Nghiên cứu giao thức khởi tạo phiên SIP trong mạng NGN

Đồ án tốt nghiệp đại học Chương I. Tổng quan về mạng NGN
MỤC LỤC
Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt..............................................................................i
Lời nói đầu.........................................................................................................................1
Chương I. Tổng quan về mạng NGN..........................................................................3
1.1 Xu hướng phát triển công nghệ và các dịch vụ viễn thông....................................3
1.1.1 Xu hướng phát triển công nghệ viễn thông.....................................................3
1.1.1.1 Công nghệ truyền dẫn...............................................................................5
1.1.1.2 Công nghệ chuyển mạch..........................................................................6
1.1.1.3 Công nghệ mạng truy nhập.......................................................................9
1.1.2 Xu hướng phát triển của các dịch vụ viễn thông...........................................13
1.2 Mạng thế hệ sau ( Next Generation Network ).....................................................16
1.2.1 Định nghĩa NGN............................................................................................16
1.2.2 Cấu trúc mạng NGN......................................................................................16
1.2.2.1 Mô hình tham chiếu OSI........................................................................16
1.2.2.2 Mô hình cấu trúc phân lớp NGN............................................................18
1.2.3 Các phần tử trong mạng NGN.......................................................................19
1.2.3.1 Cấu trúc mạng NGN ( theo MSF )..........................................................19
1.2.3.2 Các phần tử trong mạng NGN................................................................19
1.3 Giải pháp và cấu trúc NGN của một số nhà cung cấp và các tổ chức..................20
quốc tế...................................................................................................................20
1.3.1 Mô hình của ALCATEL................................................................................21
1.3.2 Mô hình của CISCO......................................................................................22
1.3.3 Mô hình của Ericsson...................................................................................24
1.3.4 Mô hình mạng của Siemens...........................................................................26
1.3.5 Mô hình của ITU...........................................................................................27
1.3.6 Một số hướng nghiên cứu của IETF..............................................................28
1.3.7 Mô hình của MSF..........................................................................................29
1.3.8 Mô hình của ETSI..........................................................................................31
1.3.9 Mô hình NGN của VNPT..............................................................................33
Kết luận chương 1.......................................................................................................34

Chương II. Các giao thức báo hiệu trong mạng NGN............................................35
2.1 Giao thức MGCP..................................................................................................35
2.1.1 Thiết lập cuộc gọi..........................................................................................36
2.1.2 Mô hình cấu trúc hoạt động giao thức MGCP...............................................37
2.2 Giao thức Megaco /H248......................................................................................38
2.3 Giao thức BICC....................................................................................................39
Lữ Văn Thắng, D2001 VT
3
Đồ án tốt nghiệp đại học Chương I. Tổng quan về mạng NGN
2.4 Giao thức H.323...................................................................................................40
2.4.1 Giới thiệu.......................................................................................................40
2.4.2 Cấu trúc H.323...............................................................................................41
2.4.3 Thiết lập và huỷ cuộc gọi H.323....................................................................43
2.5 SIP........................................................................................................................44
2.5.1 Giới thiệu.......................................................................................................44
2.5.2 Các thành phần mạng....................................................................................45
2.5.3 Chức năng của SIP........................................................................................46
2.5.4 Cơ chế hoạt động trong SIP...........................................................................46
2.6 Giao thức báo hiệu SIGTRAN..............................................................................48
2.7 Hệ thống báo hiệu số 7.........................................................................................49
2.7.1 Vai trò và vị trí của hệ thống báo hiệu số 7..................................................49
2.7.2 Cấu trúc của hệ thống báo hiệu số 7..............................................................51
2.7.3 Các khái niệm cơ bản của hệ thống báo hiệu số 7.........................................51
2.7.4 Mối tương quan giữa CCS No.7 và OSI........................................................53
2.7.5 Giới hạn của hệ thống báo hiệu số 7..............................................................55
Kết luận chương 2.......................................................................................................55
Chương III. Giao thức khởi tạo phiên SIP...............................................................56
3.1 Giới thiệu giao thức SIP.......................................................................................56
3.1.1 Chức năng của SIP........................................................................................56
3.1.2 Các thành phần của hệ thống SIP..................................................................57

3.1.2.1 Các định nghĩa........................................................................................57
3.1.2.2 Các thành phần của kiến trúc SIP...........................................................58
3.1.3 Khái quát về hoạt động của SIP.....................................................................59
3.1.3.1 Địa chỉ SIP..............................................................................................59
3.1.3.2 Giao dịch SIP..........................................................................................59
3.1.3.3 Lời mời SIP............................................................................................60
3.1.3.4 Định vị người dùng.................................................................................61
3.1.3.5 Thay đổi một phiên hiện tại....................................................................62
3.1.4 Các loại bản tin SIP.......................................................................................62
3.1.4.1 Bản tin Request.......................................................................................63
3.1.4.2 Bản tin Respones....................................................................................66
3.1.5 Thân bản tin SIP ( SIP Message Body )........................................................67
3.1.5.1 Body Inclusion........................................................................................67
3.1.5.2 Kiểu thân bản tin ( Message Body Type )..............................................68
3.1.5.3 Độ dài thân bản tin ( Message Body Length )........................................68
Lữ Văn Thắng, D2001 VT
4
Đồ án tốt nghiệp đại học Chương I. Tổng quan về mạng NGN
3.1.6 Khuôn dạng thoả thuận ( Comfact From ).....................................................68
3.2 Định nghĩa các trường tiêu đề và mã trạng thái trong bản tin SIP........................69
3.2.1 Định nghĩa các trường tiêu đề.......................................................................69
3.2.1.1 Khuôn dạng trường tiêu đề......................................................................72
3.2.1.2 Các trường tiêu đề chung........................................................................73
3.2.1.3 Các trường tiêu đề thực thể....................................................................79
3.2.1.4 Các trường tiêu đề yêu cầu.....................................................................81
3.2.1.5 Các trường tiêu đề đáp ứng....................................................................82
3.2.2 Mã trạng thái..................................................................................................83
3.2.2.1 Informational 1xx...................................................................................83
3.2.2.2 Successful 2xx........................................................................................84
3.2.2.3 Redirection 3xx.......................................................................................84

3.2.2.4 Request Failure 4xx................................................................................85
3.2.2.5 Server Failure 5xx..................................................................................88
3.2.2.6 Global Farlures 6xx................................................................................89
3.3 Hoạt động của SIP Client và SIP Server..............................................................89
3.3.1 Yêu cầu..........................................................................................................89
3.3.2 Đáp ứng.........................................................................................................90
3.3.3 Địa chỉ nguồn, địa chỉ đích và các kết nối.....................................................91
3.3.4 Kết nối TCP...................................................................................................92
3.4 Hoạt động của UA ( User - Agent )......................................................................92
3.4.1 Phía gọi phát yêu cầu Intive yêu cầu.............................................................92
3.4.2 Phía bị gọi phát đáp ứng................................................................................93
3.4.3 Phía gọi nhận được đáp ứng ban đầu.............................................................93
3.4.4 Phía gọi hay bị gọi phát ra yêu cầu tiếp theo.................................................94
3.4.5 Nhận các yêu cầu tiếp theo............................................................................94
3.5 Hoạt động của SIP Proxy và Redirect Server.......................................................94
3.5.1 Redirect Server..............................................................................................94
3.5.2 UAS...............................................................................................................95
3.5.3 Proxy Server..................................................................................................95
3.5.4 Forking Proxy................................................................................................96
Kết luận chương 3.......................................................................................................97
Chương IV. Xây dựng chương trình mô phỏng một số hoạt động báo hiệu trên cơ
sở giao thức sip......................................................................................98
4.1 Các phương pháp mô phỏng ứng dụng trong nghiên cứu mạng viễn thông.........98
4.2 Giới thiệu công cụ mô phỏng mạng NS...............................................................99
Lữ Văn Thắng, D2001 VT
5
Đồ án tốt nghiệp đại học Chương I. Tổng quan về mạng NGN
4.2.1 Giới thiệu NS - 2............................................................................................99
4.2.2 Cơ chế hoạt động của phần mềm NS - 2.....................................................101
4.3 Xây dựng chương trình mô phỏng......................................................................102

