đồ án kỹ thuật viễn thông Mô hình triển khai mạng MNGN tại việt nam và tổ chức mạng NGN của VNPT

Công nghệ chuyển mạch trong NGN và ứng dụng tại Việt Nam
MỤC LỤC
PHỤ LỤC HÌNH VẼ 2
CÁC TỪ VIẾT TẮT 3
LỜI NÓI ĐẦU 7
Chương 2
TỔ CHỨC MẠNG NGN 20
Chương 3
CÔNG NGHỆ LÀM NỀN TẢNG TRONG NGN 28
Chương 4
CÔNG NGHỆ MPLS 53
4.3.1.Mặt phẳng điều khiển 70
4.3.2.Mặt phẳng dữ liệu 70
Chương 5
MÔ HÌNH TRIỂN KHAI MẠNG NGN TẠI VIỆT NAM VÀ TỔ CHỨC
MẠNG NGN CỦA VNPT 88
KẾT LUẬN 105
TÀI LIỆU THAM KHẢO 108
Công nghệ chuyển mạch trong NGN và ứng dụng tại Việt Nam
PHỤ LỤC HÌNH VẼ
Công nghệ chuyển mạch trong NGN và ứng dụng tại Việt Nam
CÁC TỪ VIẾT TẮT
Viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt
AAA
Authentication, Authorization,
Accounting
Nhận thực thuê bao, nhận thực dịch
vụ, tính cước.
ACM Address Complete Message Bản tin hoàn tất địa chỉ
ADSL Asymmetric DSL
Đường dây thuê bao số không đối

xứng
APS Automatic Protection Switch Chuyển mạch bảo vệ tự động
ARP Address Resolution Protocol Giao thức chuyển đổi địa chỉ
ATM Asychronous Transfer Mode Phương thức truyền tải không đồng bộ
BICC Bearer Independent Call Control
Giao thức điều khiển cuộc gọi độc
lập với kênh mang
BRAS Broadband remote access server Máy chủ truy cập từ xa băng rộng
CDMA Code Division Multiplex Access Đa truy nhập theo ghép thời gian
DSL Digital Subscriber Line Đường dây thuê bao số
DWDM Dense Wavelength Division Multiplex Ghép kênh bước sóng mật độ cao
EGP External Gateway Protocol Giao thức ngoài cổng
FCS Frame Check Sequence Chuỗi kiểm tra khung
FEC Forward Error Correction Sửa lỗi trước
FR Frame Relay Trễ khung
GK Gatekeeper
GW Gateway
HDLC High-level Data Link Control Điều khiển liên kết dữ liệu mức cao
HDSL High bit rate DSL
Đường dây thuê bao số tốc độ bit
cao
IAD Integrated Access Device Thiết bị truy nhập tích hợp
IAM Initial Address Message Bản tin khởi tạo địa chỉ
ICMP Internet Control Message Protocol Giao thức bản tin điều khiển Internet
IGP Internal Gateway Protocol Giao thức trong cổng
IP Internet Protocol Giao thức Internet
Công nghệ chuyển mạch trong NGN và ứng dụng tại Việt Nam
ISUP ISDN User Part
Phần đối tượng người sử dụng mạng
tích hợp đa dịch vụ

ITU
International Telecommunication
Union
Liên hiệp viễn thông quốc tế
ISDN Integrated Services Digital Network Mạng số đa dịch vụ
LAN Local Area Network Mạng địa phương
LE Local Exchange Tổng đài nội hạt
MAN Metropolian Area Network Mạng đô thị
MC Multipoint Controller Bộ điều khiển đa điểm
MGCP Media Gateway Control Protocol
Giao thức điều khiển Gateway
truyền thông
MGC Media Gateway Controller Bộ điều khiển thuê bao
MP Multipoint Processor Bộ xử lý đa điểm
MPLS MultiProtocol Lable-Switch Chuyển mạch nhãn đa giao thức
MPLS TE MPLS Traffic Engineering Kỹ thuật lưu lượng MPLS
MPLS Multi Protocol Lambda Switching Chuyển mạch bước sóng đa giao thức
MSAN Multi Service Access Node Thiết bị truy nhập đa dịch vụ
MTU Maximum Transmission Unit Đơn vị truyền dẫn lớn nhất
Net ID Network Identification Chỉ thị mạng
NMS Network Management Station Trạm quản lý mạng
NNI Network-Network Interface Giao diện mạng-mạng
OADM Optical ADM ADM quang
OAN Optical Access Network Mạng truy nhập quang
PBX Private Branch Exchange Tổng đài nhánh dành riêng
PCM Pulse Code Modulaion Điều chế xung mã
PDH Plesiochronous Digital Hierarchy Phân cấp số cận đồng bộ
POH Path OverHead Mào đầu đường truyền
POTS Plain Old Telephone Service Dịch vụ thoại truyền thống
PPP Point to Point Protocol Giao thức điểm nối điểm

PSTN Public Switching Telephone Network
Mạng chuyển mạch điện thoại công
cộng
PVC Permanent Virtual Channel Kênh ảo cố định
Công nghệ chuyển mạch trong NGN và ứng dụng tại Việt Nam
QoS Quality of Service Chất lượng của dịch vụ
RAS Registration, Admision, Status Đăng ký, cho phép, trạng thái
RAS Remote Access Server Máy chủ truy cập từ xa
RARP Reverse ARP Giao thức chuyển đổi địa chỉ ngược
RIP Routing Information Protocol Giao thức thông tin định tuyến
RSVP Resource Reservation Protocol Giao thức chiếm tài nguyên
RTCP RTP Control Protocol Giao thức điều khiển RTP
RTP Real Time Protocol Giao thức thời gian thực
SAPI Service Access Point Identifier Chỉ thị điểm truy cập dịch vụ
SDH Synchronous Digital Hierarche Phân cấp số đồng bộ
SDP Session Description Protcol Giao thức miêu tả phiên
SIP Session Initiation Protocol Giao thức khởi tạo phiên
SIGTRAN Signalling Transport Truyền vận báo hiệu
SG Signalling Gateway Gateway báo hiệu
SS7 Signalling System 7 Hệ thống báo hiệu số 7
SSP Service Switching Point Điểm chuyển mạch dịch vụ
STP Signalling Transfer Point Điểm chuyển tiếp báo hiệu
SWN Switch Node Điểm chuyển mạch
TCP Transmission Control Protocol Giao thức điều khiển truyền dẫn
TDMA Time Division Multiplex Access Đa truy nhập theo ghép thời gian
TE Traffic Engineering Kỹ thuật lưu lượng
TMN Telecom Management Network Mạng quản lý viễn thông
UBR Unspecified Bit Rate Tốc độ bit không xác định
UCP Unified Control Plane Mặt điều khiển chung
UDP User Datagram Protocol Giao thức gói dữ liệu người dùng

UNI User-Network Interface Giao diện mạng-người dùng
VC Virtual Channel Kênh ảo
VCI VC Identification Nhận dạng kênh ảo
VDSL Very high speed DSL Đường dây thuê bao số tốc độ rất
VoIP Voice over IP Thoại trên giao thức IP
Công nghệ chuyển mạch trong NGN và ứng dụng tại Việt Nam
VP Virtual Path Tuyến ảo
VT Virtual Tributary Luồng ảo
xDSL Digital Subcriber Line Họ công nghệ DSL
WAN Wide Area Network Mạng diện rộng
WP Wavelength Path Tuyến bước sóng
WDMA
Wavelength Division Multiplex
Access
Đa truy nhập theo ghép bước sóng
Công nghệ chuyển mạch trong NGN và ứng dụng tại Việt Nam
LỜI NÓI ĐẦU
Cùng với sự phát triển không ngừng của xã hội và công nghệ, nhu cầu về thông
tin liên lạc của con người ngày càng tăng, ban đầu chỉ là những dịch vụ thoại với khả
năng đáp ứng hạn chế và giá thành dịch vụ cao, sau đó là sự phát triển của các dịch vụ
truyền số liệu và đặc biệt là sự ra đời của Internet. Ngày nay thế giới đang bước vào
thời đại của thông tin với sự bùng nổ của hàng loạt các phương thức thông tin liên lạc.
Biểu hiện đầu tiên của xa lộ thông tin là Internet, sự phát triển của Internet là khởi đầu
cho cuộc cách mạng tiến tới xã hội thông tin. Nền tảng cho xã hội thông tin chính là sự
phát triển cao của các dịch vụ viễn thông. Chính vì thế mà nhiều loại hình dịch vụ viễn
thông đã ra đời để đáp ứng nhu cầu thông tin ngày càng cao của khách hàng. Xu thế
hội nhập giữa mạng viễn thông và Internet là tất yếu, và công nghệ mạng tích hợp đã
ra đời.
Môi trường kinh doanh ngày càng mang tính cạnh tranh và phức tạp. Chất
lượng dịch vụ ngày càng trở thành chìa khóa để dẫn tới thành công. Song song với xu

thế này, nhu cầu ngày càng tăng đối với dịch vụ truyền thông mới, đủ khả năng cung
cấp các dịch vụ hoặc tăng tính cạnh tranh. Trung tâm của những dịch vụ mới chính là
mạng thế hệ sau NGN.
Nhu cầu ngày càng cao về các dịch vụ thông tin liên lạc đã gây một áp lực rất
lớn cho các mạng viễn thông cũ, phải đảm bảo truyền tải thông tin tốc độ cao với giá
thành hạ. Việc chuyển đổi từ công nghệ tương tự sang số đã đem lại bộ mặt mới cho
mạng viễn thông. Tuy nhiên, những loại hình dịch vụ trên luôn đòi hỏi nhà khai thác
phải đầu tư để nghiên cứu, nắm bắt công nghệ viễn thông mới về lĩnh vực mạng và chế
tạo thiết bị. Cùng với sự phát triển, nhu cầu về sự thống nhất giữa các dịch vụ thời gian
thực và các dịch vụ truyền số liệu không thời gian thực nảy sinh và khi khả năng về
công nghệ cho phép thì sự thống nhất về cơ sở hạ tầng mạng này được thiết lập. Thể
hiện điều này chính là việc chuyển dịch giữa công nghệ chuyển mạch kênh sang công
nghệ chuyển mạch gói, điều đó không chỉ diễn ra trong hạ tầng cơ sở thông tin mà còn
Công nghệ chuyển mạch trong NGN và ứng dụng tại Việt Nam
diễn ra trong các công ty khai thác dịch vụ, trong cách tiếp cận của các nhà khai thác
thế hệ mới khi cung cấp dịch vụ cho khách hàng.
Công nghệ NGN chính là chìa khóa giải quyết các vấn đề cho công nghệ tương
lai, đáp ứng được các yêu cầu kinh doanh với đặc điểm quan trọng là cấu trúc phân lớp
theo chức năng và phân tán các tiềm năng trên mạng làm cho mạng trở nên dễ dàng sử
dụng với các giao diện mở đa truy nhập, đa giao thức.
Sự ra đời của NGN ngoài mặt có ý nghĩa về công nghệ và dịch vụ, nó còn đem
lại cơ hội cho những công ty nhỏ hoặc những công ty mới tham gia vào thị trường viễn
thông có thể có chỗ đứng trên thị trường mà trước đây nằm trong sự kiểm soát của một
số ít nhà sản xuất lớn.
Mạng NGN đang được triển khai rộng rãi trên thế giới. Ở Việt Nam, Tổng
Công Ty Bưu Chính Viễn Thông Việt Nam VNPT đã xây dựng xong cơ sở hạ tầng
mạng và đang từng bước cung cấp các dịch vụ cho khách hàng, và các công ty viễn
thông khác cũng đang xây dựng các dự án phát triển mạng NGN của riêng mình.
Trong phát triển mạng NGN, công nghệ chuyển là một trong những vấn đề cần quan
tâm, vì thế em chọn “Công nghệ chuyển mạch trong NGN và ứng dụng tại Việt

