ĐỀ TÀI OPENFLOW THE NEXT GENERATION IN NETWORKING INTEROPERABILTY

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

BÁO CÁO ĐỒ ÁN
ĐỀ TÀI
OPENFLOW
THE NEXT GENERATION IN NETWORKING INTEROPERABILTY

MÔN HỆ THỐNG VIỄN THÔNG
GVLT: Huỳnh Thị Bảo Trân
NHÓM 16

1


PHẦN 1: Báo cáo hoạt động nhóm
1. Thông tin nhóm
STT
1
2
3
4
5

Vai trò
Trưởng nhóm

2. Họp nhóm

STT

1
2
3
4
5

Ngày họp Thời gian họp
1/6/2013
18h
8/6/2013
18h
15/6/2013
18h
17/6/2013
18h
30/7/2013
18h

Nội dung
Tìm hiểu đề tài và phân công công việc.
Gom bài và thảo luận lần 1.
Gom bài và thảo luận lần 2.
Chuẩn bị slide thuyết trình.
Họp lần cuối.

3. Phân công công việc

STT

Công việc

Thành
viên

1

Tìm hiểu

2

Đọc bài

3
4

Phân tích
Kết luận
Làm slide
thuyết trình

Nhóm
1
2
3
4
5
Nhóm
Nhóm

5

6
7
8

Thuyết trình
Soạn trắc
nghiệm
Báo cáo cuối kỳ

Nhóm

Phân công
Tỉ lệ trên
Công việc
toàn bộ công
việc(%)
Tìm hiểu đề tài
100
Chương 1,5
20
Chương 3
20
Chương 7
20
Chương 2
20
Chương 6,8
20
Các phần đã đọc
100

Kết luận bài làm
100
Làm slide

Mức độ
hoàn
thành(%)
100
100
100
100
100
100
100
100

Số lần trễ
dealine
0
0
0
0
0
0
0

100

100

0

100

100

0

100

100

0

1,2,3,5

Thuyết trình trước
lớp
Trả lời thắc mắc

Nhóm

Soạn câu hỏi

100

100

0

Nhóm

Làm báo cáo

100

100

0

4

2


3


PHẦN 2: Nội dung đề tài
Mục lục

4


CHƯƠNG I
TỔNG QUAN VỀ MẠNG VIỄN THÔNG THẾ HỆ MỚI
I.

MẠNG VIỄN THÔNG HIỆN TẠI
1. Khái niệm về mạng viễn thông

Mạng viễn thông là phương tiện truyền đưa thông tin từ đầu phát tới đầu thu.
Mạng có nhiệm vụ cung cấp các dịch vụ cho khách hàng.
Mạng viễn thông bao gồm các thành phần chính: thiết bị chuyển mạch, thiết vị
truyền dẫn, môi trường truyền và thiết bị đầu cuối.

Thiết bị chuyển mạch gồm có tổng đài nội hạt và tổng đài quá giang. Các
thuê bao được nối vào tổng đài nội hạt và tổng đài nội hạt sẽ được nối vào
tổng đài quá giang. Nhờ các thiết bị chuyển mạch mà đường truyền dẫn được
dùng chung và mạng có thể được sử dụng một cách kinh tế.
Thiết bị truyền dẫn dùng để nối thiết bị đầu cuối với tổng đài, hay giữa các
tổng đài để thực hiện việc truyền đưa các tín hiệu điện. Thiết bị truyền dẫn
chia làm hai loại: thiết bị truyền dẫn phía thuê bao và thiết bị truyền dẫn cáp
quang. Thiết bị truyền dẫn phía thuê bao môi trường truyền thường là cáp
kim loại, tuy nhiên có một số trường hợp môi trường truyền là cáp quang
hoặc vô tuyến.
Môi trường truyền bao gồm truyền hữu tuyến và vô tuyến. Truyền hữu tuyến
bao gồm cáp kim loại và cáp quang. Truyền vô tuyến bao gồm vi ba, vệ tinh.
Thiết bị đầu cuối cho mạng thoại truyền thống gồm máy điện thoại, máy Fax,
máy tính, tổng đài PABX.

5


Mạng viễn thông cũng có thể được định nghĩa như sau: mạng viễn thông là
một hệ thống gồm các nút chuyển mạch được nối với nhau bằng các đường truyền
dẫn. Nút được phân thành nhiều cấp và kết hợp với các đường truyền dẫn tạo
thành các cấp mạng khác nhau.

 Mạng viễn thông hiện nay được phân cấp như sau:

6


2. Các đặc điểm

Các mạng viễn thông hiện tại có đặc điểm chung là tồn tại một cách riêng lẽ,
ứng với mỗi loại dịch vụ thông tin lại có ít nhất một loại mạng viễn thông riêng
biệt để phục vụ dịch vụ đó.
 Mạng telex: dùng để gửi các bức điện dưới dạng ký tự đã được mã hóa
bằng 5 bit. Tốc độ truyền rất thấp (từ 75 – 300 bit/s).
 Mạng điện thoại công cộng, còn gọi là mạng POTS (Plain Old Telephone
Service): thông tin tiếng nói được số hóa và chuyển mạch ở hệ thống
chuyển mạch điện thoại công cộng PSTN.
 Mạng truyền số liệu: bao gồm các mạng chuyển mạch gói để trao đổi số
liệu giữa các máy tính dựa trên giao thức của X.25 và hệ thống truyền số
liệu chuyển mạch kênh dựa trên các giao thức X.21.
 Các tín hiệu truyền hình có thể được truyền theo 3 cách: truyền bằng sóng
vô tuyến, truyền qua hệ thống mạng truyền hình cáp hoặc truyền qua hệ
thống vệ tinh.
 PSTN (Public Switching Telephone Network ) là mạng chuyển mạch thoại công
cộng. PSTN phục vụ thoại và bao gồm hai loại tổng đài: tổng đài nội hạt (cấp
5) và tổng đài tandem (tổng đài quá giang nội hạt cấp 4). Tổng đài tandem
được nối vào các tổng đài Toll để giảm mức phân cấp. Phương pháp nâng cấp
các tandem là bổ sung cho mỗi nút một ATM core, các ATM core sẽ cung cấp
dịch vụ băng rộng cho thuê bao, đồng thời hợp nhất các mạng số liệu hiện nay
vào mạng chung ISDN. Các tổng đài cấp 4 và cấp 5 là các tổng đài loại lớn,
các tổng đài này có kiến trúc tập trung, cấu trúc phần mềm và phần cứng độc
quyền.
 ISDN (Integrated Service Digital Network ) là mạng số tích hợp dịch vụ. ISDN
cung cấp nhiều loại ứng dụng thoại và phi thoại trong cùng một mạng và xây

dụng giao tiếp người sử dụng – mạng đa dịch vụ bằng một số giới hạn các kết
nối ISDN cung cấp nhiều ứng dụng khác nhau bao gồm các kết nối chuyển
mạch và không chuyển mạch. Các kết nối chuyển mạch của ISDN bao gồm
nhiều chuyển mạch thực, chuyển mạch gói và sự kết hợp của chúng.
 PSDN (Public Switching Data Network) là mạng chuyển mạch số liệu công
cộng, chủ yếu cung cấp các dịch vụ số liệu. Mạng PSDN bao gồm các PoP
(Point of Presence) và các thiết bị truy nhập từ xa. Hiện nay, PSDN đang phát
triển với tốc độ rất nhanh do sự bùng bổ của dịch vụ Internet và các mạng riêng
ảo (VPN).
 Mạng di động GMS (Global System for Mobile Telecom) là
mạng cung cấp dịch vụ thoại tương tự như PSTN nhưng qua đường truy nhập
vô tuyến. Mạng này chuyển mạch dựa trên công nghệ ghép kênh phân chia
7


theo thời gian và công nghệ ghép kênh theo tần số. Các thành phần cơ bản của
mạng này là: BSC (Base Station Controller), BTS (Base Transfer Station),
HLR (Home Location Register), VLR (Visitor Location Register) và MS
(Mobile Subcriber).
3. Những hạn chế của mạng viễn thông hiện tại
Hiện nay, có rất nhiều loại mạng khác nhau tồn tại song song, mỗi mạng lại
yêu cầu phương pháp thiết kế, sản xuất, vận hành, bảo dưỡng khác nhau. Như vậy,
hệ thống mạng viễn thông hiện tại có rất nhiều nhược điểm mà quan trọng nhất là:
 Chỉ truyền được các dịch vụ độc lập tương ứng với từng mạng.
 Thiếu mềm dẻo: sự ra đời của các công nghệ mới ảnh hưởng mạnh mẽ tới
tốc độ truyền tín hiệu. Ngoài ra, sẽ xuất hiện nhiều dịch vụ truyền thông
trong tương lai mà hiện nay chưa dự đoán được, mỗi loại dịch vụ sẽ có tốc
độ truyền khác nhau và mạng hiện tại rất khó thích nghi với những đòi hỏi
này.
 Kém hiệu quả trong việc bảo dưỡng, vận hành cũng như sữ dụng tài

nguyên. Tài nguyên sẵn có trong một mạng không thể chia sẻ cho các mạng
khác cùng sử dụng.
 Kiến trúc tổng đài độc quyền làm cho các nhà khai thác gần như phụ thuộc
hoàn toàn vào các nhà cung cấp tổng đài. Điều này không những làm giàm
sức mạnh cạnh tranh cho các nhà khai thác, đặc biệt là những nhà khai thác
nhỏ, mà còn tốn nhiều thời gian và tiền bạc khi muốn nâng cấp và ứng dụng
các phần mềm mới.
 Các tổng đài chuyển mạch kênh đã khai thác hết năng lực và trở nên lạc hậu
đối với nhu cầu của khách hàng. Các chuyển mạch lớp 5 đang tồn tại làm
hạn chế khả năng sáng tạo và triển khai các dịch vụ mới, từ đó dẫn đến việc
làm giảm lợi nhuận của các nhà khai thác.
 Sự bùng nổ lưu lượng thông tin đã khám phá sự kém hiệu quả của chuyển
mạch kênh TDM. Chuyển mạch kênh truyền thống chỉ dùng để truyền các
lưu lượng thoại có thể dự đoán trước và nó không hỗ trợ lưu lượng dữ liệu
tăng đột biến một cách hiệu quả. Khi lượng dữ liệu tăng vượt lưu lượng
thoại, đặc biệt đối với dịch vụ truy cập Internet quay số trực tiếp, thường
xảy ra nghẽn mạch do nguồn tài nguyên hạn hẹp. Trong khi đó, chuyển
mạch kênh làm lãng phí băng thông khi các mạch đều trống trong một
khoảng thời gian mà không có tín hiệu nào được truyền đi.
Đứng trước tình hình của mạng viễn thông hiện nay, các nhà khai thác nhận
thấy rằng “sự hội tụ giữa mạng PSTN và mạng PSDN” là chắc chắn xảy ra. Họ
cần có một cơ sở hạ tầng duy nhất cung cấp cho mọi dịch vụ (tương tự - số, băng
8


hẹp – băng rộng, cơ bản – đa phương tiện,…) để việc quản lý tập trung, giảm chi
phí bảo dưỡng và vận hành, đồng thời hỗ trợ các dịch vụ của mạng hiện nay.
II. MẠNG VIỄN THÔNG THẾ HỆ MỚI
1. Định Nghĩa

Mạng viễn thông thế hệ mới có nhiều tên gọi khác nhau như:
 Mạng đa dịch vụ ( cung cấp nhiều loại dịch vụ khác nhau ).
 Mạng hội tụ ( hỗ trợ cho cả lưu lượng thoại và dữ liệu, cấu trúc mạng hội tụ ).
 Mạng phân phối ( phân phối tính thông minh cho mọi phần tử trong mạng ).
 Mạng nhiều lớp ( mạng được phân phối ra nhiều lớp mạng có chức năng độc
lập nhưng hỗ trợ nhau thay vì một khối thống nhất như trong mạng TDM ).
Cho tới hiện nay, mặc dù các tổ chức viễn thông quốc tế và các nhà cung cấp
thiết bị viễn thông trên thế giới đều rất quan tâm và nghiên cứu về chiến lược phát
triển mạng viễn thông thế hệ mới này nhưng vẫn chưa có một định nghĩa cụ thể và
chính xác nào cho mạng này. Do đó, định nghĩa mạng viễn thông thế hệ mới nêu
ra ở đây không thể bao hàm hết mọi chi tiết về mạng thế hệ mới, nhưng nó có thể
tương đối là khái niệm chung nhất khi đề cập đến mạng viễn thông thế hệ mới.
Bắt nguồn từ sự phát triển của công nghệ thông tin, công nghệ chuyển mạch
gói và công nghệ truyền dẫn băng rộng, mạng viễn thông thế hệ mới ra đời là
mạng có cơ sở 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.
Như vậy, có thể xem mạng viễn thông thế hệ mới là sự tích hợp mạng thoại
PSTN, chủ yếu dựa trên kỹ thuật TDM với mạng chuyển mạch gói, dựa trên kỹ
thuật IP/ATM. Nó có thể truyền tải tất cả các dịch vụ vôn có của PSTN, đồng thời
cũng có thể nhập một lượng dữ liệu rất lớn vào mạng IP, nhờ đó có thể giảm nhẹ
gánh nặng của PSTN.
Tuy nhiên, mạng viễn thông thế hệ mới không chỉ đơn thuần là sự hội tụ giữa
dịch vụ thoại và dữ liệu mà còn là sự hội tụ giữa truyền dẫn quang và công nghệ
gói.Vấn đề chủ đạo ở đây là làm sao có thể tận dụng hết lợi thế đem đến từ quá
trình hội tụ này.Một vấn đề quan trọng khác là sự bùng nổ nhu cầu của người sử
dụng cho một khối lượng lớn dịch vụ và các ứng dụng phức tạp bao gồm cả đa
phương tiện, phần lớn trong đó là không được trù liệu khi xây dựng các hệ thống
mạng hiện nay.
2. Đặc điểm của mạng viễn thông thế hệ mới

Có 4 đặc điểm chính:
 Nền tảng là hệ thống mạng mở.
9


 Do mạng dịch vụ thúc đẩy nhưng dịch vụ phải thực hiện độc lập với mạng

lưới.
 Là mạng chuyển mạch gói dựa trên một giao thức thống nhất.
 Là mạng có dung lượng ngày càng tăng, có tính thích ứng ngày càng tăng và
có đủ dung lượng để đáp ứng nhu cầu.
Việc phân tách làm cho mạng viễn thông vốn có dần dần đi theo hướng mới,
nhà kinh doanh có thể căn cứ vào nhu cầu dịch vụ để tổ chức tổ hợp các phần tử
có thể thực hiện nối thông giữa các mạng có cấu hình khác nhau.
Mạng viễn thông thế hệ mới là mạng dịch vụ thúc đẩy với đặc điểm:
+ Chia tách dịch vụ với điều khiển cuộc gọi.
+ Chia tách cuộc gọi với truyền tải.
Mục tiêu chính của việc chia tách là làm cho dịch vụ thật sự độc lập với mạng,
thực hiện một cách linh hoạt và có hiệu quả việc cung cấp dịch vụ.Thuê bao có
thể tự bố trí và xác định đặc trưng dịch vụ của mình, không quan tâm đến mạng
truyền tải dịch vụ và loại hình đầu cuối. Điều đó làm cho việc cung cấp dịch vụ và
ứng dụng có tính linh hoạt cao.
Mạng viễn thông thế hệ mới là mạng chuyển mạch gói, giao thức thống nhất.
Mạng thông tin hiện nay, dù là mạng viễn thông, mạng máy tính hay là mạng
truyền hình cáp, đều không thể láy một trong các mạng đó làm nền tảng xây dựng
cơ sở hạ tầng thông tin. Tuy nhiên, cùng với sự phát triển của công nghệ IP, người
ta mới nhận thấy rõ ràng là mạng viễn thông, mạng máy tính và mạng truyền hình
cáp cuối cùng rồi cũng tích hợp trong một mạng IP thống nhất, đó là xu thế lớn mà
người ta thường gọi là “ dung hợp ba mạng ”. Giao thức IP làm cho các dịch vụ

lấy IP làm cơ sở đều có thể thực hiện nối thông các mạng khác nhau, con người
lần đầu tiên có được giao thức thống nhất mà ba mạng lớn đều có thể chấp nhận
được, đặt cơ sở vững chắc về mặt kỹ thuật cho hạ tầng cơ sở thông tin quốc gia
(NII).

10


Topo mạng thế hệ sau
3. Những vấn đề cần quan tâm khi phát triển mạng viễn thông thế hệ mới

Trước hết, các nhà cung cấp dịch vụ chính thống phải xem xét cơ sở TDM mà họ
đã lắp đặt và do vậy phải đối đầu với quyết định khó khăn về việc nâng cấp hệ thống
này, nên đầu tư vốn cho thiết bị chuyển mạch kênh và xây dựng một mạng viễn thông
thế hệ mới xếp chồng, hay thậm chí nên thay thế các tổng đài truyền thống bằng
những chuyển mạch mới của công nghệ sau này.
Vấn đề lớn nhất cần cân nhắc khi sắp tới cần hỗ trợ dịch vụ thoại qua IP và hàng loạt
các dịch vụ giá trị gia tăng khác là cơ chế “ best effort ” phân phối các gói tin không
còn đủ đáp ứng nữa. Một thách thức căn bản ở đây là mở rộng mạng IP theo chiều
hướng, khả năng cung cấp đa dịch vụ khi vẫn giữ được ưu thế của mạng IP. Để đảm
bảo QoS cần thiết, các nhà khai thác sẽ phải có khả năng cam kết cung cấp các thỏa
thuận về mức dịch vụ (SLA), các yêu cầu về băng tần và các tham số chất lượng.
Một khía cạnh khác đảm bảo chất lượng là quy mô mạng phải đủ lớn để cung câp
cho khách hàng nhằm chống lại hiện tượng nghẽn cổ chai trong lưu lượng của mạng
lõi. Một trong những đặc trưng của mạng viễn thông thế hệ mới chính là khả năng
tăng số lượng của các giao diện mở nhưng điều đó cũng hàm chứa các nguy cơ đe dọa
an ninh mạng. Do đó, đảm bảo an toàn thông tin trở thành vấn đề sống còn của các
nhà khai thác nhằm bảo vệ mạng chống lại sự tấn công từ phía các tin tặc.
11

Một vấn đề không kém phần quan trọng là vấn đề về các giải pháp quản lý thích
hợp cho mạng viễn thông thế hệ mới. Trong khi mong muốn xây dựng một mạng
quản lý phải làm việc trong một môi trường đa nhà đầu tư, đa nhà khai thác, đa dịch
vụ còn mang tính logic, tuy vậy nó vẫn bộc lộ đây là điểm rất cần lưu ý. Mặc dù còn
phải mắc nhiều thời gian và công sức trước khi hệ thống mạng được triển khai, nhưng
mục tiêu này vẫn có giá trị thuyết phục và sẽ mang lại nhiều lợi ích như giảm chi phí
khai thác, dịch vụ đa dạng.
Tất cả những yếu tố trên dường như làm cho mạng viễn thông thế hệ mới mang
đậm sự phức tạp. Tuy nhiên, nên nhìn mạng viễn thông thế hệ mới trong mạng thông
tin toàn cầu ngày nay, trong đó các mạng chuyển mạch kênh truyền thống và chuyển
mạch gói song song tồn tại, các mạng di động và cố định không đơn giản trong việc
cùng khai thác, và thậm chí các thành phần mạng khác nhau trên mạng cũng yêu cầu
phần quản lý riêng biệt. Trên quan điểm đó, mạng viễn thông thế hệ mới hướng về
một cái gì đó hết sức phức tạp, nhưng sẽ cho phép tiết kiệm chi phí khai thác một
cách thích đáng.
4. Sơ lược về các công nghệ
4.1 Công nghệ truyền dẫn

Trong cấu trúc mạng thế hệ mới, truyền dẫn là một thành phần của lớp kết nối
(bao gồm truyền tải và truy nhập).Công nghệ truyền dẫn của mạng thế hệ mới là
SDH, WDM với khả năng hoạt động mềm dẻo, linh hoạt, thuận tiện cho khai thác và
đều hành quản lý. Các tuyến truyền dẫn SDH hiện có và đang được tiếp tục triển khai
rộng rãi trên mạng viễn thông là sự phát triển đúng hướng theo cấu trúc mạng mới.
Cần tiếp tục phát triển các hệ thống truyền dẫn công nghệ SDH và WDM, hạn chế sử
dụng công nghệ PDH.
Cáp quang:
+ Hiện nay trên 60% lưu lượng thông tin được truyền đi trên toàn thế giới qua
đường truyền cáp quang.
+ Công nghệ truyền dẫn quang SDH cho phép tạo trên đường truyền dẫn tốc độ

cao (n*155Mb/s) với khả năng bảo vệ của các mạch vòng đã được sử dụng rộng
rãi ở nhiều nước và ở Việt Nam.
+ WDM cho phép sử dụng độ rộng băng tần rất lớn của sợi quang bằng cách kết
hợp một số 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 truyền dẫn lên 5Gb/s, 10Gb/s và 20Gb/s.

Vô tuyến:
12


+ Vi ba: công nghệ truyền dẫn SDH cũng phát triển trong lĩnh vực vi ba, tuy nhiên
do những của môi trường truyền dẫn sóng vô tuyến nên tốc độ và chất lượng
truyền dẫn không cao so với công nghệ truyền dẫn cáp quang.
+ Vệ tinh: vệ tinh quỹ đạo thấp (LEO – Low Earth Orbit), vệ tinh quỹ đạo trung
bình (MEO – Medium Earth Orbit). Thị trường thông tin vệ tinh trong khu vực đã
có sự phát triển mạnh trong những năm gần đây và sẽ còn tiếp trục trong tương lai.
Các loại hình dịch vụ vệ tinh phát triển như: DTH tương tác, truy nhập Internet,
các dịch vụ băng rộng, HDTV… Ngoài ra 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, thông tin vệ tinh ngày càng có xu hướng phát triển đặc biệt
trong lĩnh vực thông tin di động, thông tin cá nhân…
4.2 Công nghệ mạng truy nhập
Trong xu hướng phát triển mạng viễn thông thế hệ mới sẽ duy trì nhiều loại
hình mạng truy nhập vào một môi trường truyền dẫn chung như:
+ Mạng truy nhập quang
+ Mạng truy nhập vô tuyến
+ Các phương thức truy nhập cáp đồng: HDSL, ADSL
+ Xu hướng phát triển truy nhập băng rộng.
4.3 Công nghệ chuyển mạch

Chuyển mạch cũng là một thành phần trong lớp mạng chuyển tải của cấu trúc
mạng viễn thông thế hệ mới nhưng có những thay đổi lớn về mặt công nghệ so với
các thiết bị chuyển mạch TDM trước đây. Công nghệ chuyển mạch của mạng thế
hệ mới là IP, ATM, ATM/IP hay MPLS thì hiện nay vẫn chưa xác định rõ, tuy
nhiên nói chung là dựa trên công nghệ chuyển mạch gói, cho phép hoạt động với
nhiều tốc độ và dịch vụ khác nhau.
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 sau: chuyển mạch quang phân chia
theo không gian, chuyển mạch quang phân chia theo thời gian, chuyển mạch
quang phân chia theo bước sóng.

CHƯƠNG IICẤU TRÚCMẠNG VIỄN THÔNG THẾ HỆ MỚI
I. SỰ TIẾN HÓA TỪ MẠNG HIỆN TẠI LÊN MẠNG VIỄN THÔNG THẾ HỆ
MỚI
13


1. Chiến lược phát triển

Một chiến lược để phát triển nhịp nhàng từ mạng hiện tại sang kiến trúc mạng
mới là rất quan
trọngnhằmgiảmthiểuyêucầuđầutưtronggiaiđoạnchuyểntiếp,trongkhisớmtậndụngđ
ượcnhữngphẩmchấtcủamạngmạng viễn thong thế hệ
mới.Tuynhiênbấtkỳbướcđinàotrongtiếntrìnhchuyểntiếpnàycũngcầntạođiềukiệndễ
dànghơnchomạngđểrốtcuộcvẫnpháttriểnsangkiếntrúcmạng viễn thông thế hệ
mớidựatrênchuyểnmạchgói.Bấtcứgiảiphápnàođượcchọnlựathìcáchệthốngchuyển
mạchtruyềnthốngcũngsẽphảitồntạibêncạnhcácphầntửmạngcôngnghệmớitrongnhi
ềunămtới.
Mạngthếhệsauđượctổchứcdựatrêncácnguyêntắccơbảnsau:

o Đápứngnhucầucungcấpcácloạihìnhdịchvụviễnthôngphongphú,đadạng,đadị
chvụ,đaphươngtiện.
o Mạngcócấutrúcđơngiản.
o Nângcaohiệuquảsửdụng,chấtlượngmạnglướivàgiảmthiểuchiphíkhaithácvà
bảodưỡng.
o Dễdàngmởrộngdunglượng,pháttriểncácdịchvụmới.
o Độlinhhoạtvàtínhsẵnsàngcao,nănglựctồntạimạnh.
Việctổchứcmạngdựatrênsốlượngthuêbaotheovùngđịalývànhucầupháttriểndịch
vụ,khôngtổchứctheođịabànhànhchínhmàtổchứctheovùngmạnghayvùnglưulượng.
Ởđây,chủyếuchúngtaxemxétquátrìnhtiếnhóavềcấutrúctừmạnghiệncólêncấutrú
cmạng viễn thong thế hệ mới.

14


Như hình vẽ, chúng ta nhận thấy mạng viễn thông hiện tại gồm nhiềumạng
riêng lẻ kết hợp lại với nhau thành một mạng “hỗn tạp”, chỉ đượcxây dựng ở cấp
quốc gia, nhằm đáp ứng được nhiều loại dịch vụ khácnhau. Xét đến mạng Internet,
đó là một mạng đơn lớn, có tính chất toàncầu, thường được đề cập theo một loạt
các giao thức truyền dẫn hơn là theomột kiến trúc đặc trưng. Internet hiện tại
không hỗ trợ QoS cũng như cácdịch vụ có tính thời gian thực ( như thoại truyền
thống).
Do đó, việc xây dựng mạng thế hệ mới mạng viễn thông thế hệ mới cầntuân
theo các chỉtiêu :
o Mạng viễn thông thế hệ mới phải có khả năng hỗ trợ cả cho các dịch vụ
của mạng Internet và của mạng hiện hành.
o Một kiến trúc mạng viễn thong thế hệ mới khả thi phải hỗ trợ dịch vụ qua
nhiều nhà cung cấp khác nhau. Mỗi nhà cung cấp mạng hay dịch vụ là một
thực thể riêng lẻ với mục tiêu kinh doanh và cung cấp dịch vụ khác nhau,
và có thể sử dụng những kỹ thuật và giao thức khác nhau. Một vài dịch vụ

có thể chỉ do một nhà cung cấp dịch vụ đưa ra, nhưng tất cả các dịch vụ đều
phải được truyền qua mạng một cách thông suốt từ đầu cuối đến đầu cuối.
o Mạng tương lai phải hỗ trợ tất cả các loại kết nối (hay còn gọi là cuộcgọi),
thiết lập đường truyền trong suốt thời gian chuyển giao, cả chohữu tuyến
cũng như vô tuyến.
Vì vậy, mạng viễn thông thế hệ mới sẽ tiến hóa lên từ mạng truyền dẫn hiện
tại (pháttriển thêm chuyển mạch gói) và từ mạng Internet công cộng ( hỗ trợ them
chất lượng dịch vụ QoS).

15


Để thực hiện việc chuyển dịch một cách thuận lợi từ mạng viễn thông hiện có
sang mạng thế hệ mới, việc chuyển dịch phải phân ra làm ba mức (ở hai lớp : kết
nối và chuyển mạch)
Trước hết là chuyển dịch ở lớp truy nhập và truyền dẫn. Hai lớp nàybao gồm
lớp vật lý, lớp 2 và lớp 3 nếu chọn công nghệ IP làm nền chomạng thế hệ mới.
Trong đó :
 Công nghệ ghép kênh bước sóng quang DWDM sẽ chiếm lĩnh ở lớp vậtLý.
 IP/MPLS làm nền cho lớp 3
 Công nghệ ở lớp 2 phải thỏa mãn:
o Càng đơn giản càng tốt
o Tối ưu trong truyền tải gói dữ liệu
o Khả năng giám sát chất lượng, giám sát lỗi và bảo vệ, khôi phục mạng
khi có sự cố phải tiêu chuẩn hơn của công nghệ SDH/SONET
 Hiện tại công nghệ RPT (Resilient Packet Transport) đang phát triển nhằm đáp
ứng các chỉ tiêu này.
Thứ hai là chuyển dịch mạng đường dài (mạng truyền dẫn).Sử dụng cổng
mạng trung kế tích hợp hoặc độc lập, chuyển đến mạng IP hoặc ATM, rồi sử dụng
chuyển mạch mềm để điều khiển luồng và cung cấp dịch vụ. Sử dụng phương thức

này có thể giải quyết vấn đề tắt nghẽn trong chuyển mạch kênh.

16


 So sánh công nghệ hiện tại và tương lai

Thành phần mạng
Mạng truy nhập

Công nghệ hiện tại
- Cáp xoắn băng hẹp
- Truyền hình cáp số
vàtương tự chuyên dụng
- GSM không dây
- Cáp quang

Công nghệ tương lai
- Cáp xoắn băng hẹp
- GSM không dây
- Truyền hình cáp số và
tương tự chuyên dụng
- Cáp quang
- Cáp xoắn băng rộng
- Modem cáp
- IP qua vệ tinh
- Ethernet

Chuyển mạch và định
tuyến

- Tổng đài PSTN
- Chuyển mạch ATM
- Chuyển mạch Frame
Relay
- Định tuyến IP

- Định tuyến IP
- Chuyển mạch quang

Mạng truyền dẫn đường
trục

- PDH
- SDH

- DWDM

17


Cùng với sự tiến hóa ở lớp truy nhập và truyền dẫn, chức năngchuyển mạch
của tổng đài ở lớp điều khiển được thay thế bằng một phầnmềm chuyển mạch
thông minh gọi là Softswitch (hay Call Agent) :

 Nhà cung cấp đưa ra tất cả cácgiải

 Các giải pháp đưa ra từ nhiều nhàcung

pháp trong một khối chuyển mạch duy

nhất : Phần cứng,phần mền mà các
trình ứngdụng.
 Khách hàng phụ thuộc nhà cung cấp:
không có đổi mới, chiphí vận hành và
bảo dưỡng cao.

cấp, ở nhiều mức độ khác nhau với
nhiều sản phẩm nguồn mởtheo chuẩn .
 Khách hàng tự do chọn lựa nhữngsản
phẩm tốt nhất để xây dựng từnglớp
mạng trong hệ thống. Các chuẩn mở
cho phép mở rộng vàgiảm chi phí.

Hoạt động của chuyển mạch mềm trong mạng viễn thong thế hệ mới
18


Thứ ba là mạng chuyển dịch mạng nội hạt.Tổng đài điện thoại có rấtnhiều giá
máy và nhiều dữ liệu dịch vụ thoại nội hạt, không chỉ đầu tư lớnmà việc cải tạo
cũng sẽ rất khó khăn. Có thể dùng thiết bị tổng hợp truynhập băng rộng, có dung
lượng lớn, thay thế giá máy thuê bao hiện có,dùng cổng mạng truy nhập tốc độ cao
đến mạng IP, nhằm nâng cấp chuyển mạch mềm và bộ phục vụ ứng dụng, bảo
đảm cho dịch vụ thoại nội hạt vàdịch vụ IP.
2. Sự tiến hóa từ mạng hiện tại lên mạng viễn thông thế hệ mới
 Sự phát triển từ PSTN lên mạng viễn thong thế hệ mới

Thoại luôn là dịch vụ được xét đến hàng đầu trong quá trình xây dựng mạng.
Do đó, ở đây ta xem xét một minh họa về sự chuyển dịch thoại từ PSTN sang
mạng viễn thong thế hệ mới.

19


 Đối với các mạng dịch vụ khác

20


Từ những phân tích trên, chúng ta xây dựng sự tiến hóa bằng sơ đồ lớp chức
năng của các mạng
 Mạng hiện tại:

GE : Gigabit Ethenet


Mạng trong tương lai gần:



Mạng trong tương lai:

21


 Sự phát triển của mạng hữu tuyến dự trên công nghệ IP:

22


Con đường phát triển của các mạng hiện tại là tạo ra một mạngchuyển mạch

gói bên cạnh mạng PSTN để hỗ trợ thoại cũng như số liệu,và cấu hình để vận hành
như một chuyển mạch quá giang khác. Để làmđược việc này, điều cần thiết đối với
mạng chuyển mạch gói là phải truyềnthông được với PSTN nhờ sử dụng báo hiệu
SS7.Truy cập tốc độ cao sẽqua các công nghệ DSL (Digital Subcriber Line), các
modem cáp, các đầucuốidi động và vô tuyến băng rộng.Tuy nhiên truyền dẫn
quang DWDM,PON (Passive Optical Network) sẽ là xu thế phát triển của tương
lai.
Thoại là yếu tố quyết định trong sự phát triển sang các mạng đa dịchvụ. Một số
lượng lớn các thiết bị đang xuất hiện trên thị trường để hộ trợđiện thoại trên các
mạng IP.Các thiết bị này vừa phục vụ cho tư gia kháchhàng vừa cho các mạng hữu
tuyến.Có một sức nặng đằng sau ý kiến cho làIP là chọn lựa tất yếu cho tương
lai.Các cổng VoIP quy mô doanh nghiệpvừa mới được đưa vào hoạt động và các
nhà khai thác đã có các mạng IPtoàn cầu, trong đó có cả nhà khai thác của Châu
Á.
Việt Nam đã có kế hoạch xây dựng mạng thế hệ mới.Theo cấu hìnhvà tổ chức
khai thác mạng dựa trên địa bàn hành chính hiện nay của mạngViễn thông Việt
Nam, chất lượng dịch vụ viễn thông được cung cấp sẽ bịảnh hưởng. Vì vậy, việc
cung cấp các dịch vụViễn thông và tổ chức khaimạng dựa trên số lượng thuê bao
theo vùng địa lý, nhu cầu phát triển dịchvụ và tổ chức theo cùng lưu lượng đã
được đề xuất .Tuy nhiên, lộ trình vẫnchưa thể công bố.
II. CẤU TRÚC CHỨC NĂNG

Cho đến nay, mạng thế hệ sau vẫn là xu hướng phát triển mới mẻ, chưacó một
khuyến nghị chính thức nào của Liên minh Viễn thông thế giới ITUvề cấu trúc của
nó. Nhiều hãng viễn thông lớn đã đưa ra mô hình cấu trúcmạng thế hệ mới như
Alcatel, Ericssion, Nortel, Siemens, Lucent, NEC,…Bên cạnh việc đưa ra nhiều
mô hình cấu trúc mạng viễn thông thế hệ mới khác nhau và kèmtheo là các giải
pháp mạng cũng như những sản phẩm thiết bị mới khácnhau. Các hãng đưa ra các
mô hình cấu trúc tương đối rõ ràng và các giảipháp mạng khá cụ thể là Alcatel,
Siemens, Ericsions.

Nhìn chung từ các mô hình này, cấu trúc mạng mới có đặc điểm chunglà bao
gồm các lớp chức năng sau :
o Lớp nết nối (Access + Transport/ Core)
o Lớp trung gian hay lớp truyền thông (Media)
o Lớp điều khiển (Control)
o Lớp quản lý (Management)
Trong các lớp trên, lớp điều khiển hiện nay đang rất phức tạp với nhiềuloại
giao thức, khả năng tương thích giữa các thiết bị của hãng là vấn đềđang được các
nhà khai thác quan tâm.
1. Mô hình phân lớp chức của mạng viễn thong thế hệ mới
23


Cấu trúc mạng thế hệ sau

Xem xét từ góc độ kinh doanh và cung cấp dịch vụ thì mô hình cấutrúc mạng
thế hệ sau còn có thêm lớp ứng dụng dịch vụ.
Trong môi trường phát triển cạnh tranh thì sẽ có rất nhiều thành phầntham gia
kinh doanh trong lớp ứng dụng dịch vụ.

Cấu trúc mạng và dịch vụ
2. Phân tích

24


Cấu trúc chức năng

Kiến trúc mạng mạng viễn thong thế hệ mới sử dụng chuyển mạch gói cho cả
thoại và dữliệu.Nó phân chia các khối vững chắc của tổng đài hiện nay thành các

lớpmạng riêng lẽ, các lớp này liên kết với nhau qua các giao diện mở tiêuchuẩn.
Sự thông minh của xử lý cuộc gọi cơ bản trong chuyển mạch củaPSTN thực
chất là đã được tách ra từ phần cứng của ma trận chuyển mạch.Bây giờ, sự thông
minh ấy nằm trong một thiết bị tách rời gọi là chuyểnmạch mềm (softswitch) cũng
được gọi là một bộ điều khiển cổng truyềnthông (Media Gateway Controller) hoặc
là một tác nhân cuộc gọi (CallAgent), đóng vai trò phần tử điều khiển trong kiến
trúc mạng mới. Cácgiao diện mở hướng tới các ứng dụng mạng thông minh (INIntelligentNetwork) và các server ứng dụng mới tạo điều kiện dễ dàng cho
việcnhanh chóng cung cấp dịch vụ và đảm bảo đưa ra thị trường trong thời
gianngắn.
Tại lớp truyền thông, các cổng được đưa vào sử dụng để làm thíchứng thoại và
các phương tiện khác với mạng chuyển mạch gói.Các mediagateway này được sử
dụng để phối ghép hoặc với thiết bị đầu cuối củakhách hàng (RGW- Residental
Gateway), với các mạng truy nhập (AGWAccessGateway) hoặc với mạng PSTN
(TGW- Trunk Access).Các serverphương tiện đặc biệt rất nhiều chức năng khác
nhau, chẳng hạn như cung cấp các âm quay số hoặc thông báo. Ngoài ra, chúng
còn có các chức năngtiên tiến hơn như : trả lời bằng tiếng nói tương tác và biến
đổi văn bản sangtiếng nói hoặc tiếng nói sang văn bản.
Các giao diện mở của kiến trúc mới này cho phép các dịch vụ mớiđược giới
thiệu nhanh chóng. Đồng thời chúng cũng tạo thuận tiện cho việcgiới thiệu các
phương thức kinh doanh mới bằng cách chia tách chuỗi giátrị truyền thống hiện tại
thành nhiều dịch vụ có thể do các hãng khác nhaucung cấp.
25