Nghiên cứu IMS và ứng dụng cung cấp các dịch vụ băng rộng cho mạng viễn thông của VNPT (tóm tắt)

HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG
---------------------------------------

Nguyễn Hồng Dương

NGHIÊN CỨU IMS VÀ ỨNG DỤNG CUNG CẤP CÁC DỊCH VỤ
BĂNG RỘNG CHO MẠNG VIỄN THÔNG CỦA VNPT
Chuyên ngành: Kỹ thuật Viễn thơng
Mã số: 60.52.02.08

TĨM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ

HÀ NỘI - 2014


Luận văn được hồn thành tại:
HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG

Người hướng dẫn khoa học: T.s Hồng Văn Võ

Phản biện 1: Ts.Hoàng Ứng Huyền
Phản biện 2: PGS.Ts. Lê Nhật Thăng

Luận văn sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận văn thạc sĩ tại Học viện
Công nghệ Bưu chính Viễn thơng
Vào lúc: ....... giờ ....... ngày 15 tháng 02 năm 2014

Có thể tìm hiểu luận văn tại:
- Thư viện của Học viện Cơng nghệ Bưu chính Viễn thơng

1
MỞ ĐẦU
Ngày nay, cùng với sự phát triển vượt bậc của cơng nghệ thơng tin thì sự bùng nổ về các
dịch vụ tiện ích trên mạng viễn thơng và internet là tất yếu, đặc biệt đối với thị trường đầy tiềm
năng như nước ta. Để đáp ứng được sự phát triển vượt bậc đó, mạng viễn thơng cần phải có khả
năng linh hoạt cao, tốc độ truyền dẫn lớn, băng thông rộng, đa dịch vụ đáp ứng mọi nhu cầu
trao đổi thơng tin của xã hội. Trong đó đẩy mạnh phát triển các dịch vụ ứng dụng trên hạ tầng
băng rộng, hội tụ các dịch vụ về mọi mặt, phát triển các dịch vụ mới phù hợp với xu hướng hội
tụ cơng nghệ dịch vụ Viễn thơng.
Trong đó, IP là cơng nghệ mang tính hội tụ cao, giúp cho nhà khai thác dịch vụ viễn
thông cung cấp đa dạng dịch vụ trên một hạ tầng mạng duy nhất.
Xu hướng phát triển mạng NGN hiện nay theo hướng toàn IP với việc sử dụng phân hệ
IMS (IP Multimedia Subsystem – Phân hệ đa phương tiện IP) cho phép nhiều mạng truy nhập
khác, bao gồm cả mạng di động lẫn mạng cố định, cung cấp các dịch vụ băng rộng một cách
nhanh chóng, kết nối với nhau thơng qua lớp dịch vụ chung để cung cấp các gói dịch vụ hội tụ.
Hiện nay, VNPT đã triển khai IMS để cung cấp dịch vụ điện thoại cố định trên toàn bộ
các tỉnh thành, nhưng chưa được đồng bộ và tận dụng hết khả năng của hệ thống. Do đó, việc
nghiên cứu đề xuất các phương án triển khai các dịch vụ băng rộng trên nền mạng NGN IMS
cho VNPT là một vấn đề cấp thiết.
Trước thực trạng như vậy, học viên đề xuất « Nghiên cứu IMS và ứng dụng cung cấp
các dịch vụ băng rộng cho mạng viễn thông của VNPT».

CHƯƠNG 1- TỔNG QUAN VỀ IMS
Mục tiêu của chương này nhằm giới thiệu xu hướng phát triển mạng viễn thông, xu
hướng phát triển các dịch vụ viễn thông, giới thiệu tổng quan về NGN-IMS và khả năng cung
cấp các dịch vụ băng rộng của IMS.

1.1.Xu hướng phát triển mạng viễn thông
Môi trường kinh doanh ngày càng mang tính cạnh tranh và phức tạp hơn bao giờ hết.
Bảo đảm chất lượng dịch vụ trở thành tiêu chí sống cịn, là ngun nhân dẫn tới thành công của

các nhà cung cấp dịch vụ. Song song với xu thế này, nhu cầu cũng ngày càng gia tăng đối với
các dịch vụ truyền thơng mới, địi hỏi khả năng đáp ứng việc cung cấp dịch vụ hoặc tăng tính
cạnh tranh. Chính là vậy một mạng viễn thông mới ra đời phải đảm bảo sự hội tụ của 3 yếu tố:


2
-

Hội tụ dịch vụ

-

Hội tụ về thiết bị đầu cuối

-

Hội tụ hạ tầng

1.2.Xu hướng phát triển dịch vụ viễn thông
Ngày nay, mong muốn của rất nhiều khách hàng là được triển khai các dịch vụ mới đặc
biệt là các dịch vụ băng rộng, tích hợp các dịch vụ trên cùng một đường dây thuê bao, tích hợp
đa chức năng của mạng trong khoảng thời gian ngắn nhất.
Dịch vụ băng rộng:
Theo xu hướng phát triển trên thế giới, nhu cầu về các dịch vụ băng thông rộng như:
truy nhập Internet tốc độ cao, truyền hình theo yêu cầu (Video on Demand), truyền hình HD sẽ
cịn tăng cao trong tương lai, hình thành các mạng riêng ảo (VPN) có tốc độ cao,
Webhosting…và di động là động lực thúc đẩy sự phát triển của xã hội
Hội tụ dịch vụ:
Với các tiện ích của việc hội tụ mang lại thì hội tụ dịch vụ trở thành một hướng đi tất
yếu của ngành viễn thông trong tương lai.

