đồ án: Mô hình giao tiếp phần mềm trong mạng NGN

Đồ án tốt nghiệp đại học
LỜI MỞ ĐẦU
Cùng với sự phát triển của các ngành điện tủ - tin học, công nghệ viễn thông
trong những năm vừa qua phát triển rất mạnh mẽ cung cấp ngày càng nhiều các loại
hình dịch vụ mới đa dạng, an toàn, và chất lượng cao đáp ứng ngày càng tốt hơn yêu
cầu của khách hàng.
Trong xu hướng phát triển và hội tụ của viễn thông và tin học, cùng với sự phát
triển nhanh chóng về nhu cầu của người dùng đối với những dịch vụ đa phương tiện
chât lượng cao đã làm cho cơ sở hạ tầng thông tin và viễn thông đã có những thay đổi
lớn về cơ bản. Nhưng tổng đài chuyển mạch kênh truyền thống đã không còn có thể
đáp ứng những đòi hỏi của người dùng về những dịch vụ tốc độ cao, chính vì thế đòi
hổi cần phải có một giải pháp đáp ứng được yêu cầu đó. Xu hướng viễn thông dưa trên
nền tảng chuyển mạch gói tốc độ cao, dung lượng lớn và hội tụ được các loại dịch vụ
trên cùng một hạ tầng là điều tất yếu.
Mạng thế hệ sau ra đời đã đáp ứng được yêu cầu này. Sự ra đời của NGN ngoài
mặt có ý nghĩa về công nghê và dịch vụ, nó còn đem lại cơ hội cho những công ty nhỏ
ít tên tuổi hoặc những công ty mới tham gia vào thị trường viễn thông có thể đứng
vững trên thị trường mà trước đây nằm trong sự kiểm soát của một số ít nhà sản xuất
lớn.
Đứng trước xu hướng tự do hoá thị trường, cạnh tranh và hội nhập, việc phát
triển mạng viễn thông theo cấu trúc thế hệ sau (NGN) với các công nghệ phù hợp là
bước đi tất yếu của viễn thông thế giới và mạng viễn thông Việt Nam. Vì vậy em chọn
đề tài “Mô hình giao tiếp phần mềm trong mạng NGN” để làm đồ án tốt nghiệp, nội
dung đồ án của em gồm 3 chương:
• Chương I: Tổng quan về NGN, bao gồm khái niệm, kiến trúc mạng, các
phần tử mạng, dịch vụ……
• Chương II: Tình hình triển khai mạng NGN tại Việt Nam, bao gồm các
giải pháp và cấu trúc mạng NGN, giới thiệu giải pháp Surpass của
Siemen, tình hình triển khai NGN tại Việt Nam….
• Chương III: Mô hình giao tiếp phần mềm trong mạng NGN…
Do thời gian có hạn và kiến thức còn hạn chế, đặc biệt là khả năng thực tiễn

trong quá trình làm thiết kế thi công nên đồ án không thể tránh khỏi những thiết sót và
còn đi nhiều vào lí thuyết. Vì vậy, tôi rất mong nhận được sự đóng góp của các thầy cô
giáo trong bộ môn và các bạn để đồ án của tôi có thể được hoàn thiện hơn và có thể đi
vào thực tiễn cho các nhà khai thác viễn thông sử dụng trong thời gian tới.
Đoàn Thanh Tuấn -Lớp HCĐ06_VT1
1
Đồ án tốt nghiệp đại học
Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong khoa viễn thông I, các thầy cô
giáo trong bộ môn mạng viễn thông đặc biệt là Cô giáo Ths. Dương Thanh Tú, người
đã trực tiếp hướng dẫn em hoàn thành đồ án này.
Hà Nội, ngày tháng 9 năm 2008
Sinh Viên
Đoàn Thanh Tuấn
Đoàn Thanh Tuấn -Lớp HCĐ06_VT1
2
Đồ án tốt nghiệp đại học
Chương I: Tổng quan về mạng NGN
1.1. Mạng viễn thông thế hệ mới (Next Generation Network)
1.1.1 Định nghĩa.
Mạng viễn thông thế hệ mới có nhiều tên gọi khác nhau, chẳng hạn như:
- 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 cùng các nhà cung
cấp thiết bị viễn thông trên thế giới đề rất quan tâm và nghiên cứu về chiến lược phát
triển NGN. Nhưng vẫn có một định nghĩa cụ thể và chính xác nào cho mạng NGN. Do
đó định nghĩa mạng NGN nêu ra ở đây không thể bao hàm hết mọi chi tiết về mạng
thế hệ mới, nhưng nó có thể tương đối là khái niệm chung nhất khi đề cập đến NGN.

