của VNPT……….……… ……… 9

Hình 1-3: Mạng VoIP 171 theo định hướng NGN….……… …… 11

Hình 1-4: Mạng Frame Relay…….………… ……… … …12

Hình 2-1: Hoạt động của mạng MPLS……… ……… ………29

Hình 2-2: Chồng giao thức H323……… ………… ………30

Hình 2-3: Thành phần kiến trúc mạng H.323……… 31

Hình 2-4: Các thành phần của thiết bị đầu cuối H.323……… 32

Hình 2-5: Giao thức SIP trong mạng IP……….……….36

Hình 2-6: Thành phần kiến trúc của mạng SIP……… 38

Hình 2-7: Quan hệ giữa MG và MGC……….………45

Hình 2-8: Quá trình hình thành MEGACO/H248……….……… 47

Hình 2-9: Mô hình thiết lập cuộc gọi bởi Megaco……….……….49

Hình 2-10: Mô hình chức năng của SIGTRAN……….51

Hình 2-11: Mô hình phân lớp mạng NGN của Alcatel……… ………… 55

Hình 2-12: Các thành phần của mạng NGN của Alcatel……….………….57

Hình 2-13: Các thành phần của mạng NGN của SIEMENS………… ………… ….58

Hình 2-14: Giải pháp chuyển mạch nội hạt NGN của SIEMENS………60

Hình 2-15: Cấu trúc mạng NGN của Ericsson……… ……… 65

Hình 2-16: Mô hình kết hợp mạng ATM/IP……… ……… ……… 67

Hình 3-1: Cấu trúc lớp chức năng mạng NGN………74

Hình 3-2: Mô hình tổng quát mạng NGN Việt Nam……… 75

Hình 3-3: Mô hình lớp điều khiển trong mạng NGN……….……….79

Hình 3-4: Cấu trúc lớp truyền tải trong mạng NGN……… 82

Hình 3-5: Sơ đồ tổng quát hệ thống truyền dẫn trên mạng NGN………85

Hình 3-6: Đấu nối hệ thống mạng NGN với mạng PSTN năm 2003-2006….…… 92

Hình 3-7: Đấu nối hệ thống mạng NGN với mạng truyền số liệu Internet giai đoạn 2003-2006……… …… ……….……….93

Hình 3-8: Đấu nối hệ thống mạng NGN với mạng di động……… 93

Hình 3-9: Mô hình lớp truy nhập giai đoạn 2003-2006…… ……… 95

Hình 3-10: Mô hình lớp điều khiển mạng NGN giai đoạn 2003-2006……….97

Hình 3-11: Mô hình, cấu trúc mạng NGN đến năm 2010……….… …101

Hình 3-12: Mô hình lớp truy nhập giai đoạn 2007-2010……… 105

Hình 3-13: Mô hình lớp điều khiển mạng NGN giai đoạn 2007-2010………… …107

MỞ ĐẦU

Trong một vài thập niên gần đây, dưới sự phát triển mạnh mẽ của khoa học công nghệ, đặc biệt trong các lĩnh vực công nghệ và vật liệu bán dẫn, công nghệ chế tạo các bộ vi xử lý, công nghệ truyền dẫn quang… cùng với sự phát triển của kinh

tế xã hội và nhu cầu sử dụng các dịch vụ về thông tin ngày một nhiều đã thúc đẩy sự phát triển và hội tụ mạnh mẽ các ngành điện tử, viễn thông và công nghệ thông tin Các dịch vụ được phát triển trên mạng ngày một nhiều và phong phú theo hướng tích hợp cả dữ liệu, hình ảnh và âm thanh Những năm gần đây chúng ta thấy

sự phát triển mạnh mẽ của các dịch vụ Internet, truyền số liệu X25, Frame Relay, VPN…; các dịch vụ điện thoại, fax over IP; các dịch vụ di động GSM, CDMA và GPRS, WAP, 3G hỗ trợ truyền số liệu, hình ảnh và multimedia… Tuy nhiên, hầu như mỗi loại hình dịch vụ này đều cần có một mạng lưới riêng, mà chưa có khả năng hỗ trợ tận dụng hạ tầng giữa các mạng dịch vụ đó

Ở góc độ công nghệ, các hệ thống chuyển mạch đã phát triển từ chuyển mạch tương tự, chuyển mạch số SPC truyền thống trước đây sang chuyển mạch gói như ATM, IP Truyền dẫn cũng đã có những bước phát triển mạnh sang các công nghệ quang, ghép kênh theo bước sóng WDM, DWDM Các hình thức truy nhập dịch vụ cũng đang phát triển đa dạng, như truy nhập qua đường dây cáp đồng xDSL, các phương thức truy nhập vô tuyến như WLAN, Wi-Fi, Wi-Max Lĩnh vực công nghệ thông tin đã phát triển mạnh mẽ, các hệ thống máy tính xử lý tốc độ cao lên đến hàng Gbps, các hệ quản trị dữ liệu lớn như Oracle, Unix,…và hàng loạt các ngôn ngữ lập trình ứng dụng ra đời đã phần nào giúp “mềm hoá” và thực hiện nhanh hơn các chức năng điều khiển và xử lý trong các hệ thống viễn thông vốn được coi là các các thiết bị điện tử thiên về phần cứng trước đây

Ở một khía cạnh khác, môi trường kinh doanh của thế giới đang phát triển mạnh mẽ Các nhà cung cấp dịch vụ, cung cấp thiết bị và công nghệ đang cố gắng đẩy mạnh hiệu quả kinh doanh trong một môi trường cạnh tranh toàn cầu hóa Đối với các nhà cung cấp dịch vụ, việc nâng cao hiệu quả đầu tư vào hạ tầng mạng lưới

và việc tạo ra những dịch vụ viễn thông tiện ích nhất đáp ứng tối đa nhu cầu của xã hội luôn là bài toán đặt ra và phải cân đối giữa các yếu tố đó Một mặt, cần tận dụng

hạ tầng mạng lưới viễn thông trước đây với các dịch vụ viễn thông truyền thống, một mặt khác cần phải phát triển mạng để đáp ứng nhu cầu các dịch vụ mới như trao đổi dữ liệu, Internet, các dịch vụ trên nền IP, dịch vụ đa phương tiện trong tương lai như đã nêu bên trên… Từ nhu cầu đó dẫn đến sự ra đời của khái niệm, hướng xây dựng và phát triển mạng NGN (Next Generation Network)

