Nghiên ứu mạng ngn và ông nghệ huyển mạh mềm

Đứng tr−ớc xu h−ớng hội tụ của viễn thông vμ công nghệ thông tin, cùng với sự hội tụ các mạng viễn thông với các hệ thống vμ công nghệ khác nhau tạo nên sự hội tụ về dịch vụ, mạng viễn t

MạNG VIễN THÔNG THế Hệ SAU

Định nghĩa

Mạng viễn thông thế hệ sau (NGN) có nhiều tên gọi khác nhau, chẳng hạn nh−:

- Mạng đa dịch vụ (cung cấp nhiều loại dịch vụ khác nhau)

- Mạng hội tụ (hỗ trợ cho cả l−u l−ợng thoại vμ dữ liệu, cấu trúc mạng hội tụ)

- Mạng phân phối (phân phối tính thông minh cho mọi phần tử trong mạng)

Mạng nhiều lớp là một cấu trúc mạng phân phối thành nhiều lớp độc lập, mỗi lớp có chức năng riêng nhưng hỗ trợ lẫn nhau, khác với mạng TDM, nơi mọi thứ hoạt động như một khối thống nhất.

Mặc dù các tổ chức viễn thông quốc tế và nhà cung cấp thiết bị viễn thông đang nghiên cứu chiến lược phát triển mạng NGN, vẫn chưa có định nghĩa cụ thể và chính xác nào cho mạng này Định nghĩa về mạng NGN ở đây không thể bao quát hết mọi chi tiết, nhưng cung cấp một khái niệm chung NGN ra đời từ sự phát triển của công nghệ thông tin, công nghệ chuyển mạch gói và công nghệ truyền dẫn băng rộng, tạo ra một hạ tầng thông tin duy nhất dựa trên công nghệ chuyển mạch gói, cho phép triển khai dịch vụ đa dạng và nhanh chóng, đáp ứng sự hội tụ giữa thoại và số liệu, giữa cố định và di động.

Mạng viễn thông thế hệ mới (NGN) có thể được xem là sự tích hợp giữa mạng thoại PSTN, dựa trên kỹ thuật TDM, và mạng chuyển mạch gói, sử dụng công nghệ IP/ATM NGN không chỉ truyền tải tất cả dịch vụ của PSTN mà còn cho phép truyền một lượng lớn dữ liệu vào mạng IP, giúp giảm tải cho PSTN Sự hội tụ này bao gồm cả truyền dẫn quang và công nghệ gói, cũng như giữa mạng cố định và di động Một thách thức lớn là tận dụng tối đa lợi ích từ quá trình hội tụ này, trong khi nhu cầu của người sử dụng ngày càng tăng về dịch vụ và ứng dụng phức tạp, bao gồm cả đa phương tiện, mà nhiều dịch vụ chưa được dự liệu trong thiết kế hệ thống mạng hiện tại.

Đặc điểm của mạng NGN

Mạng NGN có bốn đặc điểm chính: đầu tiên, nó là nền tảng của một hệ thống mạng mở; thứ hai, mạng NGN được thúc đẩy bởi các dịch vụ, tuy nhiên các dịch vụ này phải hoạt động độc lập với hạ tầng mạng.

Nghiên cứu mạng NGN và công nghệ chuyển mạch mềm Người hướng d ẫn: TS Nguyễ n V ũ Sơn Ÿ Mạng NGN lμ mạng chuyển mạch gói, dựa trên một giao thức thống nhất

Mạng lưới ngày càng mở rộng với dung lượng và khả năng thích ứng tăng lên, đủ sức đáp ứng nhu cầu ngày càng cao Các khối chức năng trong tổng đài truyền thống được chia thành các phần tử mạng độc lập, mỗi phần tử được phân loại theo chức năng tương ứng và phát triển một cách độc lập.

Giao diện vμ giao thức giữa các bộ phận phải dựa trên các tiêu chuẩn t−ơng ứng

Việc phân tách lμm cho mạng viễn thông đang chuyển mình theo hướng mới, cho phép nhà kinh doanh tự tổ hợp các phần tử dựa trên nhu cầu dịch vụ Tiêu chuẩn hóa giao thức giữa các phần tử giúp kết nối các mạng có cấu hình khác nhau Mạng NGN, với vai trò là mạng dịch vụ thúc đẩy, nổi bật với các đặc điểm như chia tách dịch vụ với điều khiển cuộc gọi và chia tách cuộc gọi với truyền tải.

Mục tiêu chính của chia tách lμ lμm cho dịch vụ thực sự độc lập với mạng, thực hiện một cách linh hoạt vμ có hiệu quả việc cung cấp dịch vụ.

Thuê bao có khả năng tự định hình và điều chỉnh đặc trưng dịch vụ của mình mà không cần lo lắng về mạng truyền tải hay loại hình đầu cuối Điều này mang lại sự linh hoạt cao trong việc cung cấp dịch vụ và ứng dụng.

Mạng NGN (Next Generation Network) là mạng chuyển mạch gói sử dụng giao thức IP, cho phép tích hợp các dịch vụ viễn thông, mạng máy tính và truyền hình cáp trong một hạ tầng thông tin thống nhất Xu hướng "dung hợp ba mạng" đang diễn ra mạnh mẽ, nhờ vào sự phát triển của công nghệ IP, giúp các mạng khác nhau kết nối dễ dàng hơn Giao thức IP đã trở thành nền tảng cho các mạng đa dịch vụ, tạo ra cơ sở vững chắc cho hạ tầng thông tin quốc gia Mặc dù hiện tại IP vẫn gặp khó khăn trong việc hỗ trợ lưu lượng thoại và đảm bảo chất lượng dịch vụ, nhưng sự đổi mới nhanh chóng trong Internet và các tiêu chuẩn mở sẽ sớm khắc phục những hạn chế này.

Nghiên cứu mạng NGN và công nghệ chuyển mạch mềm Người hướng d ẫn: TS Nguyễ n V ũ Sơn

Động cơ xuất hiện mạng thế hệ sau

Tốc độ phát triển theo hàm số mũ của nhu cầu truyền dẫn dữ liệu và các dịch vụ dữ liệu là yếu tố hàng đầu, phản ánh sự tăng trưởng mạnh mẽ của Internet Hiện nay, các hệ thống mạng công cộng chủ yếu được thiết kế để truyền tải lưu lượng thoại, dữ liệu thông tin và video, được vận chuyển trên các mạng chồng lấn, tách rời nhằm đáp ứng các yêu cầu đa dạng của người dùng.

Sự chuyển đổi sang hệ thống mạng chuyển mạch gói là điều không thể tránh khỏi khi dữ liệu ngày càng thay thế thoại và trở thành nguồn lợi nhuận chính Với sự bùng nổ Internet toàn cầu, mạng thế hệ mới sẽ chủ yếu dựa trên giao thức IP Tuy nhiên, thoại vẫn là một dịch vụ quan trọng, do đó, cần đảm bảo chất lượng cao khi truyền thoại qua IP.

Những lý do chính dẫn tới sự xuất hiện của mạng thế hệ sau :

1.3.1 Cải thiện chi phí đầu t−

Công nghệ chuyển mạch kênh truyền thống đang chậm cải tiến và chưa tối ưu cho mạng truyền số liệu, mặc dù chúng vẫn chiếm phần lớn trong cơ sở hạ tầng PSTN Sự gia tăng lưu lượng dữ liệu từ mạng PSTN đến Internet đang tạo ra nhu cầu cấp thiết cho các giải pháp thiết kế mạng chuyển mạch với định hướng số liệu làm trọng tâm.

Nghiên cứu về mạng NGN và công nghệ chuyển mạch mềm, dưới sự hướng dẫn của TS Nguyễn Vũ Sơn, cho thấy rằng các giao diện mở tại từng lớp mạng giúp nhà khai thác lựa chọn nhà cung cấp hiệu quả nhất Truyền tải dựa trên gói cho phép phân bổ băng tần linh hoạt, loại bỏ nhu cầu về các nhóm trung kế kích thước cố định cho thoại Điều này giúp nhà khai thác quản lý mạng dễ dàng hơn, nâng cấp phần mềm trong các nút điều khiển mạng một cách hiệu quả và giảm chi phí khai thác hệ thống.

1.3.2 Xu thế đổi mới viễn thông

Quá trình giải thể đang tác động mạnh mẽ đến hoạt động của các nhà khai thác viễn thông lớn trên toàn cầu Chính phủ các nước đã áp đặt quy định buộc các nhà khai thác lớn phải mở cửa cho các công ty mới tham gia thị trường, tạo ra sự cạnh tranh Để thu hút khách hàng địa phương, các nhà cung cấp thay thế cần đầu tư vào "những dặm cuối cùng" của đường cáp đồng Điều này dẫn đến sự gia tăng cạnh tranh trong ngành Các giải pháp mạng NGN phù hợp để hỗ trợ kiến trúc mạng và các mô hình khai thác hợp pháp.

Hình 1-2: Các giao thức của mạng thế hệ sau

1.3.3 Các nguồn doanh thu mới

Dự báo hiện nay chỉ ra rằng doanh thu từ dịch vụ thoại đang suy giảm nghiêm trọng, trong khi doanh thu từ các dịch vụ giá trị gia tăng lại tăng mạnh Điều này buộc các nhà khai thác truyền thống phải tái định hình mô hình kinh doanh của họ Đồng thời, các nhà khai thác mới cũng đang tìm kiếm các mô hình kinh doanh sáng tạo để chiếm lĩnh thị trường và đạt được lợi nhuận cao hơn trong ngành viễn thông.

Here is the rewritten paragraph:Mạng NGN và công nghệ chuyển mạch mềm là một nghiên cứu mới, bao gồm các ứng dụng đa dạng tích hợp với các dịch vụ của mạng viễn thông hiện tại, số liệu Internet và các ứng dụng video, mang lại nhiều tiện ích và khả năng mở rộng cho người dùng.

Sự tiến hóa từ mạng hiện có liên NGN

Trong những năm gần đây, ngành Viễn thông đang đối mặt với thách thức phát triển công nghệ cơ bản và lựa chọn mạng phù hợp để hỗ trợ các nhà khai thác, trong bối cảnh luật viễn thông thay đổi nhanh chóng và cạnh tranh gia tăng Khái niệm mạng thế hệ tiếp theo (NGN) đã ra đời, với mục tiêu tái kiến trúc mạng và tận dụng công nghệ tiên tiến để cung cấp nhiều dịch vụ mới, tạo ra nguồn thu mới và giảm chi phí khai thác cũng như đầu tư ban đầu cho các doanh nghiệp.

Chiến lược chuyển đổi từ mạng hiện tại sang kiến trúc mạng mới là rất quan trọng để giảm thiểu đầu tư trong giai đoạn chuyển tiếp và sớm tận dụng các phẩm chất của mạng NGN Mọi bước trong quá trình này cần tạo điều kiện thuận lợi cho sự phát triển sang kiến trúc NGN dựa trên chuyển mạch gói Dù giải pháp nào được chọn, các hệ thống chuyển mạch truyền thống vẫn sẽ tồn tại cùng với các phần tử mạng công nghệ mới trong nhiều năm tới Mạng thế hệ sau được tổ chức dựa trên các nguyên tắc như đáp ứng nhu cầu đa dạng dịch vụ viễn thông, có cấu trúc đơn giản, nâng cao hiệu quả sử dụng và chất lượng mạng, giảm chi phí khai thác và bảo trì, dễ dàng mở rộng dung lượng và phát triển dịch vụ mới, cùng với độ linh hoạt và tính sẵn sàng cao.

Việc tổ chức mạng dựa trên số lượng thuê bao theo vùng địa lý và nhu cầu phát triển dịch vụ, không theo địa bàn hành chính mà theo vùng mạng hay vùng lưu lượng, đang trở thành xu hướng Chúng ta sẽ tập trung vào quá trình tiến hóa từ cấu trúc mạng hiện tại lên cấu trúc mạng NGN.

Hình 1-3: Nhu cầu tiến hóa mạng

Mạng viễn thông hiện tại bao gồm nhiều mạng riêng lẻ kết hợp thành một mạng “hỗn tạp” ở cấp quốc gia, phục vụ nhiều loại dịch vụ khác nhau Internet, một mạng lớn toàn cầu, thường được đề cập qua các giao thức truyền dẫn nhưng không hỗ trợ QoS và dịch vụ thời gian thực như thoại truyền thống Do đó, mạng thế hệ sau (NGN) cần đáp ứng các tiêu chí: hỗ trợ dịch vụ của cả mạng Internet và mạng hiện hành; có kiến trúc khả thi cho phép cung cấp dịch vụ qua nhiều nhà cung cấp khác nhau; và đảm bảo tất cả dịch vụ được truyền thông suốt từ đầu cuối đến đầu cuối Mạng tương lai phải hỗ trợ mọi loại kết nối và thiết lập đường truyền liên tục trong suốt quá trình chuyển giao, cả hữu tuyến lẫn vô tuyến NGN sẽ phát triển từ mạng truyền dẫn hiện tại với bổ sung chuyển mạch gói và cải thiện chất lượng dịch vụ QoS từ mạng Internet công cộng.

Để chuyển dịch hiệu quả từ mạng viễn thông hiện tại sang mạng thế hệ mới, cần thực hiện quá trình này theo ba mức độ, tập trung vào hai lớp kết nối và chuyển mạch.

Chuyển dịch ở lớp truy nhập và lớp truyền dẫn là rất quan trọng trong mạng thế hệ mới Hai lớp này bao gồm lớp vật lý, lớp 2 và lớp 3 khi sử dụng công nghệ IP làm nền tảng Công nghệ ghép kênh bước sóng quang DWDM sẽ chiếm ưu thế tại lớp vật lý, trong khi IP/MPLS sẽ là nền tảng cho lớp 3.

Công nghệ ở lớp 2 cần đáp ứng các tiêu chí quan trọng như đơn giản nhưng hiệu quả, tối ưu trong việc truyền tải gói dữ liệu Bên cạnh đó, khả năng giám sát chất lượng, phát hiện lỗi và bảo vệ, khôi phục mạng khi xảy ra sự cố cũng phải đạt tiêu chuẩn của công nghệ SDH/SONET.

Công nghệ RPT (Resilient Packet Transport) đang phát triển để đáp ứng các tiêu chí hiện tại Việc xây dựng mạng truy cập băng rộng như ADSL, LAN, và modem cáp nhằm cung cấp phương thức truy cập băng rộng cho các nhóm thuê bao, cho phép truy cập với tốc độ cao hơn Hiện nay, mạng con thông minh đang được triển khai toàn diện, đánh dấu sự chuyển dịch sang mạng NGN.

Hình 1-5: Sự hội tụ giữa các mạng

Chuyển dịch mạng đường dài, hay còn gọi là mạng truyền dẫn, sử dụng cổng mạng trung kế tích hợp hoặc độc lập để kết nối với mạng IP hoặc ATM Phương pháp này áp dụng chuyển mạch mềm nhằm điều khiển luồng dữ liệu và cung cấp dịch vụ hiệu quả Việc sử dụng chuyển dịch mạng này giúp giải quyết vấn đề tắc nghẽn trong chuyển mạch kênh, nâng cao hiệu suất truyền tải thông tin.

Bảng 1-1: So sánh mạng viễn thông hiện tại vμ mạng NGN

Thμnh phÇn mạng Công nghệ hiện tại Công nghệ t−ơng lai

Mạng truy nhập Cáp xoắn băng hẹp

Truyền hình cáp số vμ t−ơng tự chuyên dụng GSM không dây Cáp quang

Cáp xoắn băng hẹp GSM không dây

Truyền hình cáp số vμ t−ơng tự chuyên dụng Cáp quang

Cáp xoắn băng rộng Modem cáp

IP qua vệ tinh Ethernet

Chuyển mạch vμ định tuyến Tổng đμi PSTN

Chuyển mạch ATM Định tuyến IP Chuyển mạch quang

Thμnh phÇn mạng Công nghệ hiện tại Công nghệ t−ơng lai

Chuyển mạch Frame Relay Định tuyến IP

Mạng truyền dẫn ®−êng trôc PDH

Cùng với sự phát triển của lớp truy nhập và truyền dẫn, chức năng chuyển mạch của tổng đài ở lớp điều khiển đã được thay thế bằng phần mềm chuyển mạch thông minh, được gọi là Softswitch (hay Call Agent).

Hình 1-6: Hoạt động của chuyển mạch mềm trong NGN

1.4.2 Sự phát triển từ PSTN lên NGN

Dịch vụ thoại luôn được ưu tiên hàng đầu trong xây dựng mạng, vì vậy chúng ta sẽ xem xét một ví dụ về sự chuyển đổi dịch vụ thoại từ PSTN sang NGN.

Hình 1-7: Sự chuyển dịch thoại từ PSTN sang NGN ơ Đối với các mạng dịch vụ:

Sự tiến hóa các lớp chức năng của mạng

Hình 1-8: Các lớp chức năng của mạng

Con đường phát triển của các mạng hiện tại là việc tạo ra một mạng chuyển mạch gói bên cạnh mạng PSTN để hỗ trợ cả thoại và số liệu, với cấu hình hoạt động như một chuyển mạch quá giang khác Để thực hiện điều này, mạng chuyển mạch gói cần phải giao tiếp với PSTN thông qua báo hiệu SS7 Truy cập tốc độ cao sẽ được cung cấp qua các công nghệ như DSL, modem cáp, đầu cuối di động và vô tuyến băng rộng Tuy nhiên, truyền dẫn quang DWDM và PON sẽ là xu hướng phát triển trong tương lai Thoại đóng vai trò quyết định trong sự chuyển mình sang các mạng đa dịch vụ, với nhiều thiết bị mới xuất hiện trên thị trường để hỗ trợ điện thoại trên mạng IP Những thiết bị này phục vụ cho cả người tiêu dùng và mạng hữu tuyến, khẳng định rằng IP là lựa chọn tất yếu cho tương lai, đặc biệt là với sự phát triển của các cổng VoIP quy mô doanh nghiệp.

Nghiên cứu về mạng NGN và công nghệ chuyển mạch mềm, dưới sự hướng dẫn của TS Nguyễn Vũ Sơn, đã được triển khai và hiện đang hoạt động tích cực Các nhà khai thác đã kết nối với các mạng IP toàn cầu, bao gồm cả những nhà khai thác từ khu vực Châu Á.

KÕt luËn

Xu hướng phát triển mạng viễn thông theo cấu trúc mạng thế hệ mới đang trở thành xu hướng toàn cầu Mỗi quốc gia và nhà khai thác cần xác định lộ trình phù hợp với tình hình thực tế của mạng lưới của mình Ở Việt Nam và nhiều nước khác, nhu cầu phát triển dịch vụ viễn thông khác nhau tùy thuộc vào đặc điểm địa lý, kinh tế, văn hóa và xã hội của từng vùng Sự chênh lệch giữa nhu cầu và khả năng phát triển dịch vụ viễn thông, cũng như khả năng thu hồi vốn đầu tư, tồn tại rõ rệt giữa các đô thị và vùng nông thôn miền núi Hơn nữa, viễn thông không chỉ là một ngành kinh doanh mà còn có ý nghĩa sâu sắc về chính trị, xã hội và an ninh quốc gia, đặc biệt trong bối cảnh kinh tế tri thức và xu thế hội nhập toàn cầu.

