đồ án kỹ thuật viễn thông Dịch vụ VoIP và giải pháp nâng cao chất lượng dịch vụ thoại trong mạng NGN

Đồ án tốt nghiệp Đại học Phương Đông
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC PHƯƠNG ĐÔNG
KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN
Tel. (84-4) 36241394, Fax. (84-4) 36241394
Website: pdu.vn, E-mail:

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
NGÀNH ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG
ĐỀ TÀI :

Dịch vụ VoIP và giải pháp nâng cao chất
lượng dịch vụ thoại trong mạng NGN
GVHD : ThS. VŨ THỊ NHÀI
SVTH : ĐINH ĐĂNG ĐỊNH
MSSV : 507102013
Hà Nội, 5/2011
SVTH: Đinh Đăng Định
Đồ án tốt nghiệp Đại học Phương Đông
MỤC LỤC
THUẬT NGỮ VIẾT TẮT 3
DANH MỤC BẢNG BIỂU 13
1.2. ĐẶC ĐIỂM VÀ KHẢ NĂNG CỦA MẠNG NGN 4
1.3.1. Lớp ứng dụng/dịch vụ 8
1.3.2. Lớp điều khiển 8
1.3.3. Lớp chuyển tải dịch vụ 8
1.3.4. Lớp truy nhập dịch vụ 8
1.3.5 Lớp quản lý 9
1.4. CÁC DỊCH VỤ CHÍNH TRONG NGN: 9
1.4.1. Dịch vụ thoại (Voice telephony) 10
1.4.5. Tính toán mạng công cộng (PNC Public Network Computing). .11

1.4.6. Bản tin hợp nhất (Unified Messaging) 12
1.4.7. Môi giới thông tin (Information Brokering) 12
1.4.8. Thương mại điện tử (E-Commerce) 12
1.4.9. Dịch vụ chuyển cuộc gọi (Call Center Service) 13
1.4.10. Trò chơi tương tác trên mạng (Interactive gaming) 13
1.4.11. Thực tế ảo phân tán (Distributed Virtual Reality) 13
1.4.12. Quản lý tại gia (Home Manager) 13
1.5. KẾT LUẬN 14
Chương 2 15
VoIP TRÊN MẠNG NGN 15
2.1. CÔNG NGHỆ VOIP 15
2.1.1. Giới thiệu 15
2.1.2. Cấu trúc cơ bản của VoIP trên NGN 17
2.1.3. Lợi ích của VoIP 18
2.1.4. Thách thức của VoIP 19
2.2. CÁC GIAO THỨC TRONG VOIP 21
2.2.1. GIAO THỨC H.323 21
2.2.1.1. Các thành phần chính của H.323 21
2.2.1.2. Bộ giao thức H.323 25
2.2.1.3. Các thủ tục báo hiệu cuộc gọi của H.323 27
2.2.3. GIAO THỨC MGCP 37
2.2.3.1. Kiến trúc và các thành phần 38
2.2.4. So sánh các giao thức 42
2.3. CÔNG NGHỆ VOIP TRÊN NGN Ở NƯỚC TA 43
2.3.1 Mạng NGN của VTN 43
2.3.2. Phân tích cuộc gọi IP trên mạng NGN 48
2.4. KẾT LUẬN 71
3.1. CHẤT LƯỢNG THOẠI CỦA CUỘC GỌI: 72
SVTH: Đinh Đăng Định
Đồ án tốt nghiệp Đại học Phương Đông

3.1.1. Trễ ( Delay) 72
3.1.2. Jitter 76
3.1.3. Sai thứ tự (Miss Order) 77
3.1.4. Mất gói (Lost Packet) 78
3.1.5. Vọng (Echo) 81
3.2. GIẢI PHÁP NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG THOẠI 82
3.2.1. Mô hình chất lượng dịch vụ cho mạng IP 82
3.2.1.1. Dịch vụ cố gắng tối đa (Best Effort) 83
3.2.1.2. Dịch vụ tích hợp (IntServ) 83
3.2.1.3. Dịch vụ DiffServ 86
3.2.2. Nâng cao chất lượng cho dịch vụ VoIP 88
3.2.2.1. Các công cụ xử lý tắc nghẽn trên hàng đợi 89
3.2.2.2. Các cơ cấu nâng cao hiệu quả đường truyền 92
3.2.2.3. Báo hiệu chất lượng dịch vụ (quyền ưu tiên IP và RSVP) 94
KẾT LUẬN 96
TÀI LIỆU THAM KHẢO 99
THUẬT NGỮ VIẾT TẮT
ACELP Algebraic CELP Bảng mã đại số
ACF Admission ConFirm Xác nhận đăng nhập
ACK ACKnowledgment Xác nhận đáp ứng
ADPCM Adaptive Delta PCM Điều chế xung mã vi sai
ANSI
American National Standards
Institute
Viện tiêu chuẩn quốc gia Mỹ
API
Application Programming
Interface
Giao diện lập trình ứng dụng
ARJ Admission ReJect Từ chối yêu cầu đăng nhập

