Quản lý hiệu năng mạng NGN và ứng dụng tại VNPT

Đồ án tốt nghiệp đại học Mục lục
MỤC LỤC
Danh mục hình vẽ iv
Các từ viết tắt và thuật ngữ vi
Lời nói đầu 1
Chương 1: TỔNG QUAN MẠNG THẾ HỆ SAU NGN 3
1.1 Các động lực thúc đẩy sự phát triển NGN 3
1.1.1 Động lực của sự hội tụ và kết hợp mạng 3
1.1.2 Động lực của công nghệ 3
1.1.3 Động lực thị trường 4
1.1.4 Động lực dịch vụ 4
1.2 Giơí thiệu chung về NGN 5
1.2.1 Khái niệm NGN 5
1.2.2 Mục tiêu của NGN 6
1.2.3 Đặc điểm cơ bản của NGN 6
1.3 Mô hình chức năng 7
1.3.1 Các chức năng 8
1.3.2 Tài nguyên mạng 9
1.4 Kiến trúc NGN 9
1.5. Các thành phần cơ bản của NGN 12
1.6 Các công nghệ áp dụng cho NGN 13
1.6.1 Công nghệ áp dụng cho lớp mạng chuyển tải 13
1.6.2 Công nghệ áp dụng cho lớp mạng truy nhập 13
1.7 Dịch vụ của NGN 13
1.7.1 Các dịch vụ NGN 13
1.7.2 Đặc điểm của các dịch vụ NGN 14
1.8 Giao diện kết nối của mạng thế hệ sau NGN 15
1.8.1 Kết nối tới PSTN 17
1.8.2 Kết nối tới PLMN 17
1.8.3 Kết nối tới mạng riêng ảo VPN 18
Chương 2: QUẢN LÝ HIỆU NĂNG TRONG NGN 19

2.1 Giới thiệu chung 19
2.2 Đặc điểm quản lý trong NGN 19
2.2.1 Tuân theo các chuẩn 19
2.2.2 Quản lý hạ tầng NGN với sự phức tạp tăng dần 20
2.2.3 Quản lý xuyên miền 20
2.2.4 Vấn đề đảm bảo QoS trong NGN 21
2.2.5 Xây dựng giao diện quản lý hiệu quả cho nhân viên điều hành 21
2.2.6 Vấn đề đảm bảo an ninh trong NGN 21
2.2.7 Quản lý tích hợp 22
2.3 Mục tiêu cơ bản cho quản lý NGN 23
2.4 Yêu cầu chung đối với quản lý NGN 24
2.5 Tổng quan kiến trúc quản lý NGN 25
2.5.1 Kiến trúc quá trình kinh doanh 26
Đặng Văn Thi – Lớp D2001VT
i
Đồ án tốt nghiệp đại học Mục lục
2.5.2 Kiến trúc chức năng quản lý 27
2.5.2.1 Các khối chức năng quản lý 28
2.5.2.2 Điểm tham chiếu 29
2.5.2.3 Các tầng quản lý trong kiến trúc chức năng quản lý 31
2.5.3 Kiến trúc thông tin quản lý 36
2.5.3.1 Các nguyên tắc 36
2.5.3.2 Mô hình tương tác 36
2.5.3.3 Mô hình thông tin quản lý 37
2.5.3.4 Phần tử thông tin quản lý 38
2.5.3.5 Mô hình thông tin của một điểm tham chiếu 38
2.5.3.6 Các điểm tham chiếu 38
2.5.3.7 Kiến trúc phân tầng logic quản lý 39
2.5.4 Kiến trúc vật lý quản lý 39
2.5.4.1 Khối vật lý quản lý 39

2.5.4.2 Mạng truyền số liệu DCN 41
2.5.4.3 Khối vật lý hỗ trợ 41
2.5.4.4 Các giao diện tiêu chuẩn quản lý 41
2.5.5 Mối quan hệ giữa các kiến trúc quản lý 42
2.6 Quản lý hiệu năng trong NGN 43
2.6.1 Tổng quan 43
2.6.1.1 Định nghĩa hiệu năng mạng 43
2.6.1.2 Quản lý hiệu năng NGN 44
2.6.1.3 Những khó khăn mà nhà cung cấp dịch vụ phải đối mặt khi
tích hợp giải pháp quản lý hiệu năng

