mạng ngn và các dịch vụ trên ngn

Chuyên Đề Mạng Viễn Thông Đề tài: Dịch Vụ Trong Mạng NGN LỜI NÓI ĐẦU o0o Không ngừng lớn mạnh cùng thời gian, ngành viễn thông Việt Nam đã và đang cung cấp ngày càng nhiều loại hình dịch vụ viễn thông tới người dân với cả chất lượng và số lượng không ngừng được cải thiện. Trong đà phát triển đó, để đáp ứng ngày càng tốt hơn nhu cầu thông tin của xã hội trong thời đại bùng nổ thông tin, khi mà một loạt các hạ tầng viễn thông cũ tỏ ra không phù hợp hay quá tải, VNPT đã xây dựng đề án triển khai xây dựng mạng thế hệ mới NGN tại Việt Nam. NGN là mạng thế hệ sau không phải là mạng hoàn toàn mới, nó được phát triển từ tất cả các mạng cũ. NGN có khả năng làm nền tảng cho việc triển khai nhiều loại hình dịch vụ mới trong tương lai một các nhanh chóng, không phân biệt ranh giới các nhà cung cấp dịch vụ (dịch vụ độc lập với hạ tầng mạng) nhờ các đặc điểm: băng thông lớn, tương thích đa nhà cung cấp thiết bị, tương thích với các mạng cũ… Đồng hành với xây dựng mạng NGN, một loạt các dịch vụ với các kiến trúc khác nhau cũng dần được triển khai nhằm cung cấp nhiều dịch vụ tiện ích cho người dùng. Với sự ham muốn nắm bắt công nghệ về NGN Chúng Em đã quyết định lựa chọn đề tài chuyên đề là “Mạng NGN và các dịch vụ trên NGN”. Đồ án được trình bày trong 3 chương với nội dung cụ thể:  Chương 1: Tổng quan về mạng NGN  Chương 2: Các dịch vụ trong mạng NGN  Chương 3: Dịch vụ trên NGN của VNPT Do giới hạn về thời gian và kiến thức thực tế nên chúng Em không thể tránh khỏi nhiều thiếu sót. Chúng Em rất mong nhận được nhiều sự góp ý từ các thày cô và các bạn. Xin chân thành cám ơn! Hà Nội - Tháng 8 - 2011 1 Chuyên Đề Mạng Viễn Thông Đề tài: Dịch Vụ Trong Mạng NGN CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ MẠNG NGN 1.1 Định nghĩa Mạng viễn thông thế hệ mới có nhiều cách gọi khác nhau như Mạng đa dịch vụ, Mạng hội tụ, Mạng phân phối hay mạng nhiều lớp. Cho tới nay các tổ chức và các nhà cung cấp thiết bị viễn thông trên thế giới rất quan tâm đến NGN nhưng vẫn chưa có một định nghĩa rõ ràng. Do vậy ta chỉ có thể tạm định nghĩa NGN như sau: “ NGN là 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, là sự hội tụ giữa thoại và dữ liệu, giữa cố định và di động.” 1.2 Đặc điểm mạng NGN NGN có 4 đặc điểm chính:  Nền tảng là hệ thống mở.  NGN là do mạng dịch vụ thúc đẩy nhưng các dịch vụ trên NGN phải độc lập với mạng lưới.  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 ngày càng tăng và có đủ dung lượng để đáp ứng nhu cầu. Hình 1.1: Topo mạng thế hệ sau NGN Trong NGN giao thức IP thực tế đã trở thành giao thức ứng dụng vạn năng được áp dụng làm cơ sở cho mạng đa dịch vụ. Hiện tại mặc dù vẫn còn gặp nhiều khó 2 Chuyên Đề Mạng Viễn Thông Đề tài: Dịch Vụ Trong Mạng NGN khăn so với mạng chuyển mạch kênh về khả năng hỗ trợ lưu lượng thoại và cung cấp chất lượng dịch vụ đảm bảo cho số liệu, nhưng với tốc độ thay đổi nhanh chóng nhiều công nghệ mới đang được áp dụng sẽ sớm khắc phục điều này trong tương lai gần. 1.2.1 Các yếu tố thúc đẩy tiến tới NGN 1.2.1.1 Cải thiện chi phí đầu tư Công nghệ chuyển mạch kênh truyền thống chậm thay đổi so với sự thay đổi nhanh chóng của công nghệ máy tính. Các chuyển mạch kênh chiếm phần lớn trên mạng PSTN nhưng không thực sự tối ưu cho truyền số liệu. Trong khi đó nhu cầu trao đổi thông tin giữa mạng PSTN và mạng Internet ngày càng tăng, do đó xuất hiện nhu cầu xây dựng hệ thống chuyển mạch tương lai dựa trên công nghệ hoàn toàn gói cho cả thoại và dữ liệu. Các giao diện mở tại mỗi lớp cho phép lựa chọn linh hoạt nhà cung cấp thiết bị. Truyền tải dựa trên gói cho phép phân bổ băng tần hiệu quả và linh hoạt. Nhờ đó giúp nhà khai thác quản lý dễ dàng, nâng cấp một cách hiệu quả phần mềm tại các nút điều khiển, dễ dàng triển khai dịch vụ mới mà không cần thay đổi mạng qua đó giúp giảm chi phí vận hành khai thác mạng. 1.2.1.2 Xu thế đổi mới viễn thông Trong vòng hội nhập kinh tế thế giới xu thế hội nhập cũng diễn ra mạnh mẽ trong viễn thông. Cạnh tranh ngày càng khốc liệt khi thế giới buộc các chính phủ phải mở của thị trường viễn thông. Hình 1.2: Mô hình kết nối trong NGN Để thích ứng với xu thế đó, đáp ứng được khả năng cung cấp loại hình dịch vụ cho nhiều dạng khách hàng thì yêu cầu hệ thống mạng phải có độ mở cao để có thể kết 3 Chuyên Đề Mạng Viễn Thông Đề tài: Dịch Vụ Trong Mạng NGN nối nhiều nhà cung cấp dịch vụ với nhau. Với yêu cầu này các mạng cũ không thể thực hiện được trong khi đó NGN thích ứng rất tốt với đòi hỏi này nhờ một cấu trúc mở hợp lý. 1.2.1.3 Các doanh thu mới Dự báo hiện nay cho thấy doanh thu từ thoại gần như đạt mức bão hoà và không thể tăng thêm được nữa. Trong khi đó doanh thu từ các dịch vụ giá trị gia tăng ngày càng tăng, xu hướng sẽ vượt doanh thu từ thoại trong tương gần. Trước viễn cảnh đó nhiều nhà cung cấp, khai thác viễn thông không thể bỏ qua cơ hội tăng doanh thu này. Do vậy việc phát triển một mạng mới để đáp ứng tất cả các dịch vụ gia tăng hiện có cũng như những nhu cầu dịch vụ mới trong tương lai là không thể không làm. Tất cả các điều trên cho thấy sự phát triển mạng viễn thông lên NGN là một điều thiết yếu và cần thiết cho cuộc sống cũng như sự tồn tại của các nhà khai thác cung cấp dịch vụ viễn thông. 1.2.2 Yêu cầu để phát triển NGN Trước hết các nhà khai thác dịch vụ viễn thông phải xem xét mạng TDM mà họ đã tốn rất nhiều chi phí đầu tư để quyết định xây dựng một NGN xếp chồng hay thậm chí thay thế các tổng đài truyền thống bằng những chuyển mạch công nghệ mới sau này. Các nhà khai thác cần tìm ra phương pháp cung cấp các dịch vụ mới cho khách hàng của họ trong thời kỳ quá độ trước khi các mạng của họ chuyển sang NGN một cách đầy đủ. Vấn đề lớn nhất cần nhắc tới là phải hỗ trợ dịch vụ thoại qua IP và hàng loạt các dịch vụ giá trị tăng khác trong khi cơ chế “best effort: phân phối các gói tin không còn đủ đáp ứng nữa. Một thách