Kết luận..........................................................................................................................103
Tài liệu tham khảo.........................................................................................................104
LỜI MỞ ĐẦU
Cùng với sự phát triển của xã hội về nhiều mặt, các ngành công nghiệp không
ngừng phát triển và ngành công nghiệp viễn thông cũng không là ngoại lệ. Nhu cầu sử
dụng của con người ngày càng tăng cả về số lượng và chất lượng: các dịch vụ đa
phương tiện mới xuất hiện ngày càng đa dạng và yêu cầu về chất lượng dịch vụ của
người sử dụng cũng ngày càng cao, khắt khe hơn; các ứng dụng yêu cầu băng thông
lớn, thời gian tương tác nhanh hơn.
Từ những yếu tố này dẫn đến tài nguyên mạng bị cạn kiệt nhanh chóng. Lúc này
mạng bắt đầu biểu hiện rõ các vấn đề như là: tốc độ mạng, khả năng mở rộng, quản lý
chất lượng dịch vụ, và đặc biệt là vấn đề tắc nghẽn xảy ra trong mạng. Truớc tình trạng
như vậy cần có các biện pháp để giải quyết khắc phục. Một số các công nghệ mạng đã
được đề xuất như ATM, FR, …, song người ta cũng cố gắng sửa đổi để có thể tận dụng
được những ưu điểm của giao thức IP. Bên cạnh những ưu điểm tuyệt vời như khả năng
định tuyến, giao thức IP cũng có không ít nhược điểm (như khả năng quản lý chất
lượng dịch vụ). Các nhà cung cấp mạng trong quá trình phát triển đã liên tục bổ sung
các giao thức, thuật toán mới (chẳng hạn các giao thức QoS như: RSVP, IntServ,
DiffServ, giao thức IPSec, RTP/RTCP hay là các thuật toán tăng tốc độ tìm kiếm địa chỉ
trong bảng định tuyến) để có thể khắc phục các nhược điểm của mạng IP. Song, khi nhu
cầu sử dụng dịch vụ của người sử dụng tăng lên cả về hình loại lẫn chất lượng thì mọi
sự bổ sung là không đủ và cần có những công nghệ mạng mới có bản chất khác đáp
ứng yêu cầu QoS tốt hơn.
Bên cạnh việc nâng cấp hạ tầng mạng cũ, các nhà cung cấp mạng cũng đã và
đang tiến hành xây dựng một mô hình mạng mới để có thể phục vụ cho tương lai, đó là
mạng thế hệ kế tiếp NGN (Next Generation Network). Mục tiêu của mô hình mạng này
là để gói hóa tất cả các dịch vụ. Rõ ràng là những vấn đề nảy sinh đối với các dịch vụ
Lữ Văn Thắng, D2001 VT
6
Đồ án tốt nghiệp đại học Chương I. Tổng quan về mạng NGN

gói trước đây thì không có nhiều, mà vấn đề chúng ta quan tâm đó là việc gói hóa dịch
vụ thoại.
Nhiều giao thức đã được phát triển để thực hiện mục đích này như là H323, SIP, …
Với những ưu thế vượt trội, SIP được xem là công nghệ đầy hứa hẹn để thay thế H323
và việc nghiên cứu các giao thức này là rất cần thiết đối với sinh viên, nhận thức được
điều đó em đã chọn hướng đề tài tốt nghiệp của mình là “ Nghiên cứu giao thức khởi
tạo phiên SIP trong mạng NGN ”.
Nội dung bản đồ án gồm bốn chương:
Chương I giới thiệu tổng quan về mạng NGN.
Chương II trình bày các giao thức báo hiệu trong mạng NGN.
Chương III trình bày cụ thể giao thức khởi tạo phiên SIP.
Chương IV tìm hiểu và xây dựng chương trình mô phỏng một số hoạt động báo
hiệu trên cơ sở giao thức SIP.
Do thời gian và trình độ bản thân còn nhiều hạn chế, bản đồ án khó có thể tránh
khỏi các sai xót. Em mong sẽ nhận được sự góp ý của các thầy, cô và các bạn để đồ án
được hoàn thiện hơn.
Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới TS. Nguyễn Tiến Ban, người đã tận tình
hướng dẫn em trong suốt quá trình làm đồ án này.
Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong khoa Viễn thông đã giúp đỡ em
trong thời gian qua.
Tôi xin gửi lời cảm ơn tới gia đình, bạn bè và người thân - những người đã giúp
đỡ động viên tôi trong quá trình học tập.
Ngày 25 tháng 10 năm 2005
Sinh viên thực hiện
Lữ Văn Thắng
Lữ Văn Thắng, D2001 VT
7
Đồ án tốt nghiệp đại học Chương I. Tổng quan về mạng NGN
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ MẠNG NGN

1.1 Xu hướng phát triển công nghệ và các dịch vụ viễn thông
1.1.1 Xu hướng phát triển công nghệ viễn thông
Trong quá trình phát triển, các động lực thúc đẩy sự tiến bộ của kỹ thuật viễn thông
là:
- Công nghệ điện tử với xu hướng phát triển hướng tới sự tích hợp ngày càng cao
của các vi mạch.
- Sự phát triển của kỹ thuật số.
- Sự kết hợp giữa truyền thông và tin học, các phần mềm hoạt động ngày càng
hiệu quả.
- Công nghệ quang làm tăng khả năng tốc độ và chất lượng truyền tin, chi phí
thấp,...
Với sự gia tăng cả về số lượng và chất lượng của các nhu cầu dịch vụ ngày càng
phức tạp từ phía khách hàng đã kích thích sự phát triển nhanh chóng của thị trường công
nghệ điện tử - tin học - viễn thông.
Những xu hướng phát triển công nghệ đã và đang tiếp cận nhau, đan xen lẫn nhau
nhằm cho phép mạng lưới thoả mãn tốt hơn các nhu cầu của khách hàng trong tương lai.
Thị trường viễn thông trên thế giới đang đứng trong xu thế cạnh tranh và phát triển
hướng tới mạng viễn thông toàn cầu tạo ra khả năng kết nối đa dịch vụ trên phạm vi
toàn thế giới.
Xu hướng phát triển công nghệ điện tử - viễn thông - tin học ngày nay trên thế giới
được ITU - T thể hiện một cách tổng quát trong hình 1.1, các dịch vụ thông tin được
chia thành hai xu thế:
+ Hoạt động kết nối định hướng
+ Hoạt động không kết nối
Công nghệ ATM phát triển cho phép phát triển các dịch vụ băng rộng và nâng cao
chất lượng dịch vụ. Trong khi đó sự ra đời của công nghệ IP đã nâng cao độ tin cậy và
sự đa dạng dịch vụ.
Lữ Văn Thắng, D2001 VT
8
Đồ án tốt nghiệp đại học Chương I. Tổng quan về mạng NGN