Với vai trò và ý nghĩa đó của mạng NGN trong việc phát triển các dịch vụ viễn thông, tin học trong tương lai, đề tài này đi sâu vào nghiên cứu về mạng NGN, các vấn đề kỹ thuật, công nghệ liên quan đến NGN, từ đó đề xuất hướng xây dựng và phát triển mạng NGN của Việt Nam trên cơ sở hạ tầng mạng viễn thông hiện tại Đề tài được chia thành 3 chương sau:

- Chương 1 Khảo sát mạng và dịch vụ viễn thông Việt Nam

- Chương 2 Nghiên cứu công nghệ và các mô hình mạng NGN

- Chương 3 Xây dựng cấu trúc mạng và tiến trình triển khai mạng NGN tại

Việt Nam

Trong quá trình thực hiện đề tài, tôi xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ, chỉ bảo nhiệt tình của các thầy cô giáo tại Khoa Điện tử Viễn thông – Trường Đại học Công nghệ - Đại học Quốc Gia Hà Nội, đặc biệt là PGS.TS Nguyễn Kim Giao - người đã trực tiếp hướng dẫn tôi và các bạn đồng nghiệp

Chương 1

KHẢO SÁT MẠNG VÀ DỊCH VỤ VIỄN THÔNG TẠI VIỆT NAM

1.1 MẠNG VIỄN THÔNG CỦA VNPT

1.1.1 Mạng điện thoại công cộng PSTN

Mạng PSTN của VNPT được chia thành 03 cấp mạng: cấp quốc tế, cấp quốc gia và cấp nội tỉnh

Mạng truyền dẫn quốc tế do VTI quản lý hiện bao gồm:

- Các trạm cặp bờ cáp biển TVH (560Mb/s) và SMW3 (2,5Gb/s)

- Các trạm cáp đất liền thuộc tuyến CSC (2,5Gb/s), tuyến cáp quang TP

HCM Phnômpênh (155Mb/s)

- Các trạm thông tin vệ tinh mặt đất sử dụng qua vệ tinh Intelsat, Intersputnik

và các hệ thống thông tin VSAT DAMA, VSAT TDM/TDMA, VSAT-IP

1.1.1.2 Cấp quốc gia

Cấp quốc gia bao gồm các hệ thống chuyển mạch và truyền dẫn liên tỉnh do Công ty Viễn thông Liên tỉnh (VTN) quản lý

Hệ thống chuyển mạch bao gồm các tổng đài Toll của Ericsson AXE-10, trong

đó loại Local 6 (BYB 202) lắp đặt tại Hà nội, HCM, Đà nẵng và Local 7.2 (BYB

501) lắp đặt tại Hà Nội, Đà nẵng, TP.HCM và Cần Thơ Các tổng đài Toll thực hiện chức năng chuyển tiếp (Transit) các cuộc gọi trong nước (từ cấp nội tỉnh) đi quốc tế

và ngược lại

Mạng truyền dẫn liên tỉnh hiện nay phát triển hầu hết đến các trung tâm tỉnh, chủ yếu sử dụng công nghệ SDH tốc độ từ 622Mb/s đến 2,5Gb/s Tuyến trục Bắc Nam sử dụng mạng Ring cáp quang 2,5 Gb/s sử dụng công nghệ SDH, 20Gb/s sử dụng công nghệ DWDM và tuyến viba PDH 140Mb/s có cấu hình 2+1

1.1.1.3 Cấp nội tỉnh

Cấp nội tỉnh bao gồm hệ thống chuyển mạch và mạng truyền dẫn nội tỉnh do

61 Bưu điện tỉnh, thành phố quản lý

Mạng chuyển mạch nội tỉnh gồm tổng đài Host và các vệ tinh được quy hoạch theo vùng mạng và từng bước được thực hiện việc đánh số và quản lý thuê bao theo vùng địa lý Mỗi tỉnh gồm 2 đến 3 tổng đài Host đảm bảo độ tin cậy, an toàn mạng lưới Các chủng loại tổng đài chính là Alcatel 1000E1, Siemens EWSD, NEC Neax61Sigma, VKX Bên cạnh đó, còn các chủng loại khác như Fetex, Neax61E, TDX1B đang được thu hẹp vùng mạng và đưa dần ra khỏi mạng lưới do chất lượng dịch vụ không cao Ngoài ra còn có nhiều tổng đài độc lập với các chủng loại khác nhau và phân bố không theo quy luật, bao gồm khoảng 20 loại tổng đài khác nhau như: DTS, KASATI, SSA, SDE, RAX, HOPOCOM, MAX, PANASONIC Đến nay hầu hết các tổng đài độc lập đã được đưa ra khỏi mạng thay thế bằng các

vệ tinh của các hệ tổng đài host có chất lượng đảm bảo

Mạng truyền dẫn nội tỉnh bao gồm các tuyến cáp quang chủ yếu sử dụng công nghệ SDH Hiện đang triển khai mạnh mẽ trên toàn quốc để thay thế các tuyến viba

số PDH có dung lượng hạn chế và chất lượng không ổn định Hệ thống cáp quang SDH sử dụng thiết bị do nhiều hãng cung cấp khác nhau: Fujitsu, Alcatel, NEC, Siemens, Lucent, Bosch, Northern Telecom… với dung lượng thiết kế từ 155Mbps đến 2,5Gb/s Hệ thống Viba PDH sử dụng thiết bị của các hãng: Fujitsu, Alcatel, Nokia, Siemens, SIS, AWA, SAT Dung lượng của các thiết bị này là 140Mb/s, 34Mb/s, nx2Mb/s

thời gian tới (Hình 1-1)

Phân mạng VNN ISP cung cấp các dịch vụ VNN ISP, cung cấp các kết nối cho mạng Access và kết nối với phân mạng VNN IXP, bao gồm các Router Backbone kết nối 3 trung tâm tại VDC1, VDC2 và VDC3 tạo thành một tam giác Backbone VNN ISP, sử dụng định tuyến EIGRP

Việc ra đời mạng Internet của Việt Nam trong những năm qua đã góp phần thúc đẩy sự phát triển mạnh mẽ và phổ cập công nghệ thông tin đối với cả nước Ngày càng có nhiều dịch vụ được phát triển trên môi trường mạng Internet, như các dịch vụ điện thoại qua Internet (Fone VNN), VPN, Video On Demand, Video Conferencing, mua bán vào đào tạo từ xa qua mạng Internet…

VNN ISP Network

FTP Server Web Server Mail

DNG ISP Distribution Router Cisco 7513

Leased Line

Customers

Leased Line Customers

HCM Backbone Router Cisco 7609OSR

HNI IXP & ISP Switch Cisco Catalyst 6509

8 Mbps

HNI IXP & ISP Switch Cisco Catalyst 6509

FTP Server Web Server

Server

HCM Server farm

HaNoi Server farm

VDC3 POPs VDC1 POPs

VDC2 POPs

155 Mbp s

8E1 - HS SI 8E1- HSS I

155 Mbps

2 M bp

s to

Ja pa n

HCM IMUX

to Korea Larscom Orion 4000

Ch in a

2x 15

5 M bp s

8E1-HS 8E1 - H SI SSI

DNG IXP & ISP Switch Cisco 6509

HCM IXP Distribution Router Cisco 7204VXR

DNG IXP Distribution Router Cisco 7206VXR

HNI IXP Distribution Router Cisco 7206VXR

HNI Gateway Router Cisco 7609OSR

DNG Gateway Router Cisco 7609OSR

HCM Gateway Router Cisco 7609OSR

45 Mb

ps to

US A

155M bps to Hong Kon g

1 M bps to Taiw an

HCM Server farm HCM Server farm

H×nh 1-1 M¹ng Internet VNPT

Sơ đồ cấu trúc mạng như Hình 1-2

QBH PSTN

KTM PSTN YBI PSTN

HNM PSTN

BLU PSTN NTN PSTN

VDC1

Cisco 3640 IMUX

IMUX

VDC2

VDC3

SC2200 SC2200 Cisco 3640

STP

STP STP

RTS Prepaid

®ni Cisco AS5400/8E1

Si

H×nh I-2 M¹ng VOIP 1717 cña VNPT

1.1.2.3 Mạng VoIP định hướng NGN

Mạng 171 hiện nay đang được triển khai trên cơ sở dự án VoIP được đầu tư tập trung tại VNPT bao gồm 3 node trục chính ở Hà Nội, TP.HCM, Đà Nẵng và các tỉnh thành trên cả nước Đây chính là các thiết bị cơ sở hạ tầng mạng cho việc triển khai mạng NGN của VNPT trong thời gian tới

Các Node mạng chính (Core) tại Hà Nội, TP.HCM, Đà Nẵng được triển khai với thiết bị M160 của hãng Siemens tại 3 Trung tâm Các thiết bị mạng trục này làm chức năng truyền tải lớp core cho mạng NGN của VNPT Hiện tại, mạng trục này đang thực hiện việc truyền tải lưu lượng dịch vụ VoIP 171, một phần dữ liệu mạng ADSL, dịch vụ PSTN trả trước 1719 sắp ra đời và các dịch vụ dữ liệu khác trong tương lai Tại các tỉnh thành khác, hiện đang dùng các thiết bị Siemens ERX 705/1400 để triển khai Các thiết bị này có năng lực thấp hơn thiết bị M160 nhưng đáp ứng được nhu cầu truyền tải tại địa bàn các tỉnh trên cả nước

Theo định hướng của VNPT, dự kiến mạng trục với các thiết bị đang triển khai

sẽ là cơ sở để xây dựng mạng NGN trong tương lai

Sơ đồ cấu trúc mạng như Hình 1-3

ADSL MegaVNN

VNN

STM-16

STM-16 STM-16

ERX 705/1400

ERX 705/1400

ERX 705/1400 ERX 705/1400 ERX 705/1400

ERX 705/1400 ERX 705/1400 ERX 705/1400

PSTN/ISDN

MG

nxE1/SS7Link nxE1/SS7Link

Hình 1-3: Mạng VoIP 171 theo định hướng NGN

1.1.3 Mạng truyền số liệu

1.1.3.1 Mạng X25

Mạng truyền số liệu X25 hay còn gọi là mạng chuyển mạch gói VIETPAC của VDC được đưa vào cung cấp năm 1993 Mạng VIETPAC dựa trên cơ sở giao thức chuyển mạch gói X25, X28 Ngoài việc cung cấp các dịch vụ truyền dữ liệu trong nước, nó còn được nối kết trực tiếp với các mạng truyền số liệu quốc tế như TRANSPAC của Pháp, SPRINTNET của Mỹ, AUSTPAC của Australia, TELEPAC của Singapore và mạng trục VNN của Việt Nam Các dịch vụ VIETPAC mang lại như: Truy nhập dữ liệu trong nước và thế giới, truy cập Internet, thư điện tử, chuyển thư ra telex và fax, cho thuê kênh truyền, tạo mạng diện rộng, truyền báo ảnh màu với tốc độ cao (tới nay mạng lưới truyền báo của VDC đã có 8 điểm đặt tai các tỉnh thành: Cần Thơ, Tp.HCM, Đắc Lắc, Bình Định, Đà Nẵng, Nghệ An, Hà nội và Điện Biên)…

1.1.3.2 Mạng Frame Relay

Frame Relay là một mạng truyền số liệu diện rộng dựa trên công nghệ chuyển mạch gói được VDC cung cấp từ năm 2000 trên cơ sở mạng Vietpac cũ Sơ đồ cấu

trúc mạng như Hình 1-4 Đây là một chuẩn của CCITT và ANSI định ra quá trình

truyền dữ liệu qua mạng dữ liệu công cộng Hiện tại VDC đang tiến hành mở rộng qui mô cung cấp cho dịch vụ Frame Relay phục vụ cho các khách hàng có nhu cầu kết nối các mạng diện rộng và sử dụng các ứng dụng riêng với tốc độ kết nối từ 64Kbps đến 2048Kbps, tại 19 tỉnh thành với khoảng 150 kênh thuê bao Thiết bị mạng là thiết bị đa giao thức PassPort của Nortel: Tổng đài Backbone sử dụng thiết

bị PassPort 7480, tổng đài Access tại các tỉnh sử dụng PassPort 6440/7440 Mạng

có các kết nối đi quốc tế theo các hướng Nhật bản, Đài Loan, Hồng công, Singapore

và Mỹ

International Frame Relay Network Frame Relay network topology

nxE1 E3 in late 2005

nxE1 E3 in late 2005

nxE1 E3 in late 2005

Tay ninh Tra vinh

nxE1

nxE1

HCM

Hình 1-4: Mạng Frame Relay

1.1.3.3 Mạng kênh thuê riêng

Mạng kênh thuê riêng hoạt động trên các thiết bị truyền dẫn tách gép kênh PCM Multipler, nx64Kbps và nxE1 Thiết bị sử dụng được cung cấp bởi rất nhiều hãng khác nhau như Alcatel, Siemens, Huawei, Telindus, Rad Hiện tại dịch vụ này được phân đoạn quản lý bởi Công ty VTI, VTN và các Bưu điện tỉnh, thành phố

