Điện tử viễn thông mang the he sau khotailieu

Mạng thế hệ sau - NGN

GVHD: Lê Anh Ngọc

MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU....................................................................................................................2
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT.............................................................................................4
DANH MỤC HÌNH ẢNH.................................................................................................7
DESIGN AND CAPACITY PLANNING OF NEXT GENERATION NETWORK. .8
Abstract........................................................................................................................8
I.Introduction...............................................................................................................9
II. NGN Architecture..................................................................................................11
III. Migration Strategy to NGN.................................................................................13
IV. Generic Solution Architecture Overview.............................................................14
V. Capacity Planning..................................................................................................18
VI. Case Study: Saudi Telecom Network..................................................................20
VII. Conclusion..........................................................................................................21
THIẾT KẾ VÀ QUI HOẠCH DUNG LƯỢNG MẠNG THẾ HỆ SAU NGN..........22
Tóm tắt.......................................................................................................................22
I.Giới thiệu.................................................................................................................23
II.Cấu trúc NGN.........................................................................................................27
III. Chiến lược chuyển đổi sang NGN.......................................................................29
IV.Tổng quan về giải pháp cấu trúc chung.................................................................30
V.Định cỡ mạng trong NGN......................................................................................35
VI. Nghiên cứu mạng viễn thông Saudi.....................................................................38
VII.Kết luận...............................................................................................................39
TÀI LIỆU THAM KHẢO..........................................................................................40

Nhóm 7

Page 1

Mạng thế hệ sau - NGN

GVHD: Lê Anh Ngọc
LỜI MỞ ĐẦU

Trong nhiều năm gần đây, nền công nghiệp viễn thông vẫn đang trăn trở về vấn đề phát
triển công nghệ nào và dùng mạng gì để hỗ trợ các nhà khai thác trong bối cảnh luật viễn
thông đang thay đổi nhanh chóng, cạnh tranh ngày càng gia tăng mạnh mẽ.
Các mạng viễn thông hiện tại có đặc điểm chung là tồn tại một cách riêng lẻ, 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. Vì thế ta không thể sử dụng một mạng cho nhiều mục đích khác nhau. Kết
quả là chi phí đầu tư và vận hành cao, hiệu quả sử dụng thấp.
Khái niệm mạng thế hệ mới (hay còn gọi là mạng thế hệ sau - 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 cho các nhà kinh
doanh.
Tuy nhiên, quá trình chuyển đổi từ mạng hiện tại sang kiến trúc mạng mới là vấn đề rất
quan trọng, cần có một chiến lược hợp lí, giúp tận dụng được những ưu thế của mạng
NGN. Trong bài báo này, chúng tôi xin giới thiệu về vấn đề thiết kế kiến trúc mạng mới,
các giải pháp đề xuất trong tương lai và việc qui hoạch định cỡ mạng trong NGN.

Nhóm 7

Page 2


Mạng thế hệ sau - NGN

GVHD: Lê Anh Ngọc
BẢNG PHÂN CÔNG CÔNG VIỆC

STT
1

Họ tên

Nhiệm vụ
Dịch phần tóm tắt, giới thiệu,tổng hợp các phần

2

Nguyễn Thị Ngọc Sen
(NT)
Đặng Long Phi

3

Phạm Hồng Quảng

Dịch phần III: Chiến lược chuyển đổi sang NGN

4

Nguyễn Bá Quân

5

Mai Thành Sơn

6

Phạm Quang Sơn

Dịch phần IV: Tổng quan về giải pháp cấu trúc
chung
Dịch Phần IV: Tổng quan về giải pháp cấu trúc
chung
Dịch phần V: Định cỡ trong mạng NGN

7

Đỗ Văn Sỹ

Dịch phần V: Định cỡ trong mạng NGN

8

Lê Văn Thân

Dịch phần cuối: Mạng viễn thông Saudi và kết luận

Nhóm 7

Dịch phần II: Cấu trúc NGN

Page 3

Mạng thế hệ sau - NGN

GVHD: Lê Anh Ngọc
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
Tên

Chú giải

AS

Application Server

Dịch vụ ứng dụng

AGW

Access Gateway

Cổng truy cập

BSC

Base Station Controller

Bộ điều khiển trạm cơ sở

BRF

Bandwidth Redundancy Factor Hệ số dư thừa băng thông

CS

Call Servers

Dịch vụ cuộc gọi

CAPEX

Capacital Expenditure

Chi phí đầu tư khai thác

CAPS

Call Attempts Per Second

DSL

Digital Subcriber Line

Nỗ lực thực hiện cuộc gọi trên
mỗi giây
Truy cập đường dây thuê bao số

ETSI
FMC

European Telecommunications
Standards Institude
Fixed Mobile Convergence

Viện tiêu chuẩn viễn thông châu
Âu
Hội tụ mạng di động cố định

IP

Internet Protocol

Giao thức Internet

IMS

IP Multimedia Subsystem

ISDN
ISUP

Integrated Services Digital
Network
ISDN User Part

Hệ thống con đa phương tiện dựa
trên giao thức Internet
Mạng số tích hợp đa dịch vụ

GPP

Generation Partnership Project

Dự án hợp tác giữa các thế hệ

LE (or
LEX)
MSF

Local Exchange

Tổng đài địa phương

Multi-service Switching Forum

Diễn đàn đa dịch vụ

MRS

Media Resoure Server

Máy chủ dịch vụ truyền thông

MG

Media Gateway

Cổng truyền thông

Nhóm 7

Page 4

Phần người sử dụng ISDN


Mạng thế hệ sau - NGN

GVHD: Lê Anh Ngọc
Tên

Chú giải

MGC

Media Gateway Controller

Bộ điều khiển cổng truyền thông

MSAN

Multiserver Access Node

Nút truy cập đa dịch vụ

MTP3

Message Transfer Part layer
3
MTP3 User Adaptation

Phần truyền tin nhắn lớp 3

M3UA
MGCP

Giao tiếp người sử dụng trong
MTP3
Giao thức trong bộ điều khiển cổng
truyền thông
Chuyển mạch nhãn đa giao thức

NEs

Media Gateway Controller
Protocol
Multi Protocol Label
Switching
Network Element

OPEX

Operational Expenditure

Chi phí vận hành

PE

Provider Edge

Cung cấp biên

PSTN

Mạng điện thoại chuyển mạch công
cộng
Mạng di động mặt đất công cộng

PRA

Public Switched Telephone
Network
Public Land Mobile
Network
Primary Rate Access

PBX

Private Branch Exchange

Tổng đài chi nhánh riêng

PABX

Tổng đài tự động chi nhánh riêng

PES

Private Automatic Branch
Exchange
PSTN Emulation System

RGW

Residential Gateway

Cổng thiết bị đầu cuối khách hàng

RTP

Realtime Transport Protocol Giao thức truyền thời gian thực

RTCP
SS7

Realtime Transport Control
Protocol
Signaling System 7

Giao thức điều khiển truyền thời
gian thực
Hệ thống báo hiệu số 7

SCP

Service Control Point

Điểm điều khiển dịch vụ

MPLS

PLMN

Tên
Nhóm 7

Các yếu tố mạng

Truy cập tốc độ sơ cấp

Hệ thống mô phỏng theo PSTN

Chú giải
Page 5


Mạng thế hệ sau - NGN

GVHD: Lê Anh Ngọc

SIP

Session Initiation Protocol

Giao thức báo hiệu phiên làm việc

SGW

Signaling Gateway

Cổng báo hiệu

SS

Softswitch

Chuyển mạch mềm

SDO

Tiêu chuẩn của tổ chức phát triển

STC

Standards Development
Organizations
Saudi Telecom Company

TDM

Time Division Multiplexing Ghép kênh theo thời gian

TEX (or
TE)
TGW

Transit Exchange

Tổng đài chuyển tiếp quốc gia

Trunking Gateway

Cổng trung kế

TISPAN

Telecommunications and
Internet converged Services
and Protocols for Advanced
Networking

Mạng viễn thông và Internet hội tụ
các dịch vụ và giao thức mạng tiên
tiến

Nhóm 7

Page 6

Công ty viễn thông Saudi


Mạng thế hệ sau - NGN

GVHD: Lê Anh Ngọc
DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1. Mạng PSTN điển hình……………………....................

Page 23

Hình 2. Mô hình các lớp trong cấu trúc NGN………………….