1.3.Tổng quan về mạng NGN-IMS
Tổng quan về IMS
Đầu tiên IMS được phát triển bởi 3GPP như một cấu trúc cho hệ thống điện thoại 3G
trong mạng UMTS.
IMS là một kiến trúc chuẩn, mở nhằm mục đích chuyển tiếp các dịch vụ đa phương tiện
qua các mạng di động và IP, sử dụng cùng một loại giao thức chuẩn cho cả các dịch vụ di động
cũng như IP cố định, IMS định nghĩa các giao diện mặt bằng điều khiển chuẩn để tạo ra các
ứng dụng mới.

Sự phát triển của NGN
NGN là bước tiếp theo trong lĩnh vực truyền thông trên thế giới. NGN là sự hội tụ các
mạng vào một kết cấu thống nhất để hình thành một mạng chung, thông minh, hiệu quả cho
phép truy nhập mang tính tồn cầu, tích hợp nhiều cơng nghệ mới, ứng dụng mới và mở đường
cho các cơ hội kinh doanh phát triển hơn. Thuật ngữ NGN nói chung được sử dụng để đặt tên
cho một cấu trúc mạng ở đó các cơ sở hạ tầng dịch vụ được nhà cung cấp hội tụ về công nghệ
thông tin và viễn thông trên đó.


3

Vai trò của IMS trong NGN
Hiện nay, IMS là sự lựa chọn tối ưu cho việc phân phát dịch vụ hội tụ và đa phương
tiện, cũng như cho phép cung cấp các dịch vụ IP trên cả mạng di động và cố định.
IMS là một chuẩn dựa trên mạng IP sử dụng cả mạng cố định và không dây, cung cấp
các dịch vụ đa phương tiện bao gồm: audio, video, thoại, văn bản và dữ liệu.
IMS là hạt nhân và là trung tâm của NGN-IMS được thể hiện như Hình 1.22:

Hình 1.2 : Vị trí của IMS trong mạng NGN-IMS

1.4.Khả năng phát triển dịch vụ băng rộng trên mạng NGN-IMS
Với cấu trúc phân lớp, sử dụng các chuẩn của giao thức Internet, các cổng kết nối cùng
cổng báo hieenuj với các mạng truy nhập khác nhau, vì vậy NGN-IMS đáp ứng phát triển các
dịch vụ băng rộng.
Hình 1.3 trình bày kiến trúc mạng NGN-IMS theo ETSI TISPAN, bao gồm 2 tầng chính
là tầng truyền tải và tầng dịch vụ. Tầng truyền tải sẽ đảm nhận trách nhiệm cung cấp đường
đường truyền tốt nhất đáp ứng được yêu cầu hoạt động của dịch vụ.Tầng dịch vụ đảm nhận
việc điều khiển hoạt động của dịch vụ.


4

Hình 1.3: Kiến trúc phân lớp trong mạng viễn thông NGN-IMS

Kết chương
Nội dung chương này đã đề cập được xu hướng phát triển mạng và các dịch vụ viễn
thông hiện nay để thấy được những bất cập về các công nghệ mạng cũ đơn lẻ và các dịch vụ
đơn lẻ, đối với sự bùng phát về nhu cầu sử dụng các dịch vụ băng rộng của người dùng đầu
cuối. Đặc biệt là các dịch vụ băng rộng trong tương lai là cần phải: hội tụ mạng, hội tụ dịch vụ
và hội tụ thiết bị đầu cuối và sự phát triển và hội tụ của các dịch vụ băng rộng là rất lớn vì vậy
triển khai IMS để cung cấp và hội tụ các dịch vụ băng rộng trên mạng NGN-IMS là một tất yếu
của VNPT.

CHƯƠNG 2-CÔNG NGHỆ IMS VÀ KHẢ NĂNG CUNG CẤP CÁC DỊCH VỤ
BĂNG RỘNG
IMS là phân hệ đa phương tiện IP là nền tảng hạ tầng công nghệ chung nhằm cung cấp
các dịch vụ đa phương tiện cho khách hàng, IMS dựa trên hai yếu tố cơ bản là cơng nghệ IP và
các giao thức chính như: SIP, Diameter, COPS.

2.1.IMS: Các định nghĩa liên quan và tính năng

2.1.1. Công nghệ IP
2.1.1.1. Tổng quan
Công nghệ IP được đánh giá là cơng nghệ mang tính hội tụ cao, giúp cho các nhà khai
thác dịch vụ viễn thông cung cấp đa dạng dịch vụ trên một hạ tầng mạng duy nhất. IP đã trở


5
thành công nghệ viễn thông được lựa chọn trong suốt thập kỷ qua cùng với sự bùng nổ của
Internet. Sự gia tăng về số lượng máy tính cá nhân, kết nối băng thông rộng, cũng như các ứng
dụng trên nền IP ngày càng trở nên đa dạng.

2.1.1.2. Sự phát triển của cơng nghệ IP


IPv4

Kể từ khi chính thức được đưa vào sử dụng và được định nghĩa trong kiến nghị RFC791
năm 1981 đến nay, không gian địa chỉ IPv4 ngày càng chật hẹp và bộc lộ nhiều điểm yếu của
Ipv4


Hạn chế của địa chỉ IPv4 và sự ra đời của IPv6

Hiện nay nhu cầu sử dụng Internet đang bùng nổ mạnh tại các khu vực đông dân cư đặc
biệt là khu vực Châu Á.
Để giải quyết vấn đề cạn kiệt địa chỉ IPv4, một giải pháp công nghệ mới mang tên IPv6
ra đời. IPv6 hay Internet Protocol version 6 ra đời không những giải quyết được vấn đề cạn kiệt
địa chỉ mà còn khắc phục được những hạn chế của IPv4 và cung cấp thêm những thuộc tính
vượt trội.

