MẠNG THẾ HỆ MỚI NGN pptx

• PHẦN III: MẠNG THẾ HỆ MỚI NGN
1. KHÁI NIỆM VÀ ĐẶC ĐIỂM MẠNG NGN
a. Khái niệm.
- NGN (viết tắt của Next Generation Network)
- Mạng NGN ra đời từ sự phát triển rực rỡ của công nghệ thông tin,
công nghệ chuyển mạch gói và công nghệ truyền dẫn băng rộng
hiện nay, cùng với nhu cầu về trao đổi thông tin ngày càng tăng
cao của xã hội . Mạng thế hệ mới NGN 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 đa dạng và nhanh chóng, đáp ứng sự hội tụ
giữa thoại và số liệu, giữa cố định và di động. Như vậy:
• Xét về cấu trúc, NGN là mạng kết hợp hoàn chỉnh mạng thoại
chuyển mạch kênh TDM truyền thống PSTN với mạng chuyển
mạch dữ liệu PSDN.
• Xét về lưu lượng, NGN là mạng hỗ trợ sự hội tụ giữa lưu lượng
thoại và số liệu trên một cơ sở hạ tầng thông tin duy nhất.
- Hiện nay, mạng thế hệ mới NGN vẫn đang là vấn đề tranh cãi nóng
bỏng của các tổ chức viễn thông quốc tế cũng như các hãng cung
cấp các thiết bị viễn thông trên thế giới. Ngay cả tổ chức đứng đầu
viễn thông thế giới là ITU-T vẫn chưa đưa ra một mô hình chuẩn
hóa cụ thể nào của NGN cùng với các tiêu chuẩn của nó. Vì thế
vẫn chưa có một định nghĩa rõ ràng và chính xác nào cho mạng
NGN. Định nghĩa ở đây chỉ mang khái niệm chung chung về
NGN.
b. Các đặc điểm của NGN
- NGN là hệ thống mạng mở : giao diện và giao thức giữa các phần
tử mạng phải dựa theo chuẩn mở. Hơn nữa, khác với các tổng đài
truyền thống, các khối chức năng trong tổng đài thế hệ mới được
tách thành các phần tử mạng độc lập. Nhờ vậy mà dễ dàng nâng
cấp, phát triển hơn.
- Trong mạng NGN, dịch vụ thực hiện độc lập với mạng lưới. Điều

này có nghĩa là mạng NGN đã hội tụ tất cả các mạng hiện có làm
một, phục vụ được tất cả các dịch vụ của các mạng riêng lẻ trước
đây đồng thời phát triển thêm các loại hình dịch vụ mới.
- Mạng NGN là mạng chuyển mạch gói, dựa trên một giao thức IP
thống nhất. Thực tế giao thức IP đã trở thành giao thức vạn năng,
có mặt ở mọi nơi, hạ tầng cơ sở cho IP đã có sẵn. Theo lý thuyết,
IP ở thế bất lợi so với các chuyển mạch kênh trong việc hỗ trợ cho
các dịch vụ thoại thời gian thực và truyền số liệu chất lượng cao.
Tuy nhiên, với việc phát triển không ngừng của công nghệ truyền
dẫn băng rộng như hiện nay thì IP đã khắc phục được nhược điểm
của mình để trở thành giao thức thống nhất trong mạng NGN.
- Đặc điểm cuối cùng là có thể khẳng định rằng chỉ có mạng NGN
mới có đủ dung lượng để đáp ứng mọi nhu cầu thông tin ngày càng
tăng của xã hội.
2. CẤU TRÚC MẠNG NGN
 Cấu trúc mạng NGN bao gồm 5 lớp chức năng:
- Lớp truy nhập dịch vụ (service access layer).
- Lớp chuyển tải dịch vụ (service transport/core layer)
- Lớp điều khiển (control layer)
- Lớp ứng dụng/dịch vụ (application/service layer)
- Lớp quản lý (management layer).
Hình 3.1: Cấu trúc mạng NGN
a. Lớp ứng dụng/dịch vụ
- Lớp ứng dụng và dịch vụ cung cấp các ứng dụng và dịch vụ như
dịch vụ mạng thông minh IN (Intelligent network), trả tiền trước,
dịch vụ giá trị gia tăng Internet cho khách hàng thông qua lớp điều
khiển Hệ thống ứng dụng và dịch vụ mạng này liên kết với lớp
điều khiển thông qua các giao diện mở API. Nhờ giao diện mở này
mà nhà cung cấp dịch vụ có thể phát triển các ứng dụng và triển
khai nhanh chóng các dịch vụ trên mạng. Trong môi trường phát

