Kiến trúc mạng thế hệ mới NwGN

Công nghệ mạng viễn thông thế
hệ mới
Kiến trúc mạng thế hệ mới
TS. Nguyễn Chiến Trinh
Khoa Viễn thông 1
Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông


Nội dung






Xu thế phát triển mạng Internet và viễn
thông trong tương lai;
Kiến trúc mạng NwGN;
Các hướng phát triển NwGN;
Một số giải pháp xây dựng mạng NwGN


SỰ CẦN THIẾT XÂY DỰNG MẠNG THẾ HỆ

MỚI







Tiến tới xã hội thông tin và xã hội mạng;
Mạng IP hiện thời không được thiết kế cho các
mục tiêu đó;
Hạn chế của mạng IP: quản lý, chất lượng QoS,
an toàn, tính tin cậy, …
Cần thiết xây dựng mạng thế hệ mới trước khi
mạng IP tiến tới giới hạn của nó.


Dịch vụ gia tăng, phát triển đa dạng


Quá trình gia tăng lưu lượng mạng


Hội tụ dịch vụ và hạ tầng mạng


Tích hợp mạng trên nền tảng chung


Quá trình phát triển lên mạng tương lai


Hội tụ dịch vụ trên nền mạng quang tiên tiến


Đa dịch vụ trên các nền mạng khác nhau

Một số dự án nghiên cứu NwGN


Mục tiêu mạng tương lai (1)








Mạng trục Peta-bps, FTTH 10Gbps;
100 tỉ thiết bị, 1 triệu trạm broadscast;
Đáp ứng các yêu cầu người sử dụng;
Các dịch vụ thiết yếu (y tế, sức khỏe, giao
thông, khẩn cấp, …) đạt độ tin cậy;
An toàn (tính riêng tư, dịch vụ tài chính và
giao dịch, dịch vụ cứu hộ, …);


Mục tiêu mạng tương lai (2)







Ứng dụng rộng rãi cho tất cả mọi người;
Thân thiện môi trường toàn cầu và xã hội;
Tích hợp truyền thông và quảng bá;
Đòn bẩy kinh tế (mô hình business-cost);
Phát huy khả năng con người, truyền thông
tổng hợp;


Các yêu cầu mạng tương lai (1)








Dung lượng lớn: Dung lượng và tốc độ được yêu cầu
nhằm thỏa mãn các nhu cầu lưu lượng trong tương lai.
Tính quy mô: Các thiết bị được kết nối tới mạng sẽ
hết sức phong phú, từ những server chất lượng cao đến
các cảm biến đơn chức năng.
Tính mở: Mạng phải mở và có khả năng hỗ trợ các
nguyên lý cạnh tranh phù hợp.
Tính bền vững: Tính khả dụng cao, tin cậy đối với
các dịch vụ quan trọng.


Các yêu cầu mạng tương lai (2)








Tính an toàn: Kiến trúc phải nhận thực được tất cả các
kết nối, đảm bảo sự an toàn và bền vững.
Tính phân tập: Mạng phải được thiết kế và được đánh
giá dựa trên các yêu cầu truyền thông đa dạng, không xem
xét các ứng dụng cụ thể hoặc các khuynh hướng sử dụng.
Tính khả dụng mọi lúc mọi nơi: Để phát triển rộng rãi,
cần xây dựng mạng đáp ứng các yêu cầu xã hội.
Sự tích hợp và tính đơn giản: Việc thiết kế phải đơn giản
hóa bằng cách tích hợp các thành phần chung, tăng độ tin
cậy và thuận lợi cho việc mở rộng.


Các yêu cầu mạng tương lai (3)






Mô hình mạng kinh doanh: Kiến trúc mạng phải có
thiết kế bao gồm mô hình kinh doanh, phù hợp cho các
nhà cung cấp dịch vụ và các công ty kinh doanh trong
nền công nghiệp truyền thông.

Tiết kiệm năng lượng: Xã hội dựa trên mạng thông tin
trong tương lai phải trở nên thân thiện hơn.
Khả năng phát triển: Mạng phải có khả năng duy trì,
đủ linh hoạt để có thể mở rộng khi nhu cầu xã hội phát
triển.


