BÀI GIẢNG MẠNG NGN

Bài giảng

Mạng NGN


CHƯƠNG 2:

CẤU TRÚC MẠNG NGN
------03 EO-------

I. sự TIẾN HÓA TỪ MẠNG HIỆN có LÊN NGN 1. Chiến lược tiến
hóa
Trong nhiều năm gần đây, nền công nghiệp Viễn thông vẫn đang trăn trở về vấn đề phát triển
công nghệ căn bản nào và dùng mạng gì để hỗ trợ các nhà khai thác trong bôi cảnh luật viễn thông
đang thay đổi nhanh chóng, cạnh tranh ngày càng gia tăng mạnh mẽ. Khái niệm mạng thế hệ mới
(hay còn gọi là mạng thế hệ tiếp theo - NGN) ra đời cùng với việc tái kiến trúc mạng, tận dụng tất
cả các ưu thế về công nghệ tiên tiến nhằm đưa ra nhiều dịch vụ mới, mang lại nguồn thu mới, góp
phần giảm chi phí khai thác và đầu tư ban đầu cho các nhà kinh doanh.
Một chiến lược để phát triển nhịp nhàng từ mạng hiện tại sang kiến trúc mạng mới là rất
quan trọng nhằm giảm thiểu yêu cầu đầu tư trong giai đoạn chuyển tiếp, trong khi sớm tận dụng
được những phẩm chất của mạng NGN. Tuy nhiên bất kỳ bước đi nào trong tiến trình chuyển tiếp
này cũng cần tạo điều kiện dễ dàng hơn cho mạng để rốt cuộc vẫn phát triển sang kiến trúc NGN
dựa trên chuyển mạch gói. Bất cứ giải pháp nào được chọn lựa thì các hệ thông chuyển mạch
truyền thông cũng sẽ phải tồn tại bên cạnh các phần tử mạng công nghệ mới trong nhiều năm tới.
Mạng thế hệ sau được tổ chức dựa trên các nguyên tắc cơ bản sau :


-

Mạng có cấu trúc đơn giản.
-

-

Đáp ứng nhu cầu cung cấp các loại hình dịch vụ viễn thông phong phú, đa dạng, đa dịch
vụ, đa phương tiện.
Nâng cao hiệu quả sử dụng, chất lượng mạng lưới và giảm thiểu chi phí khai thác và bảo
dưỡng.

Dễ dàng mỏ rộng dung lượng, phát triển các dịch vụ mới.

Độ linh hoạt và tính sẩn sàng cao, năng lực tồn tại mạnh.


Việc tổ chức mạng dựa trên số lượng thuê bao theo vùng địa lý và nhu
cầu phát triển dịch vụ, không tổ chức theo địa bàn hành chính mà tổ chức theo
vùng mạng hay vùng lưu lượng.
Ở đây, chủ yếu chúng ta xem xét quá trình tiến hóa về cấu trúc từ mạng
hiện có lên cấu trúc mạng NGN.
PSTN

Hình 2-1 Nhu cầu tiến hóa mạng
Như hình vẽ, chúng ta nhận thấy mạng viễn thông hiện tại gồm nhiều
mạng riêng lẻ kết hợp lại với nhau thành một mạng “hỗn tạp”, chỉ được xây
dựng ở cấp quốc gia, nhằm đáp ứng được nhiều loại dịch vụ khác nhau. Xét
đến mạng Internet, đó là một mạng đơn lớn, có tính chất toàn cầu, thường
được đề cập theo một loạt các giao thức truyền dẫn hơn là theo một kiến trúc
đặc trưng. Internet hiện tại không hỗ trợ QoS cũng như các dịch vụ có tính thời
gian thực ( như thoại truyền thông).
Do đó, việc xây dựng mạng thế hệ mới NGN cần tuân theo các chỉ
tiêu :

1. NGN phải có khả năng hỗ trợ cả cho các dịch vụ của mạng Internet và của
mạng hiện hành.
2. Một kiến trúc NGN 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.
3. Mạng tương lai phải hỗ trợ tất cả các loại kết nối (hay còn gọi là cuộc gọi),
thiết lập đường truyền trong suốt thời gian chuyển giao, cả cho hữu tuyến
cũng như vô tuyến.
Vì vậy, mạng NGN sẽ tiến hóa lên từ mạng truyền dẫn hiện tại (phát triển
thêm chuyển mạch gói) và từ mạng Internet công cộng ( hỗ trợ thêm chất lượng
dịch vụ QoS).
Thế giổi điện thoại

