Chương 2: Cấu trúc mạng NGN
trong nhiều năn gần đây, nền công nghiệp viễn thông đang trăn trở về vấn đề phát triển công nghệ cơ bản nào và dùng mạng nào để hổ trợ các nhà nghiên cứu trong bối cảnh viễn thông đang thay đổi nhanh chóng
BAØI GIAÛNG NGN Chöông 2: Caáu truùc NGN
CHÖÔNG 2:
CAÁU TRUÙC MAÏNG NGN
---- ----
I. SÖÏ TIEÁN HOÙA TÖØ MAÏNG HIEÄN COÙ LEÂN NGN
1. Chieán löôïc tieán hoùa
Trong nhieàu naêm gaàn ñaây, neàn coâng nghieäp Vieãn thoâng vaãn ñang traên
trôû veà vaán ñeà phaùt trieån coâng ngheä caên baûn naøo vaø duøng maïng gì ñeå hoã trôï
caùc nhaø khai thaùc trong boái caûnh luaät vieãn thoâng ñang thay ñoåi nhanh
choùng, caïnh tranh ngaøy caøng gia taêng maïnh meõ. Khaùi nieäm maïng theá heä
môùi (hay coøn goïi laø maïng theá heä tieáp theo - NGN) ra ñôøi cuøng vôùi vieäc taùi
kieán truùc maïng, taän duïng taát caû caùc öu theá veà coâng ngheä tieân tieán nhaèm
ñöa ra nhieàu dòch vuï môùi, mang laïi nguoàn thu môùi, goùp phaàn giaûm chi phí
khai thaùc vaø ñaàu tö ban ñaàu cho caùc nhaø kinh doanh.
Moät chieán löôïc ñeå phaùt trieån nhòp nhaøng töø maïng hieän taïi sang kieán
truùc maïng môùi laø raát quan troïng nhaèm giaûm thieåu yeâu caàu ñaàu tö trong giai
ñoaïn chuyeån tieáp, trong khi sôùm taän duïng ñöôïc nhöõng phaåm chaát cuûa maïng
NGN. Tuy nhieân baát kyø böôùc ñi naøo trong tieán trình chuyeån tieáp naøy cuõng
caàn taïo ñieàu kieän deã daøng hôn cho maïng ñeå roát cuoäc vaãn phaùt trieån sang
kieán truùc NGN döïa treân chuyeån maïch goùi. Baát cöù giaûi phaùp naøo ñöôïc choïn
löïa thì caùc heä thoáng chuyeån maïch truyeàn thoáng cuõng seõ phaûi toàn taïi beân
caïnh caùc phaàn töû maïng coâng ngheä môùi trong nhieàu naêm tôùi.
Maïng theá heä sau ñöôïc toå chöùc döïa treân caùc nguyeân taéc cô baûn sau :
Ñaùp öùng nhu caàu cung caáp caùc loaïi hình dòch vuï vieãn thoâng phong
-
phuù, ña daïng, ña dòch vuï, ña phöông tieän.
Maïng coù caáu truùc ñôn giaûn.
-
Naâng cao hieäu quaû söû duïng, chaát löôïng maïng löôùi vaø giaûm thieåu
-
chi phí khai thaùc vaø baûo döôõng.
Deã daøng môû roäng dung löôïng, phaùt trieån caùc dòch vuï môùi.
-
Ñoä linh hoaït vaø tính saün saøng cao, naêng löïc toàn taïi maïnh.
-
- 20 -
BAØI GIAÛNG NGN Chöông 2: Caáu truùc NGN
Vieäc toå chöùc maïng döïa treân soá löôïng thueâ bao theo vuøng ñòa lyù vaø nhu
caàu phaùt trieån dòch vuï, khoâng toå chöùc theo ñòa baøn haønh chính maø toå chöùc
theo vuøng maïng hay vuøng löu löôïng.
ÔÛ ñaây, chuû yeáu chuùng ta xem xeùt quaù trình tieán hoùa veà caáu truùc töø
maïng hieän coù leân caáu truùc maïng NGN.
PSTN
Maïng hieän taïi
TDM Access
SS7
Maïng theá heä sau
Circuit Switching
(NGN)
SONET
Transport
Access
ATM, FR
IP ATM
Frame/ Cell Access FR TDM
Switching
ATM Switching ATM SVCs IP MPLS
Transport
SONET
SONET
Transport
Optical
Internet
IP Access
IP Routing/Sw.
SONET
Transport
…..
Hình 2-1 Nhu caàu tieán hoùa maïng
Nhö hình veõ, chuùng ta nhaän thaáy maïng vieãn thoâng hieän taïi goàm nhieàu
maïng rieâng leû keát hôïp laïi vôùi nhau thaønh moät maïng “hoãn taïp”, chæ ñöôïc
xaây döïng ôû caáp quoác gia, nhaèm ñaùp öùng ñöôïc nhieàu loaïi dòch vuï khaùc
nhau. Xeùt ñeán maïng Internet, ñoù laø moät maïng ñôn lôùn, coù tính chaát toaøn
caàu, thöôøng ñöôïc ñeà caäp theo moät loaït caùc giao thöùc truyeàn daãn hôn laø theo
moät kieán truùc ñaëc tröng. Internet hieän taïi khoâng hoã trôï QoS cuõng nhö caùc
dòch vuï coù tính thôøi gian thöïc ( nhö thoaïi truyeàn thoáng).
Do ñoù, vieäc xaây döïng maïng theá heä môùi NGN caàn tuaân theo caùc chæ
tieâu :
1. NGN phaûi coù khaû naêng hoã trôï caû cho caùc dòch vuï cuûa maïng Internet vaø
cuûa maïng hieän haønh.