ARQ Admission ReQuest Yêu cầu đăng nhập
ATM Asynchronous Transfer Mode
Phương thức truyền tải không
đồng bộ
BCF Bandwith ConFirm Xác nhận yêu cầu băng tần
BGP Border Gateway Protocol Giao thức cổng ngoài
BRJ Bandwith ReJect Từ chối yêu cầu băng tần
BRQ Bandwith ReQuest Yêu cầu băng tần
CAS Channel Associated Signaling Báo hiệu kênh kết hợp
SVTH: Đinh Đăng Định
Đồ án tốt nghiệp Đại học Phương Đông
CCS Common Channel Signaling Báo hiệu kênh chung
CODEC COde and DECodec Mã hoá và giải mã
CELP Code Excited Line Predictor Dự đoán tuyến tính kích thích mã
CQ Custom Queuing Xếp hàng tuỳ biến
CRC Cyclic Redundancy Check Kiểm tra độ dư thừa có chu kỳ
CS-ACELP Conjugate-Structure ACELP
Bảng mã đại số có cấu trúc liên
kết
CTI Computer Telephony integration Tích hợp điện thoại máy tính
DCF Disengage ConFirm Xác nhận huỷ bỏ liên kết
DM Delta Modulation Điều chế Delta
DNS Domain Name Server Máy chủ dịch vụ tên miền
DRJ Disengage ReJect Từ chối huỷ bỏ liên kết
DRQ Disengage ReQuest Yêu cầu huỷ bỏ liên kết
DSP Digital Signal Processor Bộ xử lý tín hiệu số
DTMF Dial Tone Multi Frequency Quay số đa tần
DTX Discontinuous Transmission Kỹ thuật truyền gián đoạn
ETSI
European telecommunications

Standards Institute
Viện tiêu chuẩn viễn thông châu
Âu
FEC Forward Error Correction Hiệu chỉnh lỗi trước
FIFO
Queuing
First In First Out Queuing Xếp hàng vào trước ra trước
FIN FINal Bít đánh dấu segment cuối cùng
FTP File Transfer Protocol Giao thức truyền file
GCF Gatekeeper ConFirm Xác nhận gatekeeper
GK GateKeeper Gatekeeper
GQOS Guaranteed Quality of Service Bảo đảm chất lượng dịch vụ
GRJ Gatekeeper ReJect Từ chối gatekeeper
GRQ Gatekeeper ReQuest Yêu cầu gatekeeper
GW GateWay Gateway
HTTP Hyper Text Transfer Protocol Giao thức truyền tải siêu văn bản
ICF Information ConFirm Xác nhận thông tin
ICMP
Internet Control Message
Protocol
Giao thức bản tin điều khiển
Internet
IP Internet Protocol Giao thức Internet
IPX Internetwork Protocol Exchange
Chuyển đổi giao thức
Internetwork
IRJ Information ReJect Từ chối yêu cầu thông tin
SVTH: Đinh Đăng Định
Đồ án tốt nghiệp Đại học Phương Đông
IRQ Information ReQuest Yêu cầu thông tin

IRR Information Request Respond Đáp ứng yêu cầu thông tin
ISDN
integrated Service Digital
Network
Mạng số đa dịch vụ
ISP Internet Service Provider Nhà cung cấp dịch vụ Internet
ITU-T
International telecommunication
Union - telecommunication
Standardization
Hiệp hội viễn thông quốc tế
IWF Inter Working Function Chức năng liên mạng
Kbps Kilobit per second Kilô bít trên giây
LAN Local Area Network Mạng nội hạt
LCF Location ConFirm Xác định định vị
PL Line Predictor Bộ lọc dự đoán tuyến tính
LPC Line Predict Coder Bộ mã hoá dự báo tuyến tính
LRJ Location ReJect Từ chối yêu cầu định vị
LRQ Location ReQuest Yêu cầu định vị
Mbps Megabit per second Mêga bít trên 1 giây
MC Multipoint Controller Bộ điều khiển đa điểm
MCU Multipoint Control Unit Khối điều khiển đa điểm
MOS Mean Opinion Score Điểm đánh giá trung bình
MP Multipoint Processor Bộ xử lý đa điểm
MPE MultiPulse Excite Bộ kích thích đa xung
MP-MLQ
Multipulse Maximum Likelihood
Quantization
Lượng tử hoá đúng cực đại đa
xung

MTU Maximum Transfer Unit
Kích thước tối đa của một đơn vị
truyền tải
NGN Next Generation Network Mạng thế hệ sau
OSI Open System Interconnection Mô hình kết nối các hệ thống mở
OSPF Open Shortest Path First Mở đường ngắn nhất đầu tiên
PC Personal Computer Máy tính cá nhân
PCM Pulse Code Modulation Điều chế xung mã
PPP Point to Point Protocol Giao thức điểm tới điểm
PQ Priority Queuing Xếp hàng theo mức ưu tiên
PSH PuSH Bít PUSH
PSTN
Public Switching Telephone
Network
Mạng điện thoại công cộng
PSVQ Predictive Split Vector Quantizer Lượng tử hoá vectơ phân chia dự
SVTH: Đinh Đăng Định
Đồ án tốt nghiệp Đại học Phương Đông
báo
QoS Quality of Service Chất lượng dịch vụ
RAS Register Admission Status
Kênh đăng ký, đăng nhập, trạng
thái
RCF Registration ConFirm Xác nhận đăng ký
RIP Routing Information Protocol Giao thức thông tin định tuyến
RRJ Registration ReJect Từ chối đăng ký
RRQ Registration ReQuest Yêu cầu đăng ký
RTCP Real Time Control Protocol
Giao thức điều khiển thời gian
thực

RTP Real Time Protocol Giao thức thời gian thực
SDP Session Description Protocol Giao thức miêu tả phiên
SGCP
Simple Gateway Control
Protocol
Giao thức điều khiển gateway
SIP Session Initiation Protocol Giao thức khởi đầu phiên
SMTP Simple Mail Transfer Protocol Giao thức truyền tải mail
SS7 Signalling System No.7 Hệ thống báo hiệu số 7
STM Synchronous Tranfer Mode Chế độ truyền tải đồng bộ
SYN SYNchronuos bit Bít đồng bộ
TCP Transmission Control Protocol Giao thức điều khiển truyền tải
TELNET TELNET Giao thức truy nhập từ xa
TSAP
Transport layer Service Access
Point
Điểm truy nhập dịch vụ lớp truyền
tải
UAC User Agent Client Tác nhân khách
UAS User Agent Sever Tác nhân chủ
UCF unregistered ConFirm Xác nhận yêu cầu không đăng ký
UDP User Datagram Protocol Giao thức gói tin người dùng
URJ unregistered ReJect Từ chối yêu cầu không đăng ký
URQ unregistered ReQuest Yêu cầu không đăng ký
VAD Voice Activity Detector Bộ dò hoạt động thoại
VPN Virtual Private Network Mạng riêng ảo
VoIP Voice over Internet Protocol
Thoại truyền qua giao thức
Internet
WFQ Weighted Fair Queuing Xếp hàng theo công bằng trọng số

SVTH: Đinh Đăng Định
Đồ án tốt nghiệp Đại học Phương Đông
DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1.1: Topo mạng thế hệ sau

6
Hình 1.2: Hy vọng của NGN

7



Hình 1.3: Cấu trúc phân lớp trong mạng NGN

7
Hình 1.4: Một số dịch vụ NGN điển hình

10
Hình 1.5: Dịch vụ VPN

11
Hình 2.1: Cấu trúc cơ bản của VoIP trên NGN

17


Hình 2.2: Đầu cuối H.323 trên mạng chuyển mạch gói

21
Hình 2.3: Hệ thống chuẩn H.323 và các thành phần

SVTH: Đinh Đăng Định
Đồ án tốt nghiệp Đại học Phương Đông

22
Hình 2.4: Các lớp của bộ giao thức H.323

26
Hình 2.5: Các thành phần của SIP

30

Hình 2.6: Sự hoạt động của trường hợp Proxy Mode

35
Hình 2.7: Sự hoạt động của trường hợp Redirect mode

36
Hình 2.8: Kiến trúc tổng quan

38
Hình 2.9: Cuộc gọi MGCP

41
Hình 2.10: Sơ đồ chồng giao thức mô tả cả ba kiến trúc H.323, SIP và
MGCP

43
Hình 2.11: Mô hình mạng NGN của Siemens

44

Hình 2.12: Sơ đồ tổng thể mạng thế hệ mới NGN – VNPT
SVTH: Đinh Đăng Định
Đồ án tốt nghiệp Đại học Phương Đông

45
Hình 2.13: Các lớp của mạng Surpass.

46
Hình 2.14: Mô hình Virtual Trunking với 1 Softswitch

50
Hình 2.15: Các bản tin trao đổi trong mô hình 1 Softswitch

50
Hình 2.16: Mô hình trung kế ảo với 2 Softswitch

51
Hình 2.17: Các bản tin trao đổi trong mô hình 2 Softswitch

52
Hình 2.18: Trung kế ảo trong SURPASS NGN

54
Hình 2.19: Sơ đồ thiết lập cuộc gọi VoIP 171 trên NGN

54
Hình 2.20: Sơ đồ thiết lập cuộc gọi VoIP 171 từ Đà Lạt đi Vũng Tàu

56
Hình 2.21: Sơ đồ thiết lập cuộc gọi 1719

58
Hình 2.22: Sơ đồ thiết lập cuộc gọi nội tỉnh dùng dịch vụ 1719
SVTH: Đinh Đăng Định
Đồ án tốt nghiệp Đại học Phương Đông

59
Hình 2.23: Một ví dụ minh họa về dịch vụ thoại miễn phí 1800

60
Hình 2.24: Sơ đồ thiết lập cuộc gọi 1800

61
Hình 2.25: Một ví dụ minh họa về dịch vụ thông tin giải trí 1900

62
Hình 2.26: Sơ đồ thiết lập cuộc gọi 1900

63
Hình 2.27: Sơ đồ cấu trúc mạng cho cuộc gọi 1900

63
Hình 2.28: Ví dụ cụ thể cho cuộc gọi tham gia chương trình giải trí với
truyền hình 19001570

64
Hình 2.29: Cấu trúc chung mạng cho các dịch vụ MMA

65
Hình 2.30: Cấu hình mạng cho dịch vụ FCB

67
Hình 2.31: Cấu trúc mạng cho thoại VoIP với Media Gateway HiG120069
(kết nối với PSTN bằng giao tiếp quang 155Mb/s)
SVTH: Đinh Đăng Định
Đồ án tốt nghiệp Đại học Phương Đông

69

Hình 2.32: Kết nối mạng NGN VTN với mạng băng rộng MAN

70
Hình 3.1: Các nguồn gây trễ

72
Hình 3.2: Mối quan hệ giữa chất lượng thoại và độ trễ

72
Hình 3.3: Quá trình đóng khung

73
Hình 3.4: Cấu trúc gói tin thoại IP

74
Hình 3.5: Hiện tượng Jitter

75
Hình 3.6: Miss Order, gói tin 2 phát trước lại tới sau gói tin 3

76

Hình 3.7: Sự sắp xếp lại các gói tin

77
Hình 3.8: Mối quan hệ giữa chất lượng và tỉ lệ mất gói tin thoại

78
SVTH: Đinh Đăng Định
Đồ án tốt nghiệp Đại học Phương Đông
Hình 3.9: Mô tả sự mất gói tin thoại

79
Hình 3.10: Mô hình mức QoS cho mạng IP

81
Hình 3.11 : Mô hình họat động của IntServ

82
Hình 3.12 : Mô hình hoạt động IntServ

84
Hình 3.13: Mô hình DiffServ cho router biên

85
Hình 3.14: Mô hình DiffServ cho router lõi

85
Hình 3.15: Mô hình cho quản lý hàng đợi của WFQ

88
Hình 3.16: Mô hình cho quản lý hàng đợi của CQ

89
Hình 3.17: Mô hình quản lý hàng đợi PQ

90
Hình 3.18: Khuôn dạng gói tin thoại CRTP

91
SVTH: Đinh Đăng Định
Đồ án tốt nghiệp Đại học Phương Đông
Hình 3.19: Bit ToS trong tiêu đề IP

93
Hình 3.20: RSVP tương tác với các Module

94
DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 2.1: Chức năng các thành phần của kiến trúc SIP

31

Bảng 2.2: Các yêu cầu SIP

32
Bảng 2.3: Các đáp ứng SIP

33
Bảng 3.1: Kích thước khung của một số bộ mã hoá

73

Bảng 3.2: Các nhân tố chính gây trễ và độ lớn trễ của chúng

75
SVTH: Đinh Đăng Định
Đồ án tốt nghiệp Đại học Phương Đông
LỜI MỞ ĐẦU
Các nhà quản lý mạng viễn thông đang hướng tới một mạng thế hệ
sau với sự tích hợp tất cả các mạng, dạng dữ liệu và dịch vụ trên toàn cầu
vào một mạng duy nhất. Với mạng thế hệ sau (NGN) này, người sử dụng có
thể sử dụng tất cả các dịch vụ viễn thông mà chỉ phải đăng ký với một nhà
cung cấp dịch vụ, tất cả các dạng dữ liệu: thoại, fax, video, dữ liệu máy
tính…. sẽ được truyền tải trên một mạng duy nhất. Có nhiều sự lựa chọn
công nghệ mạng truyền tải này nhưng IP là sự lựa chọn tốt nhất nhờ tính
chất đơn giản và hỗ trợ rất tốt cho mạng Internet đang bùng nổ trên thế giới.
Tuy nhiên với xu hướng tích hợp các dạng dữ liệu lại với nhau, mạng điện
thoại chuyển mạch kênh truyền thống bộc lộ một nhược điểm lớn là sử dụng
lãng phí băng tần (tài nguyên vô giá trong các mạng tích hợp). Công nghệ
VoIP ra đời đã giải quyết bài toán này. Thay vì sử dụng một kênh logic cố
định để mang thông tin thoại thì VoIP cắt thông tin thoại thành các gói tin và
chuyển chúng qua mạng IP, nhờ vậy băng thông của kênh logic được chia sẽ
với các dạng dữ liệu khác, và cũng vì vậy mà giá thành chi phí cho một cuộc
gọi sẽ nhỏ hơn nhiều so với điện thoại truyền thống. Đối với các doanh
nghiệp thường xuyên có nhu cầu sử dụng dịch vụ gọi quốc tế thì VoIP là
một giải pháp thích hợp. Trong quá trình thử nghiệm dịch vụ tại nhiều quốc
gia trên thế giới trong đó có Việt Nam, dịch vụ voIP đã dành được sự chấp
nhận của đại đa số người sử dụng dịch vụ. Trong tương lai dịch vụ VoIP
được dự báo là sẽ rất phát triển và trở thành một dịch vụ cơ bản trong các
mạng thế hệ sau.
Với xu hướng phát triển của loại hình dịch vụ VoIP em đã chọn đề tài
“Dịch vụ VoIP và giải pháp nâng cao chất lượng dịch vụ thoại trong

mạng NGN” làm đề tài tốt nghiệp của mình. Mục đích của đồ án là tìm hiểu
về dịch vụ VoIP, đi sâu vào các yếu tố ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng
SVTH: Đinh Đăng Định
1
Đồ án tốt nghiệp Đại học Phương Đông
dịch vụ VoIP như trễ, mất gói, jitter đồng thời đưa ra một số biện pháp khắc
phục.
Nội dung chi tiết bao gồm:
Chương 1: Tổng quan về NGN: Định nghĩa, đặc điểm, cấu trúc và
dịch vụ trên NGN - nền tảng triển khai VoIP.
Chương 2: VoIP trên mạng NGN: Đề cập đến cấu trúc, các giao
thức, lợi ích, thách thức của VoIP cũng như việc triền khai VoIP tại nước ta
hiện nay.
Chương 3: Giải pháp nâng cao chất lượng thoại: Đánh giá các yếu
tố ảnh hưởng tới chất lượng dịch vụ thoại bao gồm: trễ, jitter, mất gói…đồng
thời đưa ra một số mô hình cải thiện chất lượng dịch vụ.
Mặc dù đã có nhiều cố gắng trong quá trình làm đồ án, xong đồ án
chắc chắn không tránh khỏi những thiếu sót. Vậy em rất mong được sự giúp
đỡ, chỉ bảo của các thầy, cô giáo và các bạn trong ngành Điện tử – Viễn
thông để đồ án của em ngày một hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn
các thầy, cô giáo trong ngành Điện tử – Viễn thông và đặc biệt là sự hướng
dẫn, chỉ bảo tận tình của Cô giáo ThS. Vũ Thị Nhài đã giúp đỡ em trong
suốt quá trình làm đồ án để em hoàn thành tốt bản đồ án này.

Hà Nội, ngày 5 tháng 5 năm 2011
Sinh viên
Đinh Đăng Định
SVTH: Đinh Đăng Định
2
Đồ án tốt nghiệp Đại học Phương Đông

Chương 1
TỔNG QUAN VỀ NGN
1.1. NGN LÀ GÌ?
Khái niệm mạng thế hệ mới (NGN) là khái niệm mới được các nhà thiết kế
mạng sử dụng cho việc minh hoạ quan điểm của họ đối với mạng viễn thông
tương lai. Tại thời điểm đầu tiên trong chu kỳ nghiên cứu trong năm 2000,
khái niệm NGN vẫn còn rất “mờ”. Các quan điểm khác nhau về NGN được
biểu diễn bởi các nhóm nghiên cứu, các nhà khai thác, nhà sản xuất, và nhà
cung cấp dịch vụ tại các cuộc hội thảo, mong muốn tiến đến một hiểu biết
chung về NGN và thiết lập tiêu chuẩn cho NGN. Đó là nguyên nhân vì sao
ITU đã quyết định bắt đầu tiến trình tiêu chuẩn hoá về NGN theo mô hình
dự án do nhóm nghiên cứu 13 chuẩn bị. Tại cuộc họp của SG 13 vào tháng
1/2002, vấn đề NGN lại một lần nữa được đề cập đến, tập trung vào mối
quan hệ giữa cơ sở hạ tầng thông tin toàn cầu và NGN. Và cùng thời điểm,
viện tiêu chuẩn Viễn thông Châu Âu cũng thành lập nhóm nghiên cứu NGN
với nhiệm vụ phải đề xuất chiến lược chuẩn hoá của họ trong lĩnh vực NGN.
Có thể định nghĩa một cách khái quát mạng NGN như sau: Mạng viễn
thông thế hệ mới là một mạng có hạ tầng thông tin duy nhất dựa trên
công nghệ gói để có thể triển khai nhanh chóng các loại hình dịch vụ
khác nhau dựa trên sự hội tụ giữa thoại và số liệu giữa cố định và di
động.
Đặc điểm quan trọng của mạng NGN là cấu trúc phân lớp theo chức năng
và phân tán các tiềm năng (intelligence) trên mạng. Chính điều này đã làm
cho mạng mềm hoá (progamable network) và sử dụng rộng rãi các giao diện
mở API để kiến tạo các dịch vụ mà không phụ thuộc nhiều vào các nhà cung
cấp thiết bị và khai thác mạng.
SVTH: Đinh Đăng Định
3
Đồ án tốt nghiệp Đại học Phương Đông
1.2. ĐẶC ĐIỂM VÀ KHẢ NĂNG CỦA MẠNG NGN