Hình 1.1 Các xu hướng phát triển trong công nghệ mạng
Hai xu hướng phát triển này dần tiệm cận và hội tụ với nhau tiến tới ra đời công
nghệ ATM/IP ( Asynchronous Transfer Mode/Internet Protocol ).
Lữ Văn Thắng, D2001 VT
9
Cạnh tranh
với CO
IP
CL
CO
ATM
PSTN/ISDN
Môi trường viễn
thông
QoS không được
đảm bảo
QoS được đảm bảo
QoS cao
Sự phát triển dịch vụ
Các dịch vụ phát
triển tiếp theo của
mạng hiện tại
Các dịch vụ phát
triển tiếp theo của
mạng thế hệ mới
Các dịch vụ hiện nay
của mạng hiện tại

Các dịch vụ hiện nay
của mạng thế hệ

mới
Sự phát triển mạng
IEC và LEC
truyền thống
Xen kẽ CLEC,
ISP, P ,…
Hình 1.2 Xu hướng phát triển mạng và dịch vụ
Đồ án tốt nghiệp đại học Chương I. Tổng quan về mạng NGN
Sự phát triển mạnh mẽ của nhu cầu dịch vụ và các công nghệ mới tác động trực
tiếp đến sự phát triển cấu trúc mạng.
1.1.1.1 Công nghệ truyền dẫn
Khởi đầu của công nghệ truyền dẫn là truyền thoại trên các sợi cáp đồng.Với công
nghệ dùng cáp đồng, dịch vụ mạng cung cấp chủ yếu là thoại tương tự.
Khi nhu cầu dịch vụ băng rộng xuất hiện ngày càng nhiều và chất lượng đòi hỏi
cũng cao hơn, nhưng công nghệ truyền dẫn cũ lại không thể đáp ứng.
Hiện nay, mạng là sự kết hợp của nhiều mạng dựa trên những công nghệ khác
nhau. Ngoài cung cấp các dịch vụ băng rộng, mạng còn có xu hướng tạo ra một mạng
đồng nhất có khả năng cung cấp đa dịch vụ, dựa trên công nghệ IP/ATM và TDM. Đó là
mạng thế hệ sau NGN ( Next Generation Network ).
Dưới đây là một số công nghệ truyền dẫn chủ yếu được dùng trong mạng NGN.
a) Cáp quang
Kỹ thuật quang đã được phát triển rất mạnh, hiện nay trên 60 % lưu lượng thông
tin được truyền đi trên toàn thế giới được truyền trên mạng quang.
Công nghệ truyền dẫn quang SDH ( Synchronous Digital Hierarchy ) cho phép tạo
nên các đường truyền dẫn tốc độ cao ( 155Mb/s, 622Mb/s, 2.5 Gb/s ) với khả năng vu
hồi bảo vệ của các mạng vòng đã được sử dụng rộng rãi ở nhiều nước và ở Việt nam .
Kỹ thuật ghép bước sóng WDM ( Wave Division Multiplexing ) đang đóng một
vai trò ngày càng quan trọng trong việc đáp ứng các nhu cầu về dung lượng tăng lên
trong tương lai với chi phí chấp nhận được. WDM cho phép sử dụng độ rộng băng tần
rất lớn của sợi quang bằng cách kết hợp một số các tín hiệu ghép kênh theo thời gian với

độ dài các bước sóng khác nhau và ta có thể sử dụng được các cửa sổ không gian, thời
gian và độ dài bước sóng. Công nghệ WDM cho phép nâng tốc độ các truyền dẫn lên 5
Gb/s, 10 Gb/s và 20 Gb/s.
b) Vô tuyến
VIBA: Công nghệ truyền dẫn SDH cũng phát triển trong lĩnh vực VIBA, nhưng
chất lượng truyền dẫn không cao so với công nghệ truyền dẫn quang. Các thiết bị VIBA
SDH hiện nay trên thị trường có tốc độ n x STM-1.
Vệ tinh, có hai loại:
Lữ Văn Thắng, D2001 VT
10
Đồ án tốt nghiệp đại học Chương I. Tổng quan về mạng NGN
− LEO: Low Earth Orbit - Vệ tinh quỹ đạo thấp.
− MEO: Medium Earth Orbit - Vệ tinh quỹ đạo trung bình.
Thị trường thông tin vệ tinh trong khu vực đã có sự phát triển mạnh trong những
năm gần đây và còn tiếp tục trong các năm tới. Các loại hình dịch vụ vệ tinh đã rất phát
triển như: truy nhập Internet, các dịch vụ băng rộng, ... Ngoài các ứng dụng phổ biến đối
với nhu cầu thông tin quảng bá, viễn thông nông thôn, với sự kết hợp sử dụng các ưu
điểm của công nghệ CDMA ( Code Division Multi Access ), thông tin vệ tinh ngày càng
có xu hướng phát triển đặc biệt trong lĩnh vực thông tin di động, thông tin cá nhân, ...
1.1.1.2 Công nghệ chuyển mạch
a) Công nghệ chuyển mạch TDM
Trong mạng viễn thông sử dụng công nghệ TDM thông thường thì lưu lượng thoại
được vận chuyển qua các tổng đài nội hạt, các tổng đài chuyển tiếp và cuối cùng là
mạng đường trục TDM. Mạng điện thoại là ví dụ điển hình sử dụng công nghệ TDM,
trong đó mỗi kênh được dành riêng cho một kênh vật lý. Với chuyển mạch kênh, một
đường truyền thông dành riêng được thiết lập trước khi truyền dữ liệu, chính vì vậy hiệu
quả sử dụng chuyển mạch kênh không cao, bởi vì dung lượng kênh được dành ngay cả
khi không có số liệu truyền đi. Ngoài ra, đối với chuyển mạch sử dụng công nghệ TDM
tốc độ truyền dữ liệu là không đổi giữa hai cổng truyền thông.
b) Công nghệ ATM

Các công nghệ chuyển mạch trước đây và đang sử dụng phổ biến hiện nay không
thoả mãn được đa phương tiện, đa dịch vụ băng rộng tương lai. Những dịch vụ này bao
gồm video theo yêu cầu, hội nghị truyền hình, điện thoại thấy hình và truyền số liệu tốc
độ cao.
ATM là một công nghệ chuyển mạch hướng kết nối, tốc độ cao, dựa trên cơ sở
phương pháp chuyển mạch gói. ATM nhận thông tin ở nhiều dạng khác nhau như thoại,
số liệu, video và cắt ra thành nhiều phần nhỏ gọi là tế bào. Mỗi tế bào có chiều dài cố
định ngắn, bao gồm trường thông tin người sử dụng và trường tiêu đề trong. Vị trí của
gói chủ yếu không phụ thuộc vào đồng hồ đồng bộ mà dựa trên nhu cầu bất kỳ của kênh
cho trước. Mỗi một tế bào có thể truyền tại tốc độ 155 Mbit/s, 622 Mbit/s hoặc lớn hơn
trên các mạng truyền dẫn SDH.
Lữ Văn Thắng, D2001 VT
11
Đồ án tốt nghiệp đại học Chương I. Tổng quan về mạng NGN
Các chuyển mạch ATM cho phép hoạt động với nhiều tốc độ và dịch vụ khác nhau.
Các hệ thống chuyển mạch ATM sẽ được thiết kế chế tạo để có khả năng kết nối làm
việc với các mạng hiện tại. Hiện nay, cơ sở hạ tầng viễn thông của các nước gồm có các
mạng sau: Telex, PSTN, N - ISDN, đường kênh thuê ( leased lines ), mạng truyền hình
cáp, ... Vì vậy cần có sự kết nối giữa hệ thống ATM mới và hệ thống cũ.
c) Chuyển mạch IP
IP là kiến trúc của mạng Internet. Trong kiến trúc này, IP đóng vai trò lớp 3. IP định
nghĩa cơ cấu đánh số, cơ cấu chuyển tin, cơ cấu định tuyến và các chức năng điều khiển ở
mức thấp ( ICMP ). Gói tin IP gồm địa chỉ của bên nhận; địa chỉ là một số duy nhất trong
toàn mạng và mang đầy đủ thông tin cần cho việc chuyển gói tin tới đích.
Cơ cấu định tuyến có nhiệm vụ tính toán đường đi tới các nút trong mạng. Do vậy,
cơ cấu định tuyến phải được cập nhật các thông tin về topo mạng, thông tin về nguyên tắc
chuyển tin và nó phải có khả năng hoạt động trong môi trường mạng gồm nhiều nút. Kết
quả tính toán của cơ cấu định tuyến được lưu trong các bảng chuyển tin ( forwarding table
) chứa thông tin về chặng tiếp theo để có thể gửi gói tin tới hướng đích.
Dựa trên các bảng chuyển tin, cơ cấu chuyển tin chuyển mạch các gói IP hướng tới