2.1.2. Giao thức SIP
2.1.2.1. Tổng quan về giao thức SIP
SIP là giao thức khởi tạo phiên, dùng để thiết lập, sửa đổi và kết thúc các cuộc gọi điện
thoại VoIP. SIP được phát triển bởi IETF và ban hành trong tài liệu RFC 3261 vào tháng 5 năm
2003. SIP có thể sử dụng cho rất nhiều các dịch vụ khác nhau trong mạng IP như dịch vụ tin
nhắn, thoại, hội nghị thoại, hội nghị truyền hình, email, dạy học từ xa, quảng bá, …

2.1.2.2. Cấu trúc SIP
 Máy chủ
Là một chương trình ứng dụng chấp nhận các bản tin yêu cầu từ máy. Ta có các loại
máy chủ sau: Máy chủ ủy quyền ,định vị , đổi địa chỉ , đăng ký
 Máy khách
Máy khách trong giao thức SIP chính là các thiết bị mà người dùng. Thiết bị này có thể
là các thiết bị phần cứng hổ trợ chuẩn SIP như điện thoại IP hay là phần mềm hổ trợ chuẩn SIP
như Express Talk, Sidefisk,…
 Bản tin SIP


6
SIP sử dụng các bản tin để khởi tạo, hiệu chỉnh và kết thúc phiên giữa các người dùng.

2.1.2.3. Tính năng của SIP
Giao thức SIP được thiết kế với những chỉ tiêu sau: Tích hợp với các giao thức đã có của
IETF. Đơn giản và có khả năng mở rộng. Hỗ trợ tối đa sự di động của đầu cuối, dỗ trợ tối đa sự
di động của đầu cuối, dễ dàng tạo tính năng mới và dịch vụ mới.

2.1.3. Giao thức Diameter
2.1.3.1. Tổng quan về giao thức Diameter
Giao thức Diameter chia ra 2 phần: Diameter Base Protocol và Diameter Application.
Diameter Base Protocol cần thiết cho việc phân phối các đơn vị dữ liệu, khả năng thương

lượng, kiểm soát lỗi và khả năng mở rộng. Diameter là giao thức truyền thông hoạt động trên
giao diện Sh giữa HSS, AS, S-CSCF.
2.1.3.2.

Cấu trúc giao thức Diameter

Trong Diameter có 3 thành phần chính là Server, Client và Agent. Client là một thiết bị
ở biên, thực hiện các truy vấn và sử dụng dịch vụ. Một Diameter Agent thực hiện chức năng
như một Proxy, Relay, Redirect Agent va dịch các bản tin. Diameter Server quản lý các yêu
cầu về AAA cho một hệ thống.

2.1.3.3. Bản tin
Bản tin Diameter chứa một header và một số cặp giá trị thuộc tính AVP.

2.1.3.4. Bảo mật trong bản tin Diameter
Để bảo mật, khuyến nghị rằng nên sử dụng IPSec ở các nút trong cùng một miền như
giữa Client và Proxy và sử dụng TSL để bảo mật khi có giao dịch giữa các miền với nhau.

2.1.3.5. Khả năng kiểm soát lỗi của giao thức Diameter
Lỗi trong giao thức Diameter chia thành 2 loại: lỗi giao thức và lỗi ứng dụng

2.1.4. COPS Giao thức COPS
2.1.4.1. Tổng quan về giao thức COPS
COPS là giao thức được IETF chuẩn hóa nhằm thực hiện việc quản lý, cấu hình và áp
đặt chính sách. Giao thức này hoạt động theo mơ hình Client-Server.

2.1.4.2. Chức năng chính của COPS


7

Giao thức này giao việc cho Client hỗ trợ cho mơ hình Client/Server. Trong đó Client sẽ
gửi những bản tin: yêu cầu, cập nhật, và xóa tới PDP và PDP gửi trả những quyết định cho
PEP.

2.1.4.3. Bản tin COPS
Gồm có header và phần tải tin.
2.1.5. IMS và các tính năng
- Là phân hệ đa phương tiện IP có một kiến trúc mạng lõi dựa trên nền IP được xây
dựng với mục đích phân phối các dịch vụ đa phương tiện, hội tụ di động – cố định và kết nối
với nhiều loại mạng truy nhập khác nhau (mạng di động 2G/3G, WiFi, xDSL, MAN-E, GPON,…) được thể hiện qua Hình 2.4

Hình 2.4 IMS và các tính năng

-

IMS có khả năng hội tụ mạng cố định và không dây FMC

-

IMS hỗ trợ nhiều phương thức truy nhập như GSM, UMTS, CDMA, xDSL, cáp quang,
cáp truyền hình, WLAN, WiMAX. IMS tạo điều kiện cho các hệ thống mạng khác nhau
có thể tương vận với nhau.

-

Có nhiều Server dịch vụ tính năng mạnh.

