GIỚI THIỆU VỀ MẠNG NGN
Khái niệm về mạng NGN
Khái niệm NGN (mạng thế hệ sau) xuất hiện vào cuối những năm 90 của thế kỉ trước để đáp ứng: sự cạnh tranh giữa những nhà khai thác mạng viễn thông Sự bùng nổ lưu lượng thông tin số, ví dụ như gia tăng sử dụng Internet, sự gia tăng nhu cầu của người sử dụng di động
Cho tới 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 nghiên cứu về chiến lược phát triển NGN, nhưng vẫn chưa có một 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 chi tiết về mạng thế hệ sau, nhưng nó là một định nghĩa tương đối chung nhất về NGN.
Có thể định nghĩa một cách khái quát mạng NGN như sau:
Mạng viễn thông thế hệ sau (NGN – Next Generation Network) là mạng chuyển mạch gói có khả năng cung cấp các dịch vụ viễn thông và tạo ra ứng dụng băng thông rộng, các công nghệ truyền tải đảm bảo chất lượng dịch vụ và trong đó các chức năng dịch vụ độc lập với các công nghệ truyền tải liên quan Nó cho phép truy nhập không giới hạn tới mạng và là môi trường cạnh tranh giữa các nhà cung cấp dịch vụ trên các kiểu dịch vụ cung cấp Nó hỗ trợ tính di động toàn cầu cho các dịch vụ cung cấp tới người sử dụng sao cho đồng nhất và đảm bảo.
Mạng viễn thông thế hệ sau là sự tích hợp mạng thoại PSTN, chủ yếu dựa trên kĩ thuật TDM, với mạng chuyển mạch gói, dựa trên kĩ thuật IP/ATM Nó có thể truyền tải tất cả các dịch vụ vốn có của PSTN, đồng thời có thể nhập một lượng dữ liệu rất lớn vào mạng IP Những khả năng và ưu điểm của NGN bắt nguồn từ sự tiến bộ của công nghệ thông tin và các ưu điểm của công nghệ chuyển mạch gói và truyền dẫn quang băng rộng.
Hình 1.1 Sự hội tụ giữa thoại và số liệu, cố định và di động trong mạng thế hệ sau
Tuy nhiên, NGN không chỉ đơn thuần là sự hội tụ giữa thoại và dữ liệu mà nó còn là sự hội tụ giữa truyền dẫn quang và công nghệ gói, giữa mạng cố định và di động Và vấn đề hiện nay là làm thế nào để khai thác được lợi thế từ sự hội tụ này. Mạng NGN được xây dựng mà có thể phục vụ mọi loại dịch vụ: thoại, số liệu, đa phương tiện Trong mạng NGN, tách chức năng xử lý cuộc gọi ra khỏi thiết bị chuyển mạch vật lý và kết nối chúng thông qua một loạt các giao thức chuẩn Với chức năng chuyển mạch vật lý do cơ sở hạ tầng mạng đảm nhiệm Còn các chức năng điều khiển kết nối, xử lý cuộc gọi do bộ phận trung tâm đảm nhiệm gọi là Softswitch.
NGN dựa trên mạng xương sống là mạng chuyển mạch gói với nền tảng mạng IP/ATM hay MPLS, tích hợp trên các công nghệ truy nhập khác nhau như cáp quang, vô tuyến, cáp đồng trục. Đặc điểm quan trọng của mạng NGN là cấu trúc phân lớp theo chức năng và phân tán các tiềm năng trên mạng Chính điều này đã làm cho mạng trở nên mềm(programmable network) và sử dụng rộng rãi các giao diện mở API để kiến tạo các dịch vụ mà không phụ thuộc nhiều vào các nhà cung cấp thiết bị và khai thác mạng.
Những đặc điểm cơ bản của NGN
Thuật ngữ NGN nói chung được dùng để đưa ra một tên gọi cho các thay đổi về hạ tầng cung cấp dịch vụ đã được khởi xướng ở lĩnh vực viễn thông và công nghệ IT.
Mạng thế hệ sau NGN là mạng trên cơ sở mạng gói có khả năng cung cấp dịch vụ kể cả dịch vụ viễn thông và có thể sử dụng dải băng tần rộng đa kênh, công nghệ truyền tải cho phép sử dụng QoS và các chức năng liên quan tới dịch vụ độc lập với các kỹ thuật liên quan tới truyền tải cơ bản Mạng này tạo cơ hội cho người sử dụng truy cập không hạn chế tới các nhà cung cấp dịch vụ khác Mạng hỗ trợ tính linh hoạt phổ biến cho phép cung cấp chắc chắn và rộng rãi dịch vụ cho người sử dụng.
NGN có những đặc điểm nổi bật như sau:
- Phân tách các chức năng kiểm soát giữa các khả năng người gọi, cuộc gọi/ phiên, và ứng dụng/ dịch vụ
- Tách riêng phần cung cấp dịch vụ từ mạng, và cung cấp các giao diện mở
- Hỗ trợ nhiều loại dịch vụ, ứng dụng và các cơ chế dựa vào các khối dịch vụ (kể cả thời gian thực/ streaming/ dịch vụ không gian thực và đa truyền thông).
- Khả năng truyền dẫn dải rộng có QoS trong suốt từ đầu cuối đến đầu cuối
- Khả năng kết nối với các mạng đã có thông qua các giao diện mở
- Truy cập không hạn chế đối với người sử dụng tới các nhà cung cấp dịch vụ khác nhau
- Nhiều hệ thống nhận dạng có thể được giải quyết cho các địa chỉ IP nhằm mục đích định tuyến trong các mạng IP
- Các đặc điểm dịch vụ hợp nhất cho các dịch vụ cùng loại theo nhận thức của người sử dụng
- Hội tụ các dịch vụ giữa cố dịnh/ di động
- Độc lập các chức năng liên quan tới dịch vụ với các công nghệ truyền dẫn cơ bản
Lớp điều khiển Lớp truyền thông
- Tuân theo tất cả các quy định như thông tin khẩn cấp và an ninh/ riêng tư,
Cấu trúc mạng NGN
Về mặt cấu trúc mạng NGN có 5 lớp chức năng :
Năm lớp chức năng gồm:
+ Lớp truy nhập + Lớp truyền thông + Lớp điều khiển và Báo hiệu + Lớp ứng dụng/ dịch vụ + Lớp quản lý
Có 2 phương thức truy nhập:
- Truy nhập vô tuyến cố định
Lớp truy nhập bao gồm các thiết bị truy nhập cung cấp cổng kết nối với các thiết bị đầu cuối thuê bao qua hệ thống mạng ngoại vi cáp đồng, cáp quang hoặc cáp vô tuyến Các thiết bị truy nhập có thể cung cấp các loại cổng truy nhập cho các loại thuê bao sau: POST, VOIP, IP, FR, X.25, ATM, xDSL, di động…
Chức năng cơ bản của lớp truyền thông là xử lý, chuyển vận gói tin Lớp này gồm các thiết bị làm nhiệm vụ đóng mở gói, định tuyến, chuyển gói tin dưới sự điều khiển của lớp Điều khiển và báo hiệu cuộc gọi (Call control and Signalling Plane).
Nó chịu trách nhiệm chuyển đổi các loại môi trường (PSTN, Frame Relay, vô tuyến, LAN,…) sang môi trường truyền dẫn gói được áp dụng trên mạng lõi và ngược lại.
Lớp truyền thông được chia làm ba miền con:
- Miền truyền tải thông tin theo giao thức IP Miền này gồm:
+ Các thiết bị mạng như: Router, Switch.
+ Các thiết bị cung cấp cơ chế QoS.
Miền liên kết mạng có nhiệm vụ chính là: nhận các dữ liệu đến, chuyển đổi khuôn dạng dữ liệu cho phù hợp để thông tin có thể truyền thông một cách trong suốt trên toàn bộ mạng
Trong miền này là tập hợp các Gateway như Signalling Gateway, Media Gateway Trong đó, Signalling Gateway thực hiện chức năng cầu nối giữa mạng PSTN và mạng IP và tiến hành phiên dịch thông tin báo hiệu giữa hai mạng này.
Media Gateway thực hiện quá trình chuyển đổi khuôn dạng dữ liệu giữa các môi trường truyền thông khác nhau.
- Miền truy nhập không dựa trên giao thức IP:
Lớp ứng dụng/dịch vụ
Lớp điều khiển & báo hiệu Lớp quản lý
Application/Feature Servers (SCP, Service logic), Media Server
Miền truyền tải thông tin theo giao thức IP: IP backbone, Routers, Switches, các thiết bị cung cấp cơ chế QoS Miền liên kết mạng: TG (MG), SG, Interworking GW
Miền truy nhập không dựa theo giao thức IP: truy cập không dây(AG), truy cập qua điện thoại (RAN AG), truy cập dải tần rộng (IADs, MTAs)
Non-IP Terminals/ Mobile Networks
Các mạng VoIP khác Mạng PSTN/ SS7/ATM
Giám sát các dịch vụ và khách hàng, quản lý mạng, tính cước
IP phones (H.323,SIP, MGCP,…), IP Terminals, IP PBXs
APIs mở (Parlay, Jain, CAMEL, SIP, AIN/INAP)
Báo hiệu (ISUP, MAP, RANAP, MGCP, MEGACO, SIP)
Miền này bao gồm các thiết bị truy cập cung cấp các cổng kết nối cho thiết bị đầu cuối thuê bao Cung cấp các dịch vụ như POST, IP, VoIP, ATM FR, xDSL, X25, IP- VPN.
Hình 1.3 Mô hình cấu trúc mạng NGN
Lớp điều khiển và báo hiệu
Các giao thức, giao diện , báo hiệu, điều khiển kết nối rất đa dạng và còn đang tiếp tục phát triển, chưa được chuẩn hóa nên rất phức tạp Cần có thời gian theo dõi,xem xét và cần đặc biệt quan tâm đến tính tương thích của các loại giao diện, giao thức, báo hiệu khi lựa chọn thiết bị mới.
Lớp điều khiển là lớp trung tâm của hệ thống thực thi quá trình điều khiển, giám sát và xử lý cuộc gọi nhằm cung cấp dịch vụ thông suốt từ đầu đến cuối với bất cứ loại giao thức và báo hiệu nào Lớp điều khiển bao gồm các hệ thống điều khiển (Call controller) kết nối cuộc gọi giữa các thuê bao thông qua việc điều khiển các thiết bị chuyển mạch (ATM+IP) của lớp truyền tải và các thiết bị truy nhập của lớp truy nhập.
Lớp điều khiển thực thi giám sát các kết nối cuộc gọi giữa các thuê bao thông qua việc điều khiển các thành phần của lớp truyền tải – Trasport Plane Quá trình xử lý và báo hiệu cuộc gọi về bản chất có nghĩa là xử lý các yêu cầu của thuê bao về việc thiết lập và hủy bỏ cuộc gọi thông qua các bản tin báo hiệu Lớp này còn có chức năng kết nối cuộc gọi thuê bao với lớp ứng dụng – Service and Application Plane Các chức năng này sẽ được thực thi thông qua các thiết bị như Media Gateway Controller (hay Call Agent hay Call Controller), các SIP Server hay Gatekeeper.
Lớp ứng dụng/ dịch vụ
Lớp ứng dụng/ dịch vụ cung cấp các ứng dụng và dịch vụ như các dịch vụ mạng thông minh IN (Intelligent Network), dịch vụ trả tiền trước, dịch vụ giá trị gia tăng Internet cho khách hàng thông qua lớp điều khiển Lớp này liên kết với lớp điều khiển và báo hiệu thông qua các giao diện lập trình mở API – Application Programing Interface Nhờ giao diện mở này mà việc cập nhật, tạo mới và triển khai ứng dụng, dịch vụ mạng trở nên vô cùng nhanh chóng và hiệu quả Trên lớp này sử dụng các thiết bị như: Appllication Server, Feature Server Lớp này cũng có thể thực thi việc điều khiển những thành phần đặc biệt như Media Server, một thiết bị được biết đến với tập các chức năng như conferencing, IVR, xử lý tone…
Lớp quản lý Đây là lớp đặc biệt xuyên suốt các lớp trên Các chức năng quản lý được chú trọng là: Quản lý mạng, Quản lý dịch vụ, Quản lý kinh doanh.
Lớp quản lý có nhiệm vụ cung cấp các chức năng giám sát các dịch vụ và khách hàng, tính cước và các tác vụ quản lý khác Nó có thể tương tác với bất kỳ hoặc cả ba lớp trên thông qua các chuẩn công nghiệp như SNMP hoặc các chuẩn riêng và các API.
So sánh NGN và PSTN
Mạng điện thoại truyền thống – Mạng điện thoại công cộng (Public Switched Telephone Network - PSTN) là mạng truyền thông dựa trên nền tảng kỹ thuật chuyển mạch kênh (Circuit Switching) sử dụng công nghệ ghép kênh theo thời gian, nó đã phát triển khá toàn diện về dung lượng, chất lượng và quy mô mạng lưới Nói chung mạng PSTN đáp ứng rất tốt nhu cầu về sử dụng dịch vụ thoại của khách hàng, nhưng nó vẫn có nhiều vấn đề chưa giải quyết được tốt như việc cung cấp các dịch vụ mới khác Nói chung PSTN có nhiều nhược điểm:
- Chỉ truyền được các dịch vụ độc lập, tương ứng và từng mạng Hầu hết các dịch vụ này đều đã tồn tại nhiều năm qua, các dịch vụ hoàn toàn mới là rất ít Sẽ rất tốn kém khi phát triển và thử nghiệm các dịch vụ mới Vì tập các dịch vụ hiện có đã bao hàm hầu hết các khả năng mà một khách hàng có thể thực hiện trên các nút bấm điện thoại của mình.
- Kiến trúc tổng đài độc quyền làm cho các nhà khai thác gần như phụ thuộc hoàn toàn vào các nhà cung cấp tổng đài Việc phát triển các dịch vụ mới cho nhà khai thác hoàn toàn phụ thuộc vào hãng cung cấp thiết bị Quá trình triển khai, cài đặt, thử nghiệm và đưa vào hoạt động các dịch vụ mới thường tốn nhiều thời gian và chi phí của cả hai bên….
- Hạn chế trong phát triển mạng: thông thường sơ đồ đấu nối của mạng tổng đài chuyển mạch kênh là hình cây, thể hiện trên hình 1.4
Cứ mỗi tổng đài mới được lắp thì nó phải được nối tới các tổng đài cấp cao hơn với sơ đồ đấu nối phức tạp, mỗi hướng kết nối thì phải tạo riêng các luồng truyền dẫn để kết nối với hai tổng đài Điều này gây khó khăn cho việc đấu nối truyền dẫn Mặt khác khi bổ xung tổng đài mới thì lưu lượng thoại ở các trung kế kết nối các tổng đài lớp trên ngày càng cao đến một lúc nào đó thì phải nâng cấp mở rộng dung lượng của trung kế đó.
Mạng thế hệ sau NGN có thể được hiểu là mạng dựa trên mạng chuyển mạch gói (Packet Switching Network) nơi mà chuyển mạch gói và các phần tử truyền thống như bộ định tuyến, chuyển mạch và cổng được phân biệt một cách logic và vật lý theo
Local switch Toll/tandem switch Toll/ tandem switch Toll/ tandem switch Local switch
SS7 network (ISUP/MTP) SS7 network (ISUP/MTP)
IMTs (TDM-G711) ISDN PRI/CAS (TDM-G711)
POTS Phone POTS Phone PBX feature Phone POTS Phone
Mạng khả năng điều khiển thông minh dịch vụ hoặc cuộc gọi Khả năng điều khiển thông minh này thường hỗ trợ cho tất cả các loại dịch vụ trên mạng truyền thông chuyển mạch gói, bao gồm mọi dịch vụ từ các dịch vụ thoại cơ bản đến các dịch vụ dữ liệu, hình ảnh, đa phương tiện, băng rộng tiên tiến và các ứng dụng quản lý, nó có thể được điều khiển các dịch vụ mà NGN cung cấp.
Hình 1.4 Cấu trúc mạng PSTN Đặc điểm mạng chuyển mạch gói là sử dụng hệ thống lưu trữ rồi truyền (store- and-forward system) tại các nút mạng Thông tin được chia thành các phần nhỏ gọi là gói, mỗi gói được thêm các thông tin điều khiển cần thiết cho quá trình truyền như là địa chỉ nơi gửi, địa chỉ nơi nhận, … Các gói tin đến các nút mạng được xử lý và lưu trữ trong một thời gian nhất định rồi mới được truyền đến nút tiếp theo sao cho việc sử dụng kênh có hiệu quả nhất Trong mạng chuyển mạch gói không có kênh dành riêng nào được thiết lập, băng thông của kênh logic giữa hai thiết bị đầu cuối thường không cố định, và độ trễ thông tin lớn hơn mạng chuyển mạch kênh Tuy nhiên nhờ sử dụng một số giao thức mới kết hợp với chồng giao thức TCP/IP cho phép chúng ta thực hiện các cuộc gọi qua mạng chuyển mạch gói ưu việt hơn hẳn so với điện thoại truyền thống. Ưu điểm lớn nhất của chuyển mạch kênh là thời gian trễ trong truyền thông tin là rất nhỏ, do đó thích hợp cho việc truyền dẫn yêu cầu thời gian thực, truyền các lưu lượng thoại có dự đoán trước, tuy nhiên khả năng đáp ứng nhu cầu về lưu lượng thông tin cao thì mạng chuyển mạch kênh ngày càng cho thấy những hạn chế của nó.
Trong khi đó cùng với sự phát triển ngày càng hoàn thiện của công nghệ điện tử và các phương thức thông tin cải tiến, mạng chuyển mạch gói ngày được hoàn thiện hơn cả về chất lượng và độ trễ thông tin để có thể đáp ứng được các nhu cầu truyền dẫn thời gian thực Trong mạng mới các tổng đài TDM sẽ được thay thế bằng các tổng đài chuyển mạch mềm Kết nối với các softswitch là mạng chuyển mạch gói đa dịch vụ IP/ATM/MPLS Những lý do chính đó mà dẫn tới sự ra đời của mạng thế hệ sauNGN là cần thiết.
Kết luận
Mạng NGN là mạng có cơ sở hạ tầng duy nhất dựa trên chuyển mạch gói, hội tụ giữa di động và cố định, giữa thoại và số liệu, triển khai các dịch vụ một cách đa dạng và nhanh chóng.
- NGN có cấu trúc phân lớp chức năng, giữa chúng là giao diện mở Cho phép NGN tách riêng các dịch vụ và mạng và có thể đưa chúng ra riêng biệt và phát triển độc lập, mềm dẻo.
- Sử dụng công nghệ truyền dẫn tốc độ cao và có khả năng hỗ trợ QoS.
- Hỗ trợ đa giao thức, đa truy nhập.
- Cung cấp đa dịch vụ.
- Quản lý tập trung và thông minh.
TỔ CHỨC MẠNG NGN
Nguyên tắc tổ chức mạng NGN
Hiện nay mạng thế hệ sau vẫn đang trong quá trình hoàn thiện phát triển và chuẩn hóa Mạng thông tin thế hệ sau (NGN) 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, đáp ứng sự hội tụ giữa hội tụ giữa thoại và số liệu, giữa cố định và di động. Để tận dụng hết lợi thế đem đến từ quá trình hội tụ công nghệ và phát huy tối đa hiệu suất sử dụng trong môi trường đa dịch vụ, mạng NGN được tổ chức dựa trên những nguyên tắc cơ bản sau:
- Mạng có cấu trúc đơn giản
- Đáp ứng nhu cầu cung cấp các loại dịch vụ viễn thông phong phú và đa dạng
- Nâng cao hiệu quả sử dụng, chất lượng mạng lưới và giảm chi phí khai thác, bảo dưỡng
- Dễ dàng tăng dung lượng, phát triển dịch vụ mới
- Có độ linh hoạt và tính sẵn sàng cao, năng lực tồn tại mạnh
- Việc tổ chức mạng dựa trên số lượng thuê bao theo vùng địa lý và nhu cầu phát triển dịch vụ, không tổ chức theo địa bàn hành chính mà tổ chức theo vùng mạng hoặc vùng lưu lượng.
Với những nguyên tắc xây dựng cơ bản như trên, mạng NGN có bốn đặc điểm chính:
- Nền tảng là hệ thống mạng mở
- Là mạng dịch vụ thúc đẩy, nhưng dịch vụ phải thực hiện độc lập với mạng
- Là mạng chuyển mạch gói, dựa trên một bộ giao thức thống nhất
- Là màng có dung lượng ngày càng tăng, tính thích ứng cao và đủ năng lực để đáp ứng nhu cầu của người sử dụng.
Do áp dụng cơ cấu mở mà:
- Các khối chức năng của tổng đài truyền thống được chia thành các phần tử mạng độc lập, các phần tử phân theo chức năng 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 tách làm cho mạng viễn thông vốn có dần đi theo hướng mới, những 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 các phần tử có thể thực hiện nối thông các mạng có cấu hình khác nhau.
Mạng NGN là dịch vụ thúc đẩy, có đặc điểm:
- Chia tách dịch vụ với điều khiển 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 cao.
NGN là mạng chuyển mạch gói, giao thức thống nhất:
Những năm gần đây, với sự phát triển của công nghệ IP đặc biệt đang tiến đến công nghệ MPLS, nhận thấy là các mạng viễn thông, mạng máy tính hay truyền hình cáp trao đổi thông tin rồi sẽ tiến tới tích hợp trong một mạng IP thống nhất, đó là xu thế tất yếu thường được gọi là "dung hợp ba mạng" Giao thức IP làm cho các dịch vụ lấy IP làm cơ sở có thể thực hiện nối thông các mạng khác nhau.
Mặc dù trước đây, ATM từng được coi là nền tảng của mạng số đa dịch vụ băng rộng, hay IP đạt được thành công lớn trên thị trường hiện nay, nhưng đều tồn tại những nhược điểm khó khắc phục Sự xuất hiện của công nghệ chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS là sự lựa chọn cho cấu trúc mạng thông tin trong tương lai MPLS sẽ là nền tảng lý tưởng cho mạng đường trục tương lai.
NGN là mạng có dung lượng ngày càng tăng và tính thích ứng cao, có đủ năng lực để đáp ứng nhu cầu người sử dụng.
Với việc sử dụng nền chuyển mạch gói và cấu trúc mở, NGN có khả năng cung cấp rất nhiều loại hình dịch vụ, đặc biệt là các dịch vụ yêu cầu băng thông cao như truyền thông đa phương tiện, truyền hình, giáo dục,… Vì vậy dung lượng mạng phải ngày càng tăng cao để đáp ứng nhu cầu người sử dụng, đồng thời mạng NGN cũng phải có khả năng thích ứng với những mạng viễn thông đã tồn tại trước nó nhằm tận dụng cơ sở hạ tầng mạng, dịch vụ và khách hàng sẵn có.
Các nhu cầu cung cấp các dịch vụ viễn thông hiện nay và các loại dịch vụ viễn thông thế hệ sau được chia thành các nhóm bao gồm:
Các dịch vụ cơ bản
Các dịch vụ giá trị gia tăng
Các dịch vụ truyền số liệu, Internet và công nghệ thông tin
Trên cơ sở nguyên tắc tổ chức như trên, các phương thức xây dựng, phát triển mạng thế hệ sau NGN chia thành hai khuynh hướng:
(i) Phát triển các dịch vụ mới trên cơ sở mạng hiện tại tiến tới phát triển mạng NGN Đây là xu hướng đối với những nới có:
Mạng viễn thông đã và đang phát triển hiện đại hóa
Các dịch vụ hiện tại đã phát triển trên cơ sở mạng hiện có
Có các nhu cầu phát triển các dịch vụ mới
Mạng NGN được phát triển theo nhu cầu dịch vụ trên cơ sở mạng hiện tại
Sự phát triển dich vụ
Hình 2.1 Xu hướng phát triển mạng và dịch vụ (ii) Xây dựng mới mạng NGN
Mạng NGN được xây dựng với nhiệm vụ trước mắt là đảm bảo các nhu cầu về dịch vụ mạng hiện nay.
Tiến tới tới phát triển các nhu cầu về dịch vụ mới
Các dịch vụ mới được triển khai trên mạng NGN Đây là xu hướng phát triển của những nơi mạng viễn thông chưa được hiện đại hóa, chưa bổ sung thêm nhiều các dịch vụ mới, các dịch vụ chỉ mang tính phổ thông cơ bản Chính sách xây dựng phát triển ở đây là xây dựng mới tiến thẳng đến mạngNGN.