Ngày nay, sự nhân hoá trong lĩnh vực viễn thông đã dẫn đến sự ra đời của nhiều nhà cung cấp dịch vụ, tạo nên một thị trường cạnh tranh gay gắt Trong bối cảnh kinh tế phát triển, người dùng yêu cầu dịch vụ đa dạng, chất lượng cao, tốc độ truyền dẫn nhanh, băng thông rộng, khả năng di động và chi phí thấp Để tồn tại và phát triển, các nhà cung cấp dịch vụ cần có chiến lược kinh doanh hiệu quả, giảm chi phí đầu tư và vận hành, đồng thời tạo ra nhiều lựa chọn cho khách hàng Việc rút ngắn thời gian triển khai dịch vụ mới, giảm giá thành và đảm bảo chất lượng dịch vụ là rất quan trọng Giải pháp xây dựng mạng NGN được xem là hướng phát triển tất yếu cho viễn thông Việt Nam và thế giới.

CấU TRúC MạNG VIễN THÔNG THế Hệ SAU (NEXT

Các tổ chức quốc tế với việc xây dựng mô hình cấu trúc mạng thề hệ sau NGN

Mạng thế hệ sau lμ vấn đề thu hút sự quan tâm của nhiều tổ chức viễn thông, điển hình lμ họat động của các tổ chức viễn thông sau đây:

- ITU-T các Nhóm SG16, SG11, SG13, SG2, SG8

- IETF với các Nhóm PINT WG, IP TEL, SIGTRAN WG

- MSF (Multiservice Switching Forum- Diễn đμn chuyển mạch đa dịch vụ)

- ETSI với dự án TIPHONE (Telecommunications and Internet Protocol Harmonization over Network – Giao thức viễn thông vμ Interent trên mạng)

- ISC (International Softwitch Consortium – Tổ chức quốc tế nghiên cứu về chuyển mạch mềm)

- TINA (Telecommunication Information Networking Architecture Consortium- Hiệp hội nghiên cứu cấu trúc mạng thông tin viễn thông)

- AMF (Asian Multimedia Forum – Diễn đμn Châu á về đa ph−ơng tiện)

Cấu trúc mạng thế hệ sau thuộc mô hình hạ tầng thông tin toàn cầu GII (Global Information Infrastructure) do ITU đề xuất, bao gồm hai lớp chính Lớp dịch vụ cung cấp các chức năng cơ sở dữ liệu khách hàng, ứng dụng, và dịch vụ điều khiển Lớp truyền tải đảm bảo các tương thích truyền tải, chức năng khách hàng, truy cập mạng, truy cập đường truyền, đường truyền lõi, kiểm soát truyền thông, và các chức năng gateway.

Cấu trúc luận lý NGN của ITU bao gồm mạng truy cập với các kết nối đa dạng Các kết nối vô tuyến như điện thoại không dây và thông tin di động, cùng với các kết nối hữu tuyến cho đầu cuối thoại, TV và máy tính, đều được tích hợp Ngoài ra, mạng truy cập còn kết nối với các mạng truy cập khác, tạo nên một hệ sinh thái liên thông và linh hoạt.

ITU đã đưa ra mô hình tham chiếu với các loại điểm tham chiếu, tương ứng với các loại giao diện kết nối, và hiện tại đang tiếp tục nghiên cứu các loại điểm tham chiếu này.

Các ứng dụng dịch vụ thông tin có khả năng tương tác với các phần mạng khách hàng, mạng truy nhập và mạng lõi Mỗi phần mạng này đảm nhiệm hai chức năng

2.1.2 Một số h−ớng phát triển của IETF

- IETF (Internet Engineering Task Force) lμ tổ chức nghiên cứu các tiêu chuẩn mở đối với các nhμ thiết kế, khai thác, cung cấp, …chủ yếu trong lĩnh vực Internet

Theo IETF, hạ tầng thông tin toàn cầu cần có mạng chuyển tải sử dụng giao thức IP, bất kể công nghệ lớp kết nối nào.

- Đối với mạng truy nhập, IETF có IP trên mạng chuyển tải cáp (IP CDN – Cable Data Network) vμ IP với môi tr−ờng không gian vô tuyến

IETF sử dụng hai giao thức chính cho mạng đường trục, bao gồm IP trên ATM và mạng quang phân cấp đồng bộ SONET/SDH Ngoài ra, IP cũng được triển khai thông qua giao thức điểm nối điểm (PPP - Point to Point) kết hợp với SONET/SDH.

IETF đã phát triển nhiều tiêu chuẩn cho MPLS (Multiprotocol Label Switching), một công nghệ xuất phát từ IP Switching MPLS sử dụng cơ chế hoán đổi nhãn giống như ATM, cho phép truyền gói tin mà không cần thay đổi các giao thức định tuyến của IP.

Hình 2-2: Cấu trúc luận lý NGN của MSF

Hình 2-3: Cấu trúc khối chức năng NGN của MSF

2.1.3.2 Lớp t−ơng thích (Adaptation Plane)

The adaptation layer is responsible for providing access to a wide range of devices, including User to Network Interface (UNI), Service Node Interface (SNI), and Network to Network Interface (NNI), supported by the Multiservice Switching System.

2.1.3.3 Lớp chuyển mạch (Switching Plane)

SONET/SDH Automatic Protection Switching (APS) cung cấp giao diện cho lớp tương thích, cho phép lớp chuyển mạch và lớp tương thích hoạt động trên các phần tử vật lý khác nhau thông qua giao diện vật lý chuẩn Nó cũng cho phép nhân bản dữ liệu cho các kết nối điểm nối đa điểm, cung cấp giao diện điều khiển chuyển mạch đến một hoặc nhiều bộ điều khiển Hơn nữa, APS hỗ trợ phân vùng và chia sẻ tài nguyên giữa các chuyển mạch, tối ưu hóa hiệu suất mạng.

2.1.3.4 Líp ®iÒu khiÓn (Control Plane)

Lớp điều khiển trong hệ thống chuyển mạch đóng vai trò quan trọng trong việc định tuyến và tái định tuyến lưu lượng giữa các lớp chuyển mạch, lớp tương thích và lớp ứng dụng Nó xác định nguồn tài nguyên cho lớp chuyển mạch và lớp tương thích, đồng thời thực hiện các chức năng như thiết lập tham chiếu nhãn giữa các giao diện, yêu cầu thiết lập và giải phóng kết nối Lớp điều khiển cũng gán thông số lưu lượng và QoS cho từng kết nối, điều khiển chức năng của lớp tương thích, và quản lý tín hiệu từ các cổng Trunk, NNI và UNI Hơn nữa, nó cung cấp giao diện cho lớp tương thích và hỗ trợ truy cập đa dịch vụ qua nhiều giao thức báo hiệu như SS7, Q.931 và H.323 Lớp điều khiển còn đảm nhiệm việc đăng ký và cấu hình lưu lượng mạng, cung cấp thống kê cuộc gọi và ghi thông tin cuộc gọi Đặc biệt, lớp điều khiển được chia thành các modul và có thể được điều khiển bởi nhiều thiết bị khác nhau, đồng thời nhận và chuyển thông tin báo hiệu đến các thực thể khác trong lớp điều khiển, bao gồm giám sát sự kiện như DTMF tone trên giao diện thoại và thương lượng các tham số kết nối với lớp tương thích trên các MSS khác.

Nghiên cứu mạng NGN và công nghệ chuyển mạch mềm dưới sự hướng dẫn của TS Nguyễn Vũ Sơn tập trung vào các dịch vụ như tin nhắn, email, và voice mail Các dịch vụ xử lý bao gồm nhận giọng nói và xử lý thẻ tín dụng, cùng với các dịch vụ báo hiệu nội vùng như chờ cuộc gọi và chuyển cuộc gọi Bên cạnh đó, dịch vụ gán tên và địa chỉ IP được quản lý qua DNS, DHCP, và RADIUS Ngoài ra, các dịch vụ chính sách và thư mục cũng được đề cập Chức năng Gateway của dịch vụ tính năng (SFGF) cho phép truy xuất các dịch vụ mạng thông minh và ứng dụng từ các mạng khác, đồng thời tạo điều kiện cho lớp ứng dụng truy cập trực tiếp vào chức năng của lớp điều khiển.

Lớp quản lý thực hiện các chức năng quan trọng trong hệ thống MIB và các giao diện của MSS, bao gồm quản lý lỗi, quản lý cấu hình, quản lý tính cước, quản lý hoạt động và quản lý bảo mật.

Về cấu trúc mạng có 4 lớp:

Nghiên cứu về mạng NGN và công nghệ chuyển mạch mềm dưới sự hướng dẫn của TS Nguyễn Vũ Sơn tập trung vào các lớp kết nối, lớp điều khiển và ứng dụng truyền thông, lớp ứng dụng cùng với các quy định nội bộ, và lớp quản lý.

Các công nghệ l μ m nền cho mạng thế hệ sau

Ngày nay, nhu cầu ngày càng tăng về số lượng và chất lượng dịch vụ đã thúc đẩy sự phát triển nhanh chóng của thị trường công nghệ điện tử, tin học và viễn thông Các xu hướng phát triển công nghệ đang tiếp cận và đan xen lẫn nhau để cải thiện khả năng mạng lưới, đáp ứng tốt hơn các nhu cầu của khách hàng trong tương lai.

Theo ITU, có hai xu h−ớng tổ chức mạng chính: Ÿ Hoạt động kết nối định h−ớng ( CO - Connection Oriented Operation) Ÿ Hoạt động không kết nối (CL – Connectionless Operation)

Trong hoạt động kết nối định hướng, quy trình thực hiện cuộc gọi bao gồm các bước: gọi số, xác lập kết nối, gửi và nhận thông tin, và cuối cùng là kết thúc cuộc gọi Công nghệ ATM đã phát triển để cải thiện dịch vụ băng rộng và nâng cao chất lượng dịch vụ trong kiểu kết nối này Ngược lại, hoạt động không kết nối dựa trên giao thức IP cho phép truy cập Internet mà không cần thiết lập trước kết nối, dẫn đến việc chất lượng dịch vụ có thể không được đảm bảo như trong trường hợp kết nối định hướng Tuy nhiên, nhờ vào tính đơn giản, tiện lợi và chi phí thấp, các dịch vụ thông tin theo phương thức này vẫn được ưa chuộng.

CL đang phát triển mạnh mẽ với xu hướng nâng cao chất lượng dịch vụ và cạnh tranh với các dịch vụ thông tin theo phương thức CO.

Hai phương thức phát triển mạng đang dần hội tụ, dẫn đến sự ra đời của công nghệ ATM/IP Sự bùng nổ của các dịch vụ và công nghệ mới đã tác động mạnh mẽ đến cấu trúc mạng.

Hình 2-11: Các xu h−ớng phát triển công nghệ mạng

Sự phát triển mạnh mẽ của IP và sự gia tăng nhanh chóng số lượng thuê bao Internet là điều không thể phủ nhận Hiện nay, hầu hết các dịch vụ lớn trên mạng đều dựa vào IP Trong quá trình tiêu chuẩn hóa kỹ thuật, việc cải thiện IP đã trở thành ưu tiên hàng đầu trong nghiên cứu IP là giao thức chuyển tiếp gói tin, hoạt động theo cơ chế phi kết nối, và định nghĩa cơ cấu đánh số, chuyển tin, định tuyến cùng các chức năng điều khiển ở mức thấp (ICMP).

Địa chỉ IP bao gồm địa chỉ của bên nhận và là số duy nhất trong toàn mạng, cung cấp thông tin cần thiết để chuyển gói tới đích Cơ cấu định tuyến có nhiệm vụ tính toán lộ trình đến các nút trong mạng, vì vậy nó cần được cập nhật thông tin về topo mạng và nguyên tắc chuyển tin (như trong BGP) Cơ cấu này phải hoạt động hiệu quả trong môi trường mạng đa nút Kết quả tính toán của cơ cấu định tuyến được lưu trữ trong các bảng chuyển tin, chứa thông tin về chặng tiếp theo để gửi gói tin đến hướng đích.

Dựa trên các bản chuyển tin, cơ cấu chuyển tin chuyển mạch các gói IP hướng tới đích, phương thức chuyển tin truyền thống hoạt động theo từng chặng một Mỗi nút mạng tính toán mạng chuyển tin một cách độc lập, do đó yêu cầu kết quả tính toán của phần định tuyến tại tất cả các nút phải nhất quán với nhau Sự không thống nhất của kết quả có thể dẫn đến việc chuyển gói tin sai hướng, đồng nghĩa với việc mất gói tin.

Kiểu chuyển tin theo từng chặng hạn chế khả năng của mạng, vì các gói tin đến cùng một địa chỉ qua cùng một nút sẽ được truyền qua một tuyến duy nhất, làm giảm khả năng định tuyến theo đích và dịch vụ Tuy nhiên, phương thức này cũng nâng cao độ tin cậy và khả năng mở rộng của mạng Giao thức định tuyến động cho phép mạng phản ứng với sự cố bằng cách thay đổi tuyến khi router nhận biết sự thay đổi về topo mạng qua việc cập nhật thông tin trạng thái kết nối Với các phương thức như CDIR (Classless Inter Domain Routing), kích thước bản tin được duy trì ở mức chấp nhận được, và việc tính toán định tuyến do các nút tự thực hiện, giúp mạng có thể mở rộng mà không cần thay đổi cấu trúc.

IP là một giao thức chuyển mạch gói với độ tin cậy và khả năng mở rộng cao Tuy nhiên, việc kiểm soát lưu lượng trở nên khó khăn do phương thức định tuyến từng chặng Hơn nữa, IP không hỗ trợ tốt cho chất lượng dịch vụ.

Công nghệ ATM sử dụng phương pháp chuyển mạch gói, trong đó thông tin được chia thành các gói tin ngắn có chiều dài cố định Vị trí của các gói không phụ thuộc vào đồng hồ đồng bộ và được xác định dựa trên nhu cầu của kênh Các chuyển mạch ATM hỗ trợ nhiều tốc độ và dịch vụ khác nhau, mang lại tính linh hoạt cho việc truyền tải dữ liệu.

ATM có hai đặc điểm quan trọng: đầu tiên, ATM sử dụng các gói có kích thước nhỏ và cố định, gọi là tế bào ATM, giúp giảm độ trễ và biến động độ trễ cho các dịch vụ thời gian thực, đồng thời hỗ trợ việc hợp kênh với tốc độ cao Thứ hai, ATM có khả năng nhóm nhiều kênh ảo thành một đường ảo, tạo điều kiện thuận lợi cho việc định tuyến Khác với định tuyến IP, ATM là công nghệ chuyển mạch hướng kết nối, yêu cầu thiết lập kết nối từ điểm đầu đến điểm cuối trước khi gửi thông tin, thông qua phương pháp nhân công hoặc tự động qua báo hiệu Hơn nữa, ATM không thực hiện định tuyến tại các nút trung gian; tuyến kết nối được xác định trước và giữ cố định trong suốt thời gian kết nối Trong quá trình thiết lập kết nối, các tổng đài ATM trung gian cung cấp nhãn cho kết nối, giúp xác định tài nguyên và xây dựng bảng chuyển tế bào tại mỗi tổng đài, với bảng này mang tính cục bộ và chỉ chứa thông tin liên quan.

Hiện nay, trong xây dựng mạng IP, có nhiều kỹ thuật như IP over SDH/SONET, IP over WDM và IP over Fiber Kỹ thuật ATM được ưa chuộng nhờ vào tốc độ cao, chất lượng dịch vụ (QoS) và khả năng điều khiển lưu lượng mà các mạng lưới sử dụng bộ định tuyến truyền thống chưa có Do yêu cầu tính thời gian thực cao, IP over ATM vẫn là lựa chọn hàng đầu hiện nay, vì vậy nghiên cứu về IP over ATM vẫn rất quan trọng MPLS được xem là sự cải tiến của IP over ATM, do đó cần xem xét lại hiện trạng của kỹ thuật này.

IP over ATM truyền thống là kỹ thuật xếp chồng, kết hợp IP (kỹ thuật lớp 3) lên ATM (kỹ thuật lớp 2) Hai giao thức này hoàn toàn độc lập, cần nhiều giao thức bổ trợ như NHRP và ARP để đảm bảo kết nối thông suốt Kỹ thuật này hiện đang được ứng dụng rộng rãi trong thực tế.

Nh−ng trong tình trạng mạng l−ới đ−ợc mở rộng nhanh chóng, cách xếp chồng đó cũng gây ra nhiều vần đề cần xem xétn lại

Trong phương thức chồng xếp, việc thiết lập các liên kết PVC tại N điểm nút là rất quan trọng, đồng nghĩa với việc cần phải xây dựng một mạng liên kết Tuy nhiên, điều này có thể dẫn đến vấn đề bình phương N, gây phiền phức trong quá trình thiết lập, bảo trì và gỡ bỏ liên kết giữa các điểm nút Số lượng công việc cần thực hiện, bao gồm số lượng VC và lượng tin điều khiển, sẽ tăng theo cấp số nhân bình phương của N Khi mạng lưới ngày càng mở rộng, cách quản lý này có thể dẫn đến tình trạng quá tải cho mạng.

Bảng so sánh giữa các công nghệ

Bảng 2-1: So sánh đặc điểm giữa các công nghệ

Công nghệ IP ATM MPLS

Bản chất công nghệ Lμ một giao thức chuyển mạch gói có độ tin cậy vμ khả năng mở rộng cao

Do ph−ơng thức định tuyến theo từng chặng

Sử dụng gói cã chiÒu dμi cè định 53 byte gọi lμ tÕ bμo (cell)

Nguyên tắc định tuyến: chuyển đổi VPI/VCI

Chuyển gói tin trên cơ sở nhãn qua các đ−ờng chuyển mạch nhãn LSP

Có thể áp dụng trên nhiều môi tr−ờng mạng

Công nghệ IP ATM MPLS nên điều khiển l−u l−ợng rất khó thực hiện

Nền tảng phần cứng tốc độ cao hỗ trợ nhiều công nghệ khác nhau như IP, ATM, Ethernet và FR Ưu điểm của nó bao gồm sự đơn giản và hiệu quả, cùng với tốc độ chuyển mạch cao và tính linh hoạt, giúp đáp ứng yêu cầu về chất lượng dịch vụ (QoS).

Tích hợp các chức năng định tuyến, đánh địa chỉ, điều khiển

Khả năng mở rộng tèt

Tỉ lệ giữa chất l−ợng vμ giá thμnh cao

ATM cho phÐp tËn dông tối đa thiết bị , nâng cao hiệu quả đầu t−

Sự phân tách giữa ®iÒu khiÓn v chuyÓn μ mạch cho phép MPLS đ−ợc triển khai trên nhiều ph−ơng tiện

Nh−ợc điểm Không hỗ trợ QoS Giá thμnh cao, không mềm dẻo trong hỗ trợ những ứng dụng

Hỗ trợ giao thức dẫn đến phức tạp trong kÕt nèi

Khã thùc thi QoS xuyên suốt cho đến khi thiết bị đầu cuối thích hợp cho ng−ời sử dụng xuất hiện trên thị tr−êng

Việc hợp nhất các kênh ảo còn đang tiếp tục nghiên cứu Giải quyết việc chèn tế bμo sẽ chiếm nhiều tμi nguyên

Công nghệ IP ATM MPLS phải nâng cấp cho các thiết bị ATM hiện tại.