- Quản lý mạng và dịch vụ, Hội tụ tính cước
- Hỗ trợ nhiều dịch vụ băng rộng và đa phương tiện: Các dịch vụ chất lượng cao như
truy nhập internet tốc độ cao, hội nghị truyền hình, PoC, VoIP…

- Hỗ trợ nâng cao các dịch vụ mới: Các công ty thứ ba có thể đưa ra các dịch vụ mới


8
- Nâng cao chất lượng dịch vụ băng rộng và hội tụ các dịch vụ
- Theo chuẩn truy nhập của 3GPP: Thiết bị truy nhập có thể là điện thoại di động (2G,
2.5G, 3G), ngồi ra có mạng cố định (LAN, MAN,...), mạng không dây cố định (WLAN) hay
mạng cố định băng rộng (xDSL, FTTx).
- Nâng cao QoS và bảo mật: Hỗ trợ thêm QoS liên mạng với các mạng đa phương tiện IP
ngoài. Sử dụng các máy chủ xác thực, cấp quyền để nâng cao tính bảo mật.
- Khai thác lợi nhuận tối đa từ mạng băng rộng và di động
- Hỗ trợ mở rộng các giao diện IMS (theo chuẩn 3GPP): Đặc biệt là các giao diện giữa
nhà khai thác mạng di động và đối tác thứ 3, giao diện nhà quản trị mạng di động.

2.2.Cấu trúc cơ bản và các khối chức năng của IMS, NGN-IMS
2.2.1. Kiến trúc tổng thế IMS
Kiến trúc của IMS là sự tổ hợp của các chức năng được gắn kết với nhau thơng qua các
giao tiếp đã được chuẩn hóa

Hình Error! No text of specified style in document..5 Kiến trúc IMS theo 3GPP [5]

Kiến trúc IMS theo 3GPP có cấu trúc như hình 2.5. Các thành phần chính bao gồm:
Cơ sở dữ liệu: HSS (Home Subscriber Server) và SLF (Subscriber Location Funtion)


9
HSS là trung tâm lưu trữ cho thông tin người dùng, tất cả dữ liệu cần thiết của thuê bao
để thực hiện kết nối.
Chức năng điều khiển phiên gọi (CSCF – Call Session Control Funtion): Chức năng này
là đặc biệt cần thiết cho IMS, xử lý các bản tin báo hiệu SIP trong hệ thống IMS.

Các máy chủ ứng dụng: Máy chủ ứng dụng (Appication Server - AS) là một thành phần
SIP, thực hiện chức năng tiếp nhận và xử lý dịch vụ.
Chức năng điều khiển cổng vào ra BGCF:(Breakout Gateway Control Function) thực
chất là một máy chủ SIP cung cấp chức năng định tuyến. BGCF chỉ được sử dụng trong phiên
được khởi tạo bởi một đầu cuối IMS và một thuê bao trong mạng chuyển mạch kênh như là
PSTN.

2.2.2. Kiến trúc phân hệ IMS
Kiến trúc IMS được phân thành 3 lớp : lớp ứng dụng, lớp điều khiển (hay còn gọi là
lớp IMS hay IMS lõi) và lớp vận tải (hay lớp người dùng).

Hình 2.6 Kiến trúc phân hệ IMS

2.2.2.1.

Lớp ứng dụng


10
Gồm các máy chủ ứng dụng AS (Application Server) và các máy chủ thuê bao thường
trú HSS (Home Subscriber Server).
a. Máy chủ ứng dụng

Hình 2.7 Máy chủ ứng dụng

b. Cơ sở dữ liệu HSS và SLF

Hình 2.8 Cơ sở dữ liệu HSS/UPSF
HSS (Home Subscriber Server) là trung tâm lưu trữ dữ liệu các thông tin liên quan đến
người dùng.

SLF là một cơ sở dữ liệu đơn giản ánh xạ địa chỉ người dùng tới HSS quản lý tương ứng
2.2.2.2.

Lớp điều khiển

Chức năng của lõi IMS là quản lý việc tạo lập phiên liên lạc và dịch vụ đa phương
tiện. CSCF được phân ra 3 loại : Serving-CSCF, Proxy-CSCF và Interogating-CSCF.


11

Hình 2.9 Khối chức năng CSCF

Proxy-CSCF (P-CSCF) là một proxy SIP. Nó có thể nhận các yêu cầu dịch vụ, xử lý nội
bộ hoặc chuyển tiếp yêu cầu đến các bộ phận khác trong hệ thống IMS. Đây là điểm kết nối
đầu tiên giữa hạ tầng IMS và người dùng IMS/SIP.
Để kết nối với hệ thống IMS, người dùng trước tiên phải đăng ký với P-CSCF trong
mạng mà nó đang kết nối. Địa chỉ của P-CSCF được truy cập thông qua giao thức DHCP.
Chức năng của P-CSCF bao gồm:


P-CSCF xác thực người dùng, thiết lập kết nối bảo mật IPSec với thiết bị đầu cuối.



Nén và giải nén các thông điệp SIP, đảm bảo QoS cho các dịch vụ đa phương tiện.



Tham gia vào q trình tính cước dịch vụ.

Serving-CSCF (S-CSCF) là một nút trung tâm của hệ thống báo hiệu của IMS, vận
hành giống như một máy chủ SIP, chức năng quản lý phiên dịch vụ. Các chức năng chính của
S-CSCF bao gồm:


Đăng ký SIP nhằm thiết lập mối liên hệ giữa địa chỉ người dùng và máy chủ SIP.



Tham gia trong tất cả các quá trình báo hiệu từ hệ thống IMS với người dùng.



Quyết định chọn lựa AS nào sẽ cung cấp dịch vụ cho người dùng.



Thực hiện các chính sách của nhà cung cấp dịch vụ.

Interrogating-CSCF (I-CSCF) trong hệ thống mạng của một nhà cung cấp dịch vụ là
điểm liên lạc cho tất cả các kết nối hướng đến một UE nằm trong mạng đó. Địa chỉ IP của ICSCF được công bố trong máy chủ DNS của hệ thống. Chức năng của I-CSCF bao gồm:


12


Định tuyến thông điệp yêu cầu SIP nhận được từ một mạng khác đến S-CSCF tương
ứng, I-CSCF sẽ liên lạc với HSS (thông qua DIAMETER) để cập nhật địa chỉ SCSCF tương ứng của người dùng.



Định tuyến thông điệp yêu cầu SIP hoặc thông điệp trả lời SIP đến một S-CSCF/ICSCF nằm trong mạng của một nhà cung cấp dịch vụ khác.

BGCF (Breakout Gateway Control Function) là một máy chủ SIP chứa đựng chức năng
định tuyến dựa trên số điện thoại. Được sử dụng khi một thiết bị IMS thực hiện cuộc gọi đến
mạng điện thoại cố định truyền thống PSTN.

Hình 2.10 Khối chức năng BGCF

MGCF ( Media Gateway Control Function) có nhiệm vụ quản lý cổng phương tiện, bao
hàm các chức năng như: liên lạc với S-CSCF để quản lý các cuộc gọi trên kênh phương tiện,
làm trung gian chuyển đổi (conversion) giữa giao thức báo hiệu ISUP và SIP.

Hình 2.11 Khối chức năng MGCF


13
Chức năng quản lý tài nguyên đa phương tiện (Media Resource Function) có thể
phân ra thành 2 thành phần: MRFC (Media Resource Function Controller) và MRFP
(Media Resource Function Processor). MRFC có vai trị quản lý tài ngun cho các dịng
dữ liệu, giải mã thông điệp đến từ máy chủ ứng dụng AS, thích ứng nội dụng dịch vụ,
chuyển đổi định dạng nội dung. MRFP đóng vai trị quan trọng trong việc thích ứng nội
dụng dịch vụ, chuyển đổi định dạng nội dung.

Hình 2.12 Khối chức năng MRFC
2.2.2.3.

Lớp truyền tải

Ở đây, chúng ta tạm xem NASS và RACS là 2 thành phần thuộc lớp vận tải. Vài trò
của 2 thành phần này được miêu tả dưới đây:


NASS (Network Attachment Subsystem): Cung cấp linh hoạt địa chỉ IP, thơng số
cấu hình khác cho UE (sử dụng DHCP), xác thực người dùng trước và trong quá
trình cấp phát địa chỉ IP, cấp phép cho mạng truy nhập dựa trên hồ sơ mạng, quản
lý định vị người dùng, hỗ trợ quá trình di động và roaming.



RACS (Resource & Admission Control Functionality): chức năng quyết định
chính sách dịch vụ (S-PDF) và chức năng điều khiển chấp nhận kết nối và tài
nguyên truy nhập (A-RACF).

2.2.3. Chuẩn hóa IMS
Chuẩn IMS định nghĩa một cấu trúc chung để đưa ra dịch vụ thoại và dịch vụ đa
phương tiện trên nền IP. Đó là một chuẩn được cơng nhận bởi các tổ chức quốc tế, đầu tiên


14
được đưa ra bởi 3GPP và bây giờ là sự kết hợp của các tổ chức quốc tế khác nhau
ETSI/TISPAN.
Có thể kế đến các phiên bản: Năm 2008, Release 8, Release 9 lần lượt ra mắt và
được chuẩn hóa với nhiều tính năng hỗ trợ thoại, WiMAX và LTE. Hiện nay đã có các
phiên bản mới Release 10, Release 11.

2.3.Khả năng cung cấp dịch vụ băng rộng của IMS
2.3.1. Vai trò của IMS đối với việc cung cấp các dịch vụ băng rộng
Qua cấu trúc mạng NGN-IMS ta có thể thấy rõ ràng vai trò to lớn của IMS trong hệ

thống mạng là hạt nhân của cả hệ thống mạng.
-

Đóng vai trị điều khiển tín hiệu báo hiệu, điều khiển kết nối.

-

Cho phép kết nối với toàn bộ các mạng truy nhập hiện nay như: xDSL, MAN-E,
GPON, PSTN, GSM…nhằm tiến tới sự hội tụ của mạng và dịch vụ.

-

Xác thực cấp quyền, DHCP, tính cước…

-

Cung cấp dịch vụ nội dung thông qua các máy chủ dịch vụ

2.3.2. Khả năng cung cấp các dịch vụ băng rộng đối với mạng hội tụ NGN
IMS
Hội tụ mạng và tích hợp dịch vụ là vấn đề then chốt khi xây dựng NGN. Xu hướng
phát triển mạng thế hệ sau NGN hiện nay là chuyển từ Softswitch sang IMS do IMS đem
lại khả năng cung ứng dịch vụ đa phương tiện cho người sử dụng đầu cuối mà khơng bị
phụ thuộc vào vị trí, cơng nghệ truy nhập mạng và vào thiết bị đầu cuối của người sử dụng.
IMS hỗ trợ các loại hình dịch vụ khác nhau (thoại, dữ liệu, hình ảnh và khả năng tích hợp
của cả ba loại hình dịch vụ trên), các công nghệ mạng và các thiết bị đầu cuối.

2.3.3. Một số dịch vụ của IMS trên mạng NGN
Hiện nay, với việc ra đời của kiến trúc IMS các dịch vụ viễn thơng đã có nền tảng
đề phát triển lên một bước mới.

Các dịch vụ gia tăng trên thoại, Voice mail, IP Centrex, dịch vụ giàu nội dung (RCX),
dịch vụ băng rộng.