47
2.6.2 Tham số đánh giá hiệu năng NGN 49
2.6.3 Phương pháp đo các tham số hiệu năng 50
2.6.4 Các phương pháp đánh giá hiệu năng mạng NGN 52
2.6.4.1 Phương pháp toán học 52
2.6.4.2 Phương pháp mô phỏng 52
2.6.4.3 Phương pháp đo kiểm 52
Chương 3: GIỚI THIỆU MÔ HÌNH VÀ GIẢI PHÁP QUẢN LÝ NGN CỦA
MỘT SỐ HÃNG CUNG CẤP THIẾT BỊ 54
3.1 Giải pháp của Alcatel 54
3.1.1 Mô hình NGN của Alcatel 54
3.1.2 Giải pháp quản lý tích hợp cho mạng thế hệ sau của Alcatel 55
3.2 Giải pháp của Siemens 59
3.2.1 Mô hình NGN 59
3.2.2 Giải pháp quản lý mạng thế hệ sau SURPASS 61
3.2.2.1 Tổng quan 61
3.2.2.2 Netmanager 61
3.2.2.3 Kiến trúc hệ thống 62
3.2.2.4 Hệ thống cơ sở 64

Đặng Văn Thi – Lớp D2001VT
ii
Đồ án tốt nghiệp đại học Mục lục
Chương 4: QUẢN LÝ HIỆU NĂNG NGN CỦA VNPT 67
4.1 Thực trạng mạng viễn thông VNPT 67
4.2 Định hướng phát triển mạng viễn thông của VNPT tới 2010 70
4.2.1 Mục tiêu và yêu cầu 70
4.2.2 Nguyên tắc tổ chức NGN 71
4.2.2.1 Phân vùng lưu lượng 71
4.2.2.2 Tổ chức lớp ứng dụng và lớp dịch vụ 72
4.2.2.3 Tổ chức lớp điều khiển 72
4.2.2.4 Tổ chức lớp truyền tải 73
4.2.2.5 Tổ chức lớp truy nhập 74
4.2.3 Kết nối NGN với các mạng hiện tại 74
4.2.3.1 Kết nối mạng NGN với PSTN 74
4.2.3.2 Kết nối tới mạng Internet 75
4.2.3.3 Kết nối với mạng FR, X25 hiện tại 75
4.2.3.4 Kết nối với mạng di động GSM 75
4.2.4 Lộ trình chuyển đổi lên NGN 75
4.2.4.1 Giai đoạn 2001-2005 75
4.2.4.2 Giai đoạn 2006-2010 78
4.3 Tình hình triển khai NGN tại VNPT 80
4.3.1 Giải pháp triển khai NGN 80
4.3.2 Thực tế triển khai NGN 81
4.2.3 Các dịch vụ NGN của VNPT 82
4.4 Công tác quản lý QoS và năng mạng viễn thông của VNPT 84
4.4.1 Tổ chức quản lý viễn thông trong VNPT 84
4.4.2 Công tác đo kiểm nâng cao hiệu năng mạng và chất lượng dịch vụ 85
4.4.3 Các tham số đánh giá chất lượng mạng 85
4.5 Giới thiệu hệ thống quản lý mạng NMS của VNPT 86

