Giáo trình utf8 pot

BÀI GIẢNG NGN Chương 2: Cấu trúc NGN

- 20 -
CHƯƠNG 2:
CẤU TRÚC MẠNG NGN
WX

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 nhà khai thác trong bối cảnh luật viễn thông đang thay đổi nhanh
chóng, cạnh tranh ngày càng gia tăng mạnh mẽ. Khái niệm mạng thế hệ
mới (hay còn gọi là mạng thế hệ tiếp theo - NGN) ra đời cùng với việc tái
kiến trúc mạng, tận dụng tất cả các ưu thế về công nghệ tiên tiến nhằm
đưa ra nhiều dòch vụ mới, mang lại nguồn thu mới, góp phần giảm chi phí
khai thác và đầu tư ban đầu cho các nhà kinh doanh.
Một chiến lược để phát triển nhòp nhàng từ mạng hiện tại sang kiến
trúc mạng mới là rất quan trọng nhằm giảm thiểu yêu cầu đầu tư trong giai
đoạn chuyển 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 tạo điều kiện dễ dàng hơn cho mạng để rốt cuộc vẫn phát triển sang
kiến trúc NGN dựa trên chuyển mạch gói. Bất cứ giải pháp nào được chọn
lựa thì các hệ thống chuyển mạch truyền thống cũng sẽ phải tồn tại bên
cạnh các phần tử mạng công 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 dòch vụ viễn thông phong
phú, đa dạng, đa dòch 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 mở rộng dung lượng, phát triển các dòch vụ mới.
- Độ linh hoạt và tính sẵn sàng cao, năng lực tồn tại mạnh.
BÀI GIẢNG NGN Chương 2: Cấu trúc NGN

- 21 -
Việc tổ chức mạng dựa trên số lượng thuê bao theo vùng đòa lý và nhu
cầu phát triển dòch vụ, không tổ chức theo đòa bàn hành chính mà tổ chức
theo vùng 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.
SONET
Transport
TDM Access
Circuit Switching
SONET
Transport
Frame/ Cell Access
ATM Switching
SONET
Transport
IP Access
IP Routing/Sw.
Internet
ATM, FR
PSTN
Transport
SONET
Optical
Access
IP ATM

FR TDM
Switching
ATM SVCs IP MPLS
SS7
Mạng hiện tại
Mạng thế hệ sau
(NGN)
…
Hình 2-1 Nhu cầu tiến hóa mạng
Như hình vẽ, chúng ta nhận thấy mạng viễn thông hiện tại gồm nhiều
mạng riêng lẻ kết hợp lại với nhau thành một mạng “hỗn tạp”, chỉ được
xây dựng ở cấp quốc gia, nhằm đáp ứng được nhiều loại dòch vụ khác
nhau. Xét đến mạng Internet, đó là một mạng đơn lớn, có tính chất toàn
cầu, thường được đề cập theo một loạt các giao thức truyền dẫn hơn là theo
một kiến trúc đặc trưng. Internet hiện tại không hỗ trợ QoS cũng như các
dòch vụ có tính thời gian thực ( như thoại truyền thống).
Do đó, việc xây dựng mạng thế hệ mới NGN cần tuân theo các chỉ
tiêu :
1. NGN phải có khả năng hỗ trợ cả cho các dòch vụ của mạng Internet và
của mạng hiện hành.
2. Một kiến trúc NGN khả thi phải hỗ trợ dòch vụ qua nhiều nhà cung cấp
khác nhau. Mỗi nhà cung cấp mạng hay dòch vụ là một thực thể riêng lẻ
BÀI GIẢNG NGN Chương 2: Cấu trúc NGN

- 22 -
với mục tiêu kinh doanh và cung cấp dòch vụ khác nhau, và có thể sử
dụng những kỹ thuật và giao thức khác nhau. Một vài dòch vụ có thể chỉ
do một nhà cung cấp dòch vụ đưa ra, nhưng tất cả các dòch vụ đều phải
được truyền qua 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 tuyến cũng như vô tuyến.
Vì vậy, mạng NGN sẽ tiến hóa lên từ mạng truyền dẫn hiện tại (phát
triển thêm chuyển mạch gói) và từ mạng Internet công cộng ( hỗ trợ thêm
chất lượng dòch vụ QoS).
Tính thông minh tập
trung
Tính thông minh phân
tán đến các CPE
Thế giới InternetThế giới điện thoại
Mạng dòch vụ mới với kiến
trúc thông minh phân tán
Chiến lược phát triển
mới