để cung cấp kênh thuê riêng trong nước và quốc tế

1.1.4 Mạng di động

Ngoài các mạng số liệu và thoại kể trên, hiện nay VNPT đang cung cấp dịch

vụ di động GSM với hai công ty GPC và VMS Các hệ thống mạng này được nối kết với mạng chuyển mạch liên tỉnh, quốc tế và nội hạt để thực hiện các cuộc gọi giữa mạng di động và mạng điện thoại cố định trong nước và quốc tế Mạng lưới của GPC và VMS được xây dựng trên cơ sở các thiết bị tổng đài chuyển mạch MSC, các BSC và các BTS Thiết bị sử dụng chủ yếu được cung cấp bởi Ericsson, Motorola, Siemens, Alcatel, Nokia

Hiện nay hai công ty này cũng đã triển khai mạng di động thế hệ 2,5G bởi việc đầu tư thêm vào mạng GSM cũ các hệ thống mạng dịch vụ GPRS và WAP Việc ra đời của GPRS và WAP đã cho phép khách hàng sử dụng được dịch vụ truyền số liệu và truy nhập Internet từ máy di động đầu cuối

Hiện tại, hai công ty cũng đang tiến hành thử nghiệm hệ thống mạng di động thế hệ 3 (3G) và sẽ triển khai trong một thời gian không xa

1.1.5 Mạng báo hiệu

1.1.5.1 Hệ thống báo hiệu cho mạng PSTN

Hiện nay, mạng viễn thông Việt Nam sử dụng cả hai loại báo hiệu R2 và C7 Mạng báo hiệu số 7 được đưa vào khai thác tại Việt Nam theo chiến lược triển khai

từ cấp mạng quốc tế trở xuống theo tiêu chuẩn của ITU-T (khai thác thử nghiệm đầu tiên từ năm 1995 tại VTN và VTI) Cho đến nay mạng báo hiệu số 7 đã hình

thành với một cấp STP tại 3 trung tâm (Hà Nội, Đà Nẵng, TP Hồ Chí Minh,…) của

3 khu vực Bắc, Trung, Nam và sử dụng hầu hết đối với các tổng đài trên mạng

1.1.5.2 Hệ thống báo hiệu cho mạng VoIP

Mạng VoIP hiện tại của VNPT đang sử dụng hệ thống báo hiệu MGCP/BICC/ SIGTRAN cho việc điều khiển các cuộc gọi từ mạng PSTN, SS7 sang mạng IP Các giao thức này được hoạt động trong thiết bị MGC (Media Gateway Controler) - thiết bị SURPASS HiQ để điều khiển các MG (Media Gateway) - thiết bị SURPASS HiG trên mạng VoIP hiện tại

Riêng chuẩn báo hiệu SIP và H323, Công ty VDC và VTN cũng đang thực hiện dự án thử nghiệm đưa công nghệ này vào sử dụng cho dịch vụ Fone-Vnn, 1717

và VoIP171 trong thời gian tới

BICC là giao thức hoạt động giữa các MGC, trong khi H323 và SIP còn xử lý cho tới cuộc gọi đầu cuối Chúng đều được coi là những giao thức điều khiển linh hoạt mới cho việc thực hiện các cuộc gọi trên môi trường IP SIP và H.323 đều có những thế mạnh riêng SIP được coi là giải pháp cho việc phát triển các dịch vụ IP trong tương lai trên mạng NGN tuy nhiên các chuẩn về SIP vẫn còn tiếp tục được hoàn thiện

1.1.6 Mạng đồng bộ

Mạng đồng bộ Việt nam hoạt động theo phương thức chủ tớ có dự phòng Mạng đồng bộ của VNPT bao gồm 4 cấp là: cấp 0, cấp 1, cấp 2, cấp 3

Trong đó:

- Cấp 0: là cấp của các đồng hồ chủ quốc gia (PRC)

- Cấp 1: là cấp mạng được đồng bộ trực tiếp từ đồng hồ chủ (PRC) tới các

tổng đài nút chuyển tiếp quốc tế, chuyển tiếp quốc gia và các đồng hồ thứ cấp

- Cấp 2: là cấp mạng được đồng bộ từ đồng hồ của các nút chuyển tiếp quốc

tế hoặc chuyển tiếp quốc gia hoặc đồng hồ thứ cấp tới các tổng đài HOST

và các tổng đài có trung kế với các nút chuyển tiếp quốc tế và chuyển tiếp quốc gia

- Cấp 3: là cấp mạng được đồng bộ từ đồng hồ của các tổng đài HOST và từ

các tổng đài có trung kế với các nút chuyển tiếp quốc tế và chuyển tiếp quốc gia tới các thiết bị thuộc phần mạng cấp thấp hơn

1.2 MẠNG VIỄN THÔNG CỦA CÁC NHÀ CUNG CẤP LỚN KHÁC TẠI VIỆT NAM

- Mạng chuyển mạch cố định của Vietel gồm 03 cấp mạng Trong đó cấp quốc

tế và quốc gia gồm 03 tổng đài do ZTE cung cấp lắp đặt tại 3 thành phố lớn là Hà Nội, Đà Nẵng và TP Hồ Chí Minh Các tổng đài này đồng thời thực hiện luôn chức năng cấp mạng nội tỉnh Bên cạnh đó, cấp nội tỉnh đã triển khai tới 29 tỉnh, thành phố Các tổng đài sử dụng chủ yếu là của ZTE, ngoài ra có một số của Siemens

- Mạng di động của Viettel sử dụng công nghệ GSM chính thức đi vào hoạt động từ ngày 15/10/2004

- Mạng truyền dẫn của Vietel bao gồm tuyến truyền dẫn quốc tế dung lượng 155Mb/s kết nối với Trung Quốc chính thức khai trương Ngày 27/11/2003 và tuyến trục Bắc - Nam dung lượng 2,5 Gb/s sử dụng công nghệ WDM