Nam” làm đề tài nghiên cứu trong Đồ án tốt nghiệp của mình.
Trong Đồ án này, em nghiên cứu tổng quan về mạng NGN, nghiên cứu các
công nghệ chuyển tải trong mạng NGN và đi sâu vào nghiên cứu công nghệ chuyển
mạch nhãn đa giao thức MPLS.
Đồ án gồm những nội dung sau:
Chương I: Giới thiệu về mạng NGN. Trong chương này nêu khái niệm, một số
đặc điểm cơ bản, cấu trúc của mạng NGN và so sánh giữa mạng NGN với PSTN.
Chương II: Tổ chức mạng NGN. Chương này trình bày các nguyên tắc tổ chức
của mạng và mô hình tổ chức mạng NGN của 3 hãng: Alcatel, Ericsson và Siemens.
Chương III: Công nghệ làm nền tảng trong NGN. Trình bày khái quát các công
nghệ trong NGN như là IP, ATM, IP over ATM, và MPLS.
Công nghệ chuyển mạch trong NGN và ứng dụng tại Việt Nam
Chương IV: Công nghệ MPLS. Chương này sẽ đi vào cụ thể về mạng chuyển
mạch nhãn đa giao thức MPLS. Nêu ra thành phần cơ bản, cấu trúc, hoạt động và mục
tiêu, ứng dụng của mạng chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS.
Chương V: Mô hình triển khai mạng NGN tại Việt Nam và cụ thể là của Tổng
Công ty Bưu Chính Viễn Thông Việt Nam VNPT.
Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo PGS.TS Phan Hữu Huân đã tận tình
hướng dẫn em hoàn thành đồ án.
Em cũng xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo của Khoa Công Nghệ Thông
Tin, trường Đại học Phương Đông đã dạy bảo giúp đỡ và tạo điều kiện cho em trong
suốt thời gian làm đồ án.
Do thời gian có hạn nên Đồ án này còn nhiều thiếu sót. Em rất mong nhận được
sự đóng góp ý kiến của thầy cô để hoàn thiện và phát triển đề tài này.
Sinh viên thực hiện
Lê Út Hòa
Công nghệ chuyển mạch trong NGN và ứng dụng tại Việt Nam
Chương 1
GIỚI THIỆU VỀ MẠNG NGN
1.1. Khái niệm về mạng NGN

Khái niệm NGN (mạng thế hệ sau) xuất hiện vào cuối những năm 90 của thế kỉ
trước để đáp ứng: sự cạnh tranh giữa những nhà khai thác mạng viễn thông. Sự bùng
nổ lưu lượng thông tin số, ví dụ như gia tăng sử dụng Internet, sự gia tăng nhu cầu của
người sử dụng di động.
Cho tới nay, mặc dù các tổ chức viễn thông quốc tế và các nhà cung cấp thiết bị
viễn thông trên thế giới đều rất quan tâm nghiên cứu về chiến lược phát triển NGN,
nhưng vẫn chưa có một định nghĩa cụ thể và chính xác nào cho mạng NGN. Do đó,
định nghĩa mạng NGN nêu ra ở đây không thể bao hàm hết chi tiết về mạng thế hệ sau,
nhưng nó là một định nghĩa tương đối chung nhất về NGN.
Có thể định nghĩa một cách khái quát mạng NGN như sau:
Mạng viễn thông thế hệ sau (NGN – Next Generation Network) là mạng chuyển
mạch gói có khả năng cung cấp các dịch vụ viễn thông và tạo ra ứng dụng băng thông
rộng, các công nghệ truyền tải đảm bảo chất lượng dịch vụ và trong đó các chức năng
dịch vụ độc lập với các công nghệ truyền tải liên quan. Nó cho phép truy nhập không
giới hạn tới mạng và là môi trường cạnh tranh giữa các nhà cung cấp dịch vụ trên các
kiểu dịch vụ cung cấp. Nó hỗ trợ tính di động toàn cầu cho các dịch vụ cung cấp tới
người sử dụng sao cho đồng nhất và đảm bảo.
Mạng viễn thông thế hệ sau là sự tích hợp mạng thoại PSTN, chủ yếu dựa trên
kĩ thuật TDM, với mạng chuyển mạch gói, dựa trên kĩ thuật IP/ATM. Nó có thể truyền
tải tất cả các dịch vụ vốn có của PSTN, đồng thời có thể nhập một lượng dữ liệu rất
lớn vào mạng IP. Những khả năng và ưu điểm của NGN bắt nguồn từ sự tiến bộ của
công nghệ thông tin và các ưu điểm của công nghệ chuyển mạch gói và truyền dẫn
quang băng rộng.
Công nghệ chuyển mạch trong NGN và ứng dụng tại Việt Nam
Hình 1.1 Sự hội tụ giữa thoại và số liệu, cố định và di động trong mạng thế hệ
sau
Tuy nhiên, NGN không chỉ đơn thuần là sự hội tụ giữa thoại và dữ liệu mà nó
còn là sự hội tụ giữa truyền dẫn quang và công nghệ gói, giữa mạng cố định và di
động. Và vấn đề hiện nay là làm thế nào để khai thác được lợi thế từ sự hội tụ này.
Mạng NGN được xây dựng mà có thể phục vụ mọi loại dịch vụ: thoại, số liệu, đa

phương tiện. Trong mạng NGN, tách chức năng xử lý cuộc gọi ra khỏi thiết bị chuyển
mạch vật lý và kết nối chúng thông qua một loạt các giao thức chuẩn. Với chức năng
chuyển mạch vật lý do cơ sở hạ tầng mạng đảm nhiệm. Còn các chức năng điều khiển
kết nối, xử lý cuộc gọi do bộ phận trung tâm đảm nhiệm gọi là Softswitch.
NGN dựa trên mạng xương sống là mạng chuyển mạch gói với nền tảng mạng
IP/ATM hay MPLS, tích hợp trên các công nghệ truy nhập khác nhau như cáp quang,
vô tuyến, cáp đồng trục.
Đặc điểm quan trọng của mạng NGN là cấu trúc phân lớp theo chức năng và
phân tán các tiềm năng trên mạng. Chính điều này đã làm cho mạng trở nên mềm
Công nghệ chuyển mạch trong NGN và ứng dụng tại Việt Nam
(programmable 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.
1.2. Những đặc điểm cơ bản của NGN
Thuật ngữ NGN nói chung được dùng để đưa ra một tên gọi cho các thay đổi
về hạ tầng cung cấp dịch vụ đã được khởi xướng ở lĩnh vực viễn thông và công nghệ IT.
Mạng thế hệ sau NGN là mạng trên cơ sở mạng gói có khả năng cung cấp dịch
vụ kể cả dịch vụ viễn thông và có thể sử dụng dải băng tần rộng đa kênh, công nghệ
truyền tải cho phép sử dụng QoS và các chức năng liên quan tới dịch vụ độc lập với
các kỹ thuật liên quan tới truyền tải cơ bản. Mạng này tạo cơ hội cho người sử dụng
truy cập không hạn chế tới các nhà cung cấp dịch vụ khác. Mạng hỗ trợ tính linh hoạt
phổ biến cho phép cung cấp chắc chắn và rộng rãi dịch vụ cho người sử dụng.
NGN có những đặc điểm nổi bật như sau:
- Chuyển mạch gói
- Phân tách các chức năng kiểm soát giữa các khả năng người gọi, cuộc gọi/
phiên, và ứng dụng/ dịch vụ
- Tách riêng phần cung cấp dịch vụ từ mạng, và cung cấp các giao diện mở
- Hỗ trợ nhiều loại dịch vụ, ứng dụng và các cơ chế dựa vào các khối dịch vụ
(kể cả thời gian thực/ streaming/ dịch vụ không gian thực và đa truyền
thông).
- Khả năng truyền dẫn dải rộng có QoS trong suốt từ đầu cuối đến đầu cuối

- Khả năng kết nối với các mạng đã có thông qua các giao diện mở
- Truy cập không hạn chế đối với người sử dụng tới các nhà cung cấp dịch vụ
khác nhau
- Nhiều hệ thống nhận dạng có thể được giải quyết cho các địa chỉ IP nhằm
mục đích định tuyến trong các mạng IP
- Các đặc điểm dịch vụ hợp nhất cho các dịch vụ cùng loại theo nhận thức của
người sử dụng
- Hội tụ các dịch vụ giữa cố dịnh/ di động
- Độc lập các chức năng liên quan tới dịch vụ với các công nghệ truyền dẫn
cơ bản
- Tuân theo tất cả các quy định như thông tin khẩn cấp và an ninh/ riêng tư,….
1.3. Cấu trúc mạng NGN
Công nghệ chuyển mạch trong NGN và ứng dụng tại Việt Nam
Về mặt cấu trúc mạng NGN có 5 lớp chức năng :
Năm lớp chức năng gồm:
+ Lớp truy nhập
+ Lớp truyền thông
+ Lớp điều khiển và Báo hiệu
+ Lớp ứng dụng/ dịch vụ
+ Lớp quản lý
Hình 1.2 Cấu trúc NGN
• Lớp truy nhập
Có 2 phương thức truy nhập:
+ Vô tuyến:
- Thông tin di động
- Vệ tinh
- Truy nhập vô tuyến cố định
+ Hữu tuyến:
- Cáp đồng
- Cáp quang

Lớp truy nhập bao gồm các thiết bị truy nhập cung cấp cổng kết nối với các
thiết bị đầu cuối thuê bao qua hệ thống mạng ngoại vi cáp đồng, cáp quang hoặc cáp
vô tuyến. Các thiết bị truy nhập có thể cung cấp các loại cổng truy nhập cho các loại
thuê bao sau: POST, VOIP, IP, FR, X.25, ATM, xDSL, di động…
• Lớp truyền thông
Lớp dịch vụ
Lớp quản lý
Lớp điều khiển
Lớp truyền thông
Lớp truy nhập
SS7
SS7
PSTN
ISDN
PLMN
PSTN
ISDN
PLMN
Công nghệ chuyển mạch trong NGN và ứng dụng tại Việt Nam
Chức năng cơ bản của lớp truyền thông là xử lý, chuyển vận gói tin. Lớp này
gồm các thiết bị làm nhiệm vụ đóng mở gói, định tuyến, chuyển gói tin dưới sự điều
khiển của lớp Điều khiển và báo hiệu cuộc gọi (Call control and Signalling Plane).
Nó chịu trách nhiệm chuyển đổi các loại môi trường (PSTN, Frame Relay, vô
tuyến, LAN,…) sang môi trường truyền dẫn gói được áp dụng trên mạng lõi và ngược
lại.
Lớp truyền thông được chia làm ba miền con:
- Miền truyền tải thông tin theo giao thức IP. Miền này gồm:
+ Mạng truyền dẫn backbone.
+ Các thiết bị mạng như: Router, Switch.
+ Các thiết bị cung cấp cơ chế QoS.