thức căn bản nữa là mở rộng mạng IP theo nhiều hướng, nhiều khả năng cung cấp dịch vụ trong khi vẫn giữ được ưu thế của mạng IP. Một khía cạnh khác là quy mô mạng phải đủ lớn để cung cấp cho khách hàng nhằm chống lại hiện tượng tắc nghẽn cổ chai trong lưu lượng của mạng lõi. Việc tăng số lượng các giao diện mở cũng làm tăng nguy cơ mất an ninh mạng. Do đó đảm bảo an toàn thông tin mạng chống lại sự xâm nhập trái phép từ bên ngoài trở thành vấn đề sống còn của các nhà khai thác mạng. Vấn đề cũng không kém phần quan trọng là các giải pháp quản lý thích hợp cho NGN trong môi trường đa nhà khai thác, đa dịch vụ. Mặc dù còn mất nhiều thời gian và công sức trước khi hệ thống quản lý mạng được triển khai nhưng mục tiêu này vẫn có giá trị và sẽ mang lại nhiều lợi ích như giảm chi phí khai thác, dịch vụ đa dạng. Một vấn đề quang trọng nữa khi triển khai NGN là các công nghệ áp dụng trên mạng lưới phải sẵn sàng : 4 Chuyên Đề Mạng Viễn Thông Đề tài: Dịch Vụ Trong Mạng NGN • Về công nghệ truyền dẫn: phải phát triển các cộng nghệ truyền dẫn quang SDH, WDM hay DWDM với khả năng hoạt động mềm dẻo linh hoạt, thuận tiện cho khai thác và điều hành quản lý. • Về công nghệ truy nhập: phải đa dạng hoá các dạng truy nhập cả vô tuyến và hữu tuyến. Tích cực phát triển và hoàn thiện để đem vào ứng dụng rộng rãi các công nghệ truy nhập tiên tiến như truy nhập quang, truy nhập WLAN, truy nhập băng rộng, đặc biệt là triển khai rộng truy nhập ADSL và hệ thống di động 3G. • Về công nghệ chuyển mạch: Mặc dù có nhiều tranh luận về việc lựa chọn công nghệ nào cho NGN trong các công nghệ IP, ATM, ATM/IP hay MPLS, song có thể nói chuyển mạch gói sẽ là sự lựa chọn trong NGN. Gần đây với sự hoàn thiện về nghiên cứu công nghệ MPLS sẽ hứa hẹn là công nghệ chuyển mạch chủ đạo trong NGN. Bên cạnh đó một công nghệ khác là chuyển mạch quang cũng đang được nghiên cứu, hy vọng sẽ sớm được ứng dụng trong thực tế. 1.3 Mô hình NGN của các tổ chức trên thế giới Trên thế giới có nhiều tổ chức khác nhau về viễn thông, mỗi tổ chức lại đưa ra các bộ tiêu chuẩn riêng cho mình, do vậy khi phát triển NGN cũng có nhiều ý tưởng khác nhau được đưa ra bởi nhiều tổ chức khác nhau. 1.3.1 Mô hình của ITU Cấu trúc mạng thế hệ sau NGN nằm trong mô hình cấu trúc thông tin toàn cầu GII (Global information infrastructure) do ITU đưa ra. Mô hình này gồm 3 lớp chức năng sau: - Các chức năng ứng dụng. - Các chức năng trung gian bao gồm: • Chức năng điều khiển dịch vụ • Chức năng quản lý - Các chức năng cơ sở bao gồm: • Các chức năng mạng (gồm chức năng truyền tải và chức năng điều khiển) • Các chức năng lưu trữ và xử lý • Các chức năng giao tiếp người – máy 5 Chuyên Đề Mạng Viễn Thông Đề tài: Dịch Vụ Trong Mạng NGN Hình 1.3: Các chức nămg GII và mối quan hệ của chúng 1.3.2 Một số hướng nghiên cứu của IETF Theo IETF cấu trúc của hạ tầng mạng thông tin toàn cầu sử dụng giao thức cơ sở IP cần có mạng truyền tải toàn cầu sử dụng giao thức