Một chiến lược để phát triển nhịp nhàng từ mạng hiện tại sang kiến trúcmạng mới là rất quan trọng nhằm giảm thiểu yêu cầu đầu tư trong giai đoạnchuyển tiếp, trong khi sớm tận dụng được n
Trang 1Bài giảngMạng NGN
Trang 2CHƯƠNG 2:
CẤU TRÚC MẠNG NGN
-03
EO -I sự TIẾN HÓA TỪ MẠNG HIỆN có LÊN NGN 1
Chiến lược tiến hóa
Trong nhiều năm gần đây, nền công nghiệp Viễn thông vẫn đang trăn trở
về vấn đề phát triển công nghệ căn bản nào và dùng mạng gì để hỗ trợ các nhàkhai thác trong bôi cảnh luật viễn thông đang thay đổi nhanh chóng, cạnh tranhngày càng gia tăng mạnh mẽ Khái niệm mạng thế hệ mới (hay còn gọi làmạng thế hệ tiếp theo - NGN) ra đời cùng với việc tái kiến trúc mạng, tận dụngtất cả các ưu thế về công nghệ tiên tiến nhằm đưa ra nhiều dịch vụ mới, manglại nguồn thu mới, góp phần giảm chi phí khai thác và đầu tư ban đầu cho cácnhà kinh doanh
Một chiến lược để phát triển nhịp nhàng từ mạng hiện tại sang kiến trúcmạng mới là rất quan trọng nhằm giảm thiểu yêu cầu đầu tư trong giai đoạnchuyển tiếp, trong khi sớm tận dụng được những phẩm chất của mạng NGN.Tuy nhiên bất kỳ bước đi nào trong tiến trình chuyển tiếp này cũng cần tạođiều kiện dễ dàng hơn cho mạng để rốt cuộc vẫn phát triển sang kiến trúc NGNdựa trên chuyển mạch gói Bất cứ giải pháp nào được chọn lựa thì các hệ thôngchuyển mạch truyền thông cũng sẽ phải tồn tại bên cạnh các phần tử mạngcông nghệ mới trong nhiều năm tới
Mạng thế hệ sau được tổ chức dựa trên các nguyên tắc cơ bản sau :
- Đáp ứng nhu cầu cung cấp các loại hình dịch vụ viễn thông phong phú, đa dạng, đa dịch vụ, đa phương tiện
- Mạng có cấu trúc đơn giản
- Nâng cao hiệu quả sử dụng, chất lượng mạng lưới và giảm thiểu chi phí khai thác và bảo dưỡng
- Dễ dàng mỏ rộng dung lượng, phát triển các dịch vụ mới
- Độ linh hoạt và tính sẩn sàng cao, năng lực tồn tại mạnh
Simpo PD^I^íịỊMíỉcPẽÌSit Unregistered Version - http://www.sim|ỉặ^Ẫ<?
hfấutrúc
20-
Trang 3-Việc tổ chức mạng dựa trên số lượng thuê bao theo vùng địa lý và nhucầu phát triển dịch vụ, không tổ chức theo địa bàn hành chính mà tổ chức theovùng mạng hay vùng lưu lượng.
Ở đây, chủ yếu chúng ta xem xét quá trình tiến hóa về cấu trúc từ mạng
hiện có lên cấu trúc mạng NGN
Hình 2-1 Nhu cầu tiến hóa mạng
Như hình vẽ, chúng ta nhận thấy mạng viễn thông hiện tại gồm nhiềumạng riêng lẻ kết hợp lại với nhau thành một mạng “hỗn tạp”, chỉ được xâydựng ở cấp quốc gia, nhằm đáp ứng được nhiều loại dịch vụ khác nhau Xétđến mạng Internet, đó là một mạng đơn lớn, có tính chất toàn cầu, thườngđược đề cập theo một loạt các giao thức truyền dẫn hơn là theo một kiến trúcđặc trưng Internet hiện tại không hỗ trợ QoS cũng như các dịch vụ có tính thờigian thực ( như thoại truyền thông)
Do đó, việc xây dựng mạng thế hệ mới NGN cần tuân theo các chỉ
Trang 4với mục tiêu kinh doanh và cung cấp dịch vụ khác nhau, và có thể sử dụngnhững kỹ thuật và giao thức khác nhau Một vài dịch vụ có thể chỉ do mộtnhà cung cấp dịch vụ đưa ra, nhưng tất cả các dịch vụ đều phải được truyềnqua mạng một cách thông suốt từ đầu cuối đến đầu cuối.
3 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 tuyếncũng như vô tuyến
Vì vậy, mạng NGN sẽ tiến hóa lên từ mạng truyền dẫn hiện tại (phát triểnthêm chuyển mạch gói) và từ mạng Internet công cộng ( hỗ trợ thêm chất lượngdịch vụ QoS)
Chiến lược phát triển
mới
Hình 2-2 Chiến lược phát triển
Để thực hiện việc chuyển dịch một cách thuận lợi từ mạng viễn thông hiện
có sang mạng thế hệ mới, việc chuyển dịch phải phân ra làm ba mức (ở hai lớp :kết nôi và chuyển mạch)
Trước hết là chuyển dịch ở lớp truy nhập và truyền dẫn Hai lớp này baogồm lớp vật lý, lớp 2 và lớp 3 nếu chọn công nghệ IP làm nền cho mạng thế hệmới Trong đó :
s Công nghệ ghép kênh bước sóng quang DWDM sẽ chiếm lĩnh ở lớp vật
lý
V IP/MPLS làm nền cho lớp 3 ■S
Công nghệ ở lớp 2 phải thỏa mãn:
• Càng đơn giản càng tốt
• Tối ưu trong truyền tải gói dữ liệu
Thế giổi điện thoại Thế giới Internet
Tính thông minh tập Tính thông minh phân
trung tán đến các CPE
Mạng dịch vụ mởi vởi kiếntrúc thông minh phân tán
Trang 5• Khả năng giám sát chất lượng, giám sát lỗi và bảo vệ, khôi phục mạng khi
có sự cô" phải tiêu chuẩn hơn của công nghệ SDH/SONET
s Hiện tại công nghệ RPT (Resilient Packet Transport) đang phát triển nhằm đáp
ứng các chỉ tiêu này
Xây dựng mạng truy nhập băng rộng (như ADSL, LAN, modem cáp, ) để
có thể cung cấp phương thức truy nhập băng rộng hướng đến phân nhóm chothuê bao, cho phép truy nhập với tốc độ cao hơn Hiện nay, việc xây dựng mạngcon thông minh đang được triển khai một cách toàn diện, điều đó cũng có nghĩa
là việc chuyển dịch sang mạng NGN đã bắt đầu
Thứ hai là chuyển dịch mạng đường dài (mạng truyền dẫn), sử dụng cổngmạng trung kế tích hợp hoặc độc lập, chuyển đến mạng IP hoặc ATM, rồi sửdụng chuyển mạch mềm để điều khiển luồng và cung câ"p dịch vụ Sử dụngphương thức này có thể giải quyết vân đề tắt nghẽn trong chuyển mạch kênh
Hỉện tại Tương laiCác mạng dịch vụ riêng lẻ
Trang 6Cùng với sự tiến hóa ở lớp truy nhập và truyền dẫn, chức năng chuyểnmạch của tổng đài ở lớp điều khiển được thay thế bằng một phần mềm chuyển
mạch thông minh gọi là Softswitch (hay Call Agent):
So sánh công nghệ mạng hiện tại và tương lai:
★
Thành phần mạng Công nghệ hiện tại Công nghệ tương lai
Mạng truy nhập - Cáp xoắn băng hẹp
- Truyền hình cáp số vàtương tự chuyên dụng
tuyến - Tổng đài PSTN- Chuyển mạch ATM
- Chuyển mạch Frame Relay
24-
Trang 7-ứng dung và Dịch vụ, ứng dụng và các đặc tính
43 dịch vụ
Điều khiển cuôc
(Trung tâm quản lý, cung cấp, dự phòng)cá*
s open Protocols APIs
cung cấp : không có đổi mới, chi
phí vận hành và bảo dưỡng cao
_ Các giải pháp đưa ra từ nhiều nhà cung cấp, ở nhiều mức độ khác nhau với nhiều sản phẩm nguồn mở theo chuẩn
_ Khách hàng tự do chọn lựa những sản phẩm tốt nhất để xây dựng từng lớp mạng trong hệ thông Các chuẩn
mở cho phép mở rộng và giảm chi phí
MGCP SIP
PSTN
ISP
Hình 2- 4 Hoạt động của chuyển mạch mềm trong NGN
Thứ ba là mạng chuyển dịch mạng nội hạt Tổng đài điện thoại có rấtnhiều giá máy và nhiều dữ liệu dịch vụ thoại nội hạt, không chỉ đầu tư lớn mà
