Tổng quan về ngn và mpls

Hiện nay, khi mà các máy tính PC trở nên rất phổ biến, nhiều nhà cung cấp dịch vụ mới đang cung cấp rất nhiều dịch vụ trên nền tảng mạng Internet, trong đó có các dịch vụ ‘lấn sân’ của c

hiện đại, các dịch vụ mới ngày càng nhiều, xu hướng tích hợp tất cả các dịch

vụ trên một mạng dùng chung ngày càng rõ ràng Tốc độ và hiệu suất của các thiết bị điện toán liên tục được nâng cao là tiền đề cho quá trình hợp nhất nói trên Xu hướng và hiện thực đó có thể nhận thấy dễ dàng bên cạnh chúng ta,

điện thoại di động, một thiết bị thông tin quen thuộc, liên tục được bổ sung các tính năng mới, tích hợp tính năng của nhiều thiết bị thông tin và giải trí khác

Mạng viễn thông cũng không nằm ngoài xu hướng đó Hiện nay, khi

mà các máy tính PC trở nên rất phổ biến, nhiều nhà cung cấp dịch vụ mới

đang cung cấp rất nhiều dịch vụ trên nền tảng mạng Internet, trong đó có các dịch vụ ‘lấn sân’ của các nhà cung cấp dịch vụ viễn thông truyền thống (VoIP

- thoại truyền thống, xDSL - kết nối dữ liệu truyền thống dial-up, X25 ) Các nhà cung cấp dịch vụ viễn thông cũng cần phải nhanh chóng triển khai các dịch mới này nếu muốn giữ vững vị trí của mình Tuy nhiên, khó khăn của các nhà cung cấp dịch vụ hiện tại là phải vừa tiếp tục duy trì các dịch vụ cũ vừa phải triển khai được dịch vụ mới với giá cả cạnh tranh được với các nhà cung cấp dịch vụ mới Đó thực sự là một thách thức lớn Và mạng NGN là giải pháp tốt nhất cho thách thức đó cho tới thời điểm này

NGN - Next Generation Network cho phép triển khai hầu như tất cả các dịch vụ trên cùng một nền tảng mạng lưới Mạng NGN có thể xây dựng kết hợp với mạng hiện có của nhà cung cấp dịch vụ Điều này cho phép nhà cung cấp dịch vụ tiết kiệm chi phí xây dựng và vận hành mạng lưới ở mức tối thiểu trong khi duy trì cung cấp dịch vụ hiện có cho các khách hàng cũ mà vẫn triển khai nhanh chóng các dịch vụ mới

nghệ tiên tiến nhất hiện nay một cách khéo léo với nhau để đạt được mục đích cần đạt tới: cung cấp mọi dịch vụ trên cùng một mạng NGN nếu có cái mới,

đó chính là các giao thức, các chuẩn cho phép gắn kết các công nghệ tiên tiến nhất với nhau trong cùng một nền tảng mạng

Luận văn này được thực hiện nhằm cung cấp một cái nhìn tổng quan về mạng NGN, một thành phần quan trọng trong mạng viễn thông, cho những người làm việc trong ngành viễn thông mà không chuyên sâu về mạng NGN Luận văn gồm hai phần chính:

đang được khai thác hiện tại

- Báo hiệu và chuyển mạch trong mạng NGN, thực hiện các dịch vụ sẵn có trên mạng NGN

- Dịch vụ trên NGN, kiến trúc dịch vụ và thiết bị cho các dịch

vụ mới trên NGN Phần II: Giao thức MPLS

Phần này điểm rất sơ bộ các công nghệ chuyển mạch gói có thể

sử dụng trên mạng NGN Trong đó tập trung chủ yếu vào tìm hiểu công nghệ MPLS, một công nghệ chuyển mạch gói mới cung cấp nhiều cải tiến quan trọng trong việc nâng cao hiệu suất của thiết bị chuyển mạch gói cho phép chuyển mạch ở tốc độ cao hơn và cung cấp được QoS MPLS hứa hẹn nhiều khả năng thay thế cho IP trong nhiều ứng dụng

Do các dịch vụ rất đa dạng và rất nhiều công nghệ công nghệ hiện đại

được đặt vào trong NGN nên rõ ràng bài luận văn này không thể đi sâu vào chi tiết, cụ thể một thiết bị, hoặc một giao thức nào đó của mạng NGN Công nghệ được tìm hiểu sâu nhất chính là MPLS được ứng dụng trong mạng NGN

Luận văn được trình bày với giả thiết rằng các kiến thức cơ bản về mạng viễn thông, công nghệ PDH, SDH, công nghệ ATM đ được cung cấp Kiến thức về mạng IP, giao thức TCP/IP, các giao thức định tuyến IP và hệ thống báo hiệu SS7 ở một mức độ tương đối Các kiến thức này sẽ không được trình bày lại Phần tài liệu tham khảo của luận văn sẽ có các tài liệu cung cấp các kiến thức này

Do các hạn chế về thời gian cũng như kiến thức và kinh nghiệm của học viên, bản luận văn này khó có thể tránh khỏi các thiếu sót

Rất mong nhận được sự góp ý của các thày cô và các bạn

Mọi đóng góp xin gửi về email: ndthangbk@yahoo.com

Hà Nội, tháng 10 năm 2006

Học viên

Nguyễn Đắc Thắng

Để luận văn này được hoàn thành, tôi xin gửi lời cảm ơn tới tất cả những người xung quanh tôi:

Cảm ơn gia đình tôi, nơi luôn giành cho tôi nguồn cổ vũ tinh thần lớn lao trong mọi tình huống, mọi lúc Cảm ơn bố mẹ đ cho con niềm tin, sự chăm sóc và cổ vũ bố mẹ dành cho con để con có được ngày hôm nay

Cảm ơn thày giáo, Tiến sỹ Trần Văn Cúc, người không chỉ cung cấp cho tôi các tri thức khoa học cần thiết mà còn là cả các phương pháp nghiên cứu, cách tiếp cận vấn đề và tinh thần, thái độ làm việc

Cảm ơn các thày cô giáo công tác trong trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, cùng các bạn đồng học Những năm tháng học tập và rèn luyện dưới mái trường này đ giúp tôi trưởng thành và đầy tự tin bước vào đời với hành trang tri thức sẽ là kỷ niệm không bao giờ quên Cảm ơn các bạn tôi, những người ở cạnh tôi giúp tôi trong những lúc khó khăn

Cảm ơn các bạn cùng chuyên môn, cảm ơn các anh/chị, các bạn đồng nghiệp cùng công tác ở VinaPhone đ giúp tôi rất nhiều về tài liệu và kiến thức

Danh mục các từ viết tắt 3

Danh mục các hình vẽ 6

Chương I Chương Mở đầu 7

I.1 Sơ bộ về mạng viễn thông 7

I.2 Mạng viễn thông hiện nay 8

I.3 Đặc điểm của mạng viễn thông hiện tại và xu hướng phát triển của dịch vụ 10

phần I mạng NGN - Mạng lõi đa dịch vụ tốc độ cao Chương II Mạng viễn thông thế hệ mới - NGN 13