Bắt nguồn từ sự phát triển của công nghệ thông tin, công nghệ chuyển mạch gói
và công nghệ truyền dẫn băng rộng, mạng thông tin thế hệ mới (NGN) ra đời là mạng
có cơ sở hạ tầng thông tin duy nhất dựa trên công nghệ chuyển mạch gói, triển khai
các dịch vụ một cách khá đa dạng và nhanh chóng, đáp ứng sự hội tụ giữa thoại và số
liệu, giữa cố định và di động.
Như vậy, có thể xem mạng thông tin thế hệ mới là sự tích hợp mạng thoai
PSTN, chủ yếu dựa trên kỹ thuật TDM, với mạng chuyển mạch gói, dựa trên kỹ thuật
IP/ATM. Nó 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 gánh nặng
của PSTN.
Tuy nhiên, NGN không chỉ đơn thuần là sự hội tụ giữa thoại và dữ liệu mà còn
là sự hội tụ giữa truyền dẫn quang và công nghệ gói, giữa mạng cố định và di động.
Vấn đề chủ đạo ở đây là làm sao có thể tận dụng hết các lợi thế đem đến từ quá trình
hội tụ này. Một vấn đề quan trọng khác là sự bùng nổ nhu cầu của người sử dụng cho
một khối lượng dịch vụ và ứng dụng phức tạp bao gồm cả đa phương tiện, phần lớn
trong đó là không được trù liệu khi xây dựng các hệ thống mạng hiện nay.
Đoàn Thanh Tuấn -Lớp HCĐ06_VT1
3
Đồ án tốt nghiệp đại học
1.1.2. Đặc điểm của mạng NGN.
Mạng NGN có bốn đặc điểm chính:
- Nền tảng là hệ thống mạng mở
- Mạng NGN là do mạng dịch vụ thúc đẩy, nhưng dịch vụ phải thực hiện độc
lập với mạng lưới.
- Mạng NGN là mạng chuyển mạch gói, dựa trên một giao thức thống nhất.
- 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:
Trước hết, do áp dụng cơ cấu mở mà:
+ Các khối chức năng của tổng đài truyền thống chia thành các phần tử
mạng độc lập, các phần tử được phân theo các chức năng tương ứng, và phát triển một

cách độc lập
+ Giao diện và giao thức giữa các bộ phận phải dựa trên các tiêu chuẩn
tương ứng.
Việc phân tách làm cho mạng viễn thông vốn có dần dần đi theo hướng mới,
nhà kinh doanh có thể căn cứ vào nhu cầu dịch vụ để tự tổ hợp các phần tử khi tổ chức
mạng mới. Việc tiêu chuẩn hoá giao thức giữa các phần tử có thể thực hiện nối thông
qua các mạng có cấu hình khác nhau.
Tiếp đến, mạng NGN là mạng dịch vụ thúc đẩy, với đặc điểm của:
- Chia tách dịch vụ với điều khiển cuộc gọi
Chia tách cuộc gọi với truyền tải
Mục tiêu chính của chia tách ra 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.
NGN là mạng chuyển mạch gói, giao thức thống nhất. 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
Đoàn Thanh Tuấn -Lớp HCĐ06_VT1
4
Đồ án tốt nghiệp đại học
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 nhẫn được; đặt cơ sở vững chắc về mặt kỹ thuật cho
hạ tầng cơ sở thông tin quốc gia (NII).
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.
Hình 1.1: Topo mạng thế hệ sau.
Đoàn Thanh Tuấn -Lớp HCĐ06_VT1
5
Đồ án tốt nghiệp đại học
1.1.3. Động cơ xuất hiện mạng thế hệ mới.
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 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 những yêu cầu của chúng. Do vây, một sự
chuyển đổi sang hê 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 câu truyền thoại chất lượng cao qua IP.
Nhựng 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
chẫm trễ và chậm triển khai kết hợp với nền công nghiệp máy tính. Các chuyển mạch
kênh này đang chiếm phần lớn trong cơ sở hạ tầng PSTN. Tuy nhiên chung chưa thật
sự tối ưu cho mạng truyền số liệu.
Kết quả ngày nay 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 dự 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 manh mẽ đến
cách thức hoạt động của các nhà khai thác viễn thông lớn trên thế giới. Xuyên suốt quá
trình được gọi là “mạch vòng nội hạt không trọn gói” các luật lệ của chính phủ trên
toàn thế giới đã ép buộc các nhà khai thác lớn phải mở của 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 đâu tư trực tiếp vào “những
dặm cuối cùng” của đường cáp đồng. Điều này dẫn đến việc gia tăng cạnh tranh. Các
Đoàn Thanh Tuấn -Lớp HCĐ06_VT1
6
Đồ án tốt nghiệp đại học
NGN thực sự phù hợp để hỗ trợ kiến trúc mạng và các mô hình được luật pháp cho
phép khai thác
Hình 1.2: Xu thế đổi mới viễn thông.
» 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 lai. Kết quả là
phần lớn các nhà khai thác truyền thống sẽ phải tái định mức mô hinh kinh doanh của
họ dưới ánh sáng của các dụ 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 thi trường viễn thông.
Đoàn Thanh Tuấn -Lớp HCĐ06_VT1
7
Đồ án tốt nghiệp đại học
Các cơ hội kinh doanh mới bao gồm các ứng dụng đa dạng tích hợp với các
dịch vụ mạng viễn thông hiện tại, số liệu Internet, các ứng dụng video.
1.1.4. Những vấn đề cần quan tâm khi phát triển NGN

