Thiết kế mạng truy nhập NGN của một vùng lưu lượng

Phần kết nối đường dây thuê bao đến tổng đài nội hạt được gọi là mạng truy nhập Các cuộc gọi nội hạt sẽ được kết nối qua một hay nhiều tổng đài nội hạt, các cuộc gọi đường dài được kết n

Đặng Việt Hà

THIẾT KẾ MẠNG TRUY NHẬP NGN CỦA MỘT VÙNG LƯU LƯỢNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ

HÀ NỘI - 2006

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ

Đặng Việt Hà

THIẾT KẾ MẠNG TRUY NHẬP NGN CỦA MỘT VÙNG LƯU LƯỢNG

Ngành: CN Điện tử - Viễn thông

Chuyên ngành: Kỹ thuật vô tuyến điện tử và thông tin liên lạc

Chương 1: Tổng quan mạng thế hệ sau NGN

1.1 Khái quát chung mạng viễn thông hiện tại - mạng PSTN 10

2.1.3 Mạng truy nhập hiện đại dưới quan điểm của ITU - T 39

Chương 3: Tính toán thiết lập mạng truy nhập NGN của

3.1.6 Công thức tính dung lượng định cỡ mạng truy nhập 77 3.2 Thiết kế mạng truy nhập NGN cho thành phố Việt Trì 80

3.2.3 Xác định cấu trúc truy nhập của Việt Trì 87 3.2.4 Tính toán dung lượng mạng truy nhập Việt Trì 89 3.2.5 Lựa chọn trang thiết bị mạng truy nhập thế hệ sau 92

Internet………

85

Bảng 3.4 Kết quả dự báo với di động……… 85 Bảng 3.5 Các thông số kỹ thuật cơ bản của 3 loại thiết bị DSLAM…… 94

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1.1 Cấu trúc theo phần tử thiết

bị………

10 Hình 1.2 Cấu trúc theo phần tử chức năng………

11 Hình 1.3 Xu thế mạng trong tương lai……… 16

Hình 1.4 Cấu trúc chức năng mạng NGN………

21 Hình 1.5 Các thành phần thiết bị phân theo phân lớp………

23 Hình 1.6 Cấu hình kết nối kết nối lớp điều khiển và ứng dụng…… 27

Hình 1.7 Cấu hình cấp mạng đường trục quốc gia……… 31

Hình 1.8 Cấu hình kết nối NGN- PSTN- Internet ……….………… 34

Hình 2.1 Cấu trúc mạng truy nhập……… 36

Hình 2.2 Mạng truy nhập theo ITU……… 39

Hình 2.3 Cấu trúc chức năng mạng truy nhập……… 41

Hình 2.4 Mạng truy nhập cáp đồng 44

Hình 2.5 Sơ đồ kết nối DSL

45 Hình 2.6 Cấu trúc mạng HFC 48

Hình 2.7 Cấu trúc mạng truy nhập quang 51

Hình 2.8 Cấu trúc mạng truy nhập vô tuyến 52

Hình 2.9 Bộ tập trung đường dây đầu xa 53

Hình 2.10 Thế hệ 1G DLC

54 Hình 2.11 Thế hệ 2G - UDLC 55

Hình 2.12 Thế hệ 2G - IDLC 55

Hình 2.13 Thế hệ 3G - NG DLC

56 Hình 2.14 Thiết bị truy nhập IP trong mạng thế hệ sau

57

Hình 2.15 Cấu trúc mạng truy nhập định hướng thế hệ mới giai đoạn

2001-2010 của VNPT 61 Hình 3.1 Kiến trúc tổng quan mạng IP 69 Hình 3.2 Mối quan hệ giữa mạng IP và mạng

Siemens

93

Hình 3.10 Thoại qua đường dây thuê bao số tốc độ cao DSL - Alcatel 93

MỞ ĐẦU

Ngày nay, chúng ta đang chứng kiến những biến động lớn lao về bản chất lưu lượng truyền tải trên mạng Lưu lượng phi thoại đang dần lấn lướt lưu lượng thoại và mạng chuyển mạch gói dang dần thay thế cho mạng chuyển mạch kênh truyền thống Nguyên nhân sâu xa chính là do mạng Internet bùng nổ trên toàn cầu, lưu lượng tăng theo hàm số mũ, số người truy cập Internet ngày càng cao Song song với đó là nhu cầu về băng thông rộng và truy nhập di động, nhu cầu

về tích hợp dịch vụ Tất cả tạo nên những thách thức mới cho nhà khai thác cũng như nhà cung cấp dịch vụ và thiết bị viễn thông

Mạng thế hệ sau (Next Generanal Network) ra đời với hạ tầng thông tin duy nhất dựa trên công nghệ chuyển mạch gói, đã tận dụng đầy đủ các công nghệ tiên tiến đảm bảo cung cấp dịch vụ mới tiện lợi đáp ứng được phần nào nhu cầu của người sử dụng cũng như nhà cung cấp dịch vụ NGN với những đặc điểm nổi bật:

 Dịch vụ mới lợi nhuận mới

 Tiết kiệm chi phí đầu tư

 Dễ dàng tương tác giữa các nhà khai thác

 Có sự phân chia: dịch vụ điều khiển, truyền tải và truy nhập

 Truyền dẫn đơn giản qua TDM, ATM, IP

 Các giao diện mở

Hiện tại, việc chuyển đổi sang mạng NGN của các nước đang trong giai đoạn đầu nên chưa có giải pháp nào hoàn chỉnh mà tất cả còn đang ở trong giai đoạn nghiên cứu và tiếp tục phát triển Bởi vậy, cho đến nay chưa có tài liệu nào hướng dẫn việc tính toán thiết lập mạng truy nhập trong NGN Mạng viễn thông Việt nam với nòng cốt là mạng viễn thông của Tập đoàn BCVT Việt Nam cũng đang trong bước đầu của lộ trình chuyển đổi tiến tới NGN Do đó đề tài luận

văn: Thiết kế mạng truy nhập NGN của một vùng lưu lưọng nghiên cứu tổng

thể mạng NGN và tập trung đi sâu nghiên cứu định cỡ mạng truy nhập của một

vùng lưu lượng Kết quả của luận văn có thể là một phương pháp luận ứng dụng trong mạng NGN của Tập đoàn trong thời điểm hiện nay

Nội dung chính của Luận văn chia làm 3 chương như sau:

Chương 1: Tổng quan mạng thế hệ sau - NGN Chương 2: Mạng truy nhập NGN

Chương 3: Tính toán thiết lập mạng truy nhập NGN của Thành

Tôi xin cám ơn các Thầy, Cô giáo trong trường Đại học Công nghệ - Đại học Quốc gia Hà Nội đã chỉ bảo và giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn tốt nghiệp này

Tôi xin cám ơn các bạn tôi, những người luôn giúp đỡ, động viên tôi trong suốt quá trình làm luận văn

HỌC VIÊN ĐẶNG VIỆT HÀ

Chương 1 TỔNG QUAN MẠNG THẾ HỆ SAU - NGN 1.1 Khái quát chung mạng viễn thông hiện tại - mạng PSTN

1.1.1 Đặc điểm mạng viễn thông hiện tại

Mạng viễn thông là phương tiện truyền đưa thông tin từ đầu phát tới đầu thu, có nhiệm vụ cung cấp các dịch vụ cho khách hàng Mạng viễn thông bao gồm các thành phần chính như sau:

Phân loại theo các phần tử thiết bị:

Hình 1.1 Cấu trúc theo phần tử thiết bị

Thiết bị đầu cuối: Thiết bị đầu cuối cho mạng thoại truyền thống gồm máy

điện thoại, máy Fax, máy tính, tổng đài PABX

Tổng đài: Thiết bị chuyển mạch gồm có tổng đài nội hạt và tổng đài quá

giang Các thuê bao được nối vào tổng đài nội hạt và tổng đài nội hạt được nối vào tổng đài quá giang

Truyền dẫn: Thiết bị truyền dẫn dùng để nối thiết bị đầu cuối với tổng đài,

hay giữa các tổng đài để thực hiện việc truyền đưa các tín hiệu điện Thiết bị truyền dẫn chia làm hai loại: thiết bị truyền dẫn phía thuê bao và thiết bị truyền dẫn cáp quang Thiết bị truyền dẫn phía thuê bao dùng môi trường thường là cáp

kim loại, tuy nhiên có một số trường hợp môi trường truyền là cáp quang hoặc

vô tuyến Các hệ thống thiết bị truyền dẫn trên mạng viễn thông VNPT hiện nay

chủ yếu sử dụng hai loại công nghệ là cáp quang SDH và vi ba PDH

Phân loại theo các phần tử mạng

Hình 1.2 Cấu trúc theo các phần tử mạng Mạng đường trục: Mạng đường trục bao gồm các tuyến truyền dẫn đường

trục và các tổng đài chuyển tiếp Các tổng đài chuyển tiếp đóng vai trò như một

cổng vào ra để các tổng đài nội hạt qua nó tham gia vào mạng truyền dẫn đường

trục Tổng đài chuyển tiếp thực hiện đo các cuộc gọi đường dài và quản lý cước

đường dài đối với các tổng đài nội hạt trực thuộc Để thực hiện tính cước người

ta chia đất nước theo các vùng hành chính, cước phí tiêu chuẩn được đặt theo

khoảng cách giữa các vùng cước

Mạng đường trục được phân cấp từ 2 đến 4 tầng chuyển mạch tùy theo độ

lớn của vùng và lưu lượng tải: quá giang quốc tế, quá giang đường dài, nội tỉnh

và nội hạt Mỗi tầng trung tâm chuyển mạch được đặt tại một vùng quản trị của

nó Các tổng đài ở cấp đường trục được nối với nhau theo hình lưới để đảm bảo

an toàn khi xảy ra sự cố

c¶ hai mÆt chuyÓn m¹ch cÊp trôc

quèc gia qua c¸c tuyÕn truyÒn dÉn néi vïng C¸c bé tËp trung ATM ®-îc kÕt nèi ë møc tèi

Mạng nội hạt: Mạng nội hạt bao gồm các tổng đài nội hạt, các bộ tập trung

lưu lượng và các đường dây thuê bao, tuyến truyền dẫn trung kế kết nối các tổng đài nội hạt Phần kết nối đường dây thuê bao đến tổng đài nội hạt được gọi là mạng truy nhập

Các cuộc gọi nội hạt sẽ được kết nối qua một hay nhiều tổng đài nội hạt, các cuộc gọi đường dài được kết nối thông qua tổng đài nội hạt lên các tổng đài chuyển tiếp của mạng đường dài

1.1.2 Hạn chế của mạng PSTN

Mạng viễn thông hiện nay được thiết kế nhằm mục đích khai thác dịch vụ thoại là chủ yếu Do đó, đứng ở góc độ này mạng đã phát triển tới một mức gần như giới hạn về sự cồng kềnh và mạng tồn tại một số khuyết điểm cần khắc phục

- Kiến trúc tổng đài độc quyền làm cho các nhà khai thác gần như phụ thuộc hoàn toàn vào các nhà cung cấp tổng đài Điều này không những làm giảm sức cạnh tranh cho các nhà khai thác, đặc biệt là những nhà khai thác nhỏ, mà còn tốn nhiều thời gian và tiền bạc khi muốn nâng cấp

- Chỉ truyền được các dịch vụ độc lập tương ứng với từng mạng mà không thể sử dụng cho các dịch vụ khác Ví dụ không thể truyền tiếng nói hoặc hình ảnh qua mạng truyền số liệu, chuyển mạch gói vì độ trễ của mạng này quá lớn

- Thiếu mềm dẻo: Sự ra đời của các công nghệ mới ảnh hưởng mạnh

mẽ tới tốc độ truyền tín hiệu Ngoài ra, sẽ xuất hiện nhiều dịch vụ truyền thông mới trong tương lai mà hiện nay chưa dự đoán được, mỗi loại dịch

vụ sẽ có tốc độ truyền khác nhau Mạng hiện tại sẽ rất khó thích nghi với những đòi hỏi này

- Kém hiệu quả trong việc khai thác tài nguyên Tài nguyên sẵn có trong một mạng không thể chia sẻ cho nhiều nhà khai thác cùng sử dụng, cùng kinh doanh

Trước tình hình phát triển của mạng viễn thông hiện nay, các nhà khai thác nhận thấy rằng cần có một cơ sở hạ tầng duy nhất cung cấp cho mọi dịch vụ (tương tự - số, băng hẹp - băng rộng, cơ bản - đa phương tiện,…) để việc quản lý tập trung, giảm chi phí bảo dưỡng và vận hành, đồng thời hỗ trợ các dịch vụ của mạng hiện nay Ý tưởng này dẫn đến sự ra đời của mạng thế hệ sauNGN (Next General Networks)

1.1.3 Mục tiêu của mạng NGN

Yếu tố hàng đầu là tốc độ phát triển theo hàm số mũ của nhu cầu truyền dẫn dữ liệu và các dịch vụ dữ liệu là kết quả của tăng trưởng Internet mạnh mẽ Các hệ thống mạng công cộng hiện nay chủ yếu được xây dựng nhằm truyền dẫn lưu lượng thoại, truyền dữ liệu thông tin và video đã được vận chuyển trên các mạng chồng lấn, tách rời được triển khai để đáp ứng những yêu cầu của chúng

Do vậy, một sự chuyển đổi sang hệ thống mạng chuyển mạch gói tập trung là không thể tránh khỏi khi mà dữ liệu thay thế vị trí của thoại và trở thành nguồn tạo ra lợi nhuận chính Cùng với sự bùng nổ Internet trên toàn cầu, rất nhiều khả năng mạng thế hệ mới sẽ dựa trên giao thức IP Tuy nhiên, thoại vẫn là một dịch

vụ quan trọng và do đó, những thay đổi này dẫn tới yêu cầu truyền thoại chất lượng cao qua IP

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

Cải thiện chi phí đầu tư

Công nghệ căn bản liên quan đến chuyển mạch kênh truyền thống được cải tiến chậm trễ và chậm triển khai kết hợp với nền công nghiệp máy tính Các chuyển mạch kênh này hiện đang chiếm phần lớn trong cơ sở hạ tầng PSTN Tuy nhiên chúng chưa thật sự tối ưu cho mạng truyền số liệu

Kết quả là ngày càng có nhiều dòng lưu lượng số liệu trên mạng PSTN đến mạng Internet và sẽ xuất hiện một giải pháp với định hướng số liệu làm trọng tâm để thiết kế mạng chuyển mạch tương lai, nền tảng dựa trên công nghệ chuyển mạch gói cho cả thoại và dữ liệu

Các giao diện mở tại từng lớp mạng cho phép nhà khai thác lựa chọn nhà cung cấp có hiệu quả nhất cho từng lớp mạng của họ Truyền tải dựa trên gói cho phép phân bổ băng tần linh hoạt, loại bỏ nhu cầu nhóm trung kế kích thước cố định cho thoại, nhờ đó giúp các nhà khai thác quản lý mạng dễ dàng hơn, nâng cấp một cách hiệu quả phần mềm trong các nút điều khiển mạng, giảm chi phí khai thác hệ thống

