Nghiên ứu công nghệ mạng thế hệ sau ngn

Trang 4 Kiến nghị Nếu có dịp phát triển tiếp nội dung đề tài này thì tôi sẽ đi sâu nghiên cứu một lĩnh vực cụ thể trong mạng NGN và ứng dụng một cách thiết thực tại Việt Nam trong tình h

Hµ néi 2005

Tµi liÖu tham kh¶o

TiÕng ViÖt:

1 Tæng c«ng ty bu chÝnh viÔn th«ng ViÖt Nam (2005), B¸o c¸o vÒ t×nh h×nh

triÓn khai m¹ng NGN , Hµ Néi

2 NguyÔn Giang T«, Nghiªn cøu hÖ thèng th«ng tin quang ghÐp kªnh theo bíc sãng, NXB Khoa häc kü thuËt, Hµ Néi

T iÕng Anh:

3 IETF, RFC 2705 (October 1999), Media Gateway Control Protocol (MGCP) Version 1.0

4 IET, RFC 3261 (June 2002), Session Initiation Protocol (SIP)

5 IETF, RFC 3372 (Sepember 2002), Session Initiation Protocol for Telephones (SIP- T)

6 IETF, RFC 3031 (January 2001), Muliple Protocol Label Switching

7 ITU-T, H225.0 Version 5.0 (July 2003), Call signalling protocols and media stream packetization for packet-based multimedia communication systems

8 ITU-T H245 (July 2003), Control protocol for multimedia communication

9 ITU-T Q1901 (June 2000), Bearer independent call control protocol CS1

10 ITU-T Q1902 (July 2001), Bearer independent call control protocol CS2 .

Kiến nghị

Nếu có dịp phát triển tiếp nội dung đề tài này thì tôi sẽ đi sâu nghiên cứu một lĩnh vực cụ thể trong mạng NGN và ứng dụng một cách thiết thực tại Việt Nam trong tình hình hiện nay, có một số hớng nghiên cứu sau:

- Nghiên cứu để đa ra phơng án phối kết hợp triển khai một cách đồng bộ

và có hiệu quả mạng NGN của các nhà cung cấp dịch vụ viễn thông trên phạm vi toàn quốc gia Việt Nam

- Nghiên cứu để đa ra giải pháp nâng cao chất lợng các dịch vụ trên nền mạng NGN thông qua cơ chế điều khiển lu lợng và khả năng phân biệt dịch vụ tối u

- Nghiên cứu để làm rõ cơ chế tích hợp giữa mạng cố định và di động trong khái niệm mạng NGN và ứng dụng thực tế

- Nghiên cứu nhằm đa ra một phơng thức báo hiệu tối u cho mạng NGN trên cơ sở kiến thức về các giao thức báo hiệu hiện đang đợc sử dụng trong mạng NGN và ứng dụng thực tế

- Nghiên cứu để đa ra phơng thức quản lý và dự báo nhu cầu phát triển dịch vụ trong mạng NGN một cách chính xác nhằm đa ra chiến lợc và qui mô phát triển mạng tối u

1.2.2 DÞch vô h¹n chÕ vµ khã kh¨n khi muèn khai th¸c thªm

3.2.4 Các phơng thức trao đổi cơ sở dữ liệu trong bảng LIB

giữa các LSR

34 3.2.5 Bảng chỉ mục chuyển tiếp nhãn chặng kế tiếp NHLFE 35

4.1.3 Giao thức báo hiệu điều khiển kết nối H245 46

4.3.2.4 Lệnh NotificationRequest RQNT 68

4.4.2.6 Lệnh kiểm chứng điểm cuối AUEP 70 4.4.2.7 Lệnh kiểm chứng kết nối AUCX 70 4.4.2.8 Lệnh RestartInProgress RSIP 71 4.4.2.9 Lệnh cấu hình điểm cuối EPCF 72 4.3.3 Thực hiện của giao thức MGCP trong thiết lập cuộc gọi 73

4.4.1 Thực hiện của giao thức SIP-T trong thiết lập cuộc gọi 75 4.4.1.1 Cuộc gọi từ đầu cuối SIP ra ngoài thuê bao PSTN 75 4.4.1.2 Cuộc gọi từ hai thuê bao PSTN chuyển tiếp qua mạng

SIP

76 4.4.1.3 Cuộc gọi từ thuê bao PSTN đến thuê bao SIP 77

4.5.3 Thực hiện cuộc gọi với giao thức BICC 84

Việt Nam

88

Chơng I: Tổng Quan về mạng thế hệ sau NGN:

Nhu cầu về các dịch vụ viễn thông của con ngời ngày càng tăng cao về cả loại hình dịch vụ và chất lợng dịch vụ Khách hàng ngày nay không chỉ có nhu cầu viễn thông là dịch vụ thoại mà nhu cầu về dịch vụ phi thoại nh dịch vụ truyền số liệu, internet và các dịch vụ đa phơng tiện Đồng thời yêu cầu băng thông dịch vụ ngày càng cao Các thuê bao dữ liệu băng hẹp nh truy cập internet bằng dial-up có xu thế chuyển dần sang băng thông rộng nh ADSL, các đờng thuê kênh riêng tốc độ cao Băng thông dành cho các dịch vụ dữ liệu ngày càng lớn so với băng thông dành cho thoại Các nhà cung cấp dịch vụ thoại cũng có xu hớng chuyển các dịch vụ thoại từ TDM sang thoại IP để tích hợp băng thông thoại trên mạng lõi IP và tích hợp tất cả các dịch vụ trên một cơ sở hạ tầng duy nhất là mạng NGN

1.1 Xu thế phát triển của mạng viễn thông:

1.1.1 Xu thế về truyền dẫn:

Mạng truyền dẫn ngày nay phát triển theo xu thế truyền dẫn quang thay dần cho truyền dẫn cáp đồng và truyền dẫn vô tuyến Truyền dẫn vô tuyền chi mạng tính chất dự phòng cho truyền dẫn sợi quang Trong mạng truyền dẫn quang thì các hệ thống quang PDH gần nh không còn đợc sử dụng nữa thay vào đó là các hệ thống quang SDH Do các hệ thống quang SDH bị hạn chế tốc

độ là 10 Gbps nên trong thời gian gần đây các hệ thống truyền dẫn quang đờng trục đang đợc thay thế dần bởi các hệ thống ghép kênh quang theo bớc sóng WDM ( wavelength division multiplex) và tơng lai sẽ sử dụng hệ thống ghép kênh theo bớc sóng mật độ cao WDM theo hớng NGN có băng thông cao Dhơn gấp nhiều lần WDM

khai các dịch vụ mới do nó chỉ có các khả năng cung cấp các các dịch vụ giá trị gia tăng truyền thống còn đói với các dịch vụ giá trị gia tăng mới nh dịch vụ thoại trên giao diện Web ( Webdial page, Freecall button ) và các dịch vụ giải trí dựa trên mạng thông minh thông qua một số điện thoại duy nhất nào đó đợc

đăng kí (19001570, 19001551 ) Ngày nay mạng điện thoại chuyển mạch gói dựa trên cơ chế chuyển mạch mềm đang đợc triển khai và ứng dụng đáp ứng

đợc đầy đủ các yêu cầu về dịch vụ của khách hàng do nó đợc thiết kế dựa trên một kiến trúc mở, dễ dàng phát triển các ứng dụng mới thông qua việc cài đặt thêm các phần mềm trên cơ sở phần cứng sẵn có của nó

1.1.3 Xu thế về truyền số liệu và Internet:

Tốc độ phát triển của truyền dẫn số liệu phụ thuộc lớn vào tốc độ phát triển của mạng truyền dẫn Bởi vì băng thông của các mạng truyền dẫn đờng trục ( quốc gia và quốc tế) chủ yếu là cho băng thông thoại và băng thông Internet mà băng thông dành cho thoại chiếm một tỉ lệ rất nhỏ so với internet Xu thế truy cập internet băng rộng ( ADSL, HDSL ) thay thế dần cho ph ng thức truy nhập ơtruyền thống ( sử dụng dialup qua đôi dây điện thoại chuyển tiếp qua tổng đài chuyển mạch kênh tốc độ 56 Kbps), các dịch vụ internet không dây phát triển rất mạch, các dịch vụ internet không dây băng hẹp dựa trên công nghệ wifi dẫn đợc thay thế bởi băng rộng trên nền công nghệ wimax Đồng thời các dịch vụ điện thoại di động di động CDMA thế hệ 3G cũng đang đợc triển khai và hỗ trợ dịch

vụ số liệu tốc độ cao, tốc độ đĩnh có thế lên đến 2Mbps

Cùng với sự phát triển về băng thông truyền dẫn cho internet ( cả về băng thông truy nhập và băng thông đờng trục ) các dịch vụ trên internet ngày càng phong phú, đa dạng do không bị hạn chế bởi băng thông Các trang web ngày nay không chỉ thuần tuý là mang vác thông tin trên nên các văn bản dạng text mà nó thực sự là một thế giới đa phơng tiện Con ngời có thế đồng thời duyệt web, chơi game, giao dịch trên mạng, thậm chí có thể xem phim và nghe nhạc chất lợng cao nh ngay tại máy PC của mình

1.2 Tổng đài chuyển mạch kênh và những hạn chế:

1.2.1 Giá thành tổng đài cao:

Hầu hết các tổng đài chuyển mạch kênh đều do một số hãng lớn độc quyền sản xuất, có thiết kế riêng phụ thuộc vào mỗi nhà sản xuất và thông thờng là với dung lợng thuê bao rất lớn hàng vài trăm ngàn do vậy có già thành rất cao

1.2.2 D ịch vụ hạn chế và khó khăn khi muốn khai thác thêm dịch vụ mới:

Các tổng đài này có kiến trúc đóng theo từng nhà sản xuất do vậy gây khó khăn trong việc vận nhành và bảo dỡng, khó có thể thực hiện từ xa Các dịch vụ

mà nó cung cấp rất hạn chế, chủ yếu vẫn chỉ là dịch vụ thoại và một số dịch vụ giá trị gia tăng thông thờng nh: hạn chế cuộc gọi đi và đến, chuyển tiếp cuộc gọi và hiển thị số chủ gọi… Nó không có khả năng cung cấp các dịch vụ giá trị gia tăng tiên tiến nh các dịch vụ giải trí trên điện thoại, các dịch vụ điện thoại trả trớc

Cũng chính vì nguyên nhân không tuân theo một kiến trúc mở nên khi nhà cung cấp muốn sử dụng cơ sở hạ tầng thoại có sẵn để cung cấp thêm các dịch vụ mới là rất khó khăn và trong một số trờng hợp là không thể thực hiện đợc

Đồng thời chi phí vận hành cho mạng là rất cao, cần cố nhiều nhân viên trực, theo dõi và xử lý các sự cố liên quan đến tổng đài

1.2.3 Không tối u hoá về truyền dẫn, khả năng d phòng thấp: ự

Trong tổng đài chuyển mạch kênh các trung kế nối với nhau bằng các luồng E1 và mồi kênh thoại liên đài sẽ chiếm một khe thời gian trong luồng E1

đó từ thời điểm bắt đầu đến kết thúc cuộc gọi do vậy sẽ rất lãng phí tài nguyên của mạng truyền dẫn nhất là đối với các cuộc gọi đờng dài Bởi vì thông thờng trong khi hai ngời đàm thoại với nhau xuất hiện rất nhiều khoảng lặng không có dữ liệu thoại, nếu trong những khoảng thời gian này khe thời gian đó dành cho các cuộc gọi khác thì sẽ tối u hơn Đồng thời khả năng dự phòng lu lợng liên

đài TDM khi một trung kế thoại giữa hai tổng đài nào đó có sự cố về truyền dẫn

mà vẵn đảm bảo hai tổng đài đó liên lạc với nhau bình thờng bằng cách vòng qua một tổng đài thứ ba là kém linh hoạt hơn so với giải pháp truyền dẫn gói thoại thông qua cơ chế tự động định tuyến lại khi một giao diện nào đó có sự cố của các router trong mạng NGN

1.3 Ưu điểm của tổng đài chuyển mạch gói trong NGN:

1.3.1 Định nghĩa mạng NGN:

Cho tới nay các tổ chức viễn thông trên thế giới vẫn cha có một định nghĩa cụ thể nào về mạng NGN vì vậy dới đây chỉ đa ra một định nghĩa mang tính chất tham khảo dựa vào các đặc trng chung nhất của mạng NGN nh sau:

“Mạng NGN là một mạng tích hợp dựa trên một cơ sở hạ tằng duy nhất là truyền dẫn gói, nó là sự tích hợp giữa mạng cố đị nh, đi động và internet và dựa trên công nghệ truyền dẫn quang DWDM”

1.3.2 Các đặc điểm của mạng NGN:

- Là một mạng mở

- Mạng NGN là mạng do dịch vụ thúc đẩy nhng dịch vụ đợc thực hiện

độc lập với mạng lới

- Mạng NGN là mạng chuyển mach gói

- Là một mạng có khả năng thích ứng cao, dễ dàng mở rộng các dịch vụ mới

• Mạng NGN là một hệ thống mở: Trong khi các khối chức năng của tổng

đài truyền thống chia thành các phần tử độc lập, các phần tử đợc phân chia theo các chức năng tơng ứng và phát triển độc lập, giao diện và giao thức phải dựa trên các tiêu chuẩn tơng ứng Còn trong mạng NGN theo một kiến trúc mở, linh hoạt dễ dàng đáp ứng đợc các nhu cầu phát triển dịch vụ mới cho khách hàng

• Mạng NGN là mạng dịch vụ thúc đẩy: Mạng NGN thực hiện chia tách dịch vụ với điều khiển cuộc gọi, chia tách cuộc gọi với truyền tải Do đó dịch vụ dộc lập với mạng, có nghĩa là trên một nền tảng mạng có thể triển khai đợc nhiều loại hình dịch vụ với nhau Thuê bao có thể tự bố trí và xác định đặc trng dịch vụ của mình mà không cấn quan tâm đến mạng truyền tải dịch vụ và loại hình đầu cuối

