Giải pháp nâng cao chất lượng dịch vụ mạng NGN

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ
***



NGUYỄN ANH ĐỨC



GIẢI PHÁP NÂNG CAO
CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ MẠNG NGN

Ngành: Kỹ thuật điện tử - viễn thông
Chuyên ngành: Kỹ thuật vô tuyến điện tử và Thông tin liên lạc
Mã số: 2.07.00


LUẬN VĂN THẠC SĨ
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
PGS - TS. Nguyễn Cảnh Tuấn



Hà nội – 2006

4

3.3.1. Dịch vụ cố gắng tối đa (Best Effort) 100
3.3.2. Mô hình dịch vụ tích hợp (IntServ) 100
3.3.3. Mô hình dịch vụ DiffServ 102
3.3.4. Mô hình phân luồng l-u l-ợng MPLS 104
3.4. Kỹ thuật l-u l-ợng hỗ trợ qos trong MPLS 105
3.4.1. Các mục tiêu chất l-ợng của kỹ thuật l-u l-ợng (TE) 105
3.4.2. Những hạn chế của cơ chế điều khiển IGP hiện tại 106
3.4.3. Quản lý l-u l-ợng MPLS 106
3.4.4. Quản lý l-u l-ợng qua MPLS 108
3.4.4.1. Hoạt động cơ bản của các trung kế l-u l-ợng 108
3.4.4.2. Quản lý các thuộc tính kỹ thuật l-u l-ợng cơ bản trên các trung
kế của mạng MPLS 109
3.5. kinh nghiệm Sử dụng công nghệ MPLS trên mạng NGN
của VNPT. 110
3.5.1. Cấu trúc mạng lõi NGN của VNPT 110
3.5.2. Thiết bị sử dụng trên lớp mạng lõi NGN của VNPT 113
3.5.3 Xác lập cấu hình MPLS trên thiết bị M160 nhằm đảm bảo chất
l-ợng dịch vụ. 114
3.5.3.1 Xác lập MPLS trên thiết bị lớp mạng lõi M160: 114
3.5.3.2 Thiết lập QoS trên thiết bị lớp mạng lõi Router M160 của
VNPT 115
3.5.3.3 Kiểm tra về sự chuyển tiếp nhãn trên mạng lõi NGN của VNPT
117
3.6. Kết luận 120
Phần kết luận 122
Tài liệu tham khảo 124

1

MC LC

Mục lục 1
Danh mục các từ viết tắt 5
Danh mục các hình vẽ 9
Ch-ơng I - Tổng quan mạng thế hệ mới (NGN) 12
1.1. Cấu trúc chức năng của mạng NGN 12
1.1.2.1. Lớp truy nhập 14
1.1.2.2. Lớp chuyển tải 15
1.1.2.3. Lớp điều khiển 17
1.1.2.4. Lớp dịch vụ 20
1.1.2.5. Lớp quản lý 21
1.2. cấu trúc vật lý của mạng NGN 22
1.2.1. Cấu trúc vật lý của mạng NGN 23
1.2.2. Các thành phần mạng và chức năng 23
1.2.2.1. Media Gateway (MG) 25
a) Các chức năng của một Media Gateway : 25
b) Đặc tính hệ thống : 26
1.2.2.2. Media Gateway Controller 26
a) Các chức năng của Media Gateway Controller 27
b) Đặc tính hệ thống 28

1.2.2.3 Signalling Gateway (SG) 28
a) Các chức năng của Signaling Gateway: 28
b) Đặc tính hệ thống : 29
1.2.2.4. Media Server 29
1.2.2.5. Application Server/Feature Server 30
a) Chức năng của Feature Server : 31
b) Một vài ví dụ về các dịch vụ đặc tính : 31




2

c) Đặc tính hệ thống 32
1.3. các công nghệ nền tảng cho mạng thế hệ mới 32
1.3.1. IP 33
1.3.2. ATM 35
1.3.3. IP over ATM 36
1.3.4. MPLS 37
1.3.5. bảng so sánh giữa các công nghệ 39
1.4. Kết luận 40
Ch-ơng II các dịch vụ và chất l-ơng dịch vụ trên nền
mạng NGN 43
2.1. Tổng quát các dịch vụ trên mạng ngn 43
2.1.1 Các dịch vụ dựa trên nền IP 44
2.1.2. Tổng quát các dịch vụ mạng thông minh - IN 46
2.1.3. Các dịch vụ đang triển khai trên mạng NGN của VNPT 47
2.1.3.1. Dịch vụ trả tr-ớc 1719 47
2.1.3.2. Dịch vụ mạng riêng ảo VPN 48
2.1.3.4. Dịch vụ miễn c-ớc ở ng-ời gọi 1800 (Freephone) 50