4.6 Quản lý mạng và quản lý dịch vụ trong NGN của VNPT 88
4.6.1 Tổ chức quản lý 88
4.6.2 Các ứng dụng của NetManager trong NGN VNPT 90
4.7 Quản lý hiệu năng trong NGN của VNPT 91
KẾT LUẬN 94
Tài liệu tham khảo 96
Đặng Văn Thi – Lớp D2001VT
iii
Đồ án tốt nghiệp đại học Mục lục
Lời nói đầu
Hiện nay các nhà cung cấp dịch vụ đang đứng trước những cơ hội to lớn nhưng
đầy thách thức do sự gia tăng mạnh các loại hình dịch vụ thông tin, cả về số lượng
cũng như chất lượng, bao gồm cả thoại và dữ liệu của khách hàng. Bên cạnh đó, các
nhà cung cấp cũng phải chiụ nhiều áp lực từ sự cạnh tranh ngày càng lớn từ các đối
thủ. Chính vì vậy để duy trì ưu thế cạnh tranh thì các nhà cung cấp luôn phải trang bị
thêm thiết bị, công nghệ để đáp ứng các yêu cầu về dịch vụ, dung lượng ngày càng gia
tăng và phải bảo đảm sự cam kết chất lượng dịch vụ cho khách hàng.
Với xu thế hiện nay trong ngành công nghiệp viễn thông, các nhà cung cấp dịch
vụ đang kết hợp với các nhà cung cấp thiết bị để hướng mạng của họ tới mạng thế hệ
sau NGN. NGN là mạng truyền dẫn trên cơ sở gói, đó là một mạng lõi IP có giao diện
kết nối với tất cả các mạng đang tồn tại như PSTN, Internet, CATV… Nó cho phép đưa
ra nhiều loại hình dịch vụ mới với các yêu cầu băng thông thay đổi… Đồng thời NGN
cũng phải đảm bảo duy trì các dịch vụ của những mạng đang tồn tại. Như vậy, ta có thể
hình dung được độ lớn, sự phức tạp của NGN, một mạng đa dạng về các loại hình dịch
vụ, băng thông theo yêu cầu, thiết bị và công nghệ phong phú. NGN sẽ đặt ra cho
những nhà khai thác bài toán lớn là quản lý hiệu quả để thu lợi nhuận tối đa. Nó đòi
hỏi nhà cung cấp phải có giải pháp quản lý mạng phức tạp này thật tốt.
Bản đồ án này đề cập tới một phần trong nội dung quản lý mạng đó là “Quản lý
hiệu năng” trong NGN. Quản lý hiệu năng là vấn đề rất quan trọng trong quản lý mạng
nói chung, vì đó là cơ sở, nền tảng để nhà cung cấp dịch vụ đưa ra và đảm bảo được

QoS mong muốn. Với mạng phức tạp như NGN thì công việc quản lý hiệu năng này
càng được coi trọng. Nhà cung cấp cần có biện pháp giám sát, quản lý các mức lưu
lượng, sự tắc nghẽn mạng xảy ra cũng như trạng thái làm việc cuả thiết bị mạng để
đánh giá hiệu năng mạng nói chung. Có như vậy họ mới đáp ứng được các yêu cầu chất
lượng dịch vụ ngày càng khắt khe của khách hàng.
Bản đồ án này với nội dung “Quản lý hiệu năng mạng NGN và ứng dụng tại
VNPT” được trình bày gồm bốn chương như sau:
Chương 1: Trình bày tổng quan NGN, bao gồm nhiều vấn đề liên quan như
động lực thúc đẩy NGN, mô hình cấu trúc, công nghệ, giao diện kết nối NGN với các
mạng khác... Chương này nhằm mục đích giúp người đọc hiểu được những vấn đề cơ
bản của NGN trước khi đi sâu vào phần quản lý ở chương sau.
Chương 2: Đây là chương quan trọng của đồ án. Chương này trình bày các
nguyên lý quản lý NGN sau đó tập trung đi sâu vào tìm hiểu quản lý hiệu năng. Phần
thứ nhất trình bày các nguyên tắc cho quản lý NGN, được dựa phần lớn trên khuyến
nghị ITU-T M.3060, được xây dựng trên mô hình TMN. Trong phần này sau khi nêu ra
Đặng Văn Thi – Lớp D2001VT
iv
Đồ án tốt nghiệp đại học Mục lục
các mục tiêu, các yêu cầu cho quản lý sẽ tập trung vào nghiên cứu các kiến trúc quản lý
NGN. Phần thứ hai trong chương này là phần đi sâu vào quản lý hiệu năng NGN.
Trong phần này nêu khái niệm, những yêu cầu, khó khăn trong cho quản lý hiệu năng,
sau đó tập trung nghiên cứu các tham số dùng để đánh giá, các phương pháp đo, và các
phương pháp đánh giá hiệu năng.
Chương 3: Giới thiệu tổng quan giải pháp mạng và giải pháp quản lý cho NGN
của hai nhà cung cấp thiết bị viễn thông lớn, có liên hệ mật thiết tới NGN của Việt Nam
là Alcatel và Siemens.
Chương 4: Trình bày ứng dụng quản lý hiệu năng NGN vào tình hình thực tế
VNPT. Nội dung của chương bao gồm các vấn đề như thực trạng mạng viễn thông và
phương pháp quản lý hiệu năng, định hướng của VNPT trên con đường tiến lên NGN
cũng như thực tiễn triển khai, quản lý hiệu năng mạng.