IP với bất cứ công nghệ lớp nào. Nghĩa là IP cần có khả năng truyền tải với các truy nhập và đường trục có giao thức kết nối khác nhau. - Đối với mạng truy nhập trung gian, IETF có IP trên mạng truyền tải cáp và IP với môi trường không gian. - Đối với mạng đường trục, IETF có hai giao thức chính là IP trên ATM với mạng quang phân cấp số đồng bộ SONET/SDH và IP với giao thức điểm nối điểm PPP với SONET/SDH Mô hình IP over ATM xem IP như một lớp trên lớp ATM và định nghĩa các mạng con IP trên nền mạng ATM. Phương thức tiếp cận này cho phép IP và ATM hoạt động với nhau mà không cần thay đổi giao thức. Tuy nhiên phương thức này không tận dụng hết khả năng của ATM và không thích hợp với mạng nhiều router vì không đạt hiệu quả cao. IETF cũng là tổ chức đưa ra nhiều tiêu chuẩn về MPLS. MPLS là kết quả phát triển IP Switching sử dụng cơ chế hoán đổi nhãn như ATM để truyền gói tin mà không cần thay đổi các giao thức định tuyến của IP. 1.3.3 Mô hình của MSF MSF (diễn đàn về chuyển mạch đa dịch vụ) đưa ra mô hình cấu trúc mạng chuyển mạch đa dịch vụ bao gồm các lớp: - Lớp thích ứng 6 Chuyên Đề Mạng Viễn Thông Đề tài: Dịch Vụ Trong Mạng NGN - Lớp chuyển mạch - Lớp điều khiển - Lớp ứng dụng Lớp quản lý đặc biệt liên quan đến 3 lớp: thích ứng, chuyển mạch và điều khiển. Về cấu trúc chuyển mạch đa dịch vụ có một số lưu ý: - Lớp quản lý là một lớp đặc biệt xuyên suốt các lớp thích ứng chuyển mạch và điều khiển. - Cần phân biệt chức năng quản lý với chức năng điều khiển - Lớp điều khiển có nhiệm vụ kết nối để cung cấp các dịch vụ thông suốt từ đầu cuối tới đầu cuối với bất cứ loại giao thức và báo hiệu nào. Hình 1.4: Cấu chúc mạng chuyển mạch đa dịch vụ 1.3.4 Mô hình của TINA TINA (Telecommunication information network architecture consortium - hiệp hội nghiên cứu cấu trúc mạng viễn thông) có mô hình mạng bao gồm các lớp mạng như sau: - Lớp truy nhập - Lớp truyền dẫn và chuyển mạch (truyền tải) 7 Chuyên Đề Mạng Viễn Thông Đề tài: Dịch Vụ Trong Mạng NGN - Lớp điều khiển và quản lý Các kết quả nghiên cứu của TINA tập trung vào lớp điều khiển và quản lý. Hình 1.5: Mô hình kết nối với các mạng đang tồn tại 1.3.5 Mô hình của ETSI ETSI vẫn đang tiếp tục thảo luận về mô hình cấu trúc mạng thế hệ sau NGN. Với mục tiêu cung cấp tất cả các dịch vụ viễn thông truyền thống và các dịch vụ viễn thông mới bao gồm: PSTN/ISDN, X25, FR, ATM, IP, GSM, GPRS, IMT2000… ETSI phân chia nghiên cứu cấu trúc mạng theo các lĩnh vực - Lớp truyền tải trên cơ sở công nghệ quang - Công nghệ gói trên cơ sở mạng lõi dung lượng cao trên nền IP/ATM - Điều khiển trên nền IP - Dịch vụ và ứng dụng trên nền IP - Quản lý trên cơ sở IT và IP Theo phân lớp của ETSI thì NGN có 5 lớp chức năng. Các ứng dụng đối với khách hàng từ nhà khai thác mạng thông qua các giao diện dịch vụ. Các giao diện dịch 8 Chuyên Đề Mạng Viễn Thông Đề tài: Dịch Vụ Trong Mạng NGN vụ được phân thành 4 loại: giao diện dịch vụ thoại, giao diện dịch