Cấu trúc luận lý (cấu trúc chức năng) của mạng NGN

Mạng thế hệ sau vẫn đang trong giai đoạn phát triển và chưa có khuyến nghị chính thức nào từ Liên minh Viễn thông Thế giới (ITU) về cấu trúc của nó Nhiều hãng viễn thông lớn như Alcatel, Ericsson, Nortel, Siemens, Lucent và NEC đã đưa ra các mô hình cấu trúc mạng NGN khác nhau, kèm theo các giải pháp mạng và thiết bị mới Các mô hình này thường có cấu trúc rõ ràng với các lớp chức năng chính, bao gồm: lớp truy cập và lõi (Access + Transport/Core), lớp trung gian (Media), lớp điều khiển (Control) và lớp quản lý (Management).

2.4.1 Mô hình phân lớp chức năng của mạng NGN

Hình 2-12: Cấu trúc mạng thế hệ sau (góc độ mạng)

Mô hình cấu trúc mạng thế hệ sau không chỉ bao gồm các thành phần cơ bản mà còn tích hợp thêm lớp ứng dụng dịch vụ, tạo ra cơ hội cho nhiều doanh nghiệp tham gia Trong bối cảnh cạnh tranh ngày càng gia tăng, sự đa dạng trong lớp ứng dụng dịch vụ sẽ thúc đẩy sự phát triển và đổi mới trong ngành kinh doanh.

Víi API : Application Program Interface

Hình 2-13: Cấu trúc mạng thế hệ sau (góc độ dịch vụ)

Hình 2-14: Kiến trúc mạng thế hệ sau

Kiến trúc mạng NGN áp dụng công nghệ chuyển mạch gói cho cả thoại và dữ liệu, giúp tối ưu hóa việc quản lý mạng Nó phân chia các khối phức tạp của tổng đài hiện tại thành các lớp mạng riêng biệt, với khả năng kết nối giữa các lớp thông qua các giao diện mở tiêu chuẩn.

Sự thông minh trong xử lý cuộc gọi của PSTN đã được tách ra từ phần cứng của ma trận chuyển mạch và hiện nay nằm trong thiết bị chuyển mạch mềm (softswitch), hay còn gọi là bộ điều khiển cổng truyền thông (Media Gateway Controller) hoặc tác nhân cuộc gọi (Call Agent), đóng vai trò điều khiển trong kiến trúc mạng mới Giao diện mở hướng tới các ứng dụng mạng thông minh (IN) và server ứng dụng giúp nhanh chóng cung cấp dịch vụ và đưa ra thị trường trong thời gian ngắn Tại lớp truyền thông, các cổng được sử dụng để thích ứng thoại và các phương tiện khác với mạng chuyển mạch gói, trong khi các media gateway phối ghép với thiết bị đầu cuối của khách hàng, mạng truy nhập hoặc mạng PSTN Các server phương tiện cung cấp nhiều chức năng như âm quay số, thông báo, và các chức năng tiên tiến như trả lời bằng giọng nói tương tác và chuyển đổi văn bản sang giọng nói Kiến trúc mới với giao diện mở cho phép giới thiệu nhanh chóng các dịch vụ mới và tạo điều kiện cho việc phát triển các phương thức kinh doanh mới bằng cách chia tách chuỗi giá trị truyền thống thành nhiều dịch vụ từ các nhà cung cấp khác nhau.

2.4.3 Líp truyÒn dÉn vμ truy nhËp ơ Phần truyền dẫn

- Lớp vật lý: Truyền dẫn quang với kỹ thuật ghép kênh b−ớc sóng quang DWDM sẽ đ−ợc sử dụng

Líp 2 và líp 3 trong mạng lõi sử dụng kỹ thuật gói để truyền dẫn tất cả các dịch vụ, đảm bảo chất lượng dịch vụ (QoS) theo yêu cầu của từng loại dịch vụ Các công nghệ như ATM hoặc IP/MPLS có thể được áp dụng làm nền tảng cho việc truyền dẫn trong mạng lõi nhằm đảm bảo QoS hiệu quả.

Nghiên cứu mạng NGN và công nghệ chuyển mạch mềm do TS Nguyễn Vũ Sơn hướng dẫn cho thấy rằng mạng lõi có thể thuộc mạng MAN hoặc mạng đường trục Khi lưu lượng lớn, các router được sử dụng ở biên mạng lõi, trong khi khi lưu lượng thấp, switch-router có thể đảm nhận chức năng của các router này.

Các nút chuyển mạch như Router (IP/ATM hoặc IP/MPLS) và các chuyển mạch kênh trong mạng PSTN đóng vai trò quan trọng trong việc quản lý lưu lượng dữ liệu Hệ thống chuyển mạch PLM cũng được sử dụng trong mạng đường trục, trong khi kỹ thuật truyền tải chính là IP hoặc IP/ATM Ngoài ra, còn có các hệ thống chuyển mạch và định tuyến cuộc gọi để tối ưu hóa hiệu suất mạng.

Lớp truyền tải trong cấu trúc mạng NGN tích hợp cả chức năng truyền dẫn và chuyển mạch, hỗ trợ nhiều mức QoS cho các dịch vụ khác nhau Nó có khả năng lưu trữ thông tin về các sự kiện mạng như kích thước gói, tốc độ gói, độ trễ, tỷ lệ mất gói và Jitter cho mạng chuyển mạch gói, cũng như băng thông và độ trễ cho mạng chuyển mạch kênh TDM.

Lĩnh vực lý thuyết truyền dẫn hiện đang chứng kiến sự chuyển mình từ công nghệ hữu tuyến như cáp đồng và xDSL sang các giải pháp quang học tiên tiến như DWDM và PON, dự kiến sẽ chiếm ưu thế trong tương lai Đồng thời, công nghệ vô tuyến cũng đóng vai trò quan trọng với các hệ thống di động như GSM và CDMA, cùng với các phương thức truy cập vô tuyến cố định và vệ tinh.

- Lớp 2 vμ lớp 3: Công nghệ IP sẽ lμm nền cho mạng truy nhập ơ Thμnh phần :

Phần truy nhập bao gồm các thiết bị kết nối đầu cuối vào mạng thông qua các hệ thống mạng ngoại vi như cáp đồng, cáp quang hoặc vô tuyến Các thiết bị này tích hợp IAD, cho phép thuê bao sử dụng nhiều kỹ thuật truy nhập khác nhau như tương tự, số, TDM, ATM, và IP để kết nối với mạng dịch vụ vô NGN.

Nh− là lớp truy nhập trong mạng NGN, cung cấp kết nối giữa các thuê bao cuối và mạng đường trục thông qua cổng giao tiếp MGW phù hợp Mạng NGN có khả năng kết nối với hầu hết các thiết bị đầu cuối, bao gồm cả thiết bị chuẩn và không chuẩn.

PBX, điện thoại POTS, điện thoại số ISDN, di động vô tuyến, di động vệ tinh, vô tuyến cố định, VoDSL, VoIP, …

Thiết bị trong lớp truyền thông bao gồm các cổng truyền thông (Media Gateway) như cổng truy nhập (Access Gateway - AG) kết nối mạng lõi với mạng truy nhập, cổng kết nối hộ gia đình (Residential Gateway - RG) kết nối mạng lõi với mạng thuê bao tại nhà, cùng với các cổng giao tiếp như cổng trunking (Trunking Gateway - TG) kết nối mạng lõi với mạng PSTN/ISDN và cổng không dây (Wireless Gateway - WG) kết nối mạng lõi với mạng di động.

Lớp truyền thông có khả năng tương thích với nhiều kỹ thuật truy cập khác nhau, bao gồm cả kỹ thuật chuyển mạch gói IP và ATM trong mạng đường trục Lớp này chịu trách nhiệm chuyển đổi các loại môi trường như PSTN, Frame Relay, LAN, và vô tuyến sang môi trường truyền dẫn gói áp dụng trên mạng lõi và ngược lại Nhờ vào khả năng này, các nút chuyển mạch (ATM + IP) và hệ thống truyền dẫn có thể thực hiện chức năng chuyển mạch và định tuyến cuộc gọi giữa các thuê bao của lớp truy cập, dưới sự điều khiển của các thiết bị thuộc lớp điều khiển.

2.4.5 Líp ®iÒu khiÓn ơ Thμnh phần

Lớp điều khiển bao gồm các hệ thống điều khiển mμ thμnh phần chính lμ

CÊu tróc vËt lý

NGN (Mạng Thế Hệ Kế Tiếp) không phải là một mạng hoàn toàn mới, mà là sự phát triển và kết nối giữa mạng thế hệ sau với mạng hiện tại Khi xây dựng và phát triển theo xu hướng NGN, cần chú trọng đến việc tận dụng các thiết bị viễn thông hiện có để tối ưu hóa hiệu quả khai thác mạng.

2.5.1 Cấu trúc vật lý của mạng NGN

Hình 2-17: Cấu trúc vật lý mạng NGN

2.5.2 Các thμnh phần mạng vμ chức năng

Hình 2-18: Các thμnh phần ýchính của mạng NGN

Trong mạng viễn thông thế hệ mới (NGN), có nhiều thành phần quan trọng cần được chú ý, nhưng chúng ta sẽ tập trung vào những thành phần chính thể hiện sự tiến bộ vượt bậc so với mạng viễn thông truyền thống Các thành phần này bao gồm: Gateway truyền thông (Media Gateway - MG), Bộ điều khiển Gateway truyền thông (Media Gateway Controller - MGC), Gateway tín hiệu (Signaling Gateway - SG), Máy chủ truyền thông (Media Server - MS) và Máy chủ ứng dụng (Application Server).

Media Gateway là giải pháp hiệu quả cho việc truyền tải thông tin thoại, dữ liệu, fax và video giữa mạng gói IP và mạng PSTN Trong mạng PSTN, dữ liệu thoại được truyền qua kênh DS0 Để chuyển đổi dữ liệu này sang mạng gói, mẫu thoại cần được nén và đóng gói Đặc biệt, bộ xử lý tín hiệu số (DSP) thực hiện các chức năng quan trọng như chuyển đổi tín hiệu analog sang digital, nén mã thoại, triệt tiếng dội, loại bỏ khoảng lặng, mã hóa và tái tạo tín hiệu thoại, cũng như truyền tải các tín hiệu DTMF.

Media Gateway là thiết bị quan trọng trong truyền thông, thực hiện nhiều chức năng như truyền tín hiệu thoại qua giao thức RTP, chuyển đổi và mã hóa dòng thông tin, cũng như hỗ trợ các giao diện mạng khác nhau như T1/E1, Ethernet và ATM Nó hỗ trợ nhiều chuẩn codec như G.729A, G.723A, PCM và ADPCM, đồng thời có khả năng triệt echo và phát sinh tone Media Gateway còn quản lý tài nguyên và kết nối T1/E1, cung cấp khả năng thay nóng các card T1 hay DSP, cùng phần mềm dự phòng Đặc tính hệ thống của nó bao gồm dung lượng bộ nhớ để lưu trữ thông tin trạng thái và cấu hình, dung lượng đĩa cho quá trình logging, và dự phòng giao diện Ethernet cho mạng IP Hệ thống có mật độ khoảng 120 port (DSO’s) và sử dụng bus H.110 để đảm bảo tính linh động.

Nghiên cứu mạng NGN và công nghệ chuyển mạch mềm Người hướng d ẫn: TS Nguyễ n V ũ Sơn ơ Phân loại:

Có 6 loại media gateway chính trong mạng viễn thông Đầu tiên là Trunk Gateway, có nhiệm vụ kết nối các thiết bị đầu cuối thuộc mạng PSTN với mạng lõi IP, thực hiện chuyển đổi và chuyển mạch tín hiệu TDM từ các giao diện T1/E1, DS3, OC3, OC12 thành tín hiệu gói trên mạng IP và chuyển thông tin báo hiệu về MGC qua giao thức SCTP Thứ hai, Access Media Gateway kết nối thiết bị đầu cuối của mạng ISDN và các dịch vụ tương tự với mạng lõi IP hoặc ATM, thực hiện dò tìm và phát sinh tín hiệu báo hiệu, chuyển đổi tín hiệu thoại từ dạng tương tự sang dạng gói trên nền IP Thứ ba, Access Data Gateway chuyển đổi gói dữ liệu và gói thoại giữa mạng gói và các thiết bị số như máy tính, modem DSL, điện thoại, PBX, chủ yếu cung cấp dịch vụ Internet và VPN Tiếp theo, SS7 Signalling Gateway chuyển tiếp các lớp trên của giao thức báo hiệu SS7 từ mạng PSTN sang mạng gói IP Mobile Access Gateway kết nối mạng di động 2,5G/3G với mạng gói IP Cuối cùng, Packet Gateway kết nối các mạng gói với nhau và thực hiện ba chức năng chính.

Chuyển đổi phương tiện thường được áp dụng để biến đổi tín hiệu thoại từ mạng di động, chẳng hạn như CDMA, thành tín hiệu gói để truyền tải trên mạng IP.

- Roaming: có chức năng chuyển vùng cho các thuê bao di động khi di chuyển giữa các vùng

MGC là đơn vị chức năng chính của Softswitch, chịu trách nhiệm đưa ra các quy luật xử lý cuộc gọi mà MG và SG sẽ thực hiện Nó điều khiển SG trong việc thiết lập và kết thúc cuộc gọi, đồng thời giao tiếp với hệ thống OSS và BSS MGC đóng vai trò là cầu nối giữa các mạng khác nhau như PSTN, SS7 và mạng IP, quản lý lưu lượng thoại và dữ liệu qua các mạng này Do chức năng điều khiển các bản tin, MGC còn được gọi là Call Agent Một MGC kết hợp với MG và SG tạo thành cấu hình tối thiểu cho Softswitch.

Media Gateway Controller (MGC) đóng vai trò quan trọng trong việc quản lý và điều khiển các cuộc gọi trong mạng viễn thông Các chức năng chính của MGC bao gồm xác nhận và giám sát thuê bao, bảo mật và giám sát tài nguyên mạng, thiết lập và giải phóng cuộc gọi, cùng với việc định tuyến cuộc gọi dựa trên thông tin báo hiệu và cơ sở dữ liệu khách hàng MGC cũng quản lý chất lượng dịch vụ (QoS) và băng thông, áp dụng các chính sách dịch vụ cho từng khách hàng Ngoài ra, MGC thực hiện các giao thức báo hiệu như H.323 và SIP, cùng với các giao thức điều khiển truyền thông như MGCP, Megaco, H.248, và quản lý SS7 qua SIGTRAN MGC hỗ trợ nhiều tiêu chuẩn từ các tổ chức như ITU, IETF, IEEE, và ATM forum, đồng thời ghi nhận và lưu trữ thông tin chi tiết cuộc gọi để tính cước (CDR) Cuối cùng, MGC quản lý cấu hình thời gian thực cho các DSP, phân bổ kênh DS0 và điều khiển Signaling Gateway để thực hiện các loại báo hiệu SS7 và cung cấp cấu hình kết nối mạng.

- Các đặc tính của Media Gateway Controller

Nghiên cứu mạng NGN và công nghệ chuyển mạch mềm yêu cầu sử dụng CPU chuyên dụng MGC, hệ thống đa xử lý với khả năng mở rộng ngang Hệ thống cần bộ nhớ lớn để lưu trữ cơ sở dữ liệu, điều này rất quan trọng cho các quá trình đa xử lý MGC chủ yếu làm việc với lưu lượng IP, vì vậy cần có các kết nối tốc độ cao và hỗ trợ nhiều loại giao thức, đảm bảo độ sẵn sàng cao.

Signaling Gateway tạo ra một chiếc cầu giữa mạng báo hiệu SS7 với mạng

Gateway Signaling (SG) là một phần quan trọng trong hệ thống mạng viễn thông, hoạt động dưới sự điều khiển của Media Gateway Controller (MGC) và tương tự như một nút SS7 trong mạng báo hiệu SS7 Chức năng chính của SG bao gồm cung cấp kết nối vật lý đến mạng báo hiệu, truyền thông tin báo hiệu giữa MGC và SG thông qua mạng IP, cũng như cung cấp đường dẫn cho thoại, dữ liệu và các dạng dữ liệu khác Hệ thống SG cần có dung lượng bộ nhớ đủ lớn để lưu trữ thông tin trạng thái, cấu hình và các lộ trình, đồng thời hỗ trợ quá trình đăng nhập Để đảm bảo tính sẵn sàng cao, SG yêu cầu giao diện Ethernet dự phòng, kết nối với mạng SS7 qua luồng E1/T1 với tối thiểu 2 kênh D và tối đa 16 kênh D Để nâng cao hiệu suất và tính linh động, các bus H.110 hay H.100 thường được sử dụng, cùng với việc triển khai nhiều SG và liên kết báo hiệu.

Máy chủ đa phương tiện (Media Server) là thành phần quan trọng trong hệ thống Softswitch, được sử dụng để xử lý các thông tin đặc biệt Để đảm bảo hiệu suất tối ưu, một Media Server cần hỗ trợ phần cứng DSP có hiệu suất cao Các chức năng chính của Media Server bao gồm chức năng voicemail cơ bản, giúp quản lý và lưu trữ tin nhắn thoại hiệu quả.

Máy chủ AS/FS lμ ở lớp ứng dụng, cung cấp các dịch vụ doanh nghiệp tự quản lý và truyền thông qua mạng IP, giảm thiểu sự phụ thuộc vào Softswitch Dù độc lập với phần cứng, máy chủ này vẫn yêu cầu truy cập vào cơ sở dữ liệu đặc trưng để hoạt động hiệu quả.

- Xác định tính hợp lệ vμ hỗ trợ các dịch vụ

Nghiên cứu mạng NGN và công nghệ chuyển mạch mềm tập trung vào việc phát triển hệ thống với dung lượng bộ nhớ lớn và độ trễ thấp, cùng với CPU có khả năng mở rộng để nâng cấp dịch vụ và lưu lượng Hệ thống cũng đảm bảo dự phòng đầy đủ cho giao diện Ethernet trong mạng IP Các dịch vụ cộng thêm có thể hoạt động dưới sự quản lý của Call Agent hoặc độc lập, tương tác qua các giao thức như SIP, H.323, H.248 Mặc dù các ứng dụng này thường độc lập với phần cứng, chúng vẫn yêu cầu truy cập vào cơ sở dữ liệu đặc trưng Chức năng của Feature Server đóng vai trò quan trọng trong việc hỗ trợ các dịch vụ này.

DịCH Vụ TRONG MạNG THế Hệ SAU

Dịch vụ

Mạng thế hệ sau NGN là bước tiến quan trọng trong lĩnh vực viễn thông, được xây dựng trên nền tảng công nghệ chuyển mạch gói Trong mạng này, các thiết bị như bộ định tuyến, bộ chuyển mạch và gateway được phân loại theo khả năng điều khiển thông minh dịch vụ và cuộc gọi Khả năng điều khiển thông minh này hỗ trợ đa dạng dịch vụ trên mạng, từ dịch vụ thoại cơ bản đến dịch vụ dữ liệu, hình ảnh, đa phương tiện, băng rộng tiên tiến và các ứng dụng quản lý.

Here is a rewritten paragraph that meets SEO rules:"Trong mạng lưới NGN, có ba loại dịch vụ chính bao gồm dịch vụ thời gian thực và không thực, dịch vụ nội dung và dịch vụ quản lý Nhờ các dịch vụ này, các nhà khai thác có thể kiểm soát, bảo mật và độ tin cậy cao hơn, đồng thời giảm thiểu chi phí vận hành Từ đó, các nhà cung cấp dịch vụ có thể nhanh chóng có được nguồn thu mới và tăng cường hiệu quả kinh doanh."

