Nghiên cứu các chỉ tiêu mạng lõi dựa trên công nghệ IP trong NGN và phương pháp đánh giá chất lượng

MỤC LỤC

MỤC LỤC 1
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT 2
DANH MỤC CÁC BẢNG 4
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ 5
MỞ ĐẦU 6
Chƣơng 1: TỔNG QUAN VỀ MẠNG THẾ HỆ MỚI NGN 8
1.1 MẠNG THẾ HỆ MỚI NGN 8
1.2 MẠNG NGN CỦA TỔNG CÔNG TY BƢU CHÍNH VIỄN THÔNG
VIỆT NAM VNPT 19
Chƣơng 2: CÁC CHỈ TIÊU CHẤT LƢỢNG MẠNG LÕI IP NGN 29
2.1 MÔ HÌNH PHÂN LỚP CỦA DỊCH VỤ TRÊN NỀN IP 30
2.2 CÁC CHỈ TIÊU KỸ THUẬT TRUYỀN TẢI GÓI IP 36
2.3 ĐỘ SẴN SÀNG CỦA DỊCH VỤ IP 44
Chƣơng 3: CÁC LỚP CHẤT LƢỢNG DỊCH VỤ MẠNG IP 47
3.1 MỘT SỐ VẤN ĐỀ VỀ CHẤT LƢỢNG DỊCH VỤ QoS 47
3.2 CÁC LỚP CHẤT LƢỢNG DỊCH VỤ MẠNG IP 51
3.3 CÁC TRƢỜNG HỢP ÁP DỤNG CÁC LỚP QoS 56
Chƣơng 4: PHƢƠNG PHÁP ĐO KIỂM VÀ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƢỢNG
MẠNG LÕI IP 58
4.1 ĐO ĐỘ TRỄ GÓI IP IPTD 59
4.2 ĐO BIẾN ĐỘNG TRỄ GÓI IP IPDV 66
4.3 ĐO TỶ SỐ MẤT GÓI IP IPLR 74
KẾT LUẬN 77
TÀI LIỆU THAM KHẢO 79

2
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

Viết tắt
Giải thích


AG
Access Gateway
API
Application Progamming Interface
ATM
Asynchronous Tranfer Mode
CER
Cell Error Ratio
CLR
Cell Loss Ratio
CMR
Cell Misinsertion Ratio

DSL
Digital Subscriber Line
DST
Destination
DWDM
Dense Wavelength Division Multiplex
EL
Exchange Link
FR
Frame Relay
FS
Feature Server
FTP
File Tranfer Protocol
GSM
Global System for Mobile Communication
HTTP
Hyper Text Transfer Protocol
IAD
Intergrated Access Device
IP
Internet Protocol
IPDV
IP Packet Delay Variation
IPER
IP Packet Error Ratio
IPLR
IP Packet Loss Ratio
IPOT
IP Packet Octec-based Throughput

IPPT
IP Packet Throughput
IPRE
IP Reference Event
IPSLBR
IP Packet Severe Lost Block Ratio
IPTD
IP Packet Tranfer Delay
ISDN
Intergration Service Digital Network
ITU
International Telecommunication Union
LAN
Local Area Network
MGC
Media Gateway Controller
MP
Measurement Point


3
MPLS
MultiProtocol Layer Switching
MS
Media Server
MSF
Multiservice Switching Forum
NGN
Next Generation Network
NS

Network Section
OSI
Open System Interconnection
PABX
Private Automated Branch Exchange
PC
Personal Computer
PDH
Plesiochronous Digital Hierarchy
PIA
Percent IP service Availability
PIU
Percent IP service Unavailability
PON
Passive Optical Network
POTS
Plain Old Telephone Service
PSTN
Public Switched telephone Network
QoS
Quality of Service
RG
Residental Gateway
RTP
Real-time Transport Protocol
SDH
Synschronous Digital Hierarchy
SEN
Service Excution Node
SG

Signalling Gateway
SRC
Source
STM
Synschronous Tranfer Mode
SVC
Switched Virtual Circuit
TCP
Transmisson Control Protocol
TDM
Time Division Multiplex
TG
Trunking Gateway
TMN
Telecommunication Management Network
TTL
Time To Live
UDP
User Datagram Protocol
UNI
User-Network Interface
VoIP
Voice over IP
VPN
Virtual Private Network
WDM
Wavelength Division Multiplexing
WG
Wireless gateway

4
DANH MỤC CÁC BẢNG

BẢNG
NỘI DUNG
Trang



Bảng 1
Hàm sẵn sàng của dịch vụ IP
40
Bảng 2
Các lớp QoS của mạng IP
47
Bảng 3
Hƣớng dẫn về các lớp QoS
53
Bảng 4
Các tiêu chuẩn về độ trễ gói IP
55
Bảng 5
Trễ gây ra bởi các thành phần trong một bộ phận mạng
NS
56
Bảng 6
Phân bố IPTD và IPTD khi có 2 NS
59
Bảng 7

Phân bố trễ ( thời gian tạo gói 40ms, bộ đệm 60ms)
60
Bảng 8
Phân bố trễ ( thời gian tạo gói 20ms, bộ đệm 50ms)
60
Bảng 9
Phân bố IPTD khi có 3 NS và khoảng cách 27500km
61
Bảng 10
Tính phân bố trễ ở lớp QoS 4
62
Bảng 11
Các tiêu chuẩn về biến động trễ gói IP
62
Bảng 12
Các tiêu chuẩn về tỉ số mất gói IP
71
Bảng 13
Các giá trị của IPLR tƣơng ứng với các lớp dịch vụ
ATM 1 và 2
72
Bảng 14
Các giá trị IPTD đối với truyền tải nội hạt và từ đầu
cuối đến đầu cuối
72