NGN là vấn đề vẫn còn rất mới mẻ và vẫn đang được các tổ chức viễn thông
nghiên cứu. Việc quản lý NGN nói chung và quản lý hiệu năng nói riêng là vấn đề lớn
và phức tạp với một mạng đa dạng về công nghệ, nhiều về chủng loại thiết bị. Mặt khác
vấn đề quản lý hiệu năng vẫn đang trong quá trình nghiên cứu, và chưa có tiêu chuẩn
chính thức nào được ban hành. Do đó bản đồ án này dù đã rất cố gắng song không
tránh khỏi nhiều thiếu sót, khiếm khuyết. Vì vậy em rất mong nhận được những ý kiến
đóng góp của các thầy cô trong hội đồng phản biện.
Để hoàn thiện được bản đồ án này, em đã nhận được sự giúp đỡ, định hướng,
động viên nhiệt tình của cô giáo Ths. Nguyễn Thị Thu Hằng và thầy giáo Lê Hải Châu
cùng các thầy cô trong bộ môn mạng viễn thông. Em xin gửi tới thầy cô lời biết ơn chân
thành nhất vì những gì đã dành cho em trong suốt thời gian vừa qua.
HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG
Sinh viên
Đặng Văn Thi

CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN MẠNG THẾ HỆ SAU NGN
1.3 CÁC ĐỘNG LỰC THÚC ĐẨY SỰ PHÁT TRIỂN CỦA MẠNG NGN
1.3.1 Động lực của sự hội tụ và kết hợp mạng
Đặng Văn Thi – Lớp D2001VT
v
Đồ án tốt nghiệp đại học Mục lục
Hiện nay trong mạng viễn thông nói chung, mạng Điện thoại công cộng PSTN và
mạng Internet là hai mạng chính đang tồn tại. Chúng có những đặc điểm riêng và cung
cấp các dịch vụ đặc thù.
Mạng PSTN dựa trên các hệ thống chuyển mạch kênh cung cấp chất lượng thoại
rất cao như Free Phone, các dịch vụ nhà khai thác… Các dịch vụ truyền số liệu như Fax,
Email, hoạt động qua mạng này thông qua các kết nối kênh. PSTN là mạng có độ trễ
thấp, băng thông cố định. Các dịch vụ PSTN được cung cấp từ các thiết bị chuyển mạng
cộng với hỗ trợ của các bộ chuyển mạch và mạng thông minh. Các mạng vô tuyến chủ

yếu cung cấp kết nối các dịch vụ di động hiện nay được kết nối tới mạng PSTN để cung
cấp kết nối liên tục cho tất cả các khách hàng vô tuyến và hữu tuyến.
Mạng Internet chủ yếu dựa trên chuyển mạch gói cung cấp các dịch vụ dữ liệu
rất mềm dẻo. Tuy nhiên đó là một mạng có độ trễ thay đổi, băng thông biến đổi và cung
cấp các dịch vụ mà không đảm bảo được QoS của chúng.
Trước sự phát triển bùng nổ của Internet, các nhà khoa học đã dự tính mức lưu
lượng dữ liệu sẽ vượt qua mức lưu lượng thoại. Họ cũng dự đoán được số lượng các
thiết bị nối vào Internet sẽ bằng số lượng người trong khoảng mười năm nữa. Những
phán đoán này có thể đo được nếu chúng ta cho rằng trong một vài năm tới rất nhiều
thiết bị điện tử có địa chỉ IP, do đó tạo ra tiềm năng to lớn cho trao đổi thông tin dữ liệu
và kết hợp máy tính với máy và người, người với người.
Vì lưu lượng dữ liệu trội hơn lưu lượng thoại, và vì có thể cung cấp các mức chất
lượng dịch vụ QoS cao hơn trên các mạng gói, đặc biệt cho thoại và các dịch vụ thời
gian thực, nên có thể hy vọng hội tụ nhiều mạng quanh một mạng lõi duy nhất dựa trên
kỹ thuật gói. Sự hội tụ này sẽ hỗ trợ các dịch vụ đa phương tiện mới, tăng cường khả
năng hỗ trợ của một nhà cung cấp mạng đối với nhiều nhu cầu khác nhau của khách
hàng và giảm được chi phí hoạt động. Sự hội tụ này xoay quanh mạng đường trục dựa
trên kỹ thuật gói và sẽ cho phép nhiều mạng kết hợp với nhau sao cho khách hàng sẽ
hiểu được rằng họ đang làm việc trên một mạng thống nhất, duy nhất. Sự hội tụ này sẽ
gần như lặp lại khi các mạng doanh nghiệp và công cộng cùng quy về một bộ tiêu chuẩn
các giao thức, chính sách và cấu trúc.
1.3.2 Động lực của công nghệ
Với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật đặc biệt trong lĩnh vực Điện tử
- Viễn thông và Công nghệ thông tin, đã và đang tạo ra những thay đổi to lớn cho ngành
truyền thông thế giới. Dưới đây là một số thống kê về tốc độ phát triển điển hình trong
lĩnh vực này.
- Công nghệ bán dẫn vẫn phát triển mạnh mẽ, cứ sau 18 tháng số bóng bán dẫn
trên một chip tăng gấp đôi, và nó sẽ tiếp tục phát triển như vậy cho đến khoảng 2010.
Đặng Văn Thi – Lớp D2001VT
vi

Đồ án tốt nghiệp đại học Mục lục
- Đối với truyền dẫn quang, cứ sau 12 tháng dung lượng truyền trên đó lại tăng
gấp đôi nhờ tăng số lượng các bước sóng ánh sáng trong một sợi quang, ghép phân chia
bước sóng mật độ cao.
- Còn với vô tuyến, cứ sau 9 tháng, dung lượng lại tăng gấp đôi nhờ công nghệ
anten thông minh, công nghệ máy thu, công nghệ xử lý tín hiệu tiên tiến.
Các đột phá công nghệ kể trên đã tạo ra các bộ xử lý và các bộ nhớ phù hợp với
mạng tiên tiến. Đặc biệt tốc độ ngày càng tăng của các bộ vi xử lý, dung lượng RAM và
tốc độ truy nhập RAM đã tăng lên tới tốc độ gần với tốc độ truyền của sợi quang. Nhờ
vậy việc xử lý điều khiển và các bộ nhớ sẽ tồn tại để hỗ trợ sự bùng nổ về tốc độ gói tới
trong các phần tử mạng. Sự kết hợp các công nghệ này sẽ tạo ra khả năng xây dựng các
mạng có dung lượng lớn gấp 100 đến 200 lần dung lượng ngày nay với chi phí không
tăng, nên mạng vẫn đảm bảo chất lượng dịch vụ.
1.3.3 Động lực thị trường
Trong sự phát triển của ngành Viễn thông hiện tại, có rất nhiều áp lực thay đổi
thị trường viễn thông, trong đó có hai áp lực chính đó là:
Thứ nhất: Thị trường viễn thông đang bãi bỏ các quy định tư nhân hoá và mở ra
cho cạnh tranh. Các nhà khai thác mới đang tham gia vào tất cả các thị trường vô tuyến,
hữu tuyến và truyền số liệu.
Thứ hai: Các mạng của nhà khai thác mới này với số lượng ngày càng tăng được
hướng tới các mạng hội tụ, các mạng hội tụ này đang lấn át các mạng của các nhà khai
thác độc quyền. Cũng như vậy, các nhà cung cấp dịch vụ độc quyền, đang xây dựng các
mạng mang tính cạnh tranh, tiên tiến dựa trên khả năng các mạng đường trục của họ.
Chính những sự cạnh tranh này trên thị trường về các mạng hội tụ sẽ rất lớn và
phức tạp. Mặt khác thị trường băng rộng cũng là một động lực thúc đẩy sự phát triển
mạng NGN.
1.3.4 Động lực dịch vụ
Với yêu cầu lưu lượng thoại, dữ liệu, video, multimedia tiếp tục tăng với tốc độ
chóng mặt của xã hội, nên các công ty viễn thông phải đương đầu với thách thức trong
việc mở rộng và phát triển mạng của họ cả về thời gian và hiệu quả đầu tư trong môi

trường cạnh tranh.
Mặt khác, việc tăng lưu lượng do các nhu cầu dịch vụ và yêu cầu kết nối với các
nhà cung cấp dịch vụ khác đã làm tăng nhanh yêu cầu dung lượng tại các tổng đài
chuyển tiếp dựa trên chuyển mạch kênh và gây ra những đòi hỏi mới trong các tổng đài
này. Chúng cũng thúc đẩy việc sử dụng công nghệ gói trong tổng đài chuyển tiếp để
thoả mãn các yêu cầu đó.
Với sự phát triển dịch vụ tăng nhanh theo sự đa dạng của khách hàng, thì việc
tăng nhanh nhu cầu truy cập băng rộng cho khu dân cư và thương mại là việc dễ hiểu.
Đặng Văn Thi – Lớp D2001VT
vii