triển cạnh tranh sẽ có rất nhiều thành phần tham gia kinh doanh
trong lớp này.
b. Lớp điều khiển
- Lớp điều khiển có nhiệm vụ điều khiển kết nối giữa các đầu cuối,
với yêu cầu tương thích với tất cả các loại giao thức và báo hiệu.
- Lớp điều khiển có thể được tổ chức theo kiểu module, theo đó các
bộ điều khiển độc lập sẽ thực hiện các chức năng điều khiển khác
nhau.
- Thiết bị chính trong lớp điều khiển là Softswitch (chuyển mạch
mềm) làm nhiệm vụ báo hiệu và điều khiển cuộc gọi.
c. Lớp chuyển tải dịch vụ
- Bao gồm các nút chuyển mạch (ATM+IP) và các hệ thống truyền
dẫn (SDH, WDM), thực hiện chức năng chuyển mạch, định tuyến
các cuộc gọi giữa các thuê bao của lớp truy nhập dưới sự điều
khiển của thiết bị điều khiển cuộc gọi thuộc lớp điều khiển. Hiện
nay đang còn nhiều tranh cãi khi sử dụng ATM hay MPLS cho lớp
chuyển tải này.
d. Lớp truy nhập dịch vụ
- Bao gồm các thiết bị truy nhập cung cấp các cổng kết nối với thiết
bị đầu cuối thuê bao qua hệ thống mạng ngoại vi cáp đồng, hoặc
cáp quang, hoặc thông qua môi trường vô tuyến (thông tin di động,
vệ tinh, truy nhập vô tuyến cố định )
e. Lớp quản lý
- Lớp quản lý là một lớp tác động trực tiếp lên tất cả các lớp còn lại,
làm nhiệm vụ giám sát các hoạt động của mạng. Lớp quản lý phải
đảm bảo hoạt động được trong môi trường mở, với nhiều giao
thức, dịch vụ và các nhà khai thác khác nhau.
- Xét trên góc độ dịch vụ, NGN còn có thêm lớp ứng dụng ngay phía
trên lớp điều khiển, bao gồm các nút (server) cung cấp các dịch vụ
khác nhau. Lớp ứng dụng liên kết với lớp điều khiển thông qua

giao diện mở API.
3. CÁC THÀNH PHẦN TRONG NGN
Hình 3.2: Cấu trúc phân lớp trong NGN
- Các thiết bị đầu cuối kết nối đến mạng truy nhập (Access
Network), sau đó kết nối đến các cổng truyền thông (Media
Gateway) nằm ở biên của mạng trục. Thiết bị quan trọng nhất của
NGN là Softswitch nằm ở tâm của mạng trục (hay còn gọi là mạng
lõi). Softswitch điều khiển các chức năng chuyển mạch và định
tuyến qua các giao thức.
Hình 3.3: Các thành phần chính trong NGN
 Mô tả hoạt động của các thành phần
a. Thiết bị Softswitch
- Thiết bị softswitch là thiết bị đầu não trong mạng NGN. Nó làm
nhiệm vụ điều khiển cuộc gọi, báo hiệu và các tính năng để tạo
một cuộc gọi trong mạng NGN hoặc xuyên qua nhiều mạng khác
- Thiết bị Softswtich có khả năng tương tác với mạng PSTN thông
qua các cổng báo hiệu (Signalling Gateway) và cổng truyền thông
(Media Gateway). Softswitch điều khiển cuộc gọi thông qua các
báo hiệu, có hai loại chính:
• Ngang hàng (peer-to-peer): giao thức giữa Softswitch và
Softswitch, giao thức sử dụng là BICC hay SIP.
• Điều khiển truyền thông: giao tiếp giữa Softswitch và Gateway,
giao thức sử dụng là MGCP hay Megaco/H.248.
b. Cổng truyền thông
- Nhiệm vụ của cổng truyền thông (MG-Media Gateway) là chuyển
đổi việc truyền thông từ một định dạng truyền dẫn này sang một
định dạng khác, thông thường là từ dạng mạch (circuit) sang dạng
gói (packet), hoặc từ dạng mạch analog/ISDN sang dạng gói.
- Ngoài ra, MG còn hỗ trợ các giao tiếp với mạng điện thoại truyền
thống (PSTN) và các giao thức khác như CAS (Channel

Associated Signalling) và ISDN.
c. Cổng truy nhập
- Cổng truy nhập (AG - Access Gateway) là một dạng của MG. Nó
có khả năng giao tiếp với máy PC, thuê bao của mạng PSTN,
xDSL và giao tiếp với mạng gói IP qua giao tiếp STM.
d. Cổng báo hiệu
- Cổng báo hiệu (SG - Signalling Gateway) đóng vai trò như một
cổng giao tiếp giữa mạng báo hiệu số 7 (SS7 - Signalling System 7,
giao thức được dùng trong PSTN) và các điểm được quản lý bởi
thiết bị SW trong mạng IP. Cổng SG đòi hỏi một đường kết nối vật
lý đến mạng SS7 và phải sử dụng các giao thức phù hợp. SG tạo ra
một cầu nối giữa mạng SS7 và mạng IP, dưới sự điều khiển của
SW. SG làm cho SW giống như một điểm nút bình thường trong
mạng SS7.
e. Mạng trục IP
- Mạng trục được thể hiện là mạng IP kết hợp công nghệ ATM hoặc
MPLS. Vấn đề sử dụng ATM hay MPLS còn đang tách thành hai
xu hướng. Các dịch vụ và ứng dụng trên NGN được quản lý và
cung cấp bởi các máy chủ dịch vụ (server). Các máy chủ này hoạt
động trong mạng thông minh (IN - Intelligent Network) và giao
tiếp với mạng PSTN thông qua SS7.
4. XU HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA MẠNG NGN
 Sự phát triển mạng NGN tại Việt Nam là một xu thế tất yếu, phù
hợp với quá trình phát triển NGN trên thế giới. Không nằm ngoài
xu hướng chung đó, Việt Nam cũng đang có những bước phát triển
mạng NGN của riêng mình. Phần này sẽ giới thiệu về tình hình
triển khai mạng NGN của Tổng công ty Bưu chính-Viễn thông
(VNPT)
a. Nguyên nhân của sự phát triển mạng NGN
- Mạng PSTN của VNPT đã được xây dựng và phát triển khá toàn

diện, cung cấp dịch vụ thoại truyền thống chất lượng tốt tới khách
hàng. Tuy nhiên, sau nhiều năm hoạt động, PSTN đã bộc lộ một số
hạn chế hầu như không thể khắc phục được. Chuyển mạch dựa trên
công nghệ TDM cứng nhắc trong việc phân bổ băng thông
(Nx64kb/s) và gặp nhiều khó khăn khi đưa ra các dịch vụ mới, nhất
là khi triển khai mạng thế hệ sau. Mạng PSTN cần sự đầu tư lớn,
giá thành thiết bị cao và cho phí vận hành mạng lớn. Hơn nữa,
mạng PSTN có nhiều cấp khác nhau (Gateway quốc tế, Toll,
tandem, Host) nên rất phức tạp trong việc phối hợp hệ thống báo
hiệu, đồng bộ và triển khai dịch vụ mới.
- Trong khi đó, nhu cầu về các dịch vụ dữ liệu phát triển mạnh:
Internet ngày càng phổ biến, những đòi hỏi về dịch vụ IP (IP
VPN ), xu thế tích hợp IP/ATM/MPLS cho mạng thông tin
trục cùng với sự phát triển của công nghệ thông tin và viễn thông
thế giới đã dẫn đến sự cần thiết phải thay đổi công nghệ mạng.
Mạng mới ra đời phải có băng tần rộng, hỗ trợ nhiều loại hình dịch
vụ, đơn giản về cấu trúc và quản lý, dễ dàng phát triển dịch vụ và
nhanh chóng cung cấp cho khách hàng.
b. Mô hình và nguyên tắc tổ chức mạng NGN
- NGN là mạng có hạ tầng thông tin duy nhất dựa trên cơ sở mạng
truyền tải IP/MPLS. Đó là mạng mới với sự hội tụ giữa thoại và số
liệu, giữa cố định và di động. Trên cơ sở đó, mạng có thể triển khai
các dịch vụ rất đa dạng và nhanh chóng, đáp ứng nhu cầu về các
loại hình dịch vụ viễn thông phong phú. Việc quản lý mạng được
thực hiện đơn giản, tập trung, nâng cao hiệu quả sử dụng, chất
lượng mạng lưới và giảm thiểu chi phí vận hành, bảo dưỡng. Với
tính linh hoạt và độ ổn định cao, mạng dễ dàng mở rộng dung
lượng phát triển dịch vụ mới.
Hình 3.4: Cấu trúc mạng thoại PSTN Việt Nam hiện tại
c. Triển khai mạng NGN của VNPT

- Sau gần 3 năm định hướng và lựa chọn, đến tháng 12/2003 VNPT
(Công ty Viễn thông Liên tỉnh VTN) đã lắp đặt xong giai đoạn 1
mạng NGN, sử dụng giải pháp SURPASS của Siemens, đã đi vào
vận hành thành công. Đây là mạng có hạ tầng thông tin duy nhất
dựa trên công nghệ chuyển mạch gói được VNPT lựa chọn để thay
thế cho mạng chuyển mạch kênh truyền thống. Với ưu thế cấu trúc
phân lớp theo chức năng và sử dụng rộng rãi các giao diện ở API
để kiến tạo dịch vụ mà không phụ thuộc nhiều vào các nhà cung
cáp thiết bị và khai thác mạng, công nghệ NGN đã đáp ứng được
yêu cầu kinh doanh trong tình hình mới là dịch vụ đa dạng, giá
thành thấp, đầu tư hiệu quả và tạo được nguồn doanh thu mới.
- Để nâng cao hơn nữa năng lực của mạng lưới, VNPT quyết định
đầu tư xây dựng tiếp pha 2, và đến ngày 15/08/2004 đã hoàn thành
và đưa vào sử dụng.
- Mạng có 4 lớp là: lớp truy nhập, lớp chuyển tải, lớp điều khiển và
lớp ứng dụng.
• Lớp truy nhập: được triển khai gồm một Media Gateway kết
nối với mạng PSTN phục vụ cho dịch vụ VoIP và bộ BRAS kết
nối trực tiếp với thiết bị DSLAM-HUB với khả năng chuyển
mạch 10Gb/s, sử dụng công nghệ xDSL, có thể hỗ trợ các kết
nối ADSL, SHDSL. Với hạ tầng mạng xDSL này, VNPT đã
cung cấp các dịch vụ truy nhập Internet băng rộng Mega VNN
tại nhiều tỉnh/thành phố trên cả nước. Ước tính đến cuối năm
2005, cả nước đã có khoảng 180.000 cổng xDSL.
• Lớp chuyển tải: gồm 3 nút trục quốc gia đặt tại Hà Nội, TP. Hồ
Chí Minh và Đà Nẵng và 11 nút vùng đặt tại các tỉnh/thành phố
trọng điểm khác với băng thông các tuyến trục và vùng là
(STM-1) 155Mb/s dựa trên truyền dẫn SDH. Hiện tại băng
thông tuyến trục đã nâng cấp lên STM-16 (2.5 Gb/s) dựa trên
Ring 20Gb/s / WDM mới triển khai. Ba Router lõi M160

Juniper đặt tại Hà Nội, HCM, Đà Nẵng có khả năng chuyển
mạch là 160Gb/s.
• Lớp điều khiển: gồm hai Softswitch HiQ9200 đặt ở Hà Nội và
Hồ Chí Minh. Hệ thống Softswitch bao gồm các chức năng về
điều khiển hệ thống mạng, cung cấp các giao diện mở để dễ
dàng cho việc phát triển các ứng dụng dịch vụ, hỗ trợ nhiều loại
giao thức điều khiển khác nhau như MGCP, H.323,
Megaco/H.248, SIP, Hệ thống các Server ứng dụng (tuỳ theo
từng loại hình dịch vụ Server ứng dụng có thể đặt tập trung
hoặc phân tán). Bên cạnh đó hệ thống quản lý mạng tập trung
và hệ thống tính cước tập trung góp phần quan trọng trong quản
lý, vận hành và điều hành mạng.
• Lớp dịch vụ/ứng dụng: VNPT cung cấp một loạt các dịch vụ
như: dịch vụ thẻ trả trớc 1719, dịch vụ 1800, 1900, và nhiều
dịch vụ gia tăng khác.
d. Các dịch vụ chủ yếu trên nền mạng NGN
 Dành cho người sử dụng (cá nhân) có ba dịch vụ:
- Dịch vụ điện thẻ trả trước 1719 (calling card 1719): Đây là dịch
vụ gọi điện thoại nội hạt, đường dài trong nước và quốc tế với
hình thức khách hàng mua thẻ mệnh giá để sử dụng. Người sử
dụng chỉ cần mua thẻ điện thoại trả tiền trước có mệnh giá từ
30.000 đồng đến 500.000 đồng là có thể thực hiện cuộc gọi từ
bất kỳ máy cố định nào thông qua việc gọi vào số dịch vụ 1719.
Cước phí sẽ được trừ trực tiếp vào tài khoản của thẻ. Với cùng
một thẻ khách hàng có thể lựa chọn thoại với tốc độ 64kbps
hoặc tốc độ 8 kbps có mức giá khác nhau thực hiện các cuộc gọi
liên tỉnh, quốc tế hoặc sang mạng di động. Đây là một dịch vụ
rất tiện lợi khi không phải đăng ký dịch vụ, sử dụng dịch vụ
VoIP giá rẻ ở bất kỳ đâu, người gọi chủ động mức tiền gọi và
thẻ gọi có thời hạn lâu dài.

- Dịch vụ Call waiting Internet (báo cuộc gọi từ Internet):Cho
phép người dùng nhận cuộc gọi đến số điện thoại cố định khi số
này đang truy nhập Internet: Khi thuê bao đang vào mạng
Internet mà có cuộc gọi đến thì màn hình máy tính sẽ hiển thị
thông báo và thuê bao có thể có lựa chọn trả lời bằng máy tính,
trả lời bằng điện thoại, chuyển sang máy điện thoại khác hay từ
chối cuộc gọi.
- Dịch vụ Web Dial Page (gọi điện thoại qua trang Web): Dịch
vụ Webdial page cho phép người sử dụng dịch vụ thực hiện
cuộc gọi từ một trang Web trên Internet (Webdial page Server)
tới một thuê bao PSTN. Cuộc gọi có thể là Phone-to-Phone
(điện thoại tới điện thoại) hoặc PC-to-phone (máy tính tới điện
thoại).
 Dành cho doanh nghiệp có năm dịch vụ:
- Dịch vụ Free Phone 1800:
• Dịch vụ miễn cước ở người gọi là dịch vụ này cho phép thực
hiện cuộc gọi miễn phí tới nhiều đích khác nhau thông qua
một số truy nhập thống nhất trên mạng với cước phí thuê bao
gọi bằng cuộc gọi nội hạt. Cước phí đường dài của cuộc gọi
sẽ được tính cho thuê bao đăng ký dịch vụ 1800.
• Đối với người sử dụng: không phải trả tiền cho cuộc gọi và
có thể gọi tại bất kỳ nơi nào mà chỉ cần nhớ một số gọi.
• Đối với doanh nghiệp: Dịch vụ Free Phone đáp ứng nhu cầu
của các doanh nghiệp cung cấp sản phẩm hoặc dịch vụ và các
tổ chức mang tính xã hội như các công ty quảng cáo có số
lượng khách hàng đông đảo. Các công ty sử dụng dịch vụ
Free Phone sẽ tăng khả năng tiếp xúc với khách hàng, tạo
điều kiện cho doanh nghiệp thực hiện tốt hơn việc tiếp thị sản
phẩm và dịch vụ qua đó chăm sóc khách hàng của mình được
tốt hơn.

