Xu hướng phát triển ngn tại việt nam và đề xuất cấu trúc tổ chức mạng thế hệ mới ngn của vnpt

Đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu tổng quan mạng hệ sau_NGN Lời nói đầu Thế giới bớc vào kỷ nguyên thông tin bắt nguồn từ công nghệ, đa phơng tiện, biến động xà hội, toàn cầu hoá kinh doanh giải trí, phát triển ngày nhiều khách hàng sử dụng phơng tiện điện tử Biểu xa lộ thông tin Internet, phát triển minh hoạ sinh động cho động thái hớng tới xà hội thông tin Nền tảng cho xà hội thông tin phát triển cao dịch vụ viễn thông Mềm dẻo, linh hoạt gần gũi với ngời sử dụng mục tiêu hớng tới chúng Nhiều loại hình dịch vụ viễn thông đà đời đáp ứng nhu cầu thông tin ngày cao khách hàng Dịch vụ ngày đà có thay đổi so với dịch vụ truyền thống trớc (chẳng hạn nh thoại) Lu lợng thông tin gọi hoà trộn thoại phi thoại Lu lợng phi thoại liên tục gia tăng biến động nhiều Hơn gọi số liệu diễn khoảng thời gian tơng đối dài so với thoại thông thờng vài phút Chính điều đà gây áp lực cho mạng viễn thông thời, phải đảm bảo truyền tải thông tin tốc độ cao với giá thành hạ góc độ khác, đời dịch vụ đòi hỏi phải có công nghệ thực thi tiên tiến Việc chuyển đổi từ công nghệ tơng tự sang công nghệ số đà đem lại sức sống cho mạng viễn thông Tuy nhiên, loại hình dịch vụ đòi hỏi nhà khai thác phải đầu t nghiên cứu công nghệ viễn thông lĩnh vực mạng chế tạo thiết bị Cấu hình mạng hợp lí sử dụng công nghệ chuyển giao thông tin tiên tiến thử thách nhà khai thác nh sản xuất thiết bị Có thể khẳng định giai đoạn giai đoạn chuyển dịch công nghệ hệ cũ (chuyển mạch kênh) sang dần công nghệ hệ (chuyển mạch gói), điều không diễn hạ tầng sở thông tin mà diễn công ty khai thác dịch vụ, cách tiếp cận nhà khai thác hệ cung cấp dịch vụ cho khách hàng Đồ án tốt nghiệp Nghiên cøu tỉng quan m¹ng thÕ hƯ sau_NGN ” ý tëng đa mạng mạng viễn thông hệ sau đà đợc hÃng cung cấp thiết bị nhà khai thác đa từ cuối năm 90 kỷ Hiện nớc phát triển tiến hành nghiên cứu triển khai thành phần mạng hệ mới_NGN chuyển đổi bớc m¹ng trun thèng PSTN/ISDN tiÕn tíi NGN Ci cïng em xin chân thành cảm ơn thạc sĩ Dơng Trọng Lợng đà tận tình hớng dẫn em hoàn thành luận văn cao đẳng Em xin chân thành cảm ơn thầy cô khoa điện tử _ viễn thông trờng đại học Bách khoa Hà Nội đà truyền đạt kiÕn thøc quý b¸u suèt thêi gian häc tËp vừa qua Em xin chân thành cảm ơn trờng cao đẳng Phát truyền hình I đà tạo điều kiện häc tËp tèt nhÊt cho chóng em thêi gian qua Vì thời gian trình độ có hạn, chắn đề tài nhiều thiếu sót, em mong nhận đợc nhiều ý kiến đóng góp thầy cô Chơng II: Chức phần tử m¹ng thÕ hƯ míi Néi dung Néi dung chÝnh cđa đồ án đợc chia thànhh chơng: Chơng I: Tổ chức mạng viễn thông hệ Chơng II: Các phần tử chức phần tử mạng hệ Chơng III: Các giao thức báo hiệu hệ mới_NGN Chơng IV: Các công nghệ chuyển mạch áp dụng cho mạng hệ Chơng V: Mạng hệ công nghệ chuyển mạch mềm Chơng II: Chức phần tử mạng hệ Các mục lục hình vẽ Hình I.1 Xu hớng phát triển mạng dịch vụ Hình I.2 Xu hớng phát triển mạng dịch vụ Hình I.3 Sơ đồ mạng tơng lai (Mô hình Alcatel) Hình I.4 Các thành phần mạng hệ (Mô hình Alcatel) Hình I.5 Cấu trúc mạng hệ Ericsson Hình I.6 Cấu trúc mạng hệ (mô hình Siemens) Hình I.7 Cấu trúc mạng hệ Hình I.8 Cấu trúc mạng dịch vụ hệ Hình II.1 Cấu trúc mạng NGN Hình II.2 Cấu trúc mạng NGN đầy đủ Hình III.1 Cấu trúc H.323 thành phần H.323 Hình III.2 Báo hiệu thiết lập gọi mạng chuyển mạch gói PSTN H×nh III.3 ThiÕt lËp cuéc gäi H.323 H×nh III.4 H.323 cho thoại IP Hình III.5 Các chức giao thøc cđa hƯ thøc VoIP H×nh III.6 CÊu tróc cđa hệ thống SIP Hình III.7 Quan hệ MG MGC Hình III.8 Thiết lập gọi A B Hình III.9 Quan hệ H.323 Gateway v MGC, MG Hình III.10 Báo hiệu thiết lập gọi hai mạng H.323 MGCP Hình IV.1 Các xu hớng phát triển công nghệ mạng [ITU TSB] Hình IV.2 Xu hớng phát triển mạng dịch vụ Hình IV.3 Sơ đồ mô tả tơng ứng tầng dịch vụ TCP/IP với mô hình OSI Hình IV.4 Khuôn dạng gói IPv4 Hình IV.5 Khuôn dạng gói tin IPv6 Hình IV.6 Sự tơng ứng datagram frame H×nh IV.7 CÊu tróc TCP header H×nh IV.8 CÊu trúc UDP header Hình IV.9 Cấu trúc tế bào ATM Hình IV.11 Kết nối lớp ATM Hình IV.12 Bộ định tuyÕn MPLS Hình IV.13 Bộ định tuyến biên MPLS Hình IV.14 Nguyên tắc hoạt động MPLS Ch¬ng II: Chøc phần tử mạng hệ Hình H×nh H×nh H×nh H×nh H×nh V.1 V.2 V.3 V.4 V.5 V.6 KiÕn tróc m¹ng thÕ hƯ míi_NGN KiÕn tróc hƯ thống chuyển mạch mềm Thiết lập gọi Thành phần hệ thống chuyển mạch mềm Hoạt động chuyển mạch kênh truyền thống Hoạt động chuyển mạch mềm Chơng II: Chức phần tử mạng hệ Chơng I Tổ Chức mạng viễn thông hệ I Giới thiệu mạng viễn thông hệ (NGN) Khái niệm NGN NGN gì? Khái niệm mạng hệ ( NGN ) đợc xuất vào cuối năm 90 để đối mặt với số vấn đề lên viễn thông đợc đặc tính hoá nhiều nhân tố: mở cửa cạnh tranh nhà khai thác toàn cầu sở bÃi bỏ quy định lạc hậu thị trờng, khai thác lu lợng liệu đợc sử dụng internet, nhu cầu mạnh mẽ khách hàng dịch vụ đa phơng tiện, gia tăng nhu cầu ngời sử dụng di động Nó khái niệm đợc nhà thiết kế mạng sử dụng cho việc minh họa quan điểm họ mạng viễn thông tơng lai Tại thời điểm chu kỳ nghiên cứu năm 2000, khái niệm NGN mờ Các quan điểm khác NGN đợc biểu diễn nhóm nghiên cứu, nhà khai thác, nhà sản xuất, nhà cung cấp dịch vụ hội thảo, mong muốn tiến đến hiểu biết chung NGN thiết lập tiêu chuẩn cho NGN Đó nguyên nhân ITU đà định bắt đầu tiến trình tiêu chuẩn hoá NGN