2. Moät kieán truùc NGN khaû thi phaûi hoã trôï dòch vuï qua nhieàu nhaø cung caáp
khaùc nhau. Moãi nhaø cung caáp maïng hay dòch vuï laø moät thöïc theå rieâng leû
- 21 -
BAØI GIAÛNG NGN Chöông 2: Caáu truùc NGN
vôùi muïc tieâu kinh doanh vaø cung caáp dòch vuï khaùc nhau, vaø coù theå söû
duïng nhöõng kyõ thuaät vaø giao thöùc khaùc nhau. Moät vaøi dòch vuï coù theå chæ
do moät nhaø cung caáp dòch vuï ñöa ra, nhöng taát caû caùc dòch vuï ñeàu phaûi
ñöôïc truyeàn qua maïng moät caùch thoâng suoát töø ñaàu cuoái ñeán ñaàu cuoái.
3. Maïng töông lai phaûi hoã trôï taát caû caùc loaïi keát noái (hay coøn goïi laø cuoäc
goïi), thieát laäp ñöôøng truyeàn trong suoát thôøi gian chuyeån giao, caû cho
höõu tuyeán cuõng nhö voâ tuyeán.
Vì vaäy, maïng NGN seõ tieán hoùa leân töø maïng truyeàn daãn hieän taïi (phaùt
trieån theâm chuyeån maïch goùi) vaø töø maïng Internet coâng coäng ( hoã trôï theâm
chaát löôïng dòch vuï QoS).
Theá giôùi ñieän thoaïi Theá giôùi Internet
Tính thoâng minh taäp Tính thoâng minh phaân
trung taùn ñeán caùc CPE
Chieán löôïc phaùt trieån
môùi
Maïng dòch vuï môùi vôùi kieán
truùc thoâng minh phaân taùn
Hình 2-2 Chieán löôïc phaùt trieån
Ñeå thöïc hieän vieäc chuyeån dòch moät caùch thuaän lôïi töø maïng vieãn thoâng
hieän coù sang maïng theá heä môùi, vieäc chuyeån dòch phaûi phaân ra laøm ba möùc
(ôû hai lôùp : keát noái vaø chuyeån maïch)
Tröôùc heát laø chuyeån dòch ôû lôùp truy nhaäp vaø truyeàn daãn. Hai lôùp naøy
bao goàm lôùp vaät lyù, lôùp 2 vaø lôùp 3 neáu choïn coâng ngheä IP laøm neàn cho
maïng theá heä môùi. Trong ñoù :
Coâng ngheä gheùp keânh böôùc soùng quang DWDM seõ chieám lónh ôû lôùp vaät
lyù
IP/MPLS laøm neàn cho lôùp 3
Coâng ngheä ôû lôùp 2 phaûi thoûa maõn:
• Caøng ñôn giaûn caøng toát
• Toái öu trong truyeàn taûi goùi döõ lieäu
- 22 -
BAØI GIAÛNG NGN Chöông 2: Caáu truùc NGN
• Khaû naêng giaùm saùt chaát löôïng, giaùm saùt loãi vaø baûo veä, khoâi phuïc
maïng khi coù söï coá phaûi tieâu chuaån hôn cuûa coâng ngheä SDH/SONET
Hieän taïi coâng ngheä RPT (Resilient Packet Transport) ñang phaùt trieån
nhaèm ñaùp öùng caùc chæ tieâu naøy.
Xaây döïng maïng truy nhaäp baêng roäng (nhö ADSL, LAN, modem
caùp,…) ñeå coù theå cung caáp phöông thöùc truy nhaäp baêng roäng höôùng ñeán
phaân nhoùm cho thueâ bao, cho pheùp truy nhaäp vôùi toác ñoä cao hôn. Hieän nay,
vieäc xaây döïng maïng con thoâng minh ñang ñöôïc trieån khai moät caùch toaøn
dieän, ñieàu ñoù cuõng coù nghóa laø vieäc chuyeån dòch sang maïng NGN ñaõ baét
ñaàu.
Thöù hai laø chuyeån dòch maïng ñöôøng daøi (maïng truyeàn daãn). Söû duïng
coång maïng trung keá tích hôïp hoaëc ñoäc laäp, chuyeån ñeán maïng IP hoaëc
ATM, roài söû duïng chuyeån maïch meàm ñeå ñieàu khieån luoàng vaø cung caáp
dòch vuï. Söû duïng phöông thöùc naøy coù theå giaûi quyeát vaán ñeà taét ngheõn trong
chuyeån maïch keânh.
Töông lai
Hieän taïi
Maïng ña dòch vuï
Caùc maïng dòch vuï rieâng leû
Ñieàu khieån vaø
quaûn lyù caùc dòch
vuï truy nhaäp
Dòch vuï Maïng loõi IP
Content
Media Gateway
PSTN/ISDN
CATV
Cellular
PLMN
Data/IP Cable
Wireline Wireless
Network
Access
Access Access
Caùc maïng truy nhaäp, truyeàn daãn,
chuyeån maïch rieâng leû
Lieân maïng treân cô sôû IP
Hình 2-3 Söï hoäi tuï giöõa caùc maïng
- 23 -
BAØI GIAÛNG NGN Chöông 2: Caáu truùc NGN
]
So saùnh coâng ngheä maïng hieän taïi vaø töông lai :
Thaønh phaàn maïng Coâng ngheä hieän taïi Coâng ngheä töông lai
Maïng truy nhaäp - Caùp xoaén baêng heïp - Caùp xoaén baêng heïp
- Truyeàn hình caùp soá vaø - GSM khoâng daây
- Truyeàn hình caùp soá vaø
töông töï chuyeân duïng
töông töï chuyeân duïng
- GSM khoâng daây
- Caùp quang
- Caùp quang
- Caùp xoaén baêng roäng
- Modem caùp
- IP qua veä tinh
- Ethernet
Chuyeån maïch vaø ñònh - Toång ñaøi PSTN - Ñònh tuyeán IP
tuyeán - Chuyeån maïch ATM - Chuyeån maïch quang
- Chuyeån maïch Frame
Relay
- Ñònh tuyeán IP
Maïng truyeàn daãn ñöôøng - PDH - DWDM
truïc - SDH
Cuøng vôùi söï tieán hoùa ôû lôùp truy nhaäp vaø truyeàn daãn, chöùc naêng
chuyeån maïch cuûa toång ñaøi ôû lôùp ñieàu khieån ñöôïc thay theá baèng moät phaàn
meàm chuyeån maïch thoâng minh goïi laø Softswitch (hay Call Agent) :
- 24 -
BAØI GIAÛNG NGN Chöông 2: Caáu truùc NGN
Chuyeån maïch keânh Chuyeån maïch meàm
Dòch vuï, öùng duïng vaø caùc ñaëc tính
ÖÙng duïng vaø
(Trung taâm quaûn lyù, cung caáp, döï phoøng)
Khoái chuyeån maïch
dòch vuï
Open Protocols APIs
Ñieàu khieån cuoäc
Chuyeån maïch meàm
goïi vaø chuyeån
(Trung taâm ñieàu khieån cuoäc goïi)
maïch
Open Protocols APIs
Phaàn cöùng
Phaàn cöùng truyeàn daãn
truyeàn daãn
_ Caùc giaûi phaùp ñöa ra töø nhieàu nhaø
_ Nhaø cung caáp ñöa ra taát caû caùc
cung caáp, ôû nhieàu möùc ñoä khaùc
giaûi phaùp trong moät khoái chuyeån
nhau vôùi nhieàu saûn phaåm nguoàn môû
maïch duy nhaát : Phaàn cöùng,
theo chuaån .