- Miền liên kết mạng:
Miền liên kết mạng có nhiệm vụ chính là: nhận các dữ liệu đến, chuyển đổi
khuôn dạng dữ liệu cho phù hợp để thông tin có thể truyền thông một cách trong suốt
trên toàn bộ mạng.
Trong miền này là tập hợp các Gateway như Signalling Gateway, Media
Gateway. Trong đó, Signalling Gateway thực hiện chức năng cầu nối giữa mạng
PSTN và mạng IP và tiến hành phiên dịch thông tin báo hiệu giữa hai mạng này.
Media Gateway thực hiện quá trình chuyển đổi khuôn dạng dữ liệu giữa các
môi trường truyền thông khác nhau.
- Miền truy nhập không dựa trên giao thức IP:
Miền này bao gồm các thiết bị truy cập cung cấp các cổng kết nối cho thiết bị
đầu cuối thuê bao. Cung cấp các dịch vụ như POST, IP, VoIP, ATM FR, xDSL, X25, IP-
VPN.
SIP/SIP-
T: H.323
Lớp ứng dụng/dịch vụ
Lớp điều khiển & báo hiệu
Lớp quản lý
Lớp truyền thông
Application/Feature Servers (SCP, Service logic),
Media Server
Call Agent, MGC, Softswitch
Miền truyền tải thông tin
theo giao thức IP: IP
backbone, Routers,
Switches, các thiết bị cung
cấp cơ chế QoS
Miền liên kết
mạng: TG (MG),
SG, Interworking

GW
Miền truy nhập không dựa theo
giao thức IP: truy cập không
dây(AG), truy cập qua điện thoại
(RAN AG), truy cập dải tần rộng
(IADs, MTAs)
IN/AIN
Non-IP
Terminals/ Mobile
Networks
Các mạng
VoIP khác
Mạng PSTN/
SS7/ATM
Chuyển
mạch quốc tế
Giám sát
các dịch vụ
và khách
hàng, quản
lý mạng,
tính cước
IP phones
(H.323,SIP,
MGCP,…), IP
Terminals, IP
PBXs
APIs mở (Parlay, Jain, CAMEL, SIP, AIN/INAP)
Báo hiệu (ISUP, MAP, RANAP, MGCP, MEGACO, SIP)
IP

Công nghệ chuyển mạch trong NGN và ứng dụng tại Việt Nam
Hình 1.3 Mô hình cấu trúc mạng NGN
• Lớp điều khiển và báo hiệu
Các giao thức, giao diện , báo hiệu, điều khiển kết nối rất đa dạng và còn đang
tiếp tục phát triển, chưa được chuẩn hóa nên rất phức tạp. Cần có thời gian theo dõi,
xem xét và cần đặc biệt quan tâm đến tính tương thích của các loại giao diện, giao
thức, báo hiệu khi lựa chọn thiết bị mới.
Lớp điều khiển là lớp trung tâm của hệ thống thực thi quá trình điều khiển,
giám sát và xử lý cuộc gọi nhằm cung cấp dịch vụ thông suốt từ đầu đến cuối với bất
cứ loại giao thức và báo hiệu nào. Lớp điều khiển bao gồm các hệ thống điều khiển
(Call controller) kết nối cuộc gọi giữa các thuê bao thông qua việc điều khiển các thiết
bị chuyển mạch (ATM+IP) của lớp truyền tải và các thiết bị truy nhập của lớp truy
nhập.
Lớp điều khiển thực thi giám sát các kết nối cuộc gọi giữa các thuê bao thông
qua việc điều khiển các thành phần của lớp truyền tải – Trasport Plane. Quá trình xử lý
và báo hiệu cuộc gọi về bản chất có nghĩa là xử lý các yêu cầu của thuê bao về việc
thiết lập và hủy bỏ cuộc gọi thông qua các bản tin báo hiệu. Lớp này còn có chức năng
Công nghệ chuyển mạch trong NGN và ứng dụng tại Việt Nam
kết nối cuộc gọi thuê bao với lớp ứng dụng – Service and Application Plane. Các chức
năng này sẽ được thực thi thông qua các thiết bị như Media Gateway Controller (hay
Call Agent hay Call Controller), các SIP Server hay Gatekeeper.
• Lớp ứng dụng/ dịch vụ
Lớp ứng dụng/ dịch vụ cung cấp các ứng dụng và dịch vụ như các dịch vụ
mạng thông minh IN (Intelligent Network), dịch vụ trả tiền trước, dịch vụ giá trị gia
tăng Internet cho khách hàng thông qua lớp điều khiển. Lớp này liên kết với lớp điều
khiển và báo hiệu thông qua các giao diện lập trình mở API – Application Programing
Interface. Nhờ giao diện mở này mà việc cập nhật, tạo mới và triển khai ứng dụng,
dịch vụ mạng trở nên vô cùng nhanh chóng và hiệu quả. Trên lớp này sử dụng các
thiết bị như: Appllication Server, Feature Server. Lớp này cũng có thể thực thi việc
điều khiển những thành phần đặc biệt như Media Server, một thiết bị được biết đến với