So sánh mạng NGN và NwGN (1)
Thuộc tính

NGN

NewGN

Dự đoán thời gian thực hiện
2010
2015 trở đi
Phương pháp thiết lập
Thêm QoS và xác thực cho IP Tạo mạng mới mà không cần kết
hiện tại
nối IP
Dòng chuyển đổi công suất
Công suất O-E-O: dung lượng Cáp quang: dung lượng lớn hơn
ít hơn peta-bps
petabps
Giả định thiết bị đầu cuối và Tich hợp và tạo ra các phiên Chưa rõ nhưng sẽ rất đa dạng với
các ứng dụng
bản tốt hơn cho các thiết bị phạm vi từ các thiết bị hoạt động
đầu cuối hiện tại và các ứng trong chức năng quy mô lớn về
dụng như dịch vụ đa chiều thông tin máy chủ đến các thông

triple-play hoặc quadruple- tin liên lạc nhỏ như bộ cảm biến.
play
Công suất tiêu thụ
Công suất tiêu thụ với một vài Bảo tồn năng lượng bởi một yếu tố
MW ( quy mô trạm biến áp) khoảng 1/100 theo chuyển đổi sóng
quang
An toàn
Phạm vi nguyên tắc như tường Kiểm soát thư rác hoặc những tấn
lửa, Ipsec và IP traceback
công DoS từ những địa chỉ dò tìm
và đầu – cuối và bảo mật liên mạng


So sánh mạng NGN và NwGN (2)
Thuộc tính
Tính chắc chắn

NGN
NewGN
Hỗ trợ tăng cường chức năng Tính chắc chắn được cung cấp
quản lý theo kinh tế
bởi chính mạng

Điều khiển định tuyến

Kiểm soát tập trung phân phối IP, Giới thiệu điều khiển phân tán
MPLS cần thiết cho định tuyến toàn bộ, giảm lỗi và khả năng
tốc độ cao, thời gian phát hiện lỗi thích ứng của cảm biến
dài

Mối liên hệ giữa người Mặc dù có một vài hạn chế khi Cung cấp khả năng mở rộng từ
sử dụng và mạng
mở rộng UNI, ANI và NNI; độ tin một điểm trung gian, và người sử
cậy tăng
dụng có thể tạo dịch vụ mới
Đảm bảo chất lượng

Ưu tiên kiểm soát cho mỗi phân Đảm bảo chất lượng bao gồm
lớp sử dụng IP
băng thông cho mỗi luồng sử
dụng chuyển mạch gói tin hoặc
đường truyền thông

Cấu hình lớp

Cấu trúc lớp dày

Kiểm soát phân lớp tập trung
quanh một phân lớp chung mỏng.


So sánh mạng NGN và NwGN (3)
Thuộc tính

NGN

NewGN

Mô hình tích hợp

Định hướng tích hợp dọc

Nguyên tắc cơ bản

Thiết lập từ quan điểm kinh Thiết lập từ một nền tảng
doanh khi sử dụng IP
trắng để phù hợp với yêu cầu
tương lai

Quá trình biến đổi bền vững Có những giới hạn theo IP

Có thể tích hợp dọc hoặc
ngang

Có khả năng biến đổi bền
vững có thể thích nghi với sự
thay đổi yêu cầu

Truy cập

Lên tới 1Gbps cho từng Vượt quá 10Gbps cho từng
người sử dụng
người sử dụng

Hội tụ có dây và không dây

IMS

Nhận thức nội dung

Di động

theo dò tìm

Định vị ID riêng biệt

Số thiết bị đầu cuối

Lên tới 10 tỷ

Vượt quá 100 tỷ


Phương pháp nghiên cứu kiến trúc mạng


Các
yêu
cầu
thiêt
kế
mạng


Giải pháp xây dựng kiến trúc mạng




Giải pháp phát triển: Thay đổi kiến trúc Internet

bằng cách bổ sung các chức năng và các giao
thức vào kiến trúc hiện thời.
Giải pháp xóa bỏ - thiết kế mới (clean-slate):
Thiết kế lại kiến trúc Internet bằng cách phát
triển các giải pháp thông minh hơn và thích
nghi hơn, sử dụng tài nguyên tốt hơn, tiết kiệm
hơn và loại bỏ các hạn chế của mạng hiện thời.


Cấu hình tham chiếu mạng tương lai (ví dụ)


Thiết kế lớp (ví dụ)





Lớp mạng chung: IPng
Các lớp khác mỏng, đặc biệt các lớp thấp
Các lớp độc lập
Liên kết lớp


Địa chỉ: identifier (ID) và locator