- Dịch vụ gia tăng 1900 về thông tin, giải trí, thương mại: Dịch vụ
này được cung cấp bởi nhà khai thác viễn thông và công ty cung
cấp dịch vụ thông tin cho khách hàng. Người sử dụng dịch vụ gọi
đến một số điện thoại dễ nhớ do nhà khai thác viễn thông cung cấp
để nghe thông tin (thể thao, thời tiết ), giải trí hoặc thương mại
của công ty cung cấp dịch vụ thông tin. Mức cước cuộc gọi sẽ
được thu cao hơn cước thoại thông thường và tiền cước thu được
của người sử dụng được chia theo công thức thoả thuận giữa nhà
khai thác và công ty cung cấp thông tin. Với dịch vụ này nhà cung
cấp thông tin dễ dàng cung cấp thông tin về thời tiết, thể thao, thị
trường giá cả hoặc tư vấn về y tế, giáo dục
- Dịch vụ Free call button (gọi miễn phí từ trang Web): Cho phép
thuê bao sử dụng Internet (ngay trên Website của doanh nghiệp) để
thực hiện các cuộc gọi không mất tiền đến các trung tâm hỗ trợ bán
hàng và phía doanh nghiệp sẽ trả tiền cho cuộc gọi này. Trong
trang web của doanh nghiệp dịch vụ này sẽ có những biểu tượng
cho phép người truy cập gọi từ máy tính sang số điện thoại của
thuê bao dịch vụ khi bấm chuột vào biểu tượng.
- Dịch vụ gọi thương mại miễn phí (Commercial Free Call Service):
Với dịch vụ này người sử dụng có thể gọi đến một số dịch vụ đặc
biệt và sẽ được nghe một đoạn quảng cáo tương ứng. Sau khi nghe
hết đoạn quảng cáo, người gọi sẽ được hướng dẫn thực hiện một
cuộc gọi không mất tiền.
- Dịch vụ mạng riêng ảo Mega WAN:
• Mạng riêng ảo (VPN) là sự mở rộng của mạng riêng sử dụng
các đường truyền qua mạng công cộng ví dụ như Internet.
• Dịch vụ mạng riêng ảo cung cấp kết nối mạng riêng ảo
(LAN/WAN) cho khách hàng bằng các kênh riêng ảo trên nền
mạng NGN. Khách hàng chỉ cần đăng ký các điểm và tốc độ
cổng kết nối theo nhu cầu sử dụng. Nó giảm chi phí hơn rất

nhiều so với dịch vụ thuê kênh riêng. Dịch vụ này rất hữu dụng
cho những công ty mới không đủ khả năng xây dựng mạng
WAN cho riêng mình: Giảm chi phí thông tin liên lạc nội bộ
công ty (Intranet voice, video và data), tăng băng thông
(bandwidth on demand) với xu hướng tin học hoá văn phòng và
các hoạt động kinh doanh. Các dịch vụ IT trên mạng ngày càng
da dạng (Tele-education, Tele-medecine, E-shopping.v.v ).
Khách hàng chuyển từ thuê bao dịch vụ TDM Leased-line
truyền thống sang dịch vụ VPN.
e. Hướng phát triển mở rộng mạng NGN của VNPT:
- Mở rộng mạng NGN 64 tỉnh và thành phố, tăng cường năng lực
mạng trục, các đường truyền nối router lõi với nhau, router lõi với
router vùng sẽ được tăng tới STM-4 và STM-16, tăng cường năng
lực các hệ thống ở lớp điều khiển, các dịch vụ ở lớp ứng dụng và
đặc biệt là mở rộng hạ tầng xDSL cho tất cả các tỉnh còn lại với
phạm vi vươn tới mọi huyện thị.
- Thực hiện thử nghiệm và thay thế các tổng đài lớp 5 bởi các
Gateway của NGN.
- Cung cấp nhiều dịch vụ hơn như IP Centrex, hội nghị Web
- Ngoài ra, trong chiến lược hình thành tập đoàn với các Tổng công
ty vùng, VNPT sẽ triển khai các mạng NGN nội hạt tại các đô thị
lớn như Hà Nội và TP. Hồ Chí Minh. Mạng NGN nội hạt không
chỉ kết nối liên mạng với NGN toàn quốc mà còn khai thác chung
hạ tầng IP/MPLS với mạng Metro Internet cũng sẽ được xây dựng
đồng thời.
Hình 3.5: Mô hình mạng NGN của VNPT