đích. Phương thức chuyển tin truyền thống là theo từng chặng một. Ở cách này, mỗi nút
mạng tính toán bảng chuyển tin một cách độc lập. Phương thức này, do vậy, yêu cầu kết
quả tính toán của phần định tuyến tại tất cả các nút phải nhất quán với nhau. Sự không
thống nhất của kết quả sẽ dẫn tới việc chuyển gói tin sai hướng, điều này đồng nghĩa với
việc mất gói tin.
Kiểu chuyển tin theo từng chặng hạn chế khả năng của mạng. Ví dụ, với phương
thức này, nếu các gói tin chuyển tới cùng một địa chỉ mà đi qua cùng một nút thì chúng sẽ
được truyền qua cùng một tuyến tới điểm đích. Điều này khiến mạng không thể thực hiện
một số chức năng khác như định tuyến theo đích, theo loại dịch vụ, ...
Tuy nhiên, bên cạnh đó, phương thức định tuyến và chuyển tin này nâng cao độ tin
cậy cũng như khả năng mở rộng của mạng. Giao thức định tuyến động cho phép mạng
phản ứng lại với sự cố bằng việc thay đổi tuyến khi router biết được sự thay đổi về topo
mạng thông qua việc cập nhật thông tin về trạng thái kết nối. Với các phương thức như
CIDR ( Classless Interdomain Rouing ), kích thước của bảng chuyển tin được duy trì ở
Lữ Văn Thắng, D2001 VT
12
Đồ án tốt nghiệp đại học Chương I. Tổng quan về mạng NGN
mức chấp nhận được, và do việc tính toán định tuyến đều do các nút tự thực hiện, mạng
có thể được mở rộng mà không cần thực hiện bất kì một thay đổi nào.
Tóm lại, IP là một giao thức chuyển mạch gói có độ tin cậy và khả năng mở rộng
cao. Tuy nhiên việc điều khiển lưu lượng rất khó thực hiện do phương thức định tuyến
theo từng chặng. Ngoài ra, IP cũng không hỗ trợ chất lượng dịch vụ.
d) Công nghệ chuyển mạch MPLS
Trong những năm gần đây, ngành công nghiệp viễn thông đã và đang tìm một
phương thức chuyển mạch có thể phối hợp ưu điểm của IP ( như cơ cấu định tuyến ) và
của ATM ( như thông lượng chuyển mạch ). Mô hình IP - over - ATM của IETF coi IP
như một lớp nằm trên lớp ATM và định nghĩa các mạng con IP trên nền mạng ATM.
Phương thức tiếp cận xếp chồng này cho phép IP và ATM hoạt động với nhau mà không
cần thay đổi giao thức của chúng. Tuy nhiên, cách này không tận dụng được hết khả năng
của ATM như đảm bảo chất lượng dịch vụ của ATM. Ngoài ra, cách tiếp cận này không

thích hợp với mạng có nhiều router và không thật hiệu quả trên một số mặt.
Công nghệ MPLS là kết quả phát triển của nhiều công nghệ chuyển mạch IP sử dụng
cơ chế hoán đổi nhãn như của ATM để tăng tốc độ truyền gói tin mà không cần thay đổi
các giao thức định tuyến của IP.
MPLS tách rời chức năng của IP router ra làm hai phần riêng biệt: chức năng chuyển
gói tin và chức năng điều khiển. Phần chức năng chuyển gói tin, với nhiệm vụ gửi gói tin
giữa các IP router, sử dụng cơ chế hoán đổi nhãn tương tự như của ATM. Trong MPLS,
nhãn là một số có độ dài cố định và không phụ thuộc vào lớp mạng. Kĩ thuật hoán đổi
nhãn về bản chất là việc tìm nhãn của một gói tin trong một bảng các nhãn để xác định
tuyến của gói tin và nhãn mới của nó. Việc này đơn giản hơn nhiều so với việc xử lý gói
tin theo kiểu thông thường, và do vậy cải thiện khả năng của thiết bị. Các router sử dụng
kĩ thuật này được gọi là LSR ( Label Switching Router ). Phần chức năng điều khiển của
MPLS bao gồm các giao thức định tuyến lớp mạng với nhiệm vụ phân phối thông tin giữa
các LSR, và thủ tục gán nhãn để chuyển thông tin định tuyến thành các bảng định tuyến
cho việc chuyển mạch. MPLS có thể hoạt động với các giao thức định tuyến internet khác
nhau như OSPF ( Open Shortest Path First ) và BGP ( Border Gateway Protocol ). Do
MPLS hỗ trợ việc điều khiển lưu lượng và cho phép thiết lập tuyến cố định, việc đảm bảo
Lữ Văn Thắng, D2001 VT
13
Đồ án tốt nghiệp đại học Chương I. Tổng quan về mạng NGN
chất lượng dịch vụ của các tuyến là hoàn toàn khả thi. Đây là một tính năng vượt trội của
MPLS so với các giao thức định tuyến cổ điển.
Công nghệ MPLS cũng khiến việc quản lý mạng được dễ dàng hơn. Do MPLS quản
lý việc chuyển tin theo các luồng thông tin, các gói tin thuộc một FEC ( Forwarding
Equivalence Class ) có thể được xác định bởi giá trị của nhãn.
Tóm lại, MPLS là một công nghệ chuyển mạch IP có nhiều triển vọng. Với tính chất
của cơ cấu định tuyến của mình, MPLS có khả năng nâng cao chất lượng dịch vụ mạng IP
truyền thống. Bên cạnh đó, thông lượng của mạng sẽ được cải thiện một cách rõ rệt. Tuy
nhiên, độ tin cậy là một vấn đề thực tiễn có thể khiến việc triển khai MPLS trên mạng
Internet bị chậm lại.