Xu thế đổi mới viễn thông

Khác với khía cạnh kỹ thuật, quá trình giải thể đang ảnh hưởng mạnh mẽ đến cách thức hoạt động của các nhà khai thác viễn thông lớn trên thế giới Các luật lệ của chính phủ trên toàn thế giới đã ép buộc các nhà khai thác lớn phải mở cửa để các công ty mới tham gia thị trường cạnh tranh Trên quan điểm chuyển mạch, các nhà cung cấp thay thế phải có khả năng giành được khách hàng địa phương nhờ đầu tư trực tiếp vào những chặng cuối cùng của đường cáp đồng Điều này dẫn đến việc gia tăng cạnh tranh Các NGN thực

sự phù hợp để hỗ trợ kiến trúc mạng và các mô hình được luật pháp cho phép khai thác

Các nguồn doanh thu mới

Dự báo hiện nay cho thấy mức suy giảm trầm trọng của doanh thu thoại

và xuất hiện mức tăng doanh thu đột biến do các dịch vụ giá trị gia tăng mang lại Kết quả là phần lớn các nhà khai thác truyền thống sẽ phải tái định mức

mô hình kinh doanh của họ dưới ánh sáng của các dự báo này

Cùng lúc đó, các nhà khai thác mới sẽ tìm kiếm mô hình kinh doanh mới cho phép họ nắm lấy thị phần, mang lại lợi nhuận cao hơn trên thị trường viễn thông Các cơ hội kinh doanh mới bao gồm các ứng dụng đa dạng tích hợp với các dịch vụ của mạng viễn thông hiện tại, số liệu Internet, các ứng dụng video

Kỷ nguyên thông tin mới với công nghệ đa phương tiện cùng với xu hướng toàn cầu hoá trong kinh doanh, mở cửa thị trường viễn thông đã tạo ra sức ép cạnh tranh ngày càng tăng trên thị trường, tạo ra các yêu cầu với các doanh nghiệp cung cấp các dịch vụ viễn thông truyền thống: Dịch vụ phải được đa dạng hoá có giá thành thấp và rút ngắn thời gian đưa dịch vụ mới ra thị trường; Giảm chi phí khai thác mạng và dịch vụ; Nâng cao hiệu quả đầu tư; Tạo ra những nguồn doanh thu mới, không phụ thuộc vào các nguồn doanh thu từ các dịch vụ truyền thống

Như vậy xây dựng cấu trúc mạng NGN của VNPT phải hướng tới các mục tiêu cụ thể sau:

- Đáp ứng nhu cầu cung cấp các dịch vụ viễn thông hiện nay và các loại dịch vụ viễn thông thế hệ mới bao gồm:

+ Các dịch vụ cơ bản

+ Các dịch vụ giá trị gia tăng

+ Các dịch vụ truyền số liệu, Internet và công nghệ thông tin

+ Đa phương tiện

- Mạng có cấu trúc đơn giản:

+ Giảm tối đa số cấp chuyển mạch và chuyển mạch truyền dẫn

+ Nâng cao hiệu quả sử dụng, chất lượng mạng lưới và giảm thiểu chi phí khai thác và bảo dưỡng

- Độ linh hoạt và tính sẵn sàng cao, năng lực hoạt động mạnh

+ Tiến tới tích hợp mạng thoại va số liệu trên mạng đường trục băng rộng

+ Cấu trúc mạng phải có độ linh hoạt cao, đảm bảo an toàn mạng lưới

và chất lượng dịch vụ

- Dễ dàng mở rộng dung lượng, triển khai dịch vụ mới

Việc thay đổi cấu trúc mạng hiện tại được tiến hành từng bước theo điều kiện thực tế cho phép Tận dụng tối đa các thiết bị trên mạng ISDN, PSTN hiện

có để phát triển dịch vụ N-ISDN, đáp ứng nhu cầu dịch vụ Internet, các dịch vụ

IP khác, ATM, FR… trên cơ sở nâng cấp các Node mạng hiện có nếu công nghệ cho phép và giá cả hợp lý hoặc trang bị các node mạng Multiservice mới

- Triển khai và hoàn thiện hệ thống quản lý mạng, quản lý dịch vụ

- Tăng cường khả năng cạnh tranh trong môi trường hội nhập và mở cửa tế qua ATM/IP Core hoặc chuyển tiếp qua các tổng tài Toll, Tandem lên tổng đài Gateway

Mạng viễn thông thế hệ sau(Next Generation Network - NGN) là mạng có

hạ tầng thông tin duy nhất dựa trên công nghệ chuyển mạch gói, triển khai các dịch vụ một cách đa dạng và nhanh chóng, đáp ứng sự hội tụ giữa thoại và số liệu, giữa cố định và di động bắt nguồn từ sự tiến bộ của công nghệ thông tin và các ưu điểm của công nghệ chuyển mạch gói và công nghệ truyền dẫn quang băng rộng Công nghệ mạng mới đáp ứng đầy đủ được các yêu cầu kinh doanh

kể trên, vì vậy chuyển dần mạng hiện tại sang mạng thế hệ sau (Next Generation Network - NGN) sử dụng công nghệ chuyển mạch gói là một nhu cầu tất yếu

Mobile radio network

IP - Network

Interne

t

Telephone network

Hình 1.3 Xu hướng mạng trong tương lai

Để thỏa mãn yêu cầu trên cần phải:

- Mạng đa dịch vụ (cung cấp nhiều loại dịch vụ khác nhau)

- Mạng hội tụ (hỗ trợ cho cả lưu lượng thoại và dữ liệu, cấu trúc mạng hội tụ)

- Mạng phân phối (phân phối tính thông minh cho mọi phần tử trong mạng)

- Mạng nhiều lớp (mạng được phân phối ra nhiều lớp mạng có chức năng độc lập nhưng hỗ trợ nhau thay vì một khối thống nhất như trong mạng TDM)

Cho tới hiện nay, mặc dù các tổ chức viễn thông quốc tế và các nhà cung cấp thiết bị viễn thông trên thế giới đều rất quan tâm và nghiên cứu về chiến lược phát triển NGN nhưng vẫn chưa có một định nghĩa cụ thể và chính xác nào cho mạng NGN

Như vậy, có thể xem mạng thông tin thế hệ sau là sự tích hợp mạng PSTN (chủ yếu dựa trên kỹ thuật TDM) với mạng chuyển mạch gói (dựa trên kỹ thuật IP/ATM) NGN có thể truyền tải tất cả các dịch vụ vốn có của PSTN đồng thời cũng có thể nhập một lượng dữ liệu rất lớn vào mạng IP, nhờ đó có thể giảm nhẹ

tổ hợp các phần tử khi tổ chức mạng lưới Việc tiêu chuẩn hóa giao thức giữa các phần tử có thể thực hiện nối thông giữa các mạng có cấu hình khác nhau

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

- Chia tách dịch vụ với điều khiển cuộc gọi

- Chia tách cuộc gọi với truyền tải

Mục tiêu chính của chia tách là làm cho dịch vụ thực sự độc lập với mạng, thực hiện một cách linh hoạt và có hiệu quả việc cung cấp dịch vụ Thuê bao có thể tự bố trí và xác định đặc trưng dịch vụ của mình, không quan tâm đến mạng truyền tải dịch vụ và loại hình đầu cuối Điều đó làm cho việc cung cấp dịch vụ

và ứng dụng có tính linh hoạt cao

Mạng NGN là mạng chuyển mạch gói, dựa trên một số giao thức thống nhất: SIP-T, BICC, H232, M6CP, MeGaCo

