TÌM HIỂU CÔNG NGHỆ MANE VÀ ỨNG DỤNG CỦA MẠNG MANE TẠI VNPT THÁI NGUYÊN LUẬN VĂN VIỆN CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

 

0

MỤC LỤC
Trang

MỤC LỤC
.............................................................................................................0
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ CÁI VIẾT TẮT.........................................3
DANH MỤC HÌNH VẼ ...............................
...............................................................
........................................................
.......................... 7
DANH MỤC BẢNG
BẢNG  ...............................
...............................................................
..............................................................
................................
9
……

MỞ ĐẦU...............................
MỞ 
ĐẦU...............................................................
................................................................
...............................................
............... 10
NỘI DUNG ...............................................................
...............................................................................................
...........................................

........... 12
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ  NGN 
 NGN ...............................................................
................................................................... 12
 NGN...............................
......................
..............................
.............. 12
1.1 KHÁI NIỆM VÀ ĐẶC ĐIỂM MẠNG NGN.........................

1.1.1 Khái niệm ...............................................................................................
........................................................................................... ............
........ 12
1.1.2 Đặc điểm của mạng NGN ............................................................................... 13
 MỚI ...........................................
............................................................
................. 14
1.2 CẤU TRÚC LOGIC MẠNG THẾ HỆ  MỚI
1.2.1 Lớp truyền dẫn và truy nhập ........................................................................... 16

1.2.2 Lớp truyền thông ............................................................................................ 17
1.2.3 Lớp điều khiển
khiển  ................................................................................................ 18
1.2.4 Lớp ứng dụng/dịch vụ
vụ  ..................................................................................... 19
1.2.5 Mặt phẳng quản lý .......................................................................................... 19
1.3 CẤU TRÚC VẬT LÝ .............................................................................................. 20
 MỚI............ .......... 21
1.4 CÁC CÔNG NGHỆ ĐƯỢC ÁP DỤNG CHO MẠNG THẾ HỆ  MỚI......................
1.4.1 IP ....................................................................................................................... 21

1.4.2 ATM ................................................................................................................... 22


 

1.4.3 MPLS ................................................................................................................. 23
 Kết luận chương 1 ....................................................................................................... 25

CHƯƠNG 2: CÔNG NGHỆ MẠNG MAN-E VÀ CÁC DỊCH VỤ TRÊN
MẠNG MAN-E ...............................
...............................................................
................................................................
....................................
....
26
2.1 TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ MẠNG MAN-E .................................................. 26 
2.1.1 Tổng quan mạng quang Ethernet
Ethernet  ..................................................................... 26
2.1.2 Các tính năng của MAN-E
MAN-E  .............................................................................. 27
2.1.3 Cấu trúc mạng MAN-E
MAN-E  ................................................................................... 28
2.1.4 Mô hình phân lớp mạng MAN-E .................................................................... 29
2.1.5 Các điểm tham chiếu trong mạng MAN-E ...................................................... 31
2.1.6 Các thành phần vật lý trong mạng MAN-E ..................................................... 33
2.1.7 Lợi ích dùng dịch vụ Ethernet
Ethernet  ......................................................................... 34
2.2 CÁC DỊCH VỤ CUNG CẤP QUA MẠNG MAN-E ................................................ 36 
2.2.1 Mô hình dịch vụ Ethernet................................................................................ 36

2.2.2 Kênh kết nối ảo Ethernet (EVC: Ethernet Virtual Connection)........................ 37
2.2.3 Các loại dịch vụ trong MAN-E ....................................................................... 38
2.2.4 Các thuộc tính dịch vụ Ethernet ...................................................................... 44
2.3 CÁC YÊU CẦU VỀ HIỆU NĂNG CHO MẠNG MAN-E ........................................ 52
2.3.1 Độ khả dụng ................................................................................................... 52
2.3.2 Độ trễ khung
khung  ................................................................................................... 53
2.3.3 Độ trôi khung.................................................................................................. 54
2.3.4 Tỷ lệ tổn thất khung
khung  ........................................................................................ 55
 Kết luận chương 2 ....................................................................................................... 56 

CHƯƠNG 3: MÔ HÌNH TRIỂN K
KHAI
HAI MẠNG MAN-E TẠI VNPT ............
57
3.1 KIẾN TRÚC MẠNG .............................................................................................. 57 
 MPLS  ................................................ 58
3.2 MẠNG MAN-E DỰA TRÊN C
CÔNG
ÔNG NGHỆ 
NGHỆ  MPLS 


 

3.2.1 Thiết kế lưu lượng MPLS ............................................................................... 59
3.2.2 Hồi phục đường hầm....................................................................................... 62
3.2.3 Hỗ trợ chất lượng dịch vụ trong mạng MPLS.................................................. 64
3.3 PHƯƠNG ÁN KẾT NỐI, QUẢN LÝ  ...................................................................... 66 

3.3.1 Phương án kết nối ...............................
....................... .....................
............................................................
............................................... 66
3.3.2 Phương án quản lý mạng................................................................................. 67
3.4 HỆ THỐNG QUẢN LÝ ĐIỀU KHIỂN MẠNG MAN-E .......................................... 68
3.4.1 Quản lý topo mạng.......................................................................................... 68
3.4.2 Quản lý tài nguyên
nguyên  .......................................................................................... 69
3.4.3 Quản lý lỗi
lỗi  ...................................................................................................... 69
3.4.4 Quản lý hiệu năng
năng  ........................................................................................... 70
3.4.5 Quản lý bảo mật.............................................................................................. 70
3.4.6 Quản lý cấu hình
hình  ............................................................................................. 70
3.4.7 Cấu hình dịch vụ qua giao diện đồ hoạ (provisiong)........................................ 70
3.4.8 Cấu hình trên thiết bị mạng (các router  NE40E) 
 NE40E) .............................................. 71
 NGUYÊN ..........................
...............................
...................
.............. 71
3.5 XÂY DỰNG MẠNG MAN-E
MAN-E VNPT THÁI 
THÁI  NGUYÊN

3.5.1 Định hướng xây dựng mạng MAN
MAN-E
-E .....................

...............................
.......................
...............................
.................. 71
3.5.2 Định cỡ mạng MAN-E
MAN-E  ................................................................................... 72
 Kết luận chương 3 ....................................................................................................... 79

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ...............................
...............................................................
.................................................
................... 80
TÀI LIỆU THAM KHẢO...
KHẢO...............................
............................................................
...................................................
..................... 81
PHỤ LỤC ...............................
...............................................................
................................................................
.............................................
............. 82


 

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ CÁI VIẾT TẮT
API

Application Programming Interface

AS

Autonomous System
Asynchronous Transfer Mode

ATM
B
GP

Border Gateway Protocol

BRAS
BSS
CBS
CDMA
CE
CE-VLAN

Broadband Remote Access Server 
Base Station Subsystem
Commintted Burst Size
Code Division Multiple Access
Customer Edge
Customer Edge Virtual LAN

CIDR

Classless Interdomain Routing

CIR
CoS
CPE
CR-LDP
C-VLAN
DUT

Commintted Information Rate
Class of Service
Customer Premises Equipment
Constranint - based Routing Label
Distribution Protocol
Carrier VLAN
Device Under Test

DWDM

Dens
nsee Waveleng
ngth
th Divisio
isionn Mu
Mult
ltip
ipllex

E-LAN

Ethernet LAN

E-LINE

Ethernet Line

EPL

Ethernet Private Line

EP-LAN
E-Tree
EVC

Ethernet Private LAN
Ethernet Tree
Ethernet Virtual Connection

EVPL

Ethernet Virtual Private Line

EV
EVPLAN
N
FECP-LA

Et
Ethe
Vgirtu
tual
Pvriva

LA
Fohern
rwrnet
aretdinVir
E
qaluiPri
alvate
ente
ceL
CAlaNss

giao diện lập trình ứng dụng
một tập hợp các mạng có cùng
chính sách định tuyến
Chế độ
độ ch
chuyển m
mạạch kh
không
đồng
Giao tbộ
hức định tuyến toàn cầu
Máy chủ truy nhập băng rộng
từ xa
Hệ thống trạm gốc
Kích thước bùng nổ cam kết
đa truy nhập phân chia theo mã
Phía khách hàng
VLAN phí khách hàng
Định tuyến giữa các Miền

không phân biệt lớp
Tốc độ truyền thông cam kết
Lớp dịch vụ
Thiết bị phía khách hàng
Giao thức phân phối nhã định
tuyến cưỡng bức
VLAN truyền tải
Thiết bị được đo kiểm
Ghép kênh theo bước sóng
ghép mật độ cao
Dịch vụ mạng LAN qua
Ethernet
Dịch
vụ đường thuê bao qua
Ethernet
Đường thuê kênh riêng
Ethernet
Mạn LAN riêng qua mạng
Ethetnet
Dịch vụ dạng cây qua Ethernet
Đường kết nối ảo
Đường thuê kênh riêng ảo qua
mạng Ethernet
Mạng LAN riêng ảo qua mạng
ethernet
Tập hợp các gói vào mà có


 

FRR
FS

Fast ReRouter
Feature Server

FTTx

Fiber To The x

GE

GigabitSystem
Ethenetfor Mobile
Global
Communications

GSM
ICMP

Internet Control Message Pr
Protocol
Internet Engineering Task Force

IETF
IGP
IN
IP

Interior Gateway Protocol

Intelligent network
Internet Protocol

IIP
ST
DV
N
ISP
ITU
LAN
LSP

leivgiistiaolnNetwork
IInntteergnreattePdroSteorcvoicl eTseD
Internet Service Provider
International Telecommunications Union
Local Area Network
Label-Switched Path

LSR

Label Switch Router  
Label-Switched Router

cùng một nhãn ra
Định tuyến lại nhanh
Máy chủ đặc tính
Họ công nghệ sử dụng cáp
quang tới một điểm
G

abit Etthông
henet tin di động toàn
Hệigthống
cầu
Giao thức điều khiển truyền tin
trên mạng
Tổ ch
chức đặ
đặc nh
nhiệm kkỹỹ th
thuật
Internet
Giao thức định tuyết Gateway
 bên trong
trong
mạng thông minh
Giao thức internet
T
CrôunygềnnghhìnệhbăInntgerhnẹept
Nhà cung cấp dịch vụ Internet
Hiệp hội viễn thông quốc tế
Mạng nội bộ
Đường chuyển mạch nhãn
Bộ định tuyến chuyển mạch
nhãn
Bộ định tuyến chuyển mạch
nhãn
Điều khiển truy nhập môi

LSR 

MAC

Medium Access Control

MAN-E

Metro Area Network - Ethernet

MBA
MEF
MG

Maximum Burst Size
Metro Ethernet Forum
Media Gateway

MGC
MP2MP

Media Gateway Controller  
Multi Point to Multi Point

MPLS

MultiProtocol Label Switching

trường
M
ạng đô thị sử dụng công nghệ
Ethernet

Kích thước bùng nổ tối đa
Diễn đàn Metro Ethernet
cổng phương tiện
Bộ điều khiển cổng phương
tiện
Đa điểm đến đa điểm
Chuyển mạch nhãn đa giao
thức

MS
MSAN

Media server
Multi Service Access Node

Cổng phương tiện
Thiết bị truy cập đa dịch vụ


 

 NE
 NNI
 NT
 NGN

 Network Element
 Network
Element
 Network

 Netwo
rk - Network
Network Interfac
Interfacee
Network
Network Termination
Termination
Next generat
generation
ion networking
networking
Open Systems Interconnection Reference

Thành phần m
mạng
ạng
Giao diện Mạng
Mạng - M
Mạng
ạng
Kết cuối mạng
Mnagj thế hệ sau
Mô hình tham chiếu kết nối hệ

OSI

Model

OSPF

Open Shortest Path First

OSS
P2P
PC
PIR 
PON

Operations Support System
Point to Point
Personal Computer  
Peak Information Rate
Passive Optical Networks

PSTN

Public Switched T
Teelephone Network 

thống mở 
Là giao thức định tuyến theo
trạng thái đường lien kết
quản lý vận hành hệ thống
mạng
Điểm đến điểm
Máy tính cá nhân
Tốc độ truyền thông tối đa
mạng quang thụ động
mạng chuyển mạch điện thoại
công cộng

PVC
QoS
RSVP

Permanent Virtual Circuit
Quality of Service
Resource Reservation Protocol

RTFM
SDH
SEN
SG
SLA
SONET
S-VLAN

real time flow measurement
Synchronous Digital Hierarchy
Service Excution Node
Signaling Gateway
Service Level Agreement
Synchronous Optical Network
Service Provider VLAN

TDM
TE
ToS
UNI
VLAN

VLAN ID

Time division multiplexing
Transport Edge
Type of Service
User - Network Interface
Virtual LAN
Virtual LAN Indentify

chuyển tiếp khung
Chất lượng dịch vụ
Giao thức đăng ký trước tài
nguyên
Đo lưu lượng thời gian thực
Hệ thống phân cấp số đồng bộ
gồm các nút thực thi dịch vụ
Cổng báo hiệ
Thoả thuận cấp độ dịch vụ
Mạng quang đồng bộ
VLAN phía nhà cung cấp dịch
vụ
Ghép kênh theo thời gian
Kết cuối truyền dẫn
Loại dịch vụ
Giao diện người dùng - Mạng
Mạng LAN ảo
Số hiện VLAN

VoIP
VPN

Voice over Internet Protocol
Virtual Private Network

Thoại qua giao thức IP
Mạng riêng ảo

WAN
WDM

WaidveelAenregathNDetiw
W
viosriokn Multiplex

Mhạénpg dkkê
iệênnhrộntthhgeo bbưước só
G
sóng


 

xDSL

x Digital Subcriber Line

quang
Các dịch vụ kênh thuê bao số

 

DANH MỤC HÌNH VẼ
Trang
Hình 1.1: Sự hội tụ giữa thoại và số liệu, cố định và di động trong NGN
trong NGN .......................
...................... .. 12
Hình 1.2: Cấu trúc luận lý mạng thế hệ mới
mới  .................................................................... 
.................................................................... 15
Hình 1.3: Mô hình 5 lớp chức năng của NGN
của  NGN  .................................................................
.................................................................  16
Hình 1.4: Cấu trúc mạng MAN-E ...................................................................................
...................................................................................  17
Hình 1.5: Các thành phần của Softswitch
Softswitch  ........................................................................
........................................................................  18
Hình 1.6: Cấu trúc vật lý mạng NGN
mạng NGN  .............................................................................. 
.............................................................................. 20
Hình 2.1: Cấu trúc mạng MAN-E điển hình
hình  ...................................................................
...................................................................  29
Hình 2.2: Mô hình mạng MAN-E theo các lớp...............................................................
lớp...............................................................  30
Hình 2.3: Mô hình các điểm tham chiếu..........................................................................
chiếu..........................................................................  32
Hình 2.4: Giao diện UNI và mô hình tham chiếu MAN-E...............................................
MAN-E...............................................  33

Hình 2.5: Mô hình cung cấp các dịch vụ Ethernet qua mạng MAN-E ............................
............................  36
Hình 2.6: EVC điểm – điểm............................................................................................
– điểm............................................................................................  37
Hình 2.7: EVC điểm – đa điểm
điểm  ...................................................................................... 
...................................................................................... 38
Hình 2.8: EVC dạng cây ................................................................................................. 
................................................................................................. 38
Hình 2.9: Khuôn khổ định nghĩa dịch vụ Ethernet ..........................................................
..........................................................  39
Hình 2.10: Dịch vụ E-Line..............................................................................................
E-Line..............................................................................................  40
Hình 2.11: Dịch vụ E-LAN
E-LAN  .............................................................................................
.............................................................................................  41
Hình 2.12 . Quá trình thực hiện khi thêm một UNI vào m
mạng
ạng MAN-E...........................
MAN-E...........................  42
Hình 2.13: Dịch vụ E-Tree..............................................................................................
E-Tree..............................................................................................  42
Hình 2.14: Dịch vụ E-Tree nhiều gốc..............................................................................
gốc..............................................................................  43
Hình 2.15: Ghép kênh dịch vụ ........................................................................................
........................................................................................  44
Hình 2.16: VLAN tag Preserv
Preservation/Sta
ation/Stacking
cking ........................

...............................
...................
...................................
.......................  50
Hình 2.17: VLAN tag Translati
Translation/Swappi
on/Swapping
ng ...............................
...................... .....................
...................................
.......................  51
Hình 2.18: Sự phân chia độ trễ trong mạng
mạng  .....................................................................
.....................................................................  54
Hình 3.1: Cấu trúc phân lớp mạng MAN-E
MAN-E  .....................................................................
.....................................................................  58
Hình 3.2: Chèn header trong MPLS ...............................
.......................... .................
.................................................
.....................................  59
Hình 3.3: Gói tin gán nhãn MPLS...................................................................................
MPLS...................................................................................  59


 

Hình 3.4: Luồng gói tin/nhãn khi thực hiện FRR cho bao vệ tuyến kết nối ..................... 63
Hình 3.5: Luồng gói tin/nhãn khi thực hiện FRR cho bao vệ nút
nút  ..................................... 64

Hình 3.6: Mô hình kết nội mạng MAN-E với mạng đường trục ...................................... 67
Hình 3.7: Topo mạng MAN-E ........................................................................................ 69
Hình 3.8 Sơ đồ mạng MAN-E Thái Nguyên giai đoạn 2010 –  2011................................ 79


 

DANH MỤC BẢNG
Trang
Bảng 3.1: Danh sách các Node MANE ........................................................................... 
........................................................................... 78


 

MỞ ĐẦU
Trong những năm gần đây, với sự phát triển nhanh chóng, vượt bậc của các công
nghệ truy nhập băng rộng mới (xDSL, FTTx…) và các dịch vụ mới (VoIP, IPTV,
VoD…), đặc biệt là xu hướng tiến lên NGN của ác nhà khai thác Viễn thông:
Yêu cầu về băng thông kết nối tới các thiết bị truy nhập (IPDSLAM, MSAN) ngày
càng cao, yêu cầu về cơ sở hạ tầng truyền tải phải đáp ứng các công nghệ mới của IP để
sẵn sàng cho các dịch vụ mới ngày càng tăng: multicast, end-to-end QoS, bandwitdh-ondemand…, yêu cầu đáp ứng băng thông cung cấp trực tiếp theo nhu cầu của khách hàng
khách hàng (FE, GE), và các yêu cầu khác…
Tất cả các yêu cầu trên dẫn đến sự phát triển bùng nổ của mạng MAN trong các
thành phố, đặc biệt là mạng Ethernet-based MAN để truyền tải lưu lượng IP.
Hệ thống cáp quang cho phép cung cấp dịch vụ với tốc độ ngày càng cao và giá
thành ngày càng giảm. Tốc độ truyền dẫn từ 100Mbps dần được thay thế bằng tốc độ
Gbps. 10Gbps thậm chí 40Gbps. Việc này cho phép các nhà cung cấp dịch vụ có thể sử
dụng cồng nghệ Ethernet đơn giản để truyền thông tin với khoảng cách xa hơn. Với công
nghệ Ethernet truyền thống trên mạng cáp đồng khoảng cách truyền dẫn chỉ tính bằng đơn

vị hàng chục mét hoặc 100 mét thì với công nghệ cáp quang, khoảng cách truyền dần tăng
hàng trăm nghìn lần lên đến hàng chục KM.
Sử dụng công nghệ MAN-E để cung cấp dịch vụ chất lượng cao, dịch vụ đa dạng
đến khách hàng của các nhà cung cấp dịch vụ đang là xu hướng chung trên toàn thế giới.
Công nghệ Ethernet được hầu hết các nhà cũng cấp thiết bị trên thế giới hỗ trợ 
Tại Việt Nam côn nghệ mạng MAN-E đã được một số nhà cung cấp dịch vụ viễn thông
đã triển khai và đưa vào khai thác thành công. Tiêu biếu là mạng MAN-E của Tập đoàn Bưu
chính Viễn thông Việt Nam VNPT, Tập đoàn VNPT phát triển mạng MAN-E dự vào các đặc
điểm như sau:
Hiệu quả chi phí: Chi phí đầu tư và vận hành thấp.
Đơn giản: Đã được tiêu chuẩn hóa và không ngừng được phát triển. Được ứng dụng rộng rãi

trong tất cả các tổ chức, doanh nghiệp và thiết bị gia đình.


 

Độ linh động cao: Quản lý băng thông và mở rộng băng thông kết nối rất dễ dàng. Hỗ trợ rất

nhiều mô hình kết nối (topology) khác nhau. Tối ưu cho việc truyền tải thông tin dạng gói,
đặc biệt là các gói tin IP.
Mạng MAN-E là phân khúc mạng nằm giữa lớp Core và lớp Access, có tổ chức năng thu
gom lưu lượng và đảm bảo yêu cầu về chất lượng dịch vụ cho khách hàng. Mạng MAN-E chính
là yếu tố cốt lõi để các nhà cung cấp dịch vụ triển khai cung cấp các dịch vụ băng rộng chất
lượng cao đối với khách hàng.
Tại Việt Nam công nghệ mạng MAN-E đang trong quá trình triển khai do đó có rất nhiều
vấn đề cần nghiên cứu và phát triển tuy nhiên trong luận văn này xin được đi vào Tìm hiểu cộng
nghệ mạng MAN-E và Ứng dụng của mạng MAN-E tại VNPT Thái Nguyên.
Đề tài bao gồm 3 chương:
Chương 1: Nêu lên các khái niệm về mạng NGN, cấu trúc logic và cấu trúc vật lý của

mạng NGN từ đó xác định mạng MAN-E thuộc lớp nào trong mạng NGN.
Chương 2: Nêu lên các khai niệm chung về mạng MAN-E như: định nghĩa, mô hình phân
lớp, các thành phần cơ bản, các dịch vụ cơ bản và các ưu nhược điểm của các dịch vụ đó. Đồng
thời nêu các định nghĩa về tham số hiệu năng trong mạng MAN-E.
Chương 3: Mô hình triển khai mạng MAN-E tại VNPT, giới thiệu về công nghệ và mô
hình triển khai hệ thống mạng của VNPT tại Việt Nam trên cơ sở đó xây dựng mạng MAN-E giai
đoạn 2 tại VNPT Thái Nguyên.
Trong quá trình làm luận văn tôi đã nhận được nhiều ý kiến đóng góm, giúp đỡ quý báu
của các thầy cô giáo cùng các bạn bè đồng nghiệp
Xin gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất tới thầy giáo PGS.TS Nguyễn Văn Tam, người đã tận
tình hướng dẫn, giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn này. Xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo
khoa CNTT Đại học Thái Nguyên, các thầy cô giáo tại Viện Công nghệ Thông tin – Viện Khoa
học và Công nghệ Việt Nam, những người đã trang bị cho tôi những kiến thức quý báu trong quá
trình học tập.
Cảm ơn sự giúp đỡ, tạo điều kiện của các đồng nghiệp nôi tôi đang công tác: VNPT Thái
 Nguyên đã giúp đỡ và tạo đđiều
iều kiện để tôi hoà
hoànn thành luận văn củ
củaa mình


 

NỘI DUNG
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NGN 
1.1 KHÁI NIỆM VÀ ĐẶC ĐIỂM MẠNG NGN
1.1.1 Khái niệm
Mạng thế hệ sau (NGN) là mạng chuyển mạch gói có khả năng cung cấp các dịch
vụ viễn thông và tạo ra ứng dụng băng thông rộng, các công nghệ truyền tải đảm bảo chất
lượng dịch vụ, trong đó các chức năng dịch vụ độc lập với các công nghệ truyền tải liên

quan
 NGN là mạng:
mạng:
−

Có hạ tầng thông tin duy nhất dựa trên công nghệ chuyển mạch gói.

−

Triển khai các dịch vụ một cách đa dạng và nhanh chóng.

−

Đáp ứng sự hội tụ giữa thoại và số liệu, giữa cố định và di động.

−

Các hệ thống hỗ trợ có khả năng mềm dẻo, cho phép khách hàng sử dụng nhiều
loại hình dịch vụ mà chỉ cần một nhà cung cấp.

Hình 1.1: Sự hội tụ giữa thoại và số liệu, cố định và di động trong NGN


 

1.1.2 Đặc điểm của mạng NGN
 NGN có bốn đặc điểm chính
chính
−

−

−

−

Nền tảng là hệ thống mở;
Dịch vụ thực hiện độc lập với mạng lưới;
NGN là mạng dựa trên nền chuyển mạch gói, sử dụng các giao thức thống nhất;
Là mạng có dung lượng ngày càng tăng, có tính thích ứng cao, có đủ dung lượng
để đáp ứng nhu cầu.
Trước hết, do áp dụng cơ cấu mở mà:
mở mà:
Các khối chức năng của tổng đài truyền thống chia thành các phần tử mạng độc

lập, các phần tử được phân theo chức năng tương ứng và phát triển một cách độc lập.
Giao diện và giao thức giữa các bộ phận phải dựa trên các tiêu chuẩn tương ứng.
Việc phân tách chức năng làm cho mạng viễn thông truyền thống dần dần đi theo
hướng mới, nhà kinh doanh có thể căn cứ vào nhu cầu dịch vụ để tự tổ hợp các phần tử
khi tổ chức mạng lưới. Việc tiêu chuẩn hóa giao thức giữa các phần tử có thể thực hiện
liên kết giữa các mạng có cấu hình khác nhau.
Tiếp đến, việc tách dịch vụ độc lập với mạng nhằm thực hiện một cách linh hoạt và
có hiệu quả việc cung cấp dịch vụ. Thuê bao có thể tự bố trí và xác định đặc trưng dịch vụ
của mình, không quan tâm đến mạng truyền tải dịch vụ và loại hình đầu cuối. Điều đó làm
cho việc cung cấp dịch vụ và ứng dụng có tính linh hoạt cao hơn.
Thứ ba, NGN dựa trên cơ sở mạng chuyển mạch gói và các giao thức thống nhất.
Mạng thông tin hiện nay, dù là mạng viễn thông, mạng máy tính hay mạng truyền hình
cáp, đều không thể lấy một trong các mạng đó làm nền tảng để xây dựng cơ sở hạ tầng
thông tin. Nhưng mấy năm gần đây, cùng với sự phát triển của công nghệ IP, người ta
mới nhận thấy rõ ràng là mạng viễn thông, mạng máy tính và mạng truyền hình cáp cuối

cùng rồi cũng tích hợp trong một mạng IP thống nhất, đó là xu thế lớn mà người ta
thường gọi là “dung hợp ba mạng”. Giao thức IP làm cho các dịch vụ lấy IP làm cơ sở 
đều có thể thực hiện liên kết các mạng khác nhau; con người lần đầu tiên có được giao


 

thức thống nhất mà ba mạng lớn đều có thể chấp nhận được; đặt cơ sở vững chắc về mặt
kỹ thuật cho hạ tầng cơ sở thông tin quốc gia.
Giao thức IP thực tế đã trở thành giao thức ứng dụng vạn năng và bắt đầu được sử
dụng làm cơ sở cho các mạng đa dịch vụ, mặc dù hiện tại vẫn còn nhiều khuyết điểm về
khả năng hỗ trợ lưu lượng thoại và cung cấp chất lượng dịch vụ đảm bảo cho số liệu. Tuy
nhiên,, chính tốc độ đổi mới nhanh chóng trong thế giới Internet, mà nó được tạo điều kiện
nhiên
 bởi sự phát triển của các tiêu chuẩn mở sẽ sớm khắc phục những thiếu sót này. NGN là
nền tảng cho cơ sở hạ tầng thông tin quốc gia .
Thứ tư: NGN m
mạng
ạng có dung lượng và tính thích ứng cao, đủ năng lực để đáp ứng
nhu cầu:
−

−

  Có khả
khả  năng
năng  cung
cung  cấ
cấpp nhiều
nhiều  loại

loại  hình
hình  dịch
dịch  vụ
vụ  đa 
đa phương
 phương tiện
tiện  băng
 băng  thông cao.
Có khả năng thích ứng với các mạng đã tồn tại để tận dụng cơ sở hạ tầng mạng,
dịch vụ và khách hàng sẵn có.

1.2 CẤU TRÚC LOGIC MẠNG THẾ HỆ MỚI
Hiện nay vẫn chưa có một khuyến nghị cụ thể nào của ITU về cấu trúc của NGN.
Có nhiều nhà viễn thông lớn trên thế giới đưa ra mô hình NGN như Alcatel, Ericsion,
 Nortel,l, Lucent…
 Norte
Lucent…
Từ những mô hình của các hãng, mô hình cấu trúc của NGN được chia ra làm bốn
lớp chức năng:
−

Lớp truy nhập và truyền dẫn

−

Lớp truyền thông

−

Lớp điều khiển

−

Lớp quản lý
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


 

Hệ thống chuyển mạch NGN được phân thành bốn lớp riêng biệt thay vì tích hợp
thành một hệ thống như công nghệ chuyển mạch kênh hiện nay: lớp ứng dụng, lớp điều
khiển, lớp truyền thông, lớp truy nhập và truyền dẫn. 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 cấp thiết bị tốt nhất cho từng lớp
trong mô hình mạng NGN.

Hình 1.2: Cấu trúc luận lý mạng thế hệ mới
 Nếu xem
xem xét từ góc độ kinh
kinh doanh
doanh và cung cấp dịch
dịch vụ th
thìì mô hì
hình
nh cấu trúc củ
củaa
 NGN có thêm

thêm lớp ứng dụng dịc
dịchh vụ bao
bao gồm 5 lớp chức năng: lớp tru
truyền
yền dẫn
dẫn và tr
truy
uy nhập
(service access
access layer), lớp truyền thông (service transport/core
transport/core layer), lớp
lớ p điều khiển
(control layer), lớp ứng dụng/dịch vụ (application/service layer) và lớp quản lý ( MAN-Eage
MAN-Et layer ).


 

M?t ph?ng qu?n

l?

Líp øng dôn g
Giao diÖn më API

Líp ®iÒu kh iÓn
Giao diÖn më API

Líp tr u y Òn th«ng
Giao diÖn më API

truyÒn
dÉn v µ

Líp

Hình 1.3: Mô hình 5 lớp chức năng của
c ủa NGN
1.2.1 Lớp truyền dẫn và truy nhập
 Phần truy n
nhập
hập::
- Lớp truy nhập cung cấp các kết nối giữa thuê bao đầu cuối và m
mạng
ạng đường trục
qua cổng giao tiếp thích hợp.
- Cung cấp các truy nhập chuẩn và không chuẩn của thiết bị đầu cuối như: truy
nhập đa dịch vụ, điện thoại IP, máy tính PC, tổng đài PBX, …
- Với truy nhập vô tuyến: các hệ thống thông tin di động G
GSM
SM hoặc CDMA,
CDMA, truy
nhập vô tuyến cố định, vệ tinh.
- Trong tương lại các
các hệ thống
thống truy nhập không dây ssẽẽ phát triển rất nhanh như
truy nhập hồng ngoại, bluetooth hay WLAN (802.11).
- Với truy nhập hữu tuyến: hiện nay cáp
cáp đồng và xDSL đang được sử dụng.
- Trong

Trong tương lai
lai tr
truyền
uyền dẫn
dẫn quang
quang DWD
DWDM,
M, P
PON
ON sẽ dần
dần ch
chiếm
iếm ưưuu thế, thị
thị
trường của xDSL và modem sẽ dần thu nhỏ lại.
 Phần truyền dẫn:
- Tại lớp
lớp vật lý các
các công
công ng
nghệ
hệ tru
truyền
yền dẫn
dẫn quang
quang như SD
SDH,
H, W
WDM
DM hhay

ay D
DWD
WDM
M sẽ
được sử dụng.
- Công nghệ ATM hay IP có tthể
hể được sử dụng trên mạng lõi để đảm bảo QoS.
- Các router được sử dụng ở biên mạng lõi khi lưu lượng lớn. Khi lưu lượng nhỏ
switch–router có thể đảm nhận luôn chức năng những bộ định tuyến này.


 

- Lớp truyề
truyềnn tải
tải có khả
khả nă
năng
ng hỗ ttrợ
rợ các
các mứ
mứcc QoS
QoS ccho
ho cùng một dịc
dịchh vụ và cho
các dịch vụ khác nhau.
- Lớp ứng dụng đưa ra các yêu cầu về năng lực truyền tải và lớp truyền tải sẽ
thực hiện yêu cầu đó.
1.2.2 Lớp truyền thông
Thiết bị chính trong lớp truyền thông là các cổng (Gateway) làm nhiệm vụ kết nối

giữa các phần của mạng và giữa các mạng khác nhau.
Chịu trách nhiệm chuyển đổi các loại môi trường (PSTN/ISDN, LAN, vô tuyến,
…) sang môi trường gói trên mạng lõi và ngược lại.
- Bao gồm 2 thành phần: Mạng trục (IP MPLS) và các mạng thu gom lưu lượng
(MAN-E) tại các Tỉnh/TP.
- Truyền tải lưu lượng
lượn g IP, có khả năng cung cấp L2/L3 VPN kết nối các phần tử
mạng NGN.
- Thu gom lưu lượng ở các NODE trước khi kế nối lên M
Mạng
ạng Core IP/MPLS
- Sử ddụng
ụng cáp quang và các kết nối GE để tăng băng thông.
- Cung cấp kết nối băng thông lớn tới các IPDSLAM/MSAN.
IPDSLAM/MSAN.
- Cung cấp kết nối GE tới các khách hàng lớn.
- Hỗ trợ công nghệ mới để sẵn sàng cung cấp các dịch vụ Tripleplay NGN.

Hình 1.4: Cấu trúc mạng MAN-E


 

1.2.3 Lớp điều khiển
Chức năng:
- Điều khiển kết nối để cung cấp các dịch vụ truyền thông từ đầu cuối đến đầu
cuối với bất kỳ loại giao thức báo hiệu nào.
- Lớp điều khiển có thể được tổ chức theo kiểu module, theo đó các bộ điều khiển
độc lập sẽ thực hiện các chức năng điều khiển khác nhau.
- Quản lý và chăm sóc khách hàng.

Các thành phần:
- Thành phần chính là Softswitch, còn gọi là MGC hay Call Agent,
- Các thành phần như cổng báo hiệu SG (Signaling Gatewa
Gateway),
y), Server phương tiện
MS (Media server), FS, AS để kết nối cuộc gọi hay quản lý địa chỉ IP.

Hình 1.5: Các thành phần của Softswitch
Các đặc
điểm:
- Nhờ giao diện mở nên có sự tách biệt giữa dịch
dịch vụ và truyền dẫn, cho phép dịch
vụ mới được đưa vào nhanh chóng và dễ dàng.
- Hiện nay lớp điều khiển vẫn rất phức tạp, khả năng tương thích giữa thiết bị của
các hãng là vấn đề cần quan tâm.


 

- Các giao tthức,
hức, giao diện báo hiệu và điều khiển kết nối rất đa dạng, còn chưa
được chuẩn hoá và đang tiếp tục phát triển.
1.2.4 Lớp ứng dụng/dịch vụ
Thành phần: Bao gồm các nút thực thi dịch vụ SEN (Service Excution Node).
Thực chất đây là các server dịch vụ cung cấp các ứng dụng cho khách hàng thông

−

qua lớp truyền tải.
−

Chức năng: Cung cấp các ứng dụng và dịch vụ như dịch vụ mạng thông minh IN

(Intelligent network), dịch vụ Internet…cho khách hàng. Lớp này thực hiện cung
cấp các dịch vụ có băng thông khác nhau và các mức chất lượng khác nhau. Một số
loại dịch vụ sẽ do phía thuê bao tự thực hiện điều khiển logic dịch vụ và truy nhập
trực tiếp vào lớp ứng dụng và dịch vụ, một số khác sẽ được điều khiển từ lớp điều
khiển như dịch vụ thoại truyền thống. Lớp ứng dụng và dịch vụ liên kết với lớp
điều khiển thông qua các giao diện mở API. Nhờ đó các nhà cung cấp dịch vụ có
thể phát triển các ứng dụng và triển khai nhanh chóng trên các dịch vụ mạng.
1.2.5 Mặt phẳng quản lý
Đây là lớp đặc biệt xuyên suốt các lớp trên.
Mặt phẳng quản lý tác động trực tiếp lên tất cả các lớp còn lại, làm nhiệm vụ giám
sát các hoạt động của mạng Mặt phẳng quản lý phải đảm bảo hoạt động được trong môi
trường mở, với nhiều giao thức, dịch vụ và các nhà khai thác khác nhau.
Các chức năng quản lý được chú trọng là: quản lý mạng, quản lý dịch vụ, quản lý
kinh doanh.


 

1.3 CẤU TRÚC VẬT LÝ

Hình 1.6: Cấu trúc vật lý mạng
mạ ng NGN
 NGN có rất nhiều
nhiều các
các thành
thành phần mạng cần quan ttâm,
âm, nhưng ở đâ

đâyy ta cchỉ
hỉ đề cập
đến các thành phần thể hiện rõ sự tiến bộ của NGN so với các mạng trước đây.
−

MG (Media Gateway) là một thiết bị vào ra đặc hiệu cung cấp phương tiện truyền
tải thông tin thoại, dữ liệu, fax và video giữa mạng gói IP và mạng PSTN.

−

MGC (Media Gateway Controller) là đơn vị chức năng chính của Softswitch. Nó
đưa ra các quy luật xử lý cuộc gọi còn MG và SG sẽ thực hiện các quy luật đó. Nó
điều khiển SG thiết lập và kết thúc cuộc gọi, ngoài ra nó còn giao tiếp với hệ thống
OSS và BSS. MGC chính là chiếc cầu nối giữa các mạng có đặc tính khác nhau
như PSTN, mạng IP…Nó chịu trách nhiệm quản lý lưu lượng thoại và dữ liệu qua
các mạng khác nhau.

−

SG (Signaling Gateway) là một thiết bị vào ra, nó tạo ra một chiếc cầu nối giữa
mạng báo hiệu số 7 với mạng IP dưới sự điều khiển của MGC. Nhiệm vụ của SG
là xử lý thông tin báo hiệu.

−

Media server được dùng để xử lý các thông tin đặc biệt. Nó thực hiện các chức
năng mới:


 

•

•

−

Chức năng voicemail cơ bản.
Hộp thư fax tích hợp hay các thông báo có thể sử dụng e-mail hoặc các bản tin
ghi âm trước (pre-recorded message).

•

Khả năng nhận diện tiếng nói (nếu có).

•

Khả năng hội nghị truyền hình (video conference).

•

Khả năng chuyển thoại sang văn bản (speech-to-text)

Application Server/Feature Server 
Server đặc tính là một server ở mức ứng dụng chứa một loạt các dịch vụ của doanh

nghiệp. Chính vì vậy nó còn được gọi là Server ứng dụng thương mại. Vì hầu hết các
Server này tự quản lý các dịch vụ và truyền thông qua mạng IP nên chúng không ràng
 buộc nhiều
nhiều với

với Softswith
Softswith về việc
việc phân chia hay
hay nhóm các thành phần ứng dụng.
1.4 CÁC CÔNG NGHỆ ĐƯỢC ÁP DỤNG CHO MẠNG THẾ HỆ MỚI
1.4.1 IP 
IP là giao thức chuyển tiếp gói tin, nó đóng gói và chuyển gói tới đích một cách hiệu
quả sử dụng địa chỉ trong phần header của gói. IP cung cấp dịch vụ chuyển dữ liệu h ướng
không kết nối, nó chỉ nỗ lực tối đa để chuyển gói tin tới đích chứ không đảm bảo chất
lượng dịch vụ. IP định nghĩa cơ cấu đánh số, cơ cấu chuyển tin, cơ cấu định tuyến và các
chức năng điều khiển ở mức thấp (ICMP). Gói IP chứa địa chỉ của bên nhận, địa chỉ là số
duy nhất trong toàn mạng và MAN-E đầy đủ thông tin cần cho việc chuyển gói tin tới
đích.
Cơ cấu định tuyến có nhiệm vụ tính toán đường đi tới các nút trong mạng. Do vậy cơ cấu
định tuyến phải được cập nhật các thông tin về topo mạng, thông tin về nguyên tắc
chuyển tin và nó có khả năng hoạt động trong môi trường mạng gồm nhiều nút. Kết quả
tính toán của cơ cấu định tuyến được lưu trong các bản chuyển tin (forwarding table) chứa
thông tin về chặng tiếp theo để có thể gửi gói tin tới đích.
Dựa trên các bảng chuyển tin, cơ cấu chuyển tin để chuyển mạch các gói IP hướng
tới đích. Phương thức chuyển tin truyền thống là theo từng chặng một. Ở cách này, mỗi


 

nút mạng tính toán bảng chuyển tin một cách độc lập. Vì vậy, phương thức này yêu cầu
kết quả tính toán của phần định tuyến tại ttất
ất cả các nút phải nhất quán vvới
ới nhau. Sự
không thống nhất của kết quả sẽ dẫn tới chuyển gói tin sai hướng dẫn đến mất gói tin.
Kiểu chuyển tin theo từng chặng hạn chế khả năng của mạng. Ví dụ, nếu các gói tin

chuyển tới cùng một địa chỉ mà đi qua cùng một nút thì chúng sẽ được truyền qua cùng
một tuyến tới điểm đích. Điều này khiến mạng không thể thực hiện một số chức năng
khác như định tuyến theo đích, theo dịch vụ.
Tuy nhiên, phương thức định tuyến và chuyển tin này nâng cao độ tin cậy cũng như
khả năng mở rộng của mạng. Giao thức định tuyến động cho phép mạng phản ứng lại với
sự cố bằng việc thay đổi tuyến khi router biết được sự thay đổi topo mạng thông qua việc
cập nhật thông tin về trạng thái kết nối. Với các phương thức như CIDR (Classless
Interdomain Routing), kích thước của bảng chuyển tin được duy trì ở mức chấp nhận
được, và do việc tính toán định tuyến đều do các nút thực hiện, mạng có thể mở rộng mà
không cần bất kì sự thay đổi nào.
Tóm lại, IP là một giao thức chuyển mạch gói có độ tin cậy và khả năng mở rộng
cao. Tuy nhiên việc điều khiển lưu lượng rất khó thực hiện do phương thức định tuyến
theo từng chặng. Ngoài ra IP cũng không hỗ trợ chất lượng dịch vụ.
1.4.2 ATM
ATM là một phương thức chuyển mạch gói nhanh, nó cho phép các hệ thống dùng
kĩ thuật này hoạt động ở tốc độ cao hơn nhiều so với các hệ thống chyển mạch gói thông
thường nhờ sự hạn chế các chức năng trong mạng của nó.
ATM có khả năng vận chuyển bất kì một loại dịch vụ nào, bất chấp những đặc điểm
của chúng như là tốc độ bit, những yêu cầu về chất lượng hoặc đặc tính đột biến tự nhiên
của nó. ATM nhận thông tin ở nhiều dạng khác nhau như thoại, số liệu, video… và tách
chúng thành các khối nhỏ có kích thước cố định gọi là cell. Các cell này sẽ được truyền
trên các kênh ảo.
−

ATM khác với IP ở một số điểm:


 

•

ATM là công nghệ chuyển mạch hướng kết nối. Kết nối phải được thiết lập
 bằng nhân công hoặc thiết
t hiết lập một cách tự động thông qua báo hiệu trước khi
thông tin được gửi đi

•

ATM không thực hiện định tuyến tại các nút trung gian. Tuyến kết nối xuyên
suốt được xác định trước khi trao đổi dữ liệu và được giữ xuyên suốt trong thời
gian kết nối. Trong quá trình thiết lập kết nối, các tổng đài ATM trung gian
cung cấp cho kết nối một nhãn. Việc này thực hiện hai điều: dành cho kết nối
một số tài nguyên và xây dựng bảng chuyển tế bào trong mỗi tổng đài. Bảng
chuyển tế bào này có tính cục bộ và chỉ chứa thông tin về các kết nối đang hoạt
động đi qua tổng đài. Điều này khác với thông tin về toàn mạng chứa trong
 bảng chuyển
chuyển tin
tin của IP router.
router.

•

Các gói trong ATM nhỏ, có kích thước cố định nên tốc độ truyền sẽ lớn hơn
dẫn đến trễ truyền và biến động trễ giảm đủ nhỏ đối với các dịch vụ thời gian
thực. Đồng thời tạo điều kiện cho việc hợp kênh ở tốc độ cao dễ dàng hơn.

•

ATM có thể chuyển mạch nhanh hơn vì nhãn gắn trên cell có kích thước cố
định (nhỏ hơn của IP), kích thước bảng chuyển tin nhỏ hơn nhiều so với của IP

router, và việc này thực hiện trên các phần cứng chuyên dụng. Do vậy, thông
lượng của tổng đài ATM thường lớn hơn thông lượng của IP router truyền
thống.

1.4.3 MPLS 
MPLS là phương thức chuyển mạch phối hợp ưu điểm của IP và ATM. Trước khi
 phương thức này ra đời người
n gười ta cũng quan tâm tới mô hình IP over ATM của IETF xem
IP như một lớp nằm trên lớp ATM. Phương thức tiếp cận xếp chồng này cho phép IP và
ATM hoạt động với nhau mà không cần thay đổi giao thức của chúng. Tuy nhiên cách
này không tận dụng được hết khả năng của ATM, không thích hợp với mạng nhiều router 
và không thật hiệu quả trên một số mặt.
Công nghệ MPLS sử dụng cơ chế hoán đổi nhãn như của ATM để tăng tốc độ
truyền gói tin mà không cần thay đổi giao thức định tuyến của IP. Thiết bị CSR của


 

Toshiba ra đời năm 1994 là tổng đài ATM đầu tiên được điều khiển bằng giao thức IP
thay cho báo hiệu ATM.
−

MPLS tách chức năng của IP router làm hai phần riêng biệt:
•

Chức năng chuyển gói tin: có nhiệm vụ gửi gói tin giữa các router, sử dụng cơ 
chế hoán đổi nhãn tương tự như trong ATM. Trong MPLS, nhãn là một số có
độ dài cố định và không phụ thuộc vào lớp mạng. Kỹ thuật hoán đổi nhãn thực
chất là việc tìm nhãn cho một gói tin trong một bảng các nhãn để xác định
tuyến của gói và nhãn mới của gói đó. Các router thực hiện kỹ thuật này gọi là

LSR (Label Switch Router).

•

Chức năng điều khiển: gồm các giao thức định tuyến lớp mạng với nhiệm vụ
 phân phối thông tin giữa các LSR, giao thức phân phối nhãn thiết lập nhãn
trong các bảng định tuyến.

MPLS có thể hoạt động được với các giao thức định tuyến Internet khác như OSPF
(Open Shortest Path First) và BGP (Border Gateway Protocol)
−

Một số ưu diểm của MPLS:
•

MPLS đảm bảo chất lượng dịch vụ do MPLS hỗ trợ việc điều khiển lưu lượng
và cho phép thiết lập tuyến cố định. Ngoài ra, MPLS còn có cơ chế chuyển
tuyến (fast reruoting). Do MPLS là công nghệ chuyển mạch hướng kết nối , khả
năng bị ảnh hưởng bởi lỗi đường truyền cao hơn. Trong khi đó các dịch vụ mà
MPLS hỗ trợ lại yêu cầu dung lượng cao. Do vậy, khả năng phục hồi của
MPLS đảm bảo khả năng cung cấp dịch vụ của mạng không phụ thuộc vào cơ 
cấu khôi phục lỗi của lớp vật lý bên dưới.

•

Công nghệ MPLS giúp cho việc quản lý mạng được dễ dàng hơn. Do MPLS
quản lý việc chuyển tin theo các luồng thông tin, các gói tin thuộc một FEC có
thể được xác định bởi một giá trị của nhãn. Do vậy trong miền MPLS các thiết
 bị đo lưu lượng mạng có thể dựa trên nhãn để phân loại các gói tin. Lưu lượng
đi qua các tuyến chuyển mạch nhãn (LSP) được giám sát 1 cách dễ dàng dùng

RTFM( realtime flow measurement). Bằng cách giám sát lưu lượng tại các
LSR, nghẽn lưu lượng sẽ được phát hiện và vị trí xảy ra nghẽn lưu lượng có thể