việc cải tạo cũng sẽ rất khó khăn Có thể dùng thiết bị tổng hợp truy nhập băng
rộng, có dung lượng lớn, thay thế giá máy thuê bao hiện có, dùng cổng mạngtruy nhập tốc độ cao đến mạng IP, nhằm nâng cấp chuyển
Simpo PD^I^íịỊMíỉcPẽÌSit Unregistered Version - http://www.sim|ỉặ^Ẫ<?hfấutrúc
-25 -
Trang 8mạch mềm và bộ phục vụ ứng dụng, bảo đảm cho dịch vụ thoại nội hạt và dịch
Phát triển lên NGN :
Mạng PSTN hiện tại:
Simpo PDI^I^íặMíỉcPẽÌSit Unregistered Version - http://www.sim|ỉặ^Ẫ<?hfấutrúc NGN
26-
Trang 9-Simpo PDI^I^íặMíỉcPẽÌSit Unregistered Version - http://www.sim|ỉặ^Ẫ<?hfấutrúc NGN
SDH/ SONET GEWDM/ DWDM/ Sợi quang
Trang 10o ã &r
ò> ò> Videoí
Giải trí
Trang 11Dữ liệu
£rÌ£
ThoạiCác ứng dụng Internet
it Unregistered Version -http://wvwv.sim|
5ặ^Ẩ&ií^
u NGN
• Mạng trong tương lai gần:
Trang 12Simpo PDI^I^íặMíỉcPẽÌSit Unregistered Version - http://www.sim|ỉặ^Ẫ<?hfấutrúc NGN
★ Sự phát triển của mạng hữu tuyến dựa trên công nghệ IP :
Con đường phát triển của các mạng hiện tại là tạo ra một mạng chuyểnmạch gói bên cạnh mạng PSTN để hỗ trợ thoại cũng như sô" liệu, và câu hình
để vận hành như một chuyển mạch quá giang khác Để làm được việc này, điềucần thiết đối với mạng chuyển mạch gói là phải truyền thông được với PSTNnhờ sử dụng báo hiệu SS7 Truy cập tốc độ cao sẽ qua các công nghệ DSL(Digital Subcriber Line), các modem cáp, các đầu cuối di động và vô tuyếnbăng rộng Tuy nhiên truyền dẫn quang DWDM, PON (Passive OpticalNetwork) sẽ là xu thế phát triển của tương lai
Thoại là yếu tô" quyết định trong sự phát triển sang các mạng đa dịch vụ.Một sô" lượng lớn các thiết bị đang xuất hiện trên thị trường để hộ trợ điệnthoại trên các mạng 1P Các thiết bị này vừa phục vụ cho tư gia khách hàngvừa cho các mạng hữu tuyến Có một sức nặng đằng sau ý kiến cho là IP làchọn lựa tất yếu cho tương lai Các cổng VoIP quy mô doanh nghiệp vừa mớiđược đưa vào hoạt động và các nhà khai thác đã có các mạng IP toàn cầu, trong
đó có cả nhà khai thác của Châu Á
29-
Trang 13-Tập đoàn ITXC ( Internet Telephony Exchange Carrier) đã có một thỏathuận với Viễn Thông Nhật Bản ( Telecom Japan) để kết cuối lưu lượng và cácnút quốc tế của họ tại nhiều nước Châu Á Công ty VIP Calling có nhiều nút tại
Châu Á, kể cả một nút vừa được thông báo ở Đài Loan Công ty Singtel đang
cung cấp một tuyến kết nôi từ Singapore tới Trung Quốc và Trung Quốc đã tiếnhành thử nghiệm với điện thoại Internet, qua đó thấy rằng nó được sử dụng cho
các cuộc gọi nội địa nhiều hơn quốc tế VSNL ở Ân Độ cũng đang tiến hành
thử nghiệm với điện thoại Internet nhưng thu được chất lượng thoại kém vìthiếu dung lượng đường trục quốc tế Các dịch vụ VoIP sẽ bắt đầu được sửdụng rộng rãi ở Hồng Kông từ 1/1/2000 khi chấm dứt sự độc quyền củaHongKong Telecom Nhiều nhà khai thác điện thoại Internet khác đang chuẩn
bị dịch vụ ở Nhật Bản, Hàn Quốc, Đài Loan, Hồng Kông và Thái Lan
Để cung cấp truy nhập tốc độ cao, các modem cáp hiện nay được triểnkhai rộng rãi tại Mỹ, và ADSL đang được triển khai tại nhiều thành phô" của
Mỹ Những công nghệ này cũng bắt đầu phát triển ở Châu Âu, Châu Á, đặcbiệt là Trung Quốc, nơi mạng truyền hình cáp đã tới nhiều gia đình hơn cả
PSTN Trung Quốc đã thông báo chuyển sang điện thoại IP, coi đó là cơ sở
mạng tương lai của họ Các hệ thông truy nhập vô tuyến băng rộng cũng đangđược hoạch định để cài đặt qua các hệ thông “cáp vô tuyến” ở nhiều vùngChâu Á và hãng Sony đã công bô" kê" hoạch triển khai một mạng vô tuyếnbăng rộng ở Nhật Bản trong vòng ba năm tới đây
Việt Nam đã có kê" hoạch xây dựng mạng thê" hệ mới Theo câu hình và
tổ chức khai thác mạng dựa trên địa bàn hành chính hiện nay của mạng Viễnthông Việt Nam, chất lượng dịch vụ viễn thông được cung cấp sẽ bị ảnh hưởng
Vì vậy, việc cung cấp các dịch vụ Viễn thông và tổ chức khai mạng dựa trênsô" lượng thuê bao theo vùng địa lý, nhu cầu phát triển dịch vụ và tổ chức theocùng lưu lượng đã được đề xuâ"t Tuy nhiên, lộ trình vẫn chưa thể công bô"
3 Kết luận
Xu hướng phát triển mạng Viễn thông theo câu trúc mạng thê" hệ mới là
xu hướng chung trên thê" giới Mỗi quô"c gia, mỗi nhà khai thác phải chọnmột cách đi, một lộ trình phù hợp với tình hình thực tê" mạng của mình.Không chỉ ở Việt Nam, nhiều nước trên thề giới, do đặc điểm địa lý, kinhtê", văn hóa, xã hội ỏ từng vùng mà nhu cầu phát triển dịch vụ viễn thông ở cácvùng trong toàn quô"c là khác nhau Có sự chênh lệch khá lớn giữa nhu cầu vàkhả năng phát triển dịch vụ, khả năng thu hồi vốn đầu tư mạng viễn thông giữacác vùng trong cả nước, đặc biệt là giữa các đô thị và các các vùng nông thônmiền núi Mặt khác, với tính chất truyền thông không chỉ là một ngành kinh
Trang 14doanh đơn thuần mà còn mang ý nghĩa sâu sắc về chính trị, xã hội, an ninhquốc gia, đặc biệt trong nền kinh tế tri thức và xu thế mở cửa hội nhập.
Do những đặc điểm này, ở nhiều quốc gia, việc tổ chức mạng dựa trên sô"
lượng thuê bao theo vùng địa lý và nhu cầu phát triển dịch vụ, không tổ chứctheo địa bàn hành chính mà tổ chức theo vùng lưu lượng Trong quá trình xâydựng và tổ chức mạng phạm vi giữa các lớp, việc kết nôi giữa các thành phầnmạng được xác định và phân định rõ ràng trách nhiệm và quyền lợi của các nhàkinh doanh dịch vụ (cung cấp dịch vụ) và các nhà kinh doanh mạng ( cung cấpkết nôi), nhằm đảm bảo tính cạnh tranh lành mạnh để cùng phát triển, đồngthời giữ vững vai trò chủ đạo của Nhà nước nhằm đảm bảo an toàn thông tin,góp phần giữ vững an ninh chính trị, xã hội và phát triển kinh tế trên toàn quốc.Mạng Viễn thông Việt Nam mà nồng cốt là mạng viễn thông của tổngcông ty BCVT VN đã được sô" hóa hoàn toàn về cả truyền dẫn lẫn chuyểnmạch với các thiết bị công nghệ mới, hiện đại trên toàn quô"c, cùng với mạngthuê bao rộng lớn và nhiều điểm cung cấp dịch vụ, là một thuận lợi lớn trongquá trình phát triển tiến tới câu trúc mạng thê" hệ mới cung cấp đa dịch vụ, đaphương tiện, chất lượng cao
II CẤU TRÚC LUẬN LÝ (CÂU TRÚC CHỨC NĂNG) CỦA MẠNG NGN
Cho đến nay, mạng thê" hệ sau vẫn là xu hướng phát triển mới mẻ, chưa cómột khuyến nghị chính thức nào của Liên minh Viễn thông thê" giới ITU về câutrúc của nó Nhiều hãng viễn thông lớn đã đưa ra mô hình câu trúc mạng thê" hệmới như Alcatel, Ericssion, Nortel, Siemens, Lucent, NEC, Bên cạnh việc đưa
ra nhiều mô hình câu trúc mạng NGN khác nhau và kèm theo là các giải phápmạng cũng như những sản phẩm thiết bị mới khác nhau Các hãng đưa ra các môhình câu trúc tương đôi rõ ràng và các giải pháp mạng khá cụ thể là Alcatel,Siemens, Ericsions
Nhìn chung từ các mô hình này, câu trúc mạng mới có đặc điểm chung làbao gồm các lớp chức năng sau :
- Lớp nết nôi (Access + Transport/ Core)
Trang 15Simpo PDI^I^íặMíỉcPẽÌSit Unregistered Version - http://www.sim|ỉặ^Ẫ<?hfấutrúc NGN
32-
Trang 16-2.2 Lớp truyền thông
Simpo PD^I^íịỊMíỉcPẽÌSit Unregistered Version - http://www.sim|ỉặ^Ẫ<?hfấutrúc
-33 -
Trang 17MGC / callAgent
SignalingGateway
Trang 18-Theo MSF (MutiService Switching Forum), lớp điều khiển cần được tổ chức theo kiểumodule và có thể bao gồm một sô" bộ điều khiển độc lập Ví dụ có các bộ điều khiển riêng chocác dịch vụ : thoại / báo hiệu số 7, ATM / svc, IP/MPLS,
Simpo PD^I^íịỊMíỉcPẽÌSit Unregistered Version - http://www.sim|ỉặ^Ẫ<?hfấutrúc
35-
Trang 19-♦ Quản lý và bảo dưỡng hoạt động của các tuyến kết nối thuộc phạm viđiều khiển Thiết lập và quản lý hoạt động của các luồng yêu cầu đốìvới chức năng dịch vụ trong mạng Báo hiệu với các thành phần ngangcấp.
Các chức năng quản lý, chăm sóc khách hàng cũng được tích hợptrong 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 nhanhchóng và dễ dàng
2.4 Lớp ứng dụng
- Thành phần :
Lớp ứng dụng gồm các nút thực thi dịch vụ SEN (Service ExcutionNode), thực chất là các server dịch vụ cung cấp các ứng dụng cho kháchhàng thông qua lớp truyền tải
Chức năng :
Lớp ứng dụng cung cấp các dịch vụ có băng thông khác nhau và ởnhiều mức độ Một sô" loại dịch vụ sẽ thực hiện làm chủ việc thực hiệnđiều khiển logic của chúng và truy nhập trực tiếp tới lớp ứng dụng, còn mộtsô" dịch vụ khác sẽ được điều khiển từ lớp điều khiển như dịch vụ thoạitruyền thông Lớp ứng dụng liên kết với lớp điều khiển thông qua các giaodiện mở AP1 Nhờ đó mà các nhà cung câ"p dịch vụ có thể phát triển cácứng dụng và triển khai nhanh chóng trên các dịch vụ mạng
Một sô" 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 sô" liệu
♦ Video theo yêu cầu
♦ Nhóm các dịch vụ đa phương tiện
♦ Thương mại điện tử
♦ Các trò chơi trên mạng thời gian thực
Trang 20-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 phôi các thànhphần mạng viễn thông đang hoạt động Tuy nhiên cần phân biệt các chứcnăng quản lý với các chức năng điều khiển Vì căn bản NGN sẽ dựa trên cácgiao 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, đanhà khai thác, đa dịch vụ.
Từ những phân tích trên, ta xây dựng sơ đồ các thực thể chức năng của mạng NGN:
Hình 2-10: Các thực thể chức năng trong NGN
AS-F: Application Server FunctionMS-F: Media Server FunctionMGC-F: Media Gatevvay Control FunctionCA-F: Call Agent Function
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 cungcấp các logic dịch vụ và thi hành một hay nhiều các ứng dụng/dịch vụ.Simpo PDI^I^íặMíỉcPẽÌSit Unregistered Version - http://www.sim|ỉặ^Ẫ<?hfấutrúc NGN
-37 -