Page 26

Hình 3. Cấu trúc NGN điển hình………………………………. Page 28
Hình 4. Cấu trúc NGN được đề xuất…………………………… Page 31
Hình 5. Giải pháp đường dẫn kép của NGN…………………… Page 34
Hình 6. Liên kết B/W giữa NGN NEs…………………………

Page 35

Hình 7. Cấu trúc mạng STC NGN……………………………

Page 38

Nhóm 7

Page 7


Mạng thế hệ sau - NGN

GVHD: Lê Anh Ngọc

DESIGN AND CAPACITY PLANNING OF NEXT GENERATION NETWORK
( NGN )

Ali Amer, IEEE member.
Saudi Telecom Company, Riyadh, Saudi Arabia.
Email=

Abstract

The last decades has seen tremendous shifts in the telecommunications landscape.
Telecom Operators and service providers, are responding by adopting strategies that
lower their costs of operations and allow them to offer rapidly new services with better
revenues.
The Next Generation Network (NGN) is a network architecture that is ultimately
designed for new service provision, independent of access technology. In addition to
that, NGN can greatly reduce Capital Expenditure (CAPEX) and Operational
Expenditure (OPEX), enables smooth transformation of the legacy networks into a
simpler, but more powerful, while keeping compatibility to support traditional services.
Worldwide, NGN deployment is still at an early stage, though some Telecom service
providers including incumbent are in the process of finalizing their plans for deployment
of NGN in their networks. This is likely to be implemented in a phased manner starting
with core network and then the access network, and finally service provision.
The first and unavoidable phase of NGN implementation is migrating the legacy
Networks, starting with the Public Switching Telephone Network (PSTN) to NGN. In
this paper, we present a cost effective, future proof solution architecture that can be used
for the design and planning of the NGN network Elements (NEs) capacity and
dimensioning, to serve this migration Phase.

Nhóm 7

Page 8


Mạng thế hệ sau - NGN

GVHD: Lê Anh Ngọc

I.Introduction
The current trend offixed communication is multi services based on broadband access.

This will provide users with variety of communications services (voice, data, video, and
SIP based services), and improve revenues for service providers. The traditional PSTN
uses Class5 and Class4 circuit switches along with Time Division Multiplexing (TDM)
technology to transport voice[2]. It also uses the SS7 signaling network to handle call
setup and teardown, plus other control functions. Figure 1 depicts a typical PSTN
network.

Figure 1: Typical PSTN Network
Eventually, Legacy networks (PSTN) lack the capability of providing multiservice, and
getting costly operated, therefore, it has to be migrated to NGN which is considered as a
service driven Network[4]. In fact, much has been written, debated, and posited about
what exactly is this Next generation network (NGN). The NGN concept, defines
telecommunication network architectures, and technologies. It describes networks that
cover conventional PSTN type, and data, as well as new types ofservice such as video.
All information is carried in packet switched form[9]. In addition to that, NGN has been
Nhóm 7

Page 9


Mạng thế hệ sau - NGN

GVHD: Lê Anh Ngọc

promoted, to Network Operators and service providers, as a new platform to decrease
the CAPEX and OPEX of their Network Infrastructure, and increase their revenues.
The ITU defined the Next Generation Network as a packet-based network able to
provide services including Telecommunication Services and able to make use of
multiple broadband, QoS-enabled transport technologies, and in which service-related
functions are independent from underlying transport-related technologies. It offers

unrestricted access by users to different service providers. It supports generalized
mobility which will allow consistent and ubiquitous provision of services to users[ 11].
In general, NGN can be viewed as all IP (Internet Protocol) or packet-based integrated
networks with a number of characteristics. NGN does not only cover network
characteristics but also service characteristics which provide new opportunities to
network operators, service providers, communications manufacturers and users. On the
architecture level, NGN provides an open architecture by uncoupling applications and
networks, and allowing them to be offered separately. In this context, the applications
can be developed independently regardless of the network platforms being used. With an
open architecture, standardization becomes increasingly important, but this allows
network operators to choose the best products available and a new application can be
implemented in a much shorter period time than for the legacy Networks such as PSTN
for example[7]. Also, third parties, can participate and develop applications and services
for end users. Service providers, may package one or more applications into a service
offering or applications may be utilized by users on a peer to-peer basis. The NGN
architecture is commonly structured around the following four major layers (Planes)
oftechnology[l 2]:
• Access Layer
• Transport Layer
• Control layer
• Service/Application layer

Nhóm 7

Page 10


Mạng thế hệ sau - NGN

GVHD: Lê Anh Ngọc

The access plane provides the infrastructure (e.g. access network between the end user
and transport network. The transport plane provides the communication among the
reference architecture entities, as well as communication between the neighboring layers
of the functional NGN model. The control plane is responsible for the network elements
and of services control. The service plane provides the features of the basic services that
can be used for the development of the more sophisticated services and applications[18].
The NGN functional Structure is outlined in Figure 2.

Figure 2: NGN Architecture layer overview
II. NGN Architecture
Telecommunication networks architectures are changing to meet new requirements for a
Number of services/applications (Broadband, IP, Multimedia, mobile, etc.)[20]. New
generation equipment (soft switches, databases, Media gateways, Signaling gateways,
new protocols, and interfaces, etc.) and new call/mix traffic cases are going to be
introduced in the networks. Standards bodies like ITU, and ETSI are primarily working
on the NGN architecture. The Technical Committee for Telecommunications and
Internet converged Services and Protocols for Advanced Networking (TISPAN) of the
ETSI, has managed to complete a comprehensive architectural specification to date. This
specification is referred to as TISPAN NGN Rl. The TISPAN NGN Rl specification was
Nhóm 7

Page 11


Mạng thế hệ sau - NGN

GVHD: Lê Anh Ngọc

composed by leading vendors and service providers, and is expected to cover service

provider requirements comprehensively, within its defined scope. The Architectural
highlights of TISPAN NGN Release 1 include[10]:
o Support for SIP-based and non-SIP-based applications
o IP Multimedia Subsystem (IMS) for conversational SIP-based applications
o PSTN Emulation Subsystem for supporting PSTN/ISDN services over NGN
o Access agnosticism
o Support for complex commercial models
o Roadmap to fixed/mobile convergence based on IMS
o Reuse and collaboration with other Standards Development Organizations (SDO),
including 3GPP, DSL Forum and the Multi-Service Forum (MSF)
The TISPAN Release 1 architecture is based on the 3GPP IMS Release 6 architecture.
Different solutions/network architectures can be taken into account for a smooth
transition from existing network infrastructures (PSTN/PLMN) towards NGN. But a
typical NGN network will be based first on a softswitch solution architecture that can
separate call control from the physical bearer and service platform from call control[8].
Figure 3 summarizes a typical NGN architecture.

Figure 3: Typical NGN Architecture

Nhóm 7

Page 12


Mạng thế hệ sau - NGN

GVHD: Lê Anh Ngọc

III. Migration Strategy to NGN
NGN deployment worldwide is still at an early stage, though some Telecom service

providers including incumbent Operators, are in the process of finalizing their plans for
deployment of NGN in their networks. Others, like KPN (in Netherlands), or BT ("BT21
'CN project") have already announced an all-embracing reconstruction of their
network[10]. This is likely to be implemented in a phased manner starting with core
network and then for access network and finally service provision. Network migration to
NGNs should adopt the concept of "Evolution" rather than "Revolution". Evolution to
NGN is a process in which parts of the existing networks are replaced or upgraded to the
corresponding NGN components providing similar or better functionality, while
maintaining the services provided now by the original network. The ITU recommended
that To deploy the NGN, complete replacement of existing networks is not considered to
be either advisable or possible. So, a phased approach should be considered for
evolution of existing networks to NGN."[13]. The evolution of networks to NGNs must
allow for the continuation of, and interoperability with, existing networks while in
parallel, enabling the implementation of new capabilities. NGN deployment strategies
will experience a long process, which can be divided into several phases like building up
the IP bearer network (the IP/MPLS Core Network),migrate PSTN, extend broadband
access, deliver multimedia services and finally realize the Fix Mobile Convergence
(FMC) .
In fact, two strategies have been considered for such migration. The first, is called
overlay Strategy (Revolutionary) where a new NGN network is deployed in parallel with
the existing traditional switched network. The second one, is called Replace Strategy
(Evolutionary) which consist of replacing legacy Networks with NGN. Each has its
advantages and disadvantages.
Our proposed solution, belongs to the evolutionary strategy, where we replace the legacy
network gradually by a new NGN network. Obviously, the PSTN is considered to be the
prime candidate for such evolution to NGN [15].

Nhóm 7

Page 13

Mạng thế hệ sau - NGN

GVHD: Lê Anh Ngọc

IV. Generic Solution Architecture Overview
Most of the Telecom Operators divide their PSTN in Regions or Domains based on the
Network topology, Operation & Maintenance (O&M) needs, and the geographical
Transmissions connectivity. Each region/domain has certain number of Subscribers,
Local exchanges, Transit Exchanges, Transmissions rings, etc",) [2]. Our solution builds
on the same concept of region or domains, and assumes that, the network is divided in N
domains. The proposed solution is a SoftSwitch based solution that aims to build a new
NGN network (physical topology) and migrate the legacy network (PSTN). The
migration starts first with Class4 the transit exchanges (TEX), then Class5 (LE). The
solution can be evolved in the future to a full IMS/TISPAN architecture. The solution
assumes the existence of an aggregation, Edge, and backbone IP/MPLS network capable
of handling the traffic generated with the adequate Quality of Service, and the required
interfaces which are mainly based on Ethernet. Figure 4 outlines the proposed solution
architecture.

Nhóm 7

Page 14


Mạng thế hệ sau - NGN

GVHD: Lê Anh Ngọc

Figure4: Proposed NGN Architecture
The solution Architecture consists of:
o Two Softswitches per Domain.
o Two Signaling Gateways
o Two Media Resource Server per Domain.
o Each Class4 switch (Tandem function) is replaced by Trunking Gateway (TGW).
o Class5 switches are replaced by Access Gateway (AGW) based on the number of
subscribers to be migrated.
All NGN NEs have carrier class reliabilitydesign (1 +1 redundancy). The softswitch,
also known as Media Gateway Controllers (MGC), Call Servers (CS), and Call Agents,
is the core device in the NGN [8]. The Softswitch handles call control, signaling
functions, and interacts with Application Servers (AS) to provide services that are not
directly hosted on Softswitch. The Media gateway (MGW) used here as Trunking
gateway (TGW), resides between the circuit switched (CS) network and the IP network.
It converts TDM Traffic to IP media flow. The MGW can connect with devices, such as
the PSTN exchange, private branch exchange (PBX), access network devices and base
station controller (BSC). A Signaling Gateway (SGW) provides seamless signaling
between the IP and TDM Networks, under the control of the Soft switch[7]. Media
Resource Server (MRS) Under the control of the SoftSwitch, provides medium resource
to packet network. Unlike the traditional peripherals based on circuit technology, MRS
is directly based on packet technology and eliminates the media stream conversion
between TDM and IP, resulting in high quality medium flow on IP.Access Gateway
(AGW) acts as the line side interface to the core IP network and connects subscribers
with analogue subscriber access, integrated services digital network (ISDN) subscriber
access, V5 subscriber access, PABX and digital subscriber line (xDSL) access.
The proposed solution, covers most of Telecom operators requirements for a softswitchbased call control NGN platform, it can be used for migrating and evolving PSTN
network into a NGN infrastructure, and provides PSTN Emulation System (PES). In the
long run, the proposed network can evolve into a full IMS solution achieving the
operator's ultimate goal of providing Fixed Mobile Convergence (FMC).
The solution assumes the existence of an aggregation, edge, and backbone IP/MPLS

network capable of handling the traffic generated with the adequate QoS, and the
Nhóm 7

Page 15


Mạng thế hệ sau - NGN

GVHD: Lê Anh Ngọc

required interfaces, which are mainly based on Ethernet for connectivity to the NGN
network elements. In general terms, the TGWs and the Soft Switches connect to the colocated aggregation nodes of the IP/MPLS network.
The proposed solution also is designed on a 1+1 Configuration in addition to the dual
homing principle as illustrated in figure 5, and summarized as follows:
o The TGW is connected to Two carrier class (Real Time traffic) Provider edge router
(PE) in the IP core network.
o Soft Switch (A) and Soft Switch (B) support backup role for each other
o If Soft Switch (A) fails, TGW(X) would register to Soft Switch (B) automatically.
o The switching process is transparent to subscribers, and there is no change in the load
of Trunks.
o Soft Switches detect the status of the peer end switch by checking the heart beat
signals.

Figure 5: Dual Homing of the NGN solution

Nhóm 7

Page 16

Mạng thế hệ sau - NGN

GVHD: Lê Anh Ngọc

The dual homing solution is a network reliability solution proposed to reduce the
operation risk since, the risk of having larger capacity of softswitch is very high where a
larger number of services can be interrupted, revenue are loss beside the heavy penalties
for service by local authority. Architecturally speaking, redundancy is again the often
approach of choice. System reliability is addressed by implementing redundant systems
often operating in synchronization but geographically separated with redundant,
diversely routed links providing the interconnection.

V. Capacity Planning
Successful deployment of Next Generation Networks depends on a cost effective design
and planning of the target network. Identifying the location, the number of NGN NEs,
and the link capacity between NGN NE is the crucial part in any Network planning and
dimensioning process. In our solution, we start by dividing the legacy Network in
domains (regions), then we deploy one pair of softswitch , one signaling Gateway, and
one Media Resource Server per each domain. In addition to that, the TGW replace the
Class4 switches on a one to one basis. LEs are replaced by AGW based on the number
of subscribers to be moved. Some operators are using the Multiservice Access Node
(MSAN) as an AGW. Once the location and the nodes are identified, the required
capacity of the links (bandwidths) can be calculated/dimensioned.Figure 6 outlines the

Nhóm 7

Page 17


Mạng thế hệ sau - NGN

GVHD: Lê Anh Ngọc

main links between different NGN NEs, and their corresponding bandwidth (B 1 to B6).

Figure 6: B/W links between NGN NEs

For link capacity between NGN element, Busy Hour Call Attempt (BHCA), and The
Call Attempts Per Second (CAPS) have to be defined first:
BHCA= Total Number of users X User traffic (Erl) X 3600/ Average Call Duration.
CAPS= Total Number of Subscriber or Trunks X Traffic in Busy Hour/ Average Call
Duration.
B1= Bandwidth (BW) between the two Softswitches used for of SIP-T protocol.
B1= CAPS x Number of Messages for each call x (Number of payload bytes for each
message + Number of overhead Bytes for each message) x 8 bits/ Bandwidth
Redundancy factor (BRF), for carrier Grade class the BRF= is taken as 70% or 0.7.

Nhóm 7

Page 18


Mạng thế hệ sau - NGN

GVHD: Lê Anh Ngọc

For back-up softswitch, each ISUP call needs 9 SIP-T messages, and 600 byte for each
message. So, total byte number of message is 9 x 600 = 5400 bytes. Total byte number
of network overhead is 9 x 66 = 594 bytes. So, signaling bandwidth between the two
Soft Switches is:

B1= CAPS x (5400+594) x 8 / 70%.
B2= BW between SS and SGW (Bandwidth of SIGTRAN M3UA Protocol).
B2 = CAPS x Number of messages for each call x (Number of payload bytes for each
message + Number of overhead Bytes for each message) x 8 bits /BRF. (Generally, the
average number of messages for the ISUP call of each PSTN is 6; the number of
messages for each V5 call is 21; the number of messages that each PRA call needs is
33).
B3= BW between the SS and the MRS (Bandwidth of H.248 Protocol). For MRS, it
adopts MGCP protocol. Each call needs 8 messages, and average 73 byte per message.
So, total byte number of message is 8x73 = 584 byte. Total byte number of network
overhead is 8x66 = 528 bytes.
B3 = CAPS x Number ofmessages for each call x (Number of payload bytes for each
message + Number of overhead Bytes for each message) x 8 bits/ BRF.
B4= BW between SS and TGW (Bandwidth of H.248 Protocol).
B4 = CAPS x Number of messages for each call x (Number of payload bytes for each
message + Number of overhead Bytes for each message) x 8 bits / BRF.
B5= BW between SS and AGW (Bandwidth of H.248 Protocol) .
AGW CAPS= Number of Subs x Avg. Traffic per Sub / Average Holding time
B5 = CAPS x Number of messages for each call x (Number of payload bytes for each
message + Number of overhead Bytes for each message) x 8 bits / Bandwidth
Redundancy factor.
B6= BW between TGW and IP Core (Bandwidth between IP core and TGW).
B6 = [Total Number of trunks x Average Traffic per Trunk (Erl) x Payload flow
bandwidth (the service) / BRF.
Hence, the Bandwidth required between TGW and the core IP Network (PE) is
depending on the Total Number of Trunks managed by each TGW.
VI. Case Study: Saudi Telecom Network

Nhóm 7

Page 19


Mạng thế hệ sau - NGN

GVHD: Lê Anh Ngọc

Saudi Telecom Company (STC) is the mincumbent Telecom operator in the Kingdom of
Saudi Arabia, and one of the largest Telecom Service provider in the Middle East. STC
is considered as a technology smart follower company. It has recognized the need for
migrating its network infrastructure to an NGN platform that can support the provision
of more advanced services efficiently and cost effectively to its customers. STC has
decided to start migrating its PSTN network to NGN, in order to construct a unified
service platform to meet fixed & mobile customer's requirement in the near future, and
to increase revenue and customer's loyalty. The same solution presented in this paper has
been
adopted and it's in the rollout phase now. Figure 7 outlines the STC NGN
architecture.

Figure 7: STC NGN network Archtecture
VII. Conclusion
NGN deployment is still at an early stage, though some Communications service
providers, including incumbent Operators have started migrating their legacy networks
to NGN. The salient driver behind this migration is to reduce the costs of building and
operating a number of separate networks. In this paper, we have presented a softswitch
based solution, that can be used to migrate the PSTN to NON. Also the Network
capacity planning (Location, Number of NON NEs, and signaling Link capacity ) has
been presented. Also, the proposed solution has been adopted by Saudi Telecom
company.
Nhóm 7

Page 20


Mạng thế hệ sau - NGN

Nhóm 7

GVHD: Lê Anh Ngọc

Page 21


Mạng thế hệ sau - NGN

GVHD: Lê Anh Ngọc

THIẾT KẾ VÀ QUI HOẠCH DUNG LƯỢNG MẠNG THẾ HỆ SAU NGN
TÓM TẮT
Trong những thập kỷ qua,chúng ta đã chứng kiến sự thay đổi to lớn trong lĩnh vực viễn
thông. Các nhà khai thác và cung cấp dịch vụ viễn thông đang áp dụng chiến lược nhằm
hạ thấp chi phí đầu tư và cung cấp nhanh chóng các dịch vụ mới với doanh thu cao hơn.
Mạng thế hệ sau (NGN) là một kiến trúc mạng được thiết kế cuối cùng cho việc cung
cấp dịch vụ mới, độc lập với công nghệ truy cập mạng. Bên cạnh đó, NGN có thể làm
giảm đáng kể chi phí đầu tư (Capital Expenditure -CAPEX) và chi phí vận hành
(Operational Expenditure -OPEX), cho phép chuyển đổi các mạng thế hệ trước thành
một mạng đơn giản hơn, nhưng lại hiệu quả hơn mà vẫn giữ được khả năng tương thích
để hỗ trợ các dịch vụ truyền thống.
Việc triển khai NGN trên toàn thế giới vẫn đang ở giai đoạn đầu, mặc dù một số nhà
cung cấp dịch vụ viễn thông bao gồm cả các nhà điều hành đương nhiệm đang trong quá

trình hoàn thiện kế hoạch triển khai mạng NGN trong mạng lưới của họ. Dự án này có
thể thực hiện dần dần, bắt đầu với mạng lõi, sau đó đến mạng truy nhập và cuối cùng là
các dịch vụ cung cấp.
Giai đoạn đầu tiên và không thể bỏ qua cho việc bổ sung mạng NGN là việc thực hiện di
chuyển các mạng hiện có vào mạng NGN, bắt đầu với mạng chuyển mạch điện thoại
công cộng (PSTN) .
Trong bài báo này, chúng tôi đưa ra chi phí hiệu quả cho giải pháp kiến trúc mạng thử
nghiệm trong tương lai mà có thể được sử dụng cho việc thiết kế và quy hoạch các yếu
tố mạng (NEs): dung lượng (capacity) và định cỡ mạng (dimensioning) trong NGN để
thực hiện giai đoạn chuyển đổi này.

Nhóm 7

Page 22


Mạng thế hệ sau - NGN

GVHD: Lê Anh Ngọc
I.GIỚI THIỆU

Xu hướng hiện nay của truyền thông cố định là đa dạng hóa các loại hình dịch vụ dựa
trên truy cập băng thông rộng. Điều này sẽ cung cấp cho người sử dụng nhiều loại dịch
vụ thông tin liên lạc (thoại, dữ liệu, video, các dịch vụ cơ sở SIP) và tăng nguồn thu cho
các nhà cung cấp dịch vụ.
PSTN truyền thống sử dụng chuyển mạch lớp 5 (tổng đài nội hạt) và lớp 4 (tổng đài
tandem), cùng với công nghệ ghép kênh theo thời gian (Time Division Multiplexing
TDM) cho truyền thoại [2]. Nó cũng sử dụng mạng báo hiệu SS7 để xử lý thiết lập và
giải phóng cuộc gọi, cộng với các chức năng điều khiển khác. Hình 1 mô tả một mạng
PSTN điển hình.