5
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

HÌNH
NỘI DUNG
Trang



Hình 1
Sự hội tụ giữa các mạng
6
Hình 2
Cấu trúc mạng NGN của Alcatel
7
Hình 3
Cấu trúc mạng NGN trên quan điểm kinh doanh và
cung cấp dịch vụ
8
Hình 4
Các thực thể chức năng trong NGN
14

Hình 5
M¹ng chuyÓn m¹ch ATM/IP Core giai ®o¹n 2006-2010
21
Hình 6
Mạng chuyển tải trong cấu trúc mạng NGN
22
Hình 7
Mô hình phân lớp của chất lƣợng dịch vụ IP
27
Hình 8
Kết nối mạng IP
29
Hình 9
Các sự kiện tham khảo khi truyền tải gói IP
30
Hình 10
Trễ truyền tải gói IP
33
Hình 11
Biến động trễ gói IP 2 điểm
34
Hình 12
Mô hình tham khảo QoS UNI-UNI
46
Hình 13
Các tác động của các giá trị ngƣỡng IPDV với giá trị
mất gói toàn bộ khi IPLR=0,001
51
Hình 14
Đƣờng truyền đi qua các thành phần của một bộ phận

mạng NS
56
Hình 15
Mô hình thông tin VoIP giữa 2 ngƣời
57
Hình 16
Mô hình thông tin giữa hai thiết bị đầu cuối
58
Hình 17
Các mức phân bố trễ khi đi qua nhiều trạm với tỉ lệ tải
kết nối tƣơng ứng lấy ở ngƣỡng 1-10
-3

65
Hình 18
Cấu hình đo giá trị biến động trễ
67
Hình 19
Cấu hình đo tỉ số mất gói IP khi sử dụng truyền tải
ATM
71

6
MỞ ĐẦU

Ngày nay xu hƣớng chuyển mạng viễn thông dần sang mạng thế hệ mới
NGN ( Next Generation Network) ngày càng rõ nét. Mạng NGN, dựa trên
công nghệ chuyển mạch gói tập trung là mạng có khả năng đáp ứng đƣợc đòi
hỏi của nhu cầu truyền dẫn dữ liệu và các dịch vụ dữ liệu đang phát triển với
tốc độ hàm số mũ do kết quả của sự tăng trƣởng Internet mạnh mẽ. Đối với
các nhà cung cấp dịch vụ viễn thông, mạng NGN với giao diện mở cho phép
nhà khai thác lựa chọn thay đổi dễ dàng nhà cung cấp dịch vụ trong từng lớp
mạng sao cho hiệu quả nhất và phân bố sử dụng linh hoạt tài nguyên trong
mạng, dẫn đến việc có thể khai thác quản lý mạng dễ dàng hơn, nâng cấp một
cách hiệu quả các phần mềm trong các nút điều khiển mạng, giảm chi phí khai
thác hệ thống. Một ƣu điểm lớn khác của mạng NGN là khả năng cung cấp
các dịch vụ rất phong phú đa dạng. Theo dự báo, nhu cầu viễn thông hiện nay
về thoại truyền thống sẽ suy giảm trong khi xuất hiện nhu cầu đột biến các
dịch vụ giá trị gia tăng. Mạng NGN cho phép khách hàng sử dụng đƣợc nhiều
dịch vụ phong phú hơn, thuận tiện hơn, đồng thời đem lại nguồn doanh thu
mới cho các nhà cung cấp dịch vụ thông qua các ứng dụng đa dạng tích hợp
với các dịch vụ của mạng viễn thông hiện tại, số liệu Internet, các ứng dụng
video.
Do nhu cầu cấp thiết của việc phát triển mạng NGN, việc nghiên cứu đánh
giá chất lƣợng mạng NGN càng đƣợc coi trọng. Chất lƣợng của mạng đƣờng

trục, nơi truyền tải một phần lớn lƣu lƣợng của mạng, là thành phần đóng vai
trò là “ xƣơng sống” trong mạng NGN cần phải đƣợc nghiên cứu đánh giá kỹ
lƣỡng để đảm bảo cho chất lƣợng các dịch vụ cung cấp tới ngƣời sử dụng đạt
yêu cầu.


7
Trong khuôn khổ đề tài này, nội dung chính tập trung vào việc Nghiên
cứu các chỉ tiêu mạng lõi dựa trên công nghệ IP trong mạng NGN và
phƣơng pháp đánh giá chất lƣợng của mạng lõi IP. Luận văn bao gồm 4
chƣơng: Chƣơng 1 trình bày về lý thuyết mạng NGN và mô hình mạng NGN
của Tổng Công ty Bƣu Chính Viễn thông VNPT; Chƣơng 2 trình bày về các
tiêu chuẩn trong mạng lõi IP; Chƣơng 3 trình bày về các lớp chất lƣợng dịch
vụ và các ứng dụng của chúng; Chƣơng 4 trình bày về các phƣơng pháp đo
kiểm và đánh giá chất lƣợng mạng lõi IP.
Đề tài với trọng tâm nghiên cứu đánh giá chất lƣợng mạng lõi IP, đƣa ra
một số kết quả đạt đƣợc bao gồm việc xây dựng các phƣơng pháp đánh giá,
các cấu hình đo, các chỉ tiêu thông số kỹ thuật cần đo và giá trị các thông số
cần phải đƣợc đáp ứng trong các trƣờng hợp cụ thể của mạng lõi IP. Hƣớng
nghiên cứu tiếp theo sẽ mở rộng đánh giá chất lƣợng dịch vụ thông qua
nghiên cứu và đo lƣờng các chỉ tiêu chất lƣợng khác cũng có ảnh hƣởng tới
chất lƣợng dịch vụ, tới độ sẵn sàng và khả năng cung cấp dịch vụ.

8
Chƣơng 1: TỔNG QUAN VỀ MẠNG THẾ HỆ MỚI NGN

1.1 MẠNG THẾ HỆ MỚI NGN
1.1.1 Khái niệm về mạng thế hệ mới NGN
Dựa trên các cơ sở về khả năng cung cấp dịch vụ, đặc tính kỹ thuật, cấu
trúc hạ tầng, mạng viễn thông thế hệ mới NGN ( Next Generation Network )
có nhiều tên gọi khác nhau nhƣ:
- Mạng đa dịch vụ ( cung cấp nhiều loại dịch vụ khác nhau).
- Mạng hội tụ ( hỗ trợ cho cả lƣu lƣợng 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 đƣợc phân phối ra nhiều lớp mạng có chức
năng hỗ trợ nhau thay vì một khối thống nhất nhƣ trong mạng TDM).
Mặc dù các tổ chức viễn thông lớn của quốc tế và các nhà cung cấp thiết bị
viễn thông lớn trên thế giới đều rất quan tâm và nghiên cứu về chiến lƣợc phát
triển NGN nhƣng vẫn chƣa có một định nghĩa cụ thể và chính xác nào cho
NGN. Một cách tổng quát, có thể hiểu là:
NGN là mạng viễn thông được phân chia thành các lớp có cấu trúc và các
tính năng tạo cho nhà vận hành mạng và nhà cung cấp dịch vụ một hạ tầng
mà trên đó có thể triển khai và quản lý các dịch vụ tiên tiến. [1]
Sự phát triển mạnh mẽ của lƣu lƣợng thông tin cùng các nhu cầu về dịch
vụ, đã làm cho mạng viễn thông hiện tại, đƣợc thiết kế chủ yếu cho khai thác
dịch vụ thoại bộc lộ nhiều nhƣợc điểm nhƣ:


9

- Các dịch vụ bị phụ thuộc và hệ thống hạ tầng mạng. Điều này làm cho
nhà cung cấp dịch vụ phải duy trì hệ thống hạ tầng riêng cho những
dịch vụ nhất định, đồng thời ngƣời sử dụng cũng phải dùng nhiều thiết
bị đầu cuối khác nhau.
- Thiếu mềm dẻo khi hỗ trợ các dịch vụ truyền dữ liệu với các tốc độ
khác nhau trong hiện tại và tƣơng lai.
- Kém hiệu quả trong việc bảo dƣỡng, vận hành và sử dụng tài nguyên.
Tài nguyên sẵn có trong một mạng không thể chia sẻ cho các mạng
khác cùng sử dụng. Hệ thống chuyển mạch kênh không hỗ trợ lƣu
lƣợng dữ liệu tăng đột biến một các hiệu quả, đồng thời gây lãng phí
băng thông khi trong một khoảng thời gian rỗi không có tín hiệu nào
đƣợc truyền đi.
- Tại các hệ thống tổng đài, kiến trúc phần cứng là độc quyền, là hệ
thống “đóng” làm cho nhà khai thác phụ thuộc gần nhƣ hoàn toàn vào
nhà cung cấp thiết bị, gây khó khăn và tốn kém cho việc nâng cấp và
ứng dụng các phần mềm mới.
Trong tình hình phát triển của mạng viễn thông hiện nay, sự ra đời của
NGN là tất yếu. Các nhà khai thác cần có đƣợc một hệ thống mạng hội tụ giữa
cố định và di động, có cơ sở hạ tầng duy nhất cung cấp cho mọi dịch vụ (
tƣơng tự- số, băng hẹp-rộng, cơ bản- đa phƣơng tiện,…) để có thể quản lý tập
trung, giảm chi phí bảo dƣỡng và vận hành đồng thời hỗ trợ các dịch vụ của
mạng hiện nay.
Bắt nguồn từ sự phát triển của công nghệ thông tin, công nghệ chuyển
mạch gói và công nghệ truyền dẫn băng rộng, mạng NGN ra đời là mạng có
cơ sở hạ tầng là mạng thông tin duy nhất dựa trên công nghệ chuyển mạch


10
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.

Mạng NGN có bốn đặc điểm chính:
- Nền tảng là hệ thống mạng mở, nhà khai thác có thể căn cứ vào nhu cầu
dịch vụ để tự tổ hợp các phần tử mạng khi tổ chức mạng lƣới. Việc tiêu
chuẩn hoá các giao thức giữa các phần tử mạng sẽ thực hiện nối thông
giữa các mạng có các cấu hình khác nhau.
- Là mạng có hệ thống dịch vụ độc lập với mạng lƣới.
- Là mạng chuyển mạch gói, dựa trên một giao thức thống nhất.
- Là mạng có dung lƣợng ngày càng tăng, tính thích ứng ngày càng tăng
có đủ dung lƣợng để đáp ứng nhu cầu sử dụng.
NGN cần đƣợc hiểu rõ là mạng thế hệ sau hay mạng thế hệ kế tiếp mà
không phải là mạng hoàn toàn mới. Vì vậy khi xây dựng và phát triển mạng
Hình 1: Sự hội tụ giữa các mạng


11
theo xu hƣớng NGN cần chú ý tới vấn đề kết nối NGN với mạng hiện hành và
tận dụng các thiết bị viễn thông hiện có trên mạng nhằm đạt đƣợc hiệu quả
khai thác tối đa.
1.1.2 Thành phần và cấu trúc mạng NGN
Hiện nay các hãng cung cấp thiết bị viễn thông lớn trên thế giới đã giới

thiệu những mô hình cấu trúc NGN khác nhau và kèm theo là các giải pháp
mạng cùng các sản phẩm thiết bị khác nhau do họ cung cấp. Các mô hình cấu
trúc NGN của các hãng bao gồm các lớp chức năng sau:
- Lớp truy nhập và truyền dẫn.
- Lớp trung gian ( còn gọi là lớp phân bố).
- Lớp điều khiển
- Lớp quản lý.