Kết Chương


15
Chương này đã đi sâu vào nghiên cứu về kiến trúc của IMS, các tính năng, cơng nghệ IP
và khả năng cung cấp được các dịch vụ băng rộng. Để từ đó làm căn cứ xây dựng phương án
cung cấp các dịch vụ băng rộng trên mạng NGN-IMS của VNPT. Vì IMS là một giải pháp hứa
hẹn cho việc quản lý dịch vụ trong thế hệ mạng tiếp theo. IMS là một bước đi mang tính chiến
lược lâu dài của tập đồn Bưu chính viễn thơng Việt nam.

CHƯƠNG 3- PHƯƠNG ÁN TRIỂN KHAI CÁC DỊCH VỤ BĂNG
RỘNG TRÊN MẠNG NGN-IMS CỦA VNPT
Xuất phát từ nhu cầu phát triển dịch vụ băng rộng của VNPT, dựa trên các yếu tố như:
-

Nhu cầu của xã hội phát triển ngày càng mạnh mẽ các dịch vụ băng rộng như:
Internet tốc độ cao (HSI), IPTV, VoiP, Metronet, các dịch vụ đa phương tiện như
HSI+ IPTV, HSI+ IPTV +VoiP ,….

-

Nhu cầu cần phát triển mạnh mẽ các dịch vụ băng rộng của VNPT để tăng doanh thu
cũng như hiệu quả đầu tư.

Và căn cứ vào hiện trạng hạ tầng mạng của VNPT:
-

Mạng truyền dẫn đường trục của VNPT và mạng lõi của các VNPT tỉnh thành phát
triển đã tạo đủ điều kiện để cung cấp các dịch vụ băng rộng của xã hội như trên.

-

Tuy nhiên, mạng truy nhập để cung cấp các dịch vụ đó của các VNPT tỉnh thành cịn
hạn chế.

Đồng thời, phương án triển khai các dịch vụ băng rộng trên mạng NGN-IMS của VNPT
của luận văn được thực hiện trên những nguyên tắc sau:
-

Kế thừa hạ tầng mạng đường trục và mạng lõi của các VNPT tỉnh thành.

-

Tận dụng triệt để các hạ tầng mạng truy nhập đã có.

-

Xây dựng thêm hạ tầng mạng truy nhập G-PON làm nền tảng cho mạng truy nhập
băng rộng mới.

-

Khai thác triệt để thế mạnh về khả năng cung cấp các dịch vụ đa truy nhập IP, hội tụ
dịch vụ, hôi tụ mạng, hội tụ thiết bị đầu cuối cũng như lợi thế về công nghệ của phân
hệ IMS trên mạng NGN-IMS của VNPT.

-

Coi đây là phương án chủ đạo để phát triển dịch vụ băng rộng trên mạng NGN-IMS
của VNPT.


16
Để tăng tính hiệu quả đầu tư dựa trên cở sở nhu cầu dịch vụ của khách hàng từ đó đề ra
lộ trình triển khai các dịch vụ băng rộng đối với các phân khúc tỉnh thành của VNPT.
Vì vậy để có phương án triển khai các dịch vụ băng rộng trên mạng NGN-IMS của
VNPT, luận văn lần lượt nghiên cứu các nội dung được trình bầy dưới đây.

3.1. Hiện trạng mạng truyền tải băng rộng của VNPT
3.1.1. Cấu trúc mạng VN2
-

Mạng lõi

-

Mạng Biên

3.1.2. Điều khiển trong mạng VN2
 Các giao thức điều khiển và chuyển tiếp trong mạng VN2
Mạng VN2 sử dụng kết hợp các giao thức điều khiển định tuyến và chuyển tiếp sau:
BGP, IS-IS, LDP, RSVP và các giao thức của MPLS

3.1.3. Cấu trúc mạng MAN-E
Kiến trúc mạng Metro dựa trên cơng nghệ Ethernet, bao gồm vịng Ring Access
và Ring Core.

3.1.4. Các đặc tính của MAN-E
Khách hàng được kết nối đến MAN-E sử dụng các giao diện thích hợp với
Ethernet, cung cấp các ống băng thơng giữa các node và khách hàng đầu cuối để cung
cấp các mạng LAN ảo.

3.1.5. Mơ hình kết nối của MAN-E
3.1.5.1.

Phương án tổ chức MAN-E cho mỗi tỉnh, thành phố.

MAN-E tại mỗi tỉnh được tổ chức thành hai lớp. Lớp thứ nhất là lớp lõi, lớp thứ
hai là lớp truy nhập, phục vụ trong vai trò thu thập lưu lượng của các loại ứng dụng
khác nhau.


17
3.1.5.2.

Phương án kết nối giữa các MAN-E.

IP/MPLS/WDM BackBone

PE

PE

BRAS

BRAS

CES
CES
CES

MAN E CORE
CES

MAN E CORE
CES
CES

CES

Hệ thống quản lý

ACCESS

CES

CES

ACCESS

CES

CES

CES
CES

CES

Hình 3.11 Mơ hình kết nối các MAN-E thông qua mạng trục

3.1.6. Mạng truy nhập quang G-PON
Mạng quang thụ động (PON) có thể định nghĩa một cách ngắn gọn như sau: “Mạng
quang thụ động (PON) là một mạng quang khơng có các phần tử điện hay các thiết bị quang
điện tử”. PON sẽ chỉ bao gồm: sợi quang, các bộ chia, bộ ghép định hướng, ...