Trước hết các nhà cung cấp dịch vụ chính thống phải xem xét cơ sở TDM mà
họ đã lắp đặt và do vậy phải đối đầu với quyết định khó khăn về việc nâng cấp hệ
thống này, nên đầu tư vốn cho thiết bị chuyển mạch kênh và xây dựng một mạng NGN
xếp chồng, hay thậm chí nên thay thế các tổng đài truyền thống bằng những chuyển
mạch công nghệ mới sau này. Họ cũng phải xem xet ảnh hưởng của sự gia tăng lưu
lượng Internet quay số trực tiếp với thời gian giữ mày ngắn hơn nhiều. Để duy trì cạnh
tranh các nhà khai thác này cần tìm ra phương pháp cung cấp các dịch vụ mới cho các
nhà khách hàng của họ trong thời kỳ quá độ trước khi cách mạng của họ tiến triển sang
NGN một cách đầy đủ.
Vấn đề lớn nhất cần cân nhắc khi sắp tới cần hỗ trợ dịch vụ thoại qua IP và
hàng loạt các dịch vụ giá trị gia tăng khác là cơ chế “best effort” phân phối các gói tin
không còn đủ đáp ứng nữa. Một thách thức căn bản ở đây là mở rộng mạng IP theo
nhiều hướng, khả năng cung cấp đa dịch vụ trong khi vẫn giữ được ưu thế của mạng
IP. Để đảm bảo QoS cần thiết, các nhà khai thác sẽ phải có khả năng cam kết cung cấp
các thoả thuận về đinh mức dịch vụ (SLA), các yêu cầu về băng tần và cá tham số chất
lượng.
Một khía cạnh khác bảo đảm chất lượng là quy mô mạng phải đủ lớn để cung
cấp cho khách hàng nhằm chống lại hiện tượng nghẽn cổ chai trong lưu lượng của
mạng lõi. Một trong những đặc trưng của NGN chính là khả năng tăng số lượng của
các giao diện mở, nhưng điều đó cũng hàm chứa các nguy cơ đe doạ an ninh của
mạng. Do đó, đảm bảo an toàn thông tin trở thành vấn đề sống còn các nhà khai thác
nhằm bảo vệ mạng chống lại sự tấn công từ phía các tin tặc. Các công cụ an ninh và
mật mã hoá phải luôn luôn sẵn sàng.
Trong vòng hai thập kỷ vừa qua, công nghệ quang đã chứng minh được là một
phương tiên truyền tải thông tin hiệu quả trên khoảng cách lớn, và hiện nay nó là công
nghê chủ đạo trong truyền dẫn trên mạng lõi. Với các cải tiến hiện nay, như công nghệ
ghép kênh phân chia theo mật độ bước sóng DWDM, nâng cao đáng kể hiệu quả kinh
tế về truyền tải trên mạng cáp quang. Ngay nay, IP theo dự kiến sẽ trở thành giao diện
hoàn thiện thực sự cho các mạng lõi NGN. Vấn đề quan trọng ở đây là mạng cáp
quang phải tối ưu cho điều khiển lưư lượng IP. Một giải pháp có tính thuyết phục hiên

nay là hội tụ các lớp dữ liệu và các lớp quang trong mạng lõi. Việc hội tụ này mạng lại
Đoàn Thanh Tuấn -Lớp HCĐ06_VT1
8
Đồ án tốt nghiệp đại học
cho một số lợi thế như cung cấp các dịch vụ tốc độ cao, bảo vệ dòng thông tin liên tuc
cho mạng quang với chuyển mạch nhã đa giao thức chung MPLS.
Một vấn đề không kém phần quan trọng là vấn đề về các giải pháp quản lý thích
hợp cho mạng NGN. Trong khi mong muốn xây dựng một mạng quản lý phải làm việc
trong một môi trường đa nhà đầu tư, đa nhà khai thác, đa dịch vụ còn mang tính logic,
tuy vậy nó vẫn bộc lộ nay là điểm rất cần lưu ý. Mặc dù còn phải mất nhiều thời gian
và công sức trước khi hệ thống quản lý mạng được triển khai, nhưng muc tiêu này vẫn
có giá trị thuyết phục và sẽ mang lại nhiều lợi ích như giảm chi phí khai thác, dịch vụ
đa dạng.
Tất cả những yếu tố trên này dường như làm cho NGN mang đậm sự phức tạp.
Tuy nhiên nên nhìn mạng NGN trong mạng thông tin toàn cầu ngày nay, trong đó các
mạng chuyển mạch kênh truyền thống và chuyển mạch gói song song tồn tại, các
mạng di động và cố định không đơn giản trong việc cùng khai thác, và thậm chí các
thành phần mạng khác nhau trên hướng về một cái gì đó hết sức phức tạp, nhưng sẽ
cho phép tiết kiệm chi phí khai thác một cách thích đáng.
1.1.5. Tìm hiểu các công nghệ
a. Công nghệ truyền dẫn
Trong cấu trúc mạng thế hệ mới, truyền dẫn là một thành phần của lớp kết nối
(bao gồm chuyền tải và truy nhập). Công nghệ truyền dẫn của mạng thế hệ mới là
SDH, WDM với khả năng hoạt động mềm dẻo, linh hoạt, thuận tiện cho khai thác và
điều hành quản lý.
Các tuyến truyền dẫn SDH hiện có đang được tiếp tục triển khai rộng rãi trên
mạng viễn thông là sự phát triển đúng hướng theo cấu trúc mạng mới. Cần tiếp tục
phát triển cá hệ thống truyền dẫn công nghệ SDH và WDM, hạn chế sử dụng công
nghệ PDH.
• Cáp quang:

Hiện nay trên 60% lưu lượng thông tin được truyền đi trên toàn thế giới được
truyền trên mạng quang.
Công nghệ truyền dẫn quang SDH cho phép tạo trên đường truyền dẫn tốc độ
cao với khả năng bảo vệ của các mạch vòng đã được sử dụng rộng rãi ở nhiều nước và
ở Việt Nam.
Đoàn Thanh Tuấn -Lớp HCĐ06_VT1
9
Đồ án tốt nghiệp đại học
WDM cho phép sử dụng độ rộng băng tần rất lớn của sợi quang bằng cách kết
hợp một số tín hiệu ghép kênh theo thời gian với độ dài các bước sóng khác nhau và ta
có thể sử dụng được các của sổ không gian, thời gian và độ dài bước sóng. Công nghệ
WQM cho phép nâng tốc độ truyền dẫn lên 5Gb/s, 10Gb/s và 20 Gb/s
• Vô tuyến:
Vi ba: Công nghệ truyền dẫn SDH cũng phát triển trong lĩnh vực vi ba, tuy
nhiên do những hạn chế của môi trường truyền dẫn sóng vô tuyến nên tốc độ và chất
lượng truyền dẫn không cao so với công nghệ truyền dẫn quang.
Vệ tinh: Vệ tinh quỹ đạo thấp (LEO – Low Earth Orbit), vệ tinh quỹ đạo trung
bình (MEO – Medium Earth Orbit). Thị trường thông tin vệ tinh trong khu vực đã có
sự phát triển mạnh trong những năm gần đây và sẽ còn tiếp tục trong những năm tới.
Các loại hinh dịch vụ vệ tinh đã rất phát triển như: DTH tương tác, truy nhập internet,
các dịch vụ băng rộng, HDTV… Ngoài các ứng dụng phổ biến đối với nhu cầu thông
tin quảng bá, viên thông nông thôn, với sự kết hợp sử dụng các ưu điểm của công nghệ
CDMA, thông tin vệ tinh ngày càng có xu hướng phát triển đặc biệt trong lĩnh vực
thông tin di động, thông tin cá nhân
b. Công nghệ mạng truy nhập
Trong xu hướng phát triển NGN sẽ duy trì nhiều loại hình mạng truy nhập vào
một mối truyền dẫn chung như:
- Mạng truy nhập quang
- Mạng truy nhập vô tuyến
- Các phương thức truy nhập cáp đồng: HDSL, ADSL.

- Xu hướng phát triển mạng truy nhập băng rộng
c. Công nghệ chuyển mạch
Chuyển mạch cùng là thành phần trong lớp mạng chuyền tải của cấu trúc NGN
nhưng có những thay đổi lớn về mặt công nghệ so với các thiết bị chuyển mạch TDM
trước đây. Công nghệ chuyển mạch của mạng thế hệ mới là IP, ATM, ATM/IP hay
MPLS thì hiện nay vẫn chưa xác định rõ, tuy nhiên nói chung là dựa trên công nghệ
chuyển mạch gói, cho phép hoạt động với nhiều tốc độ và dịch vụ khác nhau.
Công nghệ chuyển mạch quang: các kết quả nghiên cứu ở mức thử nghiệm
đang hướng tới việc chế tạo các chuyển mạch quang. Trong tương lai sẽ có các chuyển
mạch quang phân loại theo nguyên lý sau: chuyển mạch quang phân chia theo không
Đoàn Thanh Tuấn -Lớp HCĐ06_VT1
10
Đồ án tốt nghiệp đại học
gian, chuyển mạch quang phân chia theo thời gian, chuyển mạch quang phân chia theo
độ dài bước sóng.
1.2 Đặc điểm và kiến trúc mạng NGN
1.2.1 Kiến trúc mạng NGN
Xét về mặt kiến trúc thì mạng NGN có thể được chia ra làm bốn lớp chức năng
như sau:
Hình 1.3: Mô hình kiến trúc mạng NGN
1.2.1.1. Lớp truyền tải
Chức năng cơ bản của lớp truyền tải là xử lý, chuyển vận gói tin. Lớp này bao
gồm các thiết bị đảm nhiệm đóng gới mở gói, định tuyến, chuyển đổi gói tin dưới sự
điều khiển của lớp điều khiển và báo hiệu cuộc gọi (Call Control and Signaling Plane).
Lớp truyền tải được phân chia thành ba miền con:
Miền truyền tải thông tin theo giao thức IP. Miền này bao gồm:
+ Mạng truyền dẫn Backbone
Đoàn Thanh Tuấn -Lớp HCĐ06_VT1
11
Đồ án tốt nghiệp đại học