phaàn meàn maø caùc trình öùng
_ Khaùch haøng töï do choïn löïa nhöõng
duïng
saûn phaåm toát nhaát ñeå xaây döïng töøng
_ Khaùch haøng phuï thuoäc nhaø
lôùp maïng trong heä thoáng. Caùc
cung caáp : khoâng coù ñoåi môùi, chi
chuaån môû cho pheùp môû roäng vaø
phí vaän haønh vaø baûo döôõng cao
giaûm chi phí.
SIP
MGCP
ISUP/
MGCP
SCTP
RTP
MGCP
RTP
Internet
Hình 2- 4 Hoaït ñoäng cuûa chuyeån maïch meàm trong NGN
Thöù ba laø maïng chuyeån dòch maïng noäi haït. Toång ñaøi ñieän thoaïi coù raát
nhieàu giaù maùy vaø nhieàu döõ lieäu dòch vuï thoaïi noäi haït, khoâng chæ ñaàu tö lôùn
maø vieäc caûi taïo cuõng seõ raát khoù khaên. Coù theå duøng thieát bò toång hôïp truy
nhaäp baêng roäng, coù dung löôïng lôùn, thay theá giaù maùy thueâ bao hieän coù,
duøng coång maïng truy nhaäp toác ñoä cao ñeán maïng IP, nhaèm naâng caáp chuyeån
- 25 -
BAØI GIAÛNG NGN Chöông 2: Caáu truùc NGN
maïch meàm vaø boä phuïc vuï öùng duïng, baûo ñaûm cho dòch vuï thoaïi noäi haït vaø
dòch vuï IP.
2. Söï tieán hoùa töø caùc maïng hieän coù leân NGN
Söï phaùt trieån töø PSTN leân NGN
Thoaïi luoân laø dòch vuï ñöôïc xeùt ñeán haøng ñaàu trong quaù trình xaây döïng
maïng. Do ñoù, ôû ñaây ta xem xeùt moät minh hoïa veà söï chuyeån dòch thoaïi töø
PSTN sang NGN .
Maïng PSTN hieän taïi :
PRI/E1 /
PBX
T1
POTS SS7
A- link
RDT GR. 303
IMT
Class 4/5
Switch PSTN
POTS
Phaùt trieån leân NGN :
PRI/E1 /
T1
MGC SS7
Sinaling
PBX
Access
gateway
gateway
A-link
GR. 303
RDT
VoPacket
POTS
IMT
Trunk PSTN
gateway
Residental
gateway Media
Server
- 26 -
BAØI GIAÛNG NGN Chöông 2: Caáu truùc NGN
Ñoái vôùi caùc maïng dòch vuï khaùc :
C a ùc S e rv e r d òc h
v u ï v a ø q u a ûn ly ù
S o fts w itc h
SS7
xD SL, m odem
SGW MG
c a ùp , E th e rn e t
I P N e tw o rk
MG
MG
GE, M AN
W ire le s s
N e tw o rk
In te rn e t
Töø nhöõng phaân tích treân, chuùng ta xaây döïng söï tieán hoùa baèng sô ñoà
lôùp chöùc naêng cuûa caùc maïng :
Maïng hieän taïi :
•
Caùc öùng duïng Internet
Caùc öùng duïng Internet
Caùc öùng duïng Internet
Döõ lieäu
Video
Thoaïi
Thoaïi
Thoaïi
Döõ lieäu
IP/ MPLS
TDM IP ATM/FR IP
SDH/ SONET GE
WDM/ DWDM/ Sôïi quang
GE : Gigabit Ethenet
- 27 -
•
•
Thoaïi
TDM
BAØI GIAÛNG NGN
Döõ lieäu
Thoaïi
IP
Caùc öùng duïng Internet
Thoaïi
Döõ lieäu
Maïng töông lai:
Caùc öùng duïng Internet
Caùc öùng duïng Internet
IP/ MPLS
Maïng trong töông lai gaàn:
Video
PDH,SDH/ SONET
Thoaïi
ATM/FR
- 28 -
Video
RPT
DWDM
Caùc öùng duïng môùi
DWDM
Lôùp media
IP
Caùc öùng duïng Internet
Lôùp ñieàu khieån
GE
(IP Internetworking)
Döõ lieäu
Thoaïi
IP/ MPLS, keát noái döïa treân neàn IP
Caùc öùng duïng Internet
Giaûi trí Video
Caùc öùng duïng môùi
RPT
IP/MPLS
Döõ lieäu
SDH/ SONET, GE
Giaûi trí
Chöông 2: Caáu truùc NGN
BAØI GIAÛNG NGN Chöông 2: Caáu truùc NGN
Söï phaùt trieån cuûa maïng höõu tuyeán döïa treân coâng ngheä IP :
Truyeàn thoáng
SS7
CO CO
PBX PBX
Sofswitch
SS7
Softswitch
CO
CO
VoPacket
Gateway
Gateway
switch
switch
PBX
PBX
Con ñöôøng phaùt trieån cuûa caùc maïng hieän taïi laø taïo ra moät maïng
chuyeån maïch goùi beân caïnh maïng PSTN ñeå hoã trôï thoaïi cuõng nhö soá lieäu,
vaø caáu hình ñeå vaän haønh nhö moät chuyeån maïch quaù giang khaùc. Ñeå laøm
ñöôïc vieäc naøy, ñieàu caàn thieát ñoái vôùi maïng chuyeån maïch goùi laø phaûi truyeàn
thoâng ñöôïc vôùi PSTN nhôø söû duïng baùo hieäu SS7. Truy caäp toác ñoä cao seõ
qua caùc coâng ngheä DSL (Digital Subcriber Line), caùc modem caùp, caùc ñaàu
cuoái di ñoäng vaø voâ tuyeán baêng roäng. Tuy nhieân truyeàn daãn quang DWDM,
PON (Passive Optical Network) seõ laø xu theá phaùt trieån cuûa töông lai.