Với sự hội tụ mạng chuyển từ tích hợp các mạng đơn dịch vụ theo chiều
dọc sang mạng đa dịch vụ cấu trúc theo các lớp ngang, mạng NGN có những
đặc điểm và khả năng chính như sau:
• Một trong các đặc tính chính của NGN là tách riêng các dịch vụ và
mạng, cho phép đưa chúng ra một cách riêng biệt và phát triển độc
lập. Do đó trong các cấu trúc NGN đưa ra có sự phân chia rõ ràng
giữa các chức năng của dịch vụ và các chức năng truyền tải. NGN cho
phép cung cấp cả các dịch vụ đang tồn tại và các dịch vụ mới không
phụ thuộc vào mạng và kiểu truy nhập được sử dụng.
• NGN sẽ phải cung cấp các năng lực (cơ sở hạ tầng, các giao thức )
để có thể tạo ra, phát triển và quản lý tất cả các loại dịch vụ đã hoặc sẽ
có. Các dịch vụ trên có thể là Multimedia (audio, visual,
audiovisual…), Unicast, Boadcast, nhắn tin, dịch vụ truyền dữ liệu
đơn giản, yêu cầu/ không yêu cầu thời gian thực, nhạy cảm với trễ hay
chấp nhận trễ, hoặc yêu cầu độ rộng băng thông khác nhau từ vài
kbit/s tới hàng trăm Mbit/s. Trong mạng NGN các dịch vụ tuỳ biến
theo khách hàng của các nhà cung cấp dịch vụ ngày càng quan trọng.
NGN sử dụng giao diện lập trình ứng dụng API (Application
Programme Interface) để hỗ trợ việc tạo, cung cấp và quản lý các dịch
vụ.
• Trong NGN, các thực thể chức năng điều khiển hoạt động, các phiên,
các tài nguyên, phân phát dịch vụ, bảo mật, có thể được phân tán
khắp cơ sở hạ tầng mạng bao gồm cả các mạng đang tồn tại và mạng
mới. Mạng NGN liên kết hoạt động với các mạng đang tồn tại như
PSTN, ISDN và GSM qua các Gateway.
SVTH: Đinh Đăng Định
4
Đồ án tốt nghiệp Đại học Phương Đông
• NGN hỗ trợ cả các thiết bị đầu cuối nhận biết NGN và các dịch vụ
đang tồn tại. Vì thế, các thiết bị kết nối tới NGN bao gồm các thiết bị

thoại tương tự, máy fax, các thiết bị ISDN, điện thoại di động tế bào,
đầu cuối SIP,
• Đối với việc chuyển các dịch vụ thoại tới cơ sở hạ tầng NGN, chất
lượng dịch vụ liên quan tới các dịch vụ thời gian thực (đảm bảo băng
thông, độ trễ, độ mất gói ) cũng như vấn đề bảo mật, NGN cần cung
cấp cơ chế đối với các thông tin nhậy cảm khi qua cơ sở hạ tầng của
nó, để bảo vệ chống lại việc sử dụng gian lận các dịch vụ được cung
cấp bởi các nhà cung cấp dịch vụ và bảo vệ bản thân cơ sở hạ tầng của
nó trước sự tấn công từ bên ngoài.
• Mạng NGN sẽ hỗ trợ tính di động chung (generalized mobility). Ngày
nay, các mạng cố định và di động cung cấp nhiều dịch vụ tương tự
nhau cho người sử dụng. Tuy nhiên, họ vẫn được xem là các khách
hàng khác nhau với cấu hình dịch vụ khác nhau và không có cầu nối
giữa các dịch vụ khác nhau đó. Một đặc điểm nổi bật khác của mạng
NGN đó là tính di động chung, nó cho phép cung cấp nhất quán các
dịch vụ cho người sử dụng. Điều này có nghĩa là người sử dụng sẽ
được xem là duy nhất khi họ sử dụng các công nghệ truy nhập khác
nhau, với bất cứ loại thiết bị nào.
• Tuy nhiên, mạng NGN cũng gặp phải các vấn đề khó khăn như việc
chuyển các dịch vụ thoại sang hạ tầng NGN, vấn đề QoS liên quan
đến các dịch vụ thoại thời gian thực (đảm bảo về băng thông, trễ, mất
gói…) cũng như việc đảm bảo an ninh, bảo mật.
Những đặc điểm và khả năng này của mạng NGN có ảnh hưởng trực
tiếp và đặt ra nhiều yêu cầu mới đối với hệ thống quản lý mạng NGN. Sự
SVTH: Đinh Đăng Định
5
Đồ án tốt nghiệp Đại học Phương Đông
hội tụ của nhiều mạng khác nhau một mặt làm tăng sự phức tạp và thách
thức trong quản lý mạng và dịch vụ như phải quản lý nhiều phần tử mạng
phân tán với công nghệ và nhà cung cấp khác nhau, phải đảm bảo QoS từ