Thế giới Internet

Tính thông minh tập
trung

Tính thông minh phân
tán đến các CPE

Mạng dịch vụ mởi vởi kiến
trúc thông minh phân tán

Chiến lược phát triển

mới
Hình 2-2 Chiến lược phát triển
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 nôi và chuyển mạch)
Trước hết là chuyển dịch ở lớp truy nhập và truyền dẫn. Hai lớp này bao
gồm lớp vật lý, lớp 2 và lớp 3 nếu chọn công nghệ IP làm nền cho mạng thế hệ
mới. Trong đó :
s Công nghệ ghép kênh bước sóng quang DWDM sẽ chiếm lĩnh ở lớp vật
lý
V IP/MPLS làm nền cho lớp 3 ■S
Công nghệ ở lớp 2 phải thỏa mãn:
•

Càng đơn giản càng tốt

•

Tối ưu trong truyền tải gói dữ liệu
• Khả năng giám sát chất lượng, giám sát lỗi và bảo vệ, khôi phục mạng khi
có sự cô" phải tiêu chuẩn hơn của công nghệ SDH/SONET


s Hiện tại công nghệ RPT (Resilient Packet Transport) đang phát triển nhằm đáp
ứng các chỉ tiêu này.
Xây dựng mạng truy nhập băng rộng (như ADSL, LAN, modem cáp,...) để
có thể cung cấp phương thức truy nhập băng rộng hướng đến phân nhóm cho
thuê bao, cho phép truy nhập với tốc độ cao hơn. Hiện nay, việc xây dựng mạng
con thông minh đang được triển khai một cách toàn diện, điều đó cũng có nghĩa
là việc chuyển dịch sang mạng NGN đã bắt đầu.

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 câ"p dịch vụ. Sử dụng
phương thức này có thể giải quyết vân đề tắt nghẽn trong chuyển mạch kênh.

Hỉện tại
Các mạng dịch vụ riêng lẻ
\----------------------------------

Tương lai
Mạng đa dịch vụ
X----------------------------------


★ So sánh công nghệ mạng hiện tại và tương lai:
Thành phần mạng
Mạng truy nhập

Công nghệ hiện tại

Công nghệ tương lai

- Cáp xoắn băng hẹp

- Cáp xoắn băng hẹp
- Truyền hình cáp số và - GSM không dây
tương tự chuyên dụng
- Truyền hình cáp sô" và
- GSM không dây
tương tự chuyên dụng

- Cáp quang
- Cáp quang
- Cáp xoắn băng rộng
- Modem cáp
- IP qua vệ tinh
- Ethernet

Chuyển mạch và định - Tổng đài PSTN
tuyến
- Chuyển mạch ATM
- Chuyển mạch Frame
Relay
- Định tuyến 1P

- Định tuyến IP
- Chuyển mạch quang

-DWDM

Mạng truyền dẫn đường
- PDH -SDH
trục

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

43
cá*

s

>
>b

o
'
ẳ

ứng dung và
dịch vụ
Điều khiển cuôc
goi và chuyển
mạch

Dịch vụ, ứng dụng và các đặc tính
(Trung tâm quản lý, cung cấp, dự phòng)
open Protocols APIs
Chuyến mạch mểm
(Trung tâm điều khiển cuộc gọi)
open Protocols APIs

Phần cứng
truyền dẫn

Phần cứng truyền dẫn

Chuyển mạch kênh

Chuyển mạch mềm

_ Cácmạch
giải pháp
ra từ
nhiều nhà
Hình 2- 4 Hoạt động của chuyển
mềmđưa
trong
NGN
_ Nhà cung cấp đưa ra tất cả các
cung cấp, ở nhiều mức độ khác
giải pháp trong một khôi chuyển
nhau với nhiều sản phẩm nguồn mở
ThứPhần
ba là
mạng
chuyển dịch
mạng
nội. hạt. Tổng đài điện thoại có rất
mạch duy nhất:
cứng,
phần
theo
chuẩn
mền mànhiều
các trình
ứng
dụng
_ Khách

hàng
do không
chọn lựa
giá máy và nhiều dữ liệu dịch
vụ thoại
nộitựhạt,
chỉnhững
đầu tư lớn mà
_ Khách hàng phụ thuộc nhà
sản
phẩm
tốt
nhất
để
xây
dựng
từng
việc cải tạo cũng sẽ rất khó khăn. Có thể dùng thiết bị tổng hợp truy
nhập băng
cung cấp : không có đổi mới, chi
lớp mạng trong hệ thông. Các chuẩn
lượng cao
lớn, thay thế mở
giá cho
máyphép
thuêmở
baorộng
hiệnvàcó,
dùng
phí vậnrộng,

hànhcó
và dung
bảo dưỡng
giảm
chicổng mạng
truy nhập tốc độ cao đến mạng IP, nhằm
nângISP
cấp chuyển
phí.
MGCP
SIP
PSTN


mạch mềm và bộ phục vụ ứng dụng, bảo đảm cho dịch vụ thoại nội hạt và dịch
vụ IP.
2. Sự tiến hóa từ các mạng hiện có lên NGN
★