3.2. Nhu cầu phát triển các dịch vụ băng rộng của VNPT
Đến cuối tháng 9/2013, Tổng dung lượng kết nối Internet quốc tế do Công ty Viễn thông
liên tỉnh (VTN) thực hiện mở mới sẽ vượt qua mốc 200GBbps, với tổng dung lượng mở mới
lên đến hơn 17Gbps, chiếm trên 80% tổng dung lượng băng thông Internet quốc tế của Việt
Nam.
Với mục tiêu mở rộng băng thông lưu lượng đi Mỹ và châu Á, đợt mở mới này có
10Gbps đi Mỹ chạy trên cáp đất CSC và 7.5Gbps đi Hồng Kông trên cáp biển AAG. Các kênh
mở mới này đều nằm trong Kế hoạch mở rộng và phát triển mạng lưới của Tập đoàn VNPT
trong năm 2013 với việc tổ chức kết nối, quản lý và khai thác do Công ty VTN trực tiếp thực
hiện.
Dự kiến hết năm 2013, Công ty VTN sẽ nâng tổng dung lượng Internet quốc tế lên
220Gbps, đảm bảo lưu thông mạng Internet quốc tế đi các hướng quan trọng ở châu Á như:
Nhật, Hàn Quốc, Trung Quốc, Đài Loan, ở Mỹ và châu Âu: Pháp, Đức, Nga…, kết nối với tất
cả các ISP và các nhà cung cấp nội dung lớn trên thế giới, đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của


18
khách hàng Internet Việt Nam, khẳng định giá trị và chất lượng hàng đầu về dịch vụ Internet
của VNPT.

Các chủ trương chính xách của VNPT:

VNPT đã khơng ngừng phát triển các ứng dụng, dịch vụ giá trị gia tăng trên nền mạng
băng rộng.
Cung cấp dịch vụ băng rộng đến các xã, phường trên cả nước, kết nối Internet ở tất cả
các trường học; phủ sóng thơng tin di động băng rộng đến 85% dân cư... vào năm 2015 theo
Đề án “Đưa Việt Nam sớm trở thành quốc gia mạnh về cơng nghệ thơng tin và truyền
thơng" của Chính phủ.

3.3. Phương án triển khai các dịch vụ băng rộng trên mạng NGN-IMS của
VNPT.
Lưu lượng khách hàng băng rộng được tập trung bởi các mạng truy nhập như;
xDSL, MEN, GPON sau đó được truyền tải thu gom bởi mạng MAN-E sau đó toàn bộ
các lưu lượng này được đưa lên mạng truyền tải liên tỉnh VN2.
Sau đó mạng VN2 sẽ định tuyến cho các lưu lượng này tới các mạng của các nhà
cung cấp nội dung như: VDC cung cấp dịch vụ Internet, VASC cung cấp dịch vụ
MyTV. Tại các nhà cung cấp dịch vụ này sẽ có các máy chủ làm nhiệm vụ xác thực, tính
cước riêng và khơng phân tách được các luồn lưu lượng và các luồng tín hiệu điều
khiển, vì vậy dẫn tới việc tăng băng thơng là phức tạp và không linh hoạt. Cũng như việc
tồn tại quá nhiều các tuyến kết nối khác nhau làm tốn nhiều tài nguyên mạng. Tốn nhiều
nhân lực để quản lý giám sát, điều hành các hệ thống đơn lẻ này.
Vì vậy trong đề tài này học viên xin được xác định phương án truyền tải các
dịch vụ băng rộng từ đơn lẻ đến hội tụ trên tiêu chí sử dụng lại các mạng truy nhập
hiện có là xDSL, MEN, G-PON và sử dụng hệ thống IMS làm trung tâm như sau.
3.3.1. Dịch vụ truy nhập internet tốc độ cao (HSI)
Dịch vụ internet tốc độ cao là dịch vụ cho phép khách hàng sử dụng các thiết bị đầu cuối
có các phần mềm trình duyệt web cho phép khách hàng truy cập internet với tốc độ cao từ 4Mb
trở lên.


19
Trong phương án này cho phép khách hàng thuộc mạng truy nhập như xDSL, MEN, GPON có thể truy nhập internet thơng qua hệ thống IMS.

Hình 3.14 Cung cấp dịch vụ Internet tốc độ cao qua IMS

3.3.2. Dịch vụ IPTV
IPTV (Internet Protocol Television: Truyền hình giao thức Internet) là một hệ thống
dịch vụ truyền hình kỹ thuật số được phát đi nhờ vào giao thức Internet truyền thông qua
một kết nối băng thơng rộng.
Mơ hình dịch vụ:

Hình 3.15 Cung cấp dịch vụ MyTV qua hệ thống IMS


20

3.3.3. Dịch vụ Metronet
Dịch vụ Metronet là dịch vụ kết nối các mạng (như mạng LAN tại các văn phòng, chi
nhánh…) của một doanh nghiệp, một tổ chức thành một mạng riêng, duy nhất. Về mặt kỹ thuật,
dịch vụ Metronet chính là VPLS ( Virtual Private LAN service), mạng riêng ảo lớp 2 dựa trên
cơng nghệ MPLS và Ethernet.
Mơ hình kết nối:

Hình 3.16 Cung cấp dịch vụ Metronet qua hệ thống IMS

3.3.4. Dịch vụ Megawan nội tỉnh sử dụng mạng truy nhập MEN và G-PON
Megawan là dịch vụ kết nối mạng máy tính tại nhiều điểm cố định khác nhau trên diện
rộng của các tổ chức, doanh nghiệp truyền số liệu, truyền dữ liệu thơng tin rất tiện lợi
Mơ hình cung cấp dich vụ:

Hình 3.17 Cung cấp dịch vụ Megawan nội tỉnh trên G-PON và Switch

21

3.3.5. Dịch vụ Megawan liên tỉnh sử dụng mạng truy nhập MEN và G-PON
Megawan liên tỉnh là dịch vụ kết nối mạng máy tính tại nhiều điểm cố định khác nhau
trên diện rộng của các tổ chức, doanh nghiệp. Đây là mạng riêng ảo kết nối mạng riêng liên
tỉnh để truyền số liệu, truyền dữ liệu thông tin rất tiện lợi và đáng tin cậy cho doanh nghiệp
trong kinh doanh.