đầu cuối đến đầu cuối cho các loại dịch vụ khác nhau, vấn đề tương quan lỗi,
tính cước, an ninh… đều phức tạp hơn. Mặt khác, sự tách biệt giữa mạng và
dịch vụ, giữa chức năng kết nối truyền tải và chức năng điều khiển dịch vụ
cho phép đơn giản hơn việc quản lý mạng nhờ dữ liệu liên quan đến cuộc
gọi và các dữ liệu logic phức tạp khác được tập trung, triển khai nhanh các
loại hình dịch vụ khác nhau.
Hiện nay, có nhiều hãng cung cấp thiết bị đưa ra các mô hình khác
nhau nhằm thỏa mãn các yêu cầu của mạng NGN: Alcatel với E10MM,
Ericsson với ENGINE, Siemens với SURPASS…

SVTH: Đinh Đăng Định
6
Đồ án tốt nghiệp Đại học Phương Đông
Hình 1.1: Topo mạng thế hệ sau
Hy vọng của NGN:

Hình 1.2: Hy vọng của NGN
1.3. 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) và lớp quản lý (management layer).
SVTH: Đinh Đăng Định
7
Đồ án tốt nghiệp Đại học Phương Đông
Hình 1.3: Cấu trúc phân lớp trong mạng NGN
1.3.1. 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.
1.3.2. Lớp điều khiển
Lớp điều khiển bao gồm các hệ thống điều khiển kết nối cuộc gọi giữa
các thuê bao thông qua việc điều khiển các thiết bị chuyển mạch (ATM+IP)
của lớp chuyển tải và các thiết bị truy nhập của lớp truy nhập. Lớp điều
khiển có chức năng kết nối cuộc gọi thuê bao với lớp ứng dụng/dịch vụ. Các
chức năng như quản lý, chăm sóc khách hàng, tính cước cũng được tích hợp
trong lớp điều khiển.
1.3.3. 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.
1.3.4. 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
SVTH: Đinh Đăng Định
8
Đồ án tốt nghiệp Đại học Phương Đông
thông qua môi trường vô tuyến (thông tin di động, vệ tinh, truy nhập vô
tuyến cố định )
1.3.5 Lớp quản lý
Đây là lớp đặc biệt xuyên suốt các lớp trên. Các chức năng quản lý được
chú trọng là: quản lý mạng, quản lý dịch vụ, quản lý kinh doanh.
1.4. CÁC DỊCH VỤ CHÍNH TRONG NGN:

Hầu hết các dịch vụ truyền thống là các dịch vụ dựa trên cơ sở truy nhập/
truyền dẫn/ định tuyến/ chuyển mạch, dựa trên cơ sở khả năng kết nối/ tài
nguyên và điều khiển phiên, và các dịch vụ giá trị gia tăng khác. NGN có
khả năng cung cấp phạm vi rộng các loại hình dịch vụ, bao gồm:
 Các dịch vụ tài nguyên chuyên dụng như: cung cấp và quản lý
các bộ chuyển mã, các cầu nối hội nghị đa phương tiện đa điểm,
các thư viện nhận dạng tiếng nói,…
 Các dịch vụ lưu trữ và xử lý như: cung cấp và quản lý các đơn
vị lưu trữ thông tin về thông báo, file servers, terminal servers,
nền tảng hệ điều hành (OS platforms),…
 Các dịch vụ trung gian như: môi giới, bảo mật, bản quyền,…
 Các dịch vụ ứng dụng cụ thể như: các ứng dụng thương mại,
các ứng dụng thương mại điện tử,…
 Các dịch vụ cung cấp nội dung mà nó có thể cung cấp hoặc môi
giới nội dung thông tin như: đào tạo, các dịch vụ xúc tiến thông
tin,
 Các dịch vụ interworking dùng để tương tác với các dịch vụ
khác, các ứng dụng khác, các mạng khác, các giao thức hoặc
các định dạng khác như chuyển đổi EDI (Electronic Data
Interchange).
 Các dịch vụ quản lý, bảo dưỡng, vận hành và quản lý các dịch
SVTH: Đinh Đăng Định
9
Đồ án tốt nghiệp Đại học Phương Đông
vụ và mạng truyền thông.
Sau đây là một số dịch vụ mà chúng ta tin rằng nó sẽ chiếm vị trí quan
trọng trong môi trường NGN, bao gồm một phạm vi rộng các dịch vụ từ
thoại thông thường đến các dịch vụ tích hợp phức tạp như Thực tế ảo phân
tán (Distributed Virtual Reality) nhằm nhấn mạnh rằng kiến trúc dịch vụ thế
hệ sau sẽ cung cấp rất nhiều loại hình dịch vụ khác nhau.