Đối với một số hãng, cấu trúc các lớp của mô hình NGN có một số khác
biệt. Ví dụ đối với Siemens, lớp truy nhập và truyền dẫn sẽ tách ra thành 2
lớp là lớp truy nhập và lớp truyền tải, đồng thời chức năng của lớp trung gian
Lớp điều khiển
Lớp trung gian
Lớp truy nhập
và truyền dẫn
Lớp quản lý
Hình 2: cấu trúc mạng NGN của Alcatel [4]


12
đƣợc thực hiện trong lớp truy nhập. Trong mô hình mạng mục tiêu của Tổng
công ty Bƣu Chính viễn thông Việt Nam VNPT, chức năng truyền dẫn và
chức năng của lớp trung gian đƣợc đặt trong lớp chuyển tải (Transport/Core).

Còn mô hình của Alcatel, xét trên quan điểm về hệ thống mạng sẽ có mô hình
nhƣ ở hình 2.
Xét trên quan điểm kinh doanh và cung cấp dịch vụ, mô hình của Alcatel
có dạng nhƣ sau:









Trong mô hình này lớp ứng dụng đƣợc thêm vào để thể hiện các ứng dụng
của các nhà cung cấp dịch vụ khác nhau, bao gồm các nút thực thi nhiệm vụ,
thực chất là các server dịch vụ cung cấp cho khách hàng thông qua lớp truyền
dẫn và truy nhập.
Một điểm đặc biệt trong cấu trúc này là các lớp đƣợc liên kết bằng các giao
diện lập trình ứng dung API, là các giao diện mở tiêu chuẩn. Các giao diện mở
này nhờ có sự độc lập của dịch vụ đối với các thiết bị hạ tầng mạng, là các tiêu
chuẩn để các nhà cung cấp dịch vụ đƣa vào các phần mềm ứng dụng, làm cho
Lớp điều khiển
Lớp trung gian
Lớp truy nhập
và truyền dẫn
Lớp quản lý
Lớp ứng dụng
Hình 3: Cấu trúc mạng NGN trên quan điểm kinh doanh và cung cấp dịch vụ [4]

13
các dịch vụ cung cấp trở nên phong phú, dễ dàng tích hợp, đẫn đến việc nhà
cung cấp có nhiều khả năng lựa chọn các dịch vụ phù hợp nhất với mình
Sau đây là các thành phần và chức năng của từng lớp.
 Lớp truyền dẫn và truy nhập:
Về phần truyền dẫn, tại lớp vật lý truyền đẫn quang với kỹ thuật ghép kênh
bƣớc sóng quang DWDM sẽ đƣợc sử dụng. Tại lớp 2 và lớp 3, truyền dẫn trên
mạng lõi là dựa vào kỹ thuật gói cho tất cả các dịch vụ với chất lƣợng dịch vụ
QoS tuỳ theo yêu cầu cho từng loại dịch vụ. Công nghệ ATM và MPLS/IP
đƣợc sử dụng làm nền cho truyền dẫn. Mạng lõi có thể thuộc mạng MAN hay
mạng đƣờng trục. Các router đƣợc sử dụng ở biên mạng lõi khi lƣu lƣợng lớn,
khi lƣu lƣợng thấp, thiết bị switch-router có thể đảm nhiệm chức năng của các
router này.
Thành phần của hệ thống truyền dẫn trong NGN gồm các nút chuyển
mạch/router ( IP/ATM hay IP/MPLS), các chuyển mạch kênh của mạng PSTN,
các khối chuyển mạch PLM, tuy nhiên ở mạng đƣờng trục kỹ thuật truyền tải
chính là IP hay IP/ATM. Ngoài ra hệ thống truyền dẫn còn có các hệ thống
chuyển mạch, hệ thống định tuyến cuộc gọi.
Các chức năng truyền tải trong cấu trúc NGN bao gồm cả chức năng truyền
dẫn và chuyển mạch. Lớp truyền dẫn có khả năng hỗ trợ các mức QoS khác
nhau cho cùng một dịch vụ và cho các dịch vụ khác nhau. Nó có khả năng lƣu
trƣc lại các sự kiện khác nhau xảy ra trên mạng ( kích thƣớc gói, tốc độ gói, độ
trễ, tỉ lệ mất gói và jitter cho phép,…….đối với mạng chuyển mạch gói; băng
thông, độ trễ đối với mạng chuyển mạch kênh TDM). Lớp ứng dụng sẽ đƣa ra
các yêu cầu về năng lực truyền tải và nó sẽ thực hiện các yêu cầu đó.
Về phần truy nhập, lớp vật lý bao gồm cáp đồng dựa trên công nghệ xDSL,
thông tin di động công nghệ GSM hay CDMA, các hệ thống truy nhập vô


14

tuyến ( WiFi, WiMax,…), vệ tinh đang đƣợc sử dụng. Tuy nhiên trong tƣơng
lai, truyền dẫn quang DWM, PON ( Passive Optical Network) sẽ chiếm ƣu thế
làm cho thị trƣờng xDSL và môđem cáp bị thu hẹp lại. Tại lớp 2 và lớp 3, công
nghệ IP sẽ làm nền cho mạng truy nhập.
Thành phần các thiết bị truy nhập gồm các thiết bị đóng vai trò kết nối các
thiết bị đầu cuối vào các mạng ngoại vi thông qua đƣờng cáp đồng, cáp quang,
vô tuyến. Ngoài ra các thiết bị truy nhập tích hợp IAD là thiết bị hỗ trợ sử dụng
các dịch vụ trong mạng NGN sẽ cho phép thuê bao sử dụng nhiều kỹ thuật truy
nhập khác nhau ( tƣơng tự, số, TDM, ATM, IP,……) để truy nhập vào mạng
dịch vụ NGN.
Lớp truy nhập cung cấp kết nối giữa thuê bao đầu cuối và mạng đƣờng trục
( thuộc lớp truyền dẫn) qua cổng giao tiếp MGW thích hợp. Các cổng giao tiếp
này làm nhiệm vụ hỗ trợ kết nối tới mạng NGN cho hầu hết các thiết bị đầu
cuối chuẩn hay không chuẩn nhƣ các thiết bị truy xuất đa dịch vụ, điện thoại
IP, máy tính PC, tổng đài PABX, điện thoại cố định tƣơng tự và số, di dộng vô
tuyến, di dộng vệ tinh VoIP,……
 Lớp trung gian
Thiết bị ở lớp trung gian là các cổng truyền thông MG ( Media Gateway),
bao gồm:
- Các cổng truy nhập AG ( Access Gateway) kết nối giữa mạng lõi và
mạng truy nhập, RG ( Residental Gateway) kết nối mạng lõi với mạng
thuê bao tại nhà.
- Các cổng giao tiếp TG ( Trunking Gateway) kết nối giữa mạng lõi và
mạng PSTN/ISDN, WG ( Wireless Gateway) kết nối mạng lõi với
mạng di động.


15
Lớp truyền thông có chức năng làm tƣơng thích các kỹ thuật truy nhập
từ phía đầu cuối với kỹ thuật chuyển mạch gói IP hay ATM ở mạng đƣờng

trục. Lớp này chuyển đổi các loại môi trƣờng ( PSTN, Frame Relay, LAN,
wireless,….) sang môi trƣờng truyền dẫn gói đƣợc áp dụng trên mạng lõi
và ngƣợc lại. Nhờ đó các nút chuyển mạch ( ATM+IP) và các hệ thống sẽ
thực hiện các chức năng chuyển mạch, định tuyến cuộc gọi giữa các thuê
bao của lớp truy nhập dƣới sự điều khiển của các thiết bị thuộc lớp điều
khiển.
 Lớp điều khiển
Lớp điều khiển bao gồm các hệ thống điều khiển mà thành phần chính là
Softswitch, còn đƣợc gọi là Media Gateway Controller hay Call Agent đƣợc
kết nối với các thành phần khác để kết nối cuộc gọi hay quản lý địa chỉ IP nhƣ
SG ( Signalling Gateway) , MS ( Media Server), FS ( Feature Server), AS (
Application Server). Theo MSF ( MultiService Switching Forum), lớp điều
khiển cần đƣợc tổ chức theo kiểu môđun và có thể bao gồm một số bộ phận
điều khiển độc lập. Ví dụ các bộ điều khiển riêng cho các dịch vụ thoại/báo
hiệu số 7, ATM/SVC, IP/MPLS,…
Lớp điều khiển có nhiệm vụ kết nối để cung cấp các dịch vụ thông suốt từ
đầu cuối đến đầu cuối đối với bất kỳ loại giao thức và báo hiệu nào, cụ thể là
lớp điều khiển sẽ thực hiện:
- Định tuyến lƣu lƣợng 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 lƣu lƣợng và các chỉ tiêu chất lƣợng đối với mỗi kết nối hay
mỗi luồng và thực hiện giám sát điều khiển để đảm nảo QoS.


16
- Báo hiệu đầu cuối từ các trung kế, các cổng kết nối với lớp trung gian.
Thống kê và ghi lại các thông số chi tiết về 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.
- Quản lý và bảo dƣỡng hoạt động của các tuyến kết nối thuộc phạm vi
điều khiển. Thiết lập và quản lý hoạt động của các luồng yêu cầu của
các chức năng dịch vụ trong mạng. Báo hiệu với các thành phần ngang
cấp.
Các chức năng quản lý, chăm sóc khách hàng cũng đƣợc tích hợp trong lớp
điều khiển. Nhờ có giao diện mở nên có sự tách biệt giữa dịch vụ và truyền
dẫn, cho phép các dịch vụ mới đƣợc đƣa vào nhanh chóng và dễ dàng.
 Lớp ứng dụng
Lớp ứng dụng gồm các nút thực thi nhiệm vụ SEN ( Service Execution
Node), thực chất là các server dịch vụ cung cấp các ứng dụng cho khách hàng
thông qua lớp truyền tải.
Lớp ứng dụng cung cấp các dịch vụ có băng thông khác nhau và ở nhiều
mức độ. Một số loại dịch vụ sẽ thực hiện làm chủ việc điều khiển lôgic của
chúng và truy nhập trực tiếp tới lớp ứng dụng, còn một số dịch vụ khác sẽ đƣợc
điều khiển ở lớp điều khiển nhƣ dịch 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 dịch vụ có thể phát triển các ứng dụng và triển khai nhanh chóng các
dịch vụ trên mạng.
Một số ví dụ về các loại ứng dụng đƣợc đƣa ra sau đây:
- Các dịch vụ thoại


17
- Các dịch vụ thông tin và nội dung
- VPN cho thoại và số liệu
- Video theo yêu cầu
- Nhóm các dịch vụ đa phƣơng tiện
- Thƣơng mại điện tử.
- Các trò chơi trên mạng thời gian thực

- ……
 Lớp quản lý
Lớp quản lý là một lớp đặc biệt xuyên suốt các lớp, từ lớp truyền dẫn truy
nhập tới lớp ứng dụng.
Tại lớp quản lý, ngƣời ta có thể triển khai kế hoạch xây dựng mạng giám
sát viễn thông TMN nhƣ một mạng riêng để 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 dịch vụ trong một mạng đơn, cho nên
mạng quản lý phải làm việc trong một môi trƣờng nhiều nhà đầu tƣ, khai thác,
đa dịch vụ ….
Từ những phân tích trên, ta xây dựng sơ đồ các thực thể chức năng của
mạng NGN:






18








Nhiệm vụ của tứng thực thể nhƣ sau:
- AS-F: đây là thực thể thi hành các ứng dụng nên nhiệm vụ chính là

cung cấp các lôgíc dịch vụ và thi hành một hay nhiều các ứng
dụng/dịch vụ.
- MS-F: cung cấp các dịch vụ tăng cƣờng cho xử lý cuộc gọi. Nó hoạt
động nhƣ một server để xử lý các yêu cầu từ AS-F và MGC-F.
- MGC-F: cung cấp lôgic cho 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 MGC-F. Thực thể này đƣợc kích
hoạt khi thành phần MGC-F thực hiện chức năng điều khiển cuộc gọi.
- IW-F: cũng là một phần chức năng của MGC-F. Nó đƣợc kích hoạt khi
thành phần MGC-F thực hiện báo hiệu giữa các mạng báo hiệu khác
nhau.
- R-F: cung cấp các thông tin định tuyến cho MGC-F.
- A-F: cung cấp các thông tin dùng cho việc tính cƣớc.
Hình 4: Các thực thể chức năng trong NGN


19
- 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, tuỳ thuộc
vào nhu cầu thực tế mà mạng còn có thêm các chức năng khác nữa. Hiện nay
NGN vẫn là vấn đề tiếp tục đƣợc nghiên cứu bởi những phức tạp trong việc
phát triển NGN , bao gồm:
- Vấn đề điều khiển kết nối.
- Vấn đề quản lý.
- Các tiêu chuẩn kết nối và sự tƣơng thích giữa các hệ thống thiết bị của
các hãng khác nhau.
1.2 MẠNG NGN CỦA TỔNG CÔNG TY BƢU CHÍNH VIỄN THÔNG

VIỆT NAM VNPT

Để đáp ứng nhu cầu tất yếu của xu hƣớng phát triển mạng viễn thông cũng
nhƣ nhu cầu của thị trƣờng viễn thông, nhà cung cấp dịch vụ viễn thông hàng
đầu Việt nam là Tổng công ty Bƣu chính Viễn thông VNPT đang tiến hành xây
dựng hệ thống mạng NGN. Việc xây dựng mạng NGN phải tuân theo một số
nguyên tắc tổ chức cơ bản và đƣợc tiến hành theo một lộ trình chuyển đổi hợp
lý để đảm bảo việc chuyển từ mạng viễn thông hiện tại sang mạng NGN một
cách thuận lợi nhất, đồng thời có thể giảm thiểu yêu cầu đầu tƣ trong giai đoạn
chuyển tiếp trong khi sớm tận dụng đƣợc những phẩm chất của mạng NGN.
1.1.3 Cấu trúc tổ chức mạng NGN của VNPT
Các định hƣớng mục tiêu chủ yếu để xây dựng mạng NGN của VNPT là:


20
- Dịch vụ phong phú đa dạng, đáp ứng nhu cầu cung cấp các dịch vụ viễn
thông hiện nay và các dịch vụ thế hệ sau nhƣ: các dịch vụ cơ bản, các
dịch vụ giá trị gia tăng, các dịch vụ truyền số liệu, Internet, công nghệ
thông tin, dịch vụ đa phƣơng tiện.
- Mạng có cấu trúc đơn giản, độ linh hoạt và tính sẵn sàng cao, năng lực
mạnh.
- Nâng cao chất lƣợng dịch vụ và hiệu suất sử dụng.
- Tận dụng tối đa các thiết bị đang có trên mạng.
- Tăng cƣờng khả năng trong xu thế cạnh tranh hội nhập và phát triển.
Để đáp ứng các mục tiêu đề ra, đặc biệt là nhằm nâng cao hiệu quả khai thác
mạng hiện nay, đảm bảo hiệu quả đầu tƣ công nghệ mới NGN và tăng cƣờng
khả năng cạnh tranh thì mạng viễn thông của VNPT cần đƣợc tổ chức lại một
cách hợp lý. Việc tổ chức mạng dựa trên số thuê bao theo vùng địa lý và nhu
cầu phát triển dịch vụ, không tổ chức theo địa bàn hành chính. Do vậy, VNPT
đã đề xuất phƣơng án thực hiện tổ chức lại mạng của VNPT thành 5 vùng lƣu

lƣợng nhƣ sau:
- Vùng lƣu lƣợng 1: các tỉnh phía Bắc từ Hà Giang đến Hà Tĩnh ( trừ các
tỉnh/thành phố thuộc khu vực 2)
- Vùng lƣu lƣợng 2: vùng Hà Nội ( bao gồm Hà Nội và một số tỉnh lân
cận).
- Vùng lƣu lƣợng 3: các tỉnh/thành phố miền Trung và Tây Nguyên từ
Quảng Bình đến Lâm Đồng ( 15 tỉnh)
- Vùng lƣu lƣợng 4: vùng thành phố Hồ Chí Minh ( bao gồm thành phố
Hồ Chí Minh và một số tỉnh lân cận).


21
- Vùng lƣu lƣợng 5: các tỉnh/thành phố Nam Bộ và đồng bằng sông Cửu
Long ( trừ các tỉnh/thành phố thuộc vùng 4).
Đối với các lớp mạng, việc tổ chức lại sẽ thực hiện nhƣ sau:
Lớp ứng dụng dịch vụ:
Nhằm cung cấp dịch vụ đến tận thuê bao một cách thống nhất và đồng bộ,
lớp ứng dụng dịch vụ đƣợc tổ chức thành một cấp trong toàn mạng. Số lƣợng
nút ứng dụng dịch vụ phụ thuộc vào lƣu lƣợng dịch vụ, số lƣợng và loại hình
dịch vụ. các nút ứng dụng dịch vụ này đƣợc đặt tại các nút mạng NGN, nghĩa
là tƣơng ứng với vị trí đặt các nút điều khiển và nút chuyển tải.
Lớp điều khiển
Lớp điều khiển đƣợc tổ chức thành một cấp cho toàn mạng và cũng đƣợc
phân theo vùng lƣu lƣợng nhằm giảm tối thiểu cấp mạng và tận dụng năng lực
xử lý cuộc gọi của thiết bị thế hệ mới nhằm giảm chi phí đầu tƣ trên mạng.
Các bộ điều khiển bao gồm IP/MPLS controller, ATM/SVC controller,
Voice/SS7 controller sẽ đƣợc đặt tƣơng ứng với vị trí của các ATM/IP Core
tại 5 vùng lƣu lƣợng.
Lớp chuyển tải/lõi
Về chuyển mạch: trang bị mới 5 tổng đài ATM/IP Core cho 5 vùng lƣu

lƣợng. Năm tổng đài này hình thành Plane thứ hai của mạng Core bên cạnh
Plane thứ nhất bao gồm các tổng đài Gateway và Toll công nghệ TDM. Sau
đó sẽ tiến tới hình thành 5 Trung tâm chuyển mạch cho 5 vùng lƣu lƣợng.
Về truyền dẫn: tiếp tục sử dụng công nghệ SDH và hoàn thiện nâng cấp
các hệ thống truyền dẫn tới tốc độ STM-16. Nâng cấp hệ thống theo công
nghệ WDM để đạt đƣợc tốc độ hệ thống 20 Gbps và cao hơn với cơ chế bảo
vệ hợp lý về thiết bị, sợi và tuyến cáp quang.


22
Lớp truy nhập
Bao gồm toàn bộ các nút truy nhập hữu tuyến và vô tuyến đƣợc tổ chức
không theo địa giới hành chính. Các nút truy nhập của vùng lƣu lƣợng chỉ
đƣợc kết nối đến nút chuyển mạch đƣờng trục ( qua các nút chuyển mạch nội
vùng) của vùng đó mà không đƣợc kết nối đến nút đƣờng trục của vùng khác.
Các tuyến kết nối truy nhập với nút chuyển mạch nội vùng có dung lƣợng 
2Mbps và phụ thuộc vào số lƣợng thuê bao và lƣu lƣợng tại nút. Các thiết bị
truy nhập thế hệ mới phải có khả năng cung cấp các cổng giao tiếp: POTS,
VoIP, IP, ATM, FR, X25, IP-VPN, xDSL…
Lớp quản lý
Tiếp tục triển khai thực hiện dự án xây dựng trung tâm quản lý mạng viễn
thông quốc gia và tiến tới quản lý mạng viễn thông theo mô hình TMN với
đầy đủ 4 lớp là: quản lý phần tử mạng, quản lý mạng, quản lý dịch vụ, quản lý
kinh doanh. Hình thành trung tâm quản lý ở từng vùng lƣu lƣợng. Các trung
tâm quản lý vùng lƣu lƣợng có nhiệm vụ quản lý trực tiếp đối với mạng và
các thiết bị ( phần tử) mạng.
1.1.4 Lộ trình chuyển đổi sang mạng NGN
Ngành Bƣu chính viễn thông Việt Nam hiện nay đang thực hiện lộ trình
chuyển đổi sang mạng NGN cho giai đoạn 2001-2010. Lộ trình này đƣợc chia
thành 2 giai đoạn chính là từ 2001đến 2005 và từ 2005 đến 2010.