Mạng thông tin hiện nay, dù là mạng viễn thông, mạng máy tính hay mạng truyền hình cáp, đều không thể lấy một trong các mạng đó làm nền tảng để xây dựng cơ sở hạ tầng thông tin Nhưng mấy năm gần đây, cùng với sự phát triển của công nghệ IP, người ta mới nhận thấy rõ ràng là mạng viễn thông, mạng máy tính và mạng truyền hình cáp cuối cùng rồi cũng tích hợp trong một mạng IP thống nhất, đó là xu thế lớn mà người ta thường gọi là “dung hợp ba mạng”

Giao thức IP làm cho các dịch vụ lấy IP làm cơ sở đều có thể thực hiện nối thông các mạng khác nhau; con người lần đầu tiên có được giao thức thống nhất mà ba mạng lớn đều có thể chấp nhận được; đặt cơ sở vững chắc về mặt kỹ thuật cho

hạ tầng cơ sở thông tin quốc gia

Giao thức IP thực tế đã trở thành giao thức ứng dụng vạn năng và bắt đầu được sử dụng làm cơ sở cho các mạng đa dịch vụ, mặc dù hiện tại vẫn còn ở thế bất lợi so với các chuyển mạch kênh về mặt khả năng hỗ trợ lưu lượng thoại và cung cấp chất lượng dịch vụ đảm bảo cho số liệu Tốc độ đổi mới nhanh chóng trong thế giới Internet, mà nó được tạo điều kiện bởi sự phát triển của các tiêu chuẩn mở sẽ sớm khắc phục những thiếu sót này

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

Để đáp ứng các mục tiêu đề ra, đặc biệt là nhằm nâng cao hiệu quả khai thác mạng hiện nay, đảm bảo hiệu quả đầu tư công nghệ mới NGN và tăng cường khả năng cạnh tranh, mạng viễn thông VNPT cần tổ chức lại hợp lý

Việc tổ chức mạng cần dựa trên số lượng thuê bao theo vùng địa lý và nhu cấu phát triển dịch vụ, không tổ chức theo địa bàn hành chính mà tổ chức theo vùng lưu lượng Mạng viễn thông của VNPT sẽ được tổ chức thành 5 vùng lưu lượng:

- Vùng lưu lượng 1: các tỉnh phía Bắc từ Hà Giang đến Hà tĩnh ( trừ các Tỉnh/Thành phố thuộc khu vực 2)

- Vùng lưu lượng 2: Vùng Hà nội (bao gồm Hà nội và một số tỉnh lân cận)

- Vùng lưu lượng 3: Toàn bộ thuê bao thuộc 15 tỉnh miền Trung và Tây Nguyên từ Quảng Bình đến tỉnh Lâm đồng

- Vùng lưu lượng 4: Vùng TP.Hồ Chí Minh (bao gồm TP.Hồ Chí Minh và một số tỉnh lân cận)

- Vùng lưu lượng 5: Các Tỉnh/Thành phố Nam bộ và đồng bằng sông Cửu Long (trừ các tỉnh vùng 4)

1.2.3 Cấu trúc mạng NGN

Cho đến nay, mạng thế hệ sau vẫn là xu hướng phát triển mới mẻ, chưa có một khuyến nghị chính thức nào của Liên minh Viễn thông thế giới ITU về cấu trúc của nó Nhiều hãng viễn thông lớn đã đưa ra mô hình cấu trúc mạng thế hệ mới như Alcatel, Ericssion, Nortel, Siemens, Lucent, NEC Bên cạnh việc đưa

ra nhiều mô hình cấu trúc mạng NGN khác nhau và kèm theo là các giải pháp mạng cũng như những sản phẩm thiết bị mới khác nhau Các hãng đưa ra các mô hình cấu trúc tương đối rõ ràng và các giải pháp mạng khá cụ thể là Alcatel, Siemens, Ericsions

Nhìn chung các mô hình này, xét về cấu trúc mạng đều có đặc điểm giống nhau là phân chia theo lớp chức năng mà không phân chia theo cấp mạng Có thể xem xét cấu trúc NGN trên hai khía cạnh:

Lớp lõi/ truyền tải bao gồm các hệ thống truyền dẫn và chuyển mạch:

 Các tuyến truyền dẫn liên vùng, các tuyến truyền dẫn trung kế kết nối các vùng chuyển mạch

 Các chuyển mạch cổng quốc tế, các chuyển mạch chuyển tiếp liên vùng, các chuyển mạch vùng

Lớp truy nhập bao gồm:

 Truy nhập hữu tuyến: các hệ thống truy nhập cáp đồng, cáp quang

 Truy nhập vô tuyến: thông tin di động, viba, truy nhập vô tuyến cố định

1.2.3.2 Cấu trúc chức năng

Cấu trúc mạng mới có đặc điểm chung là bao gồm 5 lớp chức năng sau:

- Lớp ứng dụng (Application Layer)

- Lớp truy nhập (Access Layer)

- Lớp chuyển tải (Media Layer)

- Lớp điều khiển (Control Layer)

- Lớp quản lý (Management Layer)

Trong các lớp trên, lớp điều khiển hiện nay đang rất phức tạp với nhiều loại giao thức, khả năng tương thích giữa các thiết bị của hãng là vấn đề đang được các nhà khai thác quan tâm

a- Lớp truy nhập và lớp chuyển tải: giống như mô tả trong cấu trúc vật lý

đầu cuối đến đầu cuối với bất kỳ loại giao thức và báo hiệu nào

Cụ thể, lớp điều khiển thực 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, điều khiển 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 mỗi luồng) 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 các cảnh báo

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

- Quản lý và bảo dưỡng hoạt động của các tuyến kết nối thuộc phạm vi điều khiển Thiết lập và quản lý hoạt động của các luồng yêu cầu đối với chức năng dịch vụ trong mạng Báo hiệu với các thành phần ngang cấp Các chức năng quản lý, chăm sóc khách hàng cũng được tích hợp trong lớp điều khiển Nhờ các giao diện mở nên có sự tách biệt giữa dịch vụ và truyền dẫn, điều này cho phép các dịch vụ mới được đưa vào nhanh chóng và dễ dàng

c- Lớp ứng dụng

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 của chúng và truy nhập trực tiếp tới lớp ứng dụng, còn một số dịch vụ khác sẽ được điều khiển từ lớp điều khiển như dịch vụ thoại truyền thống Lớp ứng dụng liên kết với lớp điều khiển thông qua các giao diện mở API Nhờ đó các nhà cung cấp dịch vụ có thể phát triển các ứng dụng và triển khai nhanh chóng trên các dịch vụ mạng

Một số ví dụ về các loại ứng dụng dịch vụ được đưa ra sau đây:

- Các dịch vụ thoại

- Các dịch vụ thông tin và nội dung

- VPN cho thoại và số liệu

- Video theo yêu cầu

- Nhóm các dịch vụ đa phương tiện

- Thương mại điện tử

- Các trò chơi trên mạng thời gian thực

- …

d- Lớp quản lý

Lớp quản lý là một lớp đặc biệt xuyên suốt các lớp từ lớp kết nối cho đến lớp ứng dụng Tại lớp quản lý, người ta có thể triển khai kế hoạch xây dựng mạng giám sát viễn thông TMN, như một mạng riêng theo dõi và điều phối các thành phần mạng viễn thông đang hoạt động Do mạng 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 lý phải làm việc trong một môi trường đa nhà đầu tư, đa nhà khai thác, đa dịch vụ

Lớp quản lý có chức năng sau:

 Media Gateway (MG): thuộc lớp truy nhập

 Media Gateway Controller (MGC - Call Agent - Softswitch): thuộc lớp điều khiển

 Signaling Gateway (SG): thuộc lớp điều khiển

 Media Server (MS): thuộc lớp điều khiển

 Application Server (Feature Server): thuộc lớp ứng dụng

Hình 1.5 Các thành phần thiết bị theo phân lớp

Media Gateway

Media Gateway cung cấp phương tiện để kết nối mạng PSTN (chuyển mạch kênh) với mạng NGN (chuyển mạch gói); truyền tải thông tin thoại, dữ liệu, fax và video giữa mạng gói IP và mạng PSTN Trong mạng PSTN, dữ liệu thoại được mang trên kênh DS0 Để truyền dữ liệu này vào mạng gói, mẫu thoại cần được nén lại 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 to digital), nén mã thoại/ audio, triệt tiếng dội, bỏ khoảng lặng, mã hóa, tái tạo tín hiệu thoại, truyền các tín hiệu DTMF,…

Media Gateway còn có các tên gọi khác là Resident Gateway, Trunk Gateway, Access Gateway

Các chức năng của một Media Gateway:

o Truyền dữ liệu thoại sử dụng giao thức RTP (Real Time Protocol)

o Cung cấp khe thời gian T1 hay tài nguyên xử lý tín hiệu số (DSP - Digital Signal Processing) dưới sự điều khiển của Media Gateway Controller (MGC) Đồng thời quản lý tài nguyên DSP cho dịch vụ này

Líp truyÒn t¶i

o Quản lý tài nguyên và kết nối T1

o Cung cấp khả năng thay nóng các card T1 hay DSP

o Có phần mềm Media Gateway dự phòng

o Cho phép khả năng mở rộng Media Gateway về: cổng (ports), cards, các nút mà không làm thay đổi các thành phần khác

Media Gateway Controller (MGC)

MGC là đơn vị chức năng chính của lớp điều khiển, trong đó bộ não là Softswitch Nó đưa ra các quy luật xử lý cuộc gọi, còn MG và SG sẽ thực hiện các quy luật đó Nó điều khiển SG thiết lập và kết thúc cuộc gọi Ngoài ra MGC 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 các mạng khác nhau MGC còn được gọi là Call Agent do chức năng điều khiển các bản tin

Các chức năng của Media Gateway Controller

o Quản lý cuộc gọi

o Các giao thức thiết lập cuộc gọi thoại : H.323, SIP

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

o Quản lý lớp dịch vụ và chất lượng dịch vụ

o Giao thức quản lý SS7 : SIGTRAN (SS7 over IP)

o Xử lý báo hiệu SS7

o Quản lý các bản tin liên quan QoS như RTCP

o Thực hiện định tuyến cuộc gọi

o Ghi lại các thông tin chi tiết của cuộc gọi để tính cước (CDR- Call Detail Record)

o Điều khiển quản lý băng thông

Signalling Gateway (SG)

Signaling Gateway tạo ra một chiếc cầu giữa mạng báo hiệu SS7 với mạng

IP dưới sự điều khiển của Media Gateway Controller (MGC) 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:

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

o Truyền thông tin báo hiệu giữa Media Gateway Controller và Signaling Gateway thông qua mạng IP

o Cung cấp đường dẫn truyền dẫn cho thoại, dữ liệu và các dạng

dữ liệu khác (Thực hiện truyền dữ liệu là nhiệm vụ của Media Gateway)

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

Media Server

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

Các chức năng của một Media Server:

o Chức năng voicemail cơ bản

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

o Khả năng nhận tiếng nói (nếu có)

o Khả năng hội nghị truyền hình (video conference)

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

Application Server/Feature Server

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

Các dịch vụ cộng thêm có thể trực thuộc Softswitch, hoặc cũng có thể thực hiện một cách độc lập Những ứng dụng này giao tiếp với Call Agent thông qua

các giao thức như SIP, H.323,… Chúng thường độc lập với phần cứng nhưng lại yêu cầu truy nhập cơ sở dữ liệu đặc trưng

Chức năng của Feature Server :

Xác định tính hợp lệ và hỗ trợ các dịch vụ minh và dịch vụ thông thường cho doanh nghiệp

1.2.4 Tổ chức mạng thế hệ sau VNPT [4]

Như đã phân nói ở trên cấu trúc mạng thế hệ mới được xây dựng dựa trên

số lượng phân bố thuê bao theo vùng địa lý và nhu cầu phát triển dịch vụ, không

tổ chức theo địa bàn hành chính mà tổ chức theo vùng lưu lượng Trong một vùng có nhiều khu vực và trong một khu vực có thể có nhiều tỉnh thành Số lượng các tỉnh thành trong một khu vực tùy thuộc vào số lượng thuê bao của các tỉnh thành đó Căn cứ vào phân bố thuê bao mạng NGN của VNPT được phân thành 5 vùng lưu lượng như sau:

- Vùng lưu lượng 1: toàn bộ thuê bao của 27 tỉnh thành phía bắc trừ Hà nội

- Vùng lưu lượng 2: toàn bộ thuê bao khu vực Hà nội

- Vùng lưu lượng 3: toàn bộ thuê bao thuộc 14 tỉnh các tỉnh Miền trung

và Tây nguyên từ Quảng Bình đến Đắc Lắc

- Vùng lưu lượng 4: toàn bộ thuê bao các tỉnh phía nam trừ Tp Hồ Chí Minh

- Vùng lưu lượng 5: toàn bộ thuê bao Thành phố Hồ Chí Minh

1.2.4.1 Lớp ứng dụng và dịch vụ

Lớp ứng dụng và dịch vụ được tổ chức thành một cấp cho toàn mạng nhằm bảo đảm cung cấp dịch vụ đến tận nhà thuê bao một cách thống nhất và đồng bộ

Số lượng node ứng dụng và dịch vụ phụ thuộc vào lưu lượng dịch vụ, cũng như

số lượng và loại hình dịch vụ Các node ứng dụng và dịch vụ được đặt tại các nút mạng NGN tương ứng với vị trí đặt các nút điều khiển và truyền tải

1.2.4.2 Lớp điều khiển

Lớp điều khiển được tổ chức thành một cấp cho toàn mạng thay vì có 4 cấp như hiện nay và được phân vùng lưu lượng, nhằm giảm tối đa cấp mạng và tận dụng năng lực xử lý cuộc gọi cực lớn của thiết bị điều khiển thế hệ mới, giảm chi phí đầu tư trên mạng

Lớp điều khiển có chức năng điều khiển lớp truyền tải và lớp truy nhập cung cấp các dịch vụ mạng NGN, gồm nhiều module như module điều khiển kết nối ATM, điểu khiển định tuyến kết nối IP, điều khiển kết nối cuộc gọi thoại, báo hiệu số 7 Các bộ điều khiển bao gồm IP/MPLS Controller, Voice/SS7 sẽ được đặt tương ứng với các vị trí của các ATM/IP controller tại 5 vùng lưu lượng

Số lượng node điều khiển phụ thuộc vào lưu lượng phát sinh của từng vùng lưu lượng, được tổ chức thành từng cặp nhằm đảm bảo tính an toàn hệ thống Mỗi một node điều khiển được kết nối với một cặp node chuyển mạch ATM/IP đường trục

Để đảm bảo thông suốt việc cung cấp các dịch vụ viễn thông tới người sử dụng, cần thống nhất các tiêu chuẩn kết nối giữa nhà cung cấp dịch vụ với các

Service Nodes

Service Nodes

- Lớp lõi (ATM/IP Core Switch)

- Lớp biên (Edge-Multiservice Switch)

Tiến tới hình thành 5 trung tâm chuyển mạch cho 5 vùng lưu lượng Trang bị mới 5 tổng đài ATM/IP Core cho 5 vùng lưu lượng:

- Vùng lưu lượng Hà nội (đặt tại Hà nội)

- Vùng lưu lượng các tỉnh miền Bắc

- Vùng lưu lượng miền Trung (đặt tại Đà nẵng)

- Vùng lưu lượng miền Nam

- Vùng lưu lượng TP Hồ Chí Minh ( đặt tại TP Hồ Chí Minh)

Năm tổng đài này hình thành plane thứ 2 của Core bên cạnh Plane thứ nhất bao gồm các tổng đài Gateway và Toll công nghệ TDM hiện nay bao gồm các tổng đài Gateway AXE-105, tổng đài Toll AXE-10 của VTN cho vùng mạng Miền Bắc, tổng đài Local Tandem AXE -10 của mạng Hà nội, tổng đài AXE -10

Đà nẵng cho vùng mạng miền Trung, 2 tổng đài AXE -10 TP.Hồ Chí Minh và Cần Thơ của VTI cho vùng mạng miền Nam, 2 tổng đài Local Tandem (sau khi nâng cấp) AXE-10, EWSD của vùng mạng TP.Hồ Chí Minh

Các tổng đài được nối với nhau theo dạng lưới nhằm đảm bảo an toàn mạng lưới Khi một tổng đài quốc tế bị sự cố, lưu lượng sẽ được định tuyến qua các tổng đài khác theo sự điều hành của trung tâm quản lý mạng quốc gia

Các chuyển mạch ATM/IP có chức năng:

- Chuyển mạch các cuộc gọi liên vùng

- Chuyển mạch các cuộc gọi đi quốc tế Trang bị mới các chuyển mạch biên Multiservice Switch

Các tổng đài Multiservice Switch công nghệ ATM/IP thuộc về biên (Edge) trong lớp mạng chuyển tải Các chuyển mạch biên Multiservice Switch này nằm

ở ranh giới tiếp xúc của lớp chuyển tải với lớp mạng truy nhập trong cấu trúc NGN

Mục đích của lớp chuyển mạch này nhằm:

- Giảm dần số lượng tổng đài HOST phân bố theo vùng địa lý hành chính hiện nay bằng các tổng đài Multiservice có năng lực và dung lượng lớn, không phân biệt địa lý hành chính

- Chuyển dần cấu hình Host - Vệ tinh hiện nay sang dạng cấu hình chuyển mạch đa dịch vụ (Multiservice Switch) - thiết bị truy nhập đa dịch vụ

Trong quá trình hình thành mạng với 5 vùng lưu lượng như nêu trên, mỗi vùng lưu lượng có ATM/IP Core Switch và một số tổng đài Multiswitch lớp biên phân bố ở một số node mạng chính trong vùng

Các Multiservice Switch đóng một vai trò của các tổng đài chuyển mạch vùng (lớp biên) và thiết bị truy nhập đa dịch vụ ở diện rộng hơn sẽ trang bị các thiết bị Access Node đa dịch vụ mới và kết nối tới các tổng đài lớp biên này Dần dần thay thế toàn bộ các tổng đài Toll, Tandem và Gateway TDM trên mạng bằng các tổng đài ATM/IP và thực hiện quản lý khai thác theo từng vùng lưu lượng dựa trên số thuê bao theo vùng địa lý và nhu cầu phát triển dịch vụ, không quản lý khai thác theo địa bàn hành chính

Đối với các tổng đài Toll, Tandem, Gateway TDM hiện nay

- Tiếp tục chức năng chuyển mạch các cuộc gọi liên vùng

- Tiếp tục chức năng chuyển mạch các cuộc gọi từ trong vùng đi quốc

tế đến tổng đài Gateway và chuyển mạch các cuộc gọi từ quốc tế qua Gateway đến thuê bao trong vùng

Các trung tâm chuyển mạch quốc tế hiện nay bao gồm các tổng đài Gateway AXE105 đặt tại 3 thành phố lớn là: Hà nội, TP.Hồ Chí Minh và Đà Nẵng tương ứng với trung tâm của các vùng lưu lượng Hà nội, TP.Hồ Chí Minh

chuyển đi quốc tế qua ATM/IP Core đặt tại Hà nội hoặc chuyển tiếp qua các tổng đài Toll, Tandem lên tổng đài Gateway AXE105 Hà Nội

- Lưu lượng quốc tế của các vùng lưu lượng phía Nam và TP.Hồ Chí Minh được chuyển đi quốc tế qua ATM/IP Core đặt tại TP.Hồ Chí Minh hoặc chuyển tiếp qua các tổng đài Toll, Tandem lên tổng đài Gateway TP.Hồ Chí Minh

- Lưu lượng quốc tế của các vùng lưu lượng miền Trung được chuyển

đi quốc tế qua tế qua ATM/IP Core đặt tại Đà Nẵng hoặc chuyển tiếp qua các tổng đài Toll lên tổng đài Gateway Đà Nẵng

Dần dần tiến tới thay thế toàn bộ các tổng đài Toll, Tandem và Gateway TDM trên mạng bằng các tổng đài ATM/IP Core và thực hiện quản lý khai thác theo vùng lưu lượng dựa trên số lượng thuê bao theo vùng địa lý và nhu cầu phát triển dịch vụ, không quản lý khai thác theo địa bàn hành chính

Truyền dẫn

Tiếp tục sử dụng công nghệ SDH kết hợp với công nghệ WDM Tiến hành cải tạo nâng cấp và mở rộng năng lực các hệ thống truyền dẫn SDH hiện có để đáp ứng nhu cầu truyền tải lưu lượng IP/ATM nhằm đáp ứng mục tiêu tất cả các tỉnh thành phố được kết nối bằng mạng cáp quang băng rộng và đến năm 2010 tất cả các huyện và nhiều phường xã trong cả nước được kết nối bằng xa lộ thông tin cáp quang và các phương thức truyền dẫn băng rộng

Mạng truyền dẫn lớp truyền tải là mạng trung kế kết nối các tổng đài ATM/IP Core Switch với nhau, kết nối các ATM/IP Core Switch với các tổng đài Gateway, Toll, Tandem TDM hiện nay với nhau Tiếp tục sử dụng công nghệ SDH và hoàn thiện nâng cấp các hệ thống truyền dẫn đến tốc độ STM-16 Nâng cấp hệ thống theo công nghệ để đạt tới tốc độ hệ thống 20Gb/s và cao hơn

Líp dÞch vô & øng

dông

Service Nodes

Service Nodes Líp ®iÒu khiÓn

Líp chuyÓn t¶i

Để đảm bảo an toàn cho mạng lưới đề phòng các trường hợp xảy ra sự cố, mạng truyền dẫn lớp truyền tải sử dụng cấu trúc mạng ring kết hợp với kỹ thuật SDH và WDM với cơ chế bảo vệ hợp lý về thiết bị, sợi và tuyến cáp quang Lớp chuyển tải phải có khả năng chuyển tải cả hai loại lưu lượng ATM và

IP được tổ chức thành 2 cấp: đường trục quốc gia và vùng thay vì có 4 cấp như hiện nay

Cấp đường trục quốc gia: gồm toàn bộ các nút chuyển mạch đường trục và

các tuyến truyền dẫn đường trục được tổ chức thành 2 mặt A và B, kết nối chéo giữa các node đường trục ở mức ít nhất là 2,5 Gb/s, nhằm đảm bảo độ an toàn mạng, có nhiệm vụ chuyển mạch cuộc gọi giữa các vùng lưu lượng Số lượng và

qui mô node chuyển mạch đường trục quốc gia phụ thuộc vào luồng lưu lượng phát sinh trên mạng đường trục Cấu hình cấp đường trục quốc gia được mô tả trong hình 1.7