Hình 1.4: Một số dịch vụ NGN điển hình
1.4.1. Dịch vụ thoại (Voice telephony)
NGN vẫn cung cấp các dịch vụ thoại khác nhau đang tồn tại như chờ
cuộc gọi, chuyển cuộc gọi, gọi ba bên, các thuộc tính AIN khác nhau,
Centrex, Class,… Tuy nhiên cần lưu ý là NGN không cố gắng lặp lại các
dịch vụ thoại truyền thống hiện đang cung cấp; dịch vụ thì vẫn đảm bảo
nhưng công nghệ thì thay đổi.
1.4.2. Dịch vụ dữ liệu (Data Serrvice)
Cho phép thiết lập kết nối thời gian thực giữa các đầu cuối, cùng với các
đặc tả giá trị gia tăng như băng thông theo yêu cầu, tính tin cậy và phục hồi
nhanh kết nối, các kết nối chuyển mạch ảo (SVC- Switched Virtual
Connection), và quản lý dải tần, điều khiển cuộc gọi… Tóm lại các dịch vụ
SVTH: Đinh Đăng Định
10
Đồ án tốt nghiệp Đại học Phương Đông
dữ liệu có khả năng thiết lập kết nối theo băng thông và chất lượng dịch vụ
QoS theo yêu cầu.
1.4.3. Dịch vụ đa phương tiện (Multimedia Service)
Cho phép nhiều người tham gia tương tác với nhau qua thoại, video, dữ
liệu. Các dịch vụ này cho phép khách hàng vừa nói chuyện, vừa hiển thị
thông tin. Ngoài ra, các máy tính còn có thể cộng tác với nhau.
1.4.4. Dịch vụ mạng riêng ảo (VPN)
Thoại qua mạng riêng ảo cải thiện khả năng mạng, cho phép các tổ chức
phân tán về mặt địa lý, mở rộng hơn và có thể phối hợp các mạng riêng đang
tồn tại với các phần tử của mạng PSTN.
Dữ liệu VPN cung cấp thêm khả năng bảo mật và các thuộc tính khác
mạng của mạng cho phép khách hàng chia sẻ mạng Internet như một mạng
riêng ảo, hay nói cách khác, sử dụng địa chỉ IP chia sẻ như một VPN.
Hình 1.5: Dịch vụ VPN
1.4.5. Tính toán mạng công cộng (PNC Public Network Computing)

Cung cấp các dịch vụ tính toán dựa trên cơ sở mạng công cộng cho
thương mại và các khách hàng. Ví dụ nhà cung cấp mạng công cộng có thể
SVTH: Đinh Đăng Định
11
Đồ án tốt nghiệp Đại học Phương Đông
cung cấp khả năng lưu trữ và xử lý riêng ( chẳng hạn như làm chủ một trang
web, lưu trữ/ bảo vệ/ dự phòng các file số liệu hay chạy một ứng dụng tính
toán). Như một sự lựa chọn, các nhà cung cấp dịch vụ mạng công cộng có
thể chung cấp các dịch vụ thương mại cụ thể (như hoạch định tài nguyên
công ty (ERPEnterprise Resource Planning), dự báo thời gian, hóa đơn
chứng thực,…) với tất cả hoặc một phần các lưu trữ và xử lý xảy ra trên
mạng. Nhà cung cấp dịch vụ có thể tính cước theo giờ, ngày, tuần,… hay
theo phí bản quyền đối với dịch vụ.
1.4.6. Bản tin hợp nhất (Unified Messaging)
Hỗ trợ cung cấp các dịch vụ voice mail, email, fax mail, pages qua các
giao diện chung. Thông qua các giao diện này, người sử dụng sẽ truy nhập
(cũng như được thông báo) tất cả các loại tin nhắn trên, không phụ thuộc vào
hình thức truy nhập (hữu tuyến hay vô tuyến, máy tính, thiết bị dữ liệu vô
tuyến). Đặc biệt kỹ thuật chuyển đổi lời nói sang file văn bản và ngược lại
được thực hiện ở server ứng dụng cần phải được sử dụng ở dịch vụ này.
1.4.7. Môi giới thông tin (Information Brokering)
Bao gồm quảng cáo, tìm kiếm và cung cấp thông tin đến khách hàng
tương ứng với nhà cung cấp. Ví dụ như khách hàng có thể nhận thông tin
trên cơ sở các tiêu chuẩn cụ thể hay trên các cơ sở tham chiếu cá nhân,…
1.4.8. Thương mại điện tử (E-Commerce)
Cho phép khách hàng mua hàng hóa, dịch vụ được xử lý bằng điện tử
trên mạng; có thể bao gồm cả việc xử lý tiến trình, kiểm tra thông tin thanh
toán tiền, cung cấp khả năng bảo mật,… Ngân hàng tại nhà và đi chợ tại nhà
nằm trong danh mục các dịch vụ này; bao gồm cả các ứng dụng thương mại,
ví dụ như quản lý dây chuyển cung cấp và các ứng dụng quản lý tri thức.

Dịch vụ thương mại điện tử còn được mở rộng sang lĩnh vực di động. Đó
chính là dịch vụ thương mại điện tử di động (mcommerce – Mobile
SVTH: Đinh Đăng Định
12