tập các chức năng như conferencing, IVR, xử lý tone…
• 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.
Lớp quản lý có nhiệm vụ cung cấp các chức năng giám sát các dịch vụ và khách
hàng, tính cước và các tác vụ quản lý khác. Nó có thể tương tác với bất kỳ hoặc cả ba
lớp trên thông qua các chuẩn công nghiệp như SNMP hoặc các chuẩn riêng và các API.
1.4. So sánh NGN và PSTN
Mạng điện thoại truyền thống – Mạng điện thoại công cộng (Public Switched
Telephone Network - PSTN) là mạng truyền thông dựa trên nền tảng kỹ thuật chuyển
mạch kênh (Circuit Switching) sử dụng công nghệ ghép kênh theo thời gian, nó đã
phát triển khá toàn diện về dung lượng, chất lượng và quy mô mạng lưới. Nói chung
mạng PSTN đáp ứng rất tốt nhu cầu về sử dụng dịch vụ thoại của khách hàng, nhưng
nó vẫn có nhiều vấn đề chưa giải quyết được tốt như việc cung cấp các dịch vụ mới
khác. Nói chung PSTN có nhiều nhược điểm:
Công nghệ chuyển mạch trong NGN và ứng dụng tại Việt Nam
-Chỉ truyền được các dịch vụ độc lập, tương ứng và từng mạng. Hầu hết các
dịch vụ này đều đã tồn tại nhiều năm qua, các dịch vụ hoàn toàn mới là rất ít. Sẽ rất
tốn kém khi phát triển và thử nghiệm các dịch vụ mới. Vì tập các dịch vụ hiện có đã
bao hàm hầu hết các khả năng mà một khách hàng có thể thực hiện trên các nút bấm
điện thoại của mình.
- Kiến trúc tổng đài độc quyền làm cho các nhà khai thác gần như phụ thuộc
hoàn toàn vào các nhà cung cấp tổng đài. Việc phát triển các dịch vụ mới cho nhà khai
thác hoàn toàn phụ thuộc vào hãng cung cấp thiết bị. Quá trình triển khai, cài đặt, thử
nghiệm và đưa vào hoạt động các dịch vụ mới thường tốn nhiều thời gian và chi phí
của cả hai bên….
-Hạn chế trong phát triển mạng: thông thường sơ đồ đấu nối của mạng tổng đài
chuyển mạch kênh là hình cây, thể hiện trên hình 1.4.
Cứ mỗi tổng đài mới được lắp thì nó phải được nối tới các tổng đài cấp cao hơn
với sơ đồ đấu nối phức tạp, mỗi hướng kết nối thì phải tạo riêng các luồng truyền dẫn

để kết nối với hai tổng đài. Điều này gây khó khăn cho việc đấu nối truyền dẫn. Mặt
khác khi bổ xung tổng đài mới thì lưu lượng thoại ở các trung kế kết nối các tổng đài
lớp trên ngày càng cao đến một lúc nào đó thì phải nâng cấp mở rộng dung lượng của
trung kế đó.
Mạng thế hệ sau NGN có thể được hiểu là mạng dựa trên mạng chuyển mạch
gói (Packet Switching Network) nơi mà chuyển mạch gói và các phần tử truyền thống
như bộ định tuyến, chuyển mạch và cổng được phân biệt một cách logic và vật lý theo
khả năng điều khiển thông minh dịch vụ hoặc cuộc gọi. Khả năng điều khiển thông
minh này thường hỗ trợ cho tất cả các loại dịch vụ trên mạng truyền thông chuyển
mạch gói, bao gồm mọi dịch vụ từ các dịch vụ thoại cơ bản đến các dịch vụ dữ liệu,
hình ảnh, đa phương tiện, băng rộng tiên tiến và các ứng dụng quản lý, nó có thể được
điều khiển các dịch vụ mà NGN cung cấp.

IMTs
(TDM-G711)
SCP
SCP
SCP
SCP
SCP
SCP
SCP
SCP
Local
switch
Local
switch
Toll/tandem
switch
Toll/tandem

switch
Toll/ tandem
switch
Toll/ tandem
switch
Toll/ tandem
switch
Toll/ tandem
switch
Local
switch
Local
switch
Enterprise
PBX
SS7 network
(ISUP/MTP)
SS7 network
(ISUP/MTP)
IMTs
(TDM-G711)
ISDN PRI/CAS
(TDM-G711)
POTS
Phone
POTS
Phone
PBX feature
Phone
POTS

Phone
Thiết bị khách hàng
Mạng

 

Công nghệ chuyển mạch trong NGN và ứng dụng tại Việt Nam
Hình 1.4 Cấu trúc mạng PSTN
Đặc điểm mạng chuyển mạch gói là sử dụng hệ thống lưu trữ rồi truyền (store-
and-forward system) tại các nút mạng. Thông tin được chia thành các phần nhỏ gọi là
gói, mỗi gói được thêm các thông tin điều khiển cần thiết cho quá trình truyền như là
địa chỉ nơi gửi, địa chỉ nơi nhận, …. Các gói tin đến các nút mạng được xử lý và lưu
trữ trong một thời gian nhất định rồi mới được truyền đến nút tiếp theo sao cho việc sử
dụng kênh có hiệu quả nhất. Trong mạng chuyển mạch gói không có kênh dành riêng
nào được thiết lập, băng thông của kênh logic giữa hai thiết bị đầu cuối thường không
cố định, và độ trễ thông tin lớn hơn mạng chuyển mạch kênh. Tuy nhiên nhờ sử dụng
một số giao thức mới kết hợp với chồng giao thức TCP/IP cho phép chúng ta thực hiện
các cuộc gọi qua mạng chuyển mạch gói ưu việt hơn hẳn so với điện thoại truyền
thống.
Ưu điểm lớn nhất của chuyển mạch kênh là thời gian trễ trong truyền thông tin
là rất nhỏ, do đó thích hợp cho việc truyền dẫn yêu cầu thời gian thực, truyền các lưu
lượng thoại có dự đoán trước, tuy nhiên khả năng đáp ứng nhu cầu về lưu lượng thông
tin cao thì mạng chuyển mạch kênh ngày càng cho thấy những hạn chế của nó.
Trong khi đó cùng với sự phát triển ngày càng hoàn thiện của công nghệ điện tử
và các phương thức thông tin cải tiến, mạng chuyển mạch gói ngày được hoàn thiện
Công nghệ chuyển mạch trong NGN và ứng dụng tại Việt Nam
hơn cả về chất lượng và độ trễ thông tin để có thể đáp ứng được các nhu cầu truyền
dẫn thời gian thực. Trong mạng mới các tổng đài TDM sẽ được thay thế bằng các tổng
đài chuyển mạch mềm. Kết nối với các softswitch là mạng chuyển mạch gói đa dịch
vụ IP/ATM/MPLS. Những lý do chính đó mà dẫn tới sự ra đời của mạng thế hệ sau