+ Các thiết bị mạng như: Router, Switch
+ Các thiết bị cung cấp cơ chế QoS
Miền liên kết mạng:
Miền liên kết mạng với nhiệm vụ chính nhận các dữ liệu đến, chuyển đổi khuôn
dạng dữ liệu cho phù hợp để thông tin có thể truyền thông một cách trong suốt trên
toàn bộ mạng. Trong miền này là tập hợp các Gateway như Signaling Gateway, Media
Gateway. Trong đó Signaling Gateway thực hiện chức năng cầu nối giữa mạng PSTN
và mạng IP và tiến hành phiên dịch thông tin báo hiệu giữa hai mạng này. Media
Gateway thực hiện quá trình chuyển đổi khuôn dạng dữ liệu giữa các môi trường
truyền thông khác nhau
Miền truy nhập không dựa trên giao thức IP:
Trong miền này bao gồm các thiết bị truy cập cung cấp các cổng kết nối cho
thiết bị đầu cuối thuê bao, cung cấp các dịch vụ như POTS, IP, VoIP, ATM FR, xDSL,
X25, IP-VPN…
1.2.1.2 Lớp điều khiển và báo hiệu cuộc gọi
Đây là lớp trung tâm của hệ thống thực thi quá trình điều khiển, giám sát và xử
lý cuộc gọi nhằm cung cấp các dịch vụ thông suốt từ đầu đến cuối (end-to-end) với bất
kì loại giao thức và báo hiệu nào. Thực thi quá trình giám sát các kết nối cuộc gọi giữa
thuê bao thông qua việc điều khiển các thành phần của lớp truyền tải (Transport
Plane). Quá trình xử lý và báo hiệu cuộc gọi về bản chât có nghĩa là xử lý các yêu cầu
thuê bao về việc thiết lập và huỷ bỏ cuộc gọi thông qua các bản tin báo hiệu. Lớp này
có chức năng kết nối cuộc gọi thuê bao với lớp ứng dụng và dịch vụ (Service and
Application Plane). Các chức năng này sẽ được thực thi thông qua các thiết bị như
Media Gateway Controller (hay Call Agent hay Call Controller), các SIP Service hay
Gatekeeper.
1.2.1.3. Lớp ứng dụng và dịch vụ
Lớp ứng dụng và dịch vụ là lớp cung cấp các ứng dụng và dịch vụ như mạng
thông minh IN (Intelligent Networks), các dịch vụ giá trị gia tăng… Lớp này liên kết
với lớp điều khiển và báo hiệu thông qua cá giao diện lập trình mở API (Application
Programing Interface). Cũng nhờ chính đó mà việc cập nhật, tạo mới và triển khai ứng

dụng, dịch vụ mạng trở nên vô cung nhanh chóng và hiệu quả. Trên lớp này sử dụng
Đoàn Thanh Tuấn -Lớp HCĐ06_VT1
12
Đồ án tốt nghiệp đại học
các thiết bị như Application Server, Feature Server. Lớp này cũng có thể thực thi việc
điều khiển nhưng thành phần đặc biệt như Media Server, một thiết bị được biết đến với
tập các chức năng như conferencing, IVR, xử lý tone…
1.2.1.4. Lớp quản lý
Lớp quản lý mạng có nhiệm vụ cung cấp các chức năng như giám sát các dịch
vụ và khách hàng, tính cước và các tác vụ quản lý mạng khác. Nó có thể tương tác với
bất kỳ hoặc cả ba lớp còn lại thông qua các chuẩn công nghiệp ví dụ như SNMP hoăc
các chuẩn riêng APIs – giao diện lập trình mở.
Dựa vào mô hình mạng NGN chuyển mạch mềm Softswitch phải thực hiện các
chức năng sau:
- Trung tâm báo hiệu điều khiển cuộc gọi trong toàn mạng, quản lý và điều
khiển các loại Gateway truy nhập mạng, hoạt động theo tất cả các loại giao thức báo
hiệu từ H323, SIP đến MGCP/MEGACO.
- Giao tiếp với báo hiệu mạng PSTN (chủ yếu là kết nối với mạng báo hiệu
SS7) và liên kết với hệ thống Softswitch khác
- Tạo ra các môi trường lập trình mở để cho phép các hãng thứ ba dễ dàng
tích hợp và phát triển ứng dụng (trên nền IP) và kết nối với các môi trường cung cấp
dịch vụ đã sẵn có (ví dụ IN)
1.2.2. Các phần tử trong mạng NGN
Các phần tử trong mạng NGN dựa trên hình 1.4, bao gồm
- Softswitch: là phần tử có chức năng điều khiển cuộc gọi, mà thành phần
tương tác chính của nó là các Media Gateway, và các Access Gateway thông qua các
giao thức điều khiển Gateway truyền thông như MGCP/H248 MEGACO. Mặt khác nó
cũng có khả năng tương tác với mạng H323, và SIP cho phép người sử dụng thực hiện
các cuộc gọi, PC to Phone, PC to PC, Phone to PC
- SIP Server: Có vai trò chức năng định tuyến các bản tin báo hiệu SIP giữa