e) Công nghệ chuyển mạch quang
Các kết quả nghiên cứu ở mức thử nghiệm đang hướng tới việc chế tạo các chuyển
mạch quang. Trong tương lai sẽ có các chuyển mạch quang phân loại theo nguyên lý
như sau: chuyển mạch quang phân chia theo không gian, chuyển mạch quang phân chia
theo thời gian, chuyển mạch quang phân chia theo độ dài bước sóng.
Khi chuyển mạch quang được đưa vào sử dụng, tốc độ chuyển mạch sẽ tăng lên rất
nhiều so với các thiết bị chuyển mạch sử dụng mạch điện tử, do đó sẽ đáp ứng tốt hơn
các dịch vụ trong tương lai.
1.1.1.3 Công nghệ mạng truy nhập
Trong vài thập kỷ qua, quan điểm truyền thống đối với đường dây thuê bao đã thay
đổi do nhu cầu truy nhập các dịch vụ tiên tiến - yêu cầu chất lượng dịch vụ cao, thời
gian đáp ứng sửa chữa cung cấp dịch vụ, giảm chi phí vận hành. Các phương pháp truy
nhập đa kênh bao gồm : TDMA, FDMA, CDMA. Các kỹ thuật truy nhập này có thể kết
hợp sử dụng với các kỹ thuật khác. Các dịch vụ tiên tiến có nhu cầu truy nhập thông qua
mạng nội hạt bao gồm: các dịch vụ băng rộng, mạng nội bộ, ISDN tốc độ cơ bản, hội
nghị truyền hình, kết nối LAN/LAN tại tốc độ 2Mbit/s và tại tốc độ cao hơn,...
a) Mạng truy nhập quang
Mạng đa truy nhập sử dụng kỹ thuật ghép bước sóng là mạng sử dụng bước sóng
một cách hiệu quả bằng cách truyền đồng thời nhiều tín hiệu quang ở các bước sóng
khác nhau trên cùng một sợi quang. Một trong các ứng dụng đầu tiên của ghép kênh
Lữ Văn Thắng, D2001 VT
14
Đồ án tốt nghiệp đại học Chương I. Tổng quan về mạng NGN
theo bước sóng WDM là việc sử dụng các bộ ghép bước sóng trong mạng quang thụ
động. Cấu trúc mạng quang thụ động cũng có thể được sử dụng để truyền các dịch vụ
băng rộng như truyền hình cáp CATV, truyền hình có độ nét cao ( HDTV ) và ISDN
băng rộng cũng như các dịch vụ thoại nhờ kỹ thuật ghép bước sóng. Mạng quang này
được gọi là mạng quang thụ động băng rộng. Mỗi một bước sóng quang có thể được sử
dụng cho các dịch vụ khác nhau hoặc cũng có thể dành riêng cho một thuê bao.
Mạng đa truy nhập sử dụng kỹ thuật ghép bước sóng ( WDMA ) được chia làm hai

loại chính là: mạng WDMA đơn bước ( hay còn gọi là các mạng WDMA quang hoá
hoàn toàn ) và mạng WDMA đa bước.
Các mạng đa truy nhập phân chia sóng mang phụ. Mạng sử dụng kỹ thuật này
được chia làm hai loại là mạng đơn kênh và mạng đa kênh.
b) Mạng truy nhập vô tuyến
Kỹ thuật vô tuyến phát triển dựa trên kỹ thuật số tạo khả năng phát triển các dịch
vụ phi thoại, đưa lại chất lượng tốt, dung lượng lớn, độ tin cậy và tính bảo mật cao.
Những loại hình thông tin vô tuyến phát triển mạnh nhất hiện nay là thông tin vô
tuyến cố định ( WLL - Wireless Local Loop ) và thông tin vô tuyến di động. Các kỹ
thuật truy nhập khác nhau là: TDMA và CDMA.
Xu hướng phát triển chính của kỹ thuật truy nhập vô tuyến trong tương lai là ngày
càng nâng cao chất lượng truyền dẫn, dung lượng, độ tin cậy và có thể truyền được
thoại và các dịch vụ số băng rộng.
Ứng dụng của kỹ thuật truy nhập vô tuyến WLL: truy nhập vô tuyến WLL rất linh
hoạt và có thể được sử dụng với các mục đích khác nhau:
- Triển khai nhanh chóng tại những nơi có địa hình hiểm trở, phức tạp; không có
khả năng lắp đặt tuyến cáp từ tổng đài tới thuê bao.
- Sử dụng tại những khu vực có dân cư thưa thớt, khoảng cách giữa thuê bao và tổng
đài lớn, địa hình phức tạp. Việc lắp đặt các tuyến cáp truy nhập tại những vùng này
có chi phí rất lớn và do đó truy nhập vô tuyến là giải pháp tốt nhất và hiệu quả nhất.
Giải pháp truy nhập vô tuyến WLL là điển hình ở khu vực nông thôn.
- Lắp đặt thuê bao nhanh chóng chỉ trong vòng vài ngày tại những thuê bao đặc
biệt.
- Cung cấp cho các sự kiện đặc biệt như thể thao, triển lãm, ...
Lữ Văn Thắng, D2001 VT
15
Đồ án tốt nghiệp đại học Chương I. Tổng quan về mạng NGN
- WLL có những lợi thế hơn hẳn so với mạng truy nhập cáp đồng truyền thống ở
nhiều khía cạnh:
+ Lắp đặt triển khai nhanh chóng.

+ Không cần nhân công xây dựng và đi dây tới thuê bao do đó giảm được chi
phí lắp đặt và bảo dưỡng.
+ Dễ dàng thay đổi lại cấu hình, lắp đặt lại vị trí của thuê bao một cách nhanh
chóng và dễ dàng. Nếu như hệ thống WLL không còn thấy cần thiết nữa thì
thiết bị của hệ thống có thể dễ dàng chuyển tới lắp đặt ở vị trí mới.
+ Trong những môi trường thuận lợi nhất định chẳng hạn như ở khu vực
nông thôn thì chi phí lắp đặt của hệ thống truy nhập vô tuyến WLL giảm
hơn so với truy nhập cáp đồng, đó là chưa kể đến chi phí vận hành và bảo
dưỡng cũng thấp hơn nhiều.
- Tuy nhiên kỹ thuật truy nhập vô tuyến WLL cũng có những nhược điểm:
+ Dung lượng bị giới hạn theo dải phổ được cung cấp.
+ Chất lượng bị suy giảm phụ thuộc nhiều vào môi trường truyền dẫn. Nhiễu
và suy hao vô tuyến là vấn đề cần được quan tâm trong hệ thống vô tuyến.
+ Truy nhập vô tuyến đòi hỏi phải có nguồn nuôi cho thuê bao. Điều này đã
góp phần làm tăng thêm chi phí của thiết bị đầu cuối.
+ Vấn đề bảo mật cần phải được quan tâm đúng mức vì đối với các hệ thống truy
nhập vô tuyến nếu không mã hoá thông tin thì việc nghe trộm là rất dễ dàng.
c) Các phương thức truy nhập cáp đồng
Một hướng phát triển truy nhập tốc độ cao từ thuê bao đến tổng đài không dùng
cáp quang mà dùng chính trên đôi cáp đồng truyền thống, vì những lý do khác nhau mà
truy nhập cáp đồng vẫn luôn và sẽ tồn tại.
- HDSL ( High Bit - rate Digital Subscriber Line - Đường dây thuê bao số tốc độ
cao ), sử dụng công nghệ VLSI trong những thiết bị đầu cuối HDSL. Công nghệ tiên tiến
này cho phép HDSL được lắp đặt vào mạch cáp đôi. HDSL là một luồng số không lặp
tốc độ truyền dẫn 1,536 Mbit/s. HDSL ở dạng cơ bản chỉ phù hợp cho những khoảng
cách ngắn. Tuy nhiên, xây dựng bộ lặp HDSL sẽ làm tăng khoảng cách hoạt động.
Lữ Văn Thắng, D2001 VT
16
Đồ án tốt nghiệp đại học Chương I. Tổng quan về mạng NGN
- ADSL ( Asymmetric Digital Subscriber Line - Đường dây thuê bao số không

