Chuong 1 TỔNG QUAN VỀ MẠNG THẾ HỆ SAU.doc

Đồ án tốt nghiệp Đại học Chơng 1: Tổng quan về mạng thế hệ sau
chơng i
tổng quan về mạng thế hệ sau
1.1. Cơ sở hình thành tiêu chuẩn NGN
Để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao cuả khách hàng vể chất lợng cũng nh sự phong
phú về các loại hình dịch vụ chúng ta cần phải xem xét hệ thống nmạng cung cấp dịch vụ
viễn thông ngày nay để tìm ra những vấn đề còn tồn tại, những đánh giá về triển vọng
phát triển trong tơng lai từ đó tìm ra những ý tởng và giải pháp.Mạng thông tin toàn cầu
hiện nay đang có những bớc phát triển manh mẽ tuy nhiên chỉ tập trung vào hai lĩnh vc
chính là truyền thoại và truyền số liệu với hai cơ sở hạ tầng chính là đờng trục PSTN và
Internet,ngoài ra còn có một số mạng cung cấp dịch vụ khác nh mạng di động mặt
đấtPLMN, truyền hình cáp CATV. Mỗi hệ thống này đều có mạng lới truyền tải truy
nhập riêng nhng đều phải sử dụng mạng chuyển mạch và đờng trục cáp quang quốc gia,
điều này gây ra nhiu phc tp trong h thng qun lý vin thông (TMN), gim hiu sut
phc v, tng chi phí vn h nh b o dng. NGN l m t gii pháp mng th h mi nhm
nâng cp mng ng trc PSTN hin nay có th truyn a dch v trên nn tng
chuyn mch gói, hình th nh m t c s h tng mng vin thông duy nht s dng chung
mng lõi cho nhiu mng truy nhp khác nhau. Mc ích ca NGN l cung c p a dch
v thông minh trên c s hi t thoi v s liu, di ng v c nh theo mô hình dch v
client/server.
1.2 Mô hình NGN và giải pháp mạng của một số hãng cung cấp thiết bị viễn
thông và các tổ chức quốc tế
Với sự phát triển không ngừng của công nghệ điện tử, tin học, viễn thông, các yêu
cầu ngày càng gia tăng cả về số lợng, chất lợng và loại hình dịch vụ, sự ra đời của các sản
phẩm thiết bị mới đã ảnh hởng mạnh mẽ đối với cấu trúc mạng, ảnh hởng trực tiếp đến sự
tồn tại và phát triển của các hãng sản xuất cung cấp thiết bị, các nhà khai thác viễn thông.
Với sự tham gia của các hãng và các nhà khai thác này, mạng thế hệ sau là vấn đề
thu hút sự quan tâm của nhiều tổ chức viễn thông nhằm hớng tới một mô hình cấu trúc
mạng mới trên nền tảng công nghệ hiện đại, đầu t hiệu quả, đáp ứng các yêu cầu phát
triển phong phú đa dạng các dịch vụ.
Trịnh Bá Huy - Lớp D2001VT

1
Đồ án tốt nghiệp Đại học Chơng 1: Tổng quan về mạng thế hệ sau
Trong phần này giới thiệu mô hình cấu trúc mạng viễn thông thế hệ sau và giải
pháp mạng của một số hãng cung cấp thiết bị viễn thông cũng nh của các tổ chức quốc tế
lớn hiện nay.
1.2.1. Mô hình NGN của Alcatel
Alcatel đa ra mô hình mạng thế hệ sau với các lớp:
L ớ p t r u y n h ậ p v à t r u y ề n t ả i
L ớ p t r u n g g i a n
L ớ p đ i ề u k h i ể n
L ớ p d ị c h v ụ
C á c
d ị c h v ụ
m ạ n g
D ị c h v ụ / b á o h i ệ n
m ạ n g h i ệ n c ó
T h i ế t b ị
T r u y n h ậ p t í c h
h ợ p I P / A T M
T r u y n h ậ p t ừ
x a
T r u y n h ậ p v ô
t u y ế n
Hình 1.1: Mô hình mạng thế hệ sau của Alcatel
- Lớp truy nhập và truyền tải.
- Lớp trung gian.
- Lớp điều khiển.
- Lớp dịch vụ mạng.
Alcatel giới thiệu các chuyển mạch đa dịch vụ, đa phơng tiện 1000 MM E10 và
Alcatel 1000 Softswitch cho giải pháp xây dựng mạng NGN:

Trong đó họ sản phẩm 1000 MM E10 là các hệ thống cơ sở để xây dựng mạng viễn
thông thế hệ mới từ mạng hiện có.
Năng lực xử lý của hệ thống rất lớn so với các hệ thống E10 trớc đây, lên đến 8 triệu
BHCA, tốc độ chuyển mạch ATM có thể lên tới 80 Gbit/s.
Đặc điểm lớn nhất của hệ thống này là chuyển một số chức năng liên quan đến điều
khiển cuộc gọi nh chơng trình kết nối ATM bán cố định, chơng trình xử lý số liệu cho
việc lập kế hoạch đánh số, định tuyến, điểm điều khiển dịch vụ nội hạt, quản lý kết nối
băng rộng... nên các máy chủ (server) chạy trên UNIX.
Trịnh Bá Huy - Lớp D2001VT
2
Đồ án tốt nghiệp Đại học Chơng 1: Tổng quan về mạng thế hệ sau
Hệ thống này có thể sử dụng làm các chức năng sau:
- Gateway trung kế: hỗ trợ kết nối giữa mạng thoại dùng TDM và mạng chuyển
mạch gói. Hệ thống này gồm gateway cho thoại qua ATM và thoại qua IP.
- Gateway truy nhập: hệ thống này thực hiện kết nối đến thuê bao, tập trung các loại
lu lợng POTS, ISDN, ADSL, ATM, IP và chuyển đến mạng chuyển mạch gói. Hệ thống
cũng cung cấp các chức năng xác nhận, cho phép kết nối, thống kê và các kết cuối băng
hẹp, băng rộng.
- Tổng đài chuyển mạch gói: có chức năng hỗn hợp chuyển mạch/ định tuyến đặt ở
phần lõi hay biên của mạng chuyển mạch gói. Thiết bị này chuyển tải thông tin giữa
Gateway trung kế và Gateway truy nhập.
1.2. 2 Mô hình NGN của Ericsson
Ericsson giới thiệu giải pháp mạng thế hệ mới có tên ENGINE.
ENGINE tạo ra một mạng lõi cung cấp nhiều dịch vụ trên một cơ sở hạ tầng mạng
duy nhất. Nó bao gồm toàn bộ các sản phẩm mạng đa dịch vụ của Ericsson và đây là một
tập hợp các giải pháp và sản phẩm.
Cấu trúc mạng mới ENGINE hớng tới các ứng dụng, cấu trúc này dựa trên các liên
hệ Client/Server và Gateway/Server. Các ứng dụng gồm có phần client trên máy đầu cuối
và các server trong mạng giao tiếp với nhau qua các giao diện mở và hớng tới mạng độc
lập với dịch vụ.

Mạng ENGINE đợc phân thành 3 lớp, sử dụng công nghệ chuyển mạch gói, đó là:
- Lớp dịch vụ/điều khiển bao gồm các server có chức năng điều khiển các cuộc gọi
PSTN/ISDN và số liệu, cung cấp các dịch vụ mạng thông minh IN, mutimedia có thời
gian thực trên cơ sở hệ thống xử lý AXE của Ericsson.
- Lớp kết nối xử lý các thông tin ngời sử dụng, chuyển mạch và định tuyến lu lợng
hay còn gọi là lớp vận chuyển với phần lõi chuyển mạch chính là ATM AXD 301 có
dung lợng từ 10 đến 160 Gbit/s và có khả năng mở rộng đến 2.500Gbit/s trong tơng lai.
Đồng thời hệ thống chuyển mạch ATM AXD 301 có thể đợc sử dụng nh một giao diện
giữa mạng lõi và các mạng truy nhập khác: mạng cố định, mạng vô tuyến cố định và
mạng di động.
- Lớp truy nhập đảm bảo khả năng truy nhập của thuê bao từ các mạng cố định,
vô tuyến cố định, di động và các mạng truy nhập khác. Ericsson giới thiệu sản phẩm
ENGINE access ramp gồm các dòng sản phẩm đáp ứng yêu cầu của giải pháp mạng cần
Trịnh Bá Huy - Lớp D2001VT
3
Đồ án tốt nghiệp Đại học Chơng 1: Tổng quan về mạng thế hệ sau
triển khai (truy nhập băng hẹp, đa truy nhập, truy nhập kiểu ADSL, phân tách DSL,
chuyển mạch ghép, chuyển mạch đơn, tích hợp ATM...). Đối với cấu hình truy nhập băng
hẹp, việc chuyển mạch sẽ do chuyển mạch nội hạt (local) thực hiện. Để cung các dịch vụ
ATM, ENGINE access ramp sẽ phối hợp với mạng ATM công cộng.
-Sản phẩm mạng mới ENGINE của Ericsson có 3 giải pháp ứng dụng: mạng trung
kế, mạng chuyển mạch và mạng tích hợp.
Q u ả n l ý
M á y c h ủ
t r u y ề n t h ô n g
H . 3 2 3
Đ ă n g k ý t r ạ m
c h ủ H L R
Đ i ể m đ i ề u
k h i ể n d ị c h v ụ

M á y c h ủ ứ n g d ụ n g I P
M á y c h ủ m ạ n g
d i đ ộ n g L A N
c ô n g c ộ n g
M á y c h ủ
P S T N / I S D N
ứ n g d ụ n g
Đ i ề u k h i ể n
M ạ n g k ế t n ố i đ ư ờ n g t r ụ c
M G
M G
M G M G
M G
T r u y ề n t ả i
M ạ n g t r u y n h ậ p
v ô t u y ế nM ạ n g t r u y n h ậ p
h ữ u t u y ế n
P B X / L A N
I n t r a n e t
C á c m ạ n g t h o ạ i
k h á c
C á c m ạ n g đ a
d ị c h v ụ / I P
T r u y n h ậ p
Hình 1.2: Mô hình mạng thế hệ sau của Ericsson
- Mạng trung kế: đây là bớc đầu tiên để tiến đến mạng đa dịch vụ, chuyển mạch
ATM lắp ghép với tổng đài TOLL mạng PSTN sẽ cho phép lu lợng thoại đợc vận chuyển
nh lu lợng data trên mạng đờng trục. Lu ý lu lợng thoại vẫn đợc điều khiển chuyển mạch
trớc khi đa tới chuyển mạch ATM.
- Mạng chuyển mạch: sử dụng thay thế mạng đờng trục hoàn toàn bằng chuyển

mạch gói cho các ứng dụng IP và ATM. Thực hiện điều khiển cuộc gọi lu lợng thoại sẽ
do server lớp điều khiển thực hiện và quá trình chuyển mạch sẽ do chuyển mạch ATM.
Trịnh Bá Huy - Lớp D2001VT
4

Truyền dẫn
quang
DN
Đồ án tốt nghiệp Đại học Chơng 1: Tổng quan về mạng thế hệ sau
- Mạng tích hợp: là giải pháp cung cấp đầy đủ các tính năng của mạng thế hệ sau.
Việc điều khiển cuộc gọi sẽ đợc tập trung bởi các Telephony server lớp điều khiển thực
hiện, các hệ thống chuyển mạch ATM sẽ thay thế các chuyển mạch nội hạt (local Switch)
và nút truy nhập (access node) để cung cấp các dịch vụ băng rộng cho thuê bao. Đây là
cấu trúc còn đợc gọi là mạng đa dịch vụ đầu cuối tới đầu cuối.
1.2.3 Mô hình mạng của Siemenns
Giải pháp mạng NGN của Siemens dựa trên cấu trúc phân tán, xoá đi khoảng cách
giữa mạng PSTN và mạng số liệu. Các hệ thống đa ra vẫn dựa trên cấu trúc phát triển của
hệ thống chuyển mạch của Siemens là EWSD.
Siemens giới thiệu giải pháp mạng thế hệ mới có tên SURPASS.
- Phần chính của SURPASS là hệ thống SURPASS hiQ, đây có thể coi là hệ thống
chủ tập trung cho lớp điều khiển của mạng với chức năng nh một hệ thống cửa ngõ mạng
để điều khiển các tính năng thoại, kết hợp khả năng báo hiệu mạnh để kết nối với nhiều
mạng khác nhau. Trên hệ thống này có khối chuyển đổi báo hiệu báo hiệu số 7 của mạng
PSTN/ISDN sang giao thức điều khiển cửa ngõ trung gian MGCP. Tuỳ theo chức năng và
dung lợng, SURPASS hiQ đợc chia thành các loại SURPASS hiQ 10, 20 hay SURPASS
hiQ 9100, 9200, 9400.
- SURPASS hiG là họ các hệ thống cửa ngõ trung gian (media gateway) từ các mạng
dịch vụ cấp dới lên SURPASS hiQ, hệ thống nằm ở biên mạng đờng trục, chịu sự quản lý
của SURPASS hiQ. Họ này có chức năng:
+ Cửa ngõ cho quản lý truy cập từ xa (RAS): chuyển đổi số liệu từ modem hay

ISDN thành số liệu IP và ngợc lại.
+ Cửa ngõ cho VoIP: nhận lu lợng thoại PSTN, nén, tạo gói và chuyển lên mạng
IP và ngợc lại.
+ Cửa ngõ cho VoATM: nhận lu lợng thoại PSTN, nén tạo gói và chuyển thành
các tế bào ATM, chuyển lên mạng ATM và ngợc lại.
- SURPASS hiQ đợc phân chia thành nhiều loại theo chức năng và dung lợng, từ
SURPASS hiG 500, 700, 1000 đến SURPASS hiG 2000, 5000.
- SURPASS hiA là hệ thống truy nhập đa dịch vụ (Multi-Service Access) nằm ở lớp
truy nhập của NGN, phục vụ cho truy nhập thoại, xDSL và các dịch vụ số liệu trên một
nền duy nhất để cung cấp các giải pháp truy nhập, SURPASS hiA có thể kết hợp với các
tổng đài PSTN EWSD hiện có qua giao diện V5.2, cũng nh cùng với SURPASS hiQ tạo
Trịnh Bá Huy - Lớp D2001VT
5

Truyền dẫn
quang
DN
Các chức năng trung
ggiangiangian
Các chức năng
dụng
Chứcnăng
điều khiển

Chức năng
truyền tải

Đồ án tốt nghiệp Đại học Chơng 1: Tổng quan về mạng thế hệ sau
nên mạng thế hệ mới. SURPASS hiA đợc phân chia thành nhiều loại theo các giao diện
hỗ trợ (hỗ trợ thoại xDSL, truy nhập băng rộng, leased-line kết nối Internet trực tiếp. Kết

hợp chức năng cửa ngõ trung gian tích hợp, gồm cả VolP/VoATM) thành các loại
SURPASS hiA 7100, 7300, 7500.
Hình 1.3: Cấu trúc mạng thế hệ sau (mô hình của Siemens)
- Để quản lý tất cả hệ thống của SURPASS, Siemens đa ra NetManager. Hệ thống
quản lý này sử dụng giao thức quản lý SNMP và chạy trên nền JAVA/CORBA, có giao
diện HTTP để có thể quản lý qua trang WEB.
1.2.4. Mô hình của ITU
Cấu trúc mạng thế hệ sau NGN nằm trong mô hình lớn của cấu trúc hạ tầng
thông tin toàn cầu GII do ITU đa ra. Mô hình này bao gồm 3 lớp chức năng sau đây:
Trịnh Bá Huy - Lớp D2001VT
6

Khai báo và quản lí
dich vụ
Quản lí
kết nối
Quản lý
mạng
Lớp điều khiển
Lớp truy nhập
Lớp chuyển tải
Truyền dẫn
quang
Cổng
Định tuyến/ chuyển mạch Định tuyến/ chuyển mạch
Mạng truy nhập đa dịch vụ
PSTN/
ISDN
Các mạng hiện có
DN

Các chức năng trung
ggiangiangian
Các chức năng
dụng
Chứcnăng
điều khiển

Chức năng
truyền tải

Đồ án tốt nghiệp Đại học Chơng 1: Tổng quan về mạng thế hệ sau

Hình 1.4 Các chức năng GII và mối quan hệ của chúng
- Các chức năng ứng dụng .
- Các chức năng trung gian bao gồm: Các chức năng điều khiển dịch vụ, các chức
năng quản lý.
- Các chức năng cơ sở bao gồm:
+Các chức năng mạng( bao gồm chức năng chuyển tải và chức năng điều khiển)
+ Các chức năng lu giữ và xử lý
+ Các chức năng giao diện ngời-máy.
[Mô hình cấu trúc này đợc trình bày trong các khuyến nghị Y.100 GII Overview
và Y.110 GII Principles & Framework Architecture, Y.120 GII Scenario
Methodology and Example of Use thuộc nhóm SG13]
1.2. 5 Một số hớng nghiên cứu của IETF
IETF là tổ chức nghiên cứu các tiêu chuẩn mở đối với các nhà thiết kế, khai thác,
cung cấp... chủ yếu trong lĩnh vực Internet. Theo IETF, cấu trúc của cơ sở hạ tầng thông
tin toàn cầu sử dụng giao thức cơ sở IP cần phải có mạng chuyển tải toàn cầu sử dụng
Trịnh Bá Huy - Lớp D2001VT
7
Lớp

điều khiển
Lớp
chuyển mạch
Lớp
thích ứng
Các giao thức, giao diện, API báo hiệu/IN tiêu chuẩn
Lớp truy nhập
Các chức năng trung
ggiangiangian
Giao diện
chương
trình ứng
dụng
Giao diện
chương
trình cơ sở
Cấu trúc
Các chức năng
dụng
Các chức năng cơ sở
Cung cấp dịch vụ
xử lý và lưu trữ
thông tin phân tán
Các chức
năng giao
tiếp người-
máy
Các chức
năng xử lý
và lưu trữ

Chứcnăng
điều khiển

Chức năng
truyền tải

Chức năng điều khiển
Chức năng truyền tải
Cung cấp
dịch vụ truyền
thông
Truyền thông
và nối mạng
thụng tin
Đồ án tốt nghiệp Đại học Chơng 1: Tổng quan về mạng thế hệ sau
giao thức IP với bất cứ công nghệ lớp kết nối nào. Nghĩa là, IP cần có khả năng chuyển
tải các truy nhập và đờng trục có giao thức kết nối khác nhau.
Đối với mạng truy nhập trung gian, IETF có IP trên mạng chuyển tải cáp và IP với
môi trờng không gian (vô tuyến).
Đối với mạng đờng trục, IETF có hai giao thức chính là IP trên ATM và mạng
quang phân cấp số đồng bộ SONET/SDH và IP với giao thức điểm nối điểm (PPP) với
SONET/SDH.
Với các công nghệ kết nối mới, IETF định nghĩa cách thức truyền IP trên lớp kết nối.
Mô hình IP over ATM của IETF xem IP nh một lớp trên lớp ATM và định nghĩa các
mạng con IP trên nền mạng ATM. Phơng thức tiếp cận này cho phép IP và ATM hoạt
động với nhau mà không cần thay đổi giao thức. Tuy nhiên phơng thức này không tận
dụng đợc hết các khả năng của ATM và không thích hợp với mạng nhiều bộ định tuyến vì
vậy không đạt hiệu quả cao.
IETF là tổ chức đa ra nhiều tiêu chuẩn về MPLS. MPLS là kết quả phát triển của IP
Switching sử dụng cơ chế hoán đổi nhãn nh của ATM để truyền gói tin mà không cần

thay đổi các giao thức định tuyến của IP.
1.2. 6 Mô hình của MSF
MSF (Diễn đàn chuyển mạch đa dịch vụ) đa ra mô hình cấu trúc mạng chuyển mạch
đa dịch vụ đợc phân thành 4 lớp tách biệt thay vì tích hợp thành một hệ thống nh công
nghệ chuyển mạch kênh hiện nay:
- Lớp thích ứng
- Lớp chuyển mạch
- Lớp điều khiển
- Lớp ứng dụng
- Lớp quản lý là một lớp đặc biệt xuyên suốt các lớp: thích ứng, chuyển mạch và
điều khiển.
Trịnh Bá Huy - Lớp D2001VT
8
Lớp
điều khiển
Lớp
chuyển mạch
Lớp
thích ứng
Các giao thức, giao diện, API báo hiệu/IN tiêu chuẩn
Lớp truy nhập