3.1.1 Xu h−ớng dịch vụ trong t−ơng lai Để xác định đ−ợc các dịch vụ trong mạng thế hệ sau cũng nh− chiến l−ợc đầu t− của các công ty, xu h ớng phát triển các dịch vụ trong t− −ơng lai lμ vấn đề rÊt cÇn xem xÐt

Dịch vụ thoại là xu hướng quan trọng và lâu đời, mang lại lợi nhuận cao từ những ngày đầu cho đến nay Vì vậy, dịch vụ thoại truyền thống sẽ vẫn tồn tại lâu dài Bên cạnh đó, một phần của dịch vụ truyền thống đang chuyển mình sang thông tin di động và thoại qua IP.

Dịch vụ truyền thông đa phương tiện hiện nay đang sử dụng H.323 như một giải pháp cho thoại qua giao thức IP và các dịch vụ đa phương tiện đơn giản Tuy nhiên, SIP đang dần thay thế H.323 nhờ vào những ưu điểm vượt trội và khả năng hỗ trợ các dịch vụ truyền thông đa phương tiện phức tạp hơn.

- Trong t−ơng lai, tính c−ớc dịch vụ theo nội dung vμ chất l−ợng, không theo thời gian sẽ chiếm −u thế

Nhiều dịch vụ và truy nhập ứng dụng sẽ phát triển mạnh mẽ trong tương lai Các dịch vụ như leased line, ATM, và Frame Relay vẫn sẽ tồn tại do doanh nghiệp không muốn thay đổi thiết bị chỉ để thay đổi dịch vụ kết nối Trong bối cảnh này, dịch vụ IP-VPN sẽ trở thành một lựa chọn hấp dẫn cho các tổ chức kinh doanh.

Phương thức truy cập mạng bằng giọng nói sẽ trở thành một lựa chọn quan trọng trong tương lai Hiện tại, công nghệ chuyển đổi giọng nói thành văn bản và ngược lại đang phát triển mạnh mẽ.

3.1.2 Các đặc tr−ng của dịch vụ NGN

Mặc dù khó có thể dự đoán đầy đủ các ứng dụng trong tương lai, chúng ta có thể xác định những đặc trưng và khả năng quan trọng của dịch vụ trong môi trường NGN bằng cách xem xét các xu hướng công nghiệp hiện tại Một điều chắc chắn là chúng ta đang chuyển từ mạng chuyển mạch kênh dựa trên TDM sang mạng chuyển mạch gói, tập trung vào truyền tải tế bào và khung.

Trong bối cảnh hiện tại, khách hàng đang chuyển hướng sang các dịch vụ đa phương tiện băng rộng và thông tin phong phú, trong khi các nhà cung cấp vẫn duy trì các dịch vụ truyền thống Khách hàng có khả năng tương tác qua mạng nhờ thiết bị CPE tiên tiến, đồng thời có thể lựa chọn chất lượng dịch vụ (QoS) và băng thông phù hợp Tương lai của mạng thông minh hứa hẹn sẽ không chỉ đơn thuần tạo kết nối dựa trên cơ sở dữ liệu mà còn mở rộng khả năng với các tính năng như quản lý phiên đa phương tiện, kết nối đa công nghệ, điều khiển thông minh, bảo mật cao, dịch vụ chỉ dẫn trực tuyến và các phần tử giám sát.

Sự phát triển của dịch vụ truyền thông hiện nay yêu cầu các nhà cung cấp phải linh hoạt để phục vụ cả thị trường lớn và nhỏ Các quyết định về cung cấp dịch vụ thường gặp nhiều thách thức như giá cả, đóng gói, tiếp thị và tính tiện ích thực tế Trong bối cảnh có nhiều phương tiện truyền tin, vai trò của nhà cung cấp dịch vụ, thiết bị và các doanh nghiệp thương mại liên quan đến dịch vụ, mạng lưới và hệ thống thương mại ngày càng trở nên quan trọng.

Một số đặc tính dịch vụ quan trọng trong môi tr−ờng NGN:

Liên lạc thông tin rộng khắp và thời gian thực với đa phương tiện đảm bảo độ tin cậy, tạo sự thân thiện trong việc kết nối các thuê bao Hệ thống cho phép truy cập tốc độ cao và truyền tải thông tin mọi lúc, mọi nơi, với bất kỳ phương tiện nào.

Nhiều thực thể và các phần tử trong mạng thông minh được phân bố rộng rãi trên toàn bộ hệ thống mạng Điều này bao gồm các ứng dụng cho phép người dùng truy cập và điều khiển các dịch vụ mạng một cách hiệu quả.

Hệ thống dễ dàng sử dụng, giúp khách hàng không bị ảnh hưởng bởi các quy trình phức tạp trong việc tập trung, xử lý và truyền dẫn thông tin Khách hàng có thể truy cập và sử dụng các dịch vụ mạng một cách đơn giản, nhờ vào các giao diện người dùng thân thiện, cho phép tương tác tự nhiên Bên cạnh đó, khách hàng còn được cung cấp thông tin hướng dẫn, tùy chọn và các tương tác quản lý liên tục trong suốt quá trình sử dụng dịch vụ.

NGN cho phép khách hàng quản lý hồ sơ cá nhân một cách hiệu quả, tự động dự phòng các dịch vụ mạng, giám sát thông tin tính cước và cá nhân hóa giao diện người dùng Điều này giúp tạo ra và dự phòng các ứng dụng mới, nâng cao trải nghiệm người dùng.

NGN cung cấp giải pháp quản lý thông tin thông minh, giúp người dùng xử lý tình trạng quá tải thông tin Bằng cách cho phép tìm kiếm, sắp xếp và lọc dữ liệu, NGN giúp người dùng quản lý hiệu quả các bản tin và thông tin trên mọi phương tiện.

Các dịch vụ chính trong mạng NGN

Ca  c vấn đề lin quan đến dịch vụ

Khả năng bảo mật của mạng viễn thông là yếu tố quyết định chất lượng và tính khả dụng của nó Trong tương lai, yêu cầu về bảo mật sẽ không chỉ áp dụng cho các nhà vận hành mạng viễn thông mà còn cho từng quốc gia Đặc biệt, vấn đề bảo mật trong mạng NGN cần được chú ý, với nhiều thành phần yêu cầu bảo mật ở mức độ cao.

Khách hàng và thuê bao yêu cầu tính riêng tư trong mạng lưới và các dịch vụ cung cấp, bao gồm cả việc tính cước Họ cũng mong muốn dịch vụ có độ sẵn sàng cao, cạnh tranh lành mạnh và đảm bảo sự riêng tư của mình.

Các nhà vận hành mạng, nhà cung cấp dịch vụ và nhà cung cấp truy cập cần đảm bảo an ninh mạng để bảo vệ hoạt động kinh doanh của họ Việc bảo mật không chỉ giúp họ duy trì hiệu quả hoạt động mà còn nâng cao chất lượng phục vụ khách hàng và cộng đồng.

Các quốc gia khác nhau đặt ra yêu cầu về bảo mật thông qua việc xây dựng hướng dẫn và bộ luật nhằm đảm bảo tính sẵn sàng của dịch vụ, thúc đẩy cạnh tranh lành mạnh và bảo vệ quyền riêng tư.

Sự gia tăng rủi ro từ những thay đổi trong quy định và môi trường kỹ thuật nhấn mạnh tầm quan trọng của việc nâng cao tính bảo mật trong mạng thế hệ mới (NGN).

Hình 3-10: Các nguy cơ đối với các server vμ thμnh phần mạng

Các tiến bộ công nghệ đang tác động mạnh mẽ đến vấn đề bảo mật, đặc biệt trong lĩnh vực viễn thông Gần đây, có sự kỳ vọng rằng các giao diện và giao thức được sử dụng trong các thiết bị viễn thông sẽ được cải thiện để khó bị giải mã và lợi dụng hơn.

3.2.1.2 Các yêu cầu bảo mật

Nhà cung cấp mạng hoặc dịch vụ sẽ xác định mức độ bảo mật dựa trên phân tích nguy cơ và đánh giá rủi ro Sau đó, họ sẽ xây dựng một "chiến lược bảo mật" để đảm bảo an toàn cho hệ thống Hình ảnh minh họa sự tương tác giữa các yếu tố liên quan đến bảo mật.

Hình 3-11: Mô hình bảo mật

Dựa vào yêu cầu bảo mật, có thể xác định mức độ ưu tiên của các dịch vụ Khách hàng thường có trách nhiệm trong việc xác định ưu tiên chính cho các dịch

3.2.1.3 Các vấn đề cần bảo mật

Các vấn đề nμy đ−ợc thực hiện trong mọi dạng cấu hình NGN, bao gồm các dạng truyền dẫn khác nhau vμ xử lý các nguy cơ sau đây:

Từ chối dịch vụ là mối nguy hại hiện nay, khi các thành phần mạng truyền dẫn bị tấn công bằng cách liên tục gửi dữ liệu dồn dập, khiến cho các khách hàng NGN khác không thể sử dụng tài nguyên mạng.

- Nghe trộm: Nguy cơ nμy ảnh h−ởng đến tính riêng t− của một cuộc nói chuyện bằng cách chặn đ−ờng dây giữa ng−ời gửi vμ ng−ời nhận

Thủ phạm có thể sử dụng mặt nạ để tạo ra một đặc tính giả, chẳng hạn như thu thập mật mã và ID của khách hàng Họ có thể thao tác khởi tạo tin nhắn hoặc can thiệp vào địa chỉ vào/ra của mạng để đạt được mục đích này.

Truy nhập trái phép vào các thực thể mạng cần được hạn chế và tuân thủ chính sách bảo mật Khi kẻ tấn công có thể truy cập trái phép, nguy cơ xảy ra các cuộc tấn công khác như từ chối dịch vụ, nghe trộm hoặc giả mạo cũng tăng cao.

Trong trường hợp dữ liệu bị phá hỏng hoặc không thể sử dụng do sự can thiệp của hacker, việc sửa đổi thông tin trở nên cần thiết Hậu quả của hành động này là khách hàng hợp pháp không thể truy cập vào tài nguyên mạng.

Từ chối khách hàng là tình huống trong đó một hoặc nhiều khách hàng trong mạng lưới có thể không được phép tham gia vào một phần hoặc toàn bộ mạng cùng với các khách hàng, dịch vụ hoặc máy chủ khác.

Ph−ơng pháp tấn công có thể lμ tác động lên đ−ờng truyền, truy nhập dữ liệu hay sửa đổi dữ liệu

3.2.1.4 Các giải pháp tạm thời

Các biện pháp đối phó có thể chia thμnh hai loại sau: phòng chống vμ dò tìm Sau đây lμ các biện pháp tiêu biểu:

- Ghi nhất ký vμ kiểm toán

QoS (Quality of Service)

Chất lượng dịch vụ QoS là yếu tố quan trọng thúc đẩy việc triển khai MPLS Mặc dù QoS không phải là lý do chính so với các yếu tố khác như quản lý lưu lượng và hỗ trợ VPN, nhưng nó vẫn đóng vai trò quan trọng Hầu hết các công việc liên quan đến MPLS QoS chủ yếu tập trung vào việc hỗ trợ các đặc tính cần thiết cho dịch vụ.

IP QoS trong mạng nhằm thiết lập sự tương đồng giữa các đặc tính QoS của IP và MPLS, không phải để nâng cao chất lượng QoS của MPLS so với IP.

MPLS không giống như IP vì nó không phải là giao thức xuyên suốt và không hoạt động trong các máy chủ, dẫn đến việc nhiều mạng IP vẫn có thể tồn tại mà không sử dụng MPLS Chất lượng dịch vụ (QoS) giữa các LSR cùng cấp phụ thuộc vào điều kiện của kênh kết nối, chẳng hạn như độ trễ, tổn thất và băng thông MPLS không thay đổi mô hình dịch vụ IP cơ bản; các nhà cung cấp dịch vụ vẫn cung cấp dịch vụ IP mà không cần dịch vụ MPLS, và QoS phải dựa trên IP QoS Tuy nhiên, MPLS có thể nâng cao hiệu quả cung cấp dịch vụ IP QoS và hiện đang xuất hiện những khả năng QoS mới hỗ trợ qua mạng MPLS, giúp đảm bảo băng thông cho LSP.

IP QoS và MPLS QoS có mối quan hệ chặt chẽ, với IP QoS được xây dựng dựa trên các thành phần chính IP cung cấp hai mô hình QoS: dịch vụ tích hợp IntServ (sử dụng chế độ đồng bộ với RSVP) và công cụ Diffserv Sự thỏa thuận mức dịch vụ được thiết lập để đảm bảo chất lượng dịch vụ trong mạng.

- Lớp dịch vụ hay lớp ứng dụng

- Loại khách hμng hay nhóm khách hμng (thực hiện ở lớp mạng VPN)

- Luồng hay kết nối Để thực hiện QoS, mạng phải có:

- Các server hoạch định tuyến

- Các phần tử mạng thực hiện hoạch định tuyến

- Các giao diện nhận biết hoạch định tuyến

Hình 3-13: Sự phát triển QoS

3.3.2 Các kỹ thuật phục vụ QoS

Hình 3-14: Các kỹ thuật QoS trong mạng IP

3.3.2.1 Dịch vụ cố gắng tối đa (Best Effort) Đây lμ dịch vụ phố biến trên mạng Internet hay mạng IP nói chung Các gói thông tin đ−ợc truyền đi theo nguyên tắc “đến tr−ớc đ−ợc phục vụ tr−ớc” mμ không quan tâm đến đặc tính l−u l−ợng của dịch vụ l gì Điều nμ μy dẫn đến rất khó hỗ trợ các dịch vụ đòi hỏi độ trễ thấp nh− các dịch vụ thời gian thực hay video Cho đến thời điểm nμy, đa phần các dịch vụ đ−ợc cung cấp bởi mạng Internet vẫn sử dụng nguyên tắc Best Effort nμy

3.3.2.2 Dịch vụ tích hợp (IntServ) Đứng tr−ớc nhu cầu ngμy cμng tăng trong việc cung cấp dịch vụ thời gian thực (thoại, video) vμ băng thông cao (đa ph−ơng tiện), dịch vụ tích hợp IntServ đã ra đời Đây lμ sự phát triển của mạng IP nhằm đồng thời cung cấp dịch vụ truyền thống Best Effort vμ các dịch vụ thời gian thực Sau đây lμ những động lực thúc đẩy sự ra đời của mô hình nμy:

Dịch vụ hiện nay không còn đáp ứng đủ nhu cầu của người dùng, khi mà ngày càng nhiều ứng dụng với các yêu cầu khác nhau về chất lượng được triển khai Người sử dụng ngày càng đòi hỏi chất lượng dịch vụ cao hơn, tạo ra áp lực lớn cho các nhà cung cấp.

Các ứng dụng đa phương tiện ngày càng trở nên phổ biến, do đó, mạng IP cần có khả năng hỗ trợ không chỉ dịch vụ đơn lẻ mà còn nhiều dịch vụ khác nhau Điều này bao gồm việc quản lý và truyền tải nhiều loại lưu lượng khác nhau, từ thoại, dữ liệu đến video.

Tối ưu hóa hiệu suất sử dụng mạng và tài nguyên mạng là rất quan trọng để đảm bảo hiệu quả đầu tư Tài nguyên mạng sẽ được ưu tiên dành cho lưu lượng có độ ưu tiên cao, trong khi phần còn lại sẽ phục vụ cho các dữ liệu best effort.

Mô hình IntServ cho phép nhà cung cấp mạng cung cấp dịch vụ tốt nhất, tạo sự khác biệt so với các đối thủ cạnh tranh.

Hình 3-15: Mô hình dịch vụ IntServ Một số thμnh phần chính tham gia trong mô hình nh−:

Giao thức thiết lập setup cho phép các máy chủ và router dự trữ động tài nguyên mạng để xử lý yêu cầu từ các luồng lưu lượng riêng biệt Một số giao thức tiêu biểu cho chức năng này là RSVP và Q.2391.

Đặc tính luồng xác định chất lượng dịch vụ QoS cho các luồng cụ thể, được hiểu là một chuỗi gói tin từ nguồn đến đích với yêu cầu QoS đồng nhất Nguyên tắc này bao gồm việc xác định băng thông tối thiểu mà mạng cần cung cấp để đảm bảo QoS cho các luồng yêu cầu.

Điều khiển lưu lượng trong các thiết bị mạng như máy chủ, router và chuyển mạch là cần thiết để hỗ trợ QoS theo yêu cầu Các thành phần này có thể được khai báo bởi giao thức báo hiệu RSVP hoặc thông qua nhân công Thành phần điều khiển lưu lượng bao gồm các yếu tố quan trọng giúp quản lý tài nguyên mạng hiệu quả.

- Điều khiển chấp nhận: xác định các thiết bị mạng có khả năng hỗ trợ QoS theo yêu cầu hay không

- Thiết bị phân loại (Classifier): nhận dạng vμ chọn lựa lớp dịch vụ trên nội dung của một số tr−ờng nhất định trong mμo đầu gói

- Thiết bị phân phối (Scheduler): cung cấp các mức chất l−ợng dịch vụ QoS qua kênh ra của thiết bị mạng

- Các mức chất l−ợng dịch vụ cung cấp bởi IntServ gồm:

Dịch vụ đảm bảo GS cung cấp băng tần riêng, giới hạn trễ và không mất gói tin trong quá trình truyền tải Các ứng dụng tiêu biểu cho loại dịch vụ này bao gồm hội nghị truyền hình chất lượng cao và thanh toán tài chính thời gian thực.

Dịch vụ kiểm soát tải đảm bảo chất lượng kết nối không bị giảm sút đáng kể khi tải mạng tăng, khác với dịch vụ best effort Đây là lựa chọn phù hợp cho các ứng dụng không quá nhạy cảm với độ trễ hoặc mất gói, chẳng hạn như truyền hình multicast và audio/video với chất lượng trung bình.

CHUYểN MạCH Sử DụNG TRONG MạNG THế Hệ SAU.64 4.1 Giới thiệu chung

Cấu trúc chuyển mạch

Cấu trúc chuyển mạch mềm đ−ợc thể hiện trong hình sau:

Hình 4-1: Cấu trúc chuyển mạch mềm ơ Cấu trúc của chuyển mạch kênh thì đ−ợc mô tả trong hình sau:

Hình 4-2: Cấu trúc chuyển mạch kênh

4.2.1 Cấu trúc chuyển mạch kênh

Nhận xét: cả 2 dạng chuyển mạch đều sử dụng ph−ơng pháp ghép kênh tr−ớc khi thực sự chuyển mạch

Trong hệ thống chuyển mạch mềm, các thành phần cơ bản được tổ chức thành các module riêng biệt, cho phép phần mềm xử lý và điều khiển cuộc gọi hoạt động độc lập với phần cứng chuyển mạch vật lý và môi trường lõi truyền thông Ngược lại, trong mạng truyền thống, tất cả các thành phần đều được tích hợp trong một phần cứng duy nhất.

Quá trình thực hiện chuyển mạch

Tr−ớc hết, quá trình thực hiện một cuộc gọi sẽ đ−ợc tìm hiểu Quá trình nμy gồm những giai đoạn sau:

(1) Thuê bao gọi (caller-CR): nhấc máy

(2) Tổng đμi gọi (calling switch, gọi lμ CRX): gởi dial tone cho CR để mời quay sè

(4) CRX: nhận số vμ xác định tuyến để chuyển cuộc gọi đến đích

Bản tin SS7 đ−ợc chuyển đến tổng đμi đích để rung chuông thuê bao bị gọi

Tổng đài bị gọi (callee switch, gọi là CEX) có chức năng nhận biết tín hiệu rung chuông, theo dõi trạng thái của thuê bao (bận hoặc rỗi) và cấp tín hiệu chuông khi CE rỗi Ngoài ra, hệ thống cũng thông báo cho CRX về trạng thái của CE.