đối xứng ) là một công nghệ mới. ADSL có tốc độ 1,536 Mbit/s đơn công, hướng về
thuê bao, một kênh đơn công số liệu và điều khiển tốc độ thấp hướng về tổng đài, dịch
vụ POST song công, tất cả trên một đôi cáp. Tốc độ đường truyền thực sự đối với
ADSL là gần 1,6 Mbit/s để cung cấp tín hiệu điều khiển và tiêu đề. ADSL là công nghệ
không sử dụng bộ lặp. Tính bất đối xứng của ADSL giới hạn những ứng dụng của nó
trong một thị trường viễn thông nhất định, cụ thể là thị trường dân cư. ADSL được thiết
kế để chuyển tải những loại ứng dụng nhất định đến hộ thuê bao dân cư, gồm có:
Truyền hình giáo dục từ xa, Đa phương tiện, Số liệu tốc độ cao (tới 1,546 Mbit/s),
Video giải trí quảng bá và phim theo yêu cầu, ...
d) Xu hướng phát triển mạng truy nhập băng rộng
Trong mạng truy nhập băng rộng mục tiêu, tất cả các dịch vụ băng hẹp sẽ được kết
hợp vào cùng một đường truy nhập như là đối với các dịch vụ băng rộng, nhưng trong
quá trình phát triển những dịch vụ này có thể được truy nhập riêng biệt. Ba cấu trúc cho
mạng truy nhập được sử dụng trong các doanh nghiệp là: truy nhập riêng biệt cho băng
rộng; truy nhập kiểu ghép kênh; truy nhập mục tiêu.
e) Truy nhập riêng biệt cho băng rộng
Theo phương pháp này các dịch vụ băng rộng được đưa tới khách hàng qua đường
truy nhập riêng biệt tới tổng đài nội hạt ATM. Như vậy sẽ không có sự ảnh hưởng nào tới
các dịch vụ mạng hiện tại. Sử dụng kỹ thuật truy nhập riêng biệt tới mỗi một mạng tạo
điều kiện thuận lợi hơn cho nhà khai thác trong việc giới thiệu các dịch vụ băng rộng cho
bất cứ ai và bất cứ khi nào xuất hiện nhu cầu hoặc là khi có quyết định về mặt chính sách
trong việc cung cấp các dịch vụ. Nó cũng có thể được dựa trên các kỹ thuật sớm nhất của
ATM. Tuy nhiên, điều này sẽ dẫn tới việc phức tạp đa chủng loại của mạng.
Ưu điểm của phương pháp này là chi phí ban đầu thấp; khả năng tạo ra lợi nhuận
sớm; không bị ảnh hưởng bởi mạng truy nhập băng hẹp; cho phép sớm giới thiệu ATM
đầu cuối - đầu cuối ( end - to - end ATM connectivity ).
Tuy nhiên nó cũng có một số nhược điểm như sự kết hợp giữa các dịch vụ mới và
các dịch vụ đang tồn tại là khó khăn, việc vận hành và bảo dưỡng mạng phức tạp.
f) Hệ thống truy nhập kiểu ghép kênh
Lữ Văn Thắng, D2001 VT

17
Đồ án tốt nghiệp đại học Chương I. Tổng quan về mạng NGN
Phương pháp này sử dụng một luồng truy nhập băng rộng đơn nhất tới khách hàng
để truyền tải đồng thời các dịch vụ băng hẹp và ATM. Với kỹ thuật ghép kênh ATM tất
cả các dịch vụ được truyền trên ghép kênh ATM và các dịch vụ băng hẹp được tách ra
khi đi tới khách hàng.
Ưu điểm của phương pháp này là chi phí ban đầu chấp nhận được; có khả năng tạo
ra lợi nhuận nhanh; có khả năng sớm giới thiệu ATM đầu cuối - đầu cuối ( end - to - end
); bước đầu đơn giản hoá việc vận hành và quản lý mạng nội hạt.
Nhược điểm của phương pháp ghép kênh ATM là cuộc đàm thoại tới và từ ATM
cho các dịch vụ băng hẹp có thể bị trễ.
g) Truy nhập mục tiêu
Phương pháp này giúp cho khách hàng sử dụng đầy đủ nhất thiết bị ATM của mình
bằng cách tạo khả năng truy nhập ATM đầy đủ vào một tổng đài ATM. Ưu điểm của
các phương pháp truy nhập mục tiêu là khả năng hướng tới mạng truy nhập mục tiêu
nhanh hơn và thu lợi nhuận lớn nhất; linh hoạt nhất cho khách hàng; đơn giản nhất trong
việc vận hành và bảo dưỡng mạng truy nhập thuê bao. Tuy nhiên chi phí ban đầu cao do
sự cần thiết phải có các tổng đài gateway cho các mạng phi ATM, và các giao diện
( giữa các thiết bị phi ATM và thiết bị ATM ).
1.1.2 Xu hướng phát triển của các dịch vụ viễn thông
Mạng viễn thông số liên kết đa dịch vụ cung cấp một số lượng lớn các loại hình
dịch vụ khác nhau. Mạng không chỉ hỗ trợ cho các ứng dụng thoại và truyền số liệu có
sẵn mà còn có khả năng cung cấp thêm nhiều loại dịch vụ mới.
Các dịch vụ của mạng bao gồm:
- Dịch vụ Fax
- Dịch vụ Teletext
- Dịch vụ Videotext
Ngày nay nhu cầu đối với các dịch vụ băng rộng tăng lên không ngừng. Cùng với
sự đã và đang phát triển vượt bậc của công nghệ truyền dẫn, chuyển mạch, công nghệ
xử lý ảnh, xử lý tín hiệu, các ứng dụng phần mềm xử lý ngày càng phong phú và sự kết

hợp giữa công nghiệp viễn thông và tin học ngày càng tăng. Do đó cần thiết phải tạo ra
một mạng mềm dẻo nhằm đáp ứng nhu cầu của các đối tượng sử dụng lẫn các nhà khai thác.
Lữ Văn Thắng, D2001 VT
18
Đồ án tốt nghiệp đại học Chương I. Tổng quan về mạng NGN
Khi mạng có dung lượng đủ lớn để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng nhanh của
khách hàng thì phạm vi các loại hình dịch vụ mà nó có thể hỗ trợ cũng tăng lên.
ITU - T phân tích các dịch vụ băng rộng làm hai loại đó là các loại dịch vụ tương
tác và các dịch vụ phân bố:
− Các dịch vụ tương tác
− Các dịch vụ phân bố
Một cách khác nữa để phân chia các loại dịch vụ băng rộng, đó là:
− Các dịch vụ phục vụ cho việc kinh doanh
− Các dịch vụ thông thường phục vụ cho các hộ thuê bao
Bảng 1.1 Các ứng dụng có triển vọng trong tương lai khi triển khai mạng băng rộng
CÁC DỊCH VỤ
PHỤC VỤ KINH DOANH
CÁC DỊCH VỤ THÔNG THƯỜNG
PHỤC VỤ CÁC HỘ THUÊ BAO
Dịch vụ truyền hình ảnh tốc độ cao Dịch vụ phân bố tín hiệu video
Tự động thiết kế (CAD/CAM/CAE) Dịch vụ quảng bá TV/HDTV
Tư vấn, chiếu chụp y khoa Dịch vụ quảng bá giáo dục từ xa
Chế bản, xử lý ảnh Các dịch vụ video trả tiền theo lần xem
Trao đổi các hình ảnh đồ hoạ có độ
phân giải cao
Dịch vụ video theo yêu cầu
Dịch vụ quảng cáo, chào hàng qua video
Mua hàng từ xa
Đa phương tiện tương tác
Giáo dục từ xa có tương tác