Thoaïi laø yeáu toá quyeát ñònh trong söï phaùt trieån sang caùc maïng ña dòch
vuï. Moät soá löôïng lôùn caùc thieát bò ñang xuaát hieän treân thò tröôøng ñeå hoä trôï
ñieän thoaïi treân caùc maïng IP. Caùc thieát bò naøy vöøa phuïc vuï cho tö gia khaùch
haøng vöøa cho caùc maïng höõu tuyeán. Coù moät söùc naëng ñaèng sau yù kieán cho laø
IP laø choïn löïa taát yeáu cho töông lai. Caùc coång VoIP quy moâ doanh nghieäp
vöøa môùi ñöôïc ñöa vaøo hoaït ñoäng vaø caùc nhaø khai thaùc ñaõ coù caùc maïng IP
toaøn caàu, trong ñoù coù caû nhaø khai thaùc cuûa Chaâu AÙ.
- 29 -
BAØI GIAÛNG NGN Chöông 2: Caáu truùc NGN
Taäp ñoaøn ITXC ( Internet Telephony Exchange Carrier) ñaõ coù moät
thoûa thuaän vôùi Vieãn Thoâng Nhaät Baûn ( Telecom Japan) ñeå keát cuoái löu
löôïng vaø caùc nuùt quoác teá cuûa hoï taïi nhieàu nöôùc Chaâu AÙ. Coâng ty VIP
Calling coù nhieàu nuùt taïi Chaâu AÙ, keå caû moät nuùt vöøa ñöôïc thoâng baùo ôû Ñaøi
Loan. Coâng ty Singtel ñang cung caáp moät tuyeán keát noái töø Singapore tôùi
Trung Quoác vaø Trung Quoác ñaõ tieán haønh thöû nghieäm vôùi ñieän thoaïi
Internet, qua ñoù thaáy raèng noù ñöôïc söû duïng cho caùc cuoäc goïi noäi ñòa nhieàu
hôn quoác teá. VSNL ôû AÁn Ñoä cuõng ñang tieán haønh thöû nghieäm vôùi ñieän
thoaïi Internet nhöng thu ñöôïc chaát löôïng thoaïi keùm vì thieáu dung löôïng
ñöôøng truïc quoác teá. Caùc dòch vuï VoIP seõ baét ñaàu ñöôïc söû duïng roäng raõi ôû
Hoàng Koâng töø 1/1/2000 khi chaám döùt söï ñoäc quyeàn cuûa HongKong
Telecom. Nhieàu nhaø khai thaùc ñieän thoaïi Internet khaùc ñang chuaån bò dòch
vuï ôû Nhaät Baûn, Haøn Quoác, Ñaøi Loan, Hoàng Koâng vaø Thaùi Lan.
Ñeå cung caáp truy nhaäp toác ñoä cao, caùc modem caùp hieän nay ñöôïc trieån
khai roäng raõi taïi Myõ, vaø ADSL ñang ñöôïc trieån khai taïi nhieàu thaønh phoá
cuûa Myõ. Nhöõng coâng ngheä naøy cuõng baét ñaàu phaùt trieån ôû Chaâu AÂu, Chaâu
AÙ, ñaëc bieät laø Trung Quoác, nôi maïng truyeàn hình caùp ñaõ tôùi nhieàu gia ñình
hôn caû PSTN. Trung Quoác ñaõ thoâng baùo chuyeån sang ñieän thoaïi IP, coi ñoù
laø cô sôû maïng töông lai cuûa hoï. Caùc heä thoáng truy nhaäp voâ tuyeán baêng roäng
cuõng ñang ñöôïc hoaïch ñònh ñeå caøi ñaët qua caùc heä thoáng “caùp voâ tuyeán” ôû
nhieàu vuøng Chaâu AÙ vaø haõng Sony ñaõ coâng boá keá hoaïch trieån khai moät
maïng voâ tuyeán baêng roäng ôû Nhaät Baûn trong voøng ba naêm tôùi ñaây.
Vieät Nam ñaõ coù keá hoaïch xaây döïng maïng theá heä môùi. Theo caáu hình
vaø toå chöùc khai thaùc maïng döïa treân ñòa baøn haønh chính hieän nay cuûa maïng
Vieãn thoâng Vieät Nam, chaát löôïng dòch vuï vieãn thoâng ñöôïc cung caáp seõ bò
aûnh höôûng. Vì vaäy, vieäc cung caáp caùc dòch vuï Vieãn thoâng vaø toå chöùc khai
maïng döïa treân soá löôïng thueâ bao theo vuøng ñòa lyù, nhu caàu phaùt trieån dòch
vuï vaø toå chöùc theo cuøng löu löôïng ñaõ ñöôïc ñeà xuaát . Tuy nhieân, loä trình vaãn
chöa theå coâng boá.
3. Keát luaän
Xu höôùng phaùt trieån maïng Vieãn thoâng theo caáu truùc maïng theá heä môùi
laø xu höôùng chung treân theá giôùi. Moãi quoác gia, moãi nhaø khai thaùc phaûi choïn
moät caùch ñi, moät loä trình phuø hôïp vôùi tình hình thöïc teá maïng cuûa mình.
Khoâng chæ ôû Vieät Nam, nhieàu nöôùc treân theà giôùi, do ñaëc ñieåm ñòa lyù,
kinh teá, vaên hoùa, xaõ hoäi ôû töøng vuøng maø nhu caàu phaùt trieån dòch vuï vieãn
thoâng ôû caùc vuøng trong toaøn quoác laø khaùc nhau. Coù söï cheânh leäch khaù lôùn
- 30 -
BAØI GIAÛNG NGN Chöông 2: Caáu truùc NGN
giöõa nhu caàu vaø khaû naêng phaùt trieån dòch vuï, khaû naêng thu hoài voán ñaàu tö
maïng vieãn thoâng giöõa caùc vuøng trong caû nöôùc, ñaëc bieät laø giöõa caùc ñoâ thò
vaø caùc caùc vuøng noâng thoân mieàn nuùi. Maët khaùc, vôùi tính chaát truyeàn thoâng
khoâng chæ laø moät ngaønh kinh doanh ñôn thuaàn maø coøn mang yù nghóa saâu
saéc veà chính trò, xaõ hoäi, an ninh quoác gia, ñaëc bieät trong neàn kinh teá tri thöùc
vaø xu theá môû cöûa hoäi nhaäp.
Do nhöõng ñaëc ñieåm naøy, ôû nhieàu quoác gia, vieäc toå chöùc maïng döïa treân
soá löôïng thueâ bao theo vuøng ñòa lyù vaø nhu caàu phaùt trieån dòch vuï, khoâng toå
chöùc theo ñòa baøn haønh chính maø toå chöùc theo vuøng löu löôïng. Trong quaù
trình xaây döïng vaø toå chöùc maïng phaïm vi giöõa caùc lôùp, vieäc keát noái giöõa caùc
thaønh phaàn maïng ñöôïc xaùc ñònh vaø phaân ñònh roõ raøng traùch nhieäm vaø
quyeàn lôïi cuûa caùc nhaø kinh doanh dòch vuï (cung caáp dòch vuï) vaø caùc nhaø
kinh doanh maïng ( cung caáp keát noái), nhaèm ñaûm baûo tính caïnh tranh laønh
maïnh ñeå cuøng phaùt trieån, ñoàng thôøi giöõ vöõng vai troø chuû ñaïo cuûa Nhaø nöôùc
nhaèm ñaûm baûo an toaøn thoâng tin, goùp phaàn giöõ vöõng an ninh chính trò, xaõ
hoäi vaø phaùt trieån kinh teá treân toaøn quoác.
Maïng Vieãn thoâng Vieät Nam maø noàng coát laø maïng vieãn thoâng cuûa toång
coâng ty BCVT VN ñaõ ñöôïc soá hoùa hoaøn toaøn veà caû truyeàn daãn laãn chuyeån
maïch vôùi caùc thieát bò coâng ngheä môùi, hieän ñaïi treân toaøn quoác, cuøng vôùi
maïng thueâ bao roäng lôùn vaø nhieàu ñieåm cung caáp dòch vuï, laø moät thuaän lôïi
lôùn trong quaù trình phaùt trieån tieán tôùi caáu truùc maïng theá heä môùi cung caáp ña
dòch vuï, ña phöông tieän, chaát löôïng cao.
II. CAÁU TRUÙC LUAÄN LYÙ (CAÁU TRUÙC CHÖÙC NAÊNG) CUÛA MAÏNG
NGN
Cho ñeán nay, maïng theá heä sau vaãn laø xu höôùng phaùt trieån môùi meû, chöa
coù moät khuyeán nghò chính thöùc naøo cuûa Lieân minh Vieãn thoâng theá giôùi ITU
veà caáu truùc cuûa noù. Nhieàu haõng vieãn thoâng lôùn ñaõ ñöa ra moâ hình caáu truùc
maïng theá heä môùi nhö Alcatel, Ericssion, Nortel, Siemens, Lucent, NEC,…
Beân caïnh vieäc ñöa ra nhieàu moâ hình caáu truùc maïng NGN khaùc nhau vaø keøm
theo laø caùc giaûi phaùp maïng cuõng nhö nhöõng saûn phaåm thieát bò môùi khaùc
nhau. Caùc haõng ñöa ra caùc moâ hình caáu truùc töông ñoái roõ raøng vaø caùc giaûi
phaùp maïng khaù cuï theå laø Alcatel, Siemens, Ericsions.
Nhìn chung töø caùc moâ hình naøy, caáu truùc maïng môùi coù ñaëc ñieåm chung
laø bao goàm caùc lôùp chöùc naêng sau :
Lôùp neát noái (Access + Transport/ Core)
-
- 31 -
BAØI GIAÛNG NGN Chöông 2: Caáu truùc NGN
Lôùp trung gian hay lôùp truyeàn thoâng (Media)
-
Lôùp ñieàu khieån (Control)
-
Lôùp quaûn lyù (Management)
-
Trong caùc lôùp treân, lôùp ñieàu khieån hieän nay ñang raát phöùc taïp vôùi nhieàu
loaïi giao thöùc, khaû naêng töông thích giöõa caùc thieát bò cuûa haõng laø vaán ñeà
ñang ñöôïc caùc nhaø khai thaùc quan taâm.
1. Moâ hình phaân lôùp chöùc naêng cuûa maïng NGN
Lôùp ñieàu khieån
Lôùp quaûn lyù
Lôùp truyeàn thoâng
Lôùp truy nhaäp vaø
truyeàn daãn
Hình 2- 5 Caáu truùc maïng theá heä sau (goùc ñoä maïng)
Xem xeùt töø goùc ñoä kinh doanh vaø cung caáp dòch vuï thì moâ hình caáu
truùc maïng theá heä sau coøn coù theâm lôùp öùng duïng dòch vuï.
Trong moâi tröôøng phaùt trieån caïnh tranh thì seõ coù raát nhieàu thaønh phaàn
tham gia kinh doanh trong lôùp öùng duïng dòch vuï.