vụ số liệu, giao diện dịch vụ tính cước và giao diện dịch vụ chỉ dẫn. Hình 1.6: Cấu trúc chức năng mạng NGN theo ETSI Cấu trúc NGN theo ETSI bao gồm 4 lớp: - Lớp kết nối - Lớp điều khiển và ứng dụng truyền thông - Lớp các ứng dụng và nội dung - Lớp quản lý 9 Chuyên Đề Mạng Viễn Thông Đề tài: Dịch Vụ Trong Mạng NGN Hình 1.7: Cấu trúc mạng NGN theo ETSI Trong mô hình này thì lớp kết nối bao gồm cả truy nhập và lõi cùng với các cổng trung gian, nghĩa là lớp kết nối theo cấu trúc này bao gồm toàn bộ các thành phần vật lý (các thiết bị trên mạng). Lớp quản lý là một lớp đặc biệt – khác với lớp điều khiển. Theo thể hiện nó có tính năng xuyên suốt nhằm quản lý 3 lớp còn lại. Hiện tại mô hình này vẫn đang được các nhóm của ETSI tiếp tục thảo luận 1.4 Cấu trúc NGN 1.4.1 Cấu trúc chức năng Nhìn chung NGN vẫn là một xu hướng mới mẻ do vậy chưa có một khuyến nghị chính thức nào được công bố rõ ràng để làm tiêu chuẩn về cấu trúc NGN, song dựa vào mô hình mà một số tổ chức và các hãng xây dựng ta có thể tạm hiểu cấu trúc NGN chức năng như sau: - Lớp kết nối (truy nhập và truyền dẫn/ở phần lõi) - Lớp trung gian hay lớp truyền thông (Media) - Lớp điều khiển - Lớp quản lý 10 [...]... của các dịch vụ mới phức tạp hơn bằng cách xây dựng một lõi liên hệ với các dịch vụ truyền tải truyền thống Thêm vào đó, việc hợp nhất các ứng dụng NGN làm giảm chi phí bằng cách loại bỏ các nhược điểm của các dịch vụ riêng lẻ hiện nay NGN còn giảm thời gian thương mại hóa và xoay vòng vốn nhanh hơn khi cung cấp các dịch vụ mới Và sau cùng, NGN mở rộng các dịch vụ tiên tiến, tăng khả năng cạnh tranh và. .. quản lý và điều khiển của NGN Mặc dù các dịch vụ mới là động lực chính tạo ra NGN, nhưng lợi nhuận của NGN trong giai đoạn đầu vẫn do các dịch vụ truyền thống mang lại Do đó, các dịch vụ truyền thống được trang trải cho mạng, trong khi các dịch vụ mới phục vụ cho sự phát triển sau này Hầu hết các dịch vụ truyền thống là các dịch vụ dựa trên cơ sở truy nhập/ truyền dẫn/ định tuyến/ chuyển mạch, dựa trên. .. platforms), …  Các dịch vụ trung gian như: môi giới, bảo mật, bản quyền,…  Các dịch vụ ứng dụng cụ thể như: các ứng dụng thương mại, các ứng dụng thương mại điện tử,…  Các dịch vụ cung cấp nội dung mà nó có thể cung cấp hoặc môi giới nội dung thông tin như: đào tạo, các dịch vụ xúc tiến thông tin,  Các dịch vụ interworking dùng để tương tác với các dịch vụ khác, các ứng dụng khác, các mạng khác, các giao... bộ các phương thức truy nhập, hầu hết các công nghệ và ứng dụng mới Từ đó tạo ra nhiều dịch vụ mơi Hình 2.2: Cấu trúc NGN dạng modun Có ba loại dịch vụ chủ yếu trong NGN: dịch vụ thời gian thực và thời gian không thực, dịch vụ nội dung, dịch vụ quản lý Các dịch vụ này giúp cho các nhà khai thác có sự điều khiển, bảo mật và độ tin cậy tốt hơn đồng thời giảm chi phí vận hành Nhờ đó, các nhà cung cấp dịch. .. khả năng kết nối/ tài nguyên và điều khiển phiên, và các dịch vụ giá trị gia tăng khác NGN