2.1.3.5. Dịch vụ giải trí giải th-ởng 1900 (Premium Service) 51
2.1.3.6. Dịch vụ truyền hình hội nghị NGN 51
2.2. Chất l-ợng dịch vụ (Qos) trên mạng NGN. 53
2.2.1. Khái niệm về QoS 53
2.2.2. Sự cần thiết triển khai QoS. 53
2.2.3. Các yếu tố ảnh h-ởng đến chất l-ợng dịch vụ. 53
2.2.3.1. Trễ cơ bản (latency/delay) 53
2.2.3.2. Tr-ợt (jitter) 54
2.2.3.3. Mất gói (Packet Loss) 54
2.2.3.4. Băng thông. 55
2.2.4. Các biện pháp thực hiện để nâng cao chất l-ợng dịch vụ 55




3

2.2.4.1. Lớp dịch vụ CoS 55
2.2.4.2. Các dịch vụ phân biệt 55
2.2.4.3. Các dịch vụ internet. 56
2.2.4.4. Kỹ thuật l-u l-ợng MPLS 56
2.3. Đánh giá chung 57
Ch-ơng iii: giảI pháp nâng cao chất l-ợng dịch vụ mạng
ngn 58
3.1. Sự ra đời của công nghệ MPLS 59
3.1.1. Công nghệ IP 59
3.1.2. Công nghệ ATM 60
3.1.3. Công nghệ MPLS 61
3.2. Tổng quan về công nghệ chuyển mạch MPLS 65
3.2.1. Các khái niệm cơ bản MPLS 65

3.2.2. Thành phần cơ bản của MPLS 67
3.2.3. Hoạt động của MPLS 68
3.2.3.1. Chế độ hoạt động khung MPLS 69
3.2.3.2. Chế độ hoạt động tế bào MPLS 75
3.2.3.3. Hoạt động của MPLS khung trong mạng ATM-PVC 82
3.2.4. Các giao thức sử dụng trong mạng MPLS 84
3.2.4.1. Giao thức phân phối nhãn 84
a) Phát hiện LSR lân cận 84
b) Giao thức chuyển tải tin cậy 85
c) Các bản tin LDP 86
3.2.4.2. Giao thức CR-LDP 88
a) Khái niệm định tuyến c-ỡng bức 88
b) Các phần tử định tuyến c-ỡng bức 92
3.2.4.3. Giao thức RSVP 94
3.2.5. Giao thức RSVP trong mạng MPLS hỗ trợ QoS 96
3.3. Chất l-ợng dịch vụ mạng sử dụng công nghệ MPLS 99




4

3.3.1. Dịch vụ cố gắng tối đa (Best Effort) 100
3.3.2. Mô hình dịch vụ tích hợp (IntServ) 100
3.3.3. Mô hình dịch vụ DiffServ 102
3.3.4. Mô hình phân luồng l-u l-ợng MPLS 104
3.4. Kỹ thuật l-u l-ợng hỗ trợ qos trong MPLS 105
3.4.1. Các mục tiêu chất l-ợng của kỹ thuật l-u l-ợng (TE) 105
3.4.2. Những hạn chế của cơ chế điều khiển IGP hiện tại 106
3.4.3. Quản lý l-u l-ợng MPLS 106

3.4.4. Quản lý l-u l-ợng qua MPLS 108
3.4.4.1. Hoạt động cơ bản của các trung kế l-u l-ợng 108
3.4.4.2. Quản lý các thuộc tính kỹ thuật l-u l-ợng cơ bản trên các trung
kế của mạng MPLS 109
3.5. kinh nghiệm Sử dụng công nghệ MPLS trên mạng NGN
của VNPT. 110
3.5.1. Cấu trúc mạng lõi NGN của VNPT 110
3.5.2. Thiết bị sử dụng trên lớp mạng lõi NGN của VNPT 113
3.5.3 Xác lập cấu hình MPLS trên thiết bị M160 nhằm đảm bảo chất
l-ợng dịch vụ. 114
3.5.3.1 Xác lập MPLS trên thiết bị lớp mạng lõi M160: 114
3.5.3.2 Thiết lập QoS trên thiết bị lớp mạng lõi Router M160 của
VNPT 115
3.5.3.3 Kiểm tra về sự chuyển tiếp nhãn trên mạng lõi NGN của VNPT
117
3.6. Kết luận 120
Phần kết luận 122
Tài liệu tham khảo 124