Lôùp öùng duïng
Giao dieän môû API
Lôùp ñieàu khieån
Lôùp quaûn lyù
Giao dieän môû API
Lôùp truyeàn thoâng
Giao dieän môû API
Lôùp truy nhaäp vaø
truyeàn daãn
Hình 2- 6 Caáu truùc maïng vaø dòch vuï NGN (goùc ñoä dòch vuï)
Vôùi API : Application Program Interface.
- 32 -
BAØI GIAÛNG NGN Chöông 2: Caáu truùc NGN
2. Phaân tích
Caùc server
Softswitch hay
öùng duïng
Lôùp öùng duïng Media Gateway
Controller
Lôùp ñieàu khieån
Media
Lôùp truyeàn thoâng Gateway
Lôùp truy nhaäp vaø truyeàn daãn
Switch - Router
Router
Caùc doanh Caùc coâng ty nhoû/
nghieäp lôùn Thueâ bao di ñoäng
Khaùch haøng taïi
vaên phoøng taïi
nhaø/ Vuøng daân cö
gia,...
Hình 2-7 Caáu truùc luaän lyù cuûa maïng NGN
Kieán truùc maïng NGN söû duïng chuyeån maïch goùi cho caû thoaïi vaø döõ
lieäu. Noù phaân chia caùc khoái vöõng chaéc cuûa toång ñaøi hieän nay thaønh caùc lôùp
maïng rieâng leõ, caùc lôùp naøy lieân keát vôùi nhau qua caùc giao dieän môû tieâu
chuaån.
Söï thoâng minh cuûa xöû lyù cuoäc goïi cô baûn trong chuyeån maïch cuûa
PSTN thöïc chaát laø ñaõ ñöôïc taùch ra töø phaàn cöùng cuûa ma traän chuyeån maïch.
Baây giôø, söï thoâng minh aáy naèm trong moät thieát bò taùch rôøi goïi laø chuyeån
maïch meàm (softswitch) cuõng ñöôïc goïi laø moät boä ñieàu khieån coång truyeàn
thoâng (Media Gateway Controller) hoaëc laø moät taùc nhaân cuoäc goïi (Call
Agent), ñoùng vai troø phaàn töû ñieàu khieån trong kieán truùc maïng môùi. Caùc
giao dieän môû höôùng tôùi caùc öùng duïng maïng thoâng minh (IN- Intelligent
Network) vaø caùc server öùng duïng môùi taïo ñieàu kieän deã daøng cho vieäc
nhanh choùng cung caáp dòch vuï vaø ñaûm baûo ñöa ra thò tröôøng trong thôøi gian
ngaén.
Taïi lôùp truyeàn thoâng, caùc coång ñöôïc ñöa vaøo söû duïng ñeå laøm thích
öùng thoaïi vaø caùc phöông tieän khaùc vôùi maïng chuyeån maïch goùi. Caùc media
gateway naøy ñöôïc söû duïng ñeå phoái gheùp hoaëc vôùi thieát bò ñaàu cuoái cuûa
khaùch haøng (RGW- Residental Gateway), vôùi caùc maïng truy nhaäp (AGW-
Access Gateway) hoaëc vôùi maïng PSTN (TGW- Trunk Access). Caùc server
phöông tieän ñaëc bieät raát nhieàu chöùc naêng khaùc nhau, chaúng haïn nhö cung
- 33 -
BAØI GIAÛNG NGN Chöông 2: Caáu truùc NGN
caáp caùc aâm quay soá hoaëc thoâng baùo. Ngoaøi ra, chuùng coøn coù caùc chöùc naêng
tieân tieán hôn nhö : traû lôøi baèng tieáng noùi töông taùc vaø bieán ñoåi vaên baûn sang
tieáng noùi hoaëc tieáng noùi sang vaên baûn.
Caùc giao dieän môû cuûa kieán truùc môùi naøy cho pheùp caùc dòch vuï môùi
ñöôïc giôùi thieäu nhanh choùng. Ñoàng thôøi chuùng cuõng taïo thuaän tieän cho vieäc
giôùi thieäu caùc phöông thöùc kinh doanh môùi baèng caùch chia taùch chuoãi giaù
trò truyeàn thoáng hieän taïi thaønh nhieàu dòch vuï coù theå do caùc haõng khaùc nhau
cung caáp.
Heä thoáng chuyeån maïch NGN ñöôïc phaân thaønh boán lôùp rieâng bieät thay
vì tích hôïp thaønh moät heä thoáng nhö coâng ngheä chuyeån maïch keânh hieän nay
: lôùp öùng duïng, lôùp ñieàu khieån, lôùp truyeàn thoâng, lôùp truy nhaäp vaø truyeàn
taûi. Caùc giao dieän môû coù söï taùch bieät giöõa dòch vuï vaø truyeàn daãn cho pheùp
caùc dòch vuï môùi ñöôïc ñöa vaøo nhanh choùng, deã daøng; nhöõng nhaø khai thaùc
coù theå choïn löïa caùc nhaø cung caáp thieát bò toát nhaát cho töøng lôùp trong moâ
hình maïng NGN.
2.1 Lôùp truyeàn daãn vaø truy nhaäp
Phaàn truyeàn daãn
Lôùp vaät lyù : Truyeàn daãn quang vôùi kyõ thuaät gheùp keânh böôùc soùng
-
quang DWDM seõ ñöôïc söû duïng.
Lôùp 2 vaø lôùp 3 :
-
Truyeàn daãn treân maïng loõi (core network) döïa vaøo kyõ thuaät goùi cho
taát caû caùc dòch vuï vôùi chaát löôïng dòch vuï QoS tuøy yeâu caàu cho töøng
loaïi dòch vuï.
ATM hay IP/MPLS coù theå ñöôïc söû duïng laøm neàn cho truyeàn daãn
treân maïng loõi ñeå ñaûm baûo QoS.