Hội thảo từ xa
Phối hợp trong công tác xuất bản.
Các dịch vụ tư vấn
Thực tại ảo
Điện thoại đa phương tiện
Các dịch vụ dùng chung tài nguyên
Đa phương tiện tương tác
Thư điện tử đa phương tiện
Các dịch vụ 700, 800, 900 đa phương tiện
Giáo dục tương tác từ xa
Dịch vụ Internet có hỗ trợ đa phương tiện
Các trò chơi điện tử tương tác
Điện thoại đa phương tiện và thực tại ảo
Lữ Văn Thắng, D2001 VT
19
Đồ án tốt nghiệp đại học Chương I. Tổng quan về mạng NGN
Lữ Văn Thắng, D2001 VT
20
Đồ án tốt nghiệp đại học Chương I. Tổng quan về mạng NGN
Bảng 1.2 Yêu cầu kỹ thuật của một số loại dịch vụ
Dịch vụ
Tốc độ
bít
Chuẩn
Độ phân giải
(điểm ảnh x dòng)
Tốc độ khung
(khung/giây)
Videophone tương tự
5 - 10

Kbit/s
Không có
170 × 128
2 - 5
Điện thoại thấy hình
tốc độ cơ bản
56 - 128
Kbit/s
P × 64 176 × 144
5 - 10
Truyền hình hội nghị
≥ 384
Kbit/s
P × 64 352 × 288
15 - 30
Đa phương tiện
tương tác
1 - 2
Mbit/s
MPEG
Tối đa 252 × 288
15 - 30
NTSC số
3 - 10
Mbit/s
NTSC
720 × 480
30
Truyền hình phân
giải cao

> 15
Mbit/s
FCC
1200 × 800
60
Hình vẽ 1.3 trình bày các yêu cầu về tốc độ cụ thể của từng loại dịch vụ.
10
0
10
1
10
2
10
3
10
4
10
5
10
6
10
7
10
8
10
9
10
5
10
4

10
3
10
2
10
1
10
0
§o l­êng
tõ xa
TruyÒn h×nh chÊt
l­îng cao
TruyÒn sè liÖu
tèc ®é cao
Tho¹i
§o l­êng
tõ xa
Thêi gian ®Êu nèi (gi©y)
Tèc ®é truyÒn dÉn (bit)
Lữ Văn Thắng, D2001 VT
21
Hình 1.3 Tốc độ bit và thời gian chiếm kênh của các dịch vụ băng rộng
ỏn tt nghip i hc Chng I. Tng quan v mng NGN
1.2 Mng th h sau (Next Generation Network)
1.2.1 nh ngha NGN
Mng vin thụng th h sau l mt mng cú h tng thụng tin duy nht da trờn
cụng ngh chuyn mch gúi, trin khai cỏc dch v mt cỏch a dng v nhanh chúng
ỏp ng s hi t gia thoi v s liu, gia c nh v di ng.
Nh vy, NGN l mng hp nht ca cỏc loi mng hin cú. cú th hp nht
c thỡ cn phi cú mt s thay i ln v mt cụng ngh, cỏc cụng ngh nn tng

lp truyn ti ( ATM, IP, MPLS, ... ) cng nh cụng ngh lp iu khin mng (
MGCP, MEGACO, SIP, BICC, ... ). Ta s xem xột rừ hn nhng cụng ngh mi ny v
hot ng ca chỳng phn sau.
1.2.2 Cu trỳc mng NGN
1.2.2.1 Mụ hỡnh tham chiu OSI
Mụ hỡnh tham chiu OSI l mụ hỡnh tham chiu ch yu cho cỏc hot ng thụng
tin trờn mng. Hu ht cỏc nh ch to sn phm u to ra cỏc sn phm ca h trờn c
s tham chiu n mụ hỡnh OSI.
L Vn Thng, D2001 VT
22
Tng i
Mng thoi
truyn thng
Mạng chuyển
mạch gói
Các công nghệ nền tảng
IP, ATM, MPLS
MGCP, BICC, SIP
MEGACO
Mạng đa dịch vụ
Quản lý tập trung
Truy nhập đa dịch vụ
Mạng xương sống QoS
NGN
Tổng đài
Tổng đài
Tổng đài
Hình 1.4 Mạng hợp nhất
Đồ án tốt nghiệp đại học Chương I. Tổng quan về mạng NGN
Mô hình chia làm 7 lớp:

Lớp ứng dụng
Lớp trình bày
Lớp phiên
Lớp truyền tải
Lớp mạng
Lớp liên kết dữ liệu
Lớp vật lý
Hình 1.5 Mô hình OSI
Chức năng của từng lớp trong mô hình OSI
+ Lớp 7: Lớp ứng dụng, cung cấp dịch vụ mạng cho các ứng dụng của người dùng.
Các chương trình ứng dụng như: chương trình xử lý bảng tính, chương trình xử lý văn
bản, ...
+ Lớp 6: Lớp trình bày, đảm bảo thông tin mà lớp ứng dụng của một hệ thống đầu
cuối gửi tới lớp ứng dụng của hệ thống khác có thể đọc được.
+ Lớp 5: Lớp phiên, thiết lập, quản lý và kết thúc các phiên thông tin giữa hai chủ
thể truyền nhận. Lớp phiên cung cấp các dịch vụ của nó cho lớp trình bày. Nó cũng
đồng bộ hội thoại giữa hai lớp trình bày của hai host và quản lý các cuộc trao đổi dữ liệu
giữa chúng. Bên cạnh sự điều khiển phiên làm việc, lớp phiên còn chuẩn bị những thứ
cần thiết cho truyền dữ liệu hiệu quả, phân lớp dịch vụ, và thông báo mở rộng các sự cố
của lớp phiên, lớp trình bày và lớp ứng dụng.
+ Lớp 4: Lớp vận chuyển, phân đoạn dữ liệu từ hệ thống host truyền và tải thiết lập
dữ liệu vào một luồng dữ liệu tại hệ thống host nhận.
+ Lớp 3: Lớp mạng, cung cấp kết nối và chọn lựa đường dẫn giữa hai hệ thống
host trên mạng. Đây chính là sự chọn đường, định tuyến và đánh địa chỉ.
+ Lớp 2: Lớp liên kết dữ liệu, cung cấp khả năng chuyển dữ liệu tin cậy xuyên qua
liên kết vật lý. Lớp này gắn liền với việc đánh địa chỉ vật lý, cấu hình mạng, truy xuất
mạng, thông báo lỗi, thứ tự phân phối frame và điều khiển luồng.
+ Lớp 1: Lớp vật lý, định nghĩa các quy cách về điện, cơ, thủ tục và các đặc tả
chức năng để kích hoạt, duy trì và dừng một liên kết vật lý giữa các hệ thống đầu cuối.
( Các mức điện áp, tốc độ chuyển dữ liệu vật lý, cự ly truyền tối đa, các đầu nối vật lý, ...)