Sự phát triển dich vụ
Các dịch vụ mạng độc lập
Người sử dụng Truy nhập từ xa
Thiết bị mạng đã có
Lớp truy nhập và truyền tải trung gi
Lớp điều khiển Lớp dịch vụ mạng
Hình 2.2 Xu hướng phát triển mạng và dịch vụ
Mô hình tổ chức mạng NGN của một số hãng
2.2.1 Mô hình NGN của Alcatel
Hình 2.3 Mô hình NGN của Alcatel
Máy chủ ứng dụng IP
MGW Ứng dụng Điều khiển
Mô hình NGN của Alcatel gồm 4 lớp :
- Lớp truy nhập và truyền tải
2.2.2 Mô hình NGN của Ericsson
Hình 2.4 Cấu trúc NGN của Ericsson
Mạng NGN của Ericsson phân thành 3 lớp:
- Lớp dịch vụ/ điều khiển bao gồm các server có chức năng điều khiển các cuộc gọi PSTN/ISDN và số liệu, cung cấp các dịch vụ mạng thông minh IN, multimedia thời gian thực ….
- Lớp kết nối xử lý các thông tin người dùng, chuyển mạch và định tuyến lưu lượng hay còn gọi là lớp vận chuyển.
- Lớp truy nhập đảm bảo khả năng truy nhập của thuê bao từ các mạng cố định, vô tuyến cố định, di động và các mạng truy nhập khác.
2.2.3 Mô hình NGN của Siemens
Hình 2.5 Cấu trúc NGN của Siemens theo giải pháp SURPASS
Giải pháp xây dựng mạng thế hệ sau của Siemens có tên là SURPASS, bao gồm các giải pháp về chuyển mạch, truy nhập, truyền tải, điều khiển và quản lý mạng thế hệ sau.
Giải pháp mạng NGN của Siemens dựa trên cấu trúc phân tán, xóa đi khoảng cách giữa PSTN và mạng số liệu Mô hình NGN của Siemens gồm 3 lớp:
Kết luận
Trong chương 2 này nêu tổ chức mạng NGN dựa trên những nguyên tắc cơ bản:
Có cấu trúc đơn giản; Đáp ứng nhu cầu các loại dịch vụ viễn thông phong phú và đa dạng; Hiệu quả sử dụng, chất lượng mạng lưới cao; Dễ dàng tăng dung lượng, phát triển dịch vụ mới; Có độ linh hoạt và tính sẵn sàng cao, năng lực tồn tại mạnh; Tổ chức mạng theo vùng mạng hoặc vùng lưu lượng.
Từ những nguyên tắc tổ chức như trên tạo thành hai khuynh hướng xây dựng, phát triển mạng thế hệ sau NGN: thứ nhất là phát triển các dịch vụ mới trên cơ sở mạng hiện tại tiến tới phát triển mạng NGN; thứ hai là xây dựng mới hoàn toàn mạng NGN
Chương 2 này đưa ra mô hình tổ chức mạng NGN của 3 hãng Alcatel, Ericsson, Siemens Các giải pháp xây dựng mạng thế hệ sau do các hãng đưa ra đều dựa trên nguyên tắc xây dựng một mạng đa dịch vụ dựa trên duy nhất cơ sở hạ tầng Việc các nhà khai thác lựa chọn hướng phát triển nào để xây dựng cấu trúc mạng NGN còn tùy thuộc vào việc kế thừa cơ sở hạ tầng công nghệ hiện có của hãng, nhu cầu phát triển dịch vụ mới Tuy nhiên, các nhà khai thác đều nhận thức được đó là mạng NGN sẽ là cơ hội tốt để họ vươn lên trong việc phát triển đáp ứng được các nhu cầu phát triển của xã hội thông tin.
CÔNG NGHỆ LÀM NỀN TẢNG TRONG NGN
Công nghệ truyền dẫn
Một trong số những vấn đề quan trọng khi triển khai, phát triển mạng NGN là các công nghệ áp dụng trên mạng lưới phải sẵn sàng Trong cấu trúc mạng thế hệ sau, truyền dẫn là một thành phần của lớp truy nhập và truyền dẫn Trong vòng hai thập kỉ vừa qua, công nghệ quang đã chứng minh đựơc là một phương tiện truyền tải thông tin hiệu quả trên khoảng cách lớn, và hiện nay nó là công nghệ chủ đạo trong truyền dẫn trên mạng lõi Các cải tiến trong kĩ thuật ghép kênh theo bước sóng đã nâng cao đáng kể hiệu quả kinh tế về truyền tải trên mạng cáp quang.
Một số điểm mạnh của hệ thống truyền dẫn trên cáp quang có thể kể đến là:
- Hiện nay trên 60% lưu lượng thông tin truyền đi trên toàn thế giới được truyền trên mạng quang.
- Công nghệ truyền dẫn quang SDH cho phép tạo đường truyền tốc độ cao (n*155 Mb/s) với khả năng bảo vệ của các mạch vòng đã được sử dụng rộng rãi ở nhiều nước và ở Việt Nam.
- Công nghệ WDM cho phép sử dụng độ rộng băng tần rất lớn của sợi quang bằng cách kết hợp một số tín hiệu ghép kênh theo thời gian với độ dài các bước sóng khác nhau và có thể sử dụng được các cửa sổ không gian, thời gian và độ dài bước sóng WDM cho phép nâng tốc độ truyền dẫn lên tới 5 Gb/s, 10Gb/s, 20Gb/s.
Như vậy, có thể nói công nghệ truyền dẫn của mạng thế hệ sau sẽ là SDH, WDM với khả năng hoạt động mềm dẻo, linh hoạt, thuận tiện cho khai thác và điều hành quản lý Các tuyến truyền dẫn SDH hiện có và đang được tiếp tục triển khai rộng rãi trên mạng viễn thông là sự phát triển theo cấu trúc mạng mới Cần tiếp tục phát triển các hệ thống truyền dẫn SDH và WDM, hạn chế sử dụng công nghệ PDH.
Hiện nay thị trường thông tin vệ tinh đang phát triển mạnh và sẽ còn tiếp tục phát triển rất nhanh trong những năm tới Các loại hình dịch vụ vệ tinh đã rất phát triển như: DTH tương tác, các dịch vụ băng rộng, HDTV,… Ngoài việc đáp ứng các nhu cầu thông tin quảng bá với sự sử dụng kết hợp các ưu điểm của công nghệ CDMA thì thông tin vệ tinh ngày càng có xu hướng phát triển đặc biệt trong lĩnh vực thông tin di động và thông tin cá nhân.
Và ngày nay IP đã trở thành giao diện hoàn thiện thực sự cho các mạng lõi NGN Vì vậy mà các mạng truyền dẫn phải tối ưu cho điều khiển lưu lượng IP Giải pháp cho vấn đề này được chọn là hội tụ các lớp dữ liệu và các lớp quang trong mạng lõi Việc hội tụ này mang lại một số lợi thế như cung cấp các dịch vụ tốc độ cao, bảo vệ dòng thông tin liên tục cho mạng quang và chuyển mạch nhãn đã giao thức MPLS.
Công nghệ truy nhập
Trong xu hướng phát triển NGN sẽ duy trì nhiều loại hình mạng truy nhập vào một môi trường truyền dẫn chung như:
- Mạng truy nhập vô tuyến
- Mạng truy nhập cáp đồng sử dụng các công nghệ ADSL, HDSL,….
- Các mạng truy nhập băng rộng
Vì số lượng người sử dụng ngày càng tăng mạnh do đó phải đa dạng hóa các phương thức truy nhập, cả hữu tuyến và vô tuyến Nhiệm vụ hiện nay là tích cực phát triển và hoàn thiện để 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 hình thức truy nhập ADSL và di động thế hệ thứ 3(3G).
Công nghệ chuyển mạch
Chuyển mạch cũng là một thành phần trong lớp mạng truyền tải của NGN So với hình thức chuyển mạch TDM trước đây thì công nghệ chuyển mạch trong NGN đã có những thay đổi rất lớn.
Mạng NGN dựa trên nền công nghệ chuyển mạch gói, cho phép hoạt động với nhiều tốc độ và có khả năng cung cấp nhiều loại hình dịch vụ khác nhau.
Sự lựa chọn công nghệ chuyển mạch cho mạng NGN có thể là IP, ATM, hayMPLS Tuy nhiên, công nghệ MPLS hứa hẹn sẽ 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 và thử nghiệm
QoS không được đảm bảo
QoS được đảm bảo QoS cao
CO: Hoạt động kết nối định hướng CL: Hoạt động không kết nối : Song hướng
Hình 3.1 Các xu hướng phát triển trong công nghệ mạng
Dưới đây sẽ là những nét khái quát về đặc điểm công nghệ, các ưu nhược điểm và khả năng ứng dụng của từng loại công nghệ chuyển mạch: IP, ATM và MPLS
Chuyển mạch IP lần đầu tiên được đề xuất vào năm 1996 (Ipsilon).
Hiện nay lưu lượng dịch vụ lớn nhất trên các mạng đường trục trên thực tế đều là từ IP IP là giao thức chuyển tiếp gói tin, trong đó việc chuyển gói tin được thực hiện theo cơ chế phi kết nối IP định nghĩa cơ cấu đánh số, cơ cấu chuyển tin, cơ cấu định tuyến và các chức năng điều khiển ở mức thấp.
Gói tin IP chứa địa chỉ của bên gửi và bên nhận Địa chỉ IP là số định danh duy nhất trong toàn mạng và mang đầy đủ thông tin cần cho việc chuyển gói tin tới đích.
Cơ cấu định tuyến có nhiệm vụ tính toán đường đi tới các nút trong mạng Do vậy, các thiết bị định tuyến phải được cập nhật thông tin về topo mạng, nguyên tắc chuyển tin và phải có khả năng hoạt động trong môi trường mạng nhiều cấp Kết quả tính toán của cơ cấu định tuyến được lưu trong các bảng chuyển tiếp (forwarding table) chứa thông tin về chặng tiếp theo để có thể gửi gói tin tới hướng đích Dựa trên các bảng này, bộ định tuyến chuyển các gói tin IP tới đích.
Phương thức chuyển tin truyền thống là theo từng chặng một Ở cách này, mỗi nút mạng thực hiện việc tính toán để chuyển tiếp gói tin một cách độc lập Do vậy, yêu cầu kết quả tính toán các thông tin định tuyến tại tất cả các nút phải nhất quán với nhau Sự không thống nhất của kết quả sẽ dẫn đến việc chuyền gói tin sai hướng, điều này đồng nghĩa với việc mất gói tin Kiểu chuyển gói tin theo từng chặng hạn chế khả năng của mạng Ví dụ, với phương thức này, nếu các gói tin chuyển tới cùng một địa chỉ đi qua cùng một nút thì chúng sẽ được truyền qua cùng một tuyến tới điểm đích. Điều này khiến cho mạng không thể thực hiện một số chức năng khác như định tuyến theo đích, theo dịch vụ Tuy nhiên, phương thức định tuyến và chuyển tin này nâng cao độ tin cậy cũng như khả năng mở rộng của mạng.
Giao thức định tuyến động cho phép mạng phản ứng lại với sự cố bằng việc thay đổi tuyến khi router biết được sự thay đổi về topo mạng thông qua việc cập nhật thông tin về trạng thái kết nối Với các phương thức như CDIR (Classless Inter Domain Routing), kích thước của bản tin được duy trì ở mức chấp nhận được, và do vậy việc tính toán định tuyến đều do các nút tự thực hiện, mạng có thể mở rộng mà không cần bất cứ thay đổi nào Tóm lại, IP là một giao thức chuyển mạch gói có độ tin cậy và khả năng mở rộng cao Tuy nhiên, việc điều khiển lưu lượng rất khó thực hiện do phương thức định tuyến theo từng chặng Mặt khác, IP cũng không hỗ trợ chất lượng dịch vụ (QoS).
(i) Cơ sở kỹ thuật mạng IP
Ngày nay giao thức IP được sử dụng rộng rãi trên phạm vi toàn cầu cho kết nối mạng viễn thông Mạng sử dụng giao thức IP loại bỏ ranh giới giữa dịch vụ số liệu và thoại Trước đây chúng ta phải xây dựng các mạng riêng lẻ dựa trên các giao thức khác nhau Do đó, khả năng kết nối giữa các hệ thống là rất khó khăn. Ứng dụng Trình diễn Phiên Giao vận Mạng
Vật lý Liên kết dữ liệu Ứng dụng
Giao diện mạng Liên mạng Giao vận
Mạng IP được xây dựng dựa trên các tiêu chuẩn toàn cầu của IETF Do đó, thiết bị của các nhà sản xuất khác nhau có thể dễ dàng tương thích Hiện nay, nếu nói tới tiêu chuẩn truyền thông phổ biến nhất thì đó chính là giao thức IP.
(ii) Bộ giao thức TCP/IP
TCP/IP là bộ giao thức được phát triển bởi cục các dự án nghiên cứu cấp cao (ARPA) bộ quốc phòng Mỹ Hiện nay, TCP/IP được sử dụng rất phổ biến trong mạng máy tính, mà điển hình là mạng Internet.
TCP/IP được phát triển trước mô hình OSI Do đó, các tầng trong TCP/IP không tương ứng hoàn toàn với các tầng trong mô hình OSI (hình 3.2) Chồng giao thức TCP/IP được chia thành bốn tầng: giao diện mạng (network interface), 38liên mạng (internet), giao vận (transport) và ứng dụng (application).
Mô hình OSI Mô hình TCP/IP
Hình 3.2 Mô hình OSI và TCP/IP
Tầng ứng dụng cung cấp các dịch vụ dưới dạng các giao thức cho ứng dụng của người dùng Một số giao thức tiêu biểu tại tầng này gồm:
- FTP (File Transfer Protocol): Đây là một dịch vụ hướng kết nối và tin cậy, sử dụng TCP để cung cấp truyền tệp giữa các hệ thống hỗ trợ FTP.
- Telnet (Terminal Network): Cho phép các phiên đăng nhập từ xa giữa các máy tính Do Telnet hỗ trợ chế độ văn bản nên giao diện người dùng thường ở dạng dấu nhắc lệnh tương tác Chúng ta có thể đánh lệnh và các thông báo trả lời sẽ được hiển thị.
- HTTP (Hyper Text Transfer Protocol): Trao đổi các tài liệu siêu văn bản để hỗ trợ WEB
- SMTP (Simple Mail Transfer Protocol): Truyền thư điện tử giữa các máy tính
- POP3 (Post Office Protocol): Cho phép lấy thư điện tử từ hộp thư trên máy chủ.
- DNS (Domain Name System): Chuyển đổi tên miền thành địa chỉ IP.
- DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol): Cung cấp các thông tin cấu hình động cho các trạm, chẳng hạn như gán địa chỉ IP.
Kết luận
Trong chương 3 này đưa ra 3 công nghệ làm nền tảng trong mạng NGN đó là: Công nghệ truyền dẫn là thành phần của của lớp truy nhập và truyền dẫn Và hiện nay công nghệ truyền dẫn quang là công nghệ chủ đạo trong truyền dẫn trên mạng lõi với những ưu điểm rõ rệt Công nghệ truyền dẫn của mạng thế hệ sau sẽ là SDH, WDM.
Công nghệ truy nhập hiện nay sẽ là duy trì nhiều loại hình mạng truy nhập vào cùng một môi trường truyền dẫn chung như: mạng truy nhập quang, mạng truy nhập vô tuyến,….
Công nghệ chuyển mạch là một thành phần trong lớp mạng truyền tải của NGN.Mạng NGN dựa trên nền công nghệ chuyển mạch gói, và sự lựa chọn công nghệ chuyển mạch cho mạng NGN sẽ là IP, ATM, công nghệ chuyển mạch quang hoặcMPLS Trong đó thì MPLS sẽ là công nghệ chuyển mạch chủ đạo trong NGN.
CÔNG NGHỆ MPLS
Giới thiệu chung
Một vài năm gần đây, giải pháp chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS nổi lên như một hướng công nghệ mới có nhiều hứa hẹn Đây là một kỹ thuật định tuyến mạng mới với mục tiêu kết hợp tính mềm dẻo của định tuyến theo giao thức IP với công nghệ chuyển mạch tế bào Nó sử dụng chế độ tích hợp bởi vậy nó có được các ưu điểm của ATM như tốc độ truyền tin cao, bảo đảm thời gian thực và chất lượng dịch vụ QoS theo yêu cầu định trước, điều khiển luồng cũng như độ mềm dẻo, khả năng mở rộng của IP Hơn nữa các dịch vụ thông tin thế hệ sau được chia thành hai xu hướng phát triển đó là: hoạt động kết nối định hướng và hoạt động không kết nối Hai xu hướng phát triển này dần tiệm cận và hội tụ với nhau tiến tới công nghệ IP/ATM Sự kết hợp IP và ATM có thể là giải pháp kỳ vọng cho mạng viễn thông trong tương lai.
MPLS không những giải quyết được rất nhiều vấn đề của mạng hiện tại mà còn hỗ trợ được nhiều chức năng mới, do đó có thể nói rằng MPLS là công nghệ mạng IP xương sống lý tưởng.
MPLS được đề xuất đầu tiên do hãng Ipsilon một hàng rất nhỏ về công nghệ thông tin trong triển lãm về công nghệ thông tin, viễn thông tại Texas Sau đó Cisco và hàng loạt hãng khác như IBM, Toshiba,….công bố các sản phẩm công nghệ chuyển mạch của họ dưới những tên khác nhau nhưng đều cùng chung bản chất công nghệ chuyển mạch nhãn.
Sự ra đời của MPLS được dự báo là tất yếu khi nhu cầu và tốc độ phát triển rất nhanh của mạng Internet đòi hỏi phải có một giao thức mới đảm bảo chất lượng dịch vụ theo yêu cầu Có rất nhiều công nghệ xây dựng trên mạng IP: IP trên nền ATM (IPoA); IP trên nền SDH/SONET (IPOS); IP qua WDM; IP qua cáp quang Mỗi loại có những ưu và nhược điểm khác nhau Trong đó công nghệ ATM được sử dụng rộng rãi trong các mạng IP đường trục có tốc độ cao và đảm bảo đựơc dịch vụ, điều khiển luồng và một số đặc tính khác mà các mạng định tuyến truyền thống không có được, trong trường hợp đòi hỏi thời gian thực cao thì IpoA là giải pháp tối ưu nhất MPLS được hình thành dựa trên kỹ thuật này.
Công nghệ MPLS đang được chuẩn hóa, nó sẽ có thể trở thành cơ sở cho IP thế hệ tiếp theo, điều này đồng nghĩa với sự phát triển Internet ngày càng đòi hỏi về băng thông và truyền thông đa phương tiện.
MPLS đã tạo ra các lợi thế cho công nghệ mạng:
Tăng cường khả năng mạng bằng kỹ thuật chuyển mạch.
Cấp dịch vụ CoS (Class of Service) và chất lượng dịch vụ QoS (Quality of Service) dựa trên các loại hình dịch vụ.
Không cần tới dạng thức IPoA và nó kết hợp với mào đầu quản lý.
Tăng cường điều khiển lưu lượng và khả năng hoạt động của mạng. MPLS thực hiện một số chức năng sau:
Hỗ trợ các giải pháp mạng riêng ảo VPN
Định tuyến hiện (điều khiển lưu lượng)
Hỗ trợ cục bộ cho định tuyến IP trong các tổng đài chuyển mạch ATM. Khái niệm chuyển mạch nhãn xuất phát từ hai khái niệm: tổng đài chuyển mạch và bộ định tuyến.
Tổng đài chuyển mạch có phương thức điều khiển luồng và tỉ lệ giá cả tốt hơn bộ định tuyến Song bộ định tuyến lại có khả năng định tuyến mềm dẻo mà tổng đài chuyển mạch không có.
Do đó, chuyển mạch nhãn đa giao thức ra đời là sự kết hợp và kế thừa các ưu điểm cũng như khắc phục nhược điểm của cả tổng đài và bộ định tuyến truyền thống. MPLS sẽ đóng vai trò quan trọng trong việc định tuyến (dựa trên các thước đo QoS và chất lượng dịch vụ) chuyển mạch, chuyển tiếp gói tin qua mạng thế hệ sau cũng như giải quyết các vấn đề liên quan tới khả năng mở rộng cấp độ và hoạt động với các mạng Frame Relay và chế độ truyền tải không đồng bộ ATM hiện nay để đáp ứng nhu cầu dịch vụ của người sử dụng mạng ngày nay. Đối với một công nghệ mới, việc tiêu chuẩn hóa là một khía cạnh quan trọng quyết định khả năng chiếm lĩnh thị trường nhanh chóng Ví dụ như các tiêu chuẩn liên quan đến IP và ATM đã được xây dựng và hoàn thiện trong một thời gian tương đối dài Các tiêu chuẩn về MPLS chủ yếu được IETF phát triển và hoàn thiện IETF hoàn thiện tiêu chuẩn MPLS và đưa ra trong năm 1999 Từ sau năm 1999 liên tục ban hành các tiêu chuẩn MPLS về quản lý, bảo mật, tính tương thích với các công nghệ khác.
Có thể nói rằng MPLS đã phát triển nhanh chóng và hiệu quả Điều này chứng minh yêu cầu cấp bách trong công nghệ cho một công nghệ mới.
Các thành phần của MPLS
Khi một gói tin tuân theo các phương thức lớp mạng connectionless từ một bộ định tuyến đến bộ định tuyến tiếp theo, mỗi bộ định tuyến phải đưa ra một quyết định gửi chuyến tiếp độc lập gói tin đó Do đó, bộ định tuyến phân tích mào đầu gói tin và mỗi bộ định tuyến sẽ chạy các thuật toán định tuyến lớp mạng Mỗi bộ định tuyến lựa chọn Hop tiếp theo cho gói tin một cách hoàn toàn độc lập dựa trên những phân tích của nó về mào đầu gói tin và kết quả của việc chạy thuật toán định tuyến.
Các mào đầu gói tin chứa nhiều thông tin hơn là thông tin cần thiết để lựa chọn Hop tiếp theo Lựa chọn Hop tiếp theo có thể xem là sự cấu thành của hai chức năng. chức năng thứ nhất chia toàn bộ gói tin vào các tập lớn chuyển tiếp tương đương FEC (Forwarding Equivalence Class) chức năng thứ hai là sắp xếp mỗi FEC cho một Hop tiếp theo Khi quyết định gửi chuyển tiếp được đưa ra, với các gói tin được sắp xếp vào cùng một FEC là giống nhau Tất cả các gói tin trong cùng một FEC cụ thể và xuất phát từ một nút cụ thể sẽ đi theo cùng một tuyến đường hoặc theo một tập các tuyến đường liên kết với FEC đó.
Trong MPLS, việc ấn định một gói tin cụ thể vào một FEC được thực hiện một lần khi gói tin đi vào mạng FEC mà gói tin được ấn định mã hóa thành một giá trị có độ dài cố định được gọi là nhãn Khi một gói tin được chuyển tiếp tới Hop tiếp theo của nó, nhãn được gửi theo gói tin, như vậy các gói tin dán nhãn trước khi chúng được gửi chuyển tiếp Nhãn được sử dụng như chỉ số trong bảng mà nó xác định Hop tiếp theo và nhãn mới Nhãn cũ được thay thế bằng một nhãn mới và gói tin đựơc gửi tớiHop tiếp theo. Đôi khi chúng ta muốn bắt gói tin đi theo một tuyến đường xác định đã được chọn trước hoặc tại thời điểm gói tin đi vào mạng hơn là tuyến đường được lựa chọn bằng thuật toán định tuyến động khi gói tin qua mạng Trong MPLS, một nhãn có thể được sử dụng để đại diện cho một tuyến đường không cần phải mang theo gói tin.
Một vài bộ định tuyến phân tích mào đầu lớp mạng của gói tin không phải đơn thuần chỉ để lựa chọn Hop tiếp theo mà còn để quyết định quyền ưu tiên của gói tin. Sau đó chúng ta có thể áp dụng các ngưỡng loại bỏ hoặc các lịch trình khác nhau cho các gói tin khác nhau MPLS cho phép nhưng không yêu cầu quyền ưu tiên có thể được xác định hoàn toàn hoặc một phần từ nhãn.
MPLS là chuyển mạch nhãn đa giao thức các công nghệ của nó có thể áp dụng trong bất cứ giao thức lớp mạng nào như IP, IPX,…
4.2.2 Các khái niệm cơ bản
Lớp chuyển tiếp tương đương FEC
Lớp chuyển tiếp tương đương FEC là một nhóm các gói, nhóm các gói này chia sẻ cùng yêu cầu trong sự chuyển tiếp chúng qua mạng Tất cả các gói trong một nhóm như vậy được cung cấp cùng cách chọn đường tới đích Khác với chuyển tiếp IP truyền thống, trong MPLS việc gán một gói cụ thể vào một FEC cụ thể chỉ được thực hiện một lần khi các gói vào trong mạng MPLS không ra quyết định chuyển tiếp với mỗi datagram lớp 3 mà sử dụng khái niệm FEC FEC phụ thuộc vào một số các yếu tố, ít nhất là phụ thuộc vào địa chỉ IP và có thể là phụ thuộc cả vào kiểu lưu lượng trong datagram (thoại, dữ liệu, fax,…) Sau đó dựa trên FEC, nhãn được thỏa thuận giữa các LSR lân cận từ lối vào tới lối ra trong một vùng định tuyến Mỗi LSR xây dựng một bảng để xác định xem một gói phải được chuyển tiếp như thế nào Bảng này được gọi là cơ sở thông tin nhãn (LIB: Label Information Base), nó là tổ hợp các ràng buộc FEC với nhãn (FEC – to - label) Và nhãn lại được sử dụng để chuyển tiếp lưu lượng qua mạng.
Các nhãn làm giảm thiểu những thông tin cơ bản về gói Đó có thể là thông tin về đích đến, về quyền ưu tiên, về QoS, thậm chí là toàn bộ thông tin định tuyến cho gói được chọn bởi LSR đầu vào dựa trên các chính sách quản lý Kết quả chính đem lại từ sự sắp xếp này là các quyết định chuyển tiếp, dựa trên một số hoặc tất cả các nguồn thông tin khác nhau, có thể đạt được bằng một bảng tham chiếu trên cơ sở một nhãn có kích thước không đổi.
Một nhãn hay còn gọi là phần mào đầu MPLS, là phần tử có kích thước cố định, ngắn và chỉ có ý nghĩa cục bộ, dùng để nhận dạng các FEC Mặc dù thông tin ở phần mào đầu lớp mạng được tham chiếu để phân bổ nhãn, nhưng nhãn không mã hóa trực tiếp bất kỳ thông tin nào ở đó như là địa chỉ nguồn và đích Nhãn có ý nghĩa cục bộ, nghĩa là nhãn chỉ có tác dụng và xác định trên một liên kết đơn giữa những router LSR cạnh nhau.
Thường thì một gói tin được ấn định một FEC (hoàn toàn hoặc một phần) dựa trên địa chỉ đích lớp mạng của nó Tuy nhiên nhãn không phải là mã hóa của địa chỉ đó.
Nhãn trong dạng đơn giản nhất xác định đường đi mà gói tin có thể truyền qua. Nhãn được mang hay được gói trong tiêu đề lớp 2 cùng với gói tin Bộ định tuyến kiểm tra các gói tin qua nội dung nhãn để xác định các bước chuyển kế tiếp Khi gói tin được gán nhãn, các chặng đường còn gọi lại của gói tin thông qua mạng đường trục dựa trên chuyển mạch nhãn Gía trị nhãn chỉ có ý nghĩa cục bộ nghĩa là chúng chỉ liên quan đến các bước chuyển tiếp giữa các LSR.
Dạng của nhãn phục thuộc vào phương thức truyền tin mà gói tin được đóng gói.
Kiểu khung (Frame mode): kiểu khung là thuật ngữ khi chuyển tiếp một gói nhãn gán trước tiêu đề lớp 3 Một nhãn được mã hóa với 20 bit, nghĩa là có thể có 2 20 giá trị khác nhau Một gói có nhiều nhãn gọi là chồng nhãn (Label Stack) Ở mỗi chặng trong mạng chỉ có một nhãn bên ngoài được xem xét.
Label = 20 bits S (Bottom of Stack) = 1 bits
Exp (Experimental) = 3 bits TTL (Time of Live) = 8 bits
Tiêu đề IP Dữ liệu
Tiêu đề IP Dữ liệu
Tiêu đề Shim Tiêu đề IP Dữ liệu
Hình 4.1 Các trường của một nhãn
Exp: dành cho thực nghiệm Khi các gói tin xếp hàng có thể dùng các bit này tương tự như các bit IP ưu tiên.
S: bit cuối chồng Nhãn cuối chồng bit này được thiết lập lên 1, các nhãn khác có giá trị bit này là 0.
TTL: thời gian sống là bản sao của IP TTL Giá trị của nó được giảm tại mỗi chặng để tránh lặp như IP Thường dùng khi người điều hành mạng muốn che dấu cấu hình mạng bên dưới khi tìm đường từ mạng bên ngoài.
Kiểu tế bào (Cell Mode): thuật ngữ này dùng khi có một mạng gồm các ATM LSR dùng trong mặt phẳng điều khiển để trao đổi thông tin VPI/VCI thay vì dùng báo hiệu ATM Trong kiểu tế bào, nhãn là trường VPI/VCI của tế bào Sau khi trao đổi nhãn trong mặt phẳng điều khiển, ở mặt phẳng chuyển tiếp, router cổng vào phân tách gói thành các tế bào ATM, dùng giá trị VCI/CPI tương ứng đã trao đổi trong mặt phẳng điều khiển và truyền tế bào đi Các ATM LSR ở phía trong hoạt động như chuyển mạch ATM - chuyển tiếp tế bào dựa trên VPI/VCI vào và thông tin cổng ra tương ứng Cuối cùng, router cổng ra sắp xếp các tế bào thành một gói.
Hình 4.2 Lớp liên kết dữ liệu là ATM
Tiêu đề PPP Tiêu đề Shim Tiêu đề lớp 3
Tiêu đề MAC Tiêu đề Shim Tiêu đề lớp 3
Tiêu đề gói PPP trên SHH
VPI VCI DLCI “Shim Label”
Hình 4.3 Lớp liên kết dữ liệu Frame – Relay
Hình 4.4 Nhãn trong Shim giữa lớp 2 và lớp 3
Kiểu khung PPP hoặc Ethernet, giá trị nhận dạng giao thức P-ID được chèn vào mào đầu khung tương ứng để thông báo khung là MPLS đơn hướng hay đa hướng.
MPLS là đa giao thức vì chạy trên nhiều lớp liên kết dữ liệu khác nhau nhưATM, Frame Relay (FR), PPP, … MPLS là chuyển mạch nhãn vì là một giao thức đóng gói nhãn Việc đóng gói nhãn trong MPLS được xác định thông qua nhiều phương tiện khác nhau Nhãn ở lớp trên có thể sử dụng định dạng hiện tại, trong khi nhãn ở lớp dưới sử dụng khuôn dạng mới Đối với IP dựa trên MPLS, nhãn được chèn trước vào IP header Với ATM, các VPI/VCI được gán nhãn Còn với FR, nhãn gán vào các DLCI
Công ngh ệ chuyển mạch trong NGN và ứng dụng tại Việt Nam
Hình 4.5 Đóng gói nhãn trong cấu trúc MPLS
Phân bổ nhãn là tập các thủ tục mà ở đó một router LSR tham chiếu đến nhãn nằm trên đỉnh của chồng nhãn và sử dụng phương thức ánh xạ nhãn đầu vào (ILM: Incoming Label Map) để ánh xạ nhãn này đến bước tiếp theo của nhãn chuyển tiếp đầu vào (NHLFE: Next Hop Label Forwarding Entry) Router chuyển mạch nhãn LSR sủ dụng các thông tin trong NHLFE để xác định đích chuyển tiếp gói tin và thực hiện một thao tác trên chồng nhãn của gói Cuối cùng, LSR mã hóa chồng nhãn mới vào gói và gửi kết quả đi.
Cấu trúc MPLS
Cơ sở hoạt động của MPLS là dựa trên sự phân lớp và nhận dạng các gói IP đầu vào, với một mã nhận dạng có ý nghĩa nội bộ, độ dài cố định và ngắn được gọi là nhãn, và chuyển tiếp các gói tới một switch hoặc một router Các router và switch chỉ sử dụng các nhãn này để chuyển mạch hay chuyển tiếp gói tin trên mạng mà không sử dụng địa chỉ ở lớp mạng.
Cấu trúc chuyển tiếp cơ sở kiểu bước nhảy (hop – by – hop) vẫn không thay đổi kể từ khi phát minh ra công nghệ Internet, nó khác với cấu trúc chuyển tiếp sử dụng các công nghệ hướng kết nối trên lớp liên kết dữ liệu Sự thay đổi quan trọng nhất mà MPLS làm đối với mô hình IP là ở cấu trúc chuyển tiếp dữ liệu
Một khái niệm chính trong MPLS là việc phân chia các chức năng của router IP thành hai phần: chuyển tiếp dữ liệu và điều khiển
Hình 4.11 Cấu trúc tổng quát mạng MPLS
Mặt phẳng điều khiển bao gồm các giao thức định tuyến lớp mạng để phân phối thông tin định tuyến giữa các router và các thủ tục liên kết nhãn để chuyển đổi những
LDP/CR-LDP, RSVP-TE
OSPF-TE, IS-IS-TE
C on tr ol P la ne D at a P la n e thông tin định tuyến này thành bảng chuyển tiếp cần thiết cho chuyển mạch nhãn Các thành phần của mặt phẳng điều khiển và mặt phẳng dữ liệu cho bởi hình dưới đây:
Hình 4.12 Phân chia mặt phẳng dữ liệu và mặt phẳng điều khiển
Các giao thức về trạng thái liên kết, đặc biệt là OSPF và IS-IS, cung cấp thông tin chi tiết về trạng thái liên kết của toàn bộ mạng cơ sở Các thông tin này có chức năng quyết định đường truyền, thiết lập và duy trì nó Hơn nữa, cả hai giao thức OSPF và IS-IS đã được mở rộng để mang tài nguyên thông tin về tất cả liên kết trong một vùng xác định Thông qua những mở rộng này, kỹ thuật lưu lượng của MPLS trở nên khả thi hơn.
(ii) Lựa chọn đường truyền
Mặt phẳng điều khiển lựa chọn đường đi tốt nhất qua mạng, sử dụng cả phương pháp bước nhảy hay định tuyến hiện Phương pháp bước nhảy kế tiếp cho phép lựa chọn đường truyền theo đường đi IGP tốt nhất Mỗi nút trên đường truyền chịu trách nhiệm lựa chọn bước nhảy kế tiếp tốt nhất dựa trên cơ sở dữ liệu trạng thái liên kết Có thể lựa chọn định tuyến hiện là một đường truyền qua mạng được xác định bởi LSR đầu vào.
(iii) Thiết lập đường truyền
Khi một đường truyền đã xác định, một giao thức báo hiệu (LDP, CR-LDP hoặc RSVP) được sử dụng để thông tin cho tất cả router trên đường truyền về sự cần thiết phải thiết lập một đường chuyển mạch nhãn LSP mới Giao thức báo hiệu chỉ ra những thuộc tính của đường truyền, bao gồm nhận dạng phiên, dự trữ tài nguyên,…. Cho tất cả các router trên đường truyền Thủ tục này cũng bao gồm yêu cầu ánh xạ nhãn cho tất cả dữ liệu sẽ sử dụng LSP Sau khi thiết lập đường truyền, giao thức báo hiệu có chức năng bảo đảm sự toàn vẹn của phiên làm việc.
Mặt phẳng dữ liệu (hay mặt phẳng chuyển tiếp) thực hiện chuyển tiếp dữ liệu giữa các router (LSP) bằng cách chuyển đổi nhãn Nó tạo ra một đường hầm bên dưới lớp IP Khái niệm đường hầm (đường hầm LSP) rất cơ bản, bởi vì điều đó có nghĩa là thủ tục chuyển tiếp không dựa trên IP mà dựa trên các nhãn Hơn nữa, việc phân loại các gói đầu vào mạng MPLS không chỉ dựa trên thông tin mào đầu IP mà còn áp dụng linh hoạt các tiêu chuẩn khác.
Luồng dữ liệu vào mạng MPLS xuất hiện đầu tiên ở LSR đầu vào LSR đầu vào này phân loại, sắp xếp gói tin hoặc các luồng tin vào các LSP xác định và gán cho chúng một nhãn thích hợp Việc sắp xếp các gói vào các LSP chỉ được thực hiện một lần ở LSR đầu vào bằng một số chính sách nhất định Các LSR trên đường chuyển mạch nhãn thực hiện chuyển tiếp gói tin dựa vào nhãn trên cùng trong phiên truyền đó.Đường chuyển mạch nhãn kết cuối ở ranh giới giữa mạng có chức năng MPLS và mạng truyền thống Router chuyển mạch nhãn ở biên đầu vào (LSR đầu vào) thực hiện việc bỏ nhãn khỏi gói và chuyển gói dựa trên nội dung gốc của gói.
Hoạt động của MPLS
MPLS hoạt động dựa vào một header được chèn giữa 2 header của lớp 2 và lớp
3 trong mô hình OSI gọi là label stack Một layer stack gồm các thành phần sau:
- 20 bit xác định nhãn (label)
- 3 bit xác định ưu tiên chất lượng dịch vụ QoS.
- 1 bit bottom xác định header này có phải là header cuối (trước header IP ) hay chưa, trong trường hợp sử dụng nhiều stack khi truyền qua nhiều mạng.
- 8 bit xác định thời gian sống của gói tin MPLS (TTL)
Nhãn xác định gói tin thuộc loại ứng dụng nào, từ đó xác định mức độ ưu tiên của gói khi được truyền qua mạng. Để xây dựng một mạng MPLS, các thiết bị cơ bản nhất cần sử dụng là LER (Label Edge Router) và LSR (Label Switch Router) Để gói tin truyền qua mạng MPLS, mạng sẽ thực hiện các bước sau:
Tạo và phân phối nhãn: Trước khi dữ liệu truyền, các bộ định tuyến quyết định tạo ra liên kết nhãn tới các FEC cụ thể và tạo bảng.
Trong LDP các bộ định tuyến luồng xuống bắt đầu phân phối nhãn và gán nhãn vào FEC.
Các đặc tính liên quan đến lưu lựơng và dung lượng MPLS được điều chỉnh thông qua sử dụng LDP.
Giao thức báo hiệu nên dùng giao thức vận chuyển có thứ tự và đảm bảo tin cậy.
Tạo bảng: Khi chấp nhận các liên kết nhãn mỗi LSR tạo ra bảng cở sở dữ liệu nhãn (LIB) Nội dung của các bảng này xác định mối liên hệ giữa nhãn và FEC, ánh xạ giữa cổng vào và bảng nhãn vào đến cổng ra và bảng nhãn ra Các LIB được cập nhật khi có sự thay đổi hoặc điều chỉnh nhãn.
Tạo đường chuyển mạch nhãn: Các LSP được tạo ra theo chiều ngược với các mục trong các LIB.
Gán nhãn dựa trên bảng tra cứu:
Number FEC Next Hop Label Instruction
199.50.5.1 25 IP 100.5.1.100 (Do nothing; native IP) Ở đầu vào, LER sẽ kiểm tra gói tin được đưa tới và quyết định có đánh nhãn gói tin hay không Việc đánh nhãn sẽ dựa vào một cơ sở dữ liệu đặc biệt được lưu trongLER Sau đó, một header MPLS sẽ được chèn vào Gói dữ liệu được chuyển đi.
Chuyển tiếp gói tin: Gói dữ liệu truyền đi sẽ lần lượt đi qua các LSR, các LSR sẽ không thêm vào hay bớt đi nhãn nào, nó chỉ thay đổi các nhãn và chuyển tiếp gói tin đến LSR tiếp theo, các LSR xác định việc đổi nhãn hay LSR tiếp theo dựa vào một bản dữ liệu trong router Nếu dữ liệu không chứa nhãn nào, nó sẽ hoạt động như một router bình thường
Label Switch Router’s Label Information Base (LIB)
Label/In Port In Label/Out Port/Out FEC Instruction
Do vậy, các đường dẫn sẽ được thiết lập giữa các LER và LSR Những đường dẫn này được gọi là LSPs (Label Switch Paths) Các đường dẫn này có các đặc tính khác nhau mà dựa vào đó, ta có thể xác định được mức tải cao nhất trong mạng,xác suất các gói tin bị hỏng…
Ở đầu ra, LER sẽ tách header MPLS ra và gói dữ liệu sẽ được truyền đi một cách bình thường.
Ngoài ra MPLS cho phép xác định chế độ ưu tiên cho dữ liệu, thuật ngữ mạng là FEC (Forward Equivalence Class) Thực chất, việc xác định mức độ ưu tiên cho dữ liệu là rất quan trọng Do có những dữ liệu quan trọng cần chất lượng mạng cao hơn. MPLS cho phép chọn mức độ ưu tiên để cung cấp chất lượng mạng hợp lý cho các loại dữ liệu này.
Việc xác định mức độ ưu tiên phụ thuộc vào nhiều yếu tố như giao thức truyền, cổng dịch vụ.
Sau đó, dựa vào mức độ FEC của gói thông tin đã được đánh nhãn mà có loại đường truyền khác nhau có thể được thực hiện Có thể là gói tin sẽ được truyền quaATM, Frame-Relay Nếu gói tin không có nhãn, nó sẽ được coi có mức ưu tiên thấp nhất và được truyền đi như một gói tin IP bình thường.
Ta có thể sử dụng nhiều MPLS header khác nhau trong trường hợp gói tin được truyền qua nhiều mạng.
Sau khi khảo sát cơ chế hoạt động của MPLS, ta có thể thấy:
Khái niệm xử lý việc truyền dữ liệu bằng nhãn không phải là mới Cách thức xử lý này đã được sử dụng trong công nghệ Frame Relay và ATM Cái mới ở đây là giao thức IP tuy phổ biến nhưng không được kiểm soát đã được đưa vào một loạt các quy tắc cho phép phân loại mức độ ưu tiên, quản lý, kiểm soát dữ liệu đi qua bất cứ một dạng mạng nào.
Một điểm nữa là MPLS có thể được thiết lập bằng phần mềm trên các router hiện đại Không cần phải thay đổi một loạt các phần cứng đang được sử dụng MPLS cho phép việc truyền các gói dữ liệu được phân loại, đánh nhãn và quản lý trong khi cho phép truyền dữ liệu qua lại giữa lớp 2 và lớp 3 trong mô hình OSI MPLS, nói cách khác là sự kết hợp giữa các công nghệ thuộc lớp 2 (ATM….) với IP.
Khả năng, hướng phát triển, ưu nhược điểm, những vấn đề cần giải quyết.
4.4.1 Chế độ hoạt động khung
Chế độ hoạt động khung xuất hiện khi sử dụng MPLS trong môi trường các thiết bị định tuyến điều khiển thuần các gói tin IP điểm - điểm Các gói dán nhãn được chuyển tiếp trên cơ sở khung lớp 2.
Chế độ hoạt động của MPLS trong chế độ này được mô tả ở hình dưới đây:
Bước1: nhận gói tin IP tại LSR biên
3 gán nhãn, nhuyển gói IP đến LSR lõi 1
Bước3:Kiểm tra nhãn chuyển đổi nhãn chuyển gói IP đến
Bước4: Kiểm tra nhãn chuyển đổi nhãn chuyển gói IP đến LSR biên 4
Bước5:Kiểm tra nhãn xoá bỏ nhãn đi chuyển gói IP đến đích
Hình 4.13 Mạng MPLS trong hoạt động chế độ khung
Các hoạt động trong mảng số liệu:
Quá trình chuyển tiếp gói tin IP qua mạng MPLS thực hiện qua một số bước cơ bản như sau:
LSR biên lối vào nhận gói tin IP, phân loại gói vào nhóm chuyển tiếp tương đương FEC và gán nhãn cho gói với ngăn xếp nhãn tương ứng với FEC đã xác định. Trong trường hợp định tuyến một địa chỉ đích, FEC sẽ tương ứng với mạng con đích và việc phân lại gói sẽ đơn giản hơn là việc so sánh bảng định tuyến lớp 2 truyền thống.
LSR lõi nhận gói tin có nhãn và sử dụng bảng chuyển tiếp nhãn để thay đổi nhãn lối vào của gói đến với nhãn lối ra tương ứng với cùng một FEC (trong trường hợp mạng con là mạng IP ).
Khi LSR biên lối ra của vùng FEC này nhận được gói tin có nhãn, nó loại bỏ nhãn và thực hiện chuyển tiếp gói tin IP theo bản định tuyến lớp 3 truyền thống.
Nhãn MPLS được chèn trước số liệu cần gán nhãn ở chế độ hoạt động khung. Tức là nhãn MPLS được chèn vào giữa mào đầu lớp 2 và nội dung thông tin lớp 3 của khung lớp 2, vị trí của nhãn MPLS trong khung lớp 2 được thể hiện như trong hình vẽ.
Do nhãn MPLS được chèn vào vị trí như vậy nên bộ định tuyến gửi thông tin phải có phương tiện gì đó thông báo cho bộ định tuyến nhận biết rằng gói đang được gửi đi không phải là gói IP thuần mà là gói có nhãn Để đơn giản chức năng này, một số dạng giao thức mới được định nghĩa trong lớp 2 như sau:
Mục tiêu và ứng dụng của MPLS
4.5.1 Ưu điểm và mục tiêu của MPLS
Hỗ trợ mềm dẻo và linh hoạt cho tất cả các dịch vụ trên một mạng đơn.
Đơn giản hóa cấu hình mạng so với giải pháp IP trên nền ATM.
Hỗ trợ tất cả các công cụ điều khiển lưu lượng mạnh mẽ bao gồm cả định tuyến liên tiếp và chuyển mạch bảo vệ.
Hỗ trợ đa kết nối và đa giao thức.
Khả năng mở rộng chức năng điều khiển và chuyển tiếp Mỗi phần có thể phát trển không cần đến các phần khác, tạo sự phát triển mạng dễ dàng hơn, giá thấp hơn và ít lỗi hơn.
Hỗ trợ cho tất cả các loại lưu lượng.
Định tuyến gián tiếp: một thuộc tính của MPLS là nó hỗ trợ cho định tuyến gián tiếp Các đường chuyển mạch nhãn định tuyến gián tiếp có hiệu quả hơn định tuyến nguồn trong IP Cung cấp các chức năng cho kỹ thuật điều khiển lưu lượng Các đường định tuyến gián tiếp cũng như các đường hầm ảo có thể mang loại lưu lượng bất kỳ như SNA, IPX.
Định tuyến liên vùng: Chuyển mạch nhãn cung cấp khả năng tách hoàn thiện hơn giữa định tuyến liên vùng và trong vùng Những khả năng cải tiến này của quá trình xử lý định tuyến và thức tế tạo lại các tuyến biết được yêu cầu bên trong một vùng Lợi ích này của ISP và những tải tin có thể có một lượng lớn lưu lượng truyền thông.
Mục tiêu chủ yếu của MPLS là:
Hỗ trợ liên kết điểm – điểm
Thực hiện phân cấp định tuyến, hợp nhất VC và tăng cường khả năng mở rộng.
Hỗ trợ đồng thời nhiều giao thức lớp mạng và giao thức lớp liên kết đồng thời
Thiết lập tiêu chuẩn viễn thông IpoA
Cung cấp khả năng điều khiển lưu lượng và QoS
Hỗ trợ truy nhập máy chủ
Tích hợp các chức năng định tuyến, đánh địa chỉ, điều khiển,… để tránh mức độ phức tạp của NHRP, MPOA và các công nghệ khác trong IPOA truyền thống.
Có thể giải quyết vấn đề độ phức tạp và nâng cao khả năng mở rộng đáng kể
Tỉ lệ giữa chất lượng và giá thành cao
Nâng cao chất lượng mạng, thực hiện được các chức năng định tuyến mà công nghệ trước không thể thực hiện được như định tuyến hiện, điều khiển lặp,… khi định tuyến thay đổi dẫn đến khóa một đường nào đó, MPLS có thể dễ dàng chuyển mạch luồng dữ liệu sang một đường mới Điều này không thể thực hiện được trong IpoA truyền thống
Tích hợp được IP và ATM cho phép tận dụng được toàn bộ các thiết bị hiện có trên mạng
Mạng MPLS có nhiều ứng dụng trong đó có 3 ứng dụng chủ yếu:
(i) Tích hợp IP và ATM
Do chuyển mạch nhãn có thể thực hiện được bởi các chuyển mạch ATM,MPLS là một phương pháp tích hợp các dịch vụ IP trực tiếp trên chuyển mạch ATM.
Sự tích hợp cần phải đặt định tuyến IP và phần mềm LDP trực tiếp trên chuyển mạch ATM Do tích hợp hoàn tòan IP trên mạch ATM, MPLS cho phép chuyển mạch ATM hỗ trợ tối ưu các dịch vụ IP như IP đa hướng (multicast), lớp dịch vụ IP, RSVP (Resource Reservation Protcol: giao thức dành trước tài nguyên hỗ trợ QoS) và mạng riêng ảo.
(ii) Kỹ thuật lưu lượng
Khả năng của MPLS định tuyến các gói tin vào các tuyến riêng qua một mạng với một điều kiện quan trọng cho trước gọi là kỹ thuật lưu lượng TE (Traffic Engineering) Mục đích của TE là làm sao sử dụng tốt nhất tài nguyên có sẵn trong những điều kiện hoạt động không mong muốn như quá tải, mất luồng… điều này có thể thực hiện được khi lưu lượng được định tuyến qua các đường riêng biệt Trong MPLS, đường chuyển mạch nhãn LSP được sử dụng cho chức năng kỹ thuật lưu lượng Các đường hầm LSP cho phép quản lý lưu lượng từ đầu cuối đến đầu cuối trong miền MPLS Lưu lượng bị mất có thể đánh giá bằng cách giám sát LSR đầu vào và thống kê LSR đầu ra Độ trễ có thể được đánh giá bằng cách gửi các gói tin nhắn dò qua mạng và đo thời gian chuyển tiếp.