II.1 Bốn đặc điểm chính của mạng NGN 14

II.1.1 Nền tảng mạng là hệ thống mạng mở 14

II.1.2 Dịch vụ độc lập với mạng lưới 14

II.1.3 Mạng NGN là chuyển mạch gói, dựa trên một giao thức thống nhất 15

II.1.4 Có dung lượng cao và ngày càng tăng, tính thích ứng cũng ngày càng tăng, có đủ dung lượng để đáp ứng nhu cầu 15

II.2 Công nghệ dùng trong mạng NGN 15

II.2.1 Công nghệ truyền dẫn 15

II.2.2 Công nghệ chuyển mạch 16

II.2.3 Công nghệ mạng truy nhập 18

II.3 Các vấn đề cần quan tâm khi phát triển mạng NGN 18

II.4 Kết luận 19

III.1.1 Lớp truyền dẫn và truy nhập 23

III.1.1.1 Phần truyền dẫn 23

III.1.1.2 Phần truy nhập 24

III.1.2 Lớp truyền thông 24

III.1.3 Lớp điều khiển 25

III.1.4 Lớp ứng dụng 26

III.1.5 Lớp quản lý 26

III.2 Cấu trúc vật lý mạng NGN 28

III.2.1 Cấu trúc vật lý mạng NGN 28

III.2.2 Các thành phần mạng và chức năng 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 Kết luận 33

Chương IV Chuyển mạch và báo hiệu trên NGN 34

IV.1 Softswitch 34

IV.1.1 Khái niệm Softswitch 34

IV.1.2 Vị trí của Softswitch trong mô hình NGN 36

IV.1.3 Thành phần chính của Softswitch 36

IV.1.4 Media Gateway Controller 37

IV.2 Các giao thức hoạt động trong Softswitch 39

IV.2.1 SIP (Session Initiation Protocol) 40

IV.2.2 H.323 41

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 Xử lý cuộc gọi tại MGC 46

IV.4 Kết luận 48

Chương V dịch vụ trên ngn 50

V.1 Các dịch vụ trên NGN 50

V.2 Xu hướng dịch vụ trên NGN 51

V.3 Cấu trúc lớp dịch vụ của NGN 52

V.4 Bảo mật trong mạng NGN 53

phần II chuyển mạch nhAn đa giao thức MPLS phương thức chuyển tiếp gói tin tốc độ cao, đảm bảo qos Chương VI Các giải pháp cung cấp QOS cho mạng IP 56

VI.1 IP 56

VI.2 IntServ và DiffServ 58

VI.3 IP over ATM 59

VI.4 MPLS 61

Chương VII Kỹ thuật MPLS 64

VII.1 Một số khái niệm cơ bản 64

VII.2.2 Chế độ gói 67

VII.3 Điều khiển độc lập và điều khiển tuần tự 68

VII.4 Phát hiện và ngăn chặn vòng lặp 69

VII.5 Phân phối nhn sử dụng LDP 70

VII.5.1 Phát hiện LSR lân cận 71

VII.5.2 Đảm bảo độ tin cậy 72

VII.5.3 Các bản tin LDP 73

VII.5.4 Các chế độ phân phát nhn 74

VII.6 Định tuyến có điều kiện ràng buộc 75

VII.7 Kết luận 76

Kết luận 77 Tài liệu tham khảo

Danh môc c¸c ch÷ viÕt t¾t

D−íi ®©y lµ danh môc c¸c tõ viÕt t¾t ®−îc sö dông trong luËn v¨n cïng víi tªn chuÈn vµ ý nghÜa cña chóng C¸ch dÞch nghÜa TiÕng ViÖt thiªn vÒ nªu bËt ®−îc vai trß, ý nghÜa cña tõ viÕt t¾t nªn cã thÓ kh«ng s¸t víi nghÜa dÞch ra

CGI Common Gateway Interface Giao diÖn thiÕt bÞ cæng

chung

(tho¹i vµ video) CPE Customer Premise Equipment ThiÕt bÞ ®Çu cuèi phÝa

kh¸ch hµng

DSp Digital Signal Processing (Qu¸ tr×nh/thiÕt bÞ) Xö lý

tÝn hiÖu sè

FEC Forwarding Equivalence Class Líp/Lo¹i chuyÓn tiÕp

t−¬ng ®−¬ng

IETF Internet Engineering Task Force

ISP Internet Service Provider Nhµ cung cÊp dÞch vô

Internet LDP Label Distribution Protocol Giao thøc ph©n ph¸t

nhn LIB Lablel Information Base Cơ sở dữ liệu thông tin

nhn Lifb Label Information Forwarding

Base

Cơ sở dữ liệu thông tin chuyển tiếp nhn

(Tập hợp có thứ tự các LSR mà một nhn sẽ được truyền từ đầu cuối đến

đầu cuối)

chuyển mạch nhn(Tương

tự như tổng đài trong chuyển mạch truyền thống, router trong IP)

thông MGC Media Gateway Controller Thiết bị điều khiển cổng

truyền thông MGCP Media Gateway Controller

Protocol

Giao thức điều khiển cổng truyền thông MPLS Multi-Protocol Label Switching Chuyển mạch nhn đa

giao thức NGN Next Generation Network Mạng (viễn thông) thế hệ

gian thực SCTP Stream Control Transfer

Protocol

Giao thức truyền tải dòng

điều khiển

SG Signalling Gateway Thiết bị cổng báo hiệu C7 SIP Session Initiation Protocol Giao thức khởi tạo phiên

Trường đánh dấu số router mà gói tin còn có thể truyền qua trước khi

bị hủy UDP User Datagram Protocol Giao thức truyền dữ liệu

không tin cậy, không định hướng kết nối

VCI Virtual Channel Identifier Số nhận dạng kênh ảo

mạng IP

đường/tuyến ảo

WDM Wavelength Division Multiplex Ghép kênh theo bước

sóng

mạng điện thoại di động

Hình 4.5 Báo hiệu cho một cuộc gọi của Softswitch

Hình 5.1 Kiến trúc lớp ứng dụng của NGN

Hình 6.1 Mô hình mạng AP/ATM

Hình 6.2 Nghẽn cố chai trong IP/ATM

Hình 6.3 Kiến trúc cơ bản một nút MPLS sử dụng định tuyến IP

Hình 7.1 Chế độ hoạt động khung của MPLS

Chương I Chương Mở đầu I.1 Sơ bộ về mạng viễn thông

Mạng viễn thông là một tập hợp các phương tiện truyền đưa thông tin từ

đầu phát tới đầu thu Một trong những nhiệm vụ của mạng viễn thông ngày nay là cung cấp các dịch vụ thông tin phục vụ khách hàng

Mạng viễn thông bao gồm các thiết bị chuyển mạch, các thiết bị truyền dẫn, môi trường truyền dẫn và các thiết bị đầu cuối

Thiết bị chuyển mạch gồm có tổng đài nội hạt và tổng đài các quá giang các cấp Các đầu cuối, còn gọi là thuê bao, được kết nối vào tổng đài nội hạt Các tổng đài nội hạt này được kết nối vào tổng đài quá giang để hình thành nên một đường truyền dẫn dùng chung cho phép kết nối giữa tất cả các thuê bao và mạng được hình thành một cách kinh tế

Thiết bị truyền dẫn dùng để kết nối đầu cuối với tổng đài nội hạt hoặc kết nối giữa các tổng đài với nhau Thiết bị truyền dẫn thực hiện truyền đưa tín hiệu điện giữa các tổng đài

Môi trường truyền dẫn là môi trường mang (môi trường mà trong đó tín hiệu truyền lan) tín hiệu chứa thông tin Môi trường truyền dẫn có thể là vô tuyến hoặc hữu tuyến Vô tuyến có vệ tinh, vi ba Hữu tuyến có cáp quang, cáp kim loại

Thiết bị đầu cuối là thiết bị kết nối với tổng đài nội hạt và chuyển tín hiệu điện trên mạng thành tín hiệu giao tiếp với con người Trong mạng điện thoại truyền thống đó là máy điện thoại, máy fax, tổng đài PABX

Mạng viễn thông có thể đơn giản hóa như hình 1.1

Hình 1.1 Mô hình đơn giản hóa mạng viễn thông Mạng viễn thông hiện nay được chia làm nhiều loại: mạng hình lưới, mạng hình sao, mạng vòng kín, mạng tổng hợp Các mạng khác nhau có ưu nhược điểm khác nhau cho phép phù hợp với đặc điểm của từng vùng địa lý hay vùng lưu lượng khác nhau Nhưng nói chung mạng viễn thông có thể được phân cấp như sau:

Cấp 1 : Trung tâm chuyển mạch quá giang cấp quốc tế

Cấp 2 : Trung tâm chuyển mạch quá giang cấp quốc gia (đường dài) Cấp 3 : Trung tâm chuyển mạch quá giang nội hạt

Cấp 4 : Chuyển mạch nội hạt

Cấp 5 : Chuyển mạch khu vực

I.2 Mạng viễn thông hiện nay

Trước khi xem xét mạng NGN, việc điểm qua một số điểm về mạng viễn thông hiện tại nên được thực hiện Các mạng viễn thông hiện nay có đặc

điểm là tồn tại một cách riêng lẻ, ứng với một dịch vụ lại có một mạng viễn thông riêng biệt để phục vụ dịch vụ đó:

- Mạng Telex: để chuyển bản tin ký tự được m hóa

- Mạng PSTN: Phục vụ thoại bao gồm tổng đài nội hạt và các tổng

đài quá giang nội hạt (tổng đài tandem) Các tổng đài này có kiến trúc tập trung và kiến trúc độc quyền của từng nhà sản xuất, độc quyền cả phần cứng và phần mềm Trong đó PSTN tiếng nói được

số hóa và truyền qua các kênh truyền 64kbps qua hệ thống chuyển mạch kênh

- ISDN: Là mạng số đa dịch vụ ISDN cung cấp cả các dịch vụ thoại

và dịch vụ phi thoại trong cùng một mạng Một hạn chế của ISDN

là các dịch vụ mới phát triển trên ISDN phải tương thích với tốc độ dòng số 64kbps ISDN phải chứa đựng tính thông minh để cho phép cung cấp nhiều dịch vụ Tuy vậy, tính thông minh này đôi khi được

đặt tại đầu cuối chứ không phải mạng Và vì thế, cấu trúc mạng cũng như dịch vụ của ISDN giữa các quốc gia là khác nhau

- Mạng truyền số liệu PSDN: mạng chuyển mạch gói cho phép trao

đổi dữ liệu giữa các máy tính theo giao thức X.25 và mạng truyền

số liệu chuyển mạch kênh theo giao thức X.21

- Truyền hình: qua phát quảng báo hoặc mạng cáp hoặc phát qua vệ tinh tới trực tiếp máy thu

- Mạng máy tính trong phạm vi nhỏ: mạng LAN, WAN cùng với các giao thức, kỹ thuật của chúng.(Khái niệm nhỏ là nhỏ quy mô, giới hạn người dùng, chứ không có nghĩa là nhỏ về địa lý)

- Mạng GSM: Là mạng cung cấp dịch vụ thoại, giống như mạng PSTN, nhưng qua đường truy nhập vô tuyến

Mỗi mạng được thiết kế cho một mục đích riêng biệt và không thể dùng cho mục đích khác Ví dụ không thể truyền tiếng nói qua mạng X.25, chưa thể dùng mạng LAN, WAN để phục vụ đại chúng

Về góc độ dịch vụ mạng viễn thông hiện tại có thể chia thành các mạng

điện thoại cố định, mạng điện thoại di động và mạng truyền số liệu

Về góc độ kỹ thuật mạng có thể phân chia thành mạng chuyển mạch, mạng truy nhập, mạng báo hiệu và mạng đồng bộ

I.3 Đặc điểm của mạng viễn thông hiện tại và xu hướng phát triển của dịch vụ

Như đ thấy ở trên, hiện nay có rất nhiều loại mạng khác nhau đang song song tồn tại Mỗi loại mạng yêu cầu phương phá thiết kế, vận hành, khai thác, bảo dưỡng khác nhau Như vậy mạng viễn thông hiện nay có rất nhiều nhược điểm, quan trọng nhất là:

- Chỉ truyền được dịch vụ tương ứng với từng mạng

- Thiếu mềm dẻo: Trong tương lai có thể có các dịch vụ mới ra đời

mà chưa dự đoán được, nhưng chắc chắn rằng tốc độ dữ liệu cần thiết cho dịch vụ là khác nhau Mạng hiện nay chưa đáp ứng được

- Kém hiệu quả trong việc bảo dưỡng, vận hành

- Tài nguyên sẵn có của một mạng không thể chia sẻ cho dịch vụ khác được

- Kiến trúc tổng đài là độc quyền khiến cho các nhà khai thác phụ thuộc hoàn toàn vào nhà cung cấp tổng đài Điều này gây tốn nhiều thời gian và tiền bạc khi muốn nâng cấp và triển khai ứng dụng mới

- Tổng đài chuyển mạch kênh đ trở nên lạc hậu và không đáp ứng

được nhu cầu của khách hàng, khi lưu lượng dữ liệu vượt qua lưu lượng thoại thì chuyển mạch kênh gây lng phí tài nguyên và không hiệu quả

Hiện nay, các nhà khai thác mạng đang thu lợi nhuận chủ yếu trên các dịch vụ kết nối cơ bản(thoại, kênh thuê riêng, Frame Relay ) Tuy nhiên,

thống kê cho thấy có có sự giảm lợi nhuận từ các dịch vụ này, và các dịch vụ

số liệu thì liên tục tăng trưởng, đặc biệt là các dịch vụ số liệu trên nền tảng mạng IP Vì thế, các nhà khai thác buộc phải tìm kiếm các dịch vụ dựa trên nền IP để đảm bảo lợi nhuận lâu dài Theo dự báo, các dịch vụ Intranet, Internet, VPN sẽ là dịch vụ phát triển trong tương lai Hiện tại các dịch vụ này

đang được triển khai trên nền mạng số liệu là PSDN/ISDN

Các nhà khai thác thấy rõ một sự hội tụ giữa mạng PSTN và mạng PSDN Họ cần tiếp tục cung cấp các dịch vụ truyền thống(thoại, băng cơ bản) cho các khách hàng truyền thống và dựa trên cơ sở hạ tầng có sẵn, mặt khác

họ cũng cần cung cấp các dịch vụ mới để thu hút khách hàng mới và đảm bảo lợi nhuận Về mặt mạng lưới, họ cần đó chính là một cơ sở hạ tầng mạng duy nhất cung cấp đầy đủ các dịch vụ (tương tự – số, thoại – dữ liệu, băng rộng – băng hẹp, thời gian thực – có trễ ) Tuy mạng có thể cung cấp nhiều dịch vụ nhưng việc quản lý phải tập trung, giảm chi phí bảo dưỡng vận hành, đồng thời vẫn hỗ trợ các dịch vụ hiện có Mạng NGN chính là câu trả lời của yêu cầu/xu hướng trên

Phần I

Mạng ngn - mạng lõi đa dịch vụ tốc độ cao

Phần này sẽ giới thiệu tổng quan về mạng NGN

Các đặc điểm của mạng, cấu trúc mạng NGN sẽ đ−ợc đề

cập đến đầu tiên Tiếp theo đó là chuyển mạch và báo

hiệu trong mạng Cuối cùng sẽ là đề cập sơ bộ đến dịch

vụ trên nền mạng NGN

Chương II Mạng viễn thông thế hệ mới - NGN

Thực chất NGN – Next Generation Network, một cách chính xác phải

được dịch và được hiểu là mạng viễn thông thế hệ kế tiếp, có nghĩa là mạng NGN cho phép xây dựng trên nền cơ sở hạ tầng đ có sẵn và tiếp tục phục vụ các dịch vụ mà mạng viễn thông hiện tại đang cung cấp Tuy nhiên, đôi lúc NGN được nhìn nhận là mạng viễn thông thế hệ mới, mới ở đây là nhấn mạnh

đến cấu trúc mạng mới, và khả năng/ưu điểm trong khai thác, triển khai các dịch vụ mới của mạng, không có nghĩa là mạng cung cấp dịch vụ mới hoàn toàn và được xây dựng mới hoàn toàn Chương này gọi NGN là mạng viễn thông thế hệ mới vì sẽ chủ yếu tập trung vào các đặc điểm mới của mạng

Mạng viễn thông thế hệ mới có nhiều tên gọi khác nhau:

- Mạng đa dịch vụ: Cung cấp nhiều dịch vụ khác nhau

- Mạng hội tụ: Cấu trúc mạng hội tụ, cung cấp cả thoại và số liệu

- Mạng phân phối: Phân phối tính thông minh của mạng cho nhiều phần tử trong mạng

Cho tới hiện nay, mặc dù được nhiều tổ chức viễn thông quốc tế và các hng cung cấp thiết bị viễn thông chú ý phát triển nhưng vẫn chưa có một định nghĩa cụ thể về mạng viễn thông thế hệ mới Tuy nhiên, có thể khẳng định rằng, NGN là sự kết hợp của công nghệ viễn thông truyền thống với công nghệ truyền dẫn tiên tiến và công nghệ thông tin Trong NGN, ta có thể thấy

sự hội tụ của công nghệ truyền dẫn quang tốc độ cao với công nghệ chuyển mạch gói, các giao thức báo hiệu trên nền mạng chuyển mạch gói

Do chưa thể có định nghĩa chính thức về mạng NGN nên ta xem xét các

đặc điểm của NGN để phân biệt NGN với các mạng khác Tiếp theo đó, ta sẽ tìm hiểu sơ bộ các công nghệ của mạng NGN và các vấn đề cần quan tâm khi phát triển mạng NGN

II.1 Bốn đặc điểm chính của mạng NGN

II.1.1 Nền tảng mạng là hệ thống mạng mở

Phần cứng là phần cứng mở (như của Intel, SUN, HP, Cisco )

đa chức năng không còn là kiến trúc độc quyền (kiến trúc phần cứng đó

có thể dùng làm thiết bị viễn thông hoặc thiết bị điện toán khác, không như trước đây kiến trúc tổng đài của một hng chỉ có thể dùng làm tổng

cứ vào nhu cầu dịch vụ

Các giao thức chuẩn cho phép các nhà khai thác có thể tự do dùng các phần tử chức năng của các nhà cung cấp khác nhau trong tổ chức mạng và, quan trọng hơn cả, cho phép kết nối giữa các mạng có cấu hình khác nhau

II.1.2 Dịch vụ độc lập với mạng lưới

Dịch vụ độc lập với điều khiển dịch vụ(điều khiển cuộc gọi) và dịch vụ độc lập với truyền tải Ví dụ trước NGN: thoại thì phải dùng E1/T1 (hoặc PDH/SDH ở cấp truyền dẫn cao hơn) cùng với báo hiệu SS7 Mạng gói IP thì phải dùng Ethernet/Token ring (hoặc gói lại truyền

trên Frame Relay/ATM trong mạng WAN) và các giao thức IP routing Không thể có sự phối hợp nào khác

II.1.3 Mạng NGN là chuyển mạch gói, dựa trên một giao thức thống nhất

Trong mạng viễn thông hiện nay, trong số các mạng: mạng máy tính, mạng số liệu, mạng viễn thông hay mạng truyền hình cáp không

có mạng nào có thể sử dụng làm nền tảng xây dựng hạ tầng cơ sở thông tin Tuy nhiên, trong những năm gần đây, với sự phát triển của công nghệ IP, người ta đẫ thấy khả năng thống nhất tất cả các mạng trên trong một mạng IP duy nhất

IP thực tế đ trở thành một giao thức vạn năng và bắt đầu được sử dụng làm cơ sở cho các mạng đa dịch vụ, dù IP còn có nhiều bất lợi so với chuyển mạch kênh về hỗ trợ lưu lượng thoại và QoS nói chung cho cả thoại và số liệu Tốc độ phát triển nhanh chóng của thế giới IP cùng với sự phát triển của các tiêu chuẩn mở mới sẽ sớm khắc phục các yếu

điểm trên

II.1.4 Có dung lượng cao và ngày càng tăng, tính thích ứng cũng ngày càng tăng, có đủ dung lượng để đáp ứng nhu cầu

II.2 Công nghệ dùng trong mạng NGN

II.2.1 Công nghệ truyền dẫn

Công nghệ truyền dẫn trong mạng NGN sẽ là SDH và WDM chủ yếu là trên cáp sợi quang

- Cáp quang cung cấp băng thông rất rộng cho phép thiết lập các

đường truyền dẫn tốc độ cao, nhiễu thấp Công nghệ quang hiện tại cho phép truyền tín hiệu quang đi rất xa với tỉ lệ lỗi rất thấp so với các môi trường truyền dẫn khác Mạng cáp quang hiện nay truyền tải trên 60% lưu lượng thông tin trên toàn thế giới

- Công nghệ SDH cho phép tạo đường truyền dẫn tốc độ cao (n*155Mbps) với khả năng bảo vệ của các mạch vòng, khả năng hoạt động linh hoạt, mềm dẻo, thuận tiện cho khai thác và điều hành quản lý

- WDM là công nghệ ghép kênh theo bước sóng cho phép tận dụng hết băng thông lớn của cáp quang Công nghệ ghép kênh WDM cho phép nâng tốc độ truyền dẫn trên sợi quang lên 10Gbps, 20Gbps Hiện nay đ có một số sản phẩm thương mại truyền dẫn quang ở tốc

độ 60Gbps, các tốc độ 120Gbps và cao hơn đang được thí nghiệm Công nghệ SDH cũng phát triển trong lĩnh vực vi ba, tuy nhiên do những hạn chế về môi trường truyền nên tốc độ và chất lượng truyền dẫn không cao như truyền dẫn trong sợi quang

Các đường truyền dẫn bằng vệ tinh quỹ đạo thấp (LEO) và quỹ

đạo trung bình (MEO) cũng được sử dụng, đặc biệt là với các dịch vụ truyền hình DTH (Direct to Home), truy nhập Internet băng thông rộng, HDTV Ngoài các ứng dụng quảng bá, viễn thông nông thôn, với sự kết hợp công nghệ CDMA, thông tin vệ tinh cũng có xu hướng phát triển trong lĩnh vực thông tin di động và thông tin cá nhân

định cụ thể Nhưng chắc chắn đó là chuyển mạch gói tốc độ cao cho phép hoạt động với nhiều tốc độ khác nhau cung cấp được QoS cho các dịch vụ khác nhau Các nghiên cứu về chuyển mạch quang cũng đang ở giai đoạn thử nghiệm Dưới đây ta điểm sơ lược về công nghệ IP và ATM

Sự phát triển đột biến của IP gần đây là một thực tế không thể phủ nhận IP là giao thức chuyển tiếp gói tin, gói tin sẽ được truyền đến

đích bằng cách xác định điểm đến tiếp theo của nó Các router IP xác

định điểm đến tiếp theo của gói tin thông qua địa chỉ đích của gói tin(gần đây, một số thông số khác cũng được quan tâm để chọn đường) Tại tất cả các điểm trung gian, việc tìm đường đều được lặp lại với mọi gói tin Như vậy, đường đi của các gói tin là không được xác định trước

và mọi thay đổi về đường đi đều không thể xác định trước và không

được quan tâm Chính đặc điểm trên tạo cho mạng IP khả năng mở rộng

dễ dàng và nâng cao độ tin cậy, đồng thời mạng IP cũng rất thích hợp với các loại lưu lượng mang tính nhất thời (burst như truyền file, Web ) nhưng cũng khiến cho IP không thích hợp với các ứng dụng yêu cầu QoS khá chặt chẽ như thoại, hoặc các dịch vụ cần có định tuyến rõ ràng (theo đích hoặc theo các tham số dịch vụ nào đó)

ATM là công nghệ chuyển mạch gói, trong đó các gói tin có chiều dài ngắn, cố định, header cũng có chiều dài cố định Vị trí các gói tin không phụ thuộc vào đồng hồ đồng bộ.Các gói tin được phân bổ tùy theo nhu cầu băng thông của dịch vụ Với các kỹ thuật trên, ATM cho phép truyền dẫn tốc độ cao(do độ dài header và gói là cố định nên mọi việc xử lý có thể lập trình cố định trước, dễ dàng thực hiện bằng phần cứng), gói tin nhỏ cho phép trễ truyền dẫn và biến động trễ nhỏ ATM còn là kỹ thuật truyền dẫn định hướng kết nối (Connection Oriented), kết nối tạo lập trước khi dữ liệu được truyền trên kênh và kết nối được

giữ trong suốt quá trình truyền dữ liệu Trong ATM, các nút trung gian không tiến hành định tuyến lại mà chỉ thực hiện việc định tuyến dựa trên các nhn được gán cho từng kết nối Vì những lý do trên mà ATM cho phép truyền tin với tốc độ cao hơn, QoS được đảm bảo hơn, thích hợp với nhiều dịch vụ khác nhau

II.2.3 Công nghệ mạng truy nhập

Mạng NGN cho phép nhiều loại hình mạng truy nhập vào một môi trường truyền dẫn chung Đó có thể là truy nhập quang, truy nhập vô tuyến, truy nhập cáp đồng Đặc biệt khi mạng lõi là tốc độ cao và

đa dịch vụ thì sẽ thúc đẩy mạnh xu hướng phát triển mạng truy nhập băng rộng

II.3 Các vấn đề cần quan tâm khi phát triển mạng NGN

Trước hết các nhà cung cấp dịch vụ cần xem xét cơ sở hạn tầng TDM

mà họ đ lắp đặt và đối đầu với khó khăn về đầu tư: nên tiếp tục mở rộng tổng

đài TDM hay là xây dựng mạng NGN xếp chồng lên mạng TDM hiện có hay

là thậm chí thay thế các tổng đài truyền thống bằng các chuyển mạch công nghệ mới sau này Họ cũng cần xem xét ảnh hưởng của việc sử dụng Internet trên cơ sở hạ tầng mạng hiện có Từ đó, cần tìm ra phương thức cung cấp các dịch vụ mới cho khách hàng trong thời kỳ quá độ trước khi mạng được chuyển lên NGN một cách đầy đủ

Vần đề lớn nhất khi phát triển NGN hiện nay là: thoại vẫn là dịch vụ căn bản không thể thiếu Tuy nhiên, mạng IP là là mạng mang tính “best effort” (điều này sẽ được trình bày chi tiết hơn trong chương 5 Giới thiệu về mạng IP) chưa có cơ chế đảm bảo chất lượng thoại trên IP Vấn đề các nhà

cung cấp sẽ phải đối mặt là: đầu tư phát triển, mở rộng mạng IP theo nhiều hướng: vẫn đảm bảo khả năng cung cấp đa dịch vụ, lợi thế của IP, trong khi vẫn phải đảm bảo chất lượng thoại qua IP

Một khía cạnh khác để đảm bảo chất lượng mạng là quy mô mạng phải

đủ lớn để cung cấp dịch vụ cho khách hàng, phải đáp ứng đặc trưng của NGN

là khả năng cung cấp các dịch vụ mới và tăng số lượng giao diện mở Nhưng dung lượng lớn cộng với nhiều giao diện mở cũng đồng nghĩa tiềm ẩn nhiều nguy cơ về an ninh mạng Do đó, đảm bảo an toàn thông tin mạng NGN trở thành vấn đề sống còn của các nhà khai thác Các công cụ an ninh và các mật m phải luôn luôn được quan tâm và luôn luôn sẵn sàng

Một vấn đề không kém phần quan trọng là các giải pháp quản lý thích hợp cho mạng NGN Mạng NGN cần có một mạng quản lý làm việc trong môi trường đa nhà đầu tư, đa nhà khai thác, đa dịch vụ nhưng vẫn phải có tính logic và đơn giản ở mức chấp nhận được

II.4 Kết luận

Chương này cung cấp một cái nhìn cơ bản về mạng NGN: định nghĩa,

đặc tính cơ bản của mạng NGN, các công nghệ nền tảng cho mạng NGN, các vấn đề còn bỏ ngỏ, và các thách thức khi tiến lên NGN từ mạng viễn thông hiện tại

Xu thế thay thế cơ sở hạ tầng mạng viễn thông để đáp ứng các dịch vụ mới là không thể thay đổi Tuy còn nhiều thách thức, vấn đề chưa được giải quyết nhưng mạng NGN vẫn là một giải pháp tốt nhất, là ứng cử viên cho cơ

sở hạ tầng mạng viễn thông thế hệ tiếp theo và là một giải pháp mang tính dài hạn cho triển khai các dịch vụ mới trên mạng viễn thông Vì thế, việc tìm hiểu, triển khai NGN là cần thiết Chương tiếp theo sẽ cung cấp một cái nhìn sâu hơn về mạng NGN mô hình, cấu trúc mạng NGN :

Chương III Cấu trúc mạng ngn

Cho tới nay, mạng thế hệ sau vẫn là một xu hướng mới, vẫn chưa có một khuyến nghị chính thức nào của ITU về cấu trúc của nó Nhiều hng sản xuất thiết bị viễn thông lớn trên thế giới đ đưa ra mô hình cấu trúc của mạng viễn thông thế hệ mới như Alcatel , Siemens, Ericsson, Lucent, Nortel Kèm theo các mô hình là các dòng sản phẩm khác nhau Trong số các dòng sản phẩm có mô hình cấu trúc mạng của các hng Ericsson, Siemens, Alcatel là tương đối rõ ràng và giải pháp mạng là khá cụ thể

Nhìn chung, về mặt logic, trong các mô hình của các hng nói trên, cấu trúc mạng NGN bao gồm các lớp chức năng:

- Lớp kết nối (Access and Transport)

Nếu nhìn từ góc độ kinh doanh và nhà cung cấp dịch vụ thì mô hình cấu trúc mạng NGN có thêm lớp ứng dụng để cung cấp dịch vụ cho người sử dụng Trong môi trường phát triển cạnh tranh sẽ có rất nhiều thành phần tham gia kinh doanh trong lớp ứng dụng dịch vụ

Hình 3.1 Cấu trúc mạng NGN từ góc độ nhà khai thác Dưới đây, chúng ta sẽ tìm hiểu chi tiết hơn về cấu trúc luận lý (cấu trúc logic) mạng NGN

III.1 Cấu trúc logic mạng NGN

Hình 3.2 Cấu trúc logic mạng NGN

Kiến trúc mạng NGN sử dụng nền tảng là chuyển mạch gói cho cả dữ liệu lẫn thoại Kiến trúc mạng NGN phân chia các khối chức năng vững chắc của tổng đài hiện nay thành các lớp mạng riêng lẻ, các lớp này liên kết chặt chẽ với nhau qua các giao diện mở tiêu chuẩn

Tính thông minh của xử lý cuộc gọi cơ bản trong chuyển mạch PSTN truyền thống được tách ra khỏi phần chuyển mạch và đặt vào thiết bị tách rời khỏi phần chuyển mạch(ở trong NGN là chuyển mạch gói dữ liệu) hình thành lên lớp điều khiển Thiết bị này có thể là Media Gateway Controller (Cổng

điều khiển truyền thông, trong luận văn, sẽ sử dụng nguyên bản tiếng Anh, bởi việc dịch các từ trên có thể gây mất đi ít nhiều ý nghĩa của thiết bị) còn gọi là Call Agent, chính thiết bị này đóng vai trò điều khiển trong kiến trúc mạng thế

hệ mới Việc điều khiển cuộc gọi thông qua Media Gateway Controller (MGC) hay Call Agent còn được gọi là chuyển mạch mềm(softswitch - chuyển mạch bằng phần mềm, thay vì bằng phần cứng như chuyển mạch truyền thống PSTN) Các giao diện mở hướng tới ứng dụng mạng thông minh (IN Application) và các server ứng dụng mới tạo điều kiện dễ dàng cho việc nhanh chóng cung cấp các dịch vụ và đảm bảo đưa dịch vụ ra thị trường trong thời gian ngắn

Tại lớp truyền thông, các Media Gateway được đưa vào sử dụng để làm thích ứng thoại và các phương tiện khác với mạng chuyển mạch gói Các media gateway này được sử dụng để phối ghép hoặc với thiết bị đầu cuối của khách hàng (RGW- Residental Gateway), hoặc với các mạng truy nhập (AGW- Access Gateway) hoặc với mạng PSTN (TGW- Trunk Access) Các server này thực hiện rất nhiều chức năng khác nhau, chẳng hạn như cung cấp các âm quay số hoặc thông báo Ngoài ra, chúng còn có các chức năng tiên tiến hơn như : trả lời bằng tiếng nói tương tác và biến đổi văn bản sang tiếng nói hoặc tiếng nói sang văn bản

Tiếp theo chúng ta sẽ xem xét lần lượt các lớp cụ thể của mạng NGN

III.1.1 Lớp truyền dẫn và truy nhập

sử dụng

Lớp truyền dẫn trong NGN được định nghĩa gồm cả chức năng truyền tải và cả chức năng chuyển mạch Vì thế, trong lớp truyền dẫn của NGN bao gồm cả các hệ thống chuyển mạch và các hệ thống định tuyến cuộc gọi Các nút chuyển mạch có thể là router, hoặc router IP/ATM, hoặc router IP/MPLS, đó cũng có thể là các chuyển mạch kênh PSTN truyền thống hoặc các chuyển mạch của PLMN, tuy nhiên

kỹ thuật truyền tải chính vẫn là ATM và IP/MPLS

Lớp truyền dẫn của NGN phải có khả năng hỗ trợ các mức QoS khác nhau cho cùng một loại dịch vụ cũng như cho các dịch vụ khác nhau Lớp truyền dẫn trong NGN phải có khả năng lưu trữ, quản lý các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng dịch vụ trên mạng(jitter, kích thước gói, tốc độ, độ trễ, tỉ lệ mất gói ) Các lớp bên trên sẽ đưa ra yêu cầu về chất lượng dịch vụ và lớp truyền dẫn sẽ phải đảm bảo thực hiện các yêu cầu đó, hoặc từ chối thiết lập cuộc gọi với chất lượng dịch vụ được yêu cầu

III.1.1.2 Phần truy nhập

Như tên gọi, lớp truy nhập cung cấp các kết nối giữa các thuê bao

đầu cuối với mạng đường trục (cũng thuộc lớp truyền dẫn) qua các cổng Media Gateway thích hợp Mạng NGN cho phép kết nối với hầu hết các thiết bị truy nhập đầu cuối như điện thoại IP, máy tính PC, tổng đài PABX, điện thoại số ISDN, di động vô tuyến, di động vệ tinh, VoIP

Tại lớp vật lý, cáp đồng và xDSL là các công nghệ hiện đang

được sử dụng, trong tương lai cáp quang sẽ dần chiếm ưu thế trong mạng truy nhập hữu tuyến Mạng truy nhập vô tuyến, đó sẽ là thông tin

di động GSM hoặc CDMA và các truy nhập vô tuyến cố định Tại lớp 2

và lớp 3, công nghệ IP sẽ được sử dụng làm nền tảng cho mạng truy nhập

- Các cổng giao tiếp: TG – Trunking Gateway kết nối giữa mạng lõi với mạng PSTN/ISDN, WG – Wireless Gateway kết nối giữa mạng lõi với mạng di động

Lớp truyền thông có khả năng tương thích giữa các kỹ thuật truy nhập khác với kỹ thuật chuyển mạch gói IP hoặc ATM ở mạng đường trục Nghĩa là lớp truyền thông thực hiện chức năng đổi các loại môi trường (như PSTN, LAN, vô tuyến ) thành môi trường truyền dẫn gói được áp dụng trong phạm

vi mạng lõi và ngược lại Nhờ có lớp truyền thông, các nút chuyển mạch ATM+IP và các hệ thống truyền dẫn sẽ thực hiện được chức năng chuyển mạch, định tuyến cuộc gọi giữa các thuê bao thuộc các mạng truy nhập khác nhau dưới sự điều khiển của các thiết bị thuộc lớp điều khiển

III.1.3 Lớp điều khiển

Lớp điều khiển bao gồm các hệ thống điều khiển còn được gọi là Softswitch mà thành phần chính là Media Gateway Controller hay Call Agent

được kết nối với các thành phần khác để quản lý cuộc gọi, quản lý địa chỉ như:

SG – Signalling Gateway, MS – Media Server, FS – Feature Server, AS – Application Server

Lớp điều khiển cần được tổ chức theo kiểu module và có thể bao gồm một số bộ điều khiển độc lập, ví dụ bộ điều khiển riêng cho báo hiệu C7, bộ

điểu khiển riêng cho IP/MPLS

Lớp điều khiển có nhiệm vụ kết nối để thông suốt cuộc gọi từ đầu cuối

đến đầu cuối với bất kỳ loại giao thức và báo hiệu nào Cụ thể lớp điều khiển cần thực hiện:

- Định tuyến lưu lượng giữa các khối chuyển mạch

- Thiết lập yêu cầu, điều chỉnh và thay đổi các kết nối, các luồng,

điều khiển nhn (label mapping) giữa các Media Gateway

- Phân bổ lưu lượng và chỉ tiêu chất lượng với mỗi kết nối và giám sát, điều khiển để đảm bảo QoS

- Thực hiện báo hiệu tới đầu cuối thông qua các MG Thống kê và ghi lại các thông số chi tiết về cuộc gọi, thực hiện các cảnh báo

- Thu nhận thông tin báo hiệu từ các đầu cuối, các MG và chuyển đến thành phần thích hợp trong lớp điều khiển

- Quản lý và bảo dưỡng hoạt động của các tuyến kết nối thuộc phạm

vi điều khiển Thiết lập và quản lý hoạt động của các luồng yêu cầu

đối với chức năng dịch vụ trong mạng Báo hiệu với các thành phần ngang cấp

Các chức năng quản lý chăm sóc khách hàng cũng được tích hợp trong lớp điều khiển Nhờ các giao diện mở nên dịch vụ và truyền dẫn được tách biệt, cho phép việc triển khi dịch vụ dễ dàng, nhanh chóng và không phụ thuộc vào môi trường truyền dẫn

III.1.4 Lớp ứng dụng

Lớp ứng dụng gồm các server dịch vụ cung cấp các ứng dụng cho khách hàng thông qua lớp truyền tải Lớp ứng dụng cung cấp các dịch vụ có băng thông khác nhau và ở nhiều mức độ chất lượng dịch vụ khác nhau Một số dịch vụ sẽ tự làm chủ logic của chúng, trong khi một số dịch vụ khác (thoại truyền thống là một điển hình) được điều khiển từ lớp điều khiển

Lớp ứng dụng liên kết với lớp điều khiển qua các giao diện API mở Các giao diện này cho phép mọi nhà khai thác có thể tùy ý phát triển thêm các dịch vụ mới trên

Một số ví dụ về ứng dụng dịch vụ:

Đây là một lớp đặc biệt xuyên suốt các lớp từ lớp kết nối tới lớp ứng dụng Tại lớp quản lý, người ta có thể triển khai kế hoạch xây dựng một mạng như mạng TMN để theo dõi điều phối các thành phần mạng viễn thông đang hoạt động Tuy nhiên chức năng quản lý trong NGN có khác biệt với chức năng quản lý của mạng viễn thông truyền thống Trong NGN mạng quản lý làm việc trong môi trường đa nhà khai thác, đa nhà đầu tư, quản lý tách khỏi

điều khiển, không giống với chức năng quản lý của mạng viễn thông truyền thống

Tổng hợp từ các lớp trên, ta thấy mô hình các thực thể chức năng của mạng NGN như hình 3.3

AS-F: Application Server Function IW-F: Interworking Function MGC-F: Media Gateway Control Function R-F: Routing Function

CA-F: Call Agent Function A-F: Accounting Function

SG-F: Signaling Gateway Function MG-F: Media Gateway Function

Hình 3.3 Mô hình thực thể chức năng trong mạng NGN

Chức năng của từng thực thể chức năng như sau:

- AS-F: đây là thực thể thi hành các ứng dụng nên nhiệm vụ chính là cung cấp các logic dịch vụ và thi hành một hay nhiều các ứng dụng/dịch vụ

- MS-F: cung cấp các dịch vụ tăng cường cho xử lý cuộc gọi MS-F hoạt động như một server để xử lý các yêu cầu từ AS-F hoặc MGC-

- R-F: cung cấp thông tin định tuyến cho MGC-F

- A-F: Cung cấp thông tin cho việc tính cước

- SG-F: Convert thông tin báo hiệu từ mạng PSTN sang mạng IP và ngược lại

- MG-F: convert thông tin/protocal từ mạng truyền dẫn này sang mạng truyền dẫn khác

III.2 Cấu trúc vật lý mạng NGN

Như đ nói NGN là mạng xây dựng trên cơ sở hạ tầng mạng viễn thông sẵn có, nên việc xây dựng NGN hết sức chú trọng tới kết nối với các mạng viễn thông sẵn có, nhằm tận dụng thiết bị hiện có để đạt hiệu quả khai thác tối

đa

III.2.1 Cấu trúc vật lý mạng NGN

H×nh 3.4 CÊu tróc vËt lý m¹ng NGN

III.2.2 C¸c thµnh phÇn m¹ng vµ chøc n¨ng

Trong m¹ng viÔn th«ng thÕ hÖ míi cã rÊt nhiÒu thµnh phÇn cÇn quan t©m, nh−ng ë ®©y ta chØ nghiªn cøu nh÷ng thµnh phÇn chÝnh thÓ hiÖn râ nÐt sù tiªn tiÕn cña NGN so víi m¹ng viÔn th«ng truyÒn thèng Cô thÓ lµ :

1 Media Gateway (MG)

2 Media Gateway Controller (MGC - Call Agent - Softswitch)

3 Signaling Gateway (SG)

4 Media Server (MS)

5 Application Server (Feature Server)

III.2.2.1 Media gateway

Media Gateway cung cấp phương tiện để truyền tải thông tin thoại, dữ liệu, fax và video giữa mạng gói IP và mạng PSTN Để truyền dữ liệu thoại vào mạng gói, mẫu thoại cần được nén lại và đóng gói lại

Đặc biệt ở MG người ta sử dụng một bộ xử lý tín hiệu số DSP (Digital Signal Processors) thực hiện các chức năng : chuyển đổi AD (analog to digital), nén m thoại/ audio, triệt tiếng vọng, bỏ khoảng lặng, m hóa, tái tạo tính hiệu thoại, truyền các tín hiệu DTMF,…

Các chức năng của một MG:

- Truyền dữ liệu thoại sử dụng giao thức RTP (Real Time Protocol)

- Cung cấp khe thời gian T1/E1 hay tài nguyên xử lý tín hiệu số (DSP Digital Signal Processing) dưới sự điều khiển của Media Gateway Controller (MGC) Đồng thời quản lý tài nguyên DSP cho dịch vụ này

- Hỗ trợ các giao thức sẵn có trên các mạng thoại truyền thống qua T1/E1

- Quản lý tài nguyên và kết nối T1/E1

III.2.2.2 Media Gateway Controller

MGC là thực thể chức năng chính của Softswitch, MGC đưa ra các quy luật xử lý cuộc gọi còn MG và SG sẽ thực hiện các quy luật đó MGC điều kiển SG thiết lập và kết thúc cuộc gọi MGC chính là phần tử

điều khiển logic chuyển đổi cuộc gọi giữa các môi trường mạng khác nhau PSTN, SS7, IP MGC chịu trách nhiệm quản lý lưu lượng thoại qua suốt các mạng khác nhau Trong một số mô hình của các nhà cung cấp khác nhau, MGC có thể được gọi dưới cái tên Call Agent(CA) MGC kết hợp với MG hoặc SG sẽ là thành phần cơ bản, tối thiểu của một Softswitch

Các chức năng cơ bản của MGC

- Quản lý cuộc gọi Hỗ trợ thực hiện các giao thức thiết lập cuộc gọi thoại : H.323, SIP, các giao thức điều khiển truyền thông : MGCP, Megaco, H.248

- Quản lý lớp dịch vụ và chất lượng dịch vụ bằng các giao thức mới RTCP

- Xử lý báo hiệu SS7 : SIGTRAN (SS7 over IP)

- Thực hiện định tuyến cuộc gọi Định tuyến mà MGC thực hiện là

định tuyến của Softswitch: Cuộc gọi được thực hiện qua các MG nào MGC nào, lưu giữ bảng định tuyến, phân tích số, format lại số B (Còn có định tuyến truyền dẫn: Ví dụ giao tiếp MGC tới MG mà

nó quản lý từ góc độ nhìn của Softswitch là một giao tiếp trực tiếp, nhưng thực tế chạy qua nhiều node backbone và cần giao thức định tuyến trên các node backbone này( có thể là định tuyến IP hoặc IP/ATM hoặc MPLS ))

- Ghi lại các thông tin chi tiết của cuộc gọi để tính cước (CDR- Call Detail Record)

- Điều khiển quản lý băng thông

- Đối với quản lý Media Gateway : Xác định và cấu hình thời gian thực cho các DSP, phân bổ kênh thoại, truyền dẫn thoại ( m hóa, nén, đóng gói)

- Đối với quản lý Signalling Gateway: Các loại kết nối SS7, các bộ xử

lý thời gian (SS7 Timers), cấu hình kết nối SS7

III.2.2.3 Signalling Gateway

SG là thiết bị kết nối giữa mạng SS7 với mạng IP lõi của NGN

SG hoạt động dưới sự điều phối của MGC Ta có thể dễ dàng thấy rằng

SG là động tác convert báo hiệu giữa hai mạng SG làm cho Softswitch trở nên giống như một nút/điểm báo hiệu trên mạng báo hiệu SS7 bằng cách thực hiện chức năng của một điểm báo hiệu truyền thống trong mạng SS7, đồng thời gửi thông tin đến MGC giúp mọi báo hiệu liên quan đều được MGC quản lý, đảm bảo sự quản lý thông suốt từ mạng

IP đến mạng SS7 của MGC được thực hiện

Các chức năng của SG:

- Cung cấp một kết nối vật lý đến mạng báo hiệu

- Truyền thông tin báo hiệu giữa Media Gateway Controller và Signaling Gateway thông qua mạng IP

- Cung cấp đường dẫn truyền dẫn cho thoại, dữ liệu và các dạng dữ liệu khác (Thực hiện truyền dữ liệu là nhiệm vụ của Media Gateway)

- Cung cấp các hoạt động SS7 có sự sẵn sàng cao cho các dịch vụ viễn thông

III.2.2.4 Media Server

Là thành phần hỗ trợ không bắt buộc của Softswitch được sử dụng để xử lý các thông tin đặc biệt Media Server cung cấp các khả năng xử lý tín hiệu số (DSP) với hiệu suất cao Chức năng cơ bản của Media Server:

- Cung cấp các chức năng voicemail cơ bản

- Khả năng nhận fangj tiếng nói (nếu có)

- Hội nghị truyền hình

- Chuyển đổi thoại – văn bản

III.2.2.5 Application Server/ Feature Server

Application server là server cung cấp dịch vụ của doanh nghiệp Hầu hết các server này tự quản lý dịch vụ chúng cung cấp và các trao

đổi đều thông qua mạng IP, chính vì vậy, chúng không bị ràng buộc nhiều với softswitch Các dịch vụ cơ bản truyền thống thường được thực hiện bởi CA, Application server thường cung cấp thêm các dịch vụ cộng thêm

III.3 Kết luận

Chương này đ trình bày tổng quan về cấu trúc mạng NGN cùng với các chức năng của mạng NGN Cấu trúc logic của mạng cho thấy rõ ràng các chức năng mà NGN cung cấp cùng với các thực thể chức năng để đảm bảo mạng thực hiện đầy đủ các chức năng của một mạng NGN Cấu trúc vật lý cho thấy thực hiện thực tế các chức năng của một số nhà cung cấp thiết bị NGN

Như vậy, các thiết bị, chức năng của mạng NGN hoạt động như thế nào

để đảm bảo vẫn cung cấp được các dịch vụ hiện có đồng thời có thể dễ dàng triển khai thêm dịch vụ mới? Chương sau sẽ trình bày về báo hiệu và chuyển mạch trong NGN, cách liên kết các chức năng, hoàn thiện thêm cái nhìn về mạng NGN