Giai đoạn 2001-2005:
Chuyển đổi dần từ mạng PSTN sang mạng NGN. Mạng NGN đƣợc xây
dựng và phát triển dần dần. Mạng NGN sẽ có mạng chuyển mạch liên vùng
và nội vùng tại cả 5 vùng lƣu lƣợng. Một phần thoại của mạng đƣờng trục
PSTN sẽ đƣợc chuyển sang mạng NGN đƣờng trục


23
Lớp chuyển tải
Chuyển mạch:
Hình thành mạng với 5 vùng lƣu lƣợng, mỗi vùng lƣu lƣợng có
ATM/Core Switch làm chức năng xử lý và chuyển tải lƣu lƣợng chuyển tiếp
vùng và một số tổng đài đa dịch vụ lớp biên phân bố ở một số nút mạng chính
trong vùng.
Tổ chức lớp lõi chuyển tải gồm 2 mặt phẳng:
- Mặt phẳng 1 bao gồm các ATM/Core Switch.
- Mặt phẳng 2 bao gồm các Toll TDM cũ hiện có trên mạng.
Trang bị trƣớc 2 nút ATM/Core đặt tại Hà Nội và thành phố Hồ Chí
Minh.
Truyền dẫn:
Tiếp tục nâng cấp và xây dựng trên cơ sở tuyến trục Bắc-Nam và liên tỉnh
để hình thành mạng lƣới trung kế kết nối các tổng đài ATM/IP lớp Core với
các tổng đài đa dịch vụ theo cấu trúc Ring kết hợp kỹ thuật SDH và WDM.
Các Ring nêu trên có thể kết hợp kết nối các tổng đài Host từ các tổng đài
Toll lớp Core.
Lớp truy nhập
Giai đoạn 2001-2005 phát triển mạng truy nhập theo hƣớng nâng cấp và
mở rộng hệ thống các trạm Host và vệ tinh đã có, kết hợp với trang bị mới các
nút truy nhập đa dịch vụ công nghệ ATM/IP trên cơ sở phân chia các vùng
mạng dịch vụ theo mức độ phát triển dịch vụ mới. (Hai vùng mạng Hà Nội và

Hồ Chí minh hiện nay đang sử dụng các chuyển mạch E10, EWSD, NEAX61
có khả năng nâng cấp hỗ trợ dịch vụ IP, ATM; ba vùng mạng Bắc Trung Nam
sử dụng rất nhiều loại tổng đài, cần tận dụng các tổng đài TDM cũ cho thoại).


24
Lớp điều khiển
Trang bị trƣớc 2 nút điều khiển đặt tại Hà Nội và thành phố Hồ Chí Minh
tƣơng ứng với 2 nút ATM/Core.
Khi yêu cầu phát triển mạng gia tăng thì cần phát triển tiếp 3 nút điều
khiển tƣơng ứng với 3 nút ATM/Core cho vùng mạng miền Trung, miền Nam
và Miền Bắc.
Tiến tới hình thành nút điều khiển tƣơng ứng với 5 vùng lƣu lƣợng. Các
bộ điều khiển bao gồm IP/MPLS controller, ATM/SVC controller, Voice/SS7
controller sẽ đƣợc đặt tƣơng ứng với vị trí của các ATM/IP Core tại 5 vùng
lƣu lƣợng.
Lớp quản lý
Quản lý mạng NGN của VNPT vẫn theo mô hình TMN với 4 lớp: quản lý
phần tử mạng, quản lý mạng, quản lý dịch vụ, quản lý kinh doanh. Việc tổ
chức và quản lý thực hiện theo mô hình phân cấp: cấp quốc gia và cấp vùng
lƣu lƣợng.
Trong giai đoạn này, ở lớp quản lý sẽ thực hiện các công việc:
i. Triển khai xây dựng Trung tâm quản lý mạng viễn thông quốc gia.
Trung tâm quản lý mạng quốc gia phải có khả năng quản lý tới các thiết bị
trang bị mới trong lớp mạng chuyển tải của mạng NGN, điều phối lƣu lƣợng
giữa các ATM/IP Core.(Trung tâm quản lý mạng quốc gia trong dự án hiện
nay mới chỉ đáp ứng yêu cầu quản lý đối với các thiết bị hiện có trên mạng)
Các thiết bị đƣợc trang bị mới của lớp mạng chuyển tải cần có khả năng và
giao diện để kết nối với Trung tâm quản lý mạng quốc gia.
Trung tâm quản lý mạng quốc gia sẽ thực hiện các chức năng quản lý của

các lớp, quản lý kinh doanh, quản lý mạng, quản lý dịch vụ.


25
ii. Hình thành các trung tâm quản lý theo vùng lƣu lƣợng.
Trung tâm quản lý theo vùng lƣu lƣợng sẽ chịu trách nhiệm quản lý mạng
vùng, quản lý các phần tử mạng, tổ chức các OMC hỗ trợ công tác quản lý
khai thác bảo dƣỡng.
Giai đoạn 2006-2010:
Lớp chuyển tải
Giai đoạn 2006-2010 mạng chuyển mạch chuyển tiếp liên vùng đƣợc
trang bị với cấu trúc 2 mặt phẳng chuyển mạch ATM/IP, mỗi mặt phẳng có
đầy đủ 5 nút chuyển mạch ATM/IP Core để xử lý và chuyển tải lƣu lƣợng cho
5 vùng lƣu lƣợng.











Các ATM/Core Switch ở mỗi mặt phẳng mạng đƣợc kết nối Full Mesh
với nhau thông qua các mạch vòng Ring SDH/WDM. Từng cặp tổng đài


Multiservice

Switch




MẶT PHẲNG1
MẶT PHẲNG 2


Multiservice
Switch



Các tỉnh phía bắc Hà Nội Miền trung TP. Hồ Chí Minh Các tỉnh phía nam
Hình 5: Mạng chuyển mạch ATM/IP Core giai đoạn 2006-2010 [2]
ATM/IP
Core
ATM/IP
Core
ATM/IP
Core
ATM/IP
Core
ATM/IP
Core
ATM/IP
Core
ATM/IP
Core

ATM/IP
Core
ATM/IP
Core
ATM/IP
Core