• Mạng NGN là một mạng chuyển mạch gói: Với tính u việt của mạng chuyển mạch gói nh dễ dàng phát triển các node mạng mới, chế độ định tuyến linh hoạt, tối u hoá về mặt truyền dẫn chuyển mạch Do vậy chuyển mạch gói là một tất yếu trong mạng NGN

• Mạng NGN dễ dàng phát triển dịch vụ mới: Do các dịch vụ mới trong mang NGN đợc phát triển dựa trên kiến trúc sử dụng các server nên tơng ứng với việc nạp và cấu hình các phần mềm mới trên các server này ta sẽ

có các dịch vụ mới dựa trên API ( Application programme interface ) giao diện lập trình ứng dụng)

Một cách tổng quan mạng NGN có cấu trúc nh trong hình 1.1:

Hình 1.1 Mạng NGN tổng quan

1.3.3 Ưu điểm của tổng đài chuyển mạch gói trong NGN:

Với những đặc điểm của mạng NGN nh đã nói ở trên cho ta thấy một tổng đài chuyển mạch gói trong NGN có đầy đủ các tính năng của một tổng đài thế hệ mới Nó khắc phục một cách triệt để những hạn chế của tổng đài chuyển mạch kênh Tổng đài chuyển mạch gói có thể đảm nhận nhiều chức năng nh: Tổng đài nội hạt cung cấp các thuê bao truyền thống, tổng đài toll liên tỉnh hoặc

là tổng đài Gateway quốc tế

Các tổng đài chuyển mạch gói sử dụng công nghệ chuyển mạch mềm là softswitch do vậy nó đạt đợc sự linh động trong cấu hình, điều khiển và triển khai dịch vụ Nó có đợc các thế mạnh của công nghệ chuyển mạch mềm, cụ thể nh sau:

• Mạng thế hệ sau có khả năng cho ra đời những dịch vụ giá trị gia tăng hoàn toàn mới hội tụ ứng dụng thoại, số liệu và video Các dịch vụ này hứa hẹn đem lại doanh thu cao hơn nhiều so với các dịch vụ truyền thống

• Do các dịch vụ của NGN đợc viết trên các phần mềm Do đó việc triển khai, nâng cấp, cũng nh việc cung cấp các dịch vụ mới cũng trở nên dễ dàng

• Khả năng thu hút khách hàng của mạng NGN rất cao, từ sự tiện dụng hội

tụ cả thoại dữ liệu, video đến hàng loạt các dịch vụ khác mà nhà cung cấp dịch vụ có thể cung cấp cho khách hàng, thêm nữa họ có khả năng kiểm soát các dịch vụ thông tin của mình điều này làm cho khách hàng luôn luôn thoả mãn và lệ thuộc hơn vào nhà cung cấp dịch vụ, cơ hội kinh doanh của nhà cung cấp sẽ lớn hơn, và ổn định hơn

• Giảm chi phí xây dựng mạng: Khi xây dựng một mạng hoàn toàn mới cũng nh mở rộng mạng có sẵn , thì mạng chuyển mạch mềm có chỉ phí ít tốn kém hơn nhiều so với mạng chuyển mạch kênh Điều này làm cho trở ngại khi tham gia thị trờng của những nhà khai thác dịch vụ mới không còn lớn nh trớc nữa Hiện nay, sự cạnh tranh giữa các nhà khai thác dịch

vụ chính là những dịch vụ gì mà họ có thể cung cấp cho khách hàng, và độ hài lòng của khách hàng khi sử dụng những dịch vụ đó, nên hầu hết các nhà khai thác đều tập trung đầu t vào việc viết phần mềm phát triển dịch

vụ

• Giảm chi phí vận hành bảo dỡng và quản lý mạng hiệu quả hơn

• Softswitch không còn các tổng đài lớn tập trung, tiêu tốn năng lợng và nhân lực điều hành, chuyển mạch giờ đây sẽ là các máy chủ đặt phân tán trong mạng, đợc điều khiển bởi các giao diện thân thiện ngời sử dụng (GUI) do đó chi phí điều hành và hoạt động của mạng đợc giảm đáng kể

• Sử dụng băng thông có hiệu quả hơn: Do mạng truyền vận của NGN là mạng chuyển mạch gói cho nên với cùng một cơ sở hạ tầng truyền dẫn thì hiệu suất sử dụng băng thông của nó cao hơn nhiều so với mạng chuyển mạch kênh Thêm nữa, theo nh thống kê đối với thoại thì 60% thời gian cuộc gọi là khoảng lặng, mạng thế hệ mới có cơ chế triệt khoảng lặng nên làm tăng hiệu suất sử dụng băng thông một mức đáng kể

Không mềm dẻo, phụ thuộc và kiến trúc ban đầu

Giá thành

Rẻ hơn, khoảng bằng một nửa tổng đài chuyển mạch kênh

Đắt hơn

Giá thành của cấu

hình cơ bản

Thấp, giá thành thay đổi gần nh tuyến tính theo số lợng thuê bao Cấu hình cơ bản có thể sử dụng cho

Rất cao, tổng đài PSTN không thích hợp cho mạng doanh nghiệp

m¹ng doanh nghiÖp TruyÒn th«ng ®a

Chñ yÕu lµ tho¹i vµ fax

Thêi gian thiÕt lËp

cuéc goi

Chơng II: kiến trúc mạng NGN và dịch vụ:

2.1 Kiến trúc mạng NGN:

Mạng NGN không phải là một mạng hoàn toàn mới mà là mạng tích hợp của nhiều mạng khác nh mạng cố định, mạng di động và mạng chuyển mạch gói Kiến trúc tổng quan của mạng NGN gồm có 5 lớp nh trong hình 2.1:

Hình 2.1 Kiến trúc mạng NGN

2.1.1 Lớp quản lý:

Lớp là một lớp đặc biệt xuyên suốt từ lớp thấp nhất là truy nhập truyền dẫn

đến lớp cao nhất là dịch vụ Lớp quản lý thực hiện chức năng quản lý cấu hình

và tài nguyên của từng phần tử mạng Thông qua lớp quản lý nhà cung cấp dịch

vụ viễn thông có thể biết đợc tình hình triển khai mạng và từ đó có thể đa ra chiến lợc phát triển mạng trong tơng lai

2.1.2 Lớp dịch vụ:

Về phơng diện khai thác mạng thì lớp dịch vụ là lớp quan trọng nhất, tại

đây các dịch vụ viễn thông của nhà khai thác mạng đợc thực thi và cung cấp cho khách hàng Các dịch vụ đợc cung cấp có thể khác nhau về băng thông, khác

Lớp dịch vụ

Lớp truy nhập

và truyền dẫn

Lớp điều khiển

Lớp truyền thông

Lớp quản

lý

nhau về chất lợng dịch vụ và mức độ u tiên Một đặc trng quan trọng của mạng NGN là cung cấp rất nhiều loại hình dịch vụ khác nhau trên một nền mạng duy nhất, nó có giao diện ứng dụng lập trình API (Application programme interface) với lớp dới nó là lớp điều khiển Ngoài các dịch vụ truyền thống mà NGN cung cấp nh thoại và số liệu thì các dịch vụ mới của nó đợc hiện thông qua các gói phần mềm đợc cài đặt trên các máy chủ đặc tính FS (Feature server)

và máy chủ ứng dụng AS (Appliction server trong lớp ứng dụng.)