Lợi ích chính của MPLS là khả năng thực hiện kỹ thuật lưu lượng (TE) trong mạng IP không liên kết.
TE cần thiết để đảm bảo rằng lưu lượng được định tuyến qua mạng cho trước theo cách thức hiệu quả và tin cậy nhất Kỹ thuật lưu lượng cho phép các ISP định tuyến lưu lượng mạng theo cách mà họ có thể đáp ứng dịch vụ tốt nhất cho người sử dụng trong giới hạn của thông lượng và độ trễ Kỹ thuật lưu lượng MPLS làm cho lưu lượng được phân phối trên toàn bộ hạ tầng mạng.
Với MPLS, kỹ thuật lưu lượng có khả năng điều khiển lưu lượng mạng sử dụng phương pháp đường đi ngắn nhất hạn chế (CSPF) thay vì một phương pháp đường đi ngắn nhất (SPF) duy nhất CSPF có thể tạo ra các đường đi giảm bớt chi phí Các đường này có thể không phải là đường đi ngắn nhất, nhưng ngược lại, nó sẽ là đường đi tối ưu với ít xung đột nhất.
Hình 4.16 Kỹ thuật lưu lượng trong MPLS
Một cách tiếp cận đến kỹ thuật mạng là định nghĩa mạng lưới các đường hầm, từ tất cả dầu vào tới tất cả đầu ra Giao thức IGP hoạt động ở thiết bị đầu vào, xác định lưu lượng nào có thể đến đầu ra nào và hướng lưu lượng này đến một đường hầm từ đầu cuối đến đầu cuối. Đôi khi, một luồng dữ liệu khá lớn không thể chuyển qua một link đơn được. Trong trường hợp này, nhiều đường hầm LSP giữa đầu vào và đầu ra cho trước sẽ được thiết lập và luồng dữ liệu sẽ chạy kiểu chia tải trên các đường hầm LSP đó Do đó sẽ tránh được trường hợp một phần của mạng cung cấp dịch vụ chạy quá tải, trong khi phần khác lại chạy dưới định mức Chính khả năng chuyển tiếp gói tin linh động trên một đường đi không phải ngắn nhất và sự cạnh tranh giữa các đường hầm tốc độ cao trong miền MPLS là ưu điểm của kỹ thuật lưu lượng trong công nghệ MPLS.
(iii) Mạng riêng ảo MPLS VPN
Một mạng riêng ảo (VPN) dựa trên Internet sử dụng hạ tần mở và phân tán cuả mạng Internet để truyền dữ liệu giữa các điểm, bảo mật thông qua việc sử dụng một giao thức đóng để thiết lập đường truyền Mạng riêng ảo có thể được xây dựng thành một mạng riêng và chỉ cho một công ty sử dụng Mục đích chính của mạng riêng ảo là cung cấp cho công ty một mạng có chức năng giống như các đường thuê kênh riêng nhưng ở mức giá thấp hơn bằng cách chia sẻ hạ tầng mạng công cộng Cấu trúc mạng riêng ảo đáp ứng tất cả các yêu cầu cần thiết để hỗ trợ cho VPN bằng cách thiết lập các đường hầm LSP sử dụng định tuyến hiện Do đó, việc MPLS sử dụng các đường hầm LSP cho phép các nhà cung cấp dịch vụ quảng bá dịch vụ phổ biến này trên nền cùng cấu trúc mạng cung cấp dịch vụ Internet Hơn nữa, chồng nhãn trong MPLS cũng cho phép cấu hình nhiều VPV trên cùng một hạ tầng mạng.
Mạng VPN truyền thống được xây dựng trên 4 nền tảng sau:
- Tường lửa: để bảo vệ và cung cấp chức năng bảo mật khi ra Internet.
- Nhận thực: để xác định rằng mỗi cơ sở dữ liệu khách hàng chỉ hợp lệ với một tài khoản truy nhập duy nhất.
- Mã hóa: để bảo vệ dữ liệu khi nó được chuyển qua mạng.
- Thiết lập các đường hầm: để cung cấp dịch vụ chuyển vận đa giao thức và hỗ trợ không gian địa chỉ IP riêng bên trong một VPN.
Không giống như VPN truyền thống, MPLS VPN không sử dụng phương pháp mã hóa và đóng gói để đạt được mức độ bảo mật cao, mà sử dụng bảng chuyển tiếp và các nhãn để tạo nên tính bảo mật cho mạng VPN Mỗi VPN kết hợp với một bảng định tuyến chuyển tiếp riêng biệt (VRF) VRF này cung cấp thông tin về mối quan hệ trong VPN của một đầu khách hàng khi được nối với các router biên của nhà cung cấp (PE). Đối với mỗi VRF thông tin được sử dụng để chuyển tiếp các gói tin được lưu lượng trong bảng thông tin định tuyến IP và bảng chuyển tiếp
Các bảng này được duy trì riêng rẽ cho từng VRF nên nó ngăn chặn các gói tin bên ngoài mạng VPN chuyển tiếp vào các router bên trong mạng Đây là cơ chế bảo mật của MPLS-VPN.
MPLS cho phép các nhà cung cấp dịch vụ ISP cung cấp dịch vụ VPN với cơ cấu đường hầm đơn giản, linh động và rất hiệu quả.
Một trong những ưu điểm lớn nhất của MPLS VPN là không đòi hỏi các thiết bị khách hàng CPE thông minh, bởi vì toàn bộ các chức năng VPN được thực hiện phía mạng lõi của nhà khai thác và hoàn toàn “trong suốt” đối với các CPE Các CPE không đòi hỏi chức năng VPN và hỗ trợ Ipsec, điều này có nghĩa là khách hàng không phải chi phí quá cao cho các thiết bị đầu cuối của họ.
Hình 4.17 Thiết lập các VPN trong MPLS
Kết luận
Như vậy chương 4 đã giới thiệu các thành phần, cấu trúc và hoạt động củaMPLS Chương này đề cập đến các khái niệm cơ bản của mạng MPLS như lớp chuyển tiếp tương đương, nhãn, tuyến chuyển mạch nhãn, … và các thành phần cơ bản của mạng như bộ định tuyến biên nhãn, bộ định tuyến chuyển mạch nhãn, … Chương này tập trung vào hoạt động của MPLS với chế độ hoạt động khung, chế độ hoạt động tế bào và hoạt động của MPLS khung trong mạng ATM – LSR Chương 4 đưa ra các mục tiêu, ứng dụng của MPLS.
MÔ HÌNH TRIỂN KHAI MẠNG NGN TẠI VIỆT NAM VÀ TỔ
CHỨC MẠNG NGN CỦA VNPT
Sự phát triển mạng NGN tại Việt Nam là một xu thế tất yếu, phù hợp với quá trình phát triển NGN trên thế giới Không nằm ngoài xu hướng chung đó, Việt Nam cũng đang có những bước phát triển mạnh NGN của riêng mình Hiện nay có 6 doanh nghiệp được phép của Bộ Bưu chính Viễn Thông cho phép cung cấp dịch vụ viễn thông là Tổng công ty bưu chính viễn thông Việt Nam (VNPT), Công ty điện tử viễn thông quân đội (Viettel), Công ty viễn thông điện lực, Công ty cổ phần dịch vụ Bưu chính Viễn thông Sài Gòn (SPT), Hà Nội Telecom, Công ty viễn thông Hàng hải.Trong đó ngoại trừ Công ty viễn thông Hàng Hải các công ty khác đều đang cung cấp dịch vụ gọi VoIP đường dài trong nước và quốc tế.
Tổ chức NGN của Việt Nam
Mạng viễn thông Việt Nam đã và đang phát triển theo cấu trúc NGN Trước đây, mạng viễn thông của Việt Nam đã khá hoàn thiện nên phương án triển khai mạng NGN của Việt Nam là “xây dựng trên cơ sở mạng hiện tại”.
Quá trình xây dựng NGN tại Việt Nam được thực hiện trước tiên là xây dựng lớp truyền tải – bao gồm mạng truyền dẫn đường trục và mạng chuyển mạch đây cũng là bước phát triển cơ bản.
5.1.1 Các mục tiêu đối với cấu trúc NGN của Việt Nam Để đáp ứng các yêu cầu về cơ sở hạ tầng viễn thông quốc gia, cấu trúc mạng viễn thông theo định hướng NGN tại Việt Nam được xây dựng hướng tới các mục tiêu cụ thể sau đây:
Đáp ứng nhu cầu cung cấp các dịch vụ viễn thông hiện nay và các loại dịch vụ viễn thông thế hệ sau bao gồm:
- Các dịch vụ cơ bản
- Các dịch vụ giá trị gia tăng
- Các dịch vụ truyền số liệu, Internet và công nghệ thông tin
Cụ thể là các loại dịch vụ viễn thông như: ATM, IP, FR, X25, CE, Voice, LAN,
… giai đoạn trước mắt đáp ứng các nhu cầu IP truy nhập Internet tốc độ tăng dần VoIP.
Mạng có cấu trúc đơn giản:
- Giảm tối đa số cấp chuyển mạch và chuyển tiếp truyền dẫn.
- Nâng cao hiệu quả sử dụng, chất lượng mạng lưới và giảm thiểu chi phí khai thác và bảo dưỡng.
Độ linh hoạt và tính sẵn sàng cao:
- Tiến tới tích hợp mạng thoại và số liệu trên mạng đường trục băng rộng.
- Cấu trúc mạng phải có độ linh hoạt cao, đảm bảo an toàn mạng lưới và chất lượng dịch vụ.
- Dễ dàng mở rộng dung lượng, triển khai dịch vụ mới.
Giữ các mức đặc tính thoại hiện tại sau khi phát triển từ mạng TDM lên mạng thoại qua chuyển mạch gói.
Đảm bảo phối hợp hoạt động và khả năng chuyển tiếp với mạng báo hiệu số 7 toàn cầu.
Việc tổ chức mạng dựa trên số lượng thuê bao theo vùng địa lý và nhu cầu phát triển dịch vụ, không tổ chức theo địa bàn hành chính mà tổ chức theo vùng lưu lượng.
Việc thay đổi cấu trúc mạng hiện tại được tiến hành từng bước theo điều kiện thực tế cho phép Tận dụng tối đa các thiết bị trên mạng ISDN, PSTN hiện có để phát triển dịch vụ N-ISDN, đáp ứng nhu cầu dịch vụ Internet, các dịch vụ IP khác, ATM, FR, … Trên cơ sở nâng cấp các node mạng hiện có nếu công nghệ cho phép và gía cả hợp lý hoặc trang bị các node mạng Multiservice mới.
Triển khai và hoàn thiện hệ thống quản lý mạng, quản lý dịch vụ.
Tăng cường khả năng cạnh tranh trong môi trường hội nhập và mở cửa.
5.1.2 Quá trình phát triển mạng truyền dẫn
Công nghệ truyền dẫn đã có sự thay đổi qua các giai đoạn: từ tương tự sang số, từ phân cấp cận đồng bộ (PDH) sang phân cấp đồng bộ(SDH) và mới đây là từ SDH sang WDM.
Công nghệ WDM là công nghệ ghép kênh quang theo bước sóng, hiện nay công nghệ này đang được xem nhu một công nghệ đầy hứa hẹn và vẫn đang được tiếp tục phát triển Hơn thế nữa, khi kết hợp với các kỹ thuật xử lý tín hiệu quang như ghép kênh theo thời gian quang (OTDM), chuyển mạch gói quang cùng với các trạm lặp quang sẽ tăng dung lượng mạng.
Xây dựng mạng NGN sử dụng ghép kênh theo bước sóng WDM có những ưu điểm:
Tận dụng triệt để băng tần của sợi quang.
Tạo ra một mạng truyền dẫn linh hoạt để tiến tới mạng truyền dẫn quang OTN. thiết bị WDM ngày càng được cải thiện để tăng dung lượng truyền dẫn trên một sợi quang.
Nhờ sự nỗ lực trong nghiên cứu về công nghệ WDM gần đây đã cho các kết quả mới và dung lượng ngày càng được nâng cao Trong quá trình phát triển, chi phí cho các thiết bị WDM cũng được giảm rất nhanh.