Hình 3.18 Cung cấp dịch vụ Megawwan liên tỉnh

3.3.6. Nhóm các dịch vụ Internet + MyTV
Đây là dịch vụ cung cấp đồng thời cả 02 dịch vụ truy nhập Internet và dịch vụ MyTV
của VNPT trên cùng một đường cáp thuê bao.
Mơ hình cung cấp dịch vụ:

Hình 3.19 Cung cấp dịch vụ Internet+MyTV


22

3.3.7. Nhóm các dịch vụ Internet+MyTV+điện thoại IMS
Đây là dịch vụ cung cấp đồng thời cả 03 dịch vụ truy nhập Internet, dịch vụ MyTV và
dịch vụ điện thoại cố định IMS của VNPT trên cùng một đường cáp thuê bao. Tại đầu thiết
bị đầu cuối khách hàng: PC/laptop để truy cập dịch vụ Internet, TV để xem truyền hình và
điện thoại Analog thông thường hoặc IP-Phone để đàm thoại.
Mô hình cung cấp dịch vụ:

Hình 3.20 Cung cấp dịch vụ Internet+MyTV+IMS

3.4. Đề xuất lộ trình triển khai các dịch vụ băng rộng đối với phân khúc các tỉnh
thành của VNPT.
Căn cứ tình hình phát triển về kinh tế chính trị trên các tỉnh thành phố và khả năng phát
triển các dịch vụ băng rộng.Luận văn xin đưa ra lộ trình triển khai các dịch vụ băng rộng trên
mạng NGN-IMS của VNPT nên chia làm 3 giai đoạn sau:
Giại đoạn 1: 2013-2015: Cho phép 02 viễn thơng thành phố đó là VNPT-Hà Nội và
VNPT-Thành Phố Hồ Chí Minh đã xây dựng hoàn thiện các mạng truy nhập cáp quang FTTx,
G-PON và chuyển hướng các thuê bao băng rộng hiện đang cấp trên các mạng cung cấp dịch
vụ cũ lên mạng NGN-IMS cụ thể như sau:
Bước 1: Chuyển hướng điều khiển và cung cấp dịch vụ Internet của các mạng truy nhập
xDSL, cáp quang chủ động (AON), G-PON thông qua NGN-IMS.


23
Bước 2: Chuyển hướng điều khiển và cung cấp dịch vụ IP-TV của các mạng truy nhập
xDSL, cáp quang chủ động (AON), G-PON thông qua NGN-IMS.
Bước 3: Chuyển hướng điều khiển và cung cấp dịch vụ Metronet, Megawan của các
mạng truy nhập xDSL, cáp quang chủ động (AON), G-PON thông qua NGN-IMS.
Bước 4: Chuyển hướng điều khiển và cung cấp nhóm dịch vụ như: Internet + MyTV +
điện thoại IMS thông qua NGN-IMS.
Giai đoạn 2: 2015-2018: Tiếp tục triển khai xây lắp mạng truy nhập G-PON cho các
viễn thông tỉnh thành khu vực đồng bằng có doanh thu lớn khả năng phát triển mạnh các dịch
vụ băng rộng như: Quảng Ninh, Hài Phịng, Hải Dương, Đà Nẵng, Huế, ….
Từ đó tiếp tục thực hiện các cơng việc rà sốt và chuyển hướng lần lượt các hệ thống
mạng truy nhập cung cấp dịch vụ băng rộng như xDSL, quang chủ động (AON), G-PON lên
mạng NGN-IMS như các viễn thông thành phố Hà Nội và Thành Phố Hồ Chí minh đã thực
hiện..
Giai đoạn 3: Sau 2019: Tăng cường đầu tư mạnh mẽ mạng cáp quang FTTx và G-PON
tới toàn bộ các tỉnh thành và tiến tới thay thế hoàn toàn mạng cáp đồng và các mạng truy nhập
cáp đồng đã lỗi thời. Tăng cường đầu tư hơn nữa để nâng cao tốc độ truyền tải nội tỉnh (MANE) và các tuyến đường trục liên tỉnh VN2 cùng các yếu tố khác để đáp ứng được tốc độ phát

triển của dịch vụ băng thơng rộng.
Tiếp tục thực hiện chuyển hướng tồn bộ dịch vụ băng rộng tốc độ cao toàn quang dựa
trên các mạng quang chủ động (AON), G-PON thông qua NGN-IMS để đảm bảo dịch vụ và
QoS.
Kết chương
Như vậy chương này đã nghiên cứu được hiện trạng các mạng truy nhập và các mạng
truyền tải nội tỉnh, liên tỉnh hiện có của VNPT.
Xây dựng phương án truyền tải các dịch vụ băng rộng hiện có trên nền mạng NGN-IMS
của VNPT.
Từ đó đề xuất lộ trình triển khai các dịch vụ băng rộng đối với các phân khúc tỉnh
thành trên cả nước.