Lữ Văn Thắng, D2001 VT
23
Đồ án tốt nghiệp đại học Chương I. Tổng quan về mạng NGN
1.2.2.2 Mô hình cấu trúc phân lớp NGN
Mạng NGN chia làm 4 lớp như sau:
Lớp ứng dụng
Lớp điều khiển
Lớp truyền tải
Lớp truy nhập
Hình 1.6 Mô hình phân lớp NGN
Ngoài ra còn có lớp quản lý xuyên suốt từ lớp 1 đến lớp 4 của mô hình mạng NGN.
- Lớp ứng dụng và dịch vụ mạng
− Cung cấp các ứng dụng và dịch vụ như dịch vụ mạng thông minh IN, trả
tiền trước, dịch vụ giá trị gia tăng Internet cho khách hàng,...
− Hệ thống ứng dụng và dịch vụ mạng này liên kết với lớp điều khiển thông
qua các giao diện mở API.
- Lớp điều khiển
− Bao gồm các hệ thống điều khiển kết nối cuộc gọi giữa các thuê bao thông
qua 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.
- Lớp truyền tải
− Mạng đường trục có chức năng chính là truyền tải mọi loại hình thông tin
dưới dạng gói IP dưới sự điều khiển của softswitch trong lớp điều khiển.
− ao gồm các nút chuyển mạch, các bộ định tuyến, các thiết bị truyền dẫn
có dung lượng lớn.
− Kết nối với lớp truy nhập thông qua các Media Gateway.
- Lớp truy nhập

Lữ Văn Thắng, D2001 VT
24
Đồ án tốt nghiệp đại học Chương I. Tổng quan về mạng NGN
− Thu thập tất cả các loại hình thông tin từ các end user, chuyển đổi thành các
gói IP để truyền qua mạng truyền tải đường trục.
− 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, cáp quang hoặc vô tuyến. các
thiết bị truy nhập có thể cung cấp các loại cổng truy nhập POTS, VOIP, IP,
FR, X.25, ATM, xDSL, di động v.v..
− Kết nối với lớp truyền tải thông qua các Media gateway.
1.2.3 Các phần tử trong mạng NGN
1.2.3.1 Cấu trúc mạng NGN ( theo MSF )
Hình 1.7 Kiến trúc tổng thể cho mạng NGN
1.2.3.2 Các phần tử trong mạng NGN
1) Media Gateway
− Là thiết bị phối hợp nằm giữa mạng lõi chuyển mạch gói của NGN và mạng
chuyển mạch kênh truyền thống. Tác dụng chính của nó là chuyển đổi thông tin
từ dạng chuyển mạch kênh sang dạng gói và ngược lại.
Lữ Văn Thắng, D2001 VT
25
POTS
ISDN-BA
ISDN-PRA
V5.x/TR8/GR303
xDSL
ATM
FR
LL/CES
IP (or ATM
or MPLS)

network
BICC
SIGTRAN
BICC
SIGTRAN
MGCP/H248
MEGACO
MGCP/H248
MEGACO
P
S
T
N

/

I
S
D
N
SS7
S
S
7
PSTN
P
S
T
N

/

I
S
D
N
SS7
S
S
7
PSTN
MGCP/H248
MEGACO
MGCP/H248
MEGACO
C7/IP
SIGTRAN
C7/IP
SIGTRAN
C7/IP
SIGTRAN
C7/IP
SIGTRAN
Management
ISP
Contend provider
SNMP, API
SNMP, API
POTS
ISDN-BA

ISDN-PRA
V5.x/TR8/G
R303
xDSL
ATM
FR
LL/CES
Signalling gateway
Media gateway
MGC
Access
Signalling gateway
Đồ án tốt nghiệp đại học Chương I. Tổng quan về mạng NGN
− Cung cấp các dịch vụ như VoIP, VoATM, Dial - In ( RAS, LAC ), kênh ảo
( Virtual Trunking ), ...
− Hỗ trợ QoS với thời gian trễ nhỏ nhất cho các ứng dụng yêu cầu thời gian thực
như thoại, video, ...
2) MGC ( Media Gateway Controller )
− Là thiết bị trung tâm thực hiện toàn bộ chức năng giám sát, điều khiển các cuộc
gọi trong NGN.
− Giao diện mở cho phép nâng cấp mở rộng dễ dàng.
− Hỗ trợ các giao thức chuẩn MGCP, MEGACO, SIP, H323, ...
3) Signaling Gateway
− Cung cấp SS7 trên TDM, ATM, IP, ... nhằm phối hợp báo hiệu giữa mạng TDM
truyền thống và mạng NGN.
− Cung cấp các đặc tính mới như SMS, WAP, ...
− Hỗ trợ các liên kết báo hiệu tốc độ cao, nhiều mạng báo hiệu số 7 đồng thời,
giám sát quản lý báo hiệu nhằm tối ưu hoá tài nguyên mạng
4) Hệ thống thiết bị truyền tải
− Nút chuyển mạch IP - ATM tốc độ cao lớp trên ( ATM Switch, IP Switch, ... )

− Thiết bị định tuyến lõi, biên ( Router, LSR, ... )
− Thiết bị truyền dẫn quang dung lượng lớn lớp dưới ( SDH, DWDM, SONET )
5) Hệ thống thiết bị truy nhập
− Hỗ trợ toàn bộ các giao diện truy nhập phía xa như VoDSL, ADSL/SDSL, ISDN
- BA, ... và tách riêng các ứng dụng thoại và truyền dữ liệu đưa vào các mạng
xương sống riêng biệt ( mạng TDM và mạng lõi NGN ).
− Cung cấp các loại cổng truy nhập khác nhau POTS, VOIP, IP, FR, X.25, ATM,
xDSL, di động, ...
1.3 Giải pháp và cấu trúc NGN của một số nhà cung cấp và các tổ chức
quốc tế
Với sự phát triển không ngừng của công nghệ mạng viễn thông, tin học. Đặc biệt là
gần đây với sự xuất hiện của mạng NGN thì hầu hết tất cả các các nhà sản xuất thiết bị
Lữ Văn Thắng, D2001 VT
26
Đồ án tốt nghiệp đại học Chương I. Tổng quan về mạng NGN
và các tổ chức, các diễn đàn trên phạm vi quốc tế đều tham gia để xây dựng, đóng góp ý
kiến của mình cho sự phát triển của NGN.
Có thể kể đến một số tên tuổi lớn của các nhà cung cấp thiết bị: Alcatel, Cisco,
Siemens, Nortel, Ericsson; các tổ chức như ITU-T, IETF, IEEE, ETSI, MSF (diễn đàn
chuyển mạch đa dịch vụ). Ta sẽ nghiên cứu mô hình của các nhà cung cấp thiết bị này
do mạng viễn thông của Việt Nam hiện nay đang sử dụng phần lớn thiết bị của họ, và
của các tổ chức quốc tế quan trọng đối với việc đưa ra các khuyến nghị cũng như các
chuẩn để có thể áp dụng trên toàn thế giới.
1.3.1 Mô hình của ALCATEL
Alcatel đưa ra mô hình mạng thế hệ sau với các lớp:
- Lớp truy nhập và truyền tải
- Lớp trung gian
- Lớp điều khiển
- Lớp dịch vụ mạng.
Hình 1.8 Sơ đồ mạng NGN tương lai của hãng Alcatel

Alcatel giới thiệu các chuyển mạch đa dịch vụ, đa phương tiện 1000 MM E10 và
Alcatel 1000 Softswitch cho giải pháp xây dựng mạng NGN. 1000 MM E10 là các hệ
thống cơ sở để xây dựng mạng viễn thông thế hệ mới từ mạng hiện có.
Lữ Văn Thắng, D2001 VT
27
Các
dịch vụ
mạng
độc lập
Thiết bị mạng
đã có
Lớp điều khiển
Lớp dịch vụ mạng
Lớp truy nhập và truyền tải
Dịch vụ/báo hiệu
mạng đã có
Truy nhập từ xa
Lớp trung gian
Khách hàng
Người sử dụng