(6) Thuê bao bị gọi (callee-CE): nhấc máy

(7) CRX vμ CEX: bắt đầu tính c−ớc vμ truyền thông tin thoại qua kênh 64kbps

(9) CR hoặc CE đáp máy: cuộc gọi kết thúc

CRX vμ CEX: ngừng tính c−ớc, cuộc gọi kết thúc được trao đổi Để so sánh, cuộc gọi trong mạng chuyển mạch kênh sử dụng báo hiệu số 7 Trong chuyển mạch mềm, cuộc gọi giữa 2 thuê bao điện thoại cũng sử dụng báo hiệu số 7 trong mạng PSTN, kết nối qua mạng lõi của mạng thế hệ sau NGN.

Cả 2 cách thực hiện cuộc gọi, bằng chuyển mạch mềm hay chuyển mạch kênh, đều phải thiết lập kết nối tr−ớc khi thực hiện đμm thoại

Trong chuyển mạch kênh, kênh báo hiệu và kênh thoại là hai kênh khác nhau nhưng cùng truyền đến một điểm xử lý trên cùng một đường dây Kênh báo hiệu được thiết lập trước, sau đó mới thiết lập kênh thoại Ngược lại, trong chuyển mạch mềm, hai kênh này không chỉ là hai kênh riêng biệt mà còn được truyền qua hai kết nối khác nhau, với thông tin báo hiệu được truyền qua SG và thông tin thoại qua MG.

Các hình sau sẽ trình bμy quá trình thực hiện một cuộc gọi:

Hình 4-3: Quá trình thực hiện một cuộc gọi khi sử dụng chuyển mạch kênh

Hình 4-4: Quá trình thực hiện một cuộc gọi khi sử dụng chuyển mạch mềm

4.2.2 Nh−ợc điểm của chuyển mạch kênh

Trong quá trình hoạt động, chuyển mạch kênh đã bộc lộ những yếu điểm của mình Sau đây lμ những nh−ợc điểm chính của chuyển mạch kênh:

- Giá thμnh chuyển mạch của tổng đμi nội hạt:

Việc đầu tư vào một tổng đài nội hạt lớn với chi phí cao chỉ có hiệu quả kinh tế khi vùng đó có số lượng thuê bao lớn Ngoài ra, nhà cung cấp dịch vụ cần cân nhắc chi phí truyền dẫn và chi phí trên mỗi đường dây thuê bao, cũng như tính khả thi về lợi nhuận khi lắp đặt tổng đài tại khu vực đó.

Dịch vụ hiện tại thiếu sự đa dạng và không phân biệt giữa các khách hàng khác nhau, do các tổng đài chuyển mạch truyền thống cung cấp cùng một bộ tính năng cho mọi khách hàng Hơn nữa, việc phát triển và triển khai dịch vụ mới thường phụ thuộc vào nhà sản xuất, điều này dẫn đến chi phí cao và thời gian triển khai kéo dài.

Hạn chế trong kiến trúc mạng gây khó khăn cho việc phát triển mạng, bởi vì thông tin thoại được chuyển mạch dưới dạng các dòng 64kbps, không đủ để đáp ứng nhu cầu các dịch vụ mới có dung lượng lớn hơn Việc kết nối cố định giữa các kênh đầu vào và đầu ra làm cho quá trình định tuyến cuộc gọi và xử lý đặc tính cuộc gọi phụ thuộc chặt chẽ vào phần cứng chuyển mạch, dẫn đến phần mềm điều khiển trong chuyển mạch kênh bị giới hạn bởi phần cứng.

Ngoμi ra khi một tổng đμi đ−ợc sản xuất thì dung l−ợng của nó lμ không đổi

Khi mở rộng dung lượng, thường cần tăng số cấp chuyển mạch, điều này ảnh hưởng đến việc đồng bộ, báo hiệu và nhiều vấn đề phức tạp khác.

4.2.3 Sự ra đời của chuyển mạch mềm (Softswitch)

Trong tương lai, mạng thế hệ mới sẽ hoàn toàn dựa trên cơ sở hạ tầng mạng gói, do đó, việc chuyển đổi từ mạng viễn thông hiện tại sang mạng thế hệ mới sẽ trải qua nhiều giai đoạn Mặc dù PSTN hiện tại vẫn hoạt động tốt và cung cấp dịch vụ đáng tin cậy (99.999%), việc chuyển đổi cả mạng truy cập và mạng lõi của PSTN thành mạng gói là rất tốn kém Để tận dụng sự hoạt động hiệu quả của PSTN và ưu điểm của chuyển mạch gói, cấu hình mạng NGN sẽ bao gồm cả chuyển mạch kênh và chuyển mạch gói.

Hình 4-5: Cấu trúc mạng thế hệ sau

Tổng đài lớp 5 hay tổng đài nội hạt sử dụng công nghệ chuyển mạch kênh vẫn đang được áp dụng trong mạng PSTN Phần mềm điều khiển quá trình xử lý cuộc gọi là phần phức tạp nhất của các tổng đài này, chạy trên bộ xử lý chuyên dụng tích hợp với phần cứng chuyển mạch kênh Sự phụ thuộc của phần mềm vào phần cứng của tổng đài gây khó khăn cho việc tích hợp mạng PSTN với mạng chuyển mạch gói khi xây dựng mạng thế hệ mới (NGN) dựa trên công nghệ mạng gói.

Một giải pháp khả thi là phát triển thiết bị lai (hybrid device) có khả năng chuyển mạch thoại qua cả kênh và gói, kết hợp với phần mềm xử lý cuộc gọi Điều này được thực hiện bằng cách tách biệt chức năng xử lý cuộc gọi khỏi chức năng chuyển mạch vật lý.

Thiết bị đó chính lμ MGC sử dụng chuyển mạch mềm Softswitch Hay chuyển mạch mềm Softswitch chính lμ thiết bị thực hiện việc xử lý cuộc gọi trong mạng NGN

4.2.4 Khái niệm về chuyển mạch mềm

Hiện nay có nhiều khái niệm về chuyển mạch mềm, tùy thuộc vμo từng hãng viễn thông khác nhau

Chuyển mạch mềm (Softswitch) là một thành phần quan trọng của mạng thế hệ tiếp theo (NGN), được định nghĩa là phần mềm theo mô hình mở có khả năng thực hiện các chức năng thông tin phân tán trên môi trường máy tính mở Nó tích hợp thông tin thoại, dữ liệu và video, đồng thời có khả năng phiên dịch giao thức giữa các mạng khác nhau, như mạng vô tuyến và mạng cáp Chuyển mạch mềm cũng hỗ trợ triển khai các dịch vụ VOIP, mang lại lợi nhuận và kết hợp tính năng của các chuyển mạch thoại lớp 4 và lớp 5 với các cổng VOIP, hoạt động trên nền tảng máy tính mở chuẩn.

Theo CopperCom, Softswitch là một phương pháp mới trong chuyển mạch thoại, giúp khắc phục những hạn chế của các chuyển mạch truyền thống Công nghệ Softswitch không chỉ giảm chi phí chuyển mạch nội hạt mà còn cung cấp công cụ hiệu quả để tạo sự khác biệt trong dịch vụ giữa các nhà cung cấp Đồng thời, nó cũng đơn giản hóa quá trình chuyển đổi từ mạng truyền thống sang mạng hỗ trợ thoại gói từ đầu cuối đến đầu cuối trong tương lai.

Mỗi nhà phát triển có cách nhìn nhận khác nhau về Softswitch Các nhà cung cấp nhỏ thường chỉ nhấn mạnh vai trò của Softswitch trong việc thay thế tổng đài nội hạt Tuy nhiên, Softswitch thể hiện rõ những ưu điểm vượt trội của mình trong lĩnh vực này.

Quản lý

Giải pháp vận hành cho chuyển mạch mềm bao gồm các thành phần cần thiết, cung cấp cho nhà vận hành một giải pháp hoàn hảo cho mạng đa dịch vụ.

Các phạm vi của những trọng tâm lμ:

Mạng NGN và công nghệ chuyển mạch mềm là hai yếu tố then chốt trong việc đảm bảo chất lượng dịch vụ của các nhà cung cấp dịch vụ viễn thông Cấu hình dịch vụ giúp đảm bảo quá trình hoạt động cần thiết cho các dịch vụ kết nối data và telephony Đảm bảo dịch vụ giúp phát hiện và khắc phục lỗi, cũng như vận hành các dịch vụ kết nối data và telephony Thực hiện dịch vụ thu thập và xử lý các yêu cầu dịch vụ từ các lớp cao hơn, giao tiếp với khách hàng, hệ thống dịch vụ dự phòng và đáp ứng theo lệnh của mạng Cuối cùng, thực hiện billing mediation thu thập và xử lý dữ liệu hữu dụng từ các thành tố mạng khác nhau và cấp phát chúng cho các hệ thống billing lớp cao hơn.

Chức năng phổ biến trong cấu hình dịch vụ và đảm bảo chất lượng dịch vụ sẽ được áp dụng trong mạng cấp phát.

Hình 4-30: Quản lý dịch vụ tính c−ớc

Hệ thống MN-OSS, được mô tả ở trên, là hệ thống hỗ trợ vận hành đa dịch vụ (Multi-Service Operator Support System) Ngoài ra, các sản phẩm khác trong hệ thống này còn đảm nhiệm việc cung cấp dịch vụ và xử lý thanh toán (Billing Mediation).

4.3.1 Hệ thống hỗ trợ mạng đa dịch vụ: Ÿ MN OSS l– μ một giải pháp gồm nhiều network facing pre-integrated khác nhau Ÿ Với pre-integrated MN-OSS cung cấp khả năng vận h nh cần thiết cho μ mạng cũng nh− mở giao tiếp đơn điểm đến những mức điều khiển cao hơn Ÿ Với MN-OSS cung cấp cho nhμ vận hμnh với những hổ trợ đặc tr−ng cho cấu hình vμ sự đảm bảo của kết nối thoại vμ dữ liệu (ATM, Frame Relay, MPLS, PVC)

4.3.2 Hỗ trợ cấu hình (Configuration Support)

Cấu hình mạng là yếu tố quan trọng trong quá trình vận hành, bao gồm việc triển khai các thành phần mạng cơ bản như node và link truyền tải, thiết lập các dịch vụ mạng dự kiến, mở rộng và nâng cấp mạng để đảm bảo hiệu suất và khả năng phục vụ tốt nhất.

Triển khai MN-OSS cung cấp các công cụ tập trung hóa các phần tử mạng, cho phép kiểm tra và nâng cấp từ xa, cũng như thực hiện các chức năng tái cấu hình dịch vụ một cách hiệu quả.

Hệ thống MN-OSS đáp ứng các yêu cầu như cấu hình trung tâm và từ xa, cho phép tái cấu hình và nâng cấp các điểm mạng Nó cung cấp khả năng truy cập dễ dàng vào các phần tử quản lý tích hợp, giúp quản lý từ một điểm trung tâm Hệ thống giám sát lớp kết nối để đảm bảo tài nguyên luôn sẵn sàng cho lưu lượng báo hiệu và người dùng Ngoài ra, nó còn thiết lập và kích hoạt các kết nối báo hiệu, bao gồm cấu hình mạng cần thiết để truyền tải lưu lượng báo hiệu, đồng thời lưu giữ cấu hình và phần mềm quản lý.

Kiến trúc mạng 3 lớp tạo khả năng phát triển từng b−ớc cả chức năng lẫn dung l−ợng cũng nh− sự tích hợp dễ dμng của các ứng dụng ngoμi

Presentation Layer cung cấp cái nhìn chung vμ nhận biết tất cả các module với giao diên ng−ời sử dụng bằng ngôn ngữ Java hay HTML

Service Layer cung cấp kiến thức chuyên biệt cho từng lĩnh vực, giúp dễ dàng thêm dữ liệu mới và tích hợp thông tin hiện có vào các miền mới Các ứng dụng máy chủ được phát triển bằng Cell++ đảm bảo hiệu suất hoạt động cao.

Cuối cùng, Information Layer cung cấp thiết bị truy nhập mạng vμ một trung tâm thông tin mẫu

LDAP, HTTP vμ kiền trúc yêu cầu chung qua trung gian CORBA đ−ợc sử dụng để giao tiếp cả 2 lớp vμ 2 module khác nhau ơ MN-OSS Hardware

MN-OSS lμ một hệ thống Unix đáng tin cậy với Sun Solaris 8 servers vμ các mμn hình giao tiếp ng−ời - máy

Nó có thể đ−ợc định hình trong một số cấu trúc cho cả mạng LAN vμ WAN, dựa trên cấu trúc tổ chức của nhμ vận hμnh

H×nh 4-31: CÊu tróc tróc MN-OSS

CáC ứng dụng của chuyển mạch mềM V μ giải pháp của các hãng

So sánh hoạt động của chuyển mạch mềm v μ chuyển mạch kênh

So sánh sẽ dựa trên các tiêu chí như đặc tính của chuyển mạch, bao gồm cả phần cứng và phần mềm; cấu trúc chuyển mạch, với các thành phần cơ bản và mối liên hệ giữa chúng; và cách thực hiện cuộc gọi.

Bảng 5-1: So sánh các đặc tính của chuyển mạch kênh với chuyển mạch mềm Đặc tính Chuyển mạch mềm Chuyển mạch kênh

Ph−ơng thức chuyển mạch cơ bản Dựa trên phần mềm Dựa trên “kênh”

Sù phô thuéc gi÷a phần mềm vμ phần cứng Không Chặt chẽ

CÊu tróc Cã tÝnh module, dùa trên các chuẩn mở Độc nhất

Tính linh động Cao Thấp

Khả năng tích hợp ứng dụng của thực thể thứ 3

Khả năng thay đổi có Khó khăn

Giá thμnh Không quá mắc, rẻ hơn 40% so với chuyển mạch truyền thống về mặt cấu hình

Khả năng mở rộng Dể dμng với số l−ợng lớn Đòi hỏi phải thêm thiết bị

T−ơng thích với đầu Có thể xây dựng mộc chuyển mạch nhỏ Lắp đặt một tổng đμi để phục vụ một số

Khả năng sử dụng đa ph−ơng tiện Dễ dμng, nhiều loại Rất hạn chế

Hội nghị truyền hình Cho chất l−ợng tốt hơn Có hỗ trợ

Các loại dữ liệu hỗ trợ Thoại, dữ liệu, video, Fax Th−ờng chủ yếu lμ thoại Độ dμi cuộc gọi

(th−ờng do chủ quan ng−ời gọi)

Không giới hạn Th−ờng ngắn

Chất l−ợng dịch vụ cung cÊp Tèt Tèt

Phần cứng Nhỏ gọn Lớn, chiếm không gian

Ưu điểm v μ ứng dụng của chuyển mạch mềm

5.2.1 ¦u ®iÓm ơ Cho cơ hội mới về doanh thu:

Công nghệ mạng hiện đại đã cho phép tích hợp các ứng dụng thoại, dữ liệu và video, cùng với công nghệ chuyển mạch tiên tiến, dẫn đến sự ra đời của nhiều dịch vụ giá trị gia tăng mới Những dịch vụ này hứa hẹn mang lại doanh thu cao hơn so với các dịch vụ thoại truyền thống.

Công nghệ chuyển mạch mềm với tính chất phân tán cho phép các nhà cung cấp dịch vụ phục vụ nhóm khách hàng nhỏ ở bất kỳ đâu và vào bất kỳ thời điểm nào Điều này giúp rút ngắn thời gian tiếp cận thị trường một cách hiệu quả.

Công nghệ chuyển mạch dựa trên phần mềm đã thúc đẩy sự ra đời của nhiều dịch vụ mới, giúp việc triển khai và nâng cấp các dịch vụ hiện có trở nên nhanh chóng và hiệu quả hơn.

Mạng khai thác có thể nhanh chóng mua dịch vụ từ nhà cung cấp thứ ba để triển khai các dịch vụ khách hàng theo yêu cầu Đây là một trong những đặc điểm nổi bật của mạng thế hệ mới (NGN) mà các mạng hiện tại không có Khả năng thu hút khách hàng là một yếu tố quan trọng trong sự phát triển của mạng NGN.

Việc triển khai mạng thế hệ mới cùng với chuyển mạch mềm không chỉ mang đến cho khách hàng nhiều dịch vụ mới hấp dẫn mà còn cho phép họ tự lựa chọn và kiểm soát các dịch vụ thông tin mà mình sử dụng Điều này giúp giảm chi phí xây dựng mạng một cách hiệu quả.

Do đó không đòi hỏi phải có vốn đầu t− ban đầu lớn mμ chi phí xây dựng sẽ tăng tuyến tính theo nhu cầu vμ số l−ợng khách hμng

Các nhà khai thác có thể bắt đầu phục vụ một lượng khách hàng nhỏ nhưng vẫn đảm bảo cung cấp đầy đủ dịch vụ thông qua các nhà khai thác lớn hơn Đây là điểm khác biệt so với chuyển mạch truyền thống, vốn được thiết kế với tính năng và quy mô lớn hơn nhiều so với số lượng khách hàng và nhu cầu dịch vụ thực tế Việc này giúp giảm chi phí điều hành mạng.

Phần mềm chuyển mạch thế hệ mới Softswitch mang lại cho khách hàng khả năng tự lựa chọn và kiểm soát quá trình sử dụng dịch vụ, từ đó giúp giảm bớt công việc cho các nhà điều hành mạng.

Việc sử dụng chuyển mạch mềm giúp loại bỏ các tổng đài lớn tập trung, giảm thiểu tiêu tốn năng lượng và nhân lực điều hành Giờ đây, các chuyển mạch được triển khai dưới dạng máy chủ phân tán trong mạng, được điều khiển thông qua các giao diện thân thiện với người dùng (GUI), từ đó tối ưu hóa việc sử dụng băng thông một cách hiệu quả.

Mô hình truyền thống yêu cầu hệ thống chuyển mạch thiết lập kênh riêng cho mỗi cuộc gọi, dẫn đến việc kênh này không thể được sử dụng cho mục đích khác trong suốt quá trình kết nối Mặc dù TDM cho phép truyền nhiều kênh trên một trung kế, việc sử dụng tài nguyên mạng vẫn vượt quá yêu cầu thực tế do tồn tại khoảng lặng trong quá trình đàm thoại Tuy nhiên, với sự xuất hiện của mạng thế hệ mới và công nghệ mạng IP, băng thông được sử dụng hiệu quả hơn, góp phần vào quản lý mạng hiệu quả.

Nghiên cứu về mạng NGN và công nghệ chuyển mạch mềm, dưới sự hướng dẫn của TS Nguyễn Vũ Sơn, cho thấy rằng Softswitch cho phép giám sát và điều chỉnh hoạt động mạng theo thời gian thực Công nghệ này cũng hỗ trợ nâng cấp và thay đổi cấu hình mạng từ xa, giúp các nhà điều hành quản lý mạng một cách hiệu quả hơn, đồng thời cải thiện chất lượng dịch vụ.

Softswitch đã nhanh chóng được chấp nhận nhờ khả năng cung cấp dịch vụ một cách dễ dàng Các nhà khai thác có thể nhanh chóng triển khai dịch vụ mới với chi phí thấp hơn bằng cách lắp đặt máy chủ ứng dụng riêng hoặc nâng cấp phần mềm chuyển mạch Softswitch, cũng như sử dụng module từ nhà cung cấp thứ ba.

Chuyển mạch mềm cung cấp nhiều tính năng hỗ trợ phân biệt dịch vụ cho từng khách hàng, giúp tối ưu hóa việc khai thác Ngoài ra, nó còn tiết kiệm không gian lắp đặt thiết bị, mang lại hiệu quả cao trong việc quản lý hạ tầng mạng.

Softswitch cho phép triển khai ứng dụng ở bất kỳ vị trí nào trên mạng, giúp tối ưu hóa việc sắp xếp các máy chủ gần với các tài nguyên quan trọng.

Các ứng dụng vμ tμi nguyên có nhiệm vụ cung cấp các dịch vụ vμ tính năng mới không nhất thiết phải đặt tại cùng một nơi trên mạng

Các thành phần của mạng NGN, đặc biệt là các MGC, sử dụng chuyển mạch mềm Softswitch có kích thước nhỏ và tính phân tán, giúp tiết kiệm không gian đặt thiết bị Điều này cung cấp một môi trường linh hoạt cho việc tạo lập dịch vụ.

Do dịch vụ đ−ợc tạo ra nhờ phần mềm nên môi tr−ờng tạo lập dịch vụ mới rất linh hoạt ơ An toμn vốn đầu t−:

Sản phẩm chuyển mạch mềm của các hãng

Softswitch l sản phẩm rất mới vμ μ bắt đầu đ−ợc th−ơng mại hoá cách đây không lâu Bản thân khái niệm softswitch đ ợc nhắc đến nhiều chỉ từ năm 1999 −

Trong bối cảnh ngành công nghiệp viễn thông toàn cầu đang phát triển mạnh mẽ với nhiều dịch vụ mới và nhu cầu ngày càng tăng, thị trường thiết bị NGN trở nên vô cùng quan trọng đối với các nhà cung cấp Công nghệ chuyển mạch mềm được nhiều nhà phân tích đánh giá là yếu tố then chốt giúp thúc đẩy sự tăng trưởng của ngành viễn thông sau nhiều năm suy giảm Tuy nhiên, việc tìm hiểu kiến trúc của các sản phẩm softswitch đang phát triển gặp nhiều khó khăn, vì đây được coi là bí mật của từng nhà cung cấp thiết bị Chương này sẽ trình bày các giải pháp chuyển mạch NGN của một số hãng lớn trên thị trường viễn thông, đặc biệt chú trọng đến kiến trúc sản phẩm và hướng tiếp cận phát triển.

Cisco là một công ty hàng đầu trong lĩnh vực công nghệ thông tin, nổi tiếng và uy tín trên thị trường Tại Việt Nam, sự hiện diện của Cisco rất đáng chú ý, với ảnh hưởng lớn đến thị trường mạng doanh nghiệp Một trong những sản phẩm tiêu biểu của họ là BTS 10200 Softswitch, đóng vai trò quan trọng trong việc tối ưu hóa hệ thống mạng.

BTS 10200 Softswitch là sản phẩm softswitch đầu tiên của Cisco, đánh dấu sự gia nhập của hãng vào thị trường này Mặc dù Cisco đã có ảnh hưởng lớn trong lĩnh vực mạng doanh nghiệp, nhưng họ chưa có vị trí vững chắc trên thị trường softswitch dành cho nhà cung cấp dịch vụ Các giải pháp VSC 3000 và VSC 2700 trước đây của Cisco chủ yếu phục vụ cho mạng công cộng và doanh nghiệp, nhưng không hỗ trợ một số giao thức quan trọng trong mạng NGN như SIP và SIP-T (SIP for Telephony).

BTS có khả năng thực hiện các chức năng tương tự như VSC và hoạt động như một tổng đài nội hạt, kết nối với các thiết bị đầu cuối thuê bao IAD Điều này cho phép BTS hỗ trợ nhiều thiết bị khác nhau, bao gồm điện thoại analog, điện thoại IP và máy tính.

5.3.1.2 Cấu trúc của Cisco BTS 10200 Softswitch

BTS 10200 bao gồm các thành phần chính sau: Call agent/feature server (CA/FS) với 2 ứng dụng server, có thể hoạt động trên hai máy chủ riêng biệt hoặc cùng một máy chủ; Cisco khuyến nghị sử dụng 4 bộ xử lý (CPU) cho mỗi phần mềm Phần mềm quản lý, bao gồm hệ thống quản lý thành phần (EMS) và hệ thống quản lý dữ liệu lớn (BDMS), yêu cầu hai bộ xử lý Hệ thống đĩa cứng RAID với dung lượng 100 GB và dự phòng có khả năng lưu trữ dữ liệu cước, lưu lượng, cảnh báo, sự kiện và thông tin thao tác của người dùng tối thiểu trong 48 giờ Mỗi máy chủ CA/FS được trang bị 2 cổng T1 cho báo hiệu số 7 và 4 cổng Ethernet để kết nối với bộ chuyển mạch-định tuyến.

Hình 5-6: Cấu trúc logic của BTS 10200 Bảng 5-2: Năng lực xử lý tối đa của hệ thống lμ nh− sau:

Số l−ợng tối đa cuộc gọi thiết lập trong mét gi©y 200

Số l−ợng tối đa cuộc gọi đồng thời 45,000

Số l−ợng tối đa thông báo

Số l−ợng tối đa trung kế thông báo 6,120

Số l−ợng tối đa đ−ờng dây thuê bao 180,000

Số l−ợng tối đa trung kế thuê bao 100,000

Số l−ợng tối đa gateway 10,000

Thuê bao Số l−ợng thuê bao tối đa 180,000

Số l−ợng trung kế tối đa 100,000

Số l−ợng nhóm trung kế tối đa 10,000

Trung kÕ, nhãm trung kÕ vμ tuyÕn

Số l−ợng tuyến tối đa 20,000

SS7 v PRI μ Số l−ợng tối đa SS7 OPC (Own point code) 1

Số l ợng tối đa SS7 routeset (DPC-−

Số l−ợng tối đa SS7 linkset 127

Số l−ợng tối đa SS7 link 32

Số l−ợng tối đa trung kế SS7 100,000

Số l−ợng tối đa CIC (Circuit identification code) trên một mãđiểm báo hiệu

Số l−ợng tối đa nhóm kênh PRI 1,000

Kích th−ớc bản ghi c−ớc cuộc gọi cơ sở mμ Softswitch gửi cho máy chủ tính c−ớc 400 bytes TÝnh c−íc

Số l−ợng tối đa bản ghi c−ớc trong cơ sở dữ liệu SQL 10 triệu

5.3.1.3 Nền tảng phần cứng của BTS 10200

The Call Agent (CA), Feature Server (FS), Element Management System (EMS), and Bulk Data Management System (BDMS) software components of the system operate on Sun Netra servers using the Solaris operating system.

5.3.2.1 Telephony Server Application ơ Mô hình mạng tổng quát

Hình 5-7: Mô hình mạng tổng quát

TeS điều khiển hoạt động của các chuyển mạch trong MGW thông qua giao thức H.248 MGW đảm nhận chức năng chuyển mạch và truyền thông tương hỗ giữa mạng TDM và mạng kết nối Mạng kết nối hỗ trợ cả dịch vụ thoại qua IP và ATM.

Local exchange (LE), transit exchange (TE), and access node (AN) are integral components of telecommunications infrastructure, connecting to the Media Gateway (MGW) Access Ramp/RSS vμ ISDN Private Automatic Branch Exchanges (ISPBXes) are linked to the MGW The AN can be any access point utilizing V5.2 communication or remote switching, connected through standard interfaces.

Mỗi TeS quản lý một hoặc nhiều MGW, trong khi mỗi MGW chỉ được điều khiển bởi một TeS duy nhất Tất cả các MGW dưới sự quản lý của một TeS tạo thành một miền, và các miền này không chồng chéo lên nhau.

Mỗi MSG có thể đ−ợc chia thμnh nhiều MGW đ−ợc điều khiển bởi những TeS khác nhau Khả năng cho phép dự phòng mạng một cách hiệu quả

Các TeS sẽ giao tiếp với nhau qua giao thức BICC

Sơ đồ khối vμ hoạt động

Telephony Server gồm ba phần chính: Ÿ Call control Function (CCF) Ÿ Mediation Logic (ML) Ÿ MGW interconnection (MGW(IC))

Hình 5-8: Sơ đồ khối TeS

Chức năng điều khiển cuộc gọi (CCF) hoạt động trên nền tảng AXE, thực hiện điều khiển cuộc gọi và các chức năng như chấm dứt điều khiển báo hiệu (BICC, ISDN User Part (ISUP), V5.2, DSS1 và báo hiệu cho RSS và ENGINE Access Ramp) Nó cũng đảm nhiệm phân tích định tuyến, phân tích cước và cung cấp các dịch vụ bổ sung Hơn nữa, CCF còn kiểm soát chuyển mạch trong MGW Việc sử dụng AXE như một thành phần của TeS đảm bảo sự chuyển đổi mượt mà từ mạng thoại hiện tại sang mạng gói đa dịch vụ.

ML được triển khai trên nền tảng đa dịch vụ AXD 301, cung cấp giao diện cho chức năng điều khiển thoại trong CCF Điều này cho phép CCF yêu cầu thiết lập và giải phóng kết nối trong mạng kết nối Giao diện này có thể tham chiếu với giao diện H.248 với MGW, và giao diện với CCF là một phần trong nội bộ hệ thống.

MGW(IC) provides a connection interface between packet networks and the CCF, primarily used for transmitting signaling channels such as BICC, V5.2, signaling for RSS, and ENGINE Access Ramp, DSS1, and ISUP to the Signaling Terminal (ST) within the CCF Additionally, it facilitates access to other supporting devices like announcement machines and multiparty bridges In some cases, it also serves as a gateway for circuit-switched networks through the CCF.

Các kết nối thoại và kênh báo hiệu được truyền tải qua mạng kết nối sẽ được chuyển đổi sang TDM thông qua một mạch chức năng trong MGW(IC) trước khi gửi đến CCF và ngược lại.

Cụm từ MGW(IC) chỉ ra rằng chức năng chính của thành phần này là cung cấp giao diện cho CCF để đảm bảo lưu lượng cao Khác với các MGW thông thường, MGW(IC) không kết nối với giao diện bên ngoài Tuy nhiên, trong những ứng dụng không yêu cầu lưu lượng thoại cao nhất, MGW(IC) có thể kết hợp với các MGW thông thường.

MGW(IC) vμ chức năng ML luôn tồn tại song song, chúng cùng hoạt động trong AXD301

Multi-Service Gateway hoạt động trên nền tảng chuyển mạch đa dịch vụ cao cấp AXD 301, cho phép cung cấp đồng thời các dịch vụ MGW băng hẹp cùng với dịch vụ IP/MPLS, ATM và Frame Relay MGW được phát triển như một ứng dụng tiên tiến của chuyển mạch AXD 301.

Ph − ơng pháp tiếp cận phát triển Softswitch

Một hệ thống chuyển mạch mềm hoàn chỉnh cần bao gồm các module quan trọng như phần mềm điều khiển cuộc gọi để quản lý và chuyển mạch các cuộc gọi liên mạng, SIP server cho việc chuyển mạch cuộc gọi SIP, H.323 server cho cuộc gọi H.323, SS7 server, PRI server, và policy server Ngoài ra, cần có user features server, phần mềm quản lý cơ sở dữ liệu, phần mềm quản trị và điều khiển hệ thống, cùng với phần mềm tính cước để đảm bảo hiệu quả hoạt động của hệ thống.

Chúng ta sẽ phân tích các yêu cầu m nền công nghiệp viễn thông đề ra đối μ với softswitch vμ lựa chọn giải pháp hiệu quả nhất

5.4.1 Yêu cầu chung về sản phẩm Đầu tiên chúng ta phân tích những yêu cầu tối đa đối với sản phẩm Đó lμ

Hệ thống hỗ trợ nhiều giao diện truy nhập phổ biến như POTS, V5.x, GR303 và ISDN, đồng thời cũng tương thích với các chuẩn báo hiệu như SS7 và R2 Ngoài ra, softswitch còn hỗ trợ các chuẩn truy nhập VoIP như H.323, SIP, MGCP/Megaco, cùng với các chuẩn trung kế gói như SIP-T, đảm bảo tính linh hoạt và hiệu quả trong việc quản lý các cuộc gọi.

Softswitch cần hỗ trợ các giao diện mới như DSL, cáp đồng trục và ATM, đồng thời phải cung cấp các dịch vụ thoại, video và dữ liệu Ngoài ra, nó cũng cần tích hợp các dịch vụ kết hợp như click-to-dial và thông điệp thống nhất.

Softswitch không chỉ cung cấp các dịch vụ đã được lập trình sẵn mà còn cho phép người điều khiển hệ thống thiết lập dịch vụ mới thông qua giao diện Hơn nữa, softswitch có khả năng cung cấp các dịch vụ do các điểm kiểm soát dịch vụ (SCP) khác quản lý thông qua các giao diện như Parlay, JAIN Tất cả các dịch vụ này cần được cung cấp đồng thời từ nhiều SCP khác nhau.

Kiến trúc điều khiển, quản lý, báo hiệu, dịch vụ vμ media phân tán, các module kết nối với nhau qua các giao diện chuẩn

Hỗ trợ các dịch vụ di động thế hệ sau

Nghiên cứu về mạng NGN và công nghệ chuyển mạch mềm (softswitch) dưới sự hướng dẫn của TS Nguyễn Vũ Sơn nhấn mạnh rằng trong giai đoạn đầu phát triển sản phẩm, cần hạn chế phạm vi công việc để đảm bảo tính khả thi và khả năng mở rộng Softswitch chỉ thực hiện chuyển mạch cuộc gọi trên nền mạng gói, bao gồm báo hiệu, định tuyến, thiết lập giám sát và hủy cuộc gọi thông qua các giao thức SIP và H.323 Nó cũng đảm nhiệm giao tiếp với mạng IP và có khả năng kết nối với mạng ATM thông qua các card giao tiếp Đặc biệt, softswitch tích hợp SS7 gateway để chuyển mạch cuộc gọi từ mạng PSTN, trong khi giao tiếp với mạng PSTN được thực hiện thông qua media gateway, với báo hiệu số 7 vẫn do softswitch quản lý Các đầu cuối PSTN, như máy điện thoại thông thường, cần được kết nối qua các thiết bị truy nhập như Integrated Access Device (IAD) Softswitch chỉ có giao diện duy nhất với mạng PSTN là giao diện SS7 và hỗ trợ trực tiếp các đầu cuối kỹ thuật số như SIP và H.323.

5.4.2 Vấn đề chọn hệ điều hμnh

Việc lựa chọn hệ điều hành (HĐH) cho hệ thống là rất quan trọng và cần được xem xét kỹ lưỡng Đáng chú ý, nhiều nhà cung cấp softswitch hiện nay đang sử dụng máy chủ và phần mềm của Sun trong các sản phẩm của họ.

Nền tảng công nghệ Sun bao gồm các thành phần chính như máy chủ dòng Netra, hệ điều hành Solaris, hệ điều hành thời gian thực ChorusOS và card CompactPCI, cho phép sử dụng các hệ điều hành thời gian thực khác.

The research focuses on Next Generation Networks (NGN) and Softswitch technology, guided by Dr Nguyen Vu Son Key components include Java/Java APIs for Integrated Networks (JAIN) and JAIN for Call Control (JCC), along with protocol stacks and drivers, as well as application software.

Máy chủ của Sun hỗ trợ card CompactPCI từ các nhà sản xuất thứ ba, đảm bảo tính tương thích và hiệu suất tối ưu Với hệ thống này, người dùng có thể hoàn toàn yên tâm về sự ưu tiên hỗ trợ từ Sun.

CHƯƠNG 6 HIệN TRạNG V μ GIảI PHáP PHáT TRIểN MạNG

Xây dựng mạng NGN

6.1.1 Xây dựng NGN tại các n−ớc đang phát triển

Ngành viễn thông toàn cầu đang trải qua sự bùng nổ với sự phát triển mạnh mẽ của các dịch vụ thoại, dữ liệu và truyền thông đa phương tiện, cùng với hàng loạt dịch vụ giá trị gia tăng như điện thoại cố định trả trước, điện thoại người nghe trả tiền và dịch vụ số gọi duy nhất Các nhà cung cấp dịch vụ viễn thông đang tích cực triển khai các dịch vụ mới để nâng cao sức cạnh tranh và gia tăng doanh thu Trong bối cảnh cạnh tranh ngày càng khốc liệt, việc giảm chi phí đầu tư, mở rộng mạng lưới và dịch vụ, cũng như quản lý chi phí vận hành và bảo trì thiết bị trở nên vô cùng cần thiết Hiện nay, mạng lưới viễn thông cần được tối ưu hóa trong quá trình cung cấp dịch vụ thông qua việc sử dụng cơ sở hạ tầng chung, quản lý tập trung và tính cước hội tụ dựa trên nền tảng IP.

Việc triển khai mạng thế hệ mới (NGN) tại Việt Nam gặp nhiều thách thức, đặc biệt là nguồn vốn hạn chế và sự trì trệ trong thủ tục hành chính Điều này đã ảnh hưởng đến khả năng nâng cấp hạ tầng mạng hiện tại lên tiêu chuẩn của mạng thế hệ sau, đòi hỏi sự xem xét kỹ lưỡng trước khi thực hiện.

Quy trình triển khai NGN đ−ợc chia lμm 6 b−ớc căn bản:

B−ớc 1: Củng cố, tối −u mạng PSTN

B−ớc 2 : Phát triển mạng IP

B−ớc 3 : Triển khai truyền dẫn thoại trên nền mạng IP

B−ớc 4 : Triển khai truy xuất thoại trên nền mạng IP

B−ớc 5 : Giới thiệu truyền thông đa ph−ơng tiện

B−ớc 6 : Chuyển đổi hoμn toμn sang NGN

Tùy thuộc vào tình hình thực tế của từng nhà cung cấp dịch vụ viễn thông, họ có thể lựa chọn mô hình phù hợp Bước đầu tiên là củng cố và tối ưu hóa mạng PSTN để nâng cao hiệu suất dịch vụ.

Hình 6-1 :Mạng PSTN hiện tại

- Củng cố, tối −u cơ sở hạ tầng hiện tại bằng cách sử dụng các thiết bị có hỗ trợ sử dụng công nghệ NGN

Thay thế các thiết bị chuyển mạch và định tuyến lỗi thời bằng các thiết bị hiện đại có khả năng chuyển đổi sang nền NGN sẽ nâng cao hiệu suất mạng Các thiết bị cũ có thể được tái sử dụng như một phần của mạng mới, giúp tối ưu hóa chi phí Bước tiếp theo là phát triển mạng IP để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của người dùng.

- Ap dụng các công nghệ truy cập vμ lắp đặt thêm các điểm mạng mới cung cấp các dịch vụ thoại đa dịch vụ vμ dữ liệu IP, ADSL…

Triển khai dịch vụ băng rộng sử dụng công nghệ DSL là bước phát triển quan trọng để nâng cấp mạng Mặc dù nhiều nhà điều hành mạng coi dịch vụ DSL băng rộng là một dịch vụ bổ sung, nhưng thực tế đây lại là yếu tố then chốt trong việc cải tiến và mở rộng khả năng kết nối mạng.

Nghiên cứu về mạng NGN và công nghệ chuyển mạch mềm là một phần quan trọng trong chiến lược phát triển toàn diện Cần có sự hoạch định thận trọng để đảm bảo sự hiệu quả và bền vững trong ứng dụng công nghệ này Người hướng dẫn cho nghiên cứu là TS Nguyễn Vũ Sơn.

Giải pháp lắp đặt Digital Subscriber Line Access Multiplexers (DSLAM) bên cạnh các chuyển mạch chính giúp mở rộng khả năng truy xuất băng rộng, mang lại sự phổ biến và hiệu quả cao hơn trong việc cung cấp dịch vụ internet.

Hình 6-2: Kết nối các dịch vụ băng rộng ơ B−ớc 3 : Triển khai truyền dẫn thoại trên nền mạng IP

Hình 6-3: Triển khai truyền dẫn thoại IP

Lắp đặt Trunking Gateway giúp chuyển đổi tín hiệu TDM sang dạng gói IP và ngược lại, đảm bảo hoạt động liên tục của mạng TDM trong quá trình triển khai mô hình mạng dựa trên công nghệ gói.

Sử dụng Softswitch để quản lý Trunking Gateway, thực hiện các chức năng điều khiển cuộc gọi, định tuyến và giao tiếp với các mạng khác Bước 4 là triển khai truy xuất thoại trên nền tảng mạng IP.

Mạng điều hành hiện nay có khả năng tận dụng cơ sở hạ tầng mạng DSL và mạng truyền dẫn thoại nền IP đã có sẵn để chuyển đổi sang triển khai mạng ứng dụng thoại IP một cách tiết kiệm Các dịch vụ mới như mạng riêng ảo VPN, IP-Centrex và điện thoại hội nghị truyền thông đa phương tiện sẽ được cung cấp.

Lắp đặt các Access Gateway và Residential Gateway thay thế cho các Switch nhằm cung cấp giao diện cho thuê bao băng rộng và các mạng khác Các AG/RG sẽ đảm nhận vai trò điều khiển trực tiếp từ Softswitch.

- Cung cấp các điện thoại IP Phones

Mạng thoại IP mang lại nhiều ưu điểm vượt trội, bao gồm khả năng cạnh tranh cao hơn cho nhà điều hành Dữ liệu và thoại được đóng gói và mã hóa, giúp bảo vệ thông tin khỏi sự truy cập trái phép Hơn nữa, mạng này cung cấp nhiều dịch vụ mới hấp dẫn, đồng thời tiết kiệm chi phí vận hành nhờ sử dụng một đường truyền băng rộng duy nhất.

Nghiên cứu mạng NGN và công nghệ chuyển mạch mềm Người hướng d ẫn: TS Nguyễ n V ũ Sơn ơ B−ớc 5 : Giới thiệu truyền thông đa ph−ơng tiện

- Giới thiệu, cung cấp các dịch vụ truyền thông đa ph−ơng tiện

Nâng cấp và bổ sung chức năng mới cho Softswitch nhằm cung cấp, quản lý và điều khiển hiệu quả các thiết bị cùng dịch vụ truyền thông đa phương tiện.

- Giới thiệu, cung cấp các dịch vụ mới nh− VPN, điện thoại hội nghị, nhắn tin… ơ B−ớc 6 : Chuyển đổi hoμn toμn sang NGN

Xây dựng mạng NGN của SPT

Hiện nay, mạng viễn thông SPT cung cấp các dịch vụ như VoIP, Internet, ADSL, điện thoại cố định và điện thoại di động Các mạng này được xây dựng và quản lý độc lập bởi các trung tâm vận hành khai thác riêng biệt.

Hình 6-6: Mạng viễn thông SPT

6.2.1.1 Mạng điện thoại cố định PSTN

SPT hiện đang cung cấp dịch vụ PSTN trên toàn thành phố Hồ Chí Minh và đã được cấp phép hoạt động trên phạm vi cả nước Hiện tại, công ty đã có hơn 130,000 thuê bao sử dụng dịch vụ.

Mạng PSTN SPT sử dụng các tổng đài chuyển mạch TDM truyền thống của Ericsson, bao gồm một tổng đài Tandem đảm nhiệm chức năng chuyển tiếp và cung cấp thuê bao, cùng với hai tổng đài Host cũng cung cấp dịch vụ thuê bao.

Hình 6-7: Mạng điện thoại cố định PSTN

Hiện tại, mạng VoIP đã có 55 POP đặt tại các tỉnh thμnh, vμ các Tỉnh còn lại sẽ đ−ợc triển khai trong thời gian tới

Ngoμi ra, SPT cũng đã xây dựng vμ đ−a vμo hoạt động một POP tại HongKong

Dịch vụ VoIP-Internet của SPT hiện đang cung cấp các dịch vụ dịch vụ VoIP-Internet trả tr−ớc vμ trả sau cho khách hμng

6.2.1.3 Mạng di động CDMA S-Fone

Hình 6-9: Mạng di động CDMA S-Fone Hiện nay, mạng điện thoại di động CDMA của SPT sử dụng công nghệ CDMA 2000-1X đã có trên 1,000,000 thuê bao

Mạng CDMA hiện có 4 MSC đặt tại TpHCM vμ Hμ Nội, 15 BSC, trên 400 BTS tại 64 Tỉnh Thμnh

6.2.2 Những nh−ợc điểm của mạng SPT hiện tại Ÿ Chi phí vận hμnh bảo d−ỡng cao do từng chủng loại thiết bị của các mạng khác nhau yêu cầu có đội ngũ nhân viên kỹ thuật khác nhau, điều nμy lμm tăng số l−ợng nhân viên cũng nh− chi phí đ o tạo μ Ÿ Tμi nguyên sẵn có trong một mạng không thể chia sẻ cho các mạng khác cùng sử dụng Ÿ Băng thông đ−ờng truyền không chia sẻ cho các dịch vụ gây lãng phí băng thông Ÿ Nâng cấp tổng đμi vμ triển khai các ứng dụng, dịch vụ mới mất nhiều thời gian vμ tèn kÐm Ÿ Khó khăn trong việc tính c−ớc hợp nhất vμ cung cấp dịch vụ trả tr−ớc bao gồm nhiều dịch vụ cho các khách hμng Ÿ Các tổng đμi chuyển mạch kênh đã khai thác hết năng lực vμ trở nên lạc hậu đối với nhu cầu của khách hμng Ÿ Ch−a tận dụng đ−ợc các công nghệ tiên tiến trên mạng IP nh− MPLS, GMPLS… Ÿ Việc triển khai các dịch vụ mới trên nền IP nh− dịch vụ thông tin giải trí, giải đáp khách hμng, nhắn tin hợp nhất, các dịch vụ trả tr−ớc… gặp rất nhiÒu khã kh¨n Ÿ Ch−a hỗ trợ các giao diện mở cho phép cung cấp các dịch vụ mới trong t−ơng lai

Dựa trên phân tích và đánh giá giải pháp triển khai mạng NGN của các nhà khai thác viễn thông Việt Nam, SPT có thể lựa chọn xây dựng một mạng NGN hoàn toàn mới phù hợp với nhu cầu hiện tại Với quy mô mạng chưa lớn, SPT nên tận dụng hạ tầng đã đầu tư và đồng thời đầu tư mới vào hệ thống NGN Việc này sẽ giúp SPT tối ưu hóa lợi ích từ mạng thế hệ mới và cung cấp các dịch vụ hiện đại trên nền tảng mạng NGN.

Giải pháp triển khai NGN của SPT

6.3.1 Mô hình lớp mạng NGN:

Sau khi tham khảo mô hình mạng NGN của tổ chức Multiservice Switching Forum và các nhà cung cấp thiết bị như Siemens, Ericsson, Cisco , mô hình mạng NGN SPT sẽ được cấu thành từ 4 lớp mạng chính: lớp truy nhập và truyền dẫn, lớp lõi, lớp điều khiển và lớp ứng dụng Với nền tảng IP/MPLS, mạng này bao gồm các phần tử quan trọng như Trunking Gateway, Access Gateway, Router, Softswitch và các Server ứng dụng.

Kết nối với mạng truy nhập và truyền dẫn

Cung cấp các dịch vụ ứng dụng

Lớp ứng dụng: các server ứng dụng

Lớp truy nhập và truyền daãn: Trunking Gateway,

Tr ươ ứng qu ản ly ự

Hình 6-10: Mô hình lớp mạng NGN SPT

6.3.2 Giải pháp kết nối: Ÿ Mạng PSTN vμ mạng thông tin di động kết nối vμo thiết bị Trunking Gateway sử dụng báo hiệu SS7 Ÿ Mạng truy nhập băng hẹp kết nối vμo thiết bị Trunking Gateway thông qua giao diện V5.2, H248 Ÿ Mạng IP tích hợp kết nối vμo thiết bị router mạng NGN Ÿ Mạng băng rộng kết nối v o thiết bị router mạng NGN μ Ÿ Hệ thống quản lý mạng có khả năng quản lý tất cả các phần tử trên mạng NGN SPT theo ph−ơng thức tập trung, tμi nguyên phân tán, vμ khởi tạo dịch vụ cho thuê bao Ÿ Hệ thống tính c−ớc sẽ kết nối với mạng NGN SPT thông qua giao diện chuẩn do Softswitch cung cấp, v có khả năng tính cμ −ớc các đối t−ợng lμ khách hμng đầu cuối, khách hμng mua sỉ (wholesale customer), khách hμng lμ các nhμ khai thác dịch vụ (carrier customer)

Mạng trục NGN SPT sử dụng các Router mạng trục để thực hiện chuyển mạch đa dịch vụ dựa trên công nghệ MPLS Các router này hỗ trợ MPLS-TE và cơ chế QoS diffserv core trên các giao diện kết nối MPLS, đảm bảo hiệu suất và chất lượng dịch vụ tối ưu.

Nghiên cứu về mạng NGN và công nghệ chuyển mạch mềm do TS Nguyễn Vũ Sơn hướng dẫn tập trung vào việc tạo tuyến và xử lý các giao thức IP Bài viết đề cập đến việc chuyển đổi gói IP sang MPLS và ngược lại, đồng thời hỗ trợ cơ chế QoS Diffserv boundary theo khuyến nghị của tổ chức IETF trên các giao diện kết nối IP.

6.3.4 Báo hiệu, Giao thức vμ giao diện kết nối trong mạng NGN SPT: Ÿ Báo hiệu kênh chung số 7: báo hiệu giữa mạng NGN vμ các mạng PSTN Ÿ H.323/SIP: báo hiệu giữa mạng NGN vμ các mạng VoIP Ÿ H.248/MGCP/MEGACO: báo hiệu giữa Softswitch vμ các Gateway Ÿ BICC/SIP-T: báo hiệu giữa các Softswitch

6.3.5 Softswitch Ÿ Softswitch hỗ trợ giao diện INAP CS1, CS2 cho các kết nối với mạng cung cấp dịch vụ thông minh, giao diện Corba, SIP-T vμ Parlay cho các kết nối với các hệ thống cung cấp các dịch vụ ứng dụng Ÿ Softswitch có khả năng bắt tay với mạng IP tích hợp hiện hữu của SPT, với mạng SIP Ÿ Softswitch hỗ trợ giao diện kết nối với mạng TDM truyền thống nh− SS7, R2… Ÿ Trunking Gateway hỗ trợ các chuẩn mã hóa thoại nh− G.711, G.729a, G.723.1, G.726… Ÿ Softswitch vμ Media Gateway hỗ trợ truyền tải trong suốt tín hiệu SS7 qua mạng IP Ÿ Media Gateway cung cấp giao diện GE, FE để kết nối vμo mạng IP Ÿ IVR hỗ trợ các chuẩn mã hóa thoại nh− G.711, G.723.1, G.729 vμ hỗ trợ giao diện MGCP, MEGACO/ H.248

6.3.6 Giao diện API vμ Server ứng dụng trong mạng NGN

Softswitch cung cấp giao diện mở và API lập trình ứng dụng, giúp phát triển các dịch vụ mới một cách dễ dàng, bao gồm các giao diện INAP, SIP/SIP-T và Parlay.

Mạng NGN SPT kết nối với các hệ thống cung cấp dịch vụ giá trị gia tăng và ứng dụng như sau: Hệ thống Call Centre hỗ trợ dịch vụ Call Centre dựa trên nền IP, hệ thống IN cung cấp các dịch vụ thông minh như dịch vụ trả trước và thẻ thông minh chung cho tất cả dịch vụ viễn thông của SPT Ngoài ra, SIP Server cung cấp dịch vụ cho thuê bao băng rộng qua giao thức SIP (SIP phone, SIP PC client), cùng với các server khác cung cấp dịch vụ ứng dụng như thông báo không phụ thuộc vào phương thức truy cập và dịch vụ cấp chuông.

Ethernet chạy trên nền SDH đ ợc chọn trong quá trình triển khai mạng −

NGN SPT để đảm bảo độ an toμn cho các kết nối vμ tận dụng cơ sở hạ tầng mạng SDH sẵn có

Mạng NGN SPT hỗ trợ đa dạng công nghệ truy nhập hiện tại và tương lai, bao gồm môi trường cáp đồng như analog, ADSL, SHDSL, cáp quang với các công nghệ FTTB, FTTC, FTTH, và môi trường vô tuyến như WLL, WiFi SPT cam kết triển khai các công nghệ truy nhập tiên tiến để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của người dùng.

Kế hoạch xây dựng mạng

6.4.1.1 Các dịch vụ cung cấp trong giai đoạn I

Trong giai đoạn I, mạng NGN SPT sẽ cung cấp các dịch vụ như: thoại PSTN với các tính năng phụ trợ, VoIP cho thuê bao tại TP.HCM và các khu vực được phép, truy cập Internet qua đường dây điện thoại, Call Centre dựa trên nền IP, dịch vụ trả trước cho điện thoại cố định và VoIP, cũng như các dịch vụ PC-to-phone, PC-to-PC và phone-to-phone Mạng IP tích hợp cũng sẽ mở rộng cung cấp VoIP cho thuê bao ở các tỉnh/thành phố khác và các dịch vụ băng rộng như Internet tốc độ cao, VOD, IP VPN và hội nghị video.

6.4.1.2 Ph−ơng thức triển khai

Giai đoạn I đ−ợc chia lμm 2 b−ớc triển khai nh− sau:

Bước 1: Triển khai mạng NGN dựa trên nền tảng IP/MPLS, độc lập với các mạng hiện có của SPT Mạng NGN sẽ được thiết lập tại TP.HCM, Hà Nội và Đà Nẵng, với hệ thống quản lý và tính cước tập trung tại TP.HCM.

Bước 2: Chuẩn bị sẵn sàng mạng trục mạng IP tích hợp tại TP.HCM, Hà Nội và Đà Nẵng với 3 router mạng trục NGN, thực hiện chuyển đổi kết nối từ mạng thoại và data hiện hữu sang mạng NGN SPT Ba router này không chỉ đảm nhận chức năng router mạng trục NGN mà còn tiếp tục kết nối với các PoP IP tích hợp cấp 2 và cấp 3, PoP IP tích hợp quốc tế, cũng như hệ thống quản lý mạng của mạng IP tích hợp Đồng thời, 3 Trunking Gateway thực hiện kết nối mạng NGN với mạng truy nhập băng hẹp, WLL, mạng PSTN và mạng thông tin di động CDMA, đồng thời đảm nhận chức năng của 3 Gateway mạng IP tích hợp hiện hữu tại TP.HCM, Hà Nội và Đà Nẵng.

Hình 6-11: Sơ đồ kết nối mạng NGN của SPT trong giai đoạn I, B−ớc 1

Mạng PSTN của VNPT, Vietel…, mạng truy nhập băng hẹp, WLL, MSC/CDMA đ−ợc kết nối hoμ mạng vμo Trunking Gateway của SPT cùng vùng

Tổng đμi TDM trên mạng của SPT đều đ−ợc chuyển sang chức năng tổng đμi thuê bao

Các PoP IP tích hợp đ−ợc đấu nối vμo Router mạng trục t ơng ứng Mạng − truy nhập băng rộng đ−ợc kết nối với B-RAS t−ơng ứng

Mạng IP tích hợp sẽ kết nối với Internet thông qua các nhà cung cấp dịch vụ quốc tế tại PoP mạng IP Hồng Kông, cũng như các nhà cung cấp trong nước như VDC và FPT tại PoP mạng IP TP.HCM và Hà Nội.

Hình 6-12: Sơ đồ kết nối mạng NGN của SPT trong giai đoạn I, B−ớc 2

6.4.2.1 Các dịch vụ cung cấp trong giai đoạn II

Mạng NGN SPT cung cấp đ−ợc các dịch vụ sau đây:

Nghiên cứu mạng NGN và công nghệ chuyển mạch mềm đang được triển khai tại TP.HCM, Đà Nẵng, Hà Nội và các tỉnh thành khác, cung cấp nhiều dịch vụ phong phú như VoIP, Call Centre dựa trên nền IP, và dịch vụ điện thoại trả trước Các dịch vụ này bao gồm điện thoại cố định, VoIP trả trước, và truy cập Internet qua đường dây điện thoại Ngoài ra, dịch vụ ví điện tử sử dụng thẻ thông minh, dịch vụ tin nhắn không phụ thuộc vào phương thức truy nhập, và dịch vụ Text-to-speech/speech-to-text cũng được cung cấp Mạng IP tích hợp hứa hẹn mang đến các dịch vụ băng rộng như truy cập Internet tốc độ cao, VoD, và hội nghị video, đồng thời mở rộng VoIP cho các thuê bao ở những tỉnh thành chưa triển khai mạng NGN.

Giai đoạn II của mạng NGN của SPT sẽ mở rộng ra các tỉnh thành tiềm năng nhằm cung cấp dịch vụ trên hạ tầng mạng NGN toàn quốc Mỗi tỉnh sẽ được trang bị 1 Trunking Gateway, Multilayer Ethernet Switch và tận dụng Router mạng IP tích hợp đã đầu tư Nếu không có thiết bị router, SPT sẽ đầu tư thêm cho mạng NGN Mạng NGN sẽ kết nối với mạng PSTN của Bưu điện Tỉnh, mạng WLL và mạng truy cập băng hẹp, băng rộng Tất cả các phần tử mạng và thuê bao sẽ được quản lý và tính cước tập trung tại trung tâm quản lý Trong giai đoạn này, SPT sẽ đầu tư thêm một Softswitch mới tại Hà Nội, cùng với Softswitch thứ nhất, để chia sẻ dung lượng xử lý cuộc gọi Ngoài ra, 1 hệ thống quản lý mạng, 1 Multilayer Ethernet Switch và 1 Firewall cũng sẽ được đầu tư và đặt tại Hà Nội.

Các router mạng NGN SPT, Trunking Gateway sẽ đ−ợc nâng cấp, mở rộng đáp ứng nhu cầu dung l−ợng

Từ giai đoạn II trở đi, SPT nên tập trung đầu tư vào các Access Gateway (mạng truy nhập NGN) hỗ trợ giao diện H.248, thay vì tiếp tục đầu tư vào mạng truy nhập truyền thống.

Hình 6-13: Mô hình mạng NGN SPT giai đoạn II

6.4.2.4 Các phần tử mạng đ−ợc đầu t− ơ Tại TP.HCM:

Các hệ thống cung cấp dịch vụ mới sẽ kết nối vào mạng NGN thông qua các giao diện mở như Corba, SIP-T và Parlay Tùy thuộc vào nhu cầu dịch vụ thực tế tại từng thời điểm, các hệ thống cung cấp dịch vụ tương ứng sẽ được đầu tư phát triển.

Router mạng trục là thiết bị quan trọng giúp mở rộng dung lượng mạng theo nhu cầu thực tế Khi router hiện tại không đáp ứng đủ dung lượng, SPT sẽ đầu tư một router mới với khả năng xử lý tối thiểu 40G và có thể mở rộng lên 80G Trong những năm tiếp theo, SPT sẽ tiếp tục điều chỉnh dung lượng của thiết bị router này để phù hợp với nhu cầu hàng năm.

Trunking Gateway: mở rộng dung l−ợng Trunking Gateway theo nhu cầu tõng n¨m

Access Gateway: đầu t− các thiết bị Access Gateway đáp ứng nhu cầu phát triển thuê bao mạng NGN theo từng năm

Nghiên cứu mạng NGN và công nghệ chuyển mạch mềm Người hướng d ẫn: TS Nguyễ n V ũ Sơn ơ Tại Hμ Nội:

Router mạng trục là thiết bị quan trọng để mở rộng dung lượng mạng Khi router hiện tại không đáp ứng đủ nhu cầu, SPT sẽ đầu tư vào một router mới có khả năng xử lý tối thiểu 10G và có thể mở rộng lên 40G Trong các năm tiếp theo, SPT sẽ tiếp tục mở rộng dung lượng của thiết bị này theo nhu cầu hàng năm.

Softswitch thứ 2 sẽ được đầu tư mới hoặc nâng cấp từ tổng đài hiện hữu, với yêu cầu hỗ trợ các chức năng như điều khiển cuộc gọi, xử lý tín hiệu thoại, tạo tuyến, nhận thực và xử lý giao thức Nó cũng cần cung cấp dịch vụ PSTN, VoIP, dial-up và thực hiện báo hiệu giữa các Softswitch Ngoài ra, Softswitch phải có khả năng điều khiển các thiết bị Trunking Gateway và Access Gateway, cũng như thu thập thông tin cước và tạo ra CDR, hỗ trợ các giao thức Radius hoặc Diameter và tích hợp AAA server bên trong.

Signaling Gateway: thực hiện chức năng báo hiệu/chuyển tiếp báo hiệu số 7 giữa mạng PSTN vμ mạng NGN

H.323 Gateway: thực hiện chức năng kết nối mạng NGN với mạng VoIP hiện hữu của SPT

IVR server (Interactive Voice Response): gởi các thông báo, bản tin thoại t−ơng tác với thuê bao, vμ nhận tín hiệu cấp tone DTMF hoặc lời nói từ thuê bao

Ethernet Switch: 1 Multilayer Ethernet Switch hỗ trợ QoS để tối −u các kết nối giữa các thiết bị mạng NGN tại Hμ Nội

Firewall: nhằm đảm bảo bảo mật các cơ sở dữ liệu cho Softswitch, các server ứng dụng, hệ thống quản lý mạng 1 firewall sẽ đ−ợc đầu t−

Hệ thống quản lý mạng tại Hà Nội sẽ chia sẻ chức năng quản lý toàn bộ mạng NGN SPT với hệ thống ở TP.HCM Hệ thống này hỗ trợ nhiều chức năng quan trọng, bao gồm quản lý sơ đồ mạng, cấu hình, lỗi, và chất lượng Nó cũng cho phép khởi tạo dịch vụ cho mạng NGN theo phương thức tập trung, hỗ trợ các cơ chế bảo mật, và cung cấp giao diện chuẩn Corba/Q3 để tích hợp vào mạng quản lý TMN trong tương lai.

Access Gateway: đầu t− các thiết bị Access Gateway đáp ứng nhu cầu phát triển thuê bao mạng NGN theo từng năm ơ Tại Đμ Nẵng

Router mạng trục: mở rộng dung l−ợng theo nhu cầu từng năm

Trunking Gateway: mở rộng dung l−ợng theo nhu cầu từng năm

Access Gateway: đầu t− các thiết bị Access Gateway đáp ứng nhu cầu phát triển thuê bao mạng NGN theo từng năm ơ Tại mỗi tỉnh thμnh khác:

Router biên là thiết bị quan trọng trong mạng NGN, cho phép tận dụng router mạng IP tích hợp Trong trường hợp không có thiết bị router tại PoP IP tích hợp, SPT sẽ đầu tư một router biên tương ứng để đảm bảo hiệu suất mạng.

Trunking Gateway: moi tỉnh sẽ đầu t− 1 Trunking Gateway t−ơng ứng

Ethernet Switch: 1 Multilayer Ethernet Switch hỗ trợ QoS để tối −u các kết nối giữa các thiết bị mạng NGN

Access Gateway: đầu t− các thiết bị Access Gateway đáp ứng nhu cầu phát triển thuê bao mạng NGN theo từng năm.

Kế hoạch kết nối

6.5.1 Kết nối mạng NGN với các mạng bên ngoμi

Kết nối với mạng PSTN, mạng truy nhập băng hẹp vμ WLL

Trunking Gateway sẽ kết nối với tổng đài Tandem của SPT, tổng đài Toll mu của VTN, tổng đài của các Bưu điện Tỉnh/Thành Phố, MSC/CDMA, và tổng đài cửa ngõ của các doanh nghiệp khác tại mỗi vùng thông qua giao diện kết nối E1 và báo hiệu số 7 Đồng thời, nó cũng sẽ kết nối với mạng truy nhập băng hẹp, WLL, sử dụng giao diện kết nối E1 và báo hiệu V5.2.

NGN backbone routers connect to network management systems, Gatekeepers, and SS7 signaling systems within the integrated IP network in Ho Chi Minh City and Hanoi, utilizing 100BT or Gigabit Ethernet interfaces These integrated IP Points of Presence (PoPs) provide essential connectivity for efficient network operations.

2 vμ cấp 3 tại các tỉnh thμnh khác sẽ đấu nối với router mạng trục mạng NGN t−ơng ứng thông qua các giao diện TDM (512K, 2M, 34M…)

Hình 6-14: Sơ đồ kết nối mạng NGN với các mạng PSTN ơ Kết nối với mạng Internet

Mạng IP tích hợp sẽ kết nối với Internet quốc tế qua các nhà cung cấp dịch vụ ISP/IXP tại PoP mạng IP Hồng Kông và với các ISP/IXP trong nước như VDC, FPT tại PoP mạng IP TP.HCM và Hà Nội Kết nối này được thực hiện thông qua các giao diện E1, E3, và 10/100 BT Ethernet, nhằm đảm bảo khả năng truy cập mạng băng rộng hiệu quả.

Tại TP.HCM, Đà Nẵng và Hà Nội, mạng băng rộng sẽ được kết nối vào thiết bị B-RAS qua giao diện 10/100 BT Ethernet Ở các tỉnh thành khác, mạng băng rộng sẽ kết nối với router biên mạng NGN thông qua giao diện 10/100BT Ethernet.

Hình 6-15: Sơ đồ kết nối mạng NGN với mạng IP tích hợp

Hình 6-16: Sơ đồ mạng NGN kết nối với mạng băng rộng

6.5.2 Đấu nối bên trong mạng NGN ơ Giữa các router mạng trục

Kết nối giữa ba router mạng trục tại TP.HCM, Hà Nội và Đà Nẵng được thực hiện thông qua việc SPT thuê đường truyền từ các nhà cung cấp khác Giai đoạn đầu sử dụng giao diện kết nối E3 cho các hướng kết nối như TP.HCM – Đà Nẵng, TP.HCM – Hà Nội và Đà Nẵng – Hà Nội Dựa vào nhu cầu lưu lượng, SPT sẽ thuê thêm các luồng kết nối bổ sung (E3 hoặc STM-1) trong giai đoạn II Kết nối giữa các router biên, router biên và router mạng trục được thiết lập thông qua Trunking Gateway/Access Gateway, Softswitch, các server ứng dụng và hệ thống quản lý mạng Giao diện kết nối sử dụng 100BT Ethernet (dự phòng n+1) và giao thức IP, được kết nối gián tiếp qua thiết bị Multilayer Ethernet Switch.

In Ho Chi Minh City, the connectivity solution involves integrating Multilayer Ethernet Switches with core network Routers using a primary Gigabit Ethernet interface (1+1 redundancy) and IP protocol Additionally, the system connects Multilayer Ethernet Switches with Firewalls through a similar Gigabit Ethernet interface (1+1 redundancy) and IP protocol, ensuring robust network performance and security.

Hình 6-18: Giải pháp kết nối các mạng tại Hμ Nội giai đoạn I

Hình 6-19: Giải pháp kết nối các mạng tại Hμ Nội giai đoạn II

Hình 6-20: Giải pháp kết nối các mạng tại Đμ Nẵng

Hình 6-21: Giải pháp kết nối các mạng tại các tỉnh thμnh khác có đầu t− B-RAS

6.5.3 Báo hiệu bên trong mạng NGN

Chuẩn H.248 của ITU-T đ−ợc sử dụng cho báo hiệu giữa Softswitch vμ

Trunking Gateway/Access Gateway, BICC/SIP-T cho báo hiệu giữa các Softswitch

Mạng NGN phải hỗ trợ cả hai báo hiệu H.323 vμ SIP cho dịch vụ thoại vμ video nhằm đảm bảo đáp ứng nhu cầu khác nhau của thuê bao mạng NGN

Hình 6-22: Cấu trúc báo hiệu bên trong mạng NGN

6.5.4 Báo hiệu giữa mạng NGN với các mạng bên ngoμi

Hình 6-23: Cấu trúc mạng báo hiệu số 7 SPT

Báo hiệu số 7 vẫn được áp dụng cho việc báo hiệu giữa mạng NGN và mạng PSTN Trong mô hình mạng NGN, chỉ cần gán mã điểm báo hiệu cho phần tử Softswitch, và mỗi Softswitch sẽ yêu cầu một mã điểm báo hiệu riêng.

Hình sau đ−ợc sử dụng cho báo hiệu giữa mạng NGN vμ mạng VoIP

Hình 6-24: Cấu trúc báo hiệu H.323 giữa mạng NGN vμ mạng VoIP

Hiện nay, mạng viễn thông SPT đã được cấp phép cung cấp nhiều dịch vụ như điện thoại cố định, vô tuyến, VoIP và Internet, nhưng quy mô còn nhỏ với chỉ 3 tổng đài của Ericsson tại TpHCM, hơn 130,000 thuê bao, 55 POP tại các tỉnh thành và 1 POP tại Hongkong Mặc dù vậy, quy mô nhỏ này tạo điều kiện cho SPT xây dựng một mạng NGN hoàn chỉnh, tận dụng tối đa các ưu thế của NGN để cung cấp đa dịch vụ trên một mạng duy nhất Việc phát triển mạng theo NGN ngay bây giờ là rất cần thiết và đúng đắn.

Mục tiêu phát triển mạng theo hướng xây dựng NGN đã được xác định, tuy nhiên, hiện nay cần đánh giá và lựa chọn giải pháp mạng phù hợp nhất Việc này cần thay đổi cụ thể theo từng giai đoạn thực tế của SPT, dựa trên nhu cầu thị trường và nguồn lực hiện có.

Ngày nay, sự nhân hóa trong lĩnh vực viễn thông đã dẫn đến sự ra đời của nhiều nhà cung cấp dịch vụ, tạo nên một thị trường cạnh tranh gay gắt Trong bối cảnh kinh tế phát triển không ngừng, người dùng yêu cầu dịch vụ đa dạng, chất lượng cao, tốc độ truyền dẫn nhanh, băng thông rộng và chi phí thấp Để tồn tại và phát triển, các nhà cung cấp dịch vụ cần có chiến lược kinh doanh hiệu quả, giảm chi phí đầu tư và vận hành, đồng thời tạo ra nhiều lựa chọn cho khách hàng Việc rút ngắn thời gian triển khai dịch vụ mới, giảm giá thành và đảm bảo chất lượng dịch vụ tốt nhất là những yếu tố quan trọng, cùng với việc gia tăng độ linh hoạt trong cung cấp dịch vụ Giải pháp triển khai mạng NGN là hướng phát triển tất yếu của viễn thông Việt Nam và thế giới.

Nghiên cứu và tìm hiểu về mạng viễn thông thế hệ sau (NGN) là yêu cầu thiết yếu của nhiều nhà cung cấp dịch vụ viễn thông hiện nay Mạng NGN đang trong quá trình cải tiến để khắc phục các hạn chế của mạng viễn thông hiện tại, với những vấn đề quan trọng như kiến trúc mở, độ tin cậy cao, chất lượng dịch vụ và quản lý cước phí Bài luận này chỉ đề cập đến các khía cạnh tổng quát mà chưa đi sâu vào từng thành phần cụ thể của mạng NGN Để có được những phân tích và đánh giá sâu hơn, cần nghiên cứu thêm về mô hình IMS mới nổi Các nhà khai thác dịch vụ có dây đang cân nhắc việc phát triển kiến trúc softswitch thuần túy hay theo hướng framework IMS Nhiều nhà cung cấp đã tích hợp IMS vào công nghệ softswitch của họ, và cần xác định mô hình kinh doanh và cơ hội tốt nhất để chuyển sang IMS Trong khi đó, một số nhà khai thác vẫn tiếp tục phát triển softswitch với kế hoạch thay thế nó bằng mô hình IMS trong tương lai gần với một giải pháp chuẩn hóa.

Trong bối cảnh chuyển đổi toàn cầu, các nhà khai thác tại Việt Nam, bao gồm Công ty Saigon Postel Corp (SPT), đang chuyển hướng xây dựng mạng NGN SPT đã bắt đầu thử nghiệm mạng NGN với giai đoạn đầu triển khai theo hướng Softswitch, và trong giai đoạn tiếp theo, sẽ tích hợp IMS nhằm kết nối mạng di động và mạng cố định, cung cấp đa dịch vụ trên một hạ tầng mạng duy nhất.

Nghiên cứu về mạng NGN và công nghệ chuyển mạch mềm dưới sự hướng dẫn của TS Nguyễn Vũ Sơn nhấn mạnh tầm quan trọng của việc nghiên cứu sâu hơn từng giải pháp và mở rộng ra các giải pháp từ nhiều nhà cung cấp khác nhau Đặc biệt, việc đánh giá tập trung vào khía cạnh kinh tế khi triển khai và vận hành mạng là một trong những hướng phát triển chính của luận văn này.

Phụ lục 1: Bảng viết tắt

AAA Accounting, Authentication, and Authorization ACM Address Complete Message

ADSL Assymetrical Digital Subscriber Line

AMPS Advanced Mobile Phone System

ANSI American National Standards Institute

ASIC Application Specific Integrated Circuit

CDMA Code Division Multiple Access

DASAM Digital Access Services Application Module DNS Domain Name Server

DTMF Dual Tone Multi-Frequency

ETSI European Telecommunications Standards Institute FDMA Frequency Division Multiple Access

GII Global Information Infra-structure

GPRS General Packet Radio Service

GSM Global System for Mobile communications

HDLC High Level Data Link Control

IP Sec Internet Protocol Security

ISDN Integrated Service Digital Network

ITU, ITU-T International Telecommunications Union

Megaco MEdia GAteway COntroller Protocol

MGCP Media Gateway Controller Protocol

MPLS Multi Protocol Label Switching

NECF Network Edge Control Function

NNI Network to Network Interface

NSICF Network Service Instance Control Function

OIS Operations System Interface Subsystem

OMC Operation and Maintenance Centre

PDSPL Pooled Digital Signaling Processor Platform Loadable PLMN Public Land Mobile Network

PSTN Public Switch Telephone Network

RTCP Real Time Control Protocol

SCB Support and Connection Board

SCCP Signaling Connection Control Part

SFGF Service Feature Gateway Function

SHDSL Single Pair High bitrate Digital Subscriber Line SNI Service Node Interface

SPS-F SIP Proxy Server Function

SubMF Sub-ordinate Management Function

TMN Telecommunications Management Network TRIP Telephony Routing over IP (IETF)

TSS Trunk and Signaling Subsystem

UNI User to Network Interface

UMTS Universal Mobile Telecommunications Network VoIP Voice over Internet Protocol

VSCF Virtual Switch Control Function

Phụ lục 3: T μ i liệu tham khảo

1 T.S Nguyễn Quý Minh Hiền, Th.S Trịnh Thanh Khuê, Mạng thế hệ sau Next Generation Network , (Trung tâm đμo tạo B−u chính Viễn thông II, 2004)

2 Th.S Phạm Đình Nguyên, K.S Đinh Lan Ph−ơng, K.S Nguyễn Thị Thanh Thảo, Mạng viễn thông thế hệ mới , (Trung tâm đμo tạo B−u chính Viễn thông II,

3 SURPASS Solution and Product introduction, Siemens

5 J.C.Crimi, Next Generation Services, Telcordia Technologies

6 System Architecture Implementation Agreement, Multiservice Switching Forum

7 Next generation networks and the cisco carrier routing system,Cisco System

8 Willy Noto, SPT Next Generation Networks, Ericsson 2003

9 Next Generation Networks, Office of the Director of Telecommunications Regulations

10 MSF R2 Service Architecture, Multiservice Switching Forum

11 Website www.isi.edu/nsnam/ns

16 Websitewww.phoneplusinternational.com/ Softswitches Graduate to Class 5: Features and Low Costs Spur Carrier Deployments

By Fred Dawson and Charlotte Wolter

Phụ lục 4: Thông tin các nh μ cung cấp chuyển mạch mềm

Thị trường kiến trúc chuyển mạch mềm đang trải qua sự thay đổi lớn khi các nhà cung cấp thiết bị lên kế hoạch xác định lại danh mục sản phẩm Họ chủ yếu tập trung vào công nghệ thoại trên nền IP (VoIP) và hệ thống điều khiển cuộc gọi dựa trên đa phương tiện IP (IMS), được hỗ trợ bởi 3GGP và TISPAN Các phiên này bao gồm đồng thời thoại, dữ liệu và đa phương tiện Để duy trì sự thành công, các nhà cung cấp cần có một kế hoạch chuyển danh mục rõ ràng và cam kết mạnh mẽ trong lĩnh vực điện thoại VoIP.

1 Tổng quan thị tr−ờng

Thu nhập từ dịch vụ thoại truyền thống đã giảm dần kể từ năm 2005 do nhiều nhà khai thác chuyển sang công nghệ VoIP để tăng lợi nhuận Công nghệ này giúp mạng của họ đáp ứng các ứng dụng thoại thế hệ mới với chi phí thấp hơn Việc phát triển VoIP kế thừa chức năng IP trong mạng lõi, giúp cắt giảm chi phí vận hành và bảo trì, đồng thời giảm chi phí sản xuất Trong môi trường mạng băng rộng, VoIP không chỉ là một phần của dịch vụ “triple play” mà còn giúp các nhà khai thác cạnh tranh hiệu quả hơn Kết quả là, kiến trúc chuyển mạch mềm đã được cải thiện đáng kể và việc phân phối thoại của các nhà truyền tải trở thành hiện thực.

Tiêu đề	Nghiên cứu mạng NGN và công nghệ chuyển mạch mềm
Tác giả	Nguyễn Văn Thống
Người hướng dẫn	TS. Nguyễn Vũ Sơn
Trường học	Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
Chuyên ngành	Kỹ thuật điện tử viễn thông
Thể loại	luận văn thạc sĩ
Năm xuất bản	2006
Thành phố	Hà Nội

Định dạng
Số trang	175
Dung lượng	22,74 MB