5

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

AS

Autonomous System
Hệ tự quản
ATM
Asynchronous Transfer Mode
Phương thức chuyển tải không
đồng bộ
BRAS
BroadBand Remote Access
Server
Máy chủ truy nhập từ xa băng
rộng
BGP
Border Gateway Protocol
Giao thức định tuyến cổng
miền.
CoS
Class of Service
Lớp dịch vụ
DLCI
Data Link Connection Identifier
Nhận dạng kết nối lớp liên kết
dữ liệu
FEC
Forwarding Equivalence Class
Nhóm chuyển tiếp tương
đương
FIB
Forwarding Infomation Base
Cơ sở dữ liệu chuyển tiếp
trong bộ định tuyến

FR
Frame Relay
Chuyển dịch khung
GMPLS
Generalized Multiprotocol Label
Switcfhing
Chuyển mạch nhãn đa giao
thức tổng quát
IETF
International Engineering Task
Force
Tổ chức tiêu chuẩn kỹ thuật
quốc tế cho Internet
IGP
Interior Gateway Protocol
Giao thức định tuyến trong
miền







6

IN
Intelligent Network
Mạng trí tuệ
IP

Internet Protocol
Giao thức định tuyến Internet
IPOA
IP over ATM
IP trên ATM
IPOS
IP over SONET
IP trên SONET
IPv4
IP version 4
IP phiên bản 4.0
ISDN
Intergrated Service Digital
Network
Mạng số liên kết đa dịch vụ
IS-IS
Intermediate System –
Intermediate System
Giao thức định tuyến IS-IS
LAN
Local Area Network
Mạng cục bộ
LANE
Local Area Network Emulation
Mô phỏng mạng cục bộ
LC-ATM
Label Controlled ATM Interface
Giao diện ATM điều khiển bởi
nhãn
LDP

Label Distribution Protocol
Giao thức phân phối nhãn
LFIB
Label Forwarding Information
Base
Cơ sở dữ liệu chuyển tiếp nhãn
LIB
Label Information Base
Bảng thông tin nhãn trong bộ
định tuyến
LSP
Label Switched Path
Tuyến chuyển mạch nhãn
LSR
Label Switching Router
Bộ định tuyến chuyển mạch
nhãn
MAC
Media Access Controller
Thiết bị điều khiển truy nhập
mức phương tiện truyền thông




7

MG
Media Gateway
Cổng chuyển đổi phương tiện

MGC
Media Gateway Controller
Thiết bị điều khiển MG
MPLS
MultiProtocol Label Switching
Chuyển mạch nhãn đa giao
thức
MPOA
MPLS over ATM
MPLS trên ATM
MSF
MultiService Switch Forum
Diễn đàn chuyển mạch đa dịch
vụ
NGN
Next Generation Network
Mạng thế hệ sau



NHRP
Next Hop Resolution Protocol
Giao thức phân tích địa chỉ nút
tiếp theo
OPSF
Open Shortest Path First
Giao thức định tuyến OSPF
PPP
Point to Point Protocol
Giao thức điểm - điểm

PSTN
Public switch telephone Network
Mạng chuyển mạch thoại công
cộng
PVC
Permanent Virtual Circuit
Kênh ảo cố định
QOS
Quality Of Service
Chất lượng dịch vụ
RFC
Request for Comment
Các tài liệu về tiêu chuẩn IP do
IETF đưa ra
RIP
Realtime Internet Protocol
Giao thức báo hiệu IP thời gian
thực
RSVP
Resource Reservation Protocol
Giao thức giành trước tài
nguyên (hỗ trợ QoS)




8

SDH
Synchronous Digital Hierrachy

Hệ thống phân cấp số đồng bộ
SNAP
Service Node Access Point
Điểm truy nhập nút dịch vụ
SPF
Shortest Path First
Giao thức định tuyến đường
ngắn nhất
SVC
Switched Virtual Circuit
Kênh ảo chuyển mạch
TCP
Transport Control Protocol
Giao thức điều khiển truyền tải
TDM
Time Division Multiplexing
Ghép kênh theo thời gian
TE
Terminal Equipment
Thiết bị đầu cuối
TGW
Trunking Gateway
Cổng trung kế
UDP
User Datagram Protocol
Giao thức UDP
VC
Virtual Circuit
Kênh ảo
VCI

