108 Trang 5 Danh mục các ký hiệu, chữ viết tắt Thuật ngữ Tiếng Anh Tiếng Việt Adsl Asynchronous Digital Subs Line Đờng truyền thuê bao bất đối xứng AF Accounting Function Chức năng A
Bộ GIáO DụC Và ĐàO TạO TRƯờNG ĐạI HọC BáCH KHOA Hµ NéI LUËN V¡N TH¹C Sỹ KHOA HọC 10B NGàNH: điện tử viễn thông 6B Xử Lý CHấT LƯợng thoại mạng 0B hệ - NGN 1B đặNG ANH TUấN 4B Hà Nội - 2006 7B Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! 17061131478091000000 Bộ GIáO DụC Và ĐàO TạO TRƯờNG ĐạI HọC BáCH KHOA Hà NộI LUậN VĂN THạC Sỹ KHOA HọC 11B NGàNH: điện tử viễn thông 8B Mà số: Xử Lý CHấT LƯợng thoại mạng 2B hệ - NGN 3B đặNG ANH TUấN 5B Ngời hớng dẫn khoa học: PGS Đoàn nhân lộ Hà Nội - 2006 9B Mục lục Danh mục ký hiệu, chữ viết tắt Danh mục hình vẽ đồ thÞ I/Më ®Çu II/ Chơng 1: Sơ lợc tình hình phát triển ngành viễn thông quốc tế nh nớc Sự cần thiết phải tiến lên mạng công nghệ NGN (Next Generation Network) 10 1.1 Tình hình viễn thông giới năm gần 11 1.1.1 Công nghệ chuyển mạch IP (Internet Protocol) 12 1.1.2 Công nghệ chuyển mạch ATM(Asynchorous Transfer Mode) 16 1.1.3 Công nghệ chuyển mạch MPLS(Multi Protocol Label Switch) 17 1.1.4 Xu hớng phát triển mạng chuyển mạch kênh 20 1.1.5 Xu hớng phát triển mạng chuyển mạch gói 22 1.1.6 Công nghệ dịch vụ mạng 22 1.1.6.1 Mạng liệu kªnh thuª bao (DDN) 22 1.1.6.2 Mạng số tích hợp dịch vụ (ISDN) 22 1.1.6.3 M¹ng chun m¹ch gãi (Packet Switching) 24 1.1.7 Thị trờng viễn thông trªn thÕ giíi 27 1.2 Tình hình viễn thông Việt Nam cần thiết tiến lên mạng NGN 29 1.2.1 Sơ lợc mạng viễn thông Việt Nam 29 1.2.2 Hạn chế mạng viễn thông 30 III / Ch¬ng 1: Mạng viễn thông hệ NGN 32 2.1 Định nghĩa 32 2.2 Tỉng quan vỊ cÊu tróc m¹ng NGN 34 2.2.1Sự tiến hoá từ mạng có lên mạng NGN 35 2.2.2 CÊu tróc ln lý cđa m¹ng NGN 42 2.2.3 CÊu tróc vËt lý cđa m¹ng NGN 52 2.2.4 T×m hiĨu chi tiÕt vỊ Media Gateway Controller 55 2.2.4.1 Kh¸i niƯm chun m¹ch mỊm 57 2.2.4.2 Vị trí chuyển mạch mềm mô hình phân lớp chức NGN 58 2.2.4.3 Thành phần cđa chun m¹ch mỊm 60 2.2.4.4 Khái quát hoạt động chuyển mạch mềm Softswitch 62 2.2.4.5 u điểm ứng dụng chuyển mạch mềm 64 2.2.4.6 Các giao thức hoạt động mạng NGN 65 IV/ Chơng 3: Xử lý chất lợng thoại mạng NGN 73 3.1 Các thông số ảnh hởng đến QoS VoIP 73 3.1.1 §é trƠ 73 3.1.1.1 TrÔ CODEC 73 3.1.1.2 TrƠ ®ãng gãi 74 3.1.1.3 TrƠ trªn hàng đợi 74 3.1.1.4 TrƠ chun tiÕp 74 3.1.1.5 TrƠ trun dÉn 75 3.1.1.6 TrÔ nèi tiÕp 75 3.1.1.7 TrƠ bé ®Ưm Jitter 75 3.1.2 Jitter gãi (TrÔ biến động mạng) 76 3.1.3 MÊt gãi 78 3.2 Khëi t¹o cuéc gäi VoIP 79 3.2.1 Cấu trúc chức mạng VoIP NGN 80 3.2.2 CÊu tróc vËt lý cđa m¹ng VoIP NGN 84 3.3 Chất lợng dịch vơ cho VoIP trªn NGN 87 3.3.1 Dịch vụ cố gắng tối đa (Best Effort) 88 3.3.2 Dịch vụ tích hợp (IntService) 89 3.3.3 DÞch vơ ph©n líp (DiffServ) 91 3.3.4 Một số thuật toán cho quản lý tắc nghẽn hàng đợi 94 3.3.4.1 Priority Queuing (PQ) 95 3.3.4.2 Custom Queuing (CQ) 96 3.3.4.3 Weighted Fair Queuing (WFQ) 97 3.4 Sử dụng IP/MPLS kết hợp Diffserv MPLS-TE 99 3.4.1 Diffserv MPLS 100 3.4.2 Kü tht lu lỵng MPLS (MPLS-TE) 103 V/ kÕt luËn thảo luận 108 VI/ tài liệu tham khảo 110 Danh môc ký hiệu, chữ viết tắt Thuật ngữ Tiếng Anh Asynchronous Digital Subs Line Adsl Accounting Function AF Application Interface Api Tiếng Việt Đờng truyền thuê bao bất đối xứng Chức Account đặc tính cớc Giao diện ứng dụng më ASF Application Server Function Asynchronous Time Division mutiplexing Chøc server ứng dụng Ghép kênh phân chia theo thời gian không đồng Asynchronous Transfer Mode Bit Error Rate Chế độ truyền dẫn không đồng Tỉ lệ lỗi bit Border Gateway Protocol Call Agent Function Giao thøc cæng đấu nối biên Chức điều khiển gọi Định tun ®a miỊn Atdm Atm BER BGP CAF CIDR CSN CSR DDN DQDB DSL DSLAM DWDM FDM FEC Classless Interdomain Routing Circuit Switch Network Cell Switch Router Defense Data Network Distributed Queuing Data Bus Digital Subs Line DSL Access Multiplexing Mạng chuyển mạch kênh Bộ định tuyến chuyển mạch cell Mạng liệu kênh thuê bao Phân phối Bus liệu hàng đợi Đờng truyền thuê bao số Bộ ghép kªnh truy nhËp DSL Dense Wave Division Multiplexing GhÐp kªnh phân chia theo bớc sóng mật độ cao FSK IAD Frequency Division Multiplexing Forwarding Equivalent Class Frequency Shift Key Intergrated Access Device Ghép kênh phân chia theo tần số Nhóm chuyển tiếp tơng đơng Bộ khoá chuyển dịch theo tần số Thiết bị truy cập tích hợp IETF IN Internet Engineering Task Force Intelligent Network Ban chuyên trách Internet Mạng th«ng minh IPOA ISO IP Over ATM IP qua ATM International Standard Organization Tỉ chøc tiªu chn qc tÕ ISP Internet Service Provider Interworking Function Local Area Network Nhµ cung cấp dịch vụ Internet Chức liên vùng Mạng côc bé Label Distribution Protocol Label Switching Protocol Label Switching Router Giao thức phân phối nhÃn Giao thức chuyển mạch nhÃn Bộ định tuyến chuyển mạch nhÃn Least Stable Sequence Problem Media Gateway Media Gateway Function Vấn đề chuỗi có tính ổn định Cổng đấu nối Chức cỉng ®Êu nèi IwF LAN LDP LSP LSR LSSP MG MG-F MGCP Media Gateway Controll Protocol Giao thøc ®iỊu khiĨn cổng đấu nối MGC-F Media Gateway ControllerFunction Chức điều khiĨn cỉng ®Êu nèi MGC MPLS Media Gateway Controller Bé ®iỊu khiĨn cỉng ®Êu nèi Multi Protocol Label Switching Multi IP Over ATM Main Switch Unit Bé chun m¹ch nh·n ®a giao thøc §a IP qua ATM Bé xư lý chÝnh Media Server Function MTP2 User Adaption MTP3 User Adaption Chức server trung kế Đáp ứng lớp MTP §¸p øng líp MTP Next Generation Network Open System Interconnection Open Shortest Path First M¹ng thÕ hƯ míi HƯ thống mở Tìm đờng dẫn ngẵn Passive Optical Network Mạng quang thụ động Plain Old Telephone Service Phase Shift Keying Dịch vụ địên thoại truyền thống Bộ khoá chuyển dịch pha Packet Switching Network Mạng chuyển mạch gói MPOA MSU MS-F M2UA M3UA NGN osi OspF PON POTS Psk psn RF RGW RPT RTFM Qam qos SCCP Sdh SEN SIP SG-F Sg SMDS Sonet Spf Ss7 SUA Te Tdm TGW UAC UAS Vc Routing Function Chức định tuyÕn Resident Gateway Resident Packet Transport Realtime Flow Mesurement Cæng ®Êu nèi trùc tiÕp Trun dÉn gãi trùc tiÕp §o luồng thời gian thