Nghiên cứu giao thức khởi tạo phiên SIP trong mạng NGN

Mục lục
Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt ............................................................................ i
Lời nói đầu ....................................................................................................................... 1
Chơng I. Tổng quan về mạng NGN ........................................................................... 3
1.1 Xu hớng phát triển công nghệ và các dịch vụ viễn thông ................................... 3
1.1.1 Xu hớng 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 hớng 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 hớng 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 chơng 1 ...................................................................................................... 34
Chơng 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
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
THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN
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 tơng quan giữa CCS No.7 và OSI ....................................................... 53
2.7.5 Giới hạn của hệ thống báo hiệu số 7 ........................................................... 55
Kết luận chơng 2 ...................................................................................................... 55
Chơng 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 ngời 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
3.1.6 Khuôn dạng thoả thuận ( Comfact From ) ................................................... 68
3.2 Định nghĩa các trờng tiêu đề và mã trạng thái trong bản tin SIP ...................... 69
3.2.1 Định nghĩa các trờng tiêu đề...................................................................... 69
3.2.1.1 Khuôn dạng trờng tiêu đề .................................................................... 72
3.2.1.2 Các trờng tiêu đề chung ...................................................................... 73
3.2.1.3 Các trờng tiêu đề thực thể ................................................................... 79
3.2.1.4 Các trờng tiêu đề yêu cầu ................................................................... 81
3.2.1.5 Các trờng 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
THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN
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 đợc 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 chơng 3 ...................................................................................................... 97
Chơng IV. Xây dựng chơng trình mô phỏng một số hoạt động báo hiệu trên cơ
sở giao thức sip ........................................................................................ 98
4.1 Các phơng pháp mô phỏng ứng dụng trong nghiên cứu mạng viễn thông ....... 98
4.2 Giới thiệu công cụ mô phỏng mạng NS .............................................................. 99
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 chơng trình mô phỏng .................................................................... 102
Kết luận ........................................................................................................................ 103
Tài liệu tham khảo ....................................................................................................... 104

THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN
i
Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt
Viết tắt Tiếng anh Tiếng việt
ACF Admission Confirm Chấp nhận truy nhập.

ADSL Asymmetric Digital Subscriber Line Đờng thuê bao số bất đối xứng
ARQ Automatic Repeat Request Yêu cầu tự động lặp
ATM Asynchronous Transfer Mode Chế độ truyền tảI không đồng bộ
ATM-LSR ATM Lable Switch Router Router chuyển mạch nhãn -ATM
BCF Bearer Control Function
Chức năng truyền tải điều khiển
tải tin
BCF Bandwidth Confirm
Chấp nhân yêu cầu thay đổi băng
thông.
BGP Border Gateway Protocol Giao thức cổng biên
BHCA

Busy Hour Call Attempt

Các cuộc gọi thử trong giờ cao
điểm
BICC

Bearer Independent Call Control
Protocol
Giao thức điều khiển cuộc gọi độc
lập tải tin
CAS Channel Associate Signalling Báo hiệu kênh liên kết
CCS Common Channel Signaling Báo hiệu kênh chung.
CCS7 Common Channell Signalling No 7 Hệ thống báo hiệu số 7
CDMA Code Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo mã.
CDMA Code Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo mã
CL Connection Oriented Operation Hoạt động kết nối định hớng
CO Connectionless Operation Hoạt động không kết nối

CR-LDP ConstRain-based LDP Cỡng bức dựa trên LDP
DSLAM
Digital Subscriber Line Access
Multiplexer
Bộ đa truy nhập đờng dây thuê
bao số
DSS1 Digital Signalling System No1
H thng bỏo hiu s s 1
DUP Data User Part Phần dữ liệu ngời sử dụng
ETSI
European Telecommunication
Standard Institute
Viện tiêu chuẩn viễn thông Châu
âu
FDMA Frequency Division Multiple Access Truy nhập phân chia theo tần số
FEC Forwarding Equivalence Classes Nhóm chuyển tiếp tơng đơng
FR Frame Relay Chuyển tiếp khung
GMS Global Mobile System Hệ thống di động toàn cầu
GPRS General Packet Radio Service Dịch vụ vô tuyến gói chung
GSM
Global Systems for Mobile
Communications
Hệ thống thông tin di động toàn
cầu
HDSL High Bit-rate Subscriber Line Đờng thuê bao tốc độ cao
HDTV High Definition TV Truyền hình chất lợng cao
HTTP Hypertext Transfer Protocol Giao thức truyền tải siêu văn bản
THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN
ii
Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt ( tiếp )

IAD Integrated Access Device Thiết bị truy nhập tích hợp.
ICMP Internet Control Message Protocol
Giao thức bản tin điều khiển
Internet
IEC
International Electrotechnical
Commission
Uỷ ban kĩ thuật điện quốc tế
IEEE

Institute of Electrical and
Electronics Engineers
Viện kĩ thuật điện và điện tử
IETF Internet Engineering Task Force Nhóm đặc trách kỹ thuật Internet
IP Internet Protocol Giao thức Internet
ISP Internet Service Provider Nhà cung câp dịch vụ internet
ISUP ISdn User Part Phần ngời sử dụng ISDN
ITU-T


International Telecommunication
Union-Telecommunication
Standardization Sector
Hiệp họi viễn thông quốc tế-
Ngành chuẩn hóa viễn thông

LAN Local Area Network Mạng khu vực nội hạt
LC-ATM Label Controlled ATM Giao diện ATM điều khiển nhãn
LDP Label Distribution Protocol Giao thức phân phối nhãn
LEC Local Exchange Carrier Cụng ty chuyn mch ni ht

LFIB Label Forwarding Information Base Cơ sở thông tin chuyển tiếp nhãn
LIB Label Information Base Cơ sở thông tin nhãn
LPF Logic Port Function Chức năng cổng logic
LSP Label Switched Path
Tuyến đờng sử dụng phơng
thức chuyển mạch nhãn
LSP Label Switching Path
ờng chuyển mạch nhãn
LSR Label Switching Router Bộ định tuyến chuyển mạch nhãn
CCS Common Channel Signaling Báo hiệu kênh chung.
MDCP Media Device Control Protocol
Giao thức điều khiển thiết bị đa
phơng tiện
MEGACO MEdia GAteway COntrol Giao thức điều khiển cổng thiết bị
MG Media Gateway
Cng chuyn đổi phơng tiện
MGC Media Gateway Controller
Thit b iu khin MG
MGCP Media Gateway Control Protocol Giao thức điều khiển cổng thiết bị
MPLS Multi Protocol Label Switching Chuyển mạch nhãn đa giao thức
MSF

Multiservice Switch Forum

Diễn đàn chuyển mạch nhãn đa
dịch vụ
MTP Message Transfer Part Phần chuyển giao bản tin
MTUP Mobile Telephone User Part
Phần điện thoại di động ngời sử
dụng

NGN Next Generation Network Mạng thế hệ sau
N-ISDN Narrow band-ISDN Mạng ISDN băng hẹp
THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN
iii
Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt ( tiếp )
OMAP
Operation and Maintenance
Application Part
Phần ứng dụng vận hành và bảo
dỡng
OSI Open Systems Interconnection Mô hình liên kết hệ thống mở
OSPF

Open Shortest Path First

Giao thức định tuyến mở đờng
ngắn nhất đầu tiên
PDU Protocol Data Unit Khối dữ liệu giao thức
PLMN Public Land Mobile Network Mạng di động mặt đất công cộng
POST Plain Old Telephone Service Dịch vụ điện thoại đơn giản
PPP Point-to-Point Protocol Giao thức điểm - điểm
PSTN Public Switch Telephone Network
Mạng điện thoại chuyển mạch
công cộng
QoS Quality of Service Chất lợng của dịch vụ
RADIUS

Remote Authentication Dial In User
Service
Dịch vụ xác thực user quay số từ

xa
RAS Remote Access Server Máy chủ truy nhập từ xa
RAS Registration and Admission protocol Giao thức thừa nhận và đăng kí
RESV RESerVation Dành trớc
RIP Routing Information Protocol Giao thức thông tin định tuyến
RSVP Resource Reservation Protocol
Giao thức giành trớc tài nguyên
(Hỗ trợ QoS)
RTP
Real - time Transport Protocol

Giao thức truyền tảI thời gian thực
RTSP Real Time Transport Protocol Giao thức dòng thời gian thực.
SCCP
Signalling Connection and Control
Part
Phần báo hiệu kết nối và điều
khiển
SCTP
Signalling Common Tranport
Procotol
Giao thức truyền tải báo hiệu
chung
SDH Synchronous Digital Hierarchy Phân cấp số đồng bộ
SIGTRAN SIGnalling TRANsport Truyền tải báo hiệu
SIP Session Initial Protocol Giao thức khởi tạo phiên
SMS Short Message Service Dịch vụ bản tin ngắn
SNMP
Simple Network Management
Protocol

Giao thức quản lý mạng đơn giản
SONET Synchronous Optical Network Mạng quang đồng bộ
SP Signalling Point Điểm báo hiệu
SPC Stored Programme Control Điều khiển chơng trình lu trữ
SS7 Signalling System No7 Hệ thống báo hiệu số
STM Synchronous Transfer Mode Chế độ truyền tải đồng bộ
SVC
Switched Virtual Circuit

Kênh ảo có chuyển mạch
THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN
iv
Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt ( tiếp )
TCAP
Transaction Capabilities Application
Part
Phần ứng dụng khả năng
truyền dẫn.
TCP Transport Control Protocol Giao thức điều khiển truyền tải
TDM Time Division Multiplexing
Ghép kênh phân chia theo thời
gian
TDMA Time Division Multiple Access
Truy nhập phân chia theo thời
gian
TMN

Telecommunications Management
Network
Mạng quản lý viễn thông

TSAP Transport layer Service Access Point
Điểm truy nhập dịch vụ tầng
mạng.
TUP Telephone User Part Phần điện thoại ngời sử dụng
UAC User Agent Client Tác nhân bị gọi ngời sử dụng
UDP User Data Protocol Giao thức dữ liệu ngời sử dụng
UP User Part Phần ngời sử dụng
VC Virtual Circuit Kênh ảo
VCI Virtual Circuit Identifier Trờng nhận dạng kênh ảo
VNPT VietNam Post and lecommunication
Tổng công ty bu chính viễn
thông Việt Nam
VoATM Voice over ATM Voice trên ATM
VOIP Voice over IP Voice trên IP
VPI Virtual Path Identifier Trờng nhận dạng đờng ảo
VPN Virtual Private Network Mạng riêng ảo
WAP Wireless Application Protocol Giao thức ứng dụng không dây
WDM Wave Division Multiplexing
Ghép kênh phân chia theo bớc
sóng
WDMA Wave Division Multiple Access
Truy nhập đa phân chia theo bớc
sóng
WLL Wireless Local Loop Vòng vô tuyến nội hạt

THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN
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 ngời ngày càng tăng cả về số lợng và chất lợng: các dịch vụ đa
phơng tiện mới xuất hiện ngày càng đa dạng và yêu cầu về chất lợng dịch vụ của
ngời sử dụng cũng ngày càng cao, khắt khe hơn; các ứng dụng yêu cầu băng thông
lớn, thời gian tơng 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 nh là: tốc độ mạng, khả năng mở rộng, quản lý
chất lợng dịch vụ, và đặc biệt là vấn đề tắc nghẽn xảy ra trong mạng. Truớc tình
trạng nh vậy cần có các biện pháp để giải quyết khắc phục. Một số các công nghệ
mạng đã đợc đề xuất nh ATM, FR, , song ngời ta cũng cố gắng sửa đổi để có thể
tận dụng đợc những u điểm của giao thức IP. Bên cạnh những u điểm tuyệt vời nh
khả năng định tuyến, giao thức IP cũng có không ít nhợc điểm (nh khả năng quản lý
chất lợng 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 nh: 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 nhợc điểm của mạng IP. Song, khi
nhu cầu sử dụng dịch vụ của ngời sử dụng tăng lên cả về hình loại lẫn chất lợng 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 tơng 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
gói trớc đây thì không có nhiều, mà vấn đề chúng ta quan tâm đó là việc gói hóa dịch
vụ thoại.
Nhiều giao thức đã đợc phát triển để thực hiện mục đích này nh là H323, SIP,
Với những u thế vợt trội, SIP đợc 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 đợc
THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN
điều đó em đã chọn hớng 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 chơng:
Chơng I giới thiệu tổng quan về mạng NGN.
Chơng II trình bày các giao thức báo hiệu trong mạng NGN.
Chơng III trình bày cụ thể giao thức khởi tạo phiên SIP.
Chơng IV tìm hiểu và xây dựng chơng 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 đợc sự góp ý của các thầy, cô và các bạn để đồ án
đợc hoàn thiện hơn.
Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới TS. Nguyễn Tiến Ban, ngời đã tận tình
hớng 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 ngời thân - những ngời đã giúp đỡ
động viên tôi trong quá trình học tập.


Ngày 25 tháng 10 năm 2005
Sinh viên thực hiện
Lữ Văn Thắng

THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN
Đồ án tốt nghiệp đại học Chơng I. Tổng quan về mạng NGN
Lữ Văn Thắng, D2001 VT
3
Chơng 1
Tổng quan Về mạng NGN
1.1 Xu hớng phát triển công nghệ và các dịch vụ viễn thông
1.1.1 Xu hớng 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 hớng phát triển hớng 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 lợng truyền tin, chi phí
thấp,...
Với sự gia tăng cả về số lợng và chất lợng của các nhu cầu dịch vụ ngày càng
phức tạp từ phía khách hàng đã kích thích sự phát triển nhanh chóng của thị trờng
công nghệ điện tử - tin học - viễn thông.
Những xu hớng phát triển công nghệ đã và đang tiếp cận nhau, đan xen lẫn nhau
nhằm cho phép mạng lới thoả mãn tốt hơn các nhu cầu của khách hàng trong tơng
lai. Thị trờng viễn thông trên thế giới đang đứng trong xu thế cạnh tranh và phát triển
hớng tới mạng viễn thông toàn cầu tạo ra khả năng kết nối đa dịch vụ trên phạm vi
toàn thế giới.
Xu hớng phát triển công nghệ điện tử - viễn thông - tin học ngày nay trên thế
giới đợc ITU - T thể hiện một cách tổng quát trong hình 1.1, các dịch vụ thông tin
đợc chia thành hai xu thế:
+ Hoạt động kết nối định hớng
+ Hoạt động không kết nối
Công nghệ ATM phát triển cho phép phát triển các dịch vụ băng rộng và nâng cao
chất lợng dịch vụ. Trong khi đó sự ra đời của công nghệ IP đã nâng cao độ tin cậy và
sự đa dạng dịch vụ.
THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN
Đồ án tốt nghiệp đại học Chơng I. Tổng quan về mạng NGN
Lữ Văn Thắng, D2001 VT
4

Hình 1.1 Các xu hớng phát triển trong công nghệ mạng













Cạnh tranh
với CO
IP

CL
CO
ATM
PSTN/ISDN
Môi trờng viễn thông
QoS không đợc
đảm bảo
QoS đợc 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 hớng phát triển mạng và dịch vụ

THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN
Đồ án tốt nghiệp đại học Chơng I. Tổng quan về mạng NGN

Lữ Văn Thắng, D2001 VT
5
Hai xu hớng phát triển này dần tiệm cận và hội tụ với nhau tiến tới ra đời công
nghệ ATM/IP ( Asynchronous Transfer Mode/Internet Protocol ).
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 tơng tự.
Khi nhu cầu dịch vụ băng rộng xuất hiện ngày càng nhiều và chất lợng đòi hỏi
cũng cao hơn, nhng 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 hớng 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 ).
Dới đây là một số công nghệ truyền dẫn chủ yếu đợc dùng trong mạng NGN.
a) Cáp quang
Kỹ thuật quang đã đợc phát triển rất mạnh, hiện nay trên 60 % lu lợng thông
tin đợc truyền đi trên toàn thế giới đợc truyền trên mạng quang.
Công nghệ truyền dẫn quang SDH ( Synchronous Digital Hierarchy ) cho phép tạo
nên các đờng 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 đợc sử dụng rộng rãi ở nhiều nớc và ở Việt nam .
Kỹ thuật ghép bớc sóng WDM ( Wave Division Multiplexing ) đang đóng một
vai trò ngày càng quan trọng trong việc đáp ứng các nhu cầu về dung lợng tăng lên
trong tơng lai với chi phí chấp nhận đợc. 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 bớc sóng khác nhau và ta có thể sử dụng đợc các cửa sổ không gian,
thời gian và độ dài bớc 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, nhng
chất lợng truyền dẫn không cao so với công nghệ truyền dẫn quang. Các thiết bị
VIBA SDH hiện nay trên thị trờng có tốc độ n x STM-1.
THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN
Đồ án tốt nghiệp đại học Chơng I. Tổng quan về mạng NGN
Lữ Văn Thắng, D2001 VT
6
Vệ tinh, có hai loại:
LEO: Low Earth Orbit - Vệ tinh quỹ đạo thấp.
MEO: Medium Earth Orbit - Vệ tinh quỹ đạo trung bình.
Thị trờng 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 nh: 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
u điểm của công nghệ CDMA ( Code Division Multi Access ), thông tin vệ tinh ngày
càng có xu hớng 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 thờng thì lu lợng thoại
đợc vận chuyển qua các tổng đài nội hạt, các tổng đài chuyển tiếp và cuối cùng là
mạng đờng trục TDM. Mạng điện thoại là ví dụ điển hình sử dụng công nghệ TDM,
trong đó mỗi kênh đợc dành riêng cho một kênh vật lý. Với chuyển mạch kênh, một
đờng truyền thông dành riêng đợc thiết lập trớc khi truyền dữ liệu, chính vì vậy
hiệu quả sử dụng chuyển mạch kênh không cao, bởi vì dung lợng kênh đợc 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 trớc đây và đang sử dụng phổ biến hiện nay không
thoả mãn đợc đa phơng tiện, đa dịch vụ băng rộng tơng 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 hớng kết nối, tốc độ cao, dựa trên cơ sở
phơng pháp chuyển mạch gói. ATM nhận thông tin ở nhiều dạng khác nhau nh
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 trờng thông tin ngời sử dụng và trờng tiêu đề trong. Vị
trí của gói chủ yếu không phụ thuộc vào đồng hồ đồng bộ mà dựa trên nhu cầu bất kỳ
THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN
Đồ án tốt nghiệp đại học Chơng I. Tổng quan về mạng NGN
Lữ Văn Thắng, D2001 VT
7
của kênh cho trớc. 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.
Các chuyển mạch ATM cho phép hoạt động với nhiều tốc độ và dịch vụ khác
nhau. Các hệ thống chuyển mạch ATM sẽ đợc 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 nớc gồm
có các mạng sau: Telex, PSTN, N - ISDN, đờng 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 đờng đi tới các nút trong mạng. Do vậy,
cơ cấu định tuyến phải đợc 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 trờng mạng gồm nhiều nút.
Kết quả tính toán của cơ cấu định tuyến đợc lu trong các bảng chuyển tin ( forwarding
table ) chứa thông tin về chặng tiếp theo để có thể gửi gói tin tới hớng đích.
Dựa trên các bảng chuyển tin, cơ cấu chuyển tin chuyển mạch các gói IP hớng tới
đích. Phơng 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. Phơng 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 hớng, điều này đồng nghĩa với
việc mất gói tin.
Kiểu chuyển tin theo từng chặng hạn chế khả năng của mạng. Ví dụ, với phơng
thức này, nếu các gói tin chuyển tới cùng một địa chỉ mà đi qua cùng một nút thì chúng
sẽ đợc truyền qua cùng một tuyến tới điểm đích. Điều này khiến mạng không thể thực
hiện một số chức năng khác nh định tuyến theo đích, theo loại dịch vụ, ...
Tuy nhiên, bên cạnh đó, phơng thức định tuyến và chuyển tin này nâng cao độ tin
cậy cũng nh 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 đợc sự thay đổi về topo
mạng thông qua việc cập nhật thông tin về trạng thái kết nối. Với các phơng thức nh
CIDR ( Classless Interdomain Rouing ), kích thớc của bảng chuyển tin đợc duy trì ở
THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN
Đồ án tốt nghiệp đại học Chơng I. Tổng quan về mạng NGN
Lữ Văn Thắng, D2001 VT
8
mức chấp nhận đợc, và do việc tính toán định tuyến đều do các nút tự thực hiện, mạng
có thể đợc 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 lu lợng rất khó thực hiện do phơng thức định tuyến
theo từng chặng. Ngoài ra, IP cũng không hỗ trợ chất lợng dịch vụ.
d) Công nghệ chuyển mạch MPLS
Trong những năm gần đây, ngành công nghiệp viễn thông đã và đang tìm một
phơng thức chuyển mạch có thể phối hợp u điểm của IP ( nh cơ cấu định tuyến ) và
của ATM ( nh thông lợng chuyển mạch ). Mô hình IP - over - ATM của IETF coi IP
nh một lớp nằm trên lớp ATM và định nghĩa các mạng con IP trên nền mạng ATM.
Phơng 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 đợc hết khả
năng của ATM nh đảm bảo chất lợng 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 nh 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 tơng tự nh 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 thờng, và do vậy cải thiện khả năng của thiết bị.
Các router sử dụng kĩ thuật này đợc 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 nh OSPF ( Open Shortest Path First ) và BGP (
Border Gateway Protocol ). Do MPLS hỗ trợ việc điều khiển lu lợng và cho phép thiết
lập tuyến cố định, việc đảm bảo chất lợng dịch vụ của các tuyến là hoàn toàn khả thi.
Đây là một tính năng vợt trội của MPLS so với các giao thức định tuyến cổ điển.
THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN
Đồ án tốt nghiệp đại học Chơng I. Tổng quan về mạng NGN
Lữ Văn Thắng, D2001 VT
9
Công nghệ MPLS cũng khiến việc quản lý mạng đợc 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 đợc 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 lợng dịch vụ
mạng IP truyền thống. Bên cạnh đó, thông lợng của mạng sẽ đợc 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 hớng tới việc chế tạo các chuyển
mạch quang. Trong tơng lai sẽ có các chuyển mạch quang phân loại theo nguyên lý
nh 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 bớc sóng.
Khi chuyển mạch quang đợc đa 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 tơng lai.
1.1.1.3 Công nghệ mạng truy nhập
Trong vài thập kỷ qua, quan điểm truyền thống đối với đờng dây thuê bao đã
thay đổi do nhu cầu truy nhập các dịch vụ tiên tiến - yêu cầu chất lợng dịch vụ cao,
thời gian đáp ứng sửa chữa cung cấp dịch vụ, giảm chi phí vận hành. Các phơng 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 bớc sóng là mạng sử dụng bớc sóng
một cách hiệu quả bằng cách truyền đồng thời nhiều tín hiệu quang ở các bớc sóng
khác nhau trên cùng một sợi quang. Một trong các ứng dụng đầu tiên của ghép kênh
theo bớc sóng WDM là việc sử dụng các bộ ghép bớc sóng trong mạng quang thụ
động. Cấu trúc mạng quang thụ động cũng có thể đợc sử dụng để truyền các dịch vụ
băng rộng nh truyền hình cáp CATV, truyền hình có độ nét cao ( HDTV ) và ISDN
THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN
Đồ án tốt nghiệp đại học Chơng I. Tổng quan về mạng NGN
Lữ Văn Thắng, D2001 VT
10
băng rộng cũng nh các dịch vụ thoại nhờ kỹ thuật ghép bớc sóng. Mạng quang này
đợc gọi là mạng quang thụ động băng rộng. Mỗi một bớc sóng quang có thể đợc 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 bớc sóng ( WDMA ) đợc chia làm
hai loại chính là: mạng WDMA đơn bớc ( hay còn gọi là các mạng WDMA quang
hoá hoàn toàn ) và mạng WDMA đa bớc.
Các mạng đa truy nhập phân chia sóng mang phụ. Mạng sử dụng kỹ thuật này
đợc 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, đa lại chất lợng tốt, dung lợng 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 hớng phát triển chính của kỹ thuật truy nhập vô tuyến trong tơng lai là ngày
càng nâng cao chất lợng truyền dẫn, dung lợng, độ tin cậy và có thể truyền đợc
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 đợc 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 c tha 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 nh thể thao, triển lãm, ...
- 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.

THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN
Đồ án tốt nghiệp đại học Chơng I. Tổng quan về mạng NGN
Lữ Văn Thắng, D2001 VT
11
+ Không cần nhân công xây dựng và đi dây tới thuê bao do đó giảm đợc
chi phí lắp đặt và bảo dỡng.
+ Dễ dàng thay đổi lại cấu hình, lắp đặt lại vị trí của thuê bao một cách
nhanh chóng và dễ dàng. Nếu nh 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 trờng thuận lợi nhất định chẳng hạn nh 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 cha kể đến chi phí vận hành và bảo
dỡng cũng thấp hơn nhiều.
- Tuy nhiên kỹ thuật truy nhập vô tuyến WLL cũng có những nhợc điểm:
+ Dung lợng bị giới hạn theo dải phổ đợc cung cấp.
+ Chất lợng bị suy giảm phụ thuộc nhiều vào môi trờng truyền dẫn. Nhiễu
và suy hao vô tuyến là vấn đề cần đợc 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 đợc 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 phơng thức truy nhập cáp đồng
Một hớng 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 - Đờng 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 đợc 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.
- ADSL ( Asymmetric Digital Subscriber Line - Đờng dây thuê bao số không
đối xứng ) là một công nghệ mới. ADSL có tốc độ 1,536 Mbit/s đơn công, hớng về
thuê bao, một kênh đơn công số liệu và điều khiển tốc độ thấp hớng về tổng đài, dịch
vụ POST song công, tất cả trên một đôi cáp. Tốc độ đờng truyền thực sự đối với
THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN
Đồ án tốt nghiệp đại học Chơng I. Tổng quan về mạng NGN
Lữ Văn Thắng, D2001 VT
12
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 trờng viễn thông nhất định, cụ thể là thị trờng dân c. ADSL
đợc thiết kế để chuyển tải những loại ứng dụng nhất định đến hộ thuê bao dân c,
gồm có: Truyền hình giáo dục từ xa, Đa phơng tiện, Số liệu tốc độ cao (tới 1,546
Mbit/s), Video giải trí quảng bá và phim theo yêu cầu, ...
d) Xu hớng phát triển mạng truy nhập băng rộng
Trong mạng truy nhập băng rộng mục tiêu, tất cả các dịch vụ băng hẹp sẽ đợc
kết hợp vào cùng một đờng truy nhập nh là đối với các dịch vụ băng rộng, nhng
trong quá trình phát triển những dịch vụ này có thể đợc truy nhập riêng biệt. Ba cấu
trúc cho mạng truy nhập đợc 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 phơng pháp này các dịch vụ băng rộng đợc đa tới khách hàng qua đờng
truy nhập riêng biệt tới tổng đài nội hạt ATM. Nh vậy sẽ không có sự ảnh hởng 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 đợc 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 phơng pháp này là chi phí ban đầu thấp; khả năng tạo ra lợi nhuận

sớm; không bị ảnh hởng 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 nhợc điểm nh sự kết hợp giữa các dịch vụ mới và
các dịch vụ đang tồn tại là khó khăn, việc vận hành và bảo dỡng mạng phức tạp.
f) Hệ thống truy nhập kiểu ghép kênh
Phơng 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 đợc truyền trên ghép kênh ATM và các dịch vụ băng hẹp đợc tách ra
khi đi tới khách hàng.
THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN
Đồ án tốt nghiệp đại học Chơng I. Tổng quan về mạng NGN
Lữ Văn Thắng, D2001 VT
13
Ưu điểm của phơng pháp này là chi phí ban đầu chấp nhận đợc; có khả năng
tạo ra lợi nhuận nhanh; có khả năng sớm giới thiệu ATM đầu cuối - đầu cuối ( end - to
- end ); bớc đầu đơn giản hoá việc vận hành và quản lý mạng nội hạt.
Nhợc điểm của phơng 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
Phơng 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 phơng pháp truy nhập mục tiêu là khả năng hớng 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 dỡng 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 hớng phát triển của các dịch vụ viễn thông
Mạng viễn thông số liên kết đa dịch vụ cung cấp một số lợng 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 vợt 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 tợng sử dụng lẫn các nhà khai thác.
Khi mạng có dung lợng 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 tơng
tác và các dịch vụ phân bố:

THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN
Đồ án tốt nghiệp đại học Chơng I. Tổng quan về mạng NGN
Lữ Văn Thắng, D2001 VT
14
Các dịch vụ tơng 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 thờng phục vụ cho các hộ thuê bao
Bảng 1.1 Các ứng dụng có triển vọng trong tơng lai khi triển khai mạng băng rộng
Các dịch vụ
phục vụ kinh doanh
Các dịch vụ thông thờng
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

T 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 phơng tiện tơng tác
Giáo dục từ xa có tơng tác
Hội thảo từ xa
Phối hợp trong công tác xuất bản.
Các dịch vụ t vấn
Thực tại ảo
Điện thoại đa phơng tiện
Các dịch vụ dùng chung tài nguyên

Đa phơng tiện tơng tác
Th điện tử đa phơng tiện
Các dịch vụ 700, 800, 900 đa phơng tiện
Giáo dục tơng tác từ xa
Dịch vụ Internet có hỗ trợ đa phơng tiện
Các trò chơi điện tử tơng tác
Điện thoại đa phơng tiện và thực tại ảo



THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN
Đồ án tốt nghiệp đại học Chơng I. Tổng quan về mạng NGN
Lữ Văn Thắng, D2001 VT

15
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 tơng tự
5 - 10
Kbit/s
Không có
170 ì 128
2 - 5
Điện thoại thấy hình
tốc độ cơ bản
56 - 128
Kbit/s
P ì 64 176 ì 144
5 - 10
Truyền hình hội
nghị
384
Kbit/s
P ì 64 352 ì 288
15 - 30
Đa phơng tiện
tơng tác

1 - 2
Mbit/s
MPEG
Tối đa 252 ì 288
15 - 30
NTSC số
3 - 10
Mbit/s
NTSC
720 ì 480
30
Truyền hình phân
giải cao
> 15
Mbit/s
FCC
1200 ì 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
Đo lờng
từ xa
Truyền hình chất
lợng cao
Truyền số liệu
tốc độ cao
Thoại
Đo lờng

từ xa
Thời gian đấu nối (giây)
Tốc độ truyền dẫn (bit)

Hình 1.3 Tốc độ bit và thời gian chiếm kênh của các dịch vụ băng rộng

THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN
Đồ án tốt nghiệp đại học Chơng I. Tổng quan về mạng NGN
Lữ Văn Thắng, D2001 VT

16
1.2 Mạng thế hệ sau (Next Generation Network)
1.2.1 Định nghĩa NGN
Mạng viễn thông thế hệ sau là một mạng 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 thoại và số liệu, giữa cố định và di động.












Nh vậy, NGN là mạng hợp nhất của các loại mạng hiện có. Để có thể hợp nhất
đợc thì cần phải có một sự thay đổi lớn về mặt công nghệ, các công nghệ nền tảng ở

lớp truyền tải ( ATM, IP, MPLS, ... ) cũng nh công nghệ ở lớp điều khiển mạng
( MGCP, MEGACO, SIP, BICC, ... ). Ta sẽ xem xét rõ hơn những công nghệ mới này
và hoạt động của chúng ở phần sau.
1.2.2 Cấu trúc mạng NGN
1.2.2.1 Mô hình tham chiếu OSI
Mô hình tham chiếu OSI là mô hình tham chiếu chủ yếu cho các hoạt động thông
tin trên mạng. Hầu hết các nhà chế tạo sản phẩm đều tạo ra các sản phẩm của họ trên
cơ sở tham chiếu đến mô hình OSI.




Tổng đài
Mạng thoại
truyền thống



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 xơng sống QoS
NGN

Tổng đài
Tổng đài
Tổng đài
Hình 1.4 Mạng hợp nhất
THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN
Đồ án tốt nghiệp đại học Chơng I. Tổng quan về mạng NGN
Lữ Văn Thắng, D2001 VT

17
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 ngời
dùng. Các chơng trình ứng dụng nh: chơng trình xử lý bảng tính, chơng 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 đợc.

+ 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 đờng dẫn giữa hai hệ thống
host trên mạng. Đây chính là sự chọn đờng, 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, ...)
THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN
Đồ án tốt nghiệp đại học Chơng I. Tổng quan về mạng NGN
Lữ Văn Thắng, D2001 VT

18
1.2.2.2 Mô hình cấu trúc phân lớp NGN
Mạng NGN chia làm 4 lớp nh 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 nh dịch vụ mạng thông minh IN, trả
tiền trớc, 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 nh quản lý, chăm sóc khách hàng, tính cớc cũng
đợc tích hợp trong lớp điều khiển.
- Lớp truyền tải
Mạng đờng trục có chức năng chính là truyền tải mọi loại hình thông tin
dới dạng gói IP dới 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 lợng lớn.
Kết nối với lớp truy nhập thông qua các Media Gateway.


THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN