TỔNG QUAN VỀ MẠNG THẾ HỆ MỚI

TỔNG QUAN VỀ MẠNG THẾ HỆ MỚI
1.1 Định nghĩa
Mạng viễn thông thế hệ mới (NGN - Next Generation Network) đang là xu hướng ở
nhiều nước trên thế giới do các tính chất tiên tiến của nó như hội tụ các loại tín hiệu, mạng
đồng nhất và băng thông rộng. Tại Việt Nam, lĩnh vực viễn thông đang phát triển mạnh và
nhu cầu người dùng về các loại hình dịch vụ mới ngày càng cao, vì vậy việc nghiên cứu để
tiến lên NGN cũng là vấn đề cấp bách.
NGN là mạng hội tụ cả thoại, video và dữ liệu trên cùng một cơ sở hạ tầng dựa trên
nền tảng IP, làm việc trên cả phương tiện truyền thông vô tuyến và hữu tuyến. NGN là sự
tích hợp cấu trúc mạng hiện tại với cấu trúc mạng đa dịch vụ dựa trên cơ sở hạ tầng có sẵn,
với sự hợp nhất các hệ thống quản lý và điều khiển. Các ứng dụng cơ bản bao gồm thoại,
hội nghị truyền hình và nhắn tin hợp nhất như voice mail, email và fax mail, cùng nhiều
dịch vụ tiềm năng khác.
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 NGN.
Song vẫn chưa có một định nghĩa cụ thể nào chính xác cho mạng NGN. Do đó, định nghĩa
mạng NGN nêu ra ở đây không thể bao hàm hết ý nghĩa của mạng thế hệ mới nhưng là
khái niệm chung nhất khi đề cập đến NGN.
Bắt nguồn từ sự phát triển của công nghệ thông tin, công nghệ chuyển mạch gói và
công nghệ truyền dẫn băng rộng, mạng NGN ra đời là mạng có cơ sở hạ tầng thông tin duy
nhất dựa trên công nghệ chuyển mạch gói, triển khai dịch vụ một cách đa dạng và nhanh
chóng, đáp ứng sự hội tụ giữa thoại và số liệu, cố định và di động.
Như vậy, có thể xem NGN là sự tích hợp mạng PSTN dựa trên kỹ thuật TDM và
mạng chuyển mạch gói dựa trên kỹ thuật IP/ATM. Nó có thể truyền tải tất cả các dịch vụ
vốn có của PSTN đồng thời có thể cung cấp cho mạng IP một lượng lưu lượng dữ liệu lớn,
nhờ đó giảm tải cho mạng PSTN.
Tuy nhiên, NGN không chỉ đơn thuần là sự hội tụ giữa thoại và dữ liệu mà còn là sự
hội tụ giữa truyền dẫn quang và công nghệ gói, giữa mạng cố định và di động. Vấn đề cốt
lõi 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 ứng dụng phức tạp bao gồm cả đa phương tiện, phần lớn trong số đó không được dự

tính khi xây dựng các hệ thống mạng hiện nay.
1.2 Động cơ xuất hiện mạng thế hệ mới
Yếu tố hàng đầu là tốc độ phát triển theo hàm số mũ của nhu cầu truyền dẫn dữ liệu
và các dịch vụ dữ liệu là kết quả của tăng trưởng Internet mạnh mẽ. Các hệ thống mạng
công cộng hiện nay chủ yếu được xây dựng nhằm truyền dẫn lưu lượng thoại, truyền dữ
liệu thông tin và video đã được vận chuyển trên các mạng chồng lấn, tách rời được triển
khai để đáp ứng những yêu cầu của chúng. Do vậy, một sự chuyển đổi sang hệ thống mạng
chuyển mạch gói tập trung là không thể tránh khỏi khi mà dữ liệu thay thế vị trí của thoại
và trở thành nguồn tạo ra lợi nhuận chính. Cùng với sự bùng nổ Internet trên toàn cầu, rất
nhiều khả năng mạng thế hệ mới sẽ dựa trên giao thức IP. Tuy nhiên, thoại vẫn là một
dịch vụ quan trọng và do đó, những thay đổi này dẫn tới yêu cầu truyền thoại chất lượng
cao qua IP.
Những lý do chính dẫn tới sự xuất hiện của mạng thế hệ mới :
• Cải thiện chi phí đầu tư
Công nghệ căn bản liên quan đến chuyển mạch kênh truyền thống được cải tiến
chậm trễ và chậm triển khai kết hợp với nền công nghiệp máy tính. Các chuyển mạch kênh
này hiện đang chiếm phần lớn trong cơ sở hạ tầng PSTN. Tuy nhiên chúng chưa thật sự tối
ưu cho mạng truyền số liệu. Kết quả là ngày càng có nhiều dòng lưu lượng số liệu trên
mạng PSTN đến mạng Internet và sẽ xuất hiện một giải pháp với định hướng số liệu làm
trọng tâm để thiết kế mạng chuyển mạch tương lai, nền tảng dựa trên công nghệ chuyển
mạch gói cho cả thoại và dữ liệu.
Các giao diện mở tại từng lớp mạng cho phép nhà khai thác lựa chọn nhà cung cấp
có hiệu quả nhất cho từng lớp mạng của họ. Truyền tải dựa trên gói cho phép phân bổ
băng tần linh hoạt, loại bỏ nhu cầu nhóm trung kế kích thước cố định cho thoại, nhờ đó
giúp các nhà khai thác quản lý mạng dễ dàng hơn, nâng cấp một cách hiệu quả phần mềm
trong các nút điều khiển mạng, giảm chi phí khai thác hệ thống.
• Xu thế đổi mới viễn thông
Khác với khía cạnh kỹ thuật, quá trình giải thể đang ảnh hưởng mạnh mẽ đến cách
thức hoạt động của các nhà khai thác viễn thông lớn trên thế giới. Xuyên suốt quá trình
được gọi là “mạch vòng nội hạt không trọn gói”, các luật lệ của chính phủ trên toàn thế

giới đã ép buộc các nhà khai thác lớn phải mở cửa để các công ty mới tham gia thị trường
cạnh tranh. Trên quan điểm chuyển mạch, các nhà cung cấp thay thế phải có khả năng
giành được khách hàng địa phương nhờ đầu tư trực tiếp vào “những dặm cuối cùng” của
đường cáp đồng. Điều này dẫn đến việc gia tăng cạnh tranh. Các NGN thực sự phù hợp để
hỗ trợ kiến trúc mạng và các mô hình được luật pháp cho phép khai thác.
• Các nguồn doanh thu mới
Dự báo hiện nay cho thấy mức suy giảm trầm trọng của doanh thu thoại và xuất hiện
mức tăng doanh thu đột biến do các dịch vụ giá trị gia tăng mang lại. Kết quả là phần lớn
các nhà khai thác truyền thống sẽ phải tái định mức mô hình kinh doanh của họ dưới ánh
sáng của các dự báo này. Cùng lúc đó, các nhà khai thác mới sẽ tìm kiếm mô hình kinh
doanh mới cho phép họ nắm lấy thị phần, mang lại lợi nhuận cao hơn trên thị trường viễn
thông.
Các cơ hội kinh doanh mới bao gồm các ứng dụng đa dạng tích hợp với các dịch vụ
của mạng viễn thông hiện tại, số liệu Internet, các ứng dụng video.
1.3 Đặc điểm của NGN
• Sử dụng cộng nghệ chuyển mạch mềm (Softswitch) thay thế các thiết bị
chuyển mạch phần cứng (Hardware) cồng kềnh. Các mạng của từng dịch vụ
riêng rẽ được kết nối với nhau thông qua sự điều khiển của một thiết bị tổng đài
duy nhất, thiết bị tổng đài này dựa trên công nghệ Softswitch được ví như “trái
tim” của NGN.
• Mạng hội tụ thoại và dữ liệu, cố định và di động. Các loại tín hiệu được
truyền tải theo kỹ thuật chuyển mạch gói, xu hướng sắp tới đang tiến lên sử
dụng mạng IP với kỹ thuật QoS như MPLS.
• Mạng băng thông rộng cung cấp đa dịch vụ: mạng truyền dẫn quang với
công nghệ WDM (Wavelength Division Multiplexing) hay DWDM (Dense
Wavelength Division Multiplexing).
1.4 Cấu trúc NGN
Cấu trúc NGN bao gồm 5 lớp chức năng:
• Lớp truy nhập dịch vụ (service access layer)
• Lớp truyền tải dịch vụ (service transport/core layer)

Lớp ứng dụng/dịch vụ
Lớp điều khiển
Lớp chuyển tải dịch vụ vụ
Lớp truy nhập dịch vụ
Thiết bị đầu cuối
Giao tiếp chuẩn
Giao tiếp chuẩn
Thành phần NGN
Thành phần có liên quan đến NGN
Mạng lõi
Lớp quản lý
• Lớp điều khiển (control layer)
• Lớp ứng dụng/dịch vụ (application/service layer)
• Lớp quản lý (management layer)
Hình 1.1: Cấu trúc lớp mạng của NGN
 Lớp truy nhập dịch vụ: Bao gồm các thiết bị truy nhập cung cấp các kết nối với
các thiết bị đầu cuối thuê bao qua hệ thống mạng ngoại vi cáp đồng, hoặc cáp
quang, hoặc thông qua môi trường vô tuyến (thông tin di động, vệ tinh, truy nhập
vô tuyến cố định …)
 Lớp truyền tải dịch vụ: Bao gồm các nút chuyển mạch (AMT+IP) và các hệ
thống truyền dẫn (SDH, WDM), thực hiện chức năng chuyển mạch, định tuyến
cuộc gọi giữa các thuê bao của lớp truy nhập dưới sự điều khiển của thiết bị điều
khiển cuộc gọi thuộc lớp điều khiển. Hiện nay đang còn nhiều tranh cãi khi sử
dụng ATM hay MPLS cho lớp truyền tải này.
 Lớp điều khiển: Lớp điều khiển bao gồm các hệ thống điều khiển nối cuộc gọi
giữa các thuê bao thông qua việc điều khiển các thiết bị chuyển mạch (AMT+IP)
của lớp truyền tải và các thiết bị truy nhập của lớp truy nhập. Lớp điều khiển có
chức năng kết nối cuộc gọi thuê bao với lớp ứng dụng/dịch vụ. Các chức năng
như quản lý, chăm sóc khách hàng, tính cước cũng được tích hợp trong lớp điều
khiển.

Lớp ứng dụng / dịch vụ
Lớp điều khiển
Lớp chuyển mạch
Thiết bị chuyển mạch mềm
Mạng truy cập N/M
Thiết bị đầu cuối
AGW WGW
TGW
 Lớp ứng dụng/dịch vụ: Lớp ứng dụng và dịch vụ cung cấp các ứng dụng và dịch
vụ như dịch vụ mạng thông minh IN (Intelligent Network), trả tiền trước, dịch vụ
giá trị gia tăng Internet cho khách hàng thông qua lớp điều khiển… Hệ thống ứng
dụng và dịch vụ mạng này liên kết với lớp điều khiển thông qua các giao diện mở
API. Nhờ giao diện mở này mà nhà cung cấp dịch vụ có thể phát triển các ứng
dụng và triển khai nhanh chóng các dịch vụ trên mạng. Trong môi trường phát
triển cạnh tranh sẽ có rất nhiều thành phần tham gia kinh doanh trong lớp này.
 Lớp quản lý: Đây là lớp đặc biệt xuyên suốt các lớp trên. Các chức năng quản lý
được chú trọng là: quản lý mạng, quản lý dịch vụ, quản lý kinh doanh
1.5 Các thành phần của NGN
Mối tương quan giữa cấu trúc phân lớp chức năng và các thành phần chính của NGN
được mô tả trong hình 1.2.
Hình 1.2: Cấu trúc phân lớp và các thành phần chính trong NGN
Theo hình 1.2 ta nhận thấy, các thiết bị đầu cuối kết nối đến mạng truy nhập (Access
Network), sau đó kết nối đến các cổng truyền thông (Media Gateway) nằm ở biên của
mạng trục. Thiết bị quan trọng nhất của NGN là Softswitch nằm ở tâm của mạng trục (hay
còn gọi là mạng lõi). Softswitch điều khiển các chức năng chuyển mạch và định tuyến qua