Virtual Circuit Identifier
Trường nhận dạng kênh ảo
trong tế bào
VPI
Virtual Path Identifier
Nhận dạng đường ảo
VPN
Virtual Private Network
Mạng riêng ảo
WAN
Wide Area Network
Mạng diện rộng
WDM
Wave Division Multiplexing
Ghép kênh phân chia theo
bước sóng











9

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Hình 1-1. Cấu trúc phân lớp mạng NGN 13
Hình 1-2. Cấu trúc mạng NGN 13
Hình 1-3. Các thành phần của softswitch 18
Hình 1-4. Cấu trúc mạng chuyển mạch đa dịch vụ. 19
Hình 1-5. Các thực thể chức năng trong NGN 21
Hình 1-6. Cấu trúc vật lý mạng NGN 23
Hình 1-7. Các thành phần chính của mạng NGN 24
Hình 1-8. Cấu trúc của Media Gateway 25
Hình 1-9. Cấu trúc của softswitch 27
Hình 1-10. Cấu trúc của Server ứng dụng 31
Hình 1-11. Các xu hướng phát triển trong công nghệ mạng 33
Hình 2-1. Mô hình kết nối mạng dịch vụ VPN 49
Hình 2-2. Sơ đồ mô tả dịch vụ truyền hình hội nghị NGN 52
Hình 3-1. Khuôn dạng nhãn cho các gói không có cấu trúc nhãn gốc. 65
Hình 3-2. Mạng MPLS trong chế độ hoạt động khung 70
Hình 3-3. Cấu trúc LSR biên trong chế độ hoạt động khung 71
Hình 3-4. Vị trí của nhãn MPLS trong khung lớp 2. 72
Hình 3-5. Bảng định tuyến nhãn LFIB 74
Hình 3-6. Phân bổ nhãn trong mạng ATM-MPLS 77
Hình 3-7. Trao đổi thông tin giữa các LSR cận kề. 78
Hình 3-8. Cơ chế thiết lập kênh ảo điều khiển MPLS. 79
Hình 3-9. Bảng định tuyến nhãn LFIB trong mạng ATM 80
Hình 3-10. Kết nối MPLS qua mạng ATM - PVC 83
Hình 3-11. Gửi và nhận các bản tin PATH và RESV 96

10

Hình 3-12. Nhãn phân phối trong bảng tin RESV 97
Hình 3-13. Mô hình dịch vụ IntServ. 101
Hình 3-14. Mô hình DiffServ tại biên và lõi của mạng 104
Hình 3-15. Sơ đồ kết nối mạng lõi NGN của VNPT 112
Hình 3.16. Cấu trúc hệ thống Router M160 114
MỞ ĐẦU

Môi trường kinh doanh ngày càng mang tính cạnh tranh và phức tạp hơn
bao giờ hết. Sự đa dạng và chất lượng dịch vụ ngày một trở thành chìa khoá để
có thể dẫn tới thành công. Song song với xu thế này, nhu cầu cũng ngày càng
gia tăng đối với các dịch vụ truyền thông mới, đủ khả năng đáp ứng việc cung
cấp dịch vụ hoặc tăng tính cạnh tranh. Vì vậy trọng tâm của Mạng thế hệ mới
(Next Generation Networks - NGN) là sự phát triển các dịch vụ mới trên đó.
Vậy Mạng thế hệ mới là gì?. Mạng thế hệ mới - NGN là bước tiếp theo
trong lĩnh vực truyền thông thế giới. Theo khuyến nghị của ITU-T, mạng NGN
là một mạng hội tụ bao gồm các đặc điểm sau:
- Mạng sử dụng công nghệ chuyển mạch gói có đảm bảo QoS.
- Phân tách chức năng chuyển tải và chức năng dịch vụ.
- Dễ dàng thiết lập dịch vụ mới và khách hàng có quyền lựa chọn dịch
vụ mới.
- Hỗ trợ tính năng giữa cố định và di động.
NGN là mạng truyền thông được hỗ trợ bởi ba mạng: mạng thoại PSTN,
mạng không dây Wireless và mạng số liệu Internet. NGN là sự hội tụ cả ba
mạng trên vào một kết cấu thống nhất để hình thành một mạng chung, thông
minh, hiệu quả cho phép truy nhập mang tính toàn cầu, tích hợp nhiều công
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 tồn tại các cơ sở hạ tầng dịch vụ được cung cấp và hội tụ công nghệ thông
tin và viễn thông trên đó.




