Quản lý hiệu năng mạng NGN và ứng dụng tại VNPT 1

Đồ án tốt nghiệp đại học Ch ơng 1. Tổng quan mạng thế hệ sau
Chơng 1
Tổng quan mạng thế hệ sau NGN
1.1 Các động lực thúc đẩy sự phát triển của mạng NGN
1.1.1 Động lực của sự hội tụ và kết hợp mạng
Hiện nay trong mạng viễn thông nói chung, mạng Điện thoại công cộng PSTN
và mạng Internet là hai mạng chính đang tồn tại. Chúng có những đặc điểm riêng và
cung cấp các dịch vụ đặc thù.
Mạng PSTN dựa trên các hệ thống chuyển mạch kênh cung cấp chất lợng thoại
rất cao nh Free Phone, các dịch vụ nhà khai thác Các dịch vụ truyền số liệu nh Fax,
Email, hoạt động qua mạng này thông qua các kết nối kênh. PSTN là mạng có độ trễ
thấp, băng thông cố định. Các dịch vụ PSTN đợc cung cấp từ các thiết bị chuyển mạng
cộng với hỗ trợ của các bộ chuyển mạch và mạng thông minh. Các mạng vô tuyến chủ
yếu cung cấp kết nối các dịch vụ di động hiện nay đợc kết nối tới mạng PSTN để cung
cấp kết nối liên tục cho tất cả các khách hàng vô tuyến và hữu tuyến.
Mạng Internet chủ yếu dựa trên chuyển mạch gói cung cấp các dịch vụ dữ liệu
rất mềm dẻo. Tuy nhiên đó là một mạng có độ trễ thay đổi, băng thông biến đổi và
cung cấp các dịch vụ mà không đảm bảo đợc QoS của chúng.
Trớc sự phát triển bùng nổ của Internet, các nhà khoa học đã dự tính mức lu l-
ợng dữ liệu sẽ vợt qua mức lu lợng thoại. Họ cũng dự đoán đợc số lợng các thiết bị nối
vào Internet sẽ bằng số lợng ngời trong khoảng mời năm nữa. Những phán đoán này có
thể đo đợc nếu chúng ta cho rằng trong một vài năm tới rất nhiều thiết bị điện tử có địa
chỉ IP, do đó tạo ra tiềm năng to lớn cho trao đổi thông tin dữ liệu và kết hợp máy tính
với máy và ngời, ngời với ngời.
Vì lu lợng dữ liệu trội hơn lu lợng thoại, và vì có thể cung cấp các mức chất l-
ợng dịch vụ QoS cao hơn trên các mạng gói, đặc biệt cho thoại và các dịch vụ thời gian
thực, nên có thể hy vọng hội tụ nhiều mạng quanh một mạng lõi duy nhất dựa trên kỹ
thuật gói. Sự hội tụ này sẽ hỗ trợ các dịch vụ đa phơng tiện mới, tăng cờng khả năng hỗ
trợ của một nhà cung cấp mạng đối với nhiều nhu cầu khác nhau của khách hàng và
giảm đợc chi phí hoạt động. Sự hội tụ này xoay quanh mạng đờng trục dựa trên kỹ
thuật gói và sẽ cho phép nhiều mạng kết hợp với nhau sao cho khách hàng sẽ hiểu đợc

rằng họ đang làm việc trên một mạng thống nhất, duy nhất. Sự hội tụ này sẽ gần nh lặp
lại khi các mạng doanh nghiệp và công cộng cùng quy về một bộ tiêu chuẩn các giao
thức, chính sách và cấu trúc.
1.1.2 Động lực của công nghệ
Với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật đặc biệt trong lĩnh vực Điện tử
- Viễn thông và Công nghệ thông tin, đã và đang tạo ra những thay đổi to lớn cho
Đặng Văn Thi Lớp D20 01VT
3
Đồ án tốt nghiệp đại học Ch ơng 1. Tổng quan mạng thế hệ sau
ngành truyền thông thế giới. Dới đây là một số thống kê về tốc độ phát triển điển hình
trong lĩnh vực này.
- Công nghệ bán dẫn vẫn phát triển mạnh mẽ, cứ sau 18 tháng số bóng bán dẫn
trên một chip tăng gấp đôi, và nó sẽ tiếp tục phát triển nh vậy cho đến khoảng 2010.
- Đối với truyền dẫn quang, cứ sau 12 tháng dung lợng truyền trên đó lại tăng
gấp đôi nhờ tăng số lợng các bớc sóng ánh sáng trong một sợi quang, ghép phân chia
bớc sóng mật độ cao.
- Còn với vô tuyến, cứ sau 9 tháng, dung lợng lại tăng gấp đôi nhờ công nghệ
anten thông minh, công nghệ máy thu, công nghệ xử lý tín hiệu tiên tiến.
Các đột phá công nghệ kể trên đã tạo ra các bộ xử lý và các bộ nhớ phù hợp với
mạng tiên tiến. Đặc biệt tốc độ ngày càng tăng của các bộ vi xử lý, dung lợng RAM và
tốc độ truy nhập RAM đã tăng lên tới tốc độ gần với tốc độ truyền của sợi quang. Nhờ
vậy việc xử lý điều khiển và các bộ nhớ sẽ tồn tại để hỗ trợ sự bùng nổ về tốc độ gói tới
trong các phần tử mạng. Sự kết hợp các công nghệ này sẽ tạo ra khả năng xây dựng các
mạng có dung lợng lớn gấp 100 đến 200 lần dung lợng ngày nay với chi phí không
tăng, nên mạng vẫn đảm bảo chất lợng dịch vụ.
1.1.3 Động lực thị trờng
Trong sự phát triển của ngành Viễn thông hiện tại, có rất nhiều áp lực thay đổi
thị trờng viễn thông, trong đó có hai áp lực chính đó là:
Thứ nhất: Thị trờng viễn thông đang bãi bỏ các quy định t nhân hoá và mở ra
cho cạnh tranh. Các nhà khai thác mới đang tham gia vào tất cả các thị trờng vô tuyến,

hữu tuyến và truyền số liệu.
Thứ hai: Các mạng của nhà khai thác mới này với số lợng ngày càng tăng đợc h-
ớng tới các mạng hội tụ, các mạng hội tụ này đang lấn át các mạng của các nhà khai
thác độc quyền. Cũng nh vậy, các nhà cung cấp dịch vụ độc quyền, đang xây dựng các
mạng mang tính cạnh tranh, tiên tiến dựa trên khả năng các mạng đờng trục của họ.
Chính những sự cạnh tranh này trên thị trờng về các mạng hội tụ sẽ rất lớn và
phức tạp. Mặt khác thị trờng băng rộng cũng là một động lực thúc đẩy sự phát triển
mạng NGN.
1.1.4 Động lực dịch vụ
Với yêu cầu lu lợng thoại, dữ liệu, video, multimedia tiếp tục tăng với tốc độ
chóng mặt của xã hội, nên các công ty viễn thông phải đơng đầu với thách thức trong
việc mở rộng và phát triển mạng của họ cả về thời gian và hiệu quả đầu t trong môi tr-
ờng cạnh tranh.
Mặt khác, việc tăng lu lợng do các nhu cầu dịch vụ và yêu cầu kết nối với các
nhà cung cấp dịch vụ khác đã làm tăng nhanh yêu cầu dung lợng tại các tổng đài
chuyển tiếp dựa trên chuyển mạch kênh và gây ra những đòi hỏi mới trong các tổng đài
Đặng Văn Thi Lớp D20 01VT
4
Đồ án tốt nghiệp đại học Ch ơng 1. Tổng quan mạng thế hệ sau
này. Chúng cũng thúc đẩy việc sử dụng công nghệ gói trong tổng đài chuyển tiếp để
thoả mãn các yêu cầu đó.
Với sự phát triển dịch vụ tăng nhanh theo sự đa dạng của khách hàng, thì việc
tăng nhanh nhu cầu truy cập băng rộng cho khu dân c và thơng mại là việc dễ hiểu.
Những đòi hỏi truy cập băng rộng hữu tuyến, vô tuyến trong mạng hợp nhất đòi hỏi
phải có sự thúc đẩy những chuyển biến trong mạng đờng trục. Nó thúc đẩy sự hợp nhất
mạng hớng tới mạng dịch vụ NGN.
1.2 Giới thiệu chung về ngn
1.2.1 Khái niệm mạng thế hệ sau NGN
Khỏi nim NGN (Next Generation Network) - Mng th h sau hay Mng th h
k tip l mt khỏi nim dựng ch mt xu hng mi trong ngnh vin thụng xut

hin vo cui nhng nm 90 ca th k 20. Xu hng ny xut phỏt t nhiu yu t nh
mụi trng cnh tranh ngy cng gay gt gia cỏc nh iu hnh mng do g b cỏc ro
cn trong kinh doanh vin thụng, bựng n lu lng d liu do nhu cu ngy cng tng
v Internet, dch v a phng tin, dch v di ng Nhng yu t ú ó dn ti s
hi t ca cỏc mng riờng bit hin ti thnh mt mng a dch v duy nht da trờn
cụng ngh chuyn mch gúi, c gi l mng NGN. Cỏc mng hin cú u l cỏc
mng n dch v, mi mng s dng cỏc cụng ngh truy nhp, truyn ti v iu khin
khỏc nhau. Vớ d nh mng PSTN/ISDN cung cp ch yu cỏc dch v thoi, mng
PLMN cung cp cỏc dch v di ng, mng d liu IP cung cp cỏc dch v s liu,
mng CATV cung cp cỏc dch v truyn hỡnh cỏp bng rng. Nhng vi mng NGN,
tt c cỏc dch v u c cung cp da trờn mt h tng mng xng sng (backbone)
duy nht thụng qua cỏc h thng truy nhp (Hỡnh 1.1).
Nh vy, khỏi nim mng th h sau (NGN) bt ngun t s phỏt trin ca cụng
ngh thụng tin, cụng ngh chuyn mch gúi v cụng ngh truyn dn bng rng. Tuy
nhiờn, a ra khỏi nim NGN l iu khụng n gin, nú cú rt nhiu nh ngha cũn
cha thng nht v c phỏt biu khỏc nhau bi cỏc i tng liờn quan, cỏc t chc
trong ngnh vin thụng.
Dới đây trình bày định nghĩa của Viện tiêu chuẩn viễn thông Châu Âu (ETSI)
thể hiện đợc tơng đối đầy đủ đặc trng của mạng NGN: NGN là một khái niệm để
định nghĩa và chỉ sự triển khai các mạng đợc phân chia thành các lớp và mặt phẳng
khác nhau, sử dụng các giao diện mở nhằm mang lại cho nhà cung cấp dịch vụ và
điều hành mạng một nền tảng để có thể từng bớc kiến tạo, triển khai và quản lý các
dịch vụ mới.
Đặng Văn Thi Lớp D20 01VT
5
Đồ án tốt nghiệp đại học Ch ơng 1. Tổng quan mạng thế hệ sau
Hình 1.1 Xu hng phỏt trin ca kin trỳc mng
1.2.2 Mục tiêu của mạng thế hế sau NGN
Theo khuyến nghị ITU-T Y.2011 (Tháng 10/2004) thì các mục tiêu đợc đề ra
cho mạng NGN là:

Thúc đẩy sự cạnh tranh lành mạnh
Khuyến khích đầu t cá nhân
Xác định một khuôn khổ cho kiến trúc và các khả năng để có thể hội tụ các
yêu cầu điều chỉnh khác nhau
Cung cấp sự truy cập mở tới các mạng
Trong đó:
- Đảm bảo sự cung cấp phổ biến và truy cập tới các dịch vụ
- Thúc đẩy sự bình đẳng cơ hội cho mọi ngời
- Thúc đẩy sự đa dạng nội dung bao gồm sự đa dạng văn hóa và ngôn ngữ
- Công nhận sự cần thiết của việc hợp tác toàn cầu với sự quan tâm đặc biệt tới
các nớc kém phát triển
1.2.3 Đặc điểm cơ bản của mạng NGN
Thuật ngữ NGN đợc sử dụng chung để đa ra một cái tên chung tới những sự
thay đổi các cơ sở hạ tầng cung cấp dịch vụ mà đã khởi động trong ngành công nghiệp
viễn thông. NGN có thể đợc xác định thêm bởi các đặc điểm cơ bản sau đây:
Truyền dẫn trên cơ sở gói
Có sự phân tách các chức năng điều khiển giữa các khả năng mang thông báo,
gọi/phiên, và ứng dụng/dịch vụ
Phân tách sự cung cấp dịch vụ từ truyền dẫn, và cung cấp các giao diện mở
Đặng Văn Thi Lớp D20 01VT
6
Đồ án tốt nghiệp đại học Ch ơng 1. Tổng quan mạng thế hệ sau
Hỗ trợ một dải rộng các dịch vụ, các ứng dụng và các cấu trúc dựa trên các
khối dựng sẵn (bao gồm thời gian thực/không thời gian thực và các dịch vụ đa
phơng tiện)
Các khả năng băng rộng với chất lợng dịch vụ đầu cuối - đầu cuối (end-to-
end)
Tác động với các mạng hiện tại thông qua các giao diện mở
Sự di dộng mở rộng
Không hạn chế sự truy cập của ngời dùng tới các nhà cung cấp dịch vụ khác

nhau
Sự đa dạng các kế hoạch nhận dạng
Thống nhất các đặc điểm dịch vụ cho cùng dịch vụ nh sự nhận biết bởi ngời
sử dụng
Hội tụ các dịch vụ giữa cố định/di động
Sự độc lập dịch vụ - các chức năng liên quan từ các công nghệ truyền dẫn bên
dới
Hỗ trợ nhiều công nghệ sắp lạc hậu
Dễ dàng với các yêu cầu điều chỉnh, ví dụ liên quan đến các liên lạc khẩn cấp,
an ninh, cá nhân, ngăn chặn đúng luật, vv
1.3 Mô hình chức năng
Hình 1.2 thể hiện mô hình chức năng chung của mạng NGN. Hình này cho thấy
các mối quan hệ giữa các tài nguyên dịch vụ và các chức năng lớp dịch vụ NGN và
giữa các tài nguyên truyền dẫn và các chức năng lớp truyền tải NGN. Chú ý rằng hình
này còn thể hiện các lớp điều khiển và quản lý riêng biệt nhng không thể hiện khả
năng điều khiển chung hay các chức năng điều khiển với lớp dịch vụ và truyền tải.
Các tài nguyên cung cấp các thành phần vật lý và phi vật lý (ví dụ logic, các
thành phần nh các liên kết truyền dẫn, xử lý và lu trữ, vv..) các thành phần đợc sử dụng
để cung cấp các dịch vụ và các mạng. Nh trong cơ sở thông tin toàn cầu (GII), các tài
nguyên sẽ đợc giải quyết với sự riêng rẽ các chức năng và các dịch vụ.
Các tài nguyên có thể bao gồm các tài nguyên truyền dẫn đợc xác định cho tr-
ờng hợp quản lý bảng thống kê (ví dụ, các chuyển mạch, các router, các kết nối truyền
dẫn, vv), và các tài nguyên lu trữ, xử lý nh các nền tảng xử lý, trên đó các ứng dụng
và các dịch vụ có thể chạy (nền tảng dịch vụ), hoặc các cơ sở dữ liệu cho lu trữ nội
dung ứng dụng.
Đặng Văn Thi Lớp D20 01VT
7
Đồ án tốt nghiệp đại học Ch ơng 1. Tổng quan mạng thế hệ sau
Hình 1.2 Mô hình chức năng chung
1.3.1 Các chức năng

Phần này tập trung vào các chức năng ở lớp chức năng. Các chức năng quản lý
thể hiện ở trong Hình 1.2 tác động với các tài nguyên, và các chức năng quản lý đợc sử
dụng để tạo các dịch vụ. Cách tiếp cận này phù hợp với phạm vi của nội dung quản lý
TMN trong khuyến nghị M.3010, nơi mà các dịch vụ quản lý đợc định nghĩa bởi những
sự mô tả các vai trò, các tài nguyên liên quan và các chức năng TMN. Các lý do tơng tự
áp dụng cho các chức năng điều khiển và các chức năng truyền tải liên quan tới những
sự tơng tác tới các dịch vụ và các tài nguyên.
1 Chức năng điều khiển
Sự hỗ trợ các dịch vụ đa phơng tiện và các loại dịch vụ khác trong khi cho phép
tính di động mở rộng sẽ yêu cầu thiết kế các chức năng điều khiển khi các dịch vụ phụ
thuộc chặt chẽ vào sự cấp phát tài nguyên mạng qua các chức năng điều khiển (hay
quản lý). Việc nghiên cứu đầy đủ các yêu cầu dịch vụ bởi một ngời dùng (end-user) là
một nội dung then chốt khi thiết kế các kiến trúc NGN. Nó xem nh sự liên quan với
nghiên cứu kiến trúc chức năng NGN để tập trung vào những gì thờng đợc gán nhãn
quy trình yêu cầu, ví dụ quy trình liên quan tới những gì đợc gọi truyền thống là
điều khiển. Các chức năng điều khiển bao gồm trong quy trình yêu cầu có thể đợc
phân loại thành hai tập chức năng chung, các chức năng liên quan đến điều khiển dịch
vụ (ví dụ, các chức năng nh xác thực ngời dùng, nhận dạng ngời dùng, điều khiển việc
vào dịch vụ, các chức năng phục vụ ứng dụng) và các chức năng liên quan đến điều
Đặng Văn Thi Lớp D20 01VT
8