Bộ giáo dục đào tạo Trờng đại học bách khoa hµ néi - Luận văn thạc sỹ khoa học Tỉng quan vỊ ngn vµ mpls Ngµnh: kü tht viƠn thông Nguyễn đắc thắng Ngời hớng dẫn khoa học : TS Trần văn cúc Hà Nội 2006 Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! 17061131472591000000 Mở đầu Ngày trớc nhu cầu phát triển nhanh chóng mạng viễn thông đại, dịch vụ ngày nhiều, xu hớng tích hợp tất dịch vụ mạng dùng chung ngày rõ ràng Tốc độ hiệu suất thiết bị điện toán liên tục đợc nâng cao tiền đề cho trình hợp nói Xu hớng thực nhận thấy dễ dàng bên cạnh chúng ta, điện thoại di động, thiết bị thông tin quen thuộc, liên tục đợc bổ sung tính mới, tích hợp tính nhiều thiết bị thông tin giải trí khác Mạng viễn thông không nằm xu hớng Hiện nay, mà máy tính PC trở nên phổ biến, nhiều nhà cung cấp dịch vụ cung cấp nhiều dịch vụ tảng mạng Internet, có dịch vụ lấn sân nhà cung cấp dịch vụ viễn thông truyền thống (VoIP - thoại truyền thèng, xDSL - kÕt nèi d÷ liƯu trun thèng dial-up, X25 ) Các nhà cung cấp dịch vụ viễn thông cần phải nhanh chóng triển khai dịch muốn giữ vững vị trí Tuy nhiên, khó khăn nhà cung cấp dịch vụ phải vừa tiếp tục trì dịch vụ cũ vừa phải triển khai đợc dịch vụ với giá cạnh tranh đợc với nhà cung cấp dịch vụ Đó thực thách thức lớn Và mạng NGN giải pháp tốt cho thách thức thời điểm NGN - Next Generation Network cho phÐp triĨn khai hÇu nh tất dịch vụ tảng mạng lới Mạng NGN xây dựng kết hợp với mạng có nhà cung cấp dịch vụ Điều cho phép nhà cung cấp dịch vụ tiết kiệm chi phí xây dựng vận hành mạng l−íi ë møc tèi thiĨu tr× cung cấp dịch vụ có cho khách hàng cũ mà triển khai nhanh chóng dịch vụ Mạng NGN mạng hoàn toàn, công nghệ đời để tạo nên NGN, NGN đơn giản gắn kết công nghệ tiên tiến cách khéo léo với để đạt đợc mục đích cần đạt tới: cung cấp dịch vụ mạng NGN có mới, giao thức, chuẩn cho phép gắn kết công nghƯ tiªn tiÕn nhÊt víi cïng mét nỊn tảng mạng Luận văn đợc thực nhằm cung cấp nhìn tổng quan mạng NGN, thành phần quan trọng mạng viễn thông, cho ngời làm việc ngành viễn thông mà không chuyên sâu mạng NGN Luận văn gồm hai phần chính: Phần I: Tổng quan mạng NGN - Đặc điểm mạng NGN, công nghệ sử dụng mạng NGN - Cấu trúc mạng NGN: Cấu trúc logic cÊu tróc vËt lý cđa m¹ng NGN, kÕt nèi m¹ng lõi NGN với mạng viễn thông đợc khai thác - Báo hiệu chuyển mạch mạng NGN, thực dịch vụ sẵn có mạng NGN - Dịch vụ NGN, kiến trúc dịch vụ thiết bị cho dịch vụ NGN Phần II: Giao thức MPLS Phần điểm sơ công nghệ chuyển mạch gói sử dụng mạng NGN Trong tập trung chủ yếu vào tìm hiểu công nghệ MPLS, công nghệ chuyển mạch gói cung cấp nhiều cải tiến quan trọng việc nâng cao hiệu suất thiết bị chuyển mạch gói cho phép chuyển mạch tốc độ cao cung cấp đợc QoS MPLS hứa hẹn nhiều khả thay cho IP nhiều ứng dụng cung cấp cho khách hàng ứng viên công nghệ chuyển mạch gói mạng NGN Do dịch vụ đa dạng nhiều công nghệ công nghệ đại đợc đặt vào NGN nên rõ ràng luận văn sâu vào chi tiết, cụ thể thiết bị, giao thức mạng NGN Công nghệ đợc tìm hiểu sâu MPLS đợc ứng dụng mạng NGN Luận văn đợc trình bày với giả thiết kiến thức mạng viễn thông, công nghệ PDH, SDH, công nghệ ATM đ đợc cung cấp Kiến thức mạng IP, giao thức TCP/IP, giao thức định tuyến IP hệ thống báo hiệu SS7 mức độ tơng đối Các kiến thức không đợc trình bày lại Phần tài liệu tham khảo luận văn có tài liệu cung cấp kiến thức Do hạn chế thời gian nh kiến thức kinh nghiệm học viên, luận văn khã cã thĨ tr¸nh khái c¸c thiÕu sãt RÊt mong nhận đợc góp ý thày cô bạn Mọi đóng góp xin gửi email: ndthangbk@yahoo.com Hà Nội, tháng 10 năm 2006 Học viên Nguyễn Đắc Thắng Lời cảm ơn Để luận văn đợc hoàn thành, xin gửi lời cảm ơn tới tất ngời xung quanh tôi: Cảm ơn gia đình tôi, nơi giành cho nguồn cổ vũ tinh thần lớn lao tình huống, lúc Cảm ơn bố mẹ đ cho niềm tin, chăm sóc cổ vũ bố mẹ dành cho để có đợc ngày hôm Cảm ơn thày giáo, Tiến sỹ Trần Văn Cúc, ngời không cung cấp cho tri thức khoa học cần thiết mà phơng pháp nghiên cứu, cách tiếp cận vấn đề tinh thần, thái độ làm việc Cảm ơn thày cô giáo công tác trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội, bạn đồng học Những năm tháng học tập rèn luyện dới mái trờng đ giúp trởng thành đầy tự tin bớc vào đời với hành trang tri thức kỷ niệm không quên Cảm ơn bạn tôi, ngời cạnh giúp lúc khó khăn Cảm ơn bạn chuyên môn, cảm ơn anh/chị, bạn đồng nghiệp công tác VinaPhone đ giúp nhiều tµi liƯu vµ kiÕn thøc Mơc lơc Danh mơc từ viết tắt Danh mục hình vẽ Chơng I Chơng Mở đầu I.1 S¬ mạng viễn thông I.2 Mạng viễn thông I.3 Đặc điểm mạng viễn thông xu hớng phát triển dịch vụ 10 phần I mạng NGN - Mạng lõi đa dịch vụ tốc độ cao Chơng II Mạng viễn thông hƯ míi - NGN 13 II.1 Bèn đặc điểm mạng NGN 14 II.1.1 Nền tảng mạng hệ thống m¹ng më 14 II.1.2 Dịch vụ độc lập với mạng lới 14 II.1.3 Mạng NGN chuyển mạch gói, dựa giao thức thống 15 II.1.4 Có dung lợng cao ngày tăng, tính thích ứng ngày tăng, có đủ dung lợng để đáp ứng nhu cầu 15 II.2 Công nghệ dùng mạng NGN 15 II.2.1 C«ng nghƯ truyÒn dÉn 15 II.2.2 Công nghệ chuyển mạch 16 II.2.3 Công nghệ mạng truy nhËp 18 II.3 Các vấn đề cần quan tâm phát triĨn m¹ng NGN 18 II.4 KÕt ln 19 Chơng III Cấu trúc mạng ngn 20 III.1 CÊu tróc logic m¹ng NGN 21 III.1.1 Líp trun dÉn vµ truy nhËp 23 III.1.1.1 PhÇn trun dÉn 23 III.1.1.2 PhÇn truy nhËp 24 III.1.2 Líp trun th«ng 24 III.1.3 Líp ®iỊu khiĨn 25 III.1.4 Líp øng dơng 26 III.1.5 Líp qu¶n lý 26 III.2 CÊu tróc vËt lý m¹ng NGN 28 III.2.1 CÊu tróc vËt lý m¹ng NGN 28 III.2.2 Các thành phần mạng chức 29 III.2.2.1 Media gateway 29 III.2.2.2 Media Gateway Controller 30 III.2.2.3 Signalling Gateway 31 III.2.2.4 Media Server 32 III.2.2.5 Application Server/ Feature Server 32 III.3 KÕt luËn 33 Chơng IV Chuyển mạch báo hiệu NGN 34 IV.1 Softswitch 34 IV.1.1 Kh¸i niƯm Softswitch 34 IV.1.2 Vị trí Softswitch mô hình NGN 36 IV.1.3 Thành phần Softswitch 36 IV.1.4 Media Gateway Controller 37 IV.2 Các giao thức hoạt động Softswitch 39 IV.2.1 SIP (Session Initiation Protocol) 40 IV.2.2 H.323 41 IV.2.3 MGCP(Media Gateway Controller Protocol) 43 IV.2.4 SIGTRAN 44 IV.2.4.1 SCTP 44 IV.2.4.2 M2UA (MTP2 User Adaptation) 45 IV.2.4.3 M3UA (MTP3 User Adatation) 45 IV.2.4.4 SUA (SCCP User Adatation) 46 IV.2.5 RTP (Realtime Transport Protocol) 46 IV.3 Xư lý cc gäi t¹i MGC 46 IV.4 KÕt luËn 48 Chơng V dịch vơ trªn ngn 50 V.1 Các dịch vụ NGN 50 V.2 Xu h−íng dịch vụ NGN 51 V.3 CÊu tróc líp dÞch vơ cđa NGN 52 V.4 Bảo mật mạng NGN 53 phần II chuyển mạch nhAn đa giao thức MPLS phơng thức chuyển tiếp gói tin tốc độ cao, đảm bảo qos Chơng VI Các giải pháp cung cấp QOS cho mạng IP 56 VI.1 IP 56 VI.2 IntServ DiffServ 58 VI.3 IP over ATM 59 VI.4 MPLS 61 Ch−¬ng VII Kü thuËt MPLS 64 VII.1 Một số khái niệm b¶n 64 VII.2 Hai chế độ hoạt động MPLS 66 VII.2.1 ChÕ ®é khung 66 VII.2.2 ChÕ ®é gãi 67 VII.3 §iỊu khiĨn độc lập điều khiển 68 VII.4 Phát ngăn chặn vòng lỈp 69 VII.5 Ph©n phèi nhn sư dơng LDP 70 VII.5.1 Phát LSR lân cận 71 VII.5.2 Đảm bảo độ tin cậy 72 VII.5.3 Các tin LDP 73 VII.5.4 Các chế độ phân phát nhn 74 VII.6 Định tuyến có ®iỊu kiƯn rµng bc 75 VII.7 KÕt luËn 76 KÕt luËn .77 Tài liệu tham khảo Trờng đại học Bách Khoa Hà Nội -3- Luận văn thạc sỹ Danh mục chữ viết tắt Dới danh mục từ viết tắt đợc sử dụng luận văn với tên chuẩn ý nghĩa chúng Cách dịch nghĩa Tiếng Việt thiên nêu bật đợc vai trò, ý nghĩa từ viết tắt nên không sát với nghĩa dịch từ Tiếng Anh AD Analog to Digital API AS Application Programmable Interface Application Server CGI Common Gateway Interface Codec Code and Decode CPE Customer Premise Equipment DNS Domain Name Server DSp Digital Signal Processing DTMF Dual Tone Multi-Frequency FEC Forwarding Equivalence Class FS Feature Server Lớp/Loại chuyển tiếp tơng đơng Máy chủ đăc tính GK Gatekeeper Thiết bị quản lý vùng IETF Internet Engineering Task Force IP Internet Protocol ISP Internet Service Provider LDP Label Distribution Protocol Nguyễn Đắc Thắng Chuyển đổi tơng tự sang số Giao diện ứng dụng lập trình đợc Máy chđ øng dơng Giao diƯn thiÕt bÞ cỉng chung Bé m hõa giải m (thoại video) Thiết bị đầu cuối phía khách hàng Máy chủ tên miền (Quá trình/thiết bị) Xử lý tín hiệu số M âm đa tần Nhà cung cấp dịch vụ Internet Giao thức phân phát Lớp ĐTVT 2004-2006