2.1.3 Lớp truy nhập và truyền dẫn:

Về phơng diện truyền dẫn vật lý, mạng NGN sử dụng công nghệ truyền dẫn quang ghép kênh theo bớc sóng mật độ cao DWDM (Dense wavelength division multiplex) cho mạng lõi có băng thông rất cao do đo nó có thể đáp ứng

đợc việc mang vác toàn bộ lu lợng của rất nhiều dịch vụ khác nhau

Công nghệ chuyển mạch lõi trong NGN có thể là IP (Internet protocol) hay chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS (Multiple protocol label switch) Khi mà các dịch vụ đợc triển khai rất lớn cần sự điều khiển linh hoạt về băng thông lẫn chất lợng dịch vụ thì khuyến nghị là dùng công nghệ MPLS Nhng trong giai

đoạn ban đầu mới phát triền, số lợng dịch vụ còn ít chủ yếu vẫn là các dịch vụ truyền thống và cha có yêu cầu cao về cách đối xử với các dịch vụ khác nhau thì công nghệ IP đợc sử dụng do tính đơn giản và dễ triển khai và có chi phí đầu t thấp hơn trên nễn cơ sở hạ tầng sẵn có hiện nay

Phơng thức truy nhập trong NGN hiện tại có thể sử dụng là hữu tuyến nh cáp quang, cáp đồng (dịch vụ đờng dây thuê bao số đối xứng hoặc không đối xứng xDSL) hay vô tuyến Nhng xu thế trong tơng lai phơng thức truy nhập

sẽ sử dụng truyền dẫn quang kéo đến tờng hộ gia đình, có thể là hai sợi quang nếu sử dụng bớc sóng đơn hoặc chỉ cần một sợi nếu ghép bớc sóng và tất các các dịch vụ của thuê bao sẽ đợc truyền trên sợi quang này

2.1.4 Lớp truyền thông:

Chức năng của lớp truyền thông là tạo ra sự tơng thích giữa mạng lõi chuyển mạch gói trong NGN với các kỹ thuật truy nhập của mạng khác Do vậy mạng NGN có thể giao tiếp đợc với các mạng có trớc đó nh mạng chuyển mạch thoại công cộng PSTN (Public switching telephone network) và các mạng truy cập AN ( Access network) khác Thiết bị đặc trng trong lớp truyền thông là các gateway đợc điều khiển bởi các thiết bị ở lớp điều khiển bao gồm:

- Cổng trung kế (Trunking gateway): Là cổng giao tiếp giữa mạng lõi và mạng PSTN/ISDN

- Cổng truy nhập Access gateway : Là cổng giao tiếp giữa mạng lõi với ( )mạng truy nhập

- Cổng thuê bao (Residental gateway : Là cổng giao tiếp giữa mạng lõi )với các thuê bao tại nhà

- Cổng không dây (Wireless gateway : Là cổng giao tiếp giữa mạng lõi )

và cung cấp dịch vụ thông suốt từ đầu cuối đến đầu cuối với bất kỳ một giao thức báo hiệu nào, nó có một số chức năng cơ bản sau:

- Định tuyến lu lợng giữa các khối chuyển mạch

- Điều khiển các cổng phơng tiện

- Thiết lập yêu cầu, tạo và thay đổi kết nối hoặc các luồng, điều khiển và tạo kết nối giữa các cổng tơng ứng của các gateway thông qua giao

thức điều khiển cổng phơng tiện là MGCP (Media ateway control g

protocol)

- Điều khiển báo hiệu nội mạng và với các mạng ngoài

- Ghi lại các sự kiện của mạng làm cơ sở để tạo tạo ra bản tin chi tiết cuộc gọi và một số thông tin thống kê

- Phân bổ lu lợng một cách phù hợp tơng ứng với các tham số chất lợng yêu cầu

Bộ gói hoá

Giao diện với mạng

IP

Trong mạng NGN có rất nhiều phần tử mạng tơng ứng với các chức năng của nó Trong số đó có một số phần tử mạng tiêu biểu tạo nên sự nổi bật của mạng NGN so sánh với các mạng khác nh:

• Bộ xử lý số DSP (Digital signal processor): Thực hiện việc nén và giải nén tín hiệu số theo các chuẩn khác nhau nh G729A,B, G711 và G723 và việc

chuẩn mã hoá nào đợc dùng là tuỳ thuộc vào yêu cầu chất lợng dịch vụ QoS (Quality of service) của các dịch vụ thoại Đồng thời thực hiện chức triệt vọng (Echo Canceller) , nén khoảng lặng (Silence Suppression), phát hiện tín hiệu thoại ( Call Active Detection)

• Bộ gói hoá: Thực hiện đóng gói tín hiệu thoại với các độ dài gói khác nhau tơng ứng với các tốc độ gói khác nhau sao cho phù hợp nhất với thuộc tính thoại và yêu cầu về QoS

• Khối giao diện với mạng gói: Khối này thực hiện thu thập các gói thoạisau đó chuyển tiếp qua một giao diện gói tốc độ cao đa đến mạng IP thông qua các bộ định tuyến truy nhập (Access outer) Sau đó các gói tin rnày đợc đa đến mạng gói lõi, giao thức định tuyền trong mạng lõi có thể

là MPLS và khi đó các gói IP sẽ đợc gắn thêm mào đầu MPLS đễ chứa các thông tin định tuyến nhãn

2.2.2 Bộ điều khiển cổng phơng tiện MGC:

MGC là thành phần quan trong nhất trong mạng NGN Nó là bộ phận điều khiển trung tâm của toàn bộ mạng, đa ra các qui luật xử lý cuộc gọi thông qua việc điều khiển các cổng phơng tiện MG và cổng báo hiệu SG Đồng thời nó là cầu nối giữa các mạng có đặc tính khác nhau với mạng NGN đặc biệt là mạng PSTN Cầu trúc của MGC thông thờng bao gồm các máy chủ nối mạng ( nối mạng LAN hoặc là mạng phân tán ) đã đợc cài đặt các phần mềm chức năng tơng ứng, từ mạng các máy chủ này sẽ có kết nối IP với các MG và SG đễ điều khiển chúng thực hiện chức năng cuộc gọi thông qua các giao thức trên nền IP

* Chức năng cơ bản của MGC:

- Quản lý cuộc gọi

- Thực hiện các giao thức báo hiệu cuộc gọi nh H323, SIP

- Thực hiện các giao thức điều khiển MG nh MGCP, Megaco

- Quản lý lớp dịch vụ và chất lợng dịch vụ

- Quản lý và điều khiển giao thức SS7 trên nền IP: Sigtran

- Xử lý báo hiệu SS7

- Quản lý các bản tin liên quan đến QoS nh RTP, RTCP

- Định tuyến cuộc gọi theo các chính sách khác nhau

- Ghi thông tin cớc thông qua các dữ liệu có cơ sở từ các sự kiện của cuộc gọi

- Đối với MG: Xác định và cấu hình thời gian thực cho các DSP, phân bổ kênh DS0 64kbps, lựa chọn loại codec, kiểu nén và đóng gói thoại

- Đối với SG: Điều khiển các SG tạo ra sự tợng thích các bản tin SS7 trên nền TDM và trên nền IP

Hình 2.4 Sơ đồ khối của một cổng báo hiệu SG

Đối với dung lợng báo hiệu nhỏ thì kênh báo hiệu tốc độ 64kbps đợc sử dụng Khi mà yêu cầu băng thông báo hiệu lớn, đặc biệt cho báo hiệu đờng trục thì kênh báo hiệu tốc độ 2Mbps đợc sử dụng Thông qua việc sử dụng cổng báo hiệu mà khi thực hiện kết nối báo hiệu với mạng ngoài nh mạng PSTN thì mạng PSTN nhìn mạng NGN một cách trong suốt nh một nút mạng báo hiệu số 7 thông thờng mặc dù trong nội mạng NGN có thể sử dụng nhiều giao thức báo hiệu IP khác nhau

Cổng báo hiệu SG

- Các SG thờng hoạt động ở chế độ dự phòng ( một SG là active và một

SG là standby) để năng cao độ ổn định của báo hiệu

- Đối với một số giải pháp NGN của một số nhà cung cấp, phần giao tiếp của SG với mạng SS7 có thể khai báo là một hay nhiều node báo hiệu

và vừa đảm nhiệm chức năng là một điểm kết cuối báo hiệu SP và điểm chuyển tiếp báo hiệu STP do dó nó làm cho phần báo hiệu của mạng NGN có tính năng rất mạnh

Máy chủ tài nguyên Máy chủ

điều khiển

* Chức năng của từng phần tử :

- Máy chủ nội dung (Content server): Là một máy chủ có ổ cứng có dung lợng lớn để lu trữ các nội dung các file âm thanh dạng wav là các lời thông báo , hớng dẫn về các sự kiện trong đàm thoại đặc biệt quan là các hớng dẫn sử dụng trong trong dịch vụ trả trớc

- Máy chủ tài nguyên (Resource server): Hoạt động giống nh một MG,

nó thực hiện nhận dòng thông tin số của các file âm thanh trong máy chủ nội dung sau nén thoại và đóng gói rồi đa đến mạng lõi IP dới sự

điều khiển của MGC thông qua giao thức MGCP

- Máy chủ điều khiển (Controller server): Điều khiển cả hai server trên

để thực hiện chức năng tơng ứng

* Chức năng cơ bản của MS :

- Tạo các bản tin thông báo, hớng dẫn

- Thực hiện các chức năng cửa voice mail

- Thực hiện chức năng chuyển tiếng nói sang văn bản và ngợc lại

- Nhận các mã DTMF (Dual tone multi frequency) từ thuê bao và biến

đổi sang các con số tơng ứng rồi gửi lên softswitch để xử lý tiếp

- Khả năng nhận biết tiếng nói, từ đó có thể hỗ trợ các dịch vụ tơng tác bằng giọng nói Trong dịch vụ trả tiền trớc ngời sử dụng sẽ đợc nghe các thông báo hớng dẫn từ mạng sau đó có thể lựa chọn tham số bằng cách ấn phím hay bằng giọng nói tạo ra tính thân thiện của mạng

hay các thành phần ứng dụng Các máy chủ này giao tiếp với softswitch thông qua giao thức H323, SIP, LAPD tuỳ thuộc vào từng giải pháp riêng của tứng nhà cung cấp

* Một số ví dụ về chức năng của AS:

- Đối với các hệ thống tính cớc softswitch sử dụng chơng trình CDR ( Call detail record), nó chứa rất nhiều đặc tính nh khả năng cho phép khách hàng truy nhập vào bản tin tính cớc của họ thông qua cuộc gọi thoại hay thông qua trình duyệt web

- Các dịch vụ mạng riêng ảo VPN (Virtual private network): Một mạng riêng ảo đợc thiết lập cho khách hàng với các đặc tính sau: Băng thông các định, đảm bảo QoS, bảo mật đờng truyền thông qua các phép mã hóa riêng

- Tạo các dịch vụ khởi tạo cuộc gọi từ trang web, dịch vụ quay số đến một trung tâm khách hàng qua web

- Dịch vụ báo cho thuê bao có cuộc gọi đến khi đang vào internet

2.3 Dịch vụ cơ bản trong mạng NGN:

Trong mạng NGN các dịch vụ đợc phát triển trên một hạ tầng mạng duy nhất Dịch vụ mạng phụ thuộc và từng nhà cung cấp và đợc phát triển theo mô hình giao diện lập trình ứng dụng mở API với mục kết hợp những ứng dụng của công nghệ thông tin và mạng viễn thông để cung cấp dịch vụ cho khách hàng Trong đó có hai mô hình cơ bản đợc rất nhiều nhà cung cấp thiết bị hỗ trợ là mô hình Parlay và Jain

- Cung cấp các dịch vụ theo nhiều loại hình phơng tiện khác nhau nh thoại, video và dữ liệu data

- Cung cấp phơng thức thể hiện các ứng dụng khách với sự đồng ý mức dịch vụ theo một số tiêu chuẩn nh băng thông hay QoS yêu cầu và nó

đợc đăng kí bởi ứng dụng khách đó Theo cách này nhà vận hành mạng có thể biết đợc thuê bao muốn bao nhiêu tài nguyên từ đó đa ra các chính sách quản lý và cấp phát tơng ứng

- Có tính bảo mật cao, đây là một thuộc tính rất quan trọng cho cả ngời

sử dụng và nhà cung cấp mạng vì khi mạng viền thông liên kết với mạng bên ngoài nh mạng internet trong qua trình cung cấp dịch vụ thì

cần có các phờng thức chống các xâm nhập trái phép từ bên ngoài và bảo mật thông tin cuộc gọi của khách hàng

- Tác động đến cuộc gọi trớc khi chúng đợc phân phối Khi một cuộc gọi đến thì cuộc gọi này sẽ không đợc định tuyến trực tiếp đến biên mạng nơi mà một ứng dụng có trách nhiệm thực hiện ứng dụng yêu cầu nhng ứng dụng đó sẽ đợc thông báo về cuộc gọi đó Sau đó nó sẽ

điều khiển cuộc gọi và đa ra những quyết định cho các giao đoạn tiếp theo Nếu cuộc gọi này đợc chuyển tiếp đến một cuộc gọi khác thì nó

sẽ yêu cầu mạng định tuyến lại cuộc gọi

Quá trình cung cấp dịch vụ có thể đợc thể hiện thông qua hình 2.7:

Service

Telecom Network

Có 4 nhóm giao diện dịch vụ nh sau:

- Xử lý cuộc gọi: Thực hiện điều khiển cuộc gọi và sự tơng tác giữa các thuê bao Giao diện này cho phép định tuyến, tính cớc cuộc gọi và tạo tính tơng tác giữa các thuê bao

- Tin nhắn: Cho phép xử lý th điện tử và các bản tin thoại Nó bao gồm cả các cơ chế để cảnh báo khi có th đến hay khi gửi nhận các bản tin

- Tính di động: Nó cho phép các ứng dụng xác định đợc vị trí các thuê bao của nó khi di chuyển tữ vùng nay sang khác, có thể là thuê bao di

động hay thuê bao SIP, H323

- Quản lý kết nối: Bao gồm các chức năng giám sát và quản lý băng thông để đảm bảo chất lợng dịch vụ

2.3.2 Mô hình Jain:

Cũng tơng tự nh mô hình Parlay nhng trong mô hình Jain có một sự linh hoạt hơn về việc cung cấp và mở rộng dịch vụ cụ thể nh sau:

- Tạo tính linh hoạt trong dịch vụ: Thông thờng các nhà cung cấp thiết

bị lớn thờng có một số thiết kế cho riêng mình và đa ra một số giao diện đặc trng cho họ Điều này làm tăng tình phức tạp trong việc triển khai dịch vụ và làm tăng giá thành sản phẩm Trong mô hình Jain các giao diện đợc mô phỏng trên nền giao diện thông dụng Java do vậy nó rất linh hoạt trong việc cung cấp và mở rộng dịch vụ và trong việc liên

hệ với các doanh nghiệp thứ 3 về cung cấp dịch vụ

- Thúc đẩy sự hội tụ mạng: Sự hội tụ của mạng di động, cố định và chuyển mạch gói

- Truy cập an toàn: Cho phép các ứng dụng chạy bên ngoài mạng truy cập trực tiếp vào tại nguyên mạng và các thiết bị để thực hiện các hoạt

động cũng nh các chức năng

2.3.3 Một số dịch vụ trong mạng NGN:

Mạng NGN là một mạng tích hợp, nó không phải là một mạng hoàn toàn mới do vậy về phơng diện dịch vụ thì mạng NGN bao gồm hai loại dịch vụ chính là dịch vụ đã có trong mạng PSTN mà NGN hỗ trợ và các diạch vụ mà chỉ trong mạng NGN mới có, sau đây là một số dịch vụ cơ bản nhất:

- Dịch vụ thoại: Mạng NGN hỗ trợ các dịch vụ thoại và các dịch vụ giá trị gia tăng nh: Hiển thị số chủ gọi, chuyển cuộc gọi, điện thoại 3 bên Và trong thời gian đầu thì các dịch vụ thoại truyền thống trong mạng NGN vẫn là nguồn thu nhập chủ yếu của các nhà cung cấp dịch

vụ

- Dịch vụ dữ liệu: Cho phép thiết lập kết nối thời gian thực giữa đầu cuối với đầu cuối cùng với các đặc tả về giá trị gia tăng nh băng thông yêu cầu, tính tin cậy và phục hồi nhanh kết nối và hỗ trợ QoS

- Dịch vụ đa phơng tiện: Cho phép nhiều ngời tham gia tơng tác với nhau qua thoại, video và dữ liệu Dịch vụ đa phơng tiện cho phép khách hàng vừa đàm thoại vừa có thể xem video và một số hoạt động đa phơng tiện khác

- Dịch vụ mạng riêng ảo VPN: Mạng riêng ảo hiện nay đang đợc triển khai rất phổ biến Nó đợc sử dụng cho các doanh nghiệp có nhiều chi nhánh trải rộng ở khắp mọi nới có nhu cầu thông tin với nhau nh khi

họ đang ở cung một khu vực địa lý và trong cung một mạng riêng của công ty Có hai giải pháp mạng riêng ảo VPN đang đợc sử dụng là IPSec VPN và SSL VPN Với việc sử dụng cở sở truyền dẫn là IP internet do vậy tiết kiệm đợc chi phí của doang nghiệp thay vì dụng dụng các kênh thuê riêng với giá thuê kênh rất cao

- Các dịch vụ thông minh

- Dịch vụ call call center: Bằng việc sử dụng một kết nối internet, khách hàng có thể vào trang web của các nhà cung cấp khác nhau và kích

chuột vào một biểu tợng đặc biệt họ có thể liên hệ miễn phí với nhà cung cấp và hỏi họ về các thông tin mà họ quan tâm một cách trực tuyến, nó có tác dụng tốt cho các doanh nghiệp quảng bá sản phẩm của mình bằng việc đăng kí một tài khoản của dịch vụ này với nhà cung cấp dịch vụ viễn thông hiện có triển khai mạng NGN

Chơng 3: Giới thiệu công nghệ mạng lõi trong NGN:

3.1 Công nghệ ghép kênh quang phân chia theo bớc sóng:

Công nghệ ghép kênh quang theo bớc sóng sẽ đợc khuyến nghị sử dụng trong mạng NGN Với công nghệ này rất nhiều tín hiệu quang với các tần số khác nhau cùng chia sẻ một sợi quang duy nhất Dung lợng của sợi quang là rất lớn do hiệu quả sử dụng phổ quang lớn, lên đến vài Tbps Công nghệ hiện thời

đợc sử dụng để tăng khả năng của đờng truyền quang khi mà tại đầu cuối sử dụng tín hiệu từ miền quang đợc biến đổi về tín hiệu điện

Đồng thời đối mặt với thách thức là dung lợng tăng trong khi vẫn phải đảm bảo về giá thành, các nhà cung cấp dịch vụ có hai sự lựa chọn: ắp đặt sợi mới và Ltăng dải thông hiệu dụng trên sợi có sẵn Việc tăng dung lợng hiệu dụng trên sợi

có sẵn có thể thực hiện theo hai cách sau: Tăng tốc độ bit của các hệ thống đang tồn tại, Tăng số lợng bớc sóng trên một sợi

• Tăng tốc độ bit:

Hình 3.1 Tăng dung lợng bằng SONET TDM (hay SDH)

Bằng cách sử dụng kỹ thuật TDM, thông tin hiện nay truyền đi với tốc độ 2,5Gbit/s và đang tăng lên tốc độ 10Gbit/s; với sự phát triển gần đây có thể làm cho tốc độ tăng lên tới 40Gbit/s Tuy nhiên cấu trúc mạch điện tử khá phức tạp và chi phí cao đối với cả việc lắp đặt và bảo dỡng Hơn nữa việc truyền dẫn ở tốc độ 10 Gbit/s qua sợi đơn mode chịu ảnh hởng của tán sắc gấp 16 lần so với tổng các tốc độ mức thấp hơn, 2,5 Gbit/s Nh vậy, công

suất truyền dẫn lớn hơn đòi hỏi tốc độ bit cao hơn sẽ khiến cho các hiệu ứng phi tuyến ảnh hởng nhiều hơn tới chất lợng dạng sóng

• Tăng số lợng bớc sóng:

Hình 3.2: Tăng dung lợng bằng ghép bớc sóng

Bằng cách sử dụng công nghệ này nhiều bớc sóng có thể đợc ghép đồng thời thành các tín hiệu có tốc độ từ 2,5 đến 40 Gbit/s truyền qua một sợi Không cần phải ghép thêm sợi mới, dung lợng của sợi có sẵn có thể tăng lên theo hệ số

16 hoặc 32 Nó thực hiện ghép các tín hiệu quang đầu vào theo các bớc sóng khác nhau trong một dải tần số xác định

Hiện nay thực hiện ghép kênh tín hiệu điện với tốc độ dữ liệu lớn hơn 10Gbit/s vẫn còn rất khó khăn, nhng trong tơng lai sẽ ngày càng trở nên dễ dàng hơn Tuy nhiên các thiết bị điện tử hoạt động ở tốc độ cao lại bị tán sắc hạn chế về chiều dài hệ thống Do sự hạn chế của ghép kênh tín hiệu điện, các công nghệ ghép kênh quang ra đời đã giải quyết đợc những hạn chế đó Đó là công nghệ ghép kênh theo bớc sóng hay nói rộng ra là ghép kênh quang theo tần số Các bớc sóng có thể đợc ghép và tách bằng các phần tử thụ động Sau đó các tín hiệu đa bớc sóng đợc truyền đi trên một sợi dẫn quang, công suất của hệ thống có thể bị suy giảm một lợng do việc chèn thêm các thiết bị thụ động Ta xét một ví dụ về hệ thống TDM 10Gbit/s hoạt động trong điều kiện không bị tán sắc Ta thay thế hệ thống này bằng bốn tín hiệu TDM 2,5Gbit/s độc lập ở các bớc sóng khác nhau, thì vấn đề tán sắc dờng nh không còn Trừ trong trờng hợp phi tuyến (tán sắc thấp và công suất chiều dài hệ thống cao), thì truyền dẫn ìcác tín hiệu khác nhau ở các bớc sóng khác nhau là độc lập

Để hạn chế tán sắc có thể thực hiện giảm độ rộng phổ nguồn phát và sử dụng các kỹ thuật tuyến tính hoặc phi tuyến để bù tán sắc Một phơng pháp khác cũng bù đợc tán sắc, đó là sử dụng kỹ thuật ghép kênh theo bớc sóng , tận dụng đợc băng tần rộng lớn của sợi quang bằng cách ghép một số kênh ở các bớc sóng khác nhau vào một sợi, với tốc độ bit ở mỗi kênh độc lập vừa đủ để tán sắc là nhỏ nhất

* Nhìn chung, công nghệ ghép kênh quang theo bớc sóng có thể phân loại nh sau:

♦ WDM (Wavelength Division Multiplexing): à các hệ thống có khoảng Lcách bớc sóng lớn hơn 1nm (ví dụ: 4nm), sử dụng kỹ thuật tách sóng trực tiếp Quá trình lọc quang đợc tiến hành trớc khi tách sóng để chọn lọc bớc sóng WDM thờng sử dụng cho hệ thống số lợng kênh nhỏ: 2 đến 4 kênh

♦ CWDM (Coarse WDM): Là bớc phát triển trung gian, dung lợng đạt

đợc trong CWDM lớn hơn WDM và nhỏ hơn DWDM Số bớc sóng tối đa mà CWDM đạt đợc là 8 trong vùng bớc sóng 1550 nm trong băng tần C với dải bảo vệ giữa các bớc sóng là 20 nm với việc sử dụng diode laser với dung sai là

±3 nm Thông thờng là 8 bớc sóng sau: 1470 nm, 1490nm, 1510 nm, 1530

nm, 1550 nm, 1570 nm, 1590 nm, 1610 nm

Hình 3.3 Các kênh bớc sóng trong CWDM

♦ DWDM (Dense WDM): Là bớc phát triển kế tiếp của CWDM nhng

đạt dợc dung lợng lớn hơn rất nhiều với khoảng cách bảo vệ bớc sóng là 0.4

nm do việc sử dụng diode laser ổn nhiệt với độ dịch theo nhiệt là ±0.06 nm/oC Với DWDM một sợi quang đơn có thể đạt đợc tốc độ lên đến 400 Gbps

* Đặc điểm chính của công nghệ DWDM :

- Khi sử dụng kỹ thuật DWDM sẽ làm tăng thêm tính linh hoạt của hệ thống, thể hiện là DWDM có thể truyền dẫn đợc song công chỉ trên một sợi quang và cho phép ghép nhiều bớc sóng quang khác nhau trên cùng một sợi với suy hao nhỏ và xuyên kênh thấp Về mặt lý thuyết thì số bớc sóng ghép đợc là rất lớn

- Kỹ thuật WDM giúp tăng dung lợng của hệ thống nghĩa là tăng tốc độ Dtruyền dẫn của từng kênh và làm giảm ảnh hởng tốc độ truyền dẫn giữa các kênh, nh vậy là ít bị ảnh hởng của tán sắc hơn so với tuyến truyền dẫn quang

đơn kênh khi cùng dung lợng truyền dẫn

- Kỹ thuật DWDM có khả năng định tuyến và chuyển mạch trong vùng quang nhờ sử dụng ộ ghép bớc sóng, u điểm này góp phần giúp cho việc thực bhiện mạng quang hoá hoàn toàn

- Kỹ thuật DWDM cho phép tăng dung lợng của các hệ thống sẵn có mà không cần tăng số lợng cáp và không cần tăng tốc độ truyền ứng với từng bớc sóng, dẫn đến đơn giản cho thiết bị đầu cuối và tránh đợc việc dùng các công nghệ cao để chế tạo thiết bị tốc độ cao, do đó giảm đợc giá thành hệ thống, lợi dụng đợc độ rộng phổ hẹp của laser và tận dụng đợc triệt để băng thông lớn của sợi quang

* Tuy nhiên, kỹ thuật WDM vẫn có những hạn chế: D

- Số lợng kênh quang đợc ghép trên một cửa sổ truyền dẫn còn hạn chế

- Mỗi kênh quang đòi hỏi phải có một nguồn phát riêng biệt Để ổn định bớc sóng của nguồn phát đòi hỏi phải có sơ đồ điều khiển phức tạp

- Các bớc sóng khác nhau sẽ đợc khuếch đại với các hệ số khuếch đại khác nhau, do đó chất lợng kênh không đều

- Do đặc tính của bộ lọc là không lý tởng nên thờng xuyên có sự xuyên kênh giữa các kênh ngắn

- Quỹ công suất quang bị giảm đi do tuyến truyền dẫn phải sử dụng các thiết bị DWDM