11

Mạng NGN là một mạng dựa trên cơ sở công nghệ gói, có khả năng cung
cấp đa dạng các dịch Viễn thông và có khả năng tận dụng các đường truyền
băng rộng, các công nghệ truyền dẫn bảo đảm QoS và trên đó các chức năng
liên quan tới dịch vụ là độc lập với các công nghệ truyền dẫn.
Nó cho phép người dùng truy cập không hạn chế từ phía các nhà cung
cấp dịch vụ khác nhau.
Mạng NGN đảm bảo tính lưu động nói chung và khả năng cung cấp dịch
vụ ở khắp nơi và như nhau tới các khách hàng.
Trên mạng NGN có 2 vấn đề rất quan trọng cần quan tâm là:
1. Thiết lập dịch vụ mới dễ dàng.
2. Bảo đảm chất lượng dịch vụ QoS.
Trong khuôn khổ luận văn này sẽ quan tâm đến vấn đề bảo đảm chất
lượng dịch vụ QoS của mạng NGN.
Mạng NGN là một mạng bao gồm nhiều lớp mạng như: lớp dịch vụ, lớp
điều khiển, lớp chuyển tải và lớp truy nhập do đó QoS của NGN sẽ phụ thuộc
vào QoS của nhiều lớp mạng. Tuy nhiên trong đó, QoS của mạng lõi là quan
trọng nhất.
Vì vậy, luận văn này quan tâm đến các công nghệ cơ bản có thể áp dụng
cho mạng lõi NGN và từ đó xác định công nghệ nào có khả năng tốt nhất đảm
bảo QoS cho mạng lõi do đó đảm bảo QoS cho các dịch vụ mạng NGN. Đây
cũng chính là mục tiêu của đề tài Luận văn này.

12

CHƢƠNG I - TỔNG QUAN MẠNG THẾ HỆ MỚI (NGN)
1.1. CẤU TRÚC CHỨC NĂNG CỦA MẠNG NGN
Cho đến nay, mạng thế hệ mới vẫn là xu hướng phát triển mới mẻ, chưa
có một khuyến nghị 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 bị 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 5 lớp chức năng sau :
- Lớp dịch vụ
- Lớp điều khiển
- Lớp chuyển tải
- Lớp truy nhập
- Lớp quản lý
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 bị của hãng là vấn đề đang
được các nhà khai thác quan tâm.
1.1.1. Mô hình phân lớp chức năng mạng NGN.

Lớp điều khiển
Lớp chuyển tải
Lớp truy nhập
Lớpquản lý
Lớp dịch vụ
Giao diện mở API
Giao diện mở API
Giao diện mở API




13

Hình 1-1. Cấu trúc phân lớp mạng NGN
Với API : Application Program Interface.
Sự phân lớp trên chỉ có ý nghĩa tương đối. Cho ta cái nhìn bóc tách về mạng
NGN. Tuy nhiên trong mỗi lớp có thể được phân lớp nhỏ hơn tuỳ theo góc nhìn của
các nhà nghiên cứu về mạng NGN. Có thể có những thiết bị nằm ở lớp này hoặc lớp
kia.
1.1.2. Phân tích

Hình 1-2. Cấu trúc 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,
Lớp dịch vụ
Lớp truy nhập
Lớp chuyển tải




14

sự thông minh ấy nằm trong một thiết bị 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 dịch vụ và đảm bảo
đưa ra thị 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 bị 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 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 dịch 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 trị truyền
thống hiện tại thành nhiều dịch 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 dịch vụ và truyền dẫn cho phép các dịch vụ
mới được đưa vào nhanh chóng, dễ dàng; những nhà khai thác có thể chọn lựa
các nhà cung cấp thiết bị tốt nhất cho từng lớp trong mô hình mạng NGN.
1.1.2.1. Lớp truy nhập
- Lớp vật lý :




15

• 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 thị trường xDSL, modem
cáp dần dần thu hẹp lại.
• Vô tuyến : thông tin di động - công nghệ GSM hoặc CDMA, truy
nhập vô tuyến cố định, vệ tinh.
- Lớp 2 và lớp 3 : Công nghệ IP sẽ làm nền cho mạng truy nhập.
- Thành phần :
• Phần truy nhập gồm các thiết bị truy nhập đóng vai trò giao diện
để kết nối các thiết bị đầu cuối vào mạng qua hệ thống mạng
ngoại vi cáp đồng, cáp quang hoặc vô tuyến.
• Các thiết bị 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 dịch 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 bị đầu cuối chuẩn và không
chuẩn như các thiết bị truy xuất đa dịch vụ, điện thoại IP, máy tính PC, tổng đài
nội bộ PBX, điện thoại POTS, điện thoại số ISDN, di động vô tuyến, di động
vệ tinh, vô tuyến cố định, VoDSL, VoIP,
1.1.2.2. Lớp chuyển tải
a) Phần truyền thông
- Thành phần : Thiết bị ở phần truyền thông là các cổng truyền thông
(MG– Media Gateway) bao gồm :
• 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.




16

• 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 :
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, phần này chịu
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, định tuyến cuộc gọi giữa các thuê bao của
lớp truy nhập dưới sự điều khiển của các thiết bị thuộc lớp điều khiển.
b) 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 :
• Truyền dẫn trên mạng lõi (core network) dựa vào kỹ thuật gói cho
tất cả các dịch vụ với chất lượng dịch vụ QoS tùy yêu cầu cho
từng loại dịch vụ.
• ATM hay IP/MPLS có thể được sử dụng làm nền cho truyền dẫn
trên mạng lõi để đảm bảo QoS.
• Mạng lõi có thể thuộc mạng MAN hay mạng đường trục.
• 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 :
• 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 chuyển tải chính là IP hay
IP/ATM.




17

• Có các hệ thống chuyển mạch, hệ thống định tuyến cuộc gọi.
- Chức năng :
• Lớp chuyển 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 dịch vụ và cho các dịch 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 dịch vụ sẽ đưa ra các yêu cầu về năng
lực chuyển tải và nó sẽ thực hiện các yêu cầu đó.
1.1.2.3. 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 địa chỉ IP như : SGW (
Signaling Gateway), MS (Media Sever), FS (Feature Server), AS (Application
Server).




18


Hình 1-3. 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 dịch vụ : thoại / báo hiệu số 7, ATM / SVC,
IP/MPLS

19


Các giao diện logic và vật lý tiêu chuẩn
Hình 1-4. Cấu trúc mạng chuyển mạch đa dịch vụ.
- Chức năng
Lớp điều khiển có nhiệm vụ kết nối để cung cấp các dịch 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 :
 Định 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.




20

 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 dịch 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 dịch vụ và
truyền dẫn, điều này cho phép các dịch vụ mới được đưa vào nhanh chóng và
dễ dàng.
1.1.2.4. Lớp dịch vụ
- Thành phần :
Lớp dịch vụ gồm các nút thực thi dịch 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.
- Chức năng :
Lớp dịch vụ 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 thực hiện điều khiển logic
của chúng và truy nhập trực tiếp tới lớp dịch vụ, còn một số dịch vụ khác sẽ
được điều khiển từ lớp điều khiển như dịch vụ thoại truyền thống. Lớp dịch vụ
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 trên
các dịch vụ mạng. Một số ví dụ về các loại ứng dụng dịch vụ được đưa ra sau
đây:
• Các dịch vụ thoại
• Các dịch vụ thông tin và nội dung
• VPN cho thoại và số liệu
• Video theo yêu cầu
• Nhóm các dịch vụ đa phương tiện
• Thương mại điện tử
• Các trò chơi trên mạng thời gian thực.




21

•
1.1.2.5. 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 dịch 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
dịch vụ.
Từ những phân tích trên, ta xây dựng sơ đồ các thực thể chức năng của mạng NGN:

Hình 1-5. 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




22

R-F: Routing Function
A-F: Accounting Function
SG-F: Signaling Gateway Function
MG-F: Media Gateway Function

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 dịch vụ và thi hành một hay nhiều các ứng dụng/dịch vụ.
- MS-F: cung cấp các dịch 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 định 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.
1.2. CẤU TRÚC VẬT LÝ CỦA MẠNG NGN
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




23

nối mạng thế hệ sau với mạng hiện hành và tận dụng các thiết bị viễn thông
hiện có trên mạng nhằm đạt được hiệu quả khai thác tối đa.
1.2.1. Cấu trúc vật lý của mạng NGN
ình
Hình 1-6. Cấu trúc vật lý mạng NGN

1.2.2. Các thành phần mạng và chức năng









SOFSWITCH