Hình 2-2
Chiến lược phát triển
Để thực hiện việc chuyển dòch một cách thuận lợi từ mạng viễn thông
hiện có sang mạng thế hệ mới, việc chuyển dòch phải phân ra làm ba mức
(ở hai lớp : kết nối và chuyển mạch)
Trước hết là chuyển dòch ở lớp truy nhập và truyền dẫn. Hai lớp này
bao gồm lớp vật lý, lớp 2 và lớp 3 nếu chọn công nghệ IP làm nền cho
mạng thế hệ mới. Trong đó :
3 Công nghệ ghép kênh bước sóng quang DWDM sẽ chiếm lónh ở lớp vật
lý
3 IP/MPLS làm nền cho lớp 3
3 Công nghệ ở lớp 2 phải thỏa mãn:
• Càng đơn giản càng tốt
• Tối ưu trong truyền tải gói dữ liệu
BÀI GIẢNG NGN Chương 2: Cấu trúc NGN

- 23 -
• Khả năng giám sát chất lượng, giám sát lỗi và bảo vệ, khôi phục
mạng khi có sự cố phải tiêu chuẩn hơn của công nghệ SDH/SONET
3 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 cho thuê bao, cho phép truy nhập với tốc độ cao hơn. Hiện nay,
việc xây dựng mạng con thông minh đang được triển khai một cách toàn
diện, điều đó cũng có nghóa là việc chuyển dòch sang mạng NGN đã bắt
đầu.
Thứ hai là chuyển dòch mạng đường dài (mạng truyền dẫn). Sử dụng
cổng mạng trung kế tích hợp hoặc độc lập, chuyển đến mạng IP hoặc
ATM, rồi sử dụng chuyển mạch mềm để điều khiển luồng và cung cấp
dòch vụ. Sử dụng phương thức này có thể giải quyết vấn đề tắt nghẽn trong
chuyển mạch kênh.

Mạng lõi IP
Hiện tại
Các mạng dòch vụ riêng lẻ
Tương lai
Mạng đa dòch vụ
Dòch vụ
PSTN/ISDN
Cellular
PLMN
CATV
Liên mạng trên cơ sở IP

Điều khiển và
quản lý các dòch
vụ truy nhập
Content
Các mạng truy nhập, truyền dẫn,
chuyển mạch riêng lẻ
Media Gateway
Wireline
Access
Wireless
Access
Cable
Access
Data/IP
Network

Hình 2-3
Sự hội tụ giữa các mạng



BÀI GIẢNG NGN Chương 2: Cấu trúc NGN

- 24 -
]
 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 và

tương tự chuyên dụng
- GSM không dây
- Cáp quang
- Cáp xoắn băng hẹp
- GSM không dây
- Truyền hình cáp số và
tương tự chuyên dụng
- Cáp quang
- Cáp xoắn băng rộng
- Modem cáp
- IP qua vệ tinh
- Ethernet
Chuyển mạch và đònh
tuyến
- Tổng đài PSTN
- Chuyển mạch ATM
- Chuyển mạch Frame
Relay
- Đònh tuyến IP
- Đònh tuyến IP
- Chuyển mạch quang
Mạng truyền dẫn đường
trục
- PDH
- SDH
- DWDM

Cùng với sự tiến hóa ở lớp truy nhập và truyền dẫn, chức năng
chuyển mạch của tổng đài ở lớp điều khiển được thay thế bằng một phần
mềm chuyển mạch thông minh gọi là Softswitch (hay Call Agent) :

BÀI GIẢNG NGN Chương 2: Cấu trúc NGN

- 25 -
Khối chuyển mạch
Dòch vụ, ứng dụng và các đặc tính
(Trung tâm quản lý, cung cấp, dự phòng)
Chuyển mạch mềm
(Trung tâm điều khiển cuộc gọi)
Phần cứng truyền dẫn
Chuyển mạch mềmChuyển mạch kênh
Ứng dụng và
dòch vụ
Điều khiển cuộc
gọi và chuyển
mạch
Phần cứng
truyền dẫn
_ Nhà cung cấp đưa ra tất cả các
giải pháp trong một khối chuyển
mạch duy nhất : Phần cứng,
phần mền mà các trình ứng
dụng
_ Khách hàng phụ thuộc nhà
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 thống. Các
chuẩn mở cho phép mở rộng và
giảm chi phí.
APIsOpen Protocols
APIsOpen Protocols

MGCP
ISUP/
SCTP
RTP
RTP
SIP
MGCP
MGCP
Internet

Hình 2- 4 Hoạt động của chuyển mạch mềm trong NGN

Thứ ba là mạng chuyển dòch mạng nội hạt. Tổng đài điện thoại có rất
nhiều giá máy và nhiều dữ liệu dòch vụ thoại nội hạt, không chỉ đầu tư lớn
mà việc cải tạo cũng sẽ rất khó khăn. Có thể dùng thiết bò tổng hợp truy
nhập băng rộng, có dung lượng lớn, thay thế giá máy thuê bao hiện có,
dùng cổng mạng truy nhập tốc độ cao đến mạng IP, nhằm nâng cấp chuyển
BÀI GIẢNG NGN Chương 2: Cấu trúc NGN

- 26 -
mạch mềm và bộ phục vụ ứng dụng, bảo đảm cho dòch vụ thoại nội hạt và
dòch vụ IP.