NGN là cần thiết.
1.5. Kết luận
Mạng NGN là mạng có cơ sở hạ tầng duy nhất dựa trên chuyển mạch gói, hội tụ
giữa di động và cố định, giữa thoại và số liệu, triển khai các dịch vụ một cách đa dạng
và nhanh chóng.
- NGN có cấu trúc phân lớp chức năng, giữa chúng là giao diện mở. Cho
phép NGN tách riêng các dịch vụ và mạng và có thể đưa chúng ra riêng biệt và phát
triển độc lập, mềm dẻo.
- Sử dụng công nghệ truyền dẫn tốc độ cao và có khả năng hỗ trợ QoS.
- Hỗ trợ đa giao thức, đa truy nhập.
- Cung cấp đa dịch vụ.
- Quản lý tập trung và thông minh.
Công nghệ chuyển mạch trong NGN và ứng dụng tại Việt Nam
Chương 2
TỔ CHỨC MẠNG NGN
2.1. Nguyên tắc tổ chức mạng NGN
Hiện nay mạng thế hệ sau vẫn đang trong quá trình hoàn thiện phát triển và
chuẩn hóa. Mạng thông tin thế hệ sau (NGN) có 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 hội tụ giữa thoại và số liệu, giữa cố định và di động.
Để tận dụng hết lợi thế đem đến từ quá trình hội tụ công nghệ và phát huy tối đa
hiệu suất sử dụng trong môi trường đa dịch vụ, mạng NGN được tổ chức dựa trên
những nguyên tắc cơ bản sau:
- Mạng có cấu trúc đơn giản
- Đáp ứng nhu cầu cung cấp các loại dịch vụ viễn thông phong phú và đa
dạng
- Nâng cao hiệu quả sử dụng, chất lượng mạng lưới và giảm chi phí khai thác,
bảo dưỡng
- Dễ dàng tăng dung lượng, phát triển dịch vụ mới
- Có độ linh hoạt và tính sẵn sàng cao, năng lực tồn tại mạnh

- Việc tổ chức mạng dựa trên số lượng thuê bao theo vùng địa lý và nhu cầu
phát triển dịch vụ, không tổ chức theo địa bàn hành chính mà tổ chức theo
vùng mạng hoặc vùng lưu lượng.
Với những nguyên tắc xây dựng cơ bản như trên, mạng NGN có
bốn đặc điểm chính:
- Nền tảng là hệ thống mạng mở
- Là mạng dịch vụ thúc đẩy, nhưng dịch vụ phải thực hiện độc lập với mạng
- Là mạng chuyển mạch gói, dựa trên một bộ giao thức thống nhất
- Là màng có dung lượng ngày càng tăng, tính thích ứng cao và đủ năng lực
để đáp ứng nhu cầu của người sử dụng.
Do áp dụng cơ cấu mở mà:
- Các khối chức năng của tổng đài truyền thống được chia thành các phần tử
mạng độc lập, các phần tử phân theo chức năng và phát triển một cách độc
lập.
Công nghệ chuyển mạch trong NGN và ứng dụng tại Việt Nam
- Giao diện và giao thức giữa các bộ phận phải dựa trên các tiêu chuẩn tương
ứng.
- Việc phân tách làm cho mạng viễn thông vốn có dần đi theo hướng mới,
những nhà kinh doanh có thể căn cứ vào nhu cầu dịch vụ để tự tổ hợp các
phần tử khi tổ chức mạng lưới. Việc tiêu chuẩn hóa giao thức các phần tử có
thể thực hiện nối thông các mạng có cấu hình khác nhau.
Mạng NGN là dịch vụ thúc đẩy, có đặc điểm:
- Chia tách dịch vụ với điều khiển cuộc gọi
- Chia tách cuộc gọi với truyền tải
- Mục tiêu chính của chia tách là làm cho dịch vụ thực sự độc lập với mạng,
thực hiện một cách linh hoạt và có hiệu quả việc cung cấp dịch vụ.
- Thuê bao có thể tự bố trí và xác định đặc trưng dịch vụ của mình, không
quan tâm đến mạng truyền tải dịch vụ và loại hình đầu cuối. Điều đó làm
cho việc cung cấp dịch vụ và ứng dụng có tính linh hoạt cao.
NGN là mạng chuyển mạch gói, giao thức thống nhất:

Những năm gần đây, với sự phát triển của công nghệ IP đặc biệt đang tiến đến
công nghệ MPLS, nhận thấy là các mạng viễn thông, mạng máy tính hay truyền hình
cáp trao đổi thông tin rồi sẽ tiến tới tích hợp trong một mạng IP thống nhất, đó là xu
thế tất yếu thường được gọi là "dung hợp ba mạng". Giao thức IP làm cho các dịch vụ
lấy IP làm cơ sở có thể thực hiện nối thông các mạng khác nhau.
Mặc dù trước đây, ATM từng được coi là nền tảng của mạng số đa dịch vụ
băng rộng, hay IP đạt được thành công lớn trên thị trường hiện nay, nhưng đều tồn tại
những nhược điểm khó khắc phục. Sự xuất hiện của công nghệ chuyển mạch nhãn đa
giao thức MPLS là sự lựa chọn cho cấu trúc mạng thông tin trong tương lai. MPLS sẽ
là nền tảng lý tưởng cho mạng đường trục tương lai.
NGN là mạng có dung lượng ngày càng tăng và tính thích ứng cao, có đủ
năng lực để đáp ứng nhu cầu người sử dụng.
Công nghệ chuyển mạch trong NGN và ứng dụng tại Việt Nam
Với việc sử dụng nền chuyển mạch gói và cấu trúc mở, NGN có khả năng cung
cấp rất nhiều loại hình dịch vụ, đặc biệt là các dịch vụ yêu cầu băng thông cao như
truyền thông đa phương tiện, truyền hình, giáo dục,…. Vì vậy dung lượng mạng phải
ngày càng tăng cao để đáp ứng nhu cầu người sử dụng, đồng thời mạng NGN cũng
phải có khả năng thích ứng với những mạng viễn thông đã tồn tại trước nó nhằm tận
dụng cơ sở hạ tầng mạng, dịch vụ và khách hàng sẵn có.
Các nhu cầu cung cấp các dịch vụ viễn thông hiện nay và các loại dịch vụ viễn
thông thế hệ sau được chia thành các nhóm bao gồm:
 Các dịch vụ cơ bản
 Các dịch vụ giá trị gia tăng
 Các dịch vụ truyền số liệu, Internet và công nghệ thông tin
 Đa phương tiện
Trên cơ sở nguyên tắc tổ chức như trên, các phương thức xây dựng, phát triển
mạng thế hệ sau NGN chia thành hai khuynh hướng:
(i). Phát triển các dịch vụ mới trên cơ sở mạng hiện tại tiến tới phát triển mạng NGN
Đây là xu hướng đối với những nới có:
 Mạng viễn thông đã và đang phát triển hiện đại hóa