các SIP client. Nếu trong mạng chỉ có một SIP server thi nó vừa đóng vai trò là Proxy
Server, Redirect Server, Location Server.
- Gatekeeper: cho phép các thuê bao H232 đăng ký, nhận thực, đồng thời
giám sát các kết nối Multimedia giữa các đầu cuối H232.
Đoàn Thanh Tuấn -Lớp HCĐ06_VT1
13
Đồ án tốt nghiệp đại học
- Singnalling Gateway: thực hiện chức năng Gateway báo hiệu
- Media server: Nó cho phép sự tương tác giữa các thuê bao và các ứng dụng
thông qua thiết bị điện thoại, ví dụ như nó có thể trả lời cuộc gọi, đưa ra một lời thông
báo, đọc thư điện tử, thực hiện chức năng của IVR.
Hình 1.4: Mô hình mạng NGN
- Media Gateway: là thiết bị truyền thống kết nói với mạng chuyển mạch
kênh hiện tại và mạng NGN. Nó cung cấp các cổng kết nối trực tiếp với đường trung
kế của mạng PSTN và mạng di động và biến đổi các luồng TDM đó thành những gói
IP và ngược lại. Các Gateway hoạt động đơn thuần như một thiêt bị kết nối trung gian
được điều khiển bởi Softswitch.
- Access Gateway: là Gateway truy cập có thể cung cấp truy cập đa dịch vụ
như xDSL, VoDSL, POTS/ISDN…
- IP client: là các thiết bị đầu cuối IP hỗ trợ các giao thức H232, SIP, các đầu
cuối này có thể thực hiện những cuộc gọi Multimedia trong mạng của nó hay gọi thoại
ra mạng PSTN thông qua softswitch. Các đầu cuối này có thể là IP phone, PBX trên
nền IP.
1.2.3 Các dịch vụ trong mạng NGN.
1.2.3.1. Ứng dụng làm SS7, PRI Gateway (giảm tải internet)
Đoàn Thanh Tuấn -Lớp HCĐ06_VT1
14
Đồ án tốt nghiệp đại học
Ứng dụng này nhằm vào các nhà khai thác dich vụ thoại, những doanh nghiệp
đang tìm kiếm một giải pháp giá thành thấp cho chuyển mạch kênh truyền thống để

cung cấp giao diện PRI cho các nhà cung cấp dịch vụ Internet (ISP) phục vụ các
đường truy nhập Dial-up.
Hiện nay khi nhu cầu truy cập internet bùng nổ, các ISP có khuynh hướng mở
rộng các kết nối PRI giữa các Access Server của họ nối với các tổng đài chuyển mạch
số làm cho các nhà cung cấp dịch vụ nhanh chóng cạn hết cổng PRI hiện có. Mặt khác
nó còn cung cấp các dịch vụ như mạng riêng ảo VPN cho phép người sử dụng quay số
truy cập vào các mạng Lan (kết hợp với mang IP của nhà cung cấp) như Intranet,
Extranet, dich vụ này rất hữu dụng cho những người đi công tác xa.
Bên cạnh việc thiếu các kênh PRI, lưư lượng truy cập Internet qua đường Dial-
up làm quá tải và tắc nghẽn cho mạng chuyển mạch kênh. Bởi vì chuyển mạch kênh
vốn được thiết kế để phục vụ các cuộc gọi có độ dài trung bình ngắn, nên khi khoảng
thời gian trung bình tăng thêm do truy cập Internet, có xu hướng làm giảm tài nguyên
tổng đài hoặc cung cấp cho các ISP các kênh PRI có lưư lượng tải thấp

Hình 1.5: Sơ đồ truy cập Internet qua PRI.
Ứng dụng Softswitch là SS7 PRI Gateway là một trong những giải pháp trong
tình huống này. Mô hình truy cập Internet qua PRI và SS7 được thể hiên trên hình 1.5
và hình 1.6, trong đó khi thuê một thuê bao khởi tạo một cuộc gọi tới ISP thông qua
Đoàn Thanh Tuấn -Lớp HCĐ06_VT1
15
Đồ án tốt nghiệp đại học
phần mềm máy tính, GW sẽ kết cuối phiên PPP, nó cung cấp cho user một địa chỉ IP,
trong dải địa chỉ IP của nó. Sau đó số bị gọi được gửi cho Softswitch, và Softswitch sẽ
ra lênh cho GW truyền thông tin kích hoạt thủ tục login vào mạng thông qua phương
thức RAS, báo hiệu giữa MG và MGC là MGCP. Thông thường trong thủ tục login
vào mạng thì sẽ thực hiện những thủ tuch sau nhẫn thực truy cập Authentication, nhận
thực sử dụng dịch vụ Authorization, tính cước Accouting qua AAA Server.
Hình 1.6: Sơ đồ truy cập Internet qua trung kế SS7
1.2.3.2. Trung kế ảo - Tổng đài chuyển mạch gói chuyển tiếp
Như đã nói ở trên mô hình mạng tổng đài chuyển mạch số hiện nay tình hình

cây nên khi một cuộc gọi xuất phát từ tổng đài host vùng 1 gọi sang tổng đài host của
vùng 2 thì cuộc gọi phải trải qua rất nhiều các tổng đài chuyển tiếp, do đó rất tốn nhiều
tài nguyên của mạng. Mặt khác chi phí vận hành bảo dưỡng mạng tổng đài cao và mất
nhiều thời gian.
Chuyển mạch mềm chính là giải pháp cho vấn đề trên. Hình 1.7 cho thấy MGC
cùng với các MG thay thế chức năng của các tổng đài chuyển mạch kênh trước đây,
các tổng đài nội hạt kết nối tới các MG bằng các giao diện chuẩn TDM thông thường
và với MGC bằng báo hiệu số 7
Đoàn Thanh Tuấn -Lớp HCĐ06_VT1
16
Đồ án tốt nghiệp đại học
Ví dụ khi Sub A gọi cho Sub B thì thông tin thoại sẽ từ thuê bao A đến tổng đài
A-MG A qua mạng IP đến MG B rồi để tổng đài B cuối cùng kết nối cuộc gọi tại thuê
bao B, về mặt logic ta thấy Softswitch kết hợp với các MG như một tổng đài chuyển
tiếp cho cuộc gọi giữa hai thuê bao A và B
Hình 1.7. Ứng dụng tổng đài chuyển mạch gói tandem
Mô hình này mạng lại một số lợi ích với mô hình mạng chuyển mạch kênh:
Loại bỏ lưới trung kế hoạt động hiệu suất không cao, thay thế chúng bằng các
“siêu xa lộ” trong mạng IP/ATM phục vụ cho các cuộc gọi cần chuyển tiếp, giảm tải
cho các tổng đài chuyển tiếp truyền thống hoặc bot chúng hoàn toàn.
Giảm được chi phí vận hành vì giảm được số tổng đài chuyển tiếp, số trung kế
ít hơn (so với một mạng lưới trước đây) và tránh không phải thiết kế các mạch TDM
phức tạp.
Giảm được một số lượng các cổng chuyển mạch dùng cho các trung kế giữa các
tổng đài nội hạt với nhau.
Truy cập các tài nguyên tập trung một cách hiệu quả hơn
Hợp nhất thông tin thoại và số liệu vào một mạng duy nhất, qua đó giảm vốn
đầu tư và chi phí so với các mạng riêng biệt hiện nay cho thoại và số liệu.
Đoàn Thanh Tuấn -Lớp HCĐ06_VT1
17

Đồ án tốt nghiệp đại học
Một ứng dụng khác của mô hình trên là dịch vụ gọi đường dài VoIP. dịch vụ
này có khả năng đem lại cước phú bằng 30% cước phí của cuộc gọi qua mạng điện
thoại chuyển mạch công cộng PSTN. Điều này đem lại lợi ich to lớn cho các doanh
nghiệp, đặc biệt là những doanh nghiệp mới
1.2.3.3. Tổng đài chuyển mạch nội hạt
Đây chính là mô hình phát triển dịch vụ của NGN, trong đó các Access
Gateway, và các Resident Gateway với dung lượng từ vài trăm đến hàng ngàn thuê
bao. Chúng có thể dùng cho các doanh nghiệp, các khách sạn, khu dân cư. Khái niệm
tổng đài nội hạt ở đây có ý nghĩa là Softswitch + Access hay các Resident Gateway.
Như ỏ hình 1.8 mô hình tổng đài chuyển mạch kênh truyền thống thì các tổng đài chia
làm các cấp ví dụ host, tandem, toll…Trong mạng NGN thì không có khái niệm phân
cấp như vậy. mọi tổng đài nội hạt đều có vai trò như nhau chúng đều có chung một
Call center là softswitch. Ở các tổng đài này sẽ cung cấp cho người sử dụng rất nhiều
dịch vụ như: thoại, truy cấp Internet bằn rông ADSL, kết nối với mạng truy cập khác
qua giao diện V5.x, kết nối trung kế PRI, trung kế SS7
Đoàn Thanh Tuấn -Lớp HCĐ06_VT1
18
Đồ án tốt nghiệp đại học
Hình 1.8: Kiến trúc tổng đài chuyển mạch gói nội hạt
1.2.3.4. Thoại trên băng rộng
Đoàn Thanh Tuấn -Lớp HCĐ06_VT1
19
Đồ án tốt nghiệp đại học
Hình 1.9. Các phần tử trong ứng dụng VoBB
Thoại trên băng rộng là giải pháp cung cấp thoại và các dịch vụ thế hệ tiếp theo
cũng như cá feature cho các thuê bao trên nền tảng gói và các thiết bị đầu cuối được
kết nối tới NGN thông kỹ thuật truy cập băng thông rộng.
Về mặt kỹ thuật có hai cách để các thuê báo có thể sử dụng giải pháp thoại trên
băng thông rộng được thể hiên ở hình 1.9

- Các thiết bị IP của người sử dụng (IP Customer Premise)
- Các IP client và IP terminal.
IP Customer Premise: Là một thiết bị truy cập mà nó định vị tại nhà của khách
hàng và có khả năng cung cấp các dịch vụ thoại truyền thống hay đường kết nối PBX.
Cả thoại và dữ liệu đều có thể truyền từ đầu cuối tới đầu cuối qua mạng IP. Hình 1.10
thể hiện mô hình của IP Customer Premise trong mạng NGN
Đoàn Thanh Tuấn -Lớp HCĐ06_VT1
20
Đồ án tốt nghiệp đại học
Hình 1.10: Sơ đồ kết nối IAD, và Customer Premise GW
Có hai loại thiết bị phổ biến nhât:
Thiết bị truy cập tích hợp, tín hiệu thoại POTS/ISDN sẽ được số hoá và ghép
kênh với tín hiệu dữ liệu trước khi truyền lên đường truyền DSL tới DSLAM.
Gateway thuộc khách hàng: Thiết bị nay linh hoạt hơn nữa, nó hộ trợ thuê bao
và các dịch vụ như IAD nhưng được kết nối với mạng IP bằng giao diện như các cable
modem, DSL modem hay truy cập bằng mạch vòng nội hạt không dây cũng như
Powerline.
IP clinet và IP terminal
Dịch vụ này được áp dụng cho trường hợp thoai giữa các thuê bao sử dụng đầu
cuối IP thông qua các giao thức H232, SIP. Nó phát triển ngày càng mạnh mẽ đem lại
hiệu quả hết sức to lớn cho con người, ví dụ như thoại, hội nghị truyền hình, video
demmand…
Đoàn Thanh Tuấn -Lớp HCĐ06_VT1
21
Đồ án tốt nghiệp đại học
Hình 1.11: Ứng dụng NGN với đầu cuối IP, và IP client
Cho phép máy tính của bạn có đủ các thuộc tính của một điện thoại
Là điện thoại IP nếu bạn muốn sử dụng thiết bị điện thoại thông thường
Một IP Client như một tổng đài IP (IP PBX)
Ngoài ra mạng H232, SIP người sử dụng có thể gọi cho mạng PSTN chi phí rất

thấp. Trong kiến trúc mạng NGN cũng hỗ trợ các phần tử điều khiển trung tâm của
mạng H232, SIP là Gatekeeper và SIP.
1 2.4. Giao thức trong mạng NGN
Các yêu cầu cấu trúc được các nhóm giao thức phân tích quyết định:
- Việc ánh xạ các giao thức “NGN” tới các giao thức đang tồn tại để nhận dạng
đảm bảo tính phù hợp.
- Nâng cao yêu cầu các giao thức đang tồn tại và xác định các cải tiến đó.
- Khi một giao thức mới được yêu cầu, xác định giao thức mới này.
Các giao thức chính trong mạng NGN có thể xác định dựa trên các mặt phẳng như
trong hình 3:
Đoàn Thanh Tuấn -Lớp HCĐ06_VT1
22
Đồ án tốt nghiệp đại học
Hình 1.12. Quan hệ giữa các giao thức trong mạng
Các giao thức giữa mặt phẳng dịch vụ/ứng dụng với mặt phẳng báo hiệu và
điều khiển là các API mở như (IN/ INAP, SIP, Camel, Jain, Parlay )
Các giao thức giữa mặt phẳng báo hiệu và điều khiển với mặt phẳng truyền tải
là các giao thức Megaco, SIP-T, MGCP, RANAP, MAP, ISUP .Ngoài ra, trong mặt
phẳng đều có các giao thức giữa các phần tử như:
Giữa các SCP với giao thức INAP trong mặt phẳng dịch vụ/ứng dụng, hay giữa
các Call Agent với giao thức BICC, SIP-T.
BICC
Là giao thức được SG 11 của ITU-T phát triển dựa trên cơ sở ISUP trong SS7
với đặc điểm định nghĩa và thi hành một cách nhanh chóng và dễ dàng liên kết hoạt
động với ISUP.
- BICC là giao thức được định nghĩa cho việc áp dụng trên mạng truyền dẫn gói
(IP, ATM). Với CS1 ứng dụng cho việc truyền dẫn ATM: AAL1, AAL2, CS2 ứng
dụng cho cả truyền dẫn IP và ATM, CS3 nâng cao việc liên kết hoạt động với các giao
thức khác bao gồm cả SIP ( hiện nay đang phát triển).
- Cấu trúc: Cung cấp các phương tiện cho việc hỗ trợ các dịch vụ mạng băng

hẹp (PSTN, ISDN) qua mạng nền tảng gói mà không ảnh hưởng tới các giao diện
mạng đang tồn tại và các dịch vụ kết cuối.
Đoàn Thanh Tuấn -Lớp HCĐ06_VT1
23
Đồ án tốt nghiệp đại học
Hình 1.13. Mô hình giao thức BICC
- Điều khiển cuộc gọi: Không nhận biết truyền dẫn mang thực tế, thông tin kết
nối xác định tải được sử dụng cho từng trường hợp cuộc gọi và từng tải.
- Điều khiển mang: (Bearer control): Phụ thuộc vào công nghệ mang được sử
dụng ở lớp dưới .
Megaco
- Giao thức Megaco/H248 dựa trên mô hình chủ/tớ và là chuẩn quốc tế cho việc
điều khiển gateway trong mạng phân tán và là chuẩn mở được phát triển kết hợp giữa
ITU và IETF.
- Megaco/H.248 tuy còn đơn giản nhưng hiệu quả và rất linh hoạt trong việc mở
rộng, cho phép xây dựng phân chia các chức năng gateway bên dưới lớp điều khiển
cuộc gọi (như SIP, H.323 ). Nó rất linh hoạt cho việc phát triển phần lớn các dịch vụ
với các yêu cầu chất lượng, giá cả khác nhau cũng như hỗ trợ và phát triển các mạng
vốn có.
Đoàn Thanh Tuấn -Lớp HCĐ06_VT1
24
Đồ án tốt nghiệp đại học
Hình 1.14. Quá trình chuẩn hoá MEGACO
SIP
Hình 1.15. Các thành phần trong báo hiệu SIP
Đoàn Thanh Tuấn -Lớp HCĐ06_VT1
25