có khả năng cung cấp phạm vi rộng các loại hình dịch vụ, bao gồm:  Các dịch vụ tài nguyên chuyên dụng như: cung cấp và quản lý các bộ chuyển mã, các cầu nối hội nghị đa phương tiện đa điểm, các thư viện nhận dạng tiếng nói,…  Các dịch vụ lưu trữ và xử lý như: cung cấp và quản lý các đơn vị lưu trữ thông tin... phí thời gian và 27 Chuyên Đề Mạng Viễn Thông Đề tài: Dịch Vụ Trong Mạng NGN tài nguyên mạng Với các dịch vụ trên nền mạng, khách hàng có thể truy nhập vào các dịch vụ của họ bất kể từ vị trí nào Cuối cùng, các vấn đề khách hàng quan tâm như tính cước, quản lý cấu hình, dự phòng và các dạng quản lý khác được xử lý dễ dàng hơn đối với các dịch vụ trên nền mạng NGN sẽ cho phép các nhà khai thác... cách xem xét các xu hướng công nghiệp liên quan đến dịch vụ hiện nay Một điều chắc chắn là chúng ta đang dịch chuyển từ mạng chuyển mạch kênh, trên nền TDM sang mạng dựa trên chuyển mạch gói, dựa trên truyền tải tế bào hay khung Tuy nhiên các thay đổi này là trong mạng truyền tải và ở đây chúng ta chỉ xem xét ở mức dịch vụ Các nhà cung cấp dịch vụ mạng truyền thống đã cung cấp các dịch vụ với khuynh... nhiều ưu điểm Với một số nhỏ các dịch vụ đơn giản không yêu cầu làm việc giữa khách hàng với nhau, các dịch vụ trên nền CPE có thể hiệu quả Tuy nhiên, khi số lượng khách hàng làm việc với nhau tăng, các dịch vụ trên nền mạng tỏ ra có nhiều lợi thế hơn Ví dụ, các ứng dụng trên nền mạng linh hoạt hơn và có khả năng mở rộng hơn so với các dịch vụ trên nền CPE Với các ứng dụng trên nền CPE, thiết bị CPE cần... Mạng NGN trên một thị trường rộng lớn giữa các thuê bao đầu cuối, với các khả năng sử dụng các dịch vụ giá trị gia tăng khác nhau Dù sao, các dịch vụ này đã làm thay đổi nhanh chóng đến nền kinh tế thế giới và thông tin cũng được xem như một nguồn tài nguyên cơ sở Trong khi các dịch vụ hiện tại vẫn được các nhà cung cấp giữ lại, thì khách hàng lại sẽ hướng đến các dịch vụ đa phương tiện băng rộng và các. .. hữu tuyến và vô tuyến, dữ liệu, video,… bằng cách sử dụng chung một lớp truyền tải gói Các lớp dịch 26 Chuyên Đề Mạng Viễn Thông Đề tài: Dịch Vụ Trong Mạng NGN vụ của NGN linh hoạt, chi phí hiệu quả và có khả năng mở rộng hơn đối với các dịch vụ trước đây 2.2 Nhu cầu NGN của các nhà cung cấp dịch vụ Mạng Internet đang xử lý khá tốt tất cả các dịch vụ chúng ta yêu cầu Giải pháp của mạng Internet . định và di động.” 1.2 Đặc điểm mạng NGN NGN có 4 đặc điểm chính:  Nền tảng là hệ thống mở.  NGN là do mạng dịch vụ thúc đẩy nhưng các dịch vụ trên NGN phải độc lập với mạng lưới.  NGN là mạng. biệt giữa dịch vụ và truyền dẫn, điều này cho phép các dịch vụ mới được đưa vào nhanh chóng và dễ dàng. Lớp ứng dụng Lớp này gồm các nút thực thi dịch vụ ( thực chất là các server dịch vụ) cung. nội dung cụ thể:  Chương 1: Tổng quan về mạng NGN  Chương 2: Các dịch vụ trong mạng NGN  Chương 3: Dịch vụ trên NGN của VNPT Do giới hạn về thời gian và kiến thức thực tế nên chúng Em không