Xây dựng mạng truyền dẫn đường trục quốc gia Định hướng việc nâng cấp mạng truyền dẫn đường trục quốc gia được tiến hành làm hai giai đoạn:
Giai đoạn 1:Tiếp tục sử dụng công nghệ SDH kết hợp với công nghệ WDM.
Thực hiện cải tạo và nâng cấp công nghệ SDH để sẵn sàng đáp ứng việc truyền tải các lưu lượng IP, ATM.
Giai đoạn 2: Tiến hành xây dựng mạng truyền tải dựa trên OTN Cuối cùng là thực hiện truyền trực tiếp lưu lượng IP/MPLS qua sợi quang.
Định hướng phát triển đến năm 2010 ở Việt Nam
Thực hiện chuyển đổi từng bước, ưu tiên thực hiện trên mạng liên tỉnh trước nhằm đáp ứng nhu cầu về thoại và truyền số liệu liên tỉnh và tăng hiệu quả sử dụng các tuyến truyền dẫn đường trục.
Mạng nội tỉnh hiện có trọng điểm tại các tỉnh thành phố có nhu cầu về truyền số liệu, truy nhập Internet băng rộng, ưu tiên giải quyết phân tải lưu lượng Internet cho mạng chuyển mạch nội hạt và đáp ứng nhu cầu truy nhập Internet tốc độ cao trước nhằm tạo cơ sở hạ tầng thông tin băng rộng để phát triển các dịch vụ đa phương tiện, phục vụ chương trình chính phủ điện tử, E-commerce,… của quốc gia.
Không nâng cấp các tổng đài hiện có lên NGS (Next Generation Switch) do có sự khác biệt khá lớn giữa công nghệ chuyển mạch kênh và chuyển mạch gói Tổ chức xây dựng hệ thống chuyển mạch NGN mới, riêng biệt và thực hiện kết nối với các mạng hiện tại theo các nguyên tắc.
Ngừng việc trang bị mới các tổng đài Host công nghệ cũ Chỉ mở rộng các tổng đài Host đang hoạt động trên mạng để đáp ứng nhu cầu thoại và truyền số liệu băng hẹp và chỉ nâng cấp với mục đích phân tải Internet và cung cấp dịch vụ truy nhập Internet tốc độ cao dùng công nghệ xDSL trong khi mạng NGN chưa bao phủ hết vùng phục vụ (trừ các trường hợp đặc biệt có ảnh hưởng đến an ninh quốc phòng, khẩn cấp, đảm bảo an toàn mạng lưới thì được xem xét riêng) Phát triển nút truy nhập mới của NGN để đáp ứng các nhu cầu cần Host mới.
(i) Giai đoạn 2001 – 2005 Đây là giai đoạn chuyển đổi dần từ mạng PSTN sang mạng NGN, mạng NGN được xây dựng và phát triển dần.
Trong giai đoạn này NGN sẽ có mạng chuyển mạch liên vùng và nội vùng các vùng lưu lượng Một phần thoại của mạng đường trục PSTN được chuyển sang mạng NGN đường trục.
Việc ghép nối giữa mạng PSTN và NGN được trình bày như hình:
Lớp truy nhập dịch vụ
Chuyển mạch nội hạt Chuyển mạch quốc gia
TWG ATM+IP ATM+IP
Lớp ứng dụng dịch vụ
Lớp truyền tải dịch vụ
Hình 5.1 Kết nối PSTN – NGN
Lớp truyền tải bao gồm chuyển mạch và truyền dẫn
Giai đoạn 2001 – 2005 hình thành mạng với các vùng lưu lượng, mỗi vùng lưu lượng có chuyển mạch lõi ATM làm chức năng xử lý và truyền tải lưu lượng chuyển tiếp vùng và các chuyển mạch đa dịch vụ lớp biên phân bố ở một số nút mạng chính trong vùng.
Tổ chức lớp lõi/ truyền tải bao gồm hai mặt phẳng:
+ Mặt phẳng A bao gồm các chuyển mạch lõi ATM
+ Mặt phẳng B bao gồm các tổng đài Toll TDM cũ đang có trên mạng Trang bị trước hai nút lõi ATM đặt tại Hà Nội và Tp Hồ Chí Minh.
Trang bị các nút ghép luồng trung kế (Trunking Gateway) và tổng đài ATM+IP nội vùng (Multiservice Edge) cho các tỉnh và thành phố.
Các tổng đài lõi ATM của các vùng lưu lượng hình thành các mặt phẳng mạng chuyển mạch chuyển tiếp liên vùng Chúng được kết nối với nhau qua các ring SDH công nghệ WDM.
Từng cặp tổng đài chuyển tiếp liên vùng ở hai mặt phẳng mạng được kết nối trực tiếp với nhau.
Các tổng đài Toll công nghệ TDM ở mặt phẳng mạng B được kết nối tới các tổng đài Host.
Các tổng đài lõi ATM ở mặt phẳng mạng A được kết nối tới các tổng đài lớp biên.
Tiếp tục nâng cấp và xây dựng trên cơ sở tuyến trục Bắc-Nam trên quốc lộ 1 và đường dây 500kV hiện có Việc nâng cấp mạng truyền tải thông qua hoàn thiện các thiết bị ADM, DXC nhờ bổ xung các module xử lý lưu lượng kiểu gói để truyền tải tín hiệu IP/ATM, tạo cơ sở tiến tới OTN cho NGN.
Thiết kế xây dựng tuyến cáp quang đường Hồ Chí Minh theo tiến độ xây dựng đường.
Chuẩn bị nâng cấp hệ thống sử dụng kỹ thuật WDM với số kênh quang 8 hoặc
16 bước sóng, tốc độ STM-16 mỗi kênh.
Mạng có kết cấu 6 ring được kết nối với nhau bằng các thiết bị DXC, các địa phương có lưu lượng lớn đi qua trang thiết bị xen rẽ ADM.
Xây dựng vòng ring thứ 6 từ Tp.Hồ Chí Minh qua Mỹ Tho, Cần Thơ về Tp.Hồ Chí Minh.
Mạng lưới trung kế kết nối các tổng đài lõi ATM/IP và với các tổng đài đa dịch vụ theo cấu trúc ring kết hợp kỹ thuật SDH và WDM.
Các ring nêu trên có thể kết hợp kết nối với các tổng đài Host từ các tổng đài Toll lớp lõi.
Giai đoạn này sẽ phát triển mạng truy nhập theo hướng nâng cấp và mở rộng hệ thống các trạm Host và vệ tinh hiện có, kết hợp với trang bị mới các nút truy nhập đa dịch vụ công nghệ ATM/IP trên cơ sở phân chia các vùng mạng dịch vụ theo mức độ phát triển dịch vụ mới như sau:
Hai vùng mạng Hà Nội và Tp.Hồ Chí Minh là hai vùng có số lượng thuê bao lớn tập trung trên địa bàn thành phố Thiết bị chuyển mạch hiện có được nâng cấp để hỗ trợ các loại hình dịch vụ IP và ATM.
Ba vùng mạng Bắc, Trung, Nam bao gồm nhiều tỉnh, thành phố Đối với các khu vực có tổng đài có thể nâng cấp hỗ trợ các dịch vụ ATM/IP thì tiến hành nâng cấp và mở rộng dung lượng Đối với các khu vực có tổng đài không có khả năng nâng cấp hỗ trợ các loại hình dịch vụ ATM/IP thì tận dụng hết dung lượng đã có Khi có nhu cầu thì tiến hành lắp đặt mới các thiết bị truy nhập NGN.
Trang bị hai nút điều khiển tại Hà Nội và Tp.Hồ Chí Minh tương ứng với hai nút lõi ATM/IP.
Khi yêu cầu phát triển mạng gia tăng thì phát triển tiếp các nút điều khiển tương ứng với các nút lõi ATM/IP cho vùng mạng.
Tiến tới hình thành lớp điều khiển tương ứng với các vùng lưu lượng Các bộ điều khiển bao gồm bộ điều khiển IP/ MPLS, bộ điều khiển ATM/SVC, bộ điều khiển thoại/SS7 sẽ được đặt tương ứng với vị trí của các lõi ATM/IP.
Lớp ứng dụng và dịch vụ
Trang bị hai nút ứng dụng và dịch vụ đặt tại Hà Nội và Tp.Hồ Chí Minh tương ứng với hai nút lõi ATM/IP.
Nguyên tắc tổ chức mạng NGN của VNPT
Cấu trúc mạng NGN được xây dựng dựa trên phân bố thuê bao theo vùng địa lý, không tổ chức theo địa bàn hành chính mà được phân theo vùng lưu lượng Trong một vùng có nhiều khu vực và trong một khu vực có thể gồm một hoặc nhiều tỉnh, thành phố Số lượng các tỉnh thành trong một khu vực tùy thuộc vào số lượng thuê bao của các tỉnh thành đó Căn cứ và phân bố thuê bao, mạng NGN của VNPT được phân thành 5 vùng lưu lượng như sau:
Vùng 1: Các tỉnh phía bắc trừ Hà Nội (mới), Bắc Ninh, Bắc Giang và Hưng Yên.
Vùng 2: Hà Nội (mới), Bắc Ninh, Bắc Giang và Hưng Yên.
Vùng 3: Các tỉnh Miền Trung và Tây Nguyên.
Vùng 4: Thành phố Hồ Chí Minh.
Vùng 5: Các tỉnh phía Nam trừ T.p Hồ Chí Minh
5.3.2 Tổ chức lớp ứng dụng và dịch vụ
Lớp ứng dụng và dịch vụ được tổ chức thành một cấp cho toàn mạng nhằm đảm bảo cung cấp dịch vụ đến tận nhà thuê bao một cách thống nhất và đồng bộ Số lượng node ứng dụng và dịch vụ phụ thuộc vào lưu lượng dịch vụ, cũng như số lượng và loại hình dịch vụ.
Node ứng dụng và dịch vụ được kết nối ở mức Gigabit Ethernet 1+1 với node điều khiển và được đặt tại các Trung tâm mạng NGN tại Hà nội và TP HCM cùng với các node điều khiển.
5.3.3 Tổ chức lớp điều khiển
Lớp điều khiển được tổ chức thành một cấp cho toàn mạng thay vì có 4 cấp như hiện nay (quốc tế, liên tỉnh, tandem nội hạt và nội hạt) và được phân theo vùng lưu lượng, nhằm giảm tối đa cấp mạng và tận dụng năng lực xử lý cuộc gọi cực lớn của thiết bị điều khiển thế hệ mới, giảm chi phí đầu tư trên mạng.
Lớp điều khiển có chức năng điều khiển lớp chuyển tải và lớp truy nhập cung cấp các dịch vụ của mạng NGN, gồm nhiều module như module điều khiển kết nối
ATM, điều khiển định tuyến kết nối IP, điều khiển kết nối cuộc gọi thoại, báo hiệu số 7….
Số lượng node điều khiển phụ thuộc vào lưu lượng phát sinh của từng vùng lưu lượng, được tổ chức thành cặp (Plane A&B) nhằm bảo đảm tính an toàn hệ thống Mỗi một Node điều khiển được kết nối với 1 cặp node chuyển mạch ATM + IP đường trục.
Trong giai đoạn đầu mỗi vùng được trang bị ít nhất là 2 node với năng lực xử lý
4 triệu BHCA đặt tại các trung tâm truyền dẫn của vùng Cấu hình kết nối lớp ứng dụng và lớp điều khiển được mô tả ở hình 5.1
Hình 5.2 Cấu hình kết nối lớp điều khiển và ứng dụng mạng NGN
5.3.4 Tổ chức lớp chuyển tải
Lớp chuyển tải phải có khả năng chuyển tải cả hai lưu lượng ATM và IP được tổ chức thành hai cấp: đường trục quốc gia và vùng thay vì có 4 cấp như hiện nay:
Cấp đường trục quốc gia: Gồm toàn bộ các nút chuyển mạch đường trục (CoreATM+IP) và các tuyến truyền dẫn đường trục được tổ chức thành 2 mặt: Plane A&B,kết nối chéo giữa các node đường trục ở mức ít nhất là 2.5 Gb/s, nhằm đảm bảo độ an toàn mạng, có nhiệm vụ chuyển mạch cuộc gọi giữa các vùng lưu lượng Số lượng và quy mô node chuyển mạch đường trục quốc gia phụ thuộc vào lưu lượng phát sinh trên mạng đường trục Trong giai đoạn đầu trang bị loại có năng lực chuyển mạch ATM