- Mạng Internet của Vietel ra đời năm 2003, dung lượng kết nối quốc tế là 45Mb/s Hiện cung cấp dịch vụ truy nhập Internet ISP và dịch vụ kết nối Internet IXP Dự kiến trong năm 2006, sẽ được mở rộng ra toàn quốc

sử dụng công nghệ CDMA vào khai thác

1.3 ĐÁNH GIÁ VỀ HIỆN TRẠNG MẠNG VIỄN THÔNG VIỆT NAM

Qua khảo sát hiện trạng mạng viễn thông Việt nam, chúng ta có một số đánh giá sau:

- Môi trường và khả năng phát triển mạng Viễn thông thông Việt nam có rất nhiều triển vọng Điều đó thể hiện ở chỗ chúng ta đã có một mạng Viễn thông khá hiện đại với các loại hình dịch vụ phong phú Nhu cầu về thị trường dịch vụ cũng khá lớn đối với đất nước có trên 80 triệu dân, cơ chế chính sách đã mở khá thông thoáng cho việc cạnh tranh và hội nhập quốc tế

- Mạng viễn thông của VNPT và của các nhà khai thác khác hầu hết đã được

số hoá cả về truyền dẫn và chuyển mạch với các thiết bị công nghệ mới hiện đại

trên phạm vi toàn quốc Tuy nhiên, mạng lưới viễn thông phức tạp với nhiều chủng loại thiết bị khác nhau gây khó khăn trong công việc khai thác, quản lý, bảo dưỡng

- Các dịch vụ phụ thuộc vào hệ thống hạ tầng mạng Điều này làm cho nhà cung cấp dịch vụ phải duy trì hệ thống hạ tầng riêng cho từng dịch vụ nhất định, đồng thời người sử dụng cũng phải dùng nhiều chủng loại thiết bị đầu cuối khác nhau

- Kém hiệu quả trong việc bảo dưỡng, vận hành và sử dụng tài nguyên Tài nguyên sẵn có trong một mạng không thể chia sẻ cho các mạng khác cùng sử dụng

Hệ thống chuyển mạch kênh không hỗ trợ lưu lượng dữ liệu tăng đột biến một cách hiệu quả, đồng thời gây lãng phí băng thông khi trong một khoảng thời gian rỗi không có tín hiệu nào được truyền đi

- Tại các hệ thống tổng đài, kiến trúc phần cứng là độc quyền, là hệ thống

“đóng” làm cho nhà khai thác phụ thuộc gần như hoàn toàn vào nhà cung cấp thiết

bị, gây khó khăn và tốn kém cho việc nâng cấp, ứng dụng và phát triển các phần mềm mới

- Trong xu hướng phát triển của Công nghệ viễn thông thế giới là tích hợp các dịch vụ Voice, Data, Multimedia, việc xây dựng và quy hoạch lại mạng Viễn thông Việt Nam theo mô hình của thế giới là điều cần thiết trong tương lai để đáp ứng nhu cầu phát triển các dịch vụ viễn thông và công nghệ thông tin tại Việt Nam Nói cách khác, việc nghiên cứu, xây dựng và triển khai mạng NGN tại Việt Nam là điều cần thiết và sẽ phải làm trong thời gian tới

Tóm lại, để việc xây dựng một mô hình cấu trúc mạng NGN áp dụng trong tương lai tại Việt Nam đạt hiệu quả cao thì công việc khảo sát và đánh giá hiện trạng mạng viễn thông hiện tại là một việc hết sức quan trọng Việc xem xét, khảo sát hiện trạng hạ tầng mạng hiện tại là cơ sở để có những đề xuất xây dựng một mô hình cấu trúc phù hợp với môi trường, điều kiện cơ sở hạ tầng mạng viễn thông của

Việt Nam, đồng thời cũng là cơ sở để hình thành các bước triển khai đạt hiệu quả cao

Chương này khảo sát hiện trạng mạng Viễn thông tại Việt Nam, bao gồm mạng của VNPT và một số nhà cung cấp dịch vụ viễn thông lớn khác như Vietel, SPT, EVNTelecom…

Ngoài ra, chương này cũng xem xét quá trình phát triển các dịch vụ mới theo hướng mạng NGN trong thời gian gần đây, đặc biệt là những triển khai và chuẩn bị của VNPT - một nhà cung cấp dịch vụ lớn nhất tại Việt nam cho việc ra đời mạng NGN

Chương 2

NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ VÀ CÁC MÔ HÌNH MẠNG NGN

2.1 CÁC HOẠT ĐỘNG TIÊU CHUẨN HÓA VÀ KHÁI NIỆM MẠNG NGN

Như đã giới thiệu ở trên, với sự phát triển trong bối cảnh mới của lĩnh vực viễn thông, xuất phát từ môi trường cạnh tranh bình đẳng, mở của các nhà cung cấp dịch

vụ, sự bùng nổ của các lưu lượng dữ liệu số, sự gia tăng sử dụng Internet, nhu cầu

sử dụng các dịch vụ Multimedia, sự gia tăng từ phía người dùng về các dịch vụ di động… từ giữa những năm 90, các tổ chức viễn thông (ITU, IETF, MSF, ISC, ) và các hãng cung cấp thiết bị (như Siemens, Ericsson, Cisco, Alcatel, ) đã đưa ra ý tưởng về một mạng thế hệ sau (Next Generation Network - NGN) nhằm đáp ứng các nhu cầu nêu trên Sau đây chúng ta sẽ xem xét tình hình nghiên cứu, tiêu chuẩn hóa hóa mạng NGN trên thế giới

2.1.1 Liên minh Viễn thông Quốc tế (ITU – T)

Mở đầu cho việc nghiên cứu và chuẩn hoá về NGN là dự án Global Information Infrastructure (GII) của ITU bắt đầu năm 1995 Đến năm 2002, ITU đã quyết định thực hiện một dự án lấy tên là NGN 2004 Project, và giao cho nhóm Study Group 13 (SG13) đảm nhận Công việc của NGN 2004 Project là thực hiện tất cả nội dung liên quan đến tiêu chuẩn hoá mạng NGN trên cơ sở dự án GII trước

- WG6: Evolution

- WG7: Mạng chuyển tải gói tương lai

Cấu trúc mạng NGN theo ITU-T bao gồm 3 lớp chức năng sau:

- Các chức năng ứng dụng

- Các chức năng trung gian bao gồm:

+ Các chức năng điều khiển dịch vụ

+ Các chức năng quản lý

- Các chức năng cơ sở bao gồm:

+ Các chức năng mạng (bao gồm chức năng chuyển tải và chức năng điều khiển)

+ Các chức năng xử lý và lưu trữ

+ Các chức năng giao diện người - máy

2.1.2 Viện tiêu chuẩn hóa viễn thông châu Âu (ETSI)

Phần lớn các nghiên cứu được đưa ra trong TISPAN Các công tác nghiên cứu bao gồm: cấu trúc, dịch vụ, điều khiển, bảo mật Nhóm này cũng đóng góp vào 3GPP (mạng di động thế hệ mới)

ETSI hiện đang tập trung đưa ra các tiêu chuẩn cho NGN, một số kết quả được đưa ra trong TISPAN-NGN Release 1:

- Triển khai các dịch vụ PSTN/ISDN trong mạng NGN

- Cung cấp các dịch vụ multimedia

- Truy cập tới các dịch vụ Internet và các ứng dụng của nó

- Cung cấp dịch vụ nội dung…

Các yêu cầu đặt ra bao gồm khai thác và sử dụng lại tối đa (với các thích ứng cần thiết nhằm hỗ trợ đa dạng truy nhập bao gồm mạng truy nhập IP dựa trên xDSL) của SIP-based Multimdia Subsystem (IMS) do 3GPP định nghĩa hỗ trợ các dịch vụ truyền thống Các kế hoạch này được đưa ra đầy đủ trong TISPAN_NGN

Release 1 vào giữa năm 2005, do đó cung cấp định hướng cho sự phát triển của NGN trong tương lai

Cấu trúc mạng NGN theo ETSI bao gồm 4 lớp:

- Lớp kết nối

- Lớp điều khiển và các ứng dụng truyền thông

- Lớp các ứng dụng và nội dung

- Lớp quản lý

Ngoài ra Uỷ Ban Châu âu có tài trợ ETSI dự án NGN Initiative Project nhằm

giải quyết các vấn đề khi triển khai NGN Dự án này cũng đã đưa ra được các tiêu chuẩn, công nghệ và roadmaps

2.1.3 IETF

IETF (Internet Engineering Task Force) là tổ chức nghiên cứu các tiêu chuẩn

mở đối với các nhà thiết kế, khai thác, cung cấp chủ yếu trong lĩnh vực Internet Theo IETF, cấu trúc của cơ sở hạ tầng thông tin toàn cầu sử dụng giao thức cơ

sở IP cần phải có mạng chuyển tải toàn cầu sử dụng giao thức IP với bất cứ công nghệ lớp kết nối nào Nghĩa là, IP cần có khả năng chuyển tải các truy nhập đường trục có giao thức kết nối khác nhau

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

(IP CDN: IP Cable Data Network) và IP với môi trường không gian (vô tuyến)

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

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

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

Mô hình IP trên ATM (IP over ATM) của IETF xem IP như một lớp trên lớp ATM và định nghĩa các mạng con IP trên nền mạng ATM Phương thức tiếp cận

này cho phép IP và ATM hoạt động với nhau mà không cần thay đổi giao thức Tuy nhiên phương thức này không tận dụng được hết các khả năng của ATM và không thích hợp với mạng nhiều Router vì vậy không đạt hiệu quả cao

IETF là tổ chức đưa ra nhiều tiêu chuẩn về MPLS (MultiProtocol Label Switching) MPLS là kết quả phát triển của IP Switching sử dụng cơ chế hoán đổi nhãn như của ATM để truyền gói tin mà không cần thay đổi các giao thức định tuyến của IP, [11]

2.1.4 TIA/3GPP2:

Tổ chức này đã có các dự án nghiên cứu và đưa ra các tài liệu kỹ thuật IP Multimedia Subsystem(IMS): TIA TR-41, TR-45 và mạng di động thế hệ mới Các nhóm chỉ tiêu kỹ thuật bao gồm:

- TSG-A: các giao diện mạng truy nhập

- TSG-C: CDMA2000

- TSG-S: các vấn đề về dịch vụ và hệ thống

- TSG-X: các mạng lõi

2.1.5 Các hoạt động NGN khác

2.1.5.1 Global Standards Collaboration (GSC) Resolution on NGN

Kết quả được được trình bày trong:

Một số thông tin:

http://www.ncs.gov/nstac/reports/fact_sheet/NSTAC%20Fact%20%Sheet%2005

2.1.5.4 Dự án MESA

Dự án này được thực hiện giữa TIA và ETSI Mục tiêu là cung cấp cho nguời

sử dụng công cộng dịch vụ an toàn các tính năng NGN của mạng dữ liệu băng rộng

và khả năng truy nhập vào dữ liệu

2.1.5.5 Dự án NGN của Diễn đàn Ngành Viễn thông Úc (ACIF)

Dự án này cung cấp cơ chế cho ngành công nghiệp Viễn thông (gồm các nhà lập chính sách, luật, các nhà khai thác, cung cấp dịch vụ) xem xét các lựa chọn, sự chuẩn bị thích đáng cho triển khai NGN bao gồm cấu trúc chức năng, kỹ thuật, chuẩn, kết nối mạng, chất lượng dịch vụ… Đây là một ví dụ của các hoạt động về NGN của Châu Á Thái Bình Dương

Qua xem xét các hoạt động chuẩn hóa cho thấy đến thời điểm này, chưa có một định nghĩa cụ thể và chính xác nào cho mạng NGN Các kết quả nghiên cứu hầu hết vẫn đang ở dạng được tiếp tục phát triển

Mặc dù chưa hoàn thiện khuyến nghị đầu tiên cho mạng NGN đối với tất cả các vấn đề liên quan mà nó cần đề cập, tuy nhiên theo quan điểm của ITU [12], và ETSI [19], chúng ta có khái niệm về mạng NGN như sau:

“ Mạng viễn thông thế hệ sau (NGN) là một mạng có hạ tầng thông tin chung dựa trên cơ sở công nghệ chuyển mạch gói để có thể cung cấp các dịch vụ bao gồm các dịch vụ viễn thông, cung cấp các công nghệ truyền tải băng thông rộng và đảm bảo chất lượng dịch vụ (QoS), trong đó các chức năng liên quan đến dịch vụ độc lập với các công nghệ truyền tải lớp dưới NGN cung cấp khả năng truy nhập không hạn chế của người sử dụng đến nhiều nhà cung cấp dịch vụ khác nhau NGN hỗ trợ các dịch vụ di động nói chung, tức là người sử dụng có thể truy nhập ở mọi nơi với bất kỳ phương thức truy nhập nào”