2. Sự tiến hóa từ các mạng hiện có lên NGN
 Sự phát triển từ PSTN lên NGN
Thoại luôn là dòch vụ được xét đến hàng đầu trong quá trình xây dựng
mạng. Do đó, ở đây ta xem xét một minh họa về sự chuyển dòch thoại từ
PSTN sang NGN .
Mạng PSTN hiện tại :
PSTN
PBX
SS7
POTS
POTS
RDT
PRI/E1 /
T1
GR. 303
IMT
A- link
Class 4/5
Switch


Phát triển lên NGN :

PSTN
PBX
SS7
POTS
RDT
PRI/E1 /
T1

GR. 303
IMT
Media
Server
Sinaling
gateway
Trunk
gateway
Access
gateway
Residental
gateway
MGC
A-link
VoPacket

BÀI GIẢNG NGN Chương 2: Cấu trúc NGN

- 27 -
 Đối với các mạng dòch vụ khác :

IP Network
Wireless
Network
SS7
Các Server dòch
vụ và quản lý
Softswitch
xDSL, modem
cáp, Ethernet

Internet
SGW
MG
MG
GE, MAN
MG


Từ những phân tích trên, chúng ta xây dựng sự tiến hóa bằng sơ đồ
lớp chức năng của các mạng :
• Mạng hiện tại :
IP/ MPLS
TDM
WDM/ DWDM/ Sợi quang
SDH/ SONET
GE
Thoại
Các ứng dụng Internet
Thoại
Dữ liệu
Dữ liệu
ATM/FR IP
Thoại
Các ứng dụng Internet
Video
Các ứng dụng Internet
IP

GE : Gigabit Ethenet

BÀI GIẢNG NGN Chương 2: Cấu trúc NGN

- 28 -
• Mạng trong tương lai gần:

IP/ MPLS
TDM
DWDM
PDH,SDH/ SONET
GE
Thoại
Các ứng dụng Internet
Thoại
Dữ liệu
Dữ liệu
ATM/FR IP
Thoại
Các ứng dụng Internet
Video
Các ứng dụng Internet
IP
SDH/ SONET, GE
IP/MPLS
RPT
Thoại
Các ứng dụng Internet
Video
Các ứng dụng mới
Dữ liệu
Giải trí

• Mạng tương lai:

IP/ MPLS, kết nối dựa trên nền IP
(IP Internetworking)
DWDM
RPT
Thoại
Các ứng dụng Internet
Giải trí
Dữ liệu
Các ứng dụng mới
Video
Lớp điều khiển
Lớp media







BÀI GIẢNG NGN Chương 2: Cấu trúc NGN

- 29 -
 Sự phát triển của mạng hữu tuyến dựa trên công nghệ IP :

PBX
SS7

PBX
CO CO
Truyền thống
Sofswitch
SS7
Softswitch
VoPacket
CO
CO
PBX
PBX
Gateway
switch
Gateway
switch


Con đường phát triển của các mạng hiện tại là tạo ra một mạng
chuyển mạch gói bên cạnh mạng PSTN để hỗ trợ thoại cũng như số liệu,
và cấu hình để vận hành như một chuyển mạch quá giang khác. Để làm
được việc này, điều cần thiết đối với mạng chuyển mạch gói là phải truyền
thông được với PSTN nhờ 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 tuyến băng rộng. Tuy nhiên truyền dẫn quang DWDM,
PON (Passive Optical Network) sẽ là xu thế phát triển của tương lai.
Thoại là yếu tố quyết đònh trong sự phát triển sang các mạng đa dòch
vụ. Một số lượng lớn các thiết bò đang xuất hiện trên thò trường để hộ trợ
điện thoại trên các mạng IP. Các thiết bò này vừa phục vụ cho tư gia khách
hàng vừa cho các mạng hữu tuyến. Có một sức nặng đằng sau ý kiến cho là
IP là chọn lựa tất yếu cho tương lai. Các cổng VoIP quy mô doanh nghiệp

vừa mới được 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.
BÀI GIẢNG NGN Chương 2: Cấu trúc NGN

- 30 -
Tập đoàn ITXC ( Internet Telephony Exchange Carrier) đã có một
thỏa thuận với Viễn Thông Nhật Bản ( Telecom Japan) để kết cuối lưu
lượng và các nút 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 nối từ Singapore tới
Trung Quốc và Trung Quốc đã tiến hành thử nghiệm với điện thoại
Internet, qua đó thấy rằng nó được sử dụng cho các cuộc gọi nội đòa nhiều
hơn quốc tế. VSNL ở Ấn Độ cũng đang tiến hành thử nghiệm với điện
thoại Internet nhưng thu được chất lượng thoại kém vì thiếu dung lượng
đường trục quốc tế. Các dòch vụ VoIP sẽ bắt đầu được sử dụng rộng rãi ở
Hồng Kông từ 1/1/2000 khi chấm dứt sự độc quyền của HongKong
Telecom. Nhiều nhà khai thác điện thoại Internet khác đang chuẩn bò dòch
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 triển
khai rộng rãi tại Mỹ, và ADSL đang được triển khai tại nhiều thành phố
của Mỹ. Những công nghệ này cũng bắt đầu phát triển ở Châu Âu, Châu
Á, đặc biệt 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 thống truy nhập vô tuyến băng rộng
cũng đang được hoạch đònh để cài đặt qua các hệ thống “cáp vô tuyến” ở
nhiều vùng Châu Á và hãng Sony đã công bố kế hoạch triển khai một
mạng vô tuyến băng rộng ở Nhật Bản trong vòng ba năm tới đây.
Việt Nam đã có kế hoạch xây dựng mạng thế hệ mới. Theo cấu hình
và tổ chức khai thác mạng dựa trên đòa bàn hành chính hiện nay của mạng
Viễn thông Việt Nam, chất lượng dòch vụ viễn thông được cung cấp sẽ bò

ảnh hưởng. Vì vậy, việc cung cấp các dòch vụ Viễn thông và tổ chức khai
mạng dựa trên số lượng thuê bao theo vùng đòa lý, nhu cầu phát triển dòch
vụ và tổ chức theo cùng lưu lượng đã được đề xuất . Tuy nhiên, lộ trình vẫn
chưa thể công bố.

3. Kết luận
Xu hướng phát triển mạng Viễn thông theo cấu trúc mạng thế hệ mới
là xu hướng chung trên thế giới. Mỗi quốc gia, mỗi nhà khai thác phải chọn
một cách đi, một lộ trình phù hợp với tình hình thực tế mạng của mình.
Không chỉ ở Việt Nam, nhiều nước trên thề giới, do đặc điểm đòa lý,
kinh tế, văn hóa, xã hội ở từng vùng mà nhu cầu phát triển dòch vụ viễn
thông ở các vùng trong toàn quốc là khác nhau. Có sự chênh lệch khá lớn
BÀI GIẢNG NGN Chương 2: Cấu trúc NGN

- 31 -
giữa nhu cầu và khả năng phát triển dòch vụ, khả năng thu hồi vốn đầu tư
mạng viễn thông giữa các vùng trong cả nước, đặc biệt là giữa các đô thò
và các các vùng nông thôn miền núi. Mặt khác, với tính chất truyền thông
không chỉ là một ngành kinh doanh đơn thuần mà còn mang ý nghóa sâu
sắc về chính trò, xã hội, an ninh quốc 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
số lượng thuê bao theo vùng đòa lý và nhu cầu phát triển dòch vụ, không tổ
chức theo đòa bàn hành chính mà tổ chức theo vùng lưu lượng. Trong quá
trình xây dựng và tổ chức mạng phạm vi giữa các lớp, việc kết nối giữa các
thành phần mạng được xác đònh và phân đònh rõ ràng trách nhiệm và
quyền lợi của các nhà kinh doanh dòch vụ (cung cấp dòch vụ) và các nhà
kinh doanh mạng ( cung cấp kết nối), nhằm đảm bảo tính cạnh tranh lành
mạnh để cùng phát triển, đồng thời giữ vững vai trò chủ đạo của Nhà nước
nhằm đảm bảo an toàn thông tin, góp phần giữ vững an ninh chính trò, xã

hội và phát triển kinh tế trên toàn quốc.
Mạng Viễn thông Việt Nam mà nồng cốt là mạng viễn thông của tổng
công ty BCVT VN đã được số hóa hoàn toàn về cả truyền dẫn lẫn chuyển
mạch với các thiết bò công nghệ mới, hiện đại trên toàn quốc, cùng với
mạng thuê bao rộng lớn và nhiều điểm cung cấp dòch vụ, là một thuận lợi
lớn trong quá trình phát triển tiến tới cấu trúc mạng thế hệ mới cung cấp đa
dòch vụ, đa phương tiện, chất lượng cao.
II. CẤU TRÚC LUẬN LÝ (CẤU TRÚC CHỨC NĂNG) CỦA MẠNG
NGN
Cho đến nay, mạng thế hệ sau vẫn là xu hướng phát triển mới mẻ, chưa
có một khuyến nghò 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 bò 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 từ các mô hình này, cấu trúc mạng mới có đặc điểm chung
là bao gồm các lớp chức năng sau :
- Lớp nết nối (Access + Transport/ Core)
BÀI GIẢNG NGN Chương 2: Cấu trúc NGN

- 32 -
- Lớp trung gian hay lớp truyền thông (Media)
- Lớp điều khiển (Control)
- Lớp quản lý (Management)
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 bò của hãng là vấn đề
đang được các nhà khai thác quan tâm.

1. Mô hình phân lớp chức năng của mạng NGN

Lớp truy nhập và
truyền dẫn
Lớp quản lý
Lớp điều khiển
Lớp truyền thông

Hình 2- 5
Cấu trúc mạng thế hệ sau (góc độ mạng)
Xem xét từ góc độ kinh doanh và cung cấp dòch vụ thì mô hình cấu
trúc mạng thế hệ sau còn có thêm lớp ứng dụng dòch vụ.
Trong môi trường phát triển cạnh tranh thì sẽ có rất nhiều thành phần
tham gia kinh doanh trong lớp ứng dụng dòch vụ.
Lớp truy nhập và
truyền dẫn
Lớp quản lý
Lớp điều khiển
Lớp truyền thông
Lớp ứng dụng
Giao diện mở API
Giao diện mở API
Giao diện mở API

Hình 2- 6
Cấu trúc mạng và dòch vụ NGN (góc độ dòch vụ)
Với API : Application Program Interface.
BÀI GIẢNG NGN Chương 2: Cấu trúc NGN

- 33 -

2. Phân tích

Lớp truy nhập và truyền dẫn
Lớp truyền thông
Lớp điều khiển
Lớp ứng dụng
Router
Switch - Router
Media
Gateway
Softswitch hay
Media Gateway
Controller
Các server
ứng dụng
Các doanh
nghiệp lớn
Các công ty nhỏ/
văn phòng tại
gia,
Khách hàng tại
nhà/ Vùng dân cư
Thuê bao di động

Hình 2-7
Cấu trúc luận lý của mạng NGN
Kiến trúc mạng NGN sử dụng chuyển mạch gói cho cả thoại và dữ
liệu. Nó phân chia các khối vững chắc của tổng đài hiện nay thành các lớp
mạng riêng lẽ, các lớp này liên kết với nhau qua các giao diện mở tiêu
chuẩn.

Sự thông minh của xử lý cuộc gọi cơ bản trong chuyển mạch của
PSTN thực chất là đã được tách ra từ phần cứng của ma trận chuyển mạch.
Bây giờ, sự thông minh ấy nằm trong một thiết bò tách rời gọi là chuyển
mạch mềm (softswitch) cũng được gọi là một bộ điều khiển cổng truyền
thông (Media Gateway Controller) hoặc là một tác nhân cuộc gọi (Call
Agent), đóng vai trò phần tử điều khiển trong kiến trúc mạng mới. Các
giao diện mở hướng tới các ứng dụng mạng thông minh (IN- Intelligent
Network) và các server ứng dụng mới tạo điều kiện dễ dàng cho việc
nhanh chóng cung cấp dòch vụ và đảm bảo đưa ra thò trường trong thời gian
ngắn.
Tại lớp truyền thông, các cổng được đưa vào sử dụng để làm thích
ứng thoại và các phương tiện khác với mạng chuyển mạch gói. Các media
gateway này được sử dụng để phối ghép hoặc với thiết bò đầu cuối của
khách hàng (RGW- Residental Gateway), với các mạng truy nhập (AGW-
Access Gateway) hoặc với mạng PSTN (TGW- Trunk Access). Các server
phương tiện đặc biệt rất nhiều chức năng khác nhau, chẳng hạn như cung
BÀI GIẢNG NGN Chương 2: Cấu trúc NGN

- 34 -
cấp các âm quay số hoặc thông báo. Ngoài ra, chúng còn có các chức năng
tiên tiến hơn như : trả lời bằng tiếng nói tương tác và biến đổi văn bản sang
tiếng nói hoặc tiếng nói sang văn bản.
Các giao diện mở của kiến trúc mới này cho phép các dòch vụ mới
được giới thiệu nhanh chóng. Đồng thời chúng cũng tạo thuận tiện cho việc
giới thiệu các phương thức kinh doanh mới bằng cách chia tách chuỗi giá
trò truyền thống hiện tại thành nhiều dòch vụ có thể do các hãng khác nhau
cung cấp.
Hệ thống chuyển mạch NGN được phân thành bốn lớp riêng biệt thay
vì tích hợp thành một hệ thống như công nghệ chuyển mạch kênh hiện nay
: lớp ứng dụng, lớp điều khiển, lớp truyền thông, lớp truy nhập và truyền

tải. Các giao diện mở có sự tách biệt giữa dòch vụ và truyền dẫn cho phép
các dòch vụ mới được đưa vào nhanh chóng, dễ dàng; những nhà khai thác
có thể chọn lựa các nhà cung cấp thiết bò tốt nhất cho từng lớp trong mô
hình mạng NGN.
2.1 Lớp truyền dẫn và truy nhập
 Phần truyền dẫn

- Lớp vật lý : Truyền dẫn quang với kỹ thuật ghép kênh bước sóng
quang DWDM sẽ được sử dụng.
- Lớp 2 và lớp 3 :
Ơ Truyền dẫn trên mạng lõi (core network) dựa vào kỹ thuật gói cho
tất cả các dòch vụ với chất lượng dòch vụ QoS tùy yêu cầu cho từng
loại dòch vụ.
Ơ ATM hay IP/MPLS có thể được sử dụng làm nền cho truyền dẫn
trên mạng lõi để đảm bảo QoS.
Ơ Mạng lõi có thể thuộc mạng MAN hay mạng đường trục
Ơ Các router sử dụng ở biên mạng lõi khi lưu lượng lớn, ngược lại,
khi lưu lượng thấp, switch – router có thể đảm nhận luôn chức năng
của những router này.
- Thành phần :
Ơ Các nút chuyển mạch/ Router (IP/ATM hay IP/MPLS), các chuyển
mạch kênh của mạng PSTN, các khối chuyển mạch PLM nhưng ở
mạng đường trục, kỹ thuật truyền tải chính là IP hay IP/ATM.
Ơ Có các hệ thống chuyển mạch, hệ thống đònh tuyến cuộc gọi.
BÀI GIẢNG NGN Chương 2: Cấu trúc NGN

- 35 -
- Chức năng :
Lớp truyền tải trong cấu trúc mạng NGN bao gồm cả chức năng
truyền dẫn và chức năng chuyển mạch.

Lớp truyền dẫn có khả năng hỗ trợ các mức QoS khác nhau cho
cùng một dòch vụ và cho các dòch vụ khác nhau. Nó có khả năng lưu
trữ lại các sự kiện xảy ra trên mạng (kích thước gói, tốc độ gói, độ trì
hoãn, tỷ lệ mất gói và Jitter cho phép,… đối với mạng chuyển mạch
gói; băng thông, độ trì hoãn đối với mạng chuyển mạch kênh TDM).
Lớp ứng dụng sẽ đưa ra các yêu cầu về năng lực truyền tải và nó sẽ
thực hiện các yêu cầu đó.
 Phần truy nhập
:
- Lớp vật lý :
Ơ Hữu tuyến : Cáp đồng, xDSL hiện đang sử dụng. Tuy nhiên trong
tương lai truyền dẫn quang DWDM, PON (Passive Optical Network)
sẽ dần dần chiếm ưu thế và thò trường xDSL, modem cáp dần dần thu
hẹp lại.
Ơ Vô tuyến : thông tin di động - công nghệ GSM hoặc CDMA, truy
nhập vô tuyến cố đònh, vệ tinh.
- Lớp 2 và lớp 3 : Công nghệ IP sẽ làm nền cho mạng truy nhập.
- Thành phần :
Ơ Phần truy nhập gồm các thiết bò truy nhập đóng vai trò giao diện để
kết nối các thiết bò đầu cuối vào mạng qua hệ thống mạng ngoại vi
cáp đồng, cáp quang hoặc vô tuyến.
Ơ Các thiết bò truy nhập tích hợp IAD.
Thuê bao có thể sử dụng mọi kỹ thuật truy nhập (tương tự, số,
TDM, ATM, IP,…) để truy nhập vào mạng dòch vụ NGN.
- Chức năng :
Như tên gọi, lớp truy nhập cung cấp các kết nối giữa thuê bao
đầu cuối và mạng đường trục ( thuộc lớp truyền dẫn) qua cổng giao
tiếp MGW thích hợp.
Mạng NGN kết nối với hầu hết các thiết bò đầu cuối chuẩn và
không chuẩn như các thiết bò truy xuất đa dòch vụ, điện thoại IP,

máy tính PC, tổng đài nội bộ PBX, điện thoại POTS, điện thoại số
BÀI GIẢNG NGN Chương 2: Cấu trúc NGN

- 36 -
ISDN, di động vô tuyến, di động vệ tinh, vô tuyến cố đònh, VoDSL,
VoIP, …
2.2 Lớp truyền thông
- Thành phần : Thiết bò ở lớp truyền thông là các cổng truyền thông
(MG– Media Gateway) bao gồm :
Ơ Các cổng truy nhập : AG (Access Gateway) kết nối giữa mạng lõi
với mạng truy nhập, RG (Residental gateway) kết nối mạng lõi với
mạng thuê bao tại nhà.
Ơ Các cổng giao tiếp : TG (Trunking Gateway) kết nối giựa mạng lõi
với mạng PSTN/ISDN, WG (Wireless Gateway) kết nối mạng lõi với
mạng di động,
- Chức năng :
Lớp truyền thông có khả năng tương thích các kỹ thuật truy nhập
khác với kỹ thuật chuyển mạch gói IP hay ATM ở mạng đường trục.
Hay nói cách khác, lớp này chòu trách nhiệm chuyển đổi các loại môi
trường ( chẳng hạn như PSTN, FramRelay, LAN, vô tuyến,…) sang
môi trường truyền dẫn gói được áp dụng trên mạng lõi và ngược lại.
Nhờ đó, các nút chuyển mạch (ATM + IP) và các hệ thống truyền
dẫn sẽ thực hiện chức năng chuyển mạch, đònh tuyến cuộc gọi giữa
các thuê bao của lớp truy nhập dưới sự điều khiển của các thiết bò
thuộc lớp điều khiển.
2.3 Lớp điều khiển
- Thành phần
Lớp điều khiển bao gồm các hệ thống điều khiển mà thành phần
chính là Softswitch còn gọi là Media Gateway Controller hay Call
Agent được kết nối với các thành phần khác để kết nối cuộc gọi hay

quản lý đòa chỉ IP như : SGW ( Signaling Gateway), MS (Media
Sever), FS (Feature Server), AS (Application Server).
BÀI GIẢNG NGN Chương 2: Cấu trúc NGN

- 37 -
Mạng IP
Mạng khác
MGC / call
Agent
Media Server
Media gateway
Signaling
Gateway
Feature Server
Mạng viễn thông
SS7
Softswitch
IBM Compatible
123
456
789
*
8#

Hình 2-8
Các thành phần của Softswitch

Theo MSF (MutiService Switching Forum), lớp điều khiển cần
được tổ chức theo kiểu module và có thể bao gồm một số bộ điều
khiển độc lập. Ví dụ có các bộ điều khiển riêng cho các dòch vụ :

thoại / báo hiệu số 7, ATM / SVC, IP/MPLS, …






BÀI GIẢNG NGN Chương 2: Cấu trúc NGN

- 38 -
Bộ điều khiển
IP/ MPLS
Bộ điều khiển
ATM/ SVC
Bộ điều khiển
Voice/SS7

TCP/IP Voice
Video
TDM FR ATM

Lớp media
Softswitch
Lớp ứng dụng
Các server đặc tính, Server ứng dụng,
Các giao thức, giao diện mở, API báo hiệu/ IN tiêu chuẩn
Lớp điều
khiển
Các giao diện logic và vật lý tiêu chuẩn

Hình 2-9
Cấu trúc mạng chuyển mạch đa dòch vụ.

- Chức năng
Lớp điều khiển có nhiệm vụ kết nối để cung cấp các dòch vụ thông
suốt từ đầu cuối đến đầu cuối với bất kỳ loại giao thức và báo hiệu nào.
Cụ thể , lớp điều khiển thực hiện :
 Đònh 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.
BÀI GIẢNG NGN Chương 2: Cấu trúc NGN

- 39 -
 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 dòch 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
dòch vụ và truyền dẫn, điều này cho phép các dòch vụ mới được đưa
vào nhanh chóng và dễ dàng.
2.4 Lớp ứng dụng

- Thành phần :
Lớp ứng dụng gồm các nút thực thi dòch vụ SEN (Service Excution
Node), thực chất là các server dòch vụ cung cấp các ứng dụng cho
khách hàng thông qua lớp truyền tải.
- Chức năng :
Lớp ứng dụng cung cấp các dòch vụ có băng thông khác nhau và ở
nhiều mức độ. Một số loại dòch 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 dòch vụ khác sẽ được điều khiển từ lớp điều khiển như dòch vụ
thoại truyền thống. Lớp ứng dụng liên kết với lớp điều khiển thông qua
các giao diện mở API. Nhờ đó mà các nhà cung cấp dòch vụ có thể phát
triển các ứng dụng và triển khai nhanh chóng trên các dòch vụ mạng.
Một số ví dụ về các loại ứng dụng dòch vụ được đưa ra sau đây:
 Các dòch vụ thoại
 Các dòch vụ thông tin và nội dung
 VPN cho thoại và số liệu
 Video theo yêu cầu
 Nhóm các dòch vụ đa phương tiện
 Thương mại điện tử
 Các trò chơi trên mạng thời gian thực.
 ……


BÀI GIẢNG NGN Chương 2: Cấu trúc NGN

- 40 -
2.5 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. Tuy nhiên cần phân biệt
các chức năng quản lý với các chức năng điều khiển. Vì căn bản NGN sẽ
dựa trên các giao diện mở và cung cấp rất nhiều loại hình dòch 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 dòch vụ.
Từ những phân tích trên, ta xây dựng sơ đồ các thực thể chức năng của
mạng NGN:

IP
(Transport & Transmission)
AS-F
R-F/A-F
MGC-F/CA-F
MS-F
SG-F
Service &
Application
Call control
& Signaling
Media
IW-F
MG-F

Hình 2-10
: Các thực thể chức năng trong NGN

AS-F: Application Server Function
MS-F: Media Server Function
MGC-F: Media Gateway Control Function

CA-F: Call Agent Function
IW-F: Interworking Function
R-F: Routing Function
A-F: Accounting Function
SG-F: Signaling Gateway Function
MG-F: Media Gateway Function


BÀI GIẢNG NGN Chương 2: Cấu trúc NGN

- 41 -
Nhiệm vụ của từng thực thể như sau:
- AS-F: đây là thực thể thi hành các ứng dụng nên nhiệm vụ chính là
cung cấp các logic dòch vụ và thi hành một hay nhiều các ứng dụng/dòch
vụ.
- MS-F: cung cấp các dòch vụ tăng cường cho xử lý cuộc gọi. Nó hoạt
động như một server để xử lý các yêu cầu từ AS-F hoặc MGC-F.
- MGC-F: cung cấp logic cuộc gọi và tín hiệu báo hiệu xử lý cuộc gọi
cho một hay nhiều Media Gateway.
- CA-F: là một phần chức năng của MGS-F. Thực thể này được kích hoạt
khi MGC-F thực hiện việc điều khiển cuộc gọi.
- IW-F: cũng là một phần chức năng của MGC-F. Nó được kích hoạt khi
MGC-F thực hiện các báo hiệu giữa các mạng báo hiệu khác nhau.
- R-F: cung cấp thông tin đònh tuyến cho MGC-F.
- A-F: cung cấp thông tin dùng cho việc tính cước.
- SG-F: dùng để chuyển các thông tin báo hiệu của mạng PSTN qua
mạng IP.
- MG-F: dùng để chuyển thông tin từ dạng truyền dẫn này sang dạng
truyền dẫn khác.

Trên đây chỉ là những chức năng cơ bản nhất của mạng NGN. Và tùy
thuộc vào nhu cầu thực tế mà mạng có thêm những chức năng khác nữa.










BÀI GIẢNG NGN Chương 2: Cấu trúc NGN

- 42 -

III. CẤU TRÚC VẬT LÝ
NGN - Next Gerneration Network – cần được hiểu rõ là mạng thế hệ
sau hay mạng thế hệ kế tiếp mà không phải là mạng hoàn toàn mới, nên khi
xây dựng và phát triển mạng theo xu hướng NGN, người ta chú ý đến vấn đề
kết nối mạng thế hệ sau với mạng hiện hành và tận dụng các thiết bò viễn
thông hiện có trên mạng nhằm đạt được hiệu quả khai thác tối đa.
1. Cấu trúc vật lý của mạng NGN
IP Network
(WDM/SDH/ATM)
MPLS, Mutticast
Resident
gateway
GPRS
UMTS

Wireless
Access
gateway
Wireless
gateway
DNS
Network
Management
AAA
Charging
Telephone
Users
Directory
Server
Wireless
RSVP, Mobile
IP, IP Sec
LAN
GE, MAN
PSTN
Wireless
Digi. TV
PC
xDSL
Trunk
gateway
MGC
Softswich
Business/
Residental Users

Business Users
Mobile Users
ISP
Appication
/ Feature
Server
SS7
Signaling
gateway

Hình 2-11 - Cấu trúc vật lý mạng NGN





BÀI GIẢNG NGN Chương 2: Cấu trúc NGN

- 43 -
2. Các thành phần mạng và chức năng
SCP
AXE
DX
EWSD

SG
DSLAM
AGW
TGW
DSL

PBX
GSM
PBX
MGC
MGC
SG
SIP
Server
SIP
H323
3G
UMTS
SSG
MS
RGW
PSTN
Web
Directory
Server
AAAIVR
Charging

ISUP
E1
analog
IDSN 2B+D
IDSN
30B+D
WGW
SOFSWITCH

INAP
ISUP
MGCP/
H248
SIP
SIP
MGCP/
H248
L
D
A
P
R
A
D
I
U
S
RTP
RTP
RTP
RTP
I
S
U
P
IP/ATM
SIP
Terminals
IP Core (MPLS)

MGCP/
H248

Hình 2-12 Các thành phần chính của mạng NGN
Trong mạng viễn thông thế hệ mới có rất nhiều thành phần cần quan
tâm, nhưng ở đây ta chỉ nghiên cứu những thành phần chính thể hiện rõ nét sự
tiên tiến của NGN so với mạng viễn thông truyền thống. Cụ thể là :
1. Media Gateway (MG)
2. Media Gateway Controller (MGC - Call Agent - Softswitch)
3. Signaling Gateway (SG)
4. Media Server (MS)
5. Application Server (Feature Server)







BÀI GIẢNG NGN Chương 2: Cấu trúc NGN

- 44 -
2.1. Media Gateway (MG)

Hình 2-13
Cấu trúc của Media Gateway

Media Gateway cung cấp phương tiện để truyền tải thông tin thoại, dữ
liệu, fax và video giữa mạng gói IP và mạng PSTN. Trong mạng PSTN, dữ
liệu thoại 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 tính hiệu thoại, truyền các tín hiệu DTMF,…
 Các chức năng của một Media Gateway
:
- Truyền dữ liệu thoại sử dụng giao thức RTP (Real Time Protocol).
- Cung cấp khe thời gian T1 hay tài nguyên xử lý tín hiệu số (DSP -
Digital Signal Processing) dưới sự điều khiển của Media Gateway
Controller (MGC). Đồng thời quản lý tài nguyên DSP cho dòch vụ này.
- Hỗ trợ các giao thức đã có như loop-start, ground-start, E&M, CAS,
QSIG và ISDN qua T1.
- Quản lý tài nguyên và kết nối T1.
- Cung cấp khả năng thay nóng các card T1 hay DSP.