theo mô hình dự án nhóm nghiên cứu 13 chuẩn bị Tại họp SG 13 vào tháng 1/2002, vấn đề NGN lại lần đợc đề cập đến, tập trung vào mối quan hệ sở hạ tầng thông tin toàn cầu NGN Và thời điểm, Viện tiêu chuẩn Viễn thông Châu Âu thành lập nhóm nghiên cứu NGN với nhiệm vụ phải đề xuất chiến lợc chuẩn hoá họ lĩnh vực NGN Có thể định nghĩa cách khái quát mạng NGN nh sau: Mạng viễn thông hệ mạng có hạ tầng thông tin dựa công nghệ gói để triển khai nhanh chóng loại hình dịch vụ khác dựa hội tụ thoại số liệu, cố định di động Đặc điểm quan trọng mạng NGN cấu trúc phân lớp theo chức phân tán tiềm (intelligence) Chơng II: Chức phần tử mạng hệ mạng Chính điều đà làm cho mạng mềm hoá (progamable network) sử dụng rộng rÃi giao diện mở API để kiến tạo dịch vụ mà không phụ thuộc nhiều vào nhà cung cấp thiết bị khai thác mạng Lý xây dựng NGN Đứng quan điểm nhà khai thác dịch vụ, lý dẫn tới mạng hệ NGN Giảm thời gian tung thị trờng cho công nghệ dịch vụ (ví dơ tèi u ho¸ chu kú sư dơng cđa c¸c thành phần mạng) Thuận tiện cho nhà cung cấp thiết bị, nhà cung cấp mạng, hay cho nhà phát triển phần mềm (mềm dẻo việc nhập phần mềm từ nhiều nguồn khác nhau) Giảm độ phức tạp vận hành việc cung cấp hệ thống phân chia theo khối đà đợc chuẩn hoá Hỗ trợ phơng thức phân chia mạng chung thành mạng ảo riêng rẽ mặt logic II So sánh mạng NGN mạng PSTN Điện thoại truyền thống Mạng điện thoại công cộng (Public Switched Telephone Network PSTN) mạng truyền thông dựa tảng kỹ thuật chuyển mạch kênh (Circuit Switching) Chuyển mạch kênh phơng pháp truyền thông kênh truyền dẫn dành riêng đợc thiết lập hai thiết bị đầu cuối thông qua hay nhiều nút chuyển mạch trung gian Dòng thông tin truyền kênh dòng bit truyền liên tục theo thời gian Băng thông kênh dành riêng đợc đảm bảo cố định trình liên lạc (64Kbps mạng điện thoại PSTN), độ trễ thông tin nhỏ cỡ thời gian truyền thông tin kênh (propagation time) Mạng hệ (Next Generation Network NGN) đợc hiểu mạng dựa mạng chuyển mạch gói (Packet Switching Network) nơi mà chuyển mạch gói phần tử truyền thống (nh định tuyến, chuyển mạch cổng) đợc phân biệt cách logic vật lý (physical) theo khả điều khiển thông minh dịch vụ gọi Khả điều khiển thông minh thờng hỗ trợ cho tất loại hình dịch vụ Chơng II: Chức phần tử mạng hệ mạng truyền thông chuyển mạch gói, bao gồm dịch vụ từ dịch vụ thoại (basic voice telephony services) đến dịch vụ liệu, hình ảnh, đa phơng tiện, băng rộng tiến tiến (advanced broadband), ứng dụng quản lý management application, đợc hiểu kiểu khác dịch vụ mà NGN cung cấp Đặc điểm mạng chuyển mạch gói sử dụng hệ thống lu trữ truyền (store-and-forward system) nút mạng Thông tin đợc chia thành phần nhỏ (gọi