Theo đó, mạng NGN có những đặc điểm cơ bản sau:

- Dựa trên nền tảng công nghệ chuyển mạch gói

- Chức năng điều khiển được tách khỏi chức năng truyền tải, cuộc gọi và dịch vụ

- Tách biệt dịch vụ và mạng, cung cấp các giao diện mở (APIs) nhằm hỗ trợ cho việc tạo các dịch vụ mới mà không phụ thuộc nhiều vào các nhà cung cấp thiết bị và khai thác mạng

- Hỗ trợ nhiều loại dịch vụ (dịch vụ thời gian thực, phi thời gian thực, đa phương tiện, )

- Cung cấp dịch vụ băng rộng với sự trong suốt từ đầu cuối tới đầu cuối

- Liên kết với các mạng truyền thống khác (PSTN, ISDN, )

- Hỗ trợ các dịch vụ và tính năng di động nói chung

- Người sử dụng không bị lệ thuộc vào nhà cung cấp dịch vụ khác nhau

Các dự án nghiên cứu của ITU và các hãng đang tiếp tục cụ thể hoá cũng như hoàn thiện các chuẩn NGN Trong phần sau chúng ta sẽ nghiên cứu về các chuẩn công nghệ và kỹ thuật đang được xem xét cho mạng NGN

2.2 MỘT SỐ CHUẨN CÔNG NGHỆ VÀ KỸ THUẬT QUAN TRỌNG ĐƯỢC

ATM dựa trên kỹ thuật chuyển mạch tế bào (cell) với các cell có chiều dài cố định là 53Bytes và truyền số liệu định hướng kết nối (connection oriented) Hệ thống thiết bị chuyển mạch ATM dựa trên lớp 2 trong mô hình OSI và thực hiện bởi phần cứng các tổng đài Do các đặc điểm đó, ATM thường đảm bảo tốt chất lượng (QoS) các dịch vụ nó truyền tải ATM đáp ứng được nhu cầu truyền dẫn và chuyển mạch tốc độ cao Tuy nhiên, công nghệ ATM cũng có những hạn chế về mặt hiệu quả kinh doanh dịch vụ, do công nghệ thiên về phần cứng nên việc đầu tư vào hạ tầng mạng là lớn và chi phí khá tốn kém Với sự phát triển mạnh của mạng IP với các kỹ thuật mới như MPLS, dẫn đến công nghệ ATM có xu hướng phát triển ít trong tương lai

2.2.1.2 Giao thức IP

Có thể nói rằng, NGN ra đời chính từ sự bùng nổ của mạng dữ liệu IP Trong những năm qua mạng IP đã phát triển mạnh mẽ, mạng Internet và các mạng Voice Over IP đã ngày càng chiếm một tỷ trọng lớn trong các lưu lượng dữ liệu và thoại trên mạng viễn thông thế giới

Mạng IP mà trước đây là mạng Internet, vốn là mạng không định hướng kết nối (connectionless oriented) và được coi là có chất lượng QoS không được đảm bảo Tuy nhiên, ngày nay với việc áp dụng chuẩn MPLS và dưới sự hỗ trợ của các

hãng thiết bị về khả năng định tuyến ưu tiên theo lớp dịch vụ CoS (Class of Service), đã khiến IP trở thành mạng định hướng kết nối và đảm bảo việc truyền tin qua môi trường mạng IP đạt chất lượng tốt, đáp ứng được các dịch vụ đòi hỏi thời gian thực như các dịch vụ VoIP, Internet telephony…

IP có một điểm nổi bật hơn ATM đó là quá trình định tuyến được xử lý bằng phần mềm mạng, tương ứng với lớp 3 trong mô hình OSI Trong khi ATM là chuyển mạch thiên về phần cứng tương ứng với lớp 2 của mô hình OSI Việc định tuyến bằng phần mềm, giúp cho mạng IP được thiết kế mềm dẻo, nhỏ gọn, hiệu quả kinh tế cao, trong khi các chuyển mạch ATM phải có hệ thống phần cứng mạnh, cồng kềnh và chi phí khá tốn kém

2.2.1.3 Công nghệ MPLS

- Tổng quan công nghệ chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS

MPLS được IETF xem xét nghiên cứu vào năm 1997, trước đó nó được Cisco giới thiệu với cái tên chuyển mạch thẻ (Tag Switching) MPLS là công nghệ chuyển mạch IP trên kênh ảo, nó đưa ra một cơ chế chuyển tiếp định hướng kết nối tổng quát hơn cho việc định tuyến và chuyển mạch tích hợp dựa vào các nhãn có độ dài

cố định

Cơ chế hoạt động của MPLS là việc gán nhãn (Label) cho các gói tin IP, dựa trên thông tin định tuyến của các giao thức định tuyến cung cấp Gói tin sau khi đã được gán nhãn được chuyển qua các kênh ảo dựa trên nhãn được gán đó

Về bản chất MPLS thay thế việc tìm kiếm bảng định tuyến chuẩn được thực hiện ở lớp 3 bằng một hoạt động trao đổi và tìm kiếm nhãn đơn giản ở lớp 2 Việc phân bố các nhãn trên một con đường định tuyến cụ thể tạo nên một kênh ảo chuyển mạch

Theo mô hình OSI, MPLS nằm giữa tầng liên kết dữ liệu (Data Link) và tầng mạng (Network) MPLS chuyển mạng IP từ cơ chế không định hướng kết nối sang định hướng kết nối

MPLS còn hỗ trợ các phương pháp mới cho kỹ thuật lưu lượng và quản lý lưu lượng trong các mạng IP MPLS có các ưu điểm của mô hình chuyển mạch kênh cộng với sự linh hoạt và mềm dẻo đã có trong các mạng IP

- Các khái niệm:

+ Nhãn (label) :

Là một tiêu đề ngắn chiều dài cố định được chứa trong mỗi gói (được chèn vào giữa mào đầu lớp 2 và lớp 3) đóng vai trò như một nhận dang kênh ảo (ví dụ như giá trị VPI /VCI của tế bào ATM hay DLCI trong một PDU của Frame Relay ) để xác định một FEC và chọn cách chuyển tiếp cho gói