Maïng loõi coù theå thuoäc maïng MAN hay maïng ñöôøng truïc
Caùc router söû duïng ôû bieân maïng loõi khi löu löôïng lôùn, ngöôïc laïi,
khi löu löôïng thaáp, switch – router coù theå ñaûm nhaän luoân chöùc naêng
cuûa nhöõng router naøy.
Thaønh phaàn :
-
Caùc nuùt chuyeån maïch/ Router (IP/ATM hay IP/MPLS), caùc chuyeån
maïch keânh cuûa maïng PSTN, caùc khoái chuyeån maïch PLM nhöng ôû
maïng ñöôøng truïc, kyõ thuaät truyeàn taûi chính laø IP hay IP/ATM.
Coù caùc heä thoáng chuyeån maïch, heä thoáng ñònh tuyeán cuoäc goïi.
- 34 -
BAØI GIAÛNG NGN Chöông 2: Caáu truùc NGN
Chöùc naêng :
-
Lôùp truyeàn taûi trong caáu truùc maïng NGN bao goàm caû chöùc naêng
truyeàn daãn vaø chöùc naêng chuyeån maïch.
Lôùp truyeàn daãn coù khaû naêng hoã trôï caùc möùc QoS khaùc nhau cho
cuøng moät dòch vuï vaø cho caùc dòch vuï khaùc nhau. Noù coù khaû naêng löu
tröõ laïi caùc söï kieän xaûy ra treân maïng (kích thöôùc goùi, toác ñoä goùi, ñoä trì
hoaõn, tyû leä maát goùi vaø Jitter cho pheùp,… ñoái vôùi maïng chuyeån maïch
goùi; baêng thoâng, ñoä trì hoaõn ñoái vôùi maïng chuyeån maïch keânh TDM).
Lôùp öùng duïng seõ ñöa ra caùc yeâu caàu veà naêng löïc truyeàn taûi vaø noù seõ
thöïc hieän caùc yeâu caàu ñoù.
Phaàn truy nhaäp :
Lôùp vaät lyù :
-
Höõu tuyeán : Caùp ñoàng, xDSL hieän ñang söû duïng. Tuy nhieân trong
töông lai truyeàn daãn quang DWDM, PON (Passive Optical Network)
seõ daàn daàn chieám öu theá vaø thò tröôøng xDSL, modem caùp daàn daàn thu
heïp laïi.
Voâ tuyeán : thoâng tin di ñoäng - coâng ngheä GSM hoaëc CDMA, truy
nhaäp voâ tuyeán coá ñònh, veä tinh.
Lôùp 2 vaø lôùp 3 : Coâng ngheä IP seõ laøm neàn cho maïng truy nhaäp.
-
Thaønh phaàn :
-
Phaàn truy nhaäp goàm caùc thieát bò truy nhaäp ñoùng vai troø giao dieän ñeå
keát noái caùc thieát bò ñaàu cuoái vaøo maïng qua heä thoáng maïng ngoaïi vi
caùp ñoàng, caùp quang hoaëc voâ tuyeán.
Caùc thieát bò truy nhaäp tích hôïp IAD.
Thueâ bao coù theå söû duïng moïi kyõ thuaät truy nhaäp (töông töï, soá,
TDM, ATM, IP,…) ñeå truy nhaäp vaøo maïng dòch vuï NGN.
Chöùc naêng :
-
Nhö teân goïi, lôùp truy nhaäp cung caáp caùc keát noái giöõa thueâ bao
ñaàu cuoái vaø maïng ñöôøng truïc ( thuoäc lôùp truyeàn daãn) qua coång giao
tieáp MGW thích hôïp.
Maïng NGN keát noái vôùi haàu heát caùc thieát bò ñaàu cuoái chuaån vaø
khoâng chuaån nhö caùc thieát bò truy xuaát ña dòch vuï, ñieän thoaïi IP,
maùy tính PC, toång ñaøi noäi boä PBX, ñieän thoaïi POTS, ñieän thoaïi soá
- 35 -
BAØI GIAÛNG NGN Chöông 2: Caáu truùc NGN
ISDN, di ñoäng voâ tuyeán, di ñoäng veä tinh, voâ tuyeán coá ñònh, VoDSL,
VoIP, …
2.2 Lôùp truyeàn thoâng
Thaønh phaàn : Thieát bò ôû lôùp truyeàn thoâng laø caùc coång truyeàn thoâng
-
(MG– Media Gateway) bao goàm :
Caùc coång truy nhaäp : AG (Access Gateway) keát noái giöõa maïng loõi
vôùi maïng truy nhaäp, RG (Residental gateway) keát noái maïng loõi vôùi
maïng thueâ bao taïi nhaø.
Caùc coång giao tieáp : TG (Trunking Gateway) keát noái giöïa maïng loõi
vôùi maïng PSTN/ISDN, WG (Wireless Gateway) keát noái maïng loõi vôùi
maïng di ñoäng,...
Chöùc naêng :
-
Lôùp truyeàn thoâng coù khaû naêng töông thích caùc kyõ thuaät truy nhaäp
khaùc vôùi kyõ thuaät chuyeån maïch goùi IP hay ATM ôû maïng ñöôøng truïc.
Hay noùi caùch khaùc, lôùp naøy chòu traùch nhieäm chuyeån ñoåi caùc loaïi moâi
tröôøng ( chaúng haïn nhö PSTN, FramRelay, LAN, voâ tuyeán,…) sang
moâi tröôøng truyeàn daãn goùi ñöôïc aùp duïng treân maïng loõi vaø ngöôïc laïi.
Nhôø ñoù, caùc nuùt chuyeån maïch (ATM + IP) vaø caùc heä thoáng truyeàn
daãn seõ thöïc hieän chöùc naêng chuyeån maïch, ñònh tuyeán cuoäc goïi giöõa
caùc thueâ bao cuûa lôùp truy nhaäp döôùi söï ñieàu khieån cuûa caùc thieát bò
thuoäc lôùp ñieàu khieån.
2.3 Lôùp ñieàu khieån
Thaønh phaàn
-
Lôùp ñieàu khieån bao goàm caùc heä thoáng ñieàu khieån maø thaønh phaàn
chính laø Softswitch coøn goïi laø Media Gateway Controller hay Call
Agent ñöôïc keát noái vôùi caùc thaønh phaàn khaùc ñeå keát noái cuoäc goïi hay
quaûn lyù ñòa chæ IP nhö : SGW ( Signaling Gateway), MS (Media
Sever), FS (Feature Server), AS (Application Server).
- 36 -
BAØI GIAÛNG NGN Chöông 2: Caáu truùc NGN
Maïng vieãn thoâng
12 3
45 6
78 9
8 #
*
SS7
Softswitch
Signaling
Gateway
MGC / call
Media gateway
Agent
Maïng IP
Feature Server Media Server
Maïng khaùc
IBM Compatible
Hình 2-8 Caùc thaønh phaàn cuûa Softswitch
Theo MSF (MutiService Switching Forum), lôùp ñieàu khieån caàn
ñöôïc toå chöùc theo kieåu module vaø coù theå bao goàm moät soá boä ñieàu
khieån ñoäc laäp. Ví duï coù caùc boä ñieàu khieån rieâng cho caùc dòch vuï :
thoaïi / baùo hieäu soá 7, ATM / SVC, IP/MPLS, …
- 37 -
BAØI GIAÛNG NGN Chöông 2: Caáu truùc NGN
Caùc server ñaëc tính, Server öùng duïng,...
Caùc giao thöùc, giao dieän môû, API baùo hieäu/ IN tieâu chuaån
Lôùp öùng duïng
...
Boä ñieàu khieån Boä ñieàu khieån Boä ñieàu khieån
IP/ MPLS Voice/SS7 ATM/ SVC
Softswitch
Lôùp ñieàu
khieån
...
Video
TCP/IP Voice TDM FR ATM
Lôùp media
Caùc giao dieän logic vaø vaät lyù tieâu chuaån
Hình 2-9 Caáu truùc maïng chuyeån maïch ña dòch vuï.
Chöùc naêng
-
Lôùp ñieàu khieån coù nhieäm vuï keát noái ñeå cung caáp caùc dòch vuï thoâng
suoát töø ñaàu cuoái ñeán ñaàu cuoái vôùi baát kyø loaïi giao thöùc vaø baùo hieäu naøo.
Cuï theå , lôùp ñieàu khieån thöïc hieän :
Ñònh tuyeán löu löôïng giöõa caùc khoái chuyeån maïch.
Thieát laäp yeâu caàu, ñieàu chænh vaø thay ñoåi caùc keát noái hoaëc caùc
luoàng, ñieàu khieån saép xeáp nhaõn (label mapping) giöõa caùc giao dieän
coång.
Phaân boå löu löôïng vaø caùc chæ tieâu chaát löôïng ñoái vôùi moãi keát noái
(hay moãi luoàng) vaø thöïc hieän giaùm saùt ñieàu khieån ñeå ñaûm baûo QoS.
Baùo hieäu ñaàu cuoái töø caùc trung keá, caùc coång trong keát noái vôùi lôùp
media. Thoáng keâ vaø ghi laïi caùc thoâng soá veà chi tieát cuoäc goïi, ñoàng
thôøi thöïc hieän caùc caûnh baùo.
Thu nhaän thoâng tin baùo hieäu töø caùc coång vaø chuyeån thoâng tin naøy
ñeán caùc thaønh phaàn thích hôïp trong lôùp ñieàu khieån.
- 38 -
BAØI GIAÛNG NGN Chöông 2: Caáu truùc NGN
Quaûn lyù vaø baûo döôõng hoaït ñoäng cuûa caùc tuyeán keát noái thuoäc phaïm
vi ñieàu khieån. Thieát laäp vaø quaûn lyù hoaït ñoäng cuûa caùc luoàng yeâu caàu
ñoái vôùi chöùc naêng dòch vuï trong maïng. Baùo hieäu vôùi caùc thaønh phaàn
ngang caáp.
Caùc chöùc naêng quaûn lyù, chaêm soùc khaùch haøng cuõng ñöôïc tích hôïp
trong lôùp ñieàu khieån. Nhôø caùc giao dieän môû neân coù söï taùch bieät giöõa
dòch vuï vaø truyeàn daãn, ñieàu naøy cho pheùp caùc dòch vuï môùi ñöôïc ñöa
vaøo nhanh choùng vaø deã daøng.
2.4 Lôùp öùng duïng
Thaønh phaàn :
-
Lôùp öùng duïng goàm caùc nuùt thöïc thi dòch vuï SEN (Service Excution
Node), thöïc chaát laø caùc server dòch vuï cung caáp caùc öùng duïng cho
khaùch haøng thoâng qua lôùp truyeàn taûi.
Chöùc naêng :
-
Lôùp öùng duïng cung caáp caùc dòch vuï coù baêng thoâng khaùc nhau vaø ôû
nhieàu möùc ñoä. Moät soá loaïi dòch vuï seõ thöïc hieän laøm chuû vieäc thöïc hieän
ñieàu khieån logic cuûa chuùng vaø truy nhaäp tröïc tieáp tôùi lôùp öùng duïng, coøn
moät soá dòch vuï khaùc seõ ñöôïc ñieàu khieån töø lôùp ñieàu khieån nhö dòch vuï
thoaïi truyeàn thoáng. Lôùp öùng duïng lieân keát vôùi lôùp ñieàu khieån thoâng qua
caùc giao dieän môû API. Nhôø ñoù maø caùc nhaø cung caáp dòch vuï coù theå phaùt
trieån caùc öùng duïng vaø trieån khai nhanh choùng treân caùc dòch vuï maïng.
Moät soá ví duï veà caùc loaïi öùng duïng dòch vuï ñöôïc ñöa ra sau ñaây:
Caùc dòch vuï thoaïi
Caùc dòch vuï thoâng tin vaø noäi dung
VPN cho thoaïi vaø soá lieäu
Video theo yeâu caàu
Nhoùm caùc dòch vuï ña phöông tieän
Thöông maïi ñieän töû
Caùc troø chôi treân maïng thôøi gian thöïc.
……
- 39 -