 Các dịch vụ hiện tại đã phát triển trên cơ sở mạng hiện có
 Có các nhu cầu phát triển các dịch vụ mới
Mạng NGN được phát triển theo nhu cầu dịch vụ trên cơ sở mạng hiện tại
Sự phát triển dich vụ
S ự p h á t tr iể n m ạ ng
Các dịch vụ phát
triển tiếp theo
của mạng thế hệ
sau
Các dịch vụ phát
triển tiếp theo
của mạng thế hệ
sau
Các dịch vụ phát
triển tiếp theo của
mạng hiện tại
Các dịch vụ phát
triển tiếp theo của
mạng hiện tại
Các dịch vụ
hiện tại của
mạng hiện tại
Các dịch vụ
hiện tại của
mạng hiện tại
Công nghệ chuyển mạch trong NGN và ứng dụng tại Việt Nam
Hình 2.1 Xu hướng phát triển mạng và dịch vụ
(ii). Xây dựng mới mạng NGN
Mạng NGN được xây dựng với nhiệm vụ trước mắt là đảm bảo các nhu cầu về
dịch vụ mạng hiện nay.

Tiến tới tới phát triển các nhu cầu về dịch vụ mới
Các dịch vụ mới được triển khai trên mạng NGN
Đây là xu hướng phát triển của những nơi mạng viễn thông chưa được hiện đại
hóa, chưa bổ sung thêm nhiều các dịch vụ mới, các dịch vụ chỉ mang tính phổ thông
cơ bản. Chính sách xây dựng phát triển ở đây là xây dựng mới tiến thẳng đến mạng
NGN.
Công nghệ chuyển mạch trong NGN và ứng dụng tại Việt Nam
Hình 2.2 Xu hướng phát triển mạng và dịch vụ
2.2. Mô hình tổ chức mạng NGN của một số hãng
2.2.1 Mô hình NGN của Alcatel
Hình 2.3 Mô hình NGN của Alcatel
Mô hình NGN của Alcatel gồm 4 lớp :
- Lớp truy nhập và truyền tải
- Lớp trung gian
- Lớp điều khiển
- Lớp dịch vụ mạng
2.2.2 Mô hình NGN của Ericsson
Sự phát triển dich vụ
S ự p h á t tr iể n m ạ ng
Các dịch vụ phát
triển tiếp theo của
mạng thế hệ sau
Các dịch vụ phát
triển tiếp theo của
mạng thế hệ sau
Các dịch vụ hiện nay
của mạng hiện thế hệ
sau
Các dịch vụ hiện nay
của mạng hiện thế hệ

sau
Các dịch vụ hiện
nay của mạng hiện
tại
Các dịch vụ hiện
nay của mạng hiện
tại
Các
dịch vụ
mạng
độc lập
Các
dịch vụ
mạng
độc lập
Người sử
dụng
Người sử
dụng
Truy nhập từ xa
Truy nhập từ xa
Khách hàng
Khách hàng
Thiết bị mạng
đã có
Thiết bị mạng
đã có
Dịch vụ/ Báo
hiệu
Dịch vụ/ Báo

hiệu

Lớp truy nhập và truyền tải

Lớp truy nhập và truyền tải
trung gi
trung gi
Lớp điều khiển
Lớp điều khiển
Lớp dịch vụ
mạng
Lớp dịch vụ
mạng
Lớp trung gian
Công nghệ chuyển mạch trong NGN và ứng dụng tại Việt Nam
Hình 2.4 Cấu trúc NGN của Ericsson
Mạng NGN của Ericsson phân thành 3 lớp:
- Lớp dịch vụ/ điều khiển bao gồm các server có chức năng điều khiển các
cuộc gọi PSTN/ISDN và số liệu, cung cấp các dịch vụ mạng thông minh IN,
multimedia thời gian thực ….
- Lớp kết nối xử lý các thông tin người dùng, chuyển mạch và định tuyến lưu
lượng hay còn gọi là lớp vận chuyển.
- Lớp truy nhập đảm bảo khả năng truy nhập của thuê bao từ các mạng cố
định, vô tuyến cố định, di động và các mạng truy nhập khác.
M ạ n g đ ư ờ n g t r ục k ế t n ố i
SCP
Q U Ả N L Ý
Com
Server
H.323

HLR
Máy chủ
PSTN/
ISDN
Máy chủ
PLMN
MGW
Máy chủ ứng dụng IP
MGW
MGW
MGW
MGW
Mạng truy
nhập vô
tuyến
Mạng truy
nhập hữu
tuyến
PBX/LAN
intranet
Các mạng
điện thoại
khác
Các mạng
đa dịch
vụ/ IP
khác
Ứng dụng
Điều khiển