3.2 Công nghệ mạng lõi IP/MPLS:

Mạng NGN phát triển theo xu hớng tích hợp nhiều loại hình dịch vụ khác nhau trên một cơ sở hạ tầng truyền tải gói duy nhất Trong khi đó các dịch vụ khác nhau yêu cầu về chất lợng đờng truyển là khác nhau các dịch vụ thời gian thực nh thoại, video và các dịch vụ đa phơng tiện khác yêu cầu về QoS cao hơn hẳn so với các dịch vụ không yêu cầu thời gian thực nh dịch vụ internet

và các dịch vụ truyền số liệu thông thờng Do vậy một vấn đề đặt ra là mạng truyền tải gói cần phải có cơ chế phân biệt các loại dịch vụ với nhau và có một cơ chế định tuyến linh hoạt có khả năng điều khiển lu tối u để cung cấp chất lợng QoS theo yêu cầu và giảm tối đa các sự cố tắc nghẽn mạng, nếu xảy ra cũng sẽ đợc khắc phục nhanh chóng Công nghệ IP không đáp ứng đợc các yêu cầu nói trên một cách hiệu quả, do nó không có cơ chế phân biệt về dịch vụ, không hỗ trợ QoS và khó thực hiện các cơ chế điều khiển lu lợng trên mạng IP

Do vậy trong mạng NGN công nghệ chuyển tải gói MPLS đợc khuyến nghị sử dụng do nó đáp ứng đợc các yêu cầu trên cho mạng NGN

Mạng MPLS có cấu nh trong hình 3.4:

R7

R6 R1 R2

3.2.1 Cấu trúc gói MPLS:

Trong giao thức MPLS lớp MPLS đứng giữa lớp hai và lớp ba, các thông tin lớp ba ( lớp IP ) đợc đóng gói bởi các mào đầu MPLS để tạo thành dữ liệu MPLS lớp 2+ Sau đó các thông tin lớp MPLS lại đợc đóng gói bởi giao thức lớp hai và đợc truyền đi trên giao diện vật lý nào đó

– Lớp 7 Lớp 5 Lớp 4 Lớp 3 Mào đầu MPLS Lớp 2

Hình 3.5 Khuôn dạng gói MPLS

Label CoS S TTL

20 bits 3 bits 1 bit 8 bits

Hình3.6 Khuôn dạng mào đầu MPLS

Nh vậy mào đầu MPLS có độ dài 4 bytes ( 32 bits ) trong đó trờng nhãn label có độ dài 20 bits đóng vai trò là giá trị nhãn trong gói tin MPLS , quá trình

định tuyến sẽ căn cứ vào nhãn này để chuyển tiếp gói tin từ router chuyển mạch nhãn LSR ( label switch router) này đến LSR tơng ứng Trờng chỉ thị lớp dịch

vụ CoS ( Class of service ) độ dài 3 bits đợc dùng cho chức năng thử nghiệm Trờng ngăn xếp S ( stack ) độ dài 1 bit để xác định xem có sự xếp chồng nhãn hay không Cuối cùng là trờng chỉ thị thời gian sống TTL ( Time to live ) để qui

định thời gian sống của gói trong mạng MPLS, giá trị ban đầu của nó là 255 và khi đi qua mỗi LSR

3.2.2 Đờng chuyển mạch nhãn LSP (Label Switched Path):

Đờng chuyển mạch nhãn là đờng nằm giữa một LSR lối vào và một LSR

ra Một số giao thức báo hiệu đợc sử dụng để thiết lập các LSP nh LDP (Label

distribution rotocol), RSVP (Resource Reservation Protocol) Đồng thời để p

điều khiển các LSP một cách hiệu quả, mỗi LSP đợc gắn một hoặc một số các thuộc tính và các thuộc tính này đợc sử dụng khi xác định đờng cho các LSP nh sau:

- Băng thông: Là yêu cầu băng thông tối thiểu có thể chiếm đợc trên một

đờng khi thiết lập LSP trên đó

- Thuộc tính đờng: Thuộc tính xác định đờng của LSP đợc thiết lập thủ công hay tính toán tự động từ thuật toán định tuyến ràng buộc

- Ưu tiên thiết lập: Xác định LSP nào sẽ nhận đợc tài nguyên khi có nhiều LSP cùng cạnh tài nguyên, các LSP nào có mức u tiên cao hơn sẽ đợc cung cấp tài nguyên trớc

- Ưu tiên chiếm dữ: Xác định phần tài nguyên mà một LSP nào đó đang chiếm dữ có phải nhờng lại cho một LSP mới yêu cầu chiếm dữ tài nguyên hay không

- Thích nghi: Xác định khi một LSP đang sử dụng một đờng náo đó có chuyển sang một đờng khác tối u hơn không khi đờng tối u đó đã sẵn sàng

- Tính đàn hồi: Xác định việc có định tuyến lại một LSP khi đờng hiện tại gặp sự cố hay không

3.2.3 Lớp chuyển tiếp tơng đơng FEC (Forwarding Equivalence Class):

Giao thức MPLS đảm bảo khả năng hỗ trợ trên tập hợp và đợc gọi là lớp chuyển tiếp tơng đơng FEC FEC dựa vào sự phân loại các gói có chung thuộc tính nh: Địa chỉ nguồn, địa chỉ đích, loại hình dịch vụ và các yêu cầu về chất lợng QoS FEC đợc gắn cho gói tại LSR lối vào, nó chị trách nhiệm phần loại gói và gắn cho gói các nhãn tơng ứng trong mào đầu MPLS và liên kết các chúng với một FEC tơng ứng Ví dụ về một số trờng trong cơ sở dữ liệu trongLSR khi liên kết gói, nhãn với FEC nh sau:

Bảng 3.1 Bảng chỉ dẫn gắn nhãn tại các LSR biên hớng vào

Sau khi rời LSR biên hớng vào để đi vào miền MPLS, gói sẽ đợc chuyển

đến đích nhờ các LSR lõi căn cứ vào nhãn của gói đó LSR sẽ tiến hành xác định nhãn của gói và so sánh nhãn đó với c sở dữ liệu định tuyến trong bảng LIB ( Label Information Base) Trong quá trình định tuyến tuỳ thuộc và cơ sở dữ liệu trong bảng LIB mà gói có thể đợc thêm bớt nhãn hoặc đợc thay đổi nhãn mới Bảng LIB tiêu biểu có cấu trúc nh sau:

đờng chuyển tiếp lu lợng ứng với các dịch vụ khác nhau có chất lợng khác nhau ( tức là có hỗ trợ QoS) thông qua các kỹ thuật điều khiển lu lợng có thể là

đơn lớp hoặc đa lớp, nó thực hiện ấn định các FEC có mức u tiên cao hơn tới các nhóm đờng LSP có chất lợng cao hơn và các FEC có mức u tiên thấp tới nhóm đờng LSP có chất lợng thấp hơn

3.2.4 Các phơng thức trao đổi cơ sở dữ liệu trong bảng LIB giữa các LSR:

Việc trao đổi bảng LIB đợc thực hiện theo hai cách: Điều khiển độc lập

và điều khiển phân bậc:

- Điều khiển độc lập: Các LSR sẽ xử lý thông tin quảng bá của các LSR khác trong mạng và căn cứ vào các thông tin này để tạo ra bảng định tuyến LIB cho riêng nó Đồng thời thông tin này lại đợc tiếp tục quảng bá đến các LSR khác Với các điều khiển này bất kỳ một LSR nào đều có thể nghe đợc các giao