Hình 1. Mạng PSTN điển hình

Nhóm 7

Page 23


Mạng thế hệ sau - NGN

GVHD: Lê Anh Ngọc

Mạng (PSTN) thiếu khả năng cung cấp đa dịch vụ, và nhận được lợi ích thấp, do đó, nó
đã được di chuyển đến NGN và được xem như một dịch vụ điều khiển mạng [4].
Trên thực tế, có nhiều bài viết, tranh luận để hiểu chính xác về mạng NGN: khái niệm
NGN, định nghĩa về kiến trúc mạng viễn thông và các công nghệ. Nó mô tả mạng lưới
bao gồm các loại PSTN thông thường, dữ liệu, cũng như các loại hình dịch vụ mới như
video. Tất cả các thông tin được thực hiện theo hình thức chuyển mạch gói [9]. Bên cạnh
đó, NGN được đẩy mạnh để khai thác mạng và cung cấp dịch vụ, như một nền tảng mới
để giảm chi phí đầu tư CAPEX và chi phí vận hành OPEX trong xây dựng cơ sở hạ tầng
mạng và tăng doanh thu của họ.
ITU định nghĩa mạng thế hệ sau như một mạng lưới dựa trên cơ sở mạng gói có thể
cung cấp các dịch vụ bao gồm cả dịch vụ viễn thông và có thể sử dụng nhiều băng thông
rộng, cho phép các công nghệ truyền dẫn đảm bảo chất lượng dịch vụ QoS, và trong đó
chức năng liên quan đến dịch vụ độc lập với công nghệ truyền tải. Nó cung cấp truy cập
không hạn chế bởi nhiều người dùng khác nhau tới các nhà cung cấp dịch vụ. Nó hỗ trợ
tính di động tổng quát, cho phép cung cấp dịch vụ phù hợp tới người sử dụng ở mọi nơi
trong mọi hoàn cảnh [1]. Ngoài ra, đối với các tổ chức Viễn thông châu Âu (ETSI),
NGN chính thức tách thành các lớp và sử dụng các giao diện mở khác nhau, cho phép
các nhà cung cấp dịch vụ và các nhà khai thác một nền tảng để có thể phát triển từng

bước một trong cách thức để tạo ra, triển khai và quản lý sáng tạo các dịch vụ [11].
Nói chung, NGN có thể được xem như là các giao thức internet (Internet Protocol-IP)
hoặc mạng tích hợp dựa trên mạng gói. NGN không chỉ bao gồm các đặc tính mạng mà
còn bao gồm các đặc tính dịch vụ , cung cấp các cơ hội mới cho các nhà khai thác mạng,
các nhà cung cấp, nhà sản xuất truyền thông và người sử dụng. Ở cấp độ kiến trúc, NGN
cung cấp một kiến trúc mở bởi việc tách riêng ứng dụng và mạng lưới, và cho phép
chúng được cung cấp riêng.
Trong trường hợp này, các ứng dụng có thể được phát triển độc lập, không phụ thuộc
vào nền tảng mạng đang được sử dụng.Với một kiến trúc mở, các tiêu chuẩn càng trở
nên quan trọng, nhưng điều này cho phép các nhà khai thác mạng lựa chọn các sản phẩm
tốt nhất có sẵn và một ứng dụng mới có thể được thực hiện trong một khoảng thời gian
ngắn hơn nhiều so với các mạng trước đó như PSTN [7]. Các nhà cung cấp có thể đóng
gói một hoặc nhiều các ứng dụng vào một dịch vụ cung cấp hoặc ứng dụng có thể được
sử dụng bởi người dùng trên một nền tảng tương đương.
Nhóm 7

Page 24


Mạng thế hệ sau - NGN

GVHD: Lê Anh Ngọc

Tóm lại, NGN có 4 đặc điểm chính:
- Nền tảng là hệ thống mạng với giao diện mở
- Các chức năng dịch vụ thực hiện độc lập với mạng lưới
- Là mạng chuyển mạch gói dựa trên một giao thức thống nhất
- Là mạng có dung lượng và tính tương thích ngày càng cao, cung cấp băng thông
rộng, hỗ trợ nhiều loại hình dịch vụ khác nhau
Kiến trúc NGN là cấu trúc chung bao gồm 4 lớp chủ yếu sau [12]:

- Lớp truy cập
- Lớp truyền thông
- Lớp điều khiển
- Lớp ứng dụng
Lớp truy cập (ví dụ như mạng truy cập giữa người dùng cuối và mạng lưới giao thông).
Lớp truyền thông cung cấp thông tin liên lạc giữa các đơn vị kiến trúc cơ sở, cũng như
thông tin liên lạc giữa các lớp lân cận của các chức năng trong mô hình mạng NGN.
Lớp điều khiển chịu trách nhiệm về quản lí các yếu tố trong mạng và điều khiển các dịch
vụ. Nó có nhiệm vụ kết nối để cung cấp các dịch vụ thông suốt từ đầu cuối đến đầu cuối.
Cụ thể:
 Định tuyến lưu lượng giữa các khối chuyển mạch
 Thiết lập, thay đổi các kết nối hoặc các luồng
 Thực hiện giám sát điều khiển để đảm bảo QoS
 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 lí và bảo dưỡng hoạt động của các tuyến kết nối thuộc phạm vi điều khiển
Nhóm 7

Page 25