+ Lớp chuyển tiếp tương đương (FEC forwarding equivelence class)

Là luồng các gói tin có một tập các đặc tính chung được xử lý và chuyển gửi theo cách tương tự khi đi qua mạng Tất cả các gói tin thuộc cùng một FEC sẽ sử dụng cùng một kênh ảo gọi là đường chuyển mạch nhãn LSP và cùng được ánh xạ tới một nhãn

+ Đường chuyển mạch nhãn (LSP):

Tương tự như kênh ảo cố định của ATM hoặc Frame Relay, là đường hầm đơn công lớp 2 xuyên qua một mạng hay dãy ghép của một hoặc nhiều hop chuyển mạch nhãn

+ Bộ định tuyến chuyển mạch nhãn (LSR)

Là một bộ định tuyến thực hiện các thủ tục phân phối nhãn và có thể chuyển tiếp các gói dựa trên các nhãn Có khả năng chuyển tiếp các gói IP nguyên thuỷ, thực hiện một hoặc nhiều giao thức định tuyến IP Tham gia vào các giao thức điều khiển MPLS

+ Bộ định tuyến nhãn biên đầu vào (ingress LSR) (‘head –end LSR’)

Kiểm tra các gói IP đến biên của mạng MPLS và ấn định chúng cho một FEC Tạo mào đầu MPLS và ấn định nhãn khởi đầu

+ LSR core : thực hiện chuyển tiếp các gói MPLS sử dụng trao đổi nhãn + LSR edge: thực hiện tháo bỏ mào đầu MPLS và định tuyến gói IP nguyên

Hình 2-1: Hoạt động của mạng MPLS

2.2.2 Các chuẩn báo hiệu và điều khiển

2.2.2.1 H.323

- Tổng quan về chuẩn báo hiệu H.323

Là một khuyến nghị nằm trong họ giao thức H.32x do ITU đề xuất H.323 cung cấp một kiến trúc hệ thống tổng thể các cơ chế thực thi cho toàn bộ quá trình thiết lập, điều khiển cuộc gọi và cho cả phương tiện truyền thông được sử dụng trong cuộc gọi trên môi trường IP

Chuẩn H.323 giải quyết được vấn đề kỹ thuật cho truyền thoại, hình ảnh và số liệu theo thời gian thực qua môi trường mạng IP và mạng Internet

Chuẩn H.323 được ứng dụng một cách rất rộng rãi, có thể dùng cho truyền thoại trên IP (VoIP), hình ảnh, dữ liệu và hội nghị đa phương tiện (Multimedia Conferencing)…

Hiện nay, VNPT đang phối hợp với SIEMENS để thử nghiệm H323 cho các dịch vụ NGN trên nền mạng VoIP 171 như đã đề cập trong chương 1

Trong phần này, ta sẽ xem xét về các giao thức trong tập giao thức H323, các thành phần trong một mạng H323 và chức năng tương ứng của nó, khái quát quá trình xử lý báo hiệu đối với các giai đoạn thực hiện của một cuộc gọi

Data Link and Physical Layer

IP

RTP

Audio codec

G.711 G.722 G.723 G.728 G.729

Video codec

H.261 H.263

- Chồng giao thức H.323:

Chồng giao thức H.323 được thể hiện như Hình vẽ 2-2, bao gồm:

+ Các chuẩn nén tín hiệu thoại: G.711 (64 kbps PCM), G.722, G.723, G.726 (40/32/24/16 kbps ADPCM), G.728 (16 kbps), G.729 (8 kbps) + Các chuẩn nén tín hiệu video: H.261, H.263

+ H.245: Dùng cho báo hiệu và điều khiển kênh

+ H.225: Dùng cho báo hiệu cuộc gọi

+ T.120: Dùng cho các ứng dụng truyền dữ liệu

+ RTP/RTCP: Ứng dụng cho việc truyền các gói tin theo thời gian thực

Hình 2-3: Thành phần kiến trúc mạng H.323

- Thiết bị đầu cuối:

Thiết bị đầu cuối dùng để thực hiện việc liên lạc hai chiều theo thời gian thực với các thiết bị đầu cuối khác Thiết bị đầu cuối H.323 có thể là một thiết bị độc lập hoặc là máy PC có cài đặt ứng dụng H.323 Nói chung, thiết bị đầu cuối H.323 gồm

các thành phần sau (Hình 2-4):

+ Phần giao tiếp với người sử dụng

+ Các bộ mã hoá/giải mã (Codec) thoại, video

VideocodecH.261,H.263

H.225.0Layer

LANinterface

Microphone

orSpeaker

Camera

orDisplay

H.245 Control

H.225 CallControl (Q.931)

RAS control

System ControlData application

System Control

User Interface

Receivepathdelay

Hình 2-4: Các thành phần của thiết bị đầu cuối H.323

- Gateway

Một Gateway cung cấp khả năng kết nối giữa mạng H.323 với các mạng khác như: PSTN, ISDN, Gateway thực hiện việc biên dịch, chuyển đổi các giao thức báo hiệu cuộc gọi và khuôn dạng dữ liệu giữa các mạng khác nhau Nếu chỉ đơn thuần các đầu cuối H.323 trong cùng một mạng liên lạc với nhau thì không cần đến

sự tham gia của Gateway

- Gatekeeper

Gatekeeper được coi là bộ não của mạng H.323 Gatekeeper giám sát và điều khiển mọi hoạt động trong miền mà nó quản lý Mặc dù là thành phần không bắt buộc phải có trong mạng H.323 nhưng Gatekeeper lại cung cấp những dịch vụ quan trọng cho các đầu cuối Chuẩn H.323 đưa ra định nghĩa về các chức năng bắt buộc tối thiểu phải có cho Gatekeeper như: dịch địa chỉ, điều khiển truy nhập, điều khiển băng thông, quản lý miền và các chức năng tuỳ chọn là: điều khiển báo hiệu cuộc gọi, tính cước Khi Gatekeeper có mặt trong hệ thống, tất cả các thiết bị đầu cuối phải đăng ký trước khi thực hiện cuộc gọi Ta có bảng chức năng như sau:

Quản lý miền Gatekeeper thực hiện các chức năng quản lý như trên với

các đầu cuối trong miền

Điều khiển báo Gatekeeper có thể định tuyến các bản tin báo hiệu cuộc gọi