Sự phát triển từ PSTN lên NGN

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 NGN .
Mạng PSTN hiện tại:

Phát triển lên NGN :


Simpo PDI^I^íặMíỉcPẽÌSit Unregistered Version - |ỉặ^Ẫ

★

Đối với các mạng dịch vụ khác :

Các ứng dụng Internet

Thoại

Video

Dữứng
liệudụng Internet
Các

Thoại

Dữ liệu

Thoại

• Mạng hiện tại:

Các ứng dụng Internet

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

IP/ MPLS
TDM

IP

ATM/FR

SDH/ SONET
WDM/ DWDM/ Sợi quang

IP
GE

GE : Gigabit Ethenet


Thoại
1
r
c/3 r
ã&
3 3 ò>
-a
8
õ\
^ D. 3a>
o < ớ.
*-t p p
& 33
1=5

28
-

o
í
ơ
£

H

ơq 3

3

Các ứng dụng Internet
r
ò>
Q*
*Ề?
CD
>o

Video
Các ứng dụng mđi
Dữ liệu
Giải trí


Simpo
PDF®lỉf
ef3ẲíịfiÌcP§ịS
TDM

Thoại
Dữ liệu
Thoại
ơ
Các ứng dụng Internet
ỉ Dữ liệu

ã

I
ợ

Ơ
Q

í
C
ộ
ỗ

D
W
D
M

£
r
Ì£
_

Các ứng dụng Internet
Thoại
Video

Các ứng dụng Internet
Thoại
Các ứng dụng Internet
HH
Video
5
Các ứng dụng mới
00
Dữ liệu
Giải trí

it
Unregist
ered
Version http://wv
wv.sim|
5ặ^Ẩ&ií^
u

NGN
• Mạng
trong
tương lai
gần:

Simpo PDI^I^íặMíỉcPẽÌSit Unregistered Version |ỉặ^Ẫ
phát triển của mạng hữu tuyến dựa trên
công nghệ IP :

Con đường phát triển của các mạng hiện
tại là tạo ra một mạng chuyển mạch gói bên


cạnh mạng PSTN để hỗ trợ thoại cũng như
sô" liệu, và câu hình để vận hành như một
chuyển mạch quá giang khác. Để làm được
việc này, điều cần thiết đối với mạng chuyển
mạch gói là phải truyền thông được với
PSTN nhờ sử dụng báo hiệu SS7. Truy cập
tốc độ cao sẽ qua các công nghệ DSL
(Digital Subcriber Line), các modem cáp, các
đầu cuối di 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 tô" quyết định trong sự phát triển
sang các mạng đa dịch vụ. Một sô" lượng lớn
các thiết bị đang xuất hiện trên thị trường để
hộ trợ điện thoại trên các mạng 1P. Các thiết bị
này vừa phục vụ cho tư gia khách hàng vừa
cho các mạng hữu tuyến. Có một sức nặng
đằng sau ý kiến cho là IP là chọn lựa tất yếu

cho tương lai. Các cổng VoIP quy mô doanh
nghiệp vừa mới được đưa vào hoạt động và các
nhà khai thác đã có các mạng IP toàn cầu,
trong đó có cả nhà khai thác của Châu Á.


Tập đoàn ITXC ( Internet Telephony Exchange Carrier) đã có một thỏa
thuận với Viễn Thông Nhật Bản ( Telecom Japan) để kết cuối lưu lượng và các
nút quốc tế của họ tại nhiều nước Châu Á. Công ty VIP Calling có nhiều nút tại
Châu Á, kể cả một nút vừa được thông báo ở Đài Loan. Công ty Singtel đang
cung cấp một tuyến kết nôi từ Singapore tới Trung Quốc và Trung Quốc đã tiến
hành thử nghiệm với điện thoại Internet, qua đó thấy rằng nó được sử dụng cho
các cuộc gọi nội địa nhiều hơn quốc tế. VSNL ở Ân Độ cũng đang tiến hành
thử nghiệm với điện thoại Internet nhưng thu được chất lượng thoại kém vì
thiếu dung lượng đường trục quốc tế. Các dịch vụ VoIP sẽ bắt đầu được sử
dụng rộng rãi ở Hồng Kông từ 1/1/2000 khi chấm dứt sự độc quyền của
HongKong Telecom. Nhiều nhà khai thác điện thoại Internet khác đang chuẩn
bị dịch vụ ở Nhật Bản, Hàn Quốc, Đài Loan, Hồng Kông và Thái Lan.
Để cung cấp truy nhập tốc độ cao, các modem cáp hiện nay được triển
khai rộng rãi tại Mỹ, và ADSL đang được triển khai tại nhiều thành phô" của
Mỹ. Những công nghệ này cũng bắt đầu phát triển ở Châu Âu, Châu Á, đặc
biệt là Trung Quốc, nơi mạng truyền hình cáp đã tới nhiều gia đình hơn cả
PSTN. Trung Quốc đã thông báo chuyển sang điện thoại IP, coi đó là cơ sở
mạng tương lai của họ. Các hệ thông truy nhập vô tuyến băng rộng cũng đang
được hoạch định để cài đặt qua các hệ thông “cáp vô tuyến” ở nhiều vùng
Châu Á và hãng Sony đã công bô" kê" hoạch triển khai một mạng vô tuyến
băng rộng ở Nhật Bản trong vòng ba năm tới đây.
Việt Nam đã có kê" hoạch xây dựng mạng thê" hệ mới. Theo câu hình và
tổ chức khai thác mạng dựa trên địa bàn hành chính hiện nay của mạng Viễn
thông Việt Nam, chất lượng dịch vụ viễn thông được cung cấp sẽ bị ảnh hưởng.

Vì vậy, việc cung cấp các dịch vụ Viễn thông và tổ chức khai mạng dựa trên
sô" lượng thuê bao theo vùng địa lý, nhu cầu phát triển dịch vụ và tổ chức theo
cùng lưu lượng đã được đề xuâ"t. Tuy nhiên, lộ trình vẫn chưa thể công bô".
3. Kết luận
Xu hướng phát triển mạng Viễn thông theo câu trúc mạng thê" hệ mới là
xu hướng chung trên thê" giới. Mỗi quô"c gia, mỗi nhà khai thác phải chọn
một cách đi, một lộ trình phù hợp với tình hình thực tê" mạng của mình.
Không chỉ ở Việt Nam, nhiều nước trên thề giới, do đặc điểm địa lý, kinh
tê", văn hóa, xã hội ỏ từng vùng mà nhu cầu phát triển dịch vụ viễn thông ở các
vùng trong toàn quô"c là khác nhau. Có sự chênh lệch khá lớn giữa nhu cầu và
khả năng phát triển dịch vụ, khả năng thu hồi vốn đầu tư mạng viễn thông giữa
các vùng trong cả nước, đặc biệt là giữa các đô thị và các các vùng nông thôn
miền núi. Mặt khác, với tính chất truyền thông không chỉ là một ngành kinh


doanh đơn thuần mà còn mang ý nghĩa sâu sắc về chính trị, xã hội, an ninh
quốc gia, đặc biệt trong nền kinh tế tri thức và xu thế mở cửa hội nhập.
Do những đặc điểm này, ở nhiều quốc gia, việc tổ chức mạng dựa trên sô"
lượng thuê bao theo vùng địa lý và nhu cầu phát triển dịch vụ, không tổ chức
theo địa bàn hành chính mà tổ chức theo vùng lưu lượng. Trong quá trình xây
dựng và tổ chức mạng phạm vi giữa các lớp, việc kết nôi giữa các thành phần
mạng được xác định và phân định rõ ràng trách nhiệm và quyền lợi của các nhà
kinh doanh dịch vụ (cung cấp dịch vụ) và các nhà kinh doanh mạng ( cung cấp
kết nôi), nhằm đảm bảo tính cạnh tranh lành mạnh để cùng phát triển, đồng
thời giữ vững vai trò chủ đạo của Nhà nước nhằm đảm bảo an toàn thông tin,
góp phần giữ vững an ninh chính trị, xã hội và phát triển kinh tế trên toàn quốc.
Mạng Viễn thông Việt Nam mà nồng cốt là mạng viễn thông của tổng
công ty BCVT VN đã được sô" hóa hoàn toàn về cả truyền dẫn lẫn chuyển
mạch với các thiết bị công nghệ mới, hiện đại trên toàn quô"c, cùng với mạng
thuê bao rộng lớn và nhiều điểm cung cấp dịch vụ, là một thuận lợi lớn trong

quá trình phát triển tiến tới câu trúc mạng thê" hệ mới cung cấp đa dịch vụ, đa
phương tiện, chất lượng cao.
II. CẤU TRÚC LUẬN LÝ (CÂU TRÚC CHỨC NĂNG) CỦA MẠNG NGN
Cho đến nay, mạng thê" hệ sau vẫn là xu hướng phát triển mới mẻ, chưa có
một khuyến nghị chính thức nào của Liên minh Viễn thông thê" giới ITU về câu
trúc của nó. Nhiều hãng viễn thông lớn đã đưa ra mô hình câu trúc mạng thê" hệ
mới như Alcatel, Ericssion, Nortel, Siemens, Lucent, NEC,... Bên cạnh việc đưa
ra nhiều mô hình câu trúc mạng NGN khác nhau và kèm theo là các giải pháp
mạng cũng như những sản phẩm thiết bị mới khác nhau. Các hãng đưa ra các mô
hình câu trúc tương đôi rõ ràng và các giải pháp mạng khá cụ thể là Alcatel,
Siemens, Ericsions.
Nhìn chung từ các mô hình này, câu trúc mạng mới có đặc điểm chung là
bao gồm các lớp chức năng sau :
- Lớp nết nôi (Access + Transport/ Core)


Simpo PDI^I^íặMíỉcPẽÌSit Unregistered Version - |ỉặ^Ẫ-

Lớp trung gian hay lớp truyền thông (Media)

-

Lớp điều khiển (Control)

-

Lớp quản lý (Management)
Trong các lớp trên, lớp điều khiển hiện nay đang rất phức tạp với nhiều loại
giao thức, khả năng tương thích giữa các thiết bị của hãng là vấn đề đang được

các nhà khai thác quan tâm.
1. Mô hình phân lớp chức năng của mạng NGN

Hình 2- 5 Cấu trúc mạng thế hệ sau (góc độ mạng)
Xem xét từ góc độ kinh doanh và cung cấp dịch vụ thì mô hình cấu trúc
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 phần
tham gia kinh doanh trong lớp ứng dụng dịch vụ.

Hình 2- 6 Cấu trúc mạng và dịch vụ NGN (góc độ dịch vụ)
Với API: Application Program Interíace.

2. Phân tích

16-


Simpo PD^I^íịỊMíỉcPẽÌSit Unregistered Version - |ỉặ^Ẫ
Hình 2-7 Cấu trúc luận lý của mạng NGN
Kiến trúc mạng NGN sử dụng chuyển mạch gói cho cả thoại và dữ liệu.
Nó phân chia các khối vững chắc của tổng đài hiện nay thành các lớp mạng
riêng lẽ, các lớp này liên kết với nhau qua các giao diện mở tiêu chuẩn.
Sự thông minh của xử lý cuộc gọi cơ bản trong chuyển mạch của PSTN
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 chuyển mạch mềm
(softswitch) cũng được gọi là một bộ điều khiển cổng truyền thông (Media
Gateway Controller) hoặc là một tác nhân cuộc gọi (Call Agent), đóng vai trò
phần tử điều khiển trong kiến trúc mạng mới. Các giao diện mở hướng tới các
ứng dụng mạng thông minh (IN- Intelligent Network) và các server ứng dụng

mới tạo điều kiện dễ dàng cho việc nhanh chóng cung cấp dịch vụ và đảm bảo
đưa ra thị trường trong thời gian ngắn.
Tại lớp truyền thông, các cổng được đưa vào sử dụng để làm thích ứng
thoại và các phương tiện khác với mạng chuyển mạch gói. Các media gateway
này được sử dụng để phôi ghép hoặc với thiết bị đầu cuối của khách hàng
(RGW- Residental Gateway), với các mạng truy nhập (AGW- Access
Gateway) hoặc với mạng PSTN (TGW- Trunk Access). Các server phương tiện
đặc biệt rất nhiều chức năng khác nhau, chẳng hạn như cung cấp các âm quay
sô" hoặc thông báo. Ngoài ra, chúng còn có các chức năng tiên tiến hơn như :
trả lời bằng tiếng nói tương tác và biến đổi văn bản sang tiếng nói hoặc tiếng
nói sang văn bản.
Các giao diện mở của kiến trúc mới này cho phép các dịch vụ mới được
giới thiệu nhanh chóng. Đồng thời chúng cũng tạo thuận tiện cho việc giới

-17
-


Simpo PDI^I^íặMíỉcPẽÌSit Unregistered Version - |ỉặ^Ẫthiệu các phương thức kinh doanh mới bằng cách chia tách chuỗi giá trị truyền
thông hiện tại thành nhiều dịch vụ có thể do các hãng khác nhau cung câ"p.
Hệ thông chuyển mạch NGN được phân thành bôn lớp riêng biệt thay vì
tích hợp thành một hệ thông như công nghệ chuyển mạch kênh hiện nay : lớp
ứng dụng, lớp điều khiển, lớp truyền thông, lớp truy nhập và truyền tải. Các
giao diện mở có sự tách biệt giữa dịch vụ và truyền dẫn cho phép các dịch vụ
mới được đưa vào nhanh chóng, dễ dàng; những nhà khai thác có thể chọn lựa
các nhà cung câ"p thiết bị tốt nhất cho từng lớp trong mô hình mạng NGN.
2.1 Lớp truyền dẫn và truy nhập ♦♦♦ Phẫn
truyền dẫn
-

Lớp vật lý : Truyền dẫn quang với kỹ thuật ghép kênh bước sóng quang
DWDM sẽ được sử dụng.

Lớp 2 và lớp 3 :
4 Truyền dẫn trên mạng lõi (core network) dựa vào kỹ thuật gói cho tất cả
các dịch vụ với châ"t lượng dịch vụ QoS tùy yêu cầu cho từng loại dịch
vụ.
4 ATM hay IP/MPLS có thể được sử dụng làm nền cho truyền dẫn trên
mạng lõi để đảm bảo QoS.
4 Mạng lõi có thể thuộc mạng MAN hay mạng đường trục
4 Các router sử dụng ở biên mạng lõi khi lưu lượng lớn, ngược lại, khi
lưu lượng thấp, switch - router có thể đảm nhận luôn chức năng của
những router này.
Thành phần :
4 Các nút chuyển mạch/ Router (IP/ATM hay IP/MPLS), các chuyển
mạch kênh của mạng PSTN, các khôi chuyển mạch PLM nhưng ở mạng
đường trục, kỹ thuật truyền tải chính là IP hay IP/ATM.

-

4 Có các hệ thông chuyển mạch, hệ thông định tuyến cuộc gọi.
Chức năng :
Lớp truyền tải trong cấu trúc mạng NGN bao gồm cả chức năng
truyền dẫn và chức năng chuyển mạch.
Lớp truyền dẫn có khả năng hỗ trợ các mức QoS khác nhau cho cùng
một dịch vụ và cho các dịch vụ khác nhau. Nó có khả năng lưu trữ lại các
sự kiện xảy ra trên mạng (kích thước gói, tốc độ gói, độ trì hoãn, tỷ lệ mất
gói và Jitter cho phép,... đôi với mạng chuyển mạch gói; băng thông, độ
trì hoãn đôi với mạng chuyển mạch kênh TDM). Lớp ứng dụng sẽ đưa ra

các yêu cầu về năng lực truyền tải và nó sẽ thực hiện các yêu cầu đó.

18-


Simpo PD^I^íịỊMíỉcPẽÌSit Unregistered Version - |ỉặ^Ẫ❖ Phẫn truy nhâp :
-

Lớp vật lý :
4 Hữu tuyến : Cáp đồng, xDSL hiện đang sử dụng. Tuy nhiên trong tương
lai truyền dẫn quang DWDM, PON (Passive Optical Network) sẽ dần dần
chiếm ưu thế và thị trường xDSL, modem cáp dần dần thu hẹp lại.
4- Vô tuyến : thông tin di động - công nghệ GSM hoặc CDMA, truy nhập
vô tuyến cố định, vệ tinh.

-

Lớp 2 và lớp 3 : Công nghệ IP sẽ làm nền cho mạng truy nhập.

-

Thành phần :
4 Phần truy nhập gồm các thiết bị truy nhập đóng vai trò giao diện để kết
nối các thiết bị đầu cuối vào mạng qua hệ thông mạng ngoại vi cáp đồng,
cáp quang hoặc vô tuyến.
4 Các thiết bị truy nhập tích hợp 1AD.
Thuê bao có thể sử dụng mọi kỹ thuật truy nhập (tương tự, sô",
TDM, ATM, IP,...) để truy nhập vào mạng dịch vụ NGN.

-

Chức năng :
Như tên gọi, lớp truy nhập cung cấp các kết nối giữa thuê bao đầu
cuối và mạng đường trục (thuộc lớp truyền dẫn) qua cổng giao tiếp
MGW thích hợp.
Mạng NGN kết nối với hầu hết các thiết bị đầu cuối chuẩn và không
chuẩn như các thiết bị truy xuất đa dịch vụ, điện thoại IP, máy tính PC,
tổng đài nội bộ PBX, điện thoại POTS, điện thoại sô"
ISDN, di động vô tuyến, di động vệ tinh, vô tuyến cô" định, VoDSL,
VoIP,...

2.2 Lớp truyền thông
- Thành phần : Thiết bị ở lớp truyền thông là các cổng truyền thông
(MG- Media Gateway) bao gồm :
4- Các cổng truy nhập : AG (Access Gateway) kết nối giữa mạng lõi với
mạng truy nhập, RG (Residental gateway) kết nôi mạng lõi với mạng thuê
bao tại nhà.
4 Các cổng giao tiếp : TG (Trunking Gateway) kết nôi giựa mạng lõi với
mạng PSTN/ISDN, WG (Wireless Gateway) kết nối mạng lõi với mạng di
động,...
Chức năng :

-19
-


Simpo PDI^I^íặMíỉcPẽÌSit Unregistered Version - |ỉặ^ẪLớp truyền thông có khả năng tương thích các kỹ thuật truy nhập khác
với kỹ thuật chuyển mạch gói IP hay ATM ở mạng đường trục. Hay nói

cách khác, lớp này chịu trách nhiệm chuyển đổi các loại môi trường
( chẳng hạn như PSTN, FramRelay, LAN, vô tuyến,...) sang môi trường
truyền dẫn gói được áp dụng trên mạng lõi và ngược lại.
Nhờ đó, các nút chuyển mạch (ATM + IP) và các hệ thông truyền dẫn
sẽ thực hiện chức năng chuyển mạch, định tuyến cuộc gọi giữa các thuê
bao của lớp truy nhập dưới sự điều khiển của các thiết bị thuộc lớp điều
khiển.
2.3 Lớp điều khiển
Thành phần

Lớp điều khiển bao gồm các hệ thông điều khiển mà thành phần chính
là Softswitch còn gọi là Media Gateway Controller hay Call Agent được
kết nôi với các thành phần khác để kết nối cuộc gọi hay quản lý địa chỉ
IP như : SGW ( Signaling Gateway), MS (Media Sever), FS (Feature
Server), AS (Application Server).

20-


Simpo PD^I^íịỊMíỉcPẽÌSit Unregistered Version - |ỉặ^Ẫ
Softswitch

Signaling
Gateway

MGC / call
Agent

Media gateway

Media Server

Feature Server

IBM Compatible

Hình 2-8 Các thành phần của Softswitch

21-


Simpo PD^I^íịỊMíỉcPẽÌSit Unregistered Version - |ỉặ^Ẫ
hfấutrúc

Theo MSF (MutiService Switching Forum), lớp điều khiển cần được tổ chức theo kiểu
module và có thể bao gồm một sô" bộ điều khiển độc lập. Ví dụ có các bộ điều khiển riêng cho
các dịch vụ : thoại / báo hiệu số 7, ATM / svc, IP/MPLS,...

Các giao diện logic và vật lý tiêu chuẩn Hình 2-9 Cấu trúc
mạng chuyển mạch đa dịch vụ.
- Chức năng
Lớp điều khiển có nhiệm vụ kết nối để cung cấp các dịch vụ thông
suốt từ đầu cuối đến đầu cuối với bất kỳ loại giao thức và báo hiệu nào.
Cụ thể , lớp điều khiển thực hiện :
♦ Định tuyến lưu lượng giữa các khôi chuyển mạch.
♦ Thiết lập yêu cầu, điều chình và thay đổi các kết nối hoặc các luồng, điều khiển sắp xếp
nhãn (label mapping) giữa các giao diện cổng.
♦ Phân bổ lưu lượng và các chỉ tiêu chất lượng đối với mỗi kết nối (hay mỗi luồng) và thực

hiện giám sát điều khiển để đảm bảo QoS.
♦ Báo hiệu đầu cuối từ các trung kế, các cổng trong kết nối với lớp media. Thông kê và ghi
lại các thông sô" về chi tiết cuộc gọi, đồng thời thực hiện các cảnh báo.
♦ Thu nhận thông tin báo hiệu từ các cổng và chuyển thông tin này đến các thành phần thích
hợp trong lớp điều khiển.
♦ Quản lý và bảo dưỡng hoạt động của các tuyến kết nối thuộc phạm vi
điều khiển. Thiết lập và quản lý hoạt động của các luồng yêu cầu đốì

22-


Simpo PD^I^íịỊMíỉcPẽÌSit Unregistered Version - |ỉặ^Ẫvới chức năng dịch vụ trong mạng. Báo hiệu với các thành phần ngang
cấp.
Các chức năng quản lý, chăm sóc khách hàng cũng được tích hợp
trong lớp điều khiển. Nhờ các giao diện mở nên có sự tách biệt giữa dịch
vụ và truyền dẫn, điều này cho phép các dịch vụ mới được đưa vào nhanh
chóng và dễ dàng.
2.4 Lớp ứng dụng
- Thành phần :
Lớp ứng dụng gồm các nút thực thi dịch vụ SEN (Service Excution
Node), thực chất là các server dịch vụ cung cấp các ứng dụng cho khách
hàng thông qua lớp truyền tải.
Chức năng :
Lớp ứng dụng cung cấp các dịch vụ có băng thông khác nhau và ở
nhiều mức độ. Một sô" loại dịch vụ sẽ thực hiện làm chủ việc thực hiện
điều khiển logic của chúng và truy nhập trực tiếp tới lớp ứng dụng, còn
một sô" dịch vụ khác sẽ được điều khiển từ lớp điều khiển như dịch vụ
thoại truyền thông. Lớp ứng dụng liên kết với lớp điều khiển thông qua các
giao diện mở AP1. Nhờ đó mà các nhà cung câ"p dịch vụ có thể phát triển

các ứng dụng và triển khai nhanh chóng trên các dịch vụ mạng.
Một sô" ví dụ về các loại ứng dụng dịch vụ được đưa ra sau đây:
♦

Các dịch vụ thoại

♦

Các dịch vụ thông tin và nội dung

♦

VPN cho thoại và sô" liệu

♦

Video theo yêu cầu

♦

Nhóm các dịch vụ đa phương tiện

♦

Thương mại điện tử

♦ Các trò chơi trên mạng thời gian thực.
2.5 Lớp quản lý
Lớp quản lý là một lớp đặc biệt xuyên suốt các lớp từ lớp kết nối cho đến
lớp ứng dụng.

Tại lớp quản lý, người ta có thể triển khai kế hoạch xây dựng mạng giám
sát viễn thông TMN, như một mạng riêng theo dõi và điều phôi các thành
phần mạng viễn thông đang hoạt động. Tuy nhiên cần phân biệt các chức
năng quản lý với các chức năng điều khiển. Vì căn bản NGN sẽ dựa trên các
giao diện mở và cung cấp rất nhiều loại hình dịch vụ trong một mạng đơn,

23-


Simpo PD^I^íịỊMíỉcPẽÌSit Unregistered Version - |ỉặ^Ẫ
hfấutrúc

cho nên mạng quản lý phải làm việc trong một môi trường đa nhà đầu tư, đa
nhà khai thác, đa dịch vụ.
Từ những phân tích trên, ta xây dựng sơ đồ các thực thể chức năng của mạng
NGN:

Hình 2-10: Các thực thể chức năng trong NGN
AS-F: Application Server Function
MS-F: Media Server Function
MGC-F: Media Gatevvay Control Function
CA-F: Call Agent Function
IW-F: Interworking Function
R-F: Routing Function
A-F: Accounting Function
SG-F: Signaling Gateway Function
MG-F: Media Gateway Function

Nhiệm vụ của từng thực thể như sau:

- AS-F: đây là thực thể thi hành các ứng dụng nên nhiệm vụ chính là cung
cấp các logic dịch vụ và thi hành một hay nhiều các ứng dụng/dịch vụ.
- MS-F: cung cấp các dịch vụ tăng cường cho xử lý cuộc gọi. Nó hoạt động
như một server để xử lý các yêu cầu từ AS-F hoặc MGC-F.
- MGC-F: cung cấp logic cuộc gọi và tín hiệu báo hiệu xử lý cuộc gọi cho
một hay nhiều Media Gateway.
- CA-F: là một phần chức năng của MGS-F. Thực thể này được kích hoạt khi
MGC-F thực hiện việc điều khiển cuộc gọi.

24-


Simpo PD^I^íịỊMíỉcPẽÌSit Unregistered Version - |ỉặ^Ẫ- IW-F: cũng là một phần chức năng của MGC-F. Nó được kích hoạt khi
MGC-F thực hiện các báo hiệu giữa các mạng báo hiệu khác nhau.
- R-F: cung cấp thông tin định tuyến cho MGC-F.
- A-F: cung cấp thông tin dùng cho việc tính cước.
- SG-F: dùng để chuyển các thông tin báo hiệu của mạng PSTN qua mạng
IP.
- MG-F: dùng để chuyển thông tin từ dạng truyền dẫn này sang dạng truyền
dẫn khác.

Trên đây chỉ là những chức năng cơ bản nhất của mạng NGN. Và tùy
thuộc vào nhu cầu thực tế mà mạng có thêm những chức năng khác
nữa.

25-