gói), gói đợc thêm thông tin điều khiển cần thiết cho trình truyền nh địa nơi gửi, địa nơi nhận Các gói thông tin đến nút mạng đợc xử lý lu trữ thời gian định đợc truyền đến nút cho việc sử dụng kênh có hiệu cao Trong mạng chuyển mạch gói kênh dành riêng đợc thiết lập, băng thông kênh logic hai thiết bị đầu cuối thờng không cố định, độ trễ thông tin lớn mạng chuyển mạch kênh Tuy nhiên nhờ sử dụng số giao thøc míi kÕt hỵp víi chång giao thøc TCP/IP cho phép thực gọi qua mạng chuyển mạch gói u việt hẳn so với điện thoại truyền thống So sánh dạng chuyển mạch: Chuyển mạch kênh Chuyển mạch gói Thời gian kết nối Ngắn cố định (ngoại trừ dùng vệ tinh): 0- ms Trung bình biến thiên 10ms- s Hiệu suất sử dụng đờng truyền Từ thấp đến trung bình Cao Chống sai lÇm Xư lý sai nhÇm ngêi sư dơng Xử lý sai nhầm mạng Thông tin chiều Cã Cã - VỊ cÊu tróc Kh«ng Cã - VỊ tốc độ bit Không Có Chuyển mạch kênh Chuyển mạch gói Khả thay đổi Chơng II: Chức phần tử mạng hệ Chuyển mạch kênh Chuyển mạch gói Nhu cầu nhớ đờng truyền Không cần dùng nhớ Bộ nhớ tốc độ cao, dung lợng thấp ứng dụng Điện thoại, Telex cỉ ®iĨn, trun sè liƯu Trun sã liƯu III CÊu trúc tổ chức mạng hệ (NGN) Nguyên tắc tổ chức mạng hệ Mạng hệ đợc tổ chức dựa nguyên tắc sau : Đáp ứng nhu cầu cung cấp loại hình dịch vụ viễn thông phong phú đa dạng, đa dịch vụ, đa phơng tiện Mạng có cấu trúc đơn giản Nâng cao hiệu sử dụng, chất lợng mạng lới giảm thiểu chi phí khai thác bảo dỡng Dễ dàng mở rộng dung lợng, phát triển dịch vụ Độ linh hoạt tính sẵn sàng cao, lùc tån t¹i m¹nh  ViƯc tỉ chøc m¹ng dùa số lợng thuê bao theo vùng địa lý nhu cầu phát triển dịch vụ, không tổ chức theo địa bàn hành mà tổ chức theo vùng mạng hay vùng lu lợng Các nhu cầu cung cấp dịch vụ viễn thông loại dịch vụ viễn thông hệ đợc chia thành nhóm bao gồm : - Các dịch vụ - Các dịch vụ giá trị gia tăng - Các dịch vụ truyền số liệu, Internet công nghệ thông tin - Đa phơng tiện Xu hớng tổ chức mạng có cấu trúc đơn giản, giảm số cấp chuyển mạch chuyển tiếp truyền dẫn nhằm nâng cao hiệu sử dụng, chất lợng mạng lới giảm thiểu chi phí khai thác bảo dỡng Chơng II: Chức phần tử mạng hệ Trên sở nguyên tắc tổ chức nh vậy, phơng thức xây dựng, phát triển mạng hệ NGN cã thĨ chia thµnh hai khuynh híng nh sau : a Phát triển dịch vụ sở mạng tiến tới phát triển mạng NGN (Hình I.1) Đây xu hớng nơi có : - Mạng viễn thông đà phát triển đại hoá - Các dịch vụ đà phát triển sở mạng có - Có nhu cầu phát triển dịch vụ Mạng NGN đợc phát triển theo nhu cầu dịch vụ sở mạng Các dịch vụ phát triển Các dịchmạng vụ phát triển tạị mạng hệ Sự phát triển dịch vụ Các dịch vụ mạng Sự phát triển mạng Hình I.1 Xu hướng phát triển mạng dịch vụ