Cấp vùng: bao gồm toàn bộ các node chuyển mạch (ATM/IP), các bộ tập

trung ATM nội vùng bảo đảm việc chuyển mạch cuộc gọi trong nội vùng và sang vùng khác Các node chuyển mạch ATM/IP nội vùng được kết nối ở mức tối thiểu 155Mb/s lên cả hai mặt chuyển mạch cấp trục quốc gia qua các tuyến truyền dẫn nội vùng Các bộ tập trung ATM được kết nối ở mức tối thiểu 155Mb/s lên các node chuyển mạch ATM/IP nội vùng và ở mức tối thiểu n*E1 với các bộ truy nhập Cấu hình cấp vùng trong hình 1.7

Các node chuyển mạch ATM/IP nội vùng được đặt tại vị trí các tổng đài host hiện nay và được kết nối trực tiếp với nhau theo dạng Ring qua các tổng đài quang của node ATM/IP, sử dụng các sợi quang hiện có trong tuyến ring của mạng nội vùng Các node chuyển mạch ATM/IP nội vùng phải tích hợp tính năng broadband RAS nhằm thực hiện chức năng điểm truy nhập IP băng rộng cho các thuê bao xDSL

1.2.4.4 Lớp truy nhập

Trong cấu trúc của mạng thế hệ sau NGN, lớp truy nhập gồm toàn bộ các node truy nhập hữu tuyến và vô tuyến được tổ chức không phụ thuộc theo địa giới hành chính Các node truy nhập của các vùng lưu lượng chỉ được kết nối đến node chuyển mạch đường trục (qua các node chuyển mạch nội vùng) của vùng đó mà không được kết nối đến node đường trục của vùng khác

Các kênh kết nối truy nhập với các nút chuyển mạch nội vùng có tốc độ phụ thuộc vào số lượng thuê bao tại nút

Các thiết bị truy nhâp thế hệ mới phải có khả năng cung cấp cổng dịch vụ POTS, VoIP, ATM, FR, X25, xDSL

- Quản lý dịch vụ

- Quản lý kinh doanh

Khi có nhiều thành phần tham gia vào việc khai thác mạng và cung cấp dịch vụ viễn thông thì vai trò quản lý (bao gồm quản lý mạng và quản lý dịch vụ) là hết sức quan trọng để đảm bảo kết nối thông suốt giữa các bên tham gia nhằm đáp ứng nhu cầu cung cấp các dịch vụ đảm bảo dịch vụ đến khách hàng và các bên cùng có lợi

Trung tâm quản lý mạng viễn thông quốc gia NMC tai Hà nội phải có khả năng thực hiện được các chức năng: quản lý mạng và quản lý dịch vụ, hỗ trợ khai thác, quản lý hoạt động mạng, quản lý chất lượng, quản lý hiệu suất, các chỉ tiêu và các quy định, quy trình

Các hệ thống thiết bị viễn thông NGN sẽ được trang bị trên mạng cần phải

có khả năng kết nối để được quản lý bởi trung tâm quản lý mạng vùng và trung tâm quản lý mạng quốc gia

1.2.5 Kết nối NGN với mạng viễn thông hiện tại [4]

 Kết nối với mạng PSTN

Kết nối mạng NGN với mạng PSTN hiện tại được thực hiện thông qua thiết bị ghép luồng trung kế (Trunking Gateway - TWG) ở mức n*E1 và báo hiệu số 7 Không sử dụng báo hiệu R2 cho kết nối này Cấu hình kết nối được

Các cuộc thoại liên tỉnh tiêu chuẩn 64kb/s liên tỉnh hoặc quốc tế từ các tổng đài Host PSTN sẽ được chuyển tiếp qua mạng NGN tới các Host khác hoặc tới tổng đài gateway quốc tế

NGN PSTN

ATM

Truy nhËp

Truy nhËp

 Kết nối với mạng Internet

Kết nối mạng NGN với trung tâm mạng Internet ISP và IAP được thực hiện tại node ATM/IP lớp lõi thông qua giao tiếp mức LAN Tốc độ cổng LAN không thấp hơn tốc độ theo tiêu chuẩn Gigabit Ethernet (GbE) Nếu trung tâm mạng không cùng vị trí đặt node ATM/IP quốc gia thì sử dụng kết nối LAN qua cổng quang GbE

Điểm kết nối mạng NGN với các node truy nhập mạng Internet POP độc lập cho thuê bao truy nhập gián tiếp được thực hiện tại node ATM/IP nội vùng thông qua giao tiếp ở mức LAN Tốc độ cổng LAN phụ thuộc vào quy mô của POP Nếu POP không cùng vị trí đặt node ATM/IP nội vùng kết nối LAN qua cổng quang

Đối với các vệ tinh của tổng đài Host PSTN có tích hợp tính năng truy nhập Internet POP thì điểm kết nối mạng NGN với các node truy nhập mạng Internet POP tích hợp được thực hiện tại bộ tập trung ATM hoặc tại các node ATM+IP nội vùng thông qua giao tiếp ATM tuỳ thuộc vào vị trí POP tích hợp

Tốc độ cổng ATM phụ thuộc vào quy mô của POP nhưng ít nhất là n*E1 Cấu hình kết nối được mô tả trong hình 1.8

 Kết nối với mạng FR, X.25 hiện tại

Các mạng FR, X.25 hiện nay sẽ thuộc lớp truy nhập của mạng NGN do vậy

sẽ được kết nối với mạng NGN qua bộ tập trung ATM

 Kết nối với mạng di động GSM

Mạng di động sẽ thực hiện kết nối ở nút truyền tải đường trục và nút chuyển tải vùng Điểm kết nối sẽ được thực hiện ở tổng đài MSC hoặc cổng MSC sử dụng cổng báo hiệu số 7 Mạng di động GSM hiện tại được xây dựng và phát triển để tiến tới mạng thông tin di động thế hệ 3 (3G) theo lộ trình riêng Mạng di động 3G có cấu trúc phù hợp, tương thích với mạng NGN và sử dụng chung hạ tầng lớp truyền tải ATM/IP của mạng NGN

Chương 2 MẠNG TRUY NHẬP NGN 2.1 Tổng quan mạng truy nhập

Điện thoại được nhà khoa học người Mỹ Alexander Graham Bell phỏt minh

từ đầu năm 1876 Tuy nhiờn, phải khoảng từ năm 1890 mạng điện thoại mới bắt

đầu được triển khai tương đối rộng rói Cựng với sự xuất hiện của mạng thoại

cụng cộng PSTN là sự đột phỏ của cỏc phương tiện thụng tin liờn lạc thời bấy

giờ Như vậy cú thể núi mạng truy nhập ra đời vào khoảng năm 1890 Trong suốt

nhiều thập kỷ đầu thế kỷ 20 mạng truy nhập khụng cú sự thay đổi đỏng kể nào,

mặc dự mạng chuyển mạch đó thực hiện bước tiến dài từ tổng đài nhõn cụng đến

cỏc tổng đài cơ điện và tổng đài điện tử

Mạng truy nhập thuờ bao truyền thống được mụ tả trờn hỡnh 2.1:

Hỡnh 2.1 Cấu trỳc mạng truy nhập

Mạng truy nhập nằm từ tổng đài nội hạt đến thiết bị đầu cuối của khỏch

hàng, thực hiện chức năng truyền dẫn tớn hiệu Tất cả cỏc dịch vụ khỏch hàng chỉ

cú thể được cung cấp qua mạng truy nhập

Mạng truy nhập giữ vai trũ rất quan trọng trong mạng viễn thụng núi chung

và trong mạng thế hệ sau núi riờng Mạng truy nhập là phần lớn nhất của bất kỳ

một mạng viễn thụng nào, thường trải dài trờn vựng địa lý rộng lớn Mạng truy

nhập trực tiếp kết nối hàng nghỡn, hàng trục, hàng trăm nghỡn thuờ bao với mạng

chuyển mạch Đú là con đường duy nhất để cung cấp cỏc dịch vụ tớch hợp như

thoại và dữ liệu Chất lượng và hiệu năng của mạng truy nhập ảnh hưởng trực

tiếp đến khả năng cung cấp dịch vụ của toàn bộ mạng viễn thụng Giỏ thành

đài nội hạt

Giá

phối cáp

Tủ/Hộp

bao

Mạng truy nhập

mạng nội hạt chiếm tỷ lệ lớn trong mạng viễn thông

2.1.1 Các vấn đề mạng truy nhập truyền thống PSTN

Sau nhiều thập kỷ gần như không có sự thay đổi đáng kể nào trong cấu trúc cũng như công nghệ, mạng truy nhập thuê bao đang chuyển mình mạnh mẽ trong nhiều năm gần đây Với sự phát triển nhanh chóng của các công nghệ và dịch vụ viễn thông, những tồn tại trong mạng truy nhập truyền thống ngày càng trở nên sâu sắc hơn Các vấn đề này có thể tạm phân loại như sau:

- Thứ nhất, với sự phát triển của các mạch tích hợp và công nghệ máy tính, chỉ một tổng đài duy nhất cũng có khả năng cung cấp dịch vụ cho thuê bao trong một vùng rộng lớn Thế nhưng “vùng phủ sóng”, hay bán kính hoạt động của mạng truy nhập truyền thống tương đối hạn chế, thường dưới 5 Km Điều này hoàn toàn không phù hợp với chiến lược phát triển mạng là giảm số lượng, đồng thời cũng tăng dung lượng và mở rộng hoạt động của tổng đài

- Thứ hai, mạng truy cập thuê bao truyền thống sử dụng chủ yếu là tín hiệu tương tự với giải tần hẹp Đây là điều cản trở việc số hóa, mở rộng băng thông và tích hợp dịch vụ

- Thứ ba, theo phương thức truy cập truyền thống, mỗi thuê bao có một lượng khá lớn cáp đồng kết nối với tổng đài Tính trung bình mỗi thuê bao có khoảng 3 Km cáp đồng Hơn nữa, bao giờ gốc cũng được lắp đặt nhiều hơn nhu cầu thực tế để dự phòng Như vậy ta tính ra mỗi thuê bao

có ít nhất một đôi cáp cho riêng mình nhưng hiệu suất sử dụng lại rất thấp,

do lưu lượng phát sinh của phần lớn thuê bao tương đối thấp Vì vậy mạng truy cập thuê bao truyền thống có chi phí đầu tư cao, phức tạp trong duy trì bảo dưỡng và kém hiệu quả trong sử dụng

2.1.2 Mạng truy nhập ngày nay

Sự thay đổi của cơ cấu dịch vụ là yếu tố then chốt ảnh hưởng đến sự phát triển của mạng truy nhập Khách hàng yêu cầu không chỉ là các dịch vụ thoại/fax truyền thống mà cả các dịch vụ số tích hợp, thậm chí cả truyền hình kỹ thuật số

độ phân giải cao Mạng truy nhập truyền thống rõ ràng chưa sẵn sàng để đáp ứng các nhu cầu dịch vụ này

Từ những năm 90 của thế kỷ 20, mạng truy nhập đã trở thành tâm điểm chú

ý của mọi người Thị trường mạng truy nhập đã thực sự mở cửa Cùng với những chính sách tự do hóa thị trường viễn thông của phần lớn các quốc gia trên thế giới, cuộc cạnh tranh trong mạng truy nhập ngày càng gay gắt Các công nghệ và thiết bị truy nhập liên tiếp ra đời với tốc độ chóng mặt

Nhìn từ khía cạnh môi trường truyền dẫn, mạng truy nhập có thể chia thành hai loại lớn, có dây và không dây Mạng có dây có thể là mạng cáp đồng, mạng cáp quang, mạng cáp đồng trục hay mạng lai ghép Mạng không dây bao gồm mạng vô tuyến cố định và mạng di động Dĩ nhiên, không thể tồn tại một công nghệ nào đáp ứng được tất cả mọi yêu cầu của mọi ứng dụng trong tất cả các trường hợp Điều đó có nghĩa rằng, mạng truy nhập hiện đại sẽ là một thực thể mạng phức tạp, có một sự phối hợp hoạt động của nhiều công nghệ truy nhập khác nhau, phục vụ nhiều loại khách hàng khác nhau trong khu vực rộng lớn và không đồng nhất

Mạng truy nhập quang là mạng truy nhập sử dụng phương thức truyền dẫn quang Nói chung, thuật ngữ này chỉ các mạng trong đó liên lạc quang được sử dụng giữa thuê bao và tổng đài Các thành phần chủ chốt của mạng truy nhập quang là kết cuối đường dẫn quang (Optical line terminal - OLT) và khối mạng quang (Optical network unit - ONU) Chức năng chính của chúng là thực hiện chuyển đổi các giao thức báo hiệu giữa SNI và UNI trong toàn bộ mạng truy nhập

Cho tới nay trên thế giới có một khối lượng rất lớn cáp đồng đã được triển khai Theo một số nghiên cứu về mạng truy nhập, hiện nay cáp đồng vẫn là môi trường truyền dẫn chính trong mạng truy nhập, chiếm tới 90% Việc tận dụng cơ

sở hạ tầng rất lớn này là cần thiết và có lợi Các công nghệ đường dây thuê bao

kỹ thuật số (DSL) chính là giải pháp cho vấn đề này

Ngoài các công nghệ truy nhập có dây, các phương thức truy nhập vô tuyến cũng phát triển rất mạnh Các mạng di động GSM, CDMA đã có tới hàng trăm triệu thuê bao trên khắp thế giới Các phương thức truy nhập vô tuyến cố định cũng ngày càng trở nên thông dụng hơn, do những lợi thế của nó khi triển khai ở

các khu vực có địa hình hiểm trở hay có cơ sở hạ tầng viễn thông kém phát triển

ở các đô thị lớn dịch vụ vô tuyến cố định cũng phát triển, đặc biệt khi nhà khai thác cần tiếp cận thị trường một cách nhanh nhất

2.1.3 Mạng truy nhập hiện đại dưới quan điểm của ITU - T

 Định nghĩa

Theo khuyến nghị của ITU - T, mạng truy cập hiện đại được định nghĩa như trên hình vẽ Theo đó mạng truy nhập là một chuỗi các thực thể truyền dẫn giữa SNI (Service Node Interface - Giao diện nút dịch vụ) và UNI (User Network Interface - Giao diện người sử dụng - mạng) Mạng truy nhập chịu trách nhiệm truyền tải các dịch vụ viễn thông Giao diện điều khiển và quản lý mạng là Q3 [6]

Hình 2.2 Mạng truy nhập theo ITU

Thiết bị đầu cuối của khách hàng được kết nối với mạng truy nhập qua UNI, còn mạng truy nhập kết nối với các dịch vụ (SN - Service node) thông qua SNI

Về nguyên tắc không có giới hạn nào về loại và dung lượng của UNI hay SNI Mạng truy nhập và nút dịch vụ đều được kết nối với hệ thống TMN (Telecom Management Network) qua giao diện Q3

 Các giao diện mạng truy nhập

 Giao diện người sử dụng - mạng truy nhập (UNI): giao diện này

SNI UNI

Q3

Telecommunication Management

Access Network

Service Node

Q3