TÌM HIỂU MẠNG THẾ HỆ MỚI NGN

TÌM HIỂU MẠNG NGN
Nhận Xét Của Giáo Viên Hướng Dẫn




















Tp.HCM, Ngày Tháng Năm 2009
GVHD ký tên
- 1 -
TÌM HIỂU MẠNG NGN
Nhận Xét Của Giáo Viên Phản Biện

Tp.HCM, Ngày Tháng Năm 2009
GVPB ký tên
LỜI MỞ ĐẦU
- 2 -
TÌM HIỂU MẠNG NGN
Ngành công nghệ thông tin và truyền thông Việt Nam đang cố gắng và nỗ lực
hơn trong việc hội nhập khu vực và thế giới. Việc xây dựng cấu trúc mạng viễn
thông thế hệ mới NGN (Next Generation Network) không chỉ là bước tiến của
ngành viễn thông thế giới, mà NGN đã thực sự hiện hữu ở nước ta, là bước đi tất
yếu của ngành viễn thông Việt Nam.
Mạng viễn thông truyền thống là sự tập hợp của các mạng riêng lẻ: cố định, di
động, internet. Mỗi một mạng riêng biệt đó chỉ phục vụ cho một loại dịch vụ viễn
thông nhất định và không thể sử dụng cho mục đích khác. Mỗi mạng lại đòi hỏi

môt đội ngũ vận hành, quản lý khác nhau dẫn đến chi phí khai thác cao. Do đó xu
hướng tất yếu là xây dựng mạng thế hệ mới mang lại những thuận lợi về quản lý,
đầu tư, cấu trúc mở cho phép nhiều công ty cung cấp thiết bị viễn thông tham gia
xây dựng, các công ty phần mềm nội địa sẽ có cơ hội cung cấp giải pháp đặc thù
của từng quốc gia vào hệ thống viễn thông dựa trên lớp giao diện API
(Application Program Interface) để tuỳ biến lập trình. Sự chuyển biến hướng từ
mạng truyền thống dựa trên công nghệ chuyển mạch kênh sang mạng NGN
chuyển mạch gói của viễn thông Việt Nam cũng giống như cách thức phổ biến
trên thế giới: thay thế dần. Nghĩa là sẽ có một cơ sở hạ tầng truyền tải cơ bản là
mạng lõi IP, các trung tâm điều khiển chuyển mạch mềm softswitch của mạng
NGN kết nối làm việc với hạ tầng viễn thông cũ qua các cổng giao tiếp truyền
thông Media Gateway. Cách thức tịnh tiến sang NGN vừa đảm bảo khai thác
những tiện ích mới của mạng mới vừa tận dụng được những cơ sở hạ tầng viễn
thông đã có. Việc đưa mạng NGN vào hoạt động sẽ góp phần hoàn thiện cơ sở hạ
tầng viễn thông nước ta theo hướng hiện đại đáp ứng nhu cầu phát triển kinh tế -
xã hội. Mạng NGN ra đời ở Việt Nam chính là giải pháp khắc phục một trong
những hạn chế của ngành viễn thông nước ta từ nhiều năm nay là chưa phát triển
được nhiều dịch vụ hiên đại, tiên tiến như ở các nước trên thế giới. Với NGN,
khách hàng sẽ được sử dụng những dịch vụ tiện ích ngày càng có chất lượng cao.
- 3 -
TÌM HIỂU MẠNG NGN
Khi thực hiện đồ án này em đã hết sức cố gắng để được hoàn chỉnh, song chắc
chắn sẽ không tránh khỏi thiếu sót, vì vậy em rất mong nhận được sự góp ý của
các thầy cô và các bạn.
Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô Đại học Công Nghiệp Thành Phố Hồ
Chí Minh, đặc biệt khoa Điện tử - Viễn Thông đã hỗ trợ em thực hiện đồ án này,
đặc biệt em chân thành cảm ơn thầy Nguyễn văn An đã tận tình, chu đáo hướng
dẫn em hoàn thành đồ án này.
Tp.HCM, Ngày 22 Tháng 12 Năm 2009
SVTH: Phan Thanh Vương

MỤC LỤC
MỤC LỤC 5
- 4 -
TÌM HIỂU MẠNG NGN
BẢNG LIỆT KÊ CÁC HÌNH VẼ 8
CÁC TỪ VIẾT TẮT TIẾNG ANH 9
Chương 1: Tổng quan về mạng viễn thông 13
1.1 Mạng viễn thông hiện tại 13
1.1.1 Khái niệm về mạng viễn thông 14
1.1.2 Các đặc điểm mạng viễn thông hiện nay 16
1.1.3 Các mạng viễn thông hiện nay 17
1.2 Sự hội hội tụ của hai loại công nghệ kết nối 19
1.2.1 Kết nối định hướng (CO: connection Oriented) 19
1.2.2 Kết nối không định hướng (CL: connectionless) 19
1.2.3 Xu hướng hội tụ CO và CL và sự ra đời chuyển mạch mới
cho NGN 19
1.3 Nhu cầu mới về khai thác dịch vụ mạng viễn thông 20
1.3.1 Độ linh hoạt 20
1.3.2 Độ tương tác 20
1.3.3 Yêu cầu phát triển dịch vụ mới 21
1.3.4 Yêu cầu về phát triển mạng……………………………………… 21
Chương 2: Mạng viễn thông thế hệ sau NGN 24
2.1 Định nghĩa 24
2.2 Đặc điểm của NGN 25
2.3 Những vấn đề cần quan tâm khi phát triển NGN 28
Chương 3: Kiến trúc mạng NGN và công nghệ chuyển mạch
mềm softswitch 29
3.1 Các khái niệm chuyển mạch mềm 29
3.2 Định nghĩa chuyển mạch mếm 31
3.3 Mô hình tham chiếu chuyển mạch mềm 32

3.3.1 Các mặt phẳng chức năng 32
3.3.1.1 Mặt phẳng truyền tải 33
3.3.1.2 Mặt phẳng báo hiệu và điều khiển cuộc gọi 34
- 5 -
TÌM HIỂU MẠNG NGN
3.3.1.3 Mặt phẳng ứng dụng và dịch vụ 35
3.3.1.4 Mặt phẳng quản lý và bảo dưỡng mạng 35
3.3.2 Các thực thể chức năng 35
3.3.2.1 Chức năng điều khiển cổng phương tiện (MGC-F) 36
3.3.2.2 Chức năng định tuyến cuộc gọi và tính cước (R-F, A-F) 38
3.3.2.3 Chức năng cổng báo hiệu và báo hiệu truy cập
(SG-F/AGS-F) 38
3.3.2.4 Chức năng máy chủ ứng dụng (AS-F) 39
3.3.2.5 Chức năng cổng phương tiện (MG-F) 40
3.3.2.6 Chức năng máy chủ phương tiện 41
3.4 Kiến trúc của hệ thống chuyển mạch mềm 42
3.5 Các ưu điểm của chuyển mạch mềm 44
3.5.1 Quan điểm của các nhà quản trị mạng……………………………44
3.5.2 Quan điểm của khách hàng……………………………………….45
Chương 4: Các giao thức cơ bản của chuyển mạch mềm 46
4.1 Tổng quan về báo hiệu trong chuyển mạch mềm 46
4.2 Giao thức H.323 47
4.3 Giao thức SIP 51
4.4 Giao thức MGCP-MEGACO/H.248 52
4.5 Giao thức SIGTRAN 53
Chương 5: Mô hình ứng dụng và hướng phát triển mạng NGN 55
5.1 Nguyên tắc triển khai mạng NGN 55
5.1.1 Yêu cầu chung 55
5.1.2 Mục tiêu xây dựng 55
5.1.3 Quá trình chuyển đổi từng bước 56

5.2 Hướng phát triển mạng NGN 56

5.3 Giải pháp đề xuất cho việc phát triển mạng NGN 58
5.3.1 Giải pháp xây dựng NGN trên cơ sở mạng hiện tại 58
- 6 -
TÌM HIỂU MẠNG NGN
5.3.2 Giải pháp xây dựng NGN hoàn toàn mới 59
KẾT LUẬN 61
TÀI LIỆU THAM KHẢO 62
BẢNG LIỆT KÊ CÁC HÌNH VẼ
STT Tên hình Trang
Hình 1-1 Các thành phần của mạng viễn thông
9
Hình 1-2 Cấu hình mạng cơ bản 10
Hình 1.3 Cấu hình mạng phân cấp 11
Hình 1.4 Topo mạng thế hệ sau 24
- 7 -
TÌM HIỂU MẠNG NGN
Hình 1.5 Cấu trúc mạng và dịch vụ của NGN 30
Hình 2.1 Mô hình tham chiếu chuyển mạch mềm ISC 32
Hình 2.2 Các thực thể chức năng chuyển mạch mềm 34
Hình 2.3 Mối liên hệ các khối chức năng của NGN 35
Hình 2.4 Kết nối MGC với các thành phần khác của mạng NGN 36
Hình 2.5 Mô hình các hệ thống chuyển mạch 42
Hình 2.6 Sơ đồ chức năng hệ thống chuyển mạch kênh và chuyển
mạch mềm
43
Hình 2.7 Giao thức sử dụng giữa các thành phần 46
Hình 3.1 Ngăn xếp giao thức H.323 49
Hình 3.2 Cấu hình mạng H.323 40

CÁC TỪ VIẾT TẮT TIẾNG ANH
AAA Authentication, Authorization and
Accounting
Chủ quyền, xác minh và tính
cước
ABNF Augumented Backus-Naur Form Chuẩn mã hóa văn bản
A-F Accounting-Function Chức năng tính cước
AG Access Gateway Cổng truy nhập
AGS-F Access Gateway Signaling-
Function
Chức năng báo hiệu cổng truy
nhập
AIN Advanced Intelligent Network Mạng thông minh tiên tiến
API Application Programming Interface Giao diện lập trình mở
AS Application Server Máy chủ ứng dụng
AS-F AS-Function Chức năng máy chủ ứng dụng
ATM Asynchronous Transfer Mode Chế độ chuyển giao không
- 8 -
TÌM HIỂU MẠNG NGN
đồng bộ
BAN Broadband Access Network Mạng truy nhập băng rộng
CA Call Agent Tác nhân cuộc gọi
CATV Cable TV Truyền hình cáp
CCS7 Common Channel Signaling numer
7
Báo hiệu kênh chung số 7
DTMF Dual Tone Multi Frequency Âm báo mã đa tần
FRS Frame Relay Switch Chuyển mạch chuyển tiếp
khung
FS Feature Server Máy chủ chức năng

GSM Global System for Mobile
Telecommunication
Hệ thống thông tin di động
toàn cầu
HTTP Hyper Text Transport Protocol Giao thức truyền tải siêu văn
bản
IAD Integrated Access Device Thiết bị truy nhập tích hợp
IN Intelligent Network Mạng thông minh
INAP IN Application Protocol Giao thức ứng dụng mạng IN
IP Internet Protocol Giao thức Internet
IPDC IP Device Control Điều khiển thiết bị IP
ITU, ITU-T International Telecommunication
Union, ITU-Telecom sector
Liên minh viễn thông quốc tế,
Bộ phận tiêu chuẩn hóa viễn
thông của ITU
ISC International Softswitch
Consortium
Tổ chức chuyển mạch mềm
quốc tế
ISP Internet Service Provider Nhà cung cấp dịch vụ Internet
IUA ISDN User Adaptation Thích ứng người dùng ISDN
IW-F Interworking-Function Chức năng liên kết mạng
LAN Local Area Network Mạng cục bộ
MAP Mobile Application Part Phần ứng dụng di động
M2UA MTP Level 2 User Adaptaion Tương thích người dùng mức
2
MCU Multipoint Control Unit Khối điều khiển đa điểm
MDCP Media Device Control Protocol Giao thức điều khiển thiết bị
phương tiện

MEGACO Media Gateway Controller Giao thức điều khiển cổng
phương tiện
MG Media Gateway Cổng phương tiện
- 9 -
TÌM HIỂU MẠNG NGN
MGC Media Gateway Controller Bộ điều khiển cổng phương
tiện
MGC-F MGC-Function Chức năng MGC
MGCP Media Gateway Control Protocol Giao thức điều khiển cổng lưu
lượng
MG-F MG-Function Chức năng cổng MG
MPLS MultiProtocol Label Switching Chuyển mạch nhãn đa giao
thức
NGN Next Generation Network Mạng thế hệ sau
OSS Operational Support System Hệ thống hỗ trợ vận hành
PDU Protocol Datagram Unit Đơn vị gói giao thức
PCM Pulse Code Modulation Điều chế xung mã
PLMN Public Land Mobile Network Mạng di động mặt đất công
cộng
PRI Primary Rate Interface Giao diện tốc độ sơ cấp
PSDN Public Switched Data Network Mạng dữ liệu chuyển mạch
công cộng
PSTN Public Switched Telephone
Network
Mạng điện thoại chuyển mạch
công cộng
RAN Radio Access Network Mạng truy nhập vô tuyến
QoS Quality of Service Chất lượng dịch vụ
RANAP RAN Application Part Phần ứng dụng mạng truy cập
vô tuyến

R-F Routing-Function Chức năng định tuyến
RFC Request for Comment Yêu cầu dẫn chú
RGW Residential Gateway Cổng nội hạt
SPC Stored Programme Control Điều khiển theo chương trình
lưu trữ
SCTP Stream Control Transport Protocol Giao thức truyền tải điều
khiển dòng
SG Signaling Gateway Cổng báo hiệu
SGCP Simple Gateway Control Protocol Giao thức điều khiển cổng
đơn giản
SIP Session Intiation Protocol Giao thức khởi đầu phiên
- 10 -
TÌM HIỂU MẠNG NGN
SUA SCCP User Adaptation Thích ứng người dùng SCCP
TCP Transmission Control Protocol Giao thức điều khiển truyền
tải
TDM Time Division Multiplexing Ghép kênh theo thời gian
UDP User Datagram Protocol Giao thức gói tin người dùng
VoIP Voice Over IP Thoại qua mạng IP
WDM Wavelenght Division Multiplexing Ghép kênh phân chia theo
bước sóng
STP Signal Transfer Point Điểm truyền tải báo hiệu
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ MẠNG VIỄN THÔNG
1.1 Mạng viễn thông hiện tại
1.1.1 Khái niệm về mạng viễn thông
- 11 -
TÌM HIỂU MẠNG NGN
Mạng viễn thông là phương tiện truyền đưa thông tin từ đầu phát tới đầu thu.
Mạng có nhiệm vụ cung cấp các dịch vụ cho khách hàng. Mạng viễn thông bao

gồm các thành phần chính: thiết bị chuyển mạch, thuyết bị truyền dẫn, môi trường
truyền và thiết bị đầu cuối.
Hình 1.1: Các thành phần chính của mạng viễn thông
- Thiết bị chuyển mạch bao gồm các tổng đài nội hạt và tổng đài chuyển tiếp.
Các thuê bao được nối vào tổng đài nội hạt và tổng đài nội hạt nối vào tổng đài
chuyển tiếp. Nhờ các thiết bị chuyển mạch mà đường truyền dẫn được dùng chung
và mạng có thể sử dụng một cách kinh tế.
- Thiết bị truyền dẫn dùng để nối thiết bị đầu cuối với tổng đài, hay giữa các
tổng đài để thực hiện việc truyền đưa các tín hiệu điện. Thiết bị truyền dẫn chia
làm hai loại: Thiết bị truyền dẫn phía thuê bao và thiết bị truyền dẫn cáp quang.
Thiết bị truyền dẫn phía thuê bao dùng môi trường thường là cáp kim loại, tuy
nhiên có một số trường hợp môi trường truyền là cáp quang hoặc vô tuyến.
- Môi trường truyền bao gồm truyền hữu tuyến và vô tuyến. Truyền hữu tuyến
bao gồm cáp kim loại, cáp quang. Truyền vô tuyến bao gồm vệ tinh và vi ba.
- Thiết bị đầu cuối cho mạng thoại truyền thống gồm máy điện thoại, máy Fax,
máy vi tính, tổng đài nhánh riêng (PABX).
- 12 -
TÌM HIỂU MẠNG NGN
Mạng viễn thông cũng có thể định nghĩa như sau: Mạng viễn thông là một hệ
thống gồm các nút chuyển mạch được nối với nhau bằng các đường truyền dẫn.
Nút được phân thành nhiều cấp và kết hợp với các đường truyền dẫn tạo thành các
cấp mạng khác nhau.
Hình 1.2: Cấu hình mạng cơ bản
Mạng viễn thông ngày nay được chia thành nhiều loại đó là mạng mắc lưới,
mạng sao, mạng tổng hợp, mạng vòng kín và mạng thang. Các loại mạng này có
ưu diểm và nhược điểm khác nhau để phù hợp với các đặc điểm của từng vùng
địa lý (trung tâm, hải đảo, biên giới…) hay vùng lưu lượng (lưu thoại cao, thấp…).
Mạng viễn thông hiện nay được phân cấp như sau:
- 13 -
TÌM HIỂU MẠNG NGN

Cấp 1
Cấp 2
Cấp 3
Cấp 4
Cấp 5
Hình 1.3: Cấu trúc mạng phân cấp
Nút cấp 1: Trung tâm chuyển mạch chuyển tiếp quốc tế.
Nút cấp 2: Trung tâm chuyển mạch chuyển tiếp đường dài.
Nút cấp 3: Trung tâm chuyển mạch chuyển tiếp nội hạt.
Nút cấp 4: Trung tâm chuyển mạch nội hạt.
Nút cấp 5: Trung tâm chuyển mạch từ xa.
1.1.2 Các đặc điểm mạng viễn thông hiện nay
Hiện nay, các mạng viễn thông hiện tại có đặc điểm chung là tồn tại một cách
riêng rẽ, 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.
Mạng Telex: dùng để gửi các bức điện dưới dạng các ký tự đã được mã hoá
- 14 -
TÌM HIỂU MẠNG NGN
bằng mã 5 bit (mã Baudot). Tốc độ truyền rất thấp (từ 75 tới 300 bit/s).
Mạng điện thoại công cộng, còn gọi là mạng POST (Plain Old Telephone
Service): ở đây thông tin tiếng nói được số hoá và chuyển mạch ở hệ thống chuyển
mạch điện thoại công cộng PSTN (Public Swiched Telephone Network).
Mạng truyền số liệu: bao gồm các mạng chuyển mạch gói để trao đổi số liệu
giữa các máy tính dựa trên các giao thức của X.25 và hệ thống truyền số liệu
chuyển mạch kênh dựa trên các giao thức X.21.
Các tín hiệu truyền hình có thể được truyền theo ba cách: truyền bằng sóng vô
tuyến, truyền qua hệ thống mạng truyền hình CATV (Community Antenna TV)
bằng cáp đồng trục hoặc truyền qua hệ thống vệ tinh, còn gọi hệ thống truyền qua
hệ thống vệ tinh, còn gọi hệ thống truyền hình trực tiếp DBS (Direct Broadcast
System).

Trong phạm vi cơ quan, số liệu giữa các máy tính được trao đổi thông qua
mạng cục bộ LAN (Local Area Network) mà nổi tiếng nhất là mạng Ethernet,
Token Bus và Token Ring.
Mỗi mạng trên được thiết kế cho các dịch vụ riêng biệt và không thể sử dụng
cho các mục đích khác. Ví dụ, ta không thể truyền tiếng nói qua mạng chuyển
mạch gói X.25 vì trễ qua mạng này quá lớn.
Hậu quả là hiện nay có rất nhiều loại mạng khác nhau cùng song song tồn tại.
Mỗi mạng lại yêu cầu phương pháp thiết kế, sản xuất, vận hành, bảo dưỡng khác
nhau. Như vậy hệ thống mạng viễn thông hiện tại có rất nhiều nhược điểm mà quan
trọng nhất là:
- Chỉ truyền được các dịch vụ độc lập tương ứng với từng mạng.
- Thiếu mềm dẻo: Sự ra đời của các thuật toán nén tiếng nói, nén ảnh và tiến
bộ trong công nghệ VLSI ảnh hưởng mạnh mẽ tới tốc độ truyền tín hiệu. Ngoài
ra còn có nhiều dịch vụ truyền thông trong tương lai mà hiện nay chưa dự đoán
trước được, mỗi loại dịch vụ sẽ có tốc độ truyền khác nhau. Ta dễ dàng nhận thấy
rằng hệ thống hiện nay rất khó thích nghi với yêu cầu của các dịch vụ khác nhau
trong tương lai.
- 15 -
TÌM HIỂU MẠNG NGN
- Kém hiệu quả trong việc bảo dưỡng, vận hành cũng như việc sử dụng tài
nguyên. Tài nguyên sẵn có trong một mạng không thể chia sẻ cho các mạng khác
cùng sử dụng.
1.1.3 Các mạng viễn thông hiện nay
PSTN (Public Switching Telephone Network) là mạng chuyển mạch thoại
công cộng. PSTN phục vụ thoại và bao gồm hai loại tổng đài: Tổng đài nội hạt
cấp 5 và tổng đài tandem (tổng đài chuyển tiếp nội hạt cấp 4). Tổng đài chuyển
tiếp nội hạt được nối với các tổng đài Toll để giảm mức phân cấp. Phương pháp
nâng cấp các tổng đài chuyển tiếp là bổ sung cho mỗi nút một lõi ATM. Các lõi
ATM sẽ cung cấp các dịch vụ băng rộng cho thuê bao đồng thời hợp nhất các
mạng số liệu hiện nay vào mạng chung ISDN. Các tổng đài cấp 4 và cấp 5 là các

tổng đài loại lớn. Các tồng đài này có kiến trúc tập trung, cấu trúc phần mềm và
phần cứng độc quyền.
ISDN (Integrated Service Digital Network) là mạng số tích hợp đa dịch vụ.
ISDN cung cấp nhiều loại ứng dụng thoại và phi thoại trong cùng một mạng và
xây dựng giao tiếp người sử dụng – mạng đa dịch vụ bằng một số giới hạn các
kết nối ISDN cung cấp nhiều ứng dụng khác nhau bao gồm các kết nối chuyển
mạch và không chuyển mạch. Các kết nối chuyển mạch của ISDN bao gồm
nhiều chuyển mạch thực, chuyển mạch gói và chuyển mạch kết hợp của chúng.
Các dịch vụ mới phải tương hợp với các kết nối chuyển mạch số 64 kbit/s. ISDN
phải chứa sự thông minh để cung cấp cho các dịch vụ, bảo dưỡng và các chức
năng quản lý mạng. Sử dụng kiến trúc phân lớp là đặc trưng của truy xuất ISDN.
Truy xuất của người sử dụng đến ISDN có thể khác nhau tùy thuộc vào dịch vụ
yêu cầu và tình trạng ISDN của từng quốc gia.
PSDN (Public Switching Data Network) là mạng chuyển số liệu công cộng.
PSDN chủ yếu cung cấp các dịch vụ số liệu. Mạng PSDN bao gồm các PoP
(Point of Persence: điểm hiện diện) và các thiết bị truy cập từ xa. Hiện nay
PSDN đang phát triển với tốc độ nhanh do sự bùng nổ các dịch vụ Internet và
các mạng riêng ảo (Virtual Private Network).
- 16 -
TÌM HIỂU MẠNG NGN
Mạng di động GSM (Global System for Mobile Telecom) là mạng cung cấp
dịch vụ thoại tương tự như PSTN nhưng qua đường truy nhâp vô tuyến. Mạng
này chuyển mạch dựa trên công nghệ ghép phân kênh phân chia thời gian và
công nghệ ghép kênh phân chia tần số. Các thành phần cơ bản của mạng này là
bộ điều khiển trạm gốc (BSC – Base Station Controller), trạm chuyển tiếp gốc
(BTS – Base Transfer Station), đăng ký định vị thường trú (HLR – Home
Location Register), đăng ký định vị tạm trú (VLR – Visitor Location Register)
và thuê bao di động (MS – Mobile Subscriber).
Hiện nay các nhà cung cấp các dịch vụ thu được lợi nhuận phần lớn từ các
dịch vụ như thuê kênh riêng, chuyển tiếp khung, ATM và các dịch kết nối cơ

bản. Tuy nhiên xu hướng giảm lợi nhuận từ các dịch vụ này bắt buộc các nhà
khai thác phải tìm các dịch vụ mới dựa trên nền IP để bảo đảm lợi nhuận lâu dài.
VPN là một hướng đi của các nhà khai thác. Các dịch vụ dựa trên nền IP cung
cấp kết nối giữa một nhóm người sử dụng xuyên qua mạng hạ tầng công cộng.
VPN có thể đáp ứng các nhu cầu của khách hàng bằng các kết nối bằng dạng
nhiều tới nhiều (any-to-any), các lớp đa dịch vụ, các dịch vụ giá thành quản lý
thấp, riêng tư, tích hợp xuyên suốt cùng các mạng Intranet/Extranet. Một nhóm
người sử dụng Intranet và Extranet có thể hoạt động thông qua mạng có định
tuyến IP. Các mạng riêng ảo có chi phí vận hành thấp hơn hằn so với mạng riêng
trên phương tiện quản lý, băng thông, dung lượng. VPN là một mạng mở rộng tự
quản như một sự lựa chọn cơ sở hạ tầng của mạng WAN. VPN có thể liên kết
người sử dụng thuộc một nhóm kín hay giữa các nhóm khác nhau. VPN được
định nghĩa bằng một chế độ quản lý. Các thuê bao VPN có thể di chuyển đến
một kết nối mềm dẻo trải từ mạng cục bộ đến mạng hoàn chỉnh. Các thuê bao
này có thể dùng trong cùng hoặc khác tổ chức. Tuy nhiên cần lưu ý rằng hiện
nay mạng PSTN/ISDN vẫn là mạng cung cấp các dịch vụ dữ liệu.
1.2 Sự hội hội tụ của hai loại công nghệ kết nối
1.2.1 Kết nối định hướng (CO: connection Oriented)
- 17 -
TÌM HIỂU MẠNG NGN
Kết nối định hướng là các kết nối được thực hiện với trình tự: quay số, xác lập
kết nối, gửi và nhận thông tin, kết thúc. Các cuộc gọi trong mạng viễn thông
PSTN, ISDN, ATM là điển hình của hoạt động kết nối định hướng.
Mạng điện thoại chuyển mạch công cộng (PSTN) và mạng số liên kết đa dịch
vụ (ISDN) có ưu điểm là chất lượng mạng tốt, thiết kế tối ưu cho dịch vụ thoại và
phi thoại với độ trễ thấp, độ sẵn sàng cao, luôn đảm bảo chất lượng dịch vụ thông
tin. Tuy nhiên nhược điểm của hai mạng này là băng thông hẹp, không linh hoạt,
lãng phí băng thông khi các mạch đều rỗi, chi phí thiết lập và khai thác cao. Để
khắc phục nhược điểm trên thì công nghệ ATM ra đời cho phép phát triển các dịch
vụ băng thông rộng và nâng cao chất lượng dịch vụ hơn nữa.

1.2.2 Kết nối không định hướng (CL: connectionless)
Khác với các cuộc gọi quay số trực tiếp theo phương pháp kết nối định hướng
là kết nối không định hướng. Đó là các hoạt động thông tin dựa vào giao thức IP
như truy cập Internet không yêu cầu việc xác lập trước các kết nối, vì vậy chất
lượng dịch vụ có thể không được đảm bảo, độ sẵn sàng không ổn định, không tối
ưu cho dịch vụ thoại. Tuy nhiên do tính đơn giản tiện lợi với chi phí thấp các dịch
vụ thông tin theo phương thức hoạt động không kết nối phát triển mạnh theo xu
hướng nâng cao chất lượng dịch vụ và tiến tới cạnh tranh các dịch vụ thông tin
theo phương thức kết nối định hướng.
1.2.3 Xu hướng hội tụ CO và CL và sự ra đời chuyển mạch mới cho NGN
Hai xu hướng phát triển này dần tiệm cận và hội tụ với nhau tiến tới ra đời
công nghệ chuyển mạch mới ATM/IP. Sự phát triển mạnh mẽ của nhu cầu dịch vụ
và các công nghệ mới tác động trực tiếp đến sự phát triển cấu trúc mạng. Đó là
nguồn gốc động lực cho sự ra đời và phát triển của mạng thế hệ sau NGN.
Khái niệm mạng thế hệ sau ra đời bắt nguồn từ sự phát triển của công nghệ
thông tin, công nghệ chuyển mạch gói va công nghệ truyền dẫn băng rộng.
1.3 Nhu cầu mới về khai thác dịch vụ mạng viễn thông
1.3.1 Độ linh hoạt
- 18 -
TÌM HIỂU MẠNG NGN
Nhiều nhà khai thác trên một mạng viễn thông. Khách hàng không bị ảnh
hưởng từ các quá trình tập trung, xử lý và truyền dẫn thông tin phức tạp của hệ
thống. Nó cho phép khách hàng truy xuất và sử dụng các dịch vụ mạng một cách
đơn giản hơn bao gồm các giao diện người dùng cho phép tương tác tự nhiên giữa
khách hàng và mạng. Khách hàng được cung cấp thông tin hướng dẫn các tùy
chọn các tương tác quản lý xuyên suốt các dịch vụ.
Linh hoạt về điểm khai thác dịch vụ. Mục tiêu đặt ra là khách hàng có thể lấy
thông tin họ muốn ở bất kỳ dạng nào, trong bất kỳ điều kiện nào, tại mọi nơi và
dung lượng tùy ý. Liên lạc thông tin rộng khắp, thời gian thực, đa phương tiện,
đảm bảo độ tin cậy, thân thiện trong liên kết thuê bao, truy nhập tốc độ cao và

truyền tải thông tin với bất kỳ phương tiện nào vào mọi lúc mọi nơi…
Trong khi các dịch vụ hiện tại vẫn được các nhà cung cấp giữ lại thì khách
hàng lại sẽ hướng đến các dịc vụ đa phương tiện băng rộng vả các dịch vụ mang
nhiều thông tin. Khách hàng có thể tương tác với nhau thông qua mạng nhờ các
thiết bị CPE tinh vi và có thể chọn trên phạm vi rộng chất lượng dịch vụ (QoS) và
giải tần. Trong tương lai, mạng thông minh sẽ không chỉ tạo ra các tuyến kết nối
bằng cách dựa trên cơ sở dữ liệu đơn giản mà còn có thể mang nhiều thông tin
rộng hơn như: quản lý phiên (session) đa phương tiện, các kết nối đa cộng nghệ,
điều khiển/quản lý thông minh, bảo mật cao, các dịch vụ chỉ dẫn trực tiếp, các
phần tử giám sát.
1.3.2 Độ tương tác
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 có một loại mạng viễn thông riêng
biệt để phục vụ dịch vụ đó. Mỗi mạng được thiết kế cho các dịch dụ riêng biệt và
không thể sử dụng cho các mục đích khác. Ví dụ ta không thể truyền tiếng nói qua
mạng chuyển mạch gói X.25 vì trễ qua mạng náy quá lớn. Ta cần xem xét các
mạng viễn thông đang sử dụng hiện nay:
- Xét về góc độ dịch vụ thì gồm các mạng sau: Mạng điện thoại cố định,
Mạng điện thoại di động và mạng truyền số liệu.
- 19 -
TÌM HIỂU MẠNG NGN
- Xét về góc độ kỹ thuật bao gồm các mạng chuyển mạch, mạng truyền dẫn,
mạng truy cập, mạng báo hiệu và mạng đồng bộ.
Trong môi trường có tích hợp nhiều loại dịch vụ phạm vi thị trường của các
dịch vụ có thể sử dụng được mở rộng một cách lớn mạnh gồm các loại hình dịch
vụ khác nhau và liên kết thông minh. Môi trường xử lý phân tán sẽ giải phóng tính
thông minh của các phần tử vật lý trên mạng. Do vậy tính thông minh trên mạng
có thể được phân tán đến các vị trí thích hợp trong mạng hoặc nếu có thể, đến cả
CPE.
Cấu trúc phân lớp chia điều khiển dịch vụ/phiên từ các phương thức truyền tải

cơ sở. Điều này cho phép các nhà cung cấp lựa chọn (cho từng trường hợp cụ thể)
các phương thức truyền tải thông tin không phụ thuộc vào phần mềm điều khiển.
Điều khiển có thể được phân tách thành điều khiển đặc tính (feature), điều khiển
dịch vụ/phiên, điều khiển kết nối. Sự phân tách giữa truy cập, dịch vụ và điều
khiển phiên trong lớp dịch vụ cho phép mỗi phiên được xử lý độc lập với các
phiên khác. Do đó nhiều phiên dịch vụ có thể được bắt đầu từ một phiên truy
nhập. Tương tự, các phiên liên lạc có thể được xử lý riêng lẻ với các phiên dịch vụ
nói chung mà chúng là bộ phận (bằng cách đó cho phép điều khiển cuộc gọi và kết
nối một cách riêng lẻ). Điều quan trọng nhất là các phân tách này cho phép các
dịch vụ được phát triển độc lập với truyền dẫn và kết nối. Do vậy các nhà phát
triển dịch vụ có thể không cần hiểu hết các dịch vụ họ đang phát triển.
Do đó để các nhà khai thác dịch vụ viễn thông trên các dịch vụ khác nhau có
thể tương tác với nhau cần phải: Tách lớp dịch vụ viễn thông ra khỏi tồng đài.
1.3.3 Yêu cầu phát triển dịch vụ mới
Sự gia tăng cả về chất lượng lẫn số lượng của nhu cầu dịch vụ ngày càng phức
tạp từ phía khách hàng đã kích thích sự phát triển nhanh chóng của công nghệ
thông tin và viễn thông. Chúng ta cần xem xét xu hướng phát triển các dịch vụ
trong tương lai.
Các dịch vụ tiên tiến ngày càng phát triển nhiều hơn, các dịch vụ này hầu hết
đếu là sự kết hợp của thoại và dữ liệu. Bằng việc sử dụng hệ thống nhận dạng
- 20 -
TÌM HIỂU MẠNG NGN
tiếng nói, bất kỳ đầu cuối nào kể cả chiếc điện thoại truyền thống cũng có thể truy
nhập các dịch vụ tiên tiến. Chẳng hạn truy nhập thoại tới internet cho phép thuê
bao điện thoại có thể tìm kiếm một tên gọi trên cửa sổ địa chỉ trực tuyến. Sau khi
đã tìm được tên, thuê bao có thể yêu cấu một kết nối thoại được thiết lập chỉ đơn
giản bẳng cách nói một từ khóa “call”.
Tính di động là một động lực then chốt của các dịch vụ tiên tiến. Sẽ không có
sự hạn chế nào đối với đầu cuối di động. Tính di động người dùng cho phép một
thuê bao sử dụng bất kỳ thiết bị đầu cuối nào để truy nhập vào môi trường dịch vụ

tại nhà của họ nhằm sử dụng được tất cả các dịch vụ đã đăng ký. Một tính năng
quan trọng của các dịch vụ tiên tiến là chúng được cung cấp một cách thông suốt
qua các thiết bị đầu cuối khác nhau, cả di dộng lẫn cố định.
Chúng ta sẽ thấy các dịch vụ đa phương tiện mới (chẳng hạn như các cuộc gọi
hiện hình giữa người này và người kia, cùng sử dụng chung tài liệu hay các cuộc
gọi nhiều bên bằng tiếng nói và hình ảnh). Các dịch vụ điện thoại chủ đạo và việc
làm chủ các ứng dụng cũng đem lại nhiều dịch vụ tiên tiến khác mà bản thân
chúng đóng vai trò như một động lực để tiếp tục mở rộng thị trường các dịch vụ
thoại.
Sự phát triển của các dịch vụ truyền thông hiện nay sẽ hướng tới các nhà cung
cấp phải mềm dẻo, linh hoạt để phục vụ cả thị trường lớn và nhỏ. Khi có nhiều
phương tiện truyền tin, nhà cung cấp dịch vụ, nhà cung cấp thiết bị và các doanh
nghiệp thương mại đến việc cung cấp dịch vụ, liên mạng và các hệ thống thương
mại sẽ trở nên càng quan trọng.
Để đáp ứng sự phát triển của các dịch vụ hiện nay cần phải có giao diện và cấu
trúc mở, Đặc biệt môi trường phát triển mở dựa trên giao diện lập trình ứng dụng
(API) sẽ cho phép các nhà cung cấp dịch vụ, các nhà phát triển ứng dụng và các
khách hàng tiềm năng tạo và giới thiệu các ứng dụng một cách nhanh chóng. Nó
cũng mở ra nhiều cơ hội để tạo ra và phân phối các dịch vụ cho nhiều khách hàng
hơn. Như vậy, khả năng cung cấp các dịch vụ mới và sáng tạo sẽ chỉ bị giới hạn
- 21 -
TÌM HIỂU MẠNG NGN
bởi chính sự sáng tạo của chúng ta mà thôi. Do vậy để đáp ứng được yêu cầu phát
triển mạng thì chức năng điều khiển phải tách ra khỏi tổng đài.
1.3.4 Yêu cầu về phát triển mạng
Hiện nay để đảm bảo truyền các dịch vụ một cách thông suốt toàn trình (end to
end) thì phải thống nhất trong cách quản lý mạng, quản lý dịch vụ đến quản lý
kinh doanh. Do đó một mạng hiện đại phải có quản lý mạng, quản lý dịch vụ và
quản lý kinh doanh. Tất cả tạo nên một thể thống nhất, nên lớp quản lý là lớp đặc
biệt xuyên suốt 3 lớp: lớp truy nhập, lớp thời gian lớp chuyển tải và lớp điều

khiển.
Mô hình các lớp chức năng quản lý mạng TMN do ITU đưa ra bao gồm:
- Quản lý phần tử mạng
- Quản lý mạng
- Quản lý dịch vụ
- Quản lý kinh doanh
So với mô hình quản lý mạng do ITU đưa ra thì các chức năng quản lý được
chú trọng đối với mạng NGN là:
- Quản lý mạng
- Quản lý dịch vụ
- Quản lý kinh doanh
Theo mô hình chung của cấu trúc mạng mới lớp quản lý là một lớp đặc biệt
nhằm đảm bảo các đáp ứng các yêu cầu của khách hàng một cách thông suốt từ
đầu cuối đến đầu cuối. Nguyên tắc quản lý như vậy được TINA-C phân tích và
trình bày chi tiết trong mô hình cấu trúc thông tin quản lý viễn thông.
CHƯƠNG 2
MẠNG VIỄN THÔNG THẾ HỆ SAU NGN
2.1 Định nghĩa
Mạng viễn thông thế hệ sau (NGN) có nhiều tên gọi khác nhau chẳng hạn như:
- Mạng đa dịch vụ (cung cấp nhiều loại dịch vụ khác nhau)
- 22 -
TÌM HIỂU MẠNG NGN
- Mạng hội tụ (hỗ trợ cho cả lưu lượng thoại và dữ liệu)
- Mạng phân phối (phân phối tính thông minh cho mọi phần tử trong mạng)
- Mạng nhiều lớp (mạng được phận phối ra nhiều lớp mạng có chức năng độc
lập nhưng hỗ trợ nhau thay vì một khối thống nhất như trong mạng TDM)
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 nhưng vẫn chưa có định nghĩa cụ thể và chính xác nào cho mạng NGN.
Do đó định nghĩa mạng NGN nêu ra ở đây không thể bao hàm hết mọi chi tiết về

mạng thế hệ sau, nhưng nó có thể tương đối 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 thông tin thế hệ sau ra đời là mạng
có cơ sở 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.
Như vậy có thể xem mạng thông tin thế hệ sau là sự tích hợp mạng thoại
PSTN, chủ yếu dựa trên kỹ thuật TDM, với 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
cũng có thể nhập một lượng dữ liệu lớn vào mạng IP, nhờ đó có thể giảm nhẹ gánh
nặng cho PSTN.
Tuy nhiên NGN không chỉ đơn giản 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 chủ đạo là ở đây phải làm sao có thể tận dụng hết mọi lợi thế đem đến từ
quá trình hội tụ này. Một vấn đề quan trọng khác ở đây 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.
2.2 Đặc điểm của NGN
- Nền tảng là hệ thống mạng mở
- 23 -
TÌM HIỂU MẠNG NGN
- Mạng NGN là do mạng dịch vụ thúc đẩy nhưng dịch vụ phải thực hiện độc
lập với mạng lưới.
- Mạng NGN là mạng chuyển mạch gói dựa trên một giao thức thống nhất.
- Là mạng có dung lượng ngày càng tăng có tính thích ứng cũng ngày càng
tăng, có đủ dung lượng để đáp ứng nhu cầu.
Trước hết, do áp dụng cơ cấu 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 tích làm cho mạng viễn thông vốn có 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
kết nối thông giữa các mạng có cấu hình khác nhau.
Tiếp đến, mạng NGN là mạng dịch vụ thúc đẩy với đặc điểm:
- Chia tách dịch vụ với điều khiền cuộc gọi
- Chia tách cuộc gọi với truyền tải
Mục tiêu chính của chia tách là làm cho dịch vụ thực sự độc lập với mạng, 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.
Thứ ba, NGN là mạng chuyển mạch gói 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 cơ sở để xây dựng cơ sở hạ
tầng thông tin. Nhưng mấy năm gần đây cùng với sự phát triển 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
- 24 -
TÌM HIỂU MẠNG NGN
xu thế 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 nối thông 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 ở thế bất lợi

so với chuyển mạch kênh về mặt khả năng hỗ trợ lưu lượng thoại và cung cấp chất
lượng dịch vụ đảm bảo cho số liệu. Tốc độ đổi mới nhanh chóng trong thế giới
Internet, mà nó được tạo điều kiện bởi sự phát triển của các tiêu chuẩn mở sẽ sớm
khắc phục những thiếu sót này.
Hình 1.4: Topo mạng thế hệ sau
Hai đặc điểm quan trọng nhất của mạng thế hệ sau NGN đó là: Mạng tích hợp
đa dịch vụ và phát triển cơ sở hạ tầng viễn thông sẵn có với kiến trúc mở và công
nghệ chuyển mạch gói. Lớp chức năng được tích hợp theo chiều ngang nghĩa là
cùng chung một cơ sở hạ tầng thực hiện hội tụ các chức năng mạng trên lớp truyền
dẫn chung dựa trên cơ sở công nghệ chuyển mạch gói và được chia sẻ bởi các dịch
vụ khác nhau. Lớp điều khiển được tách độc lập với lớp truyền dẫn và có khả năng
cung cấp các giao diện lập trình mở (API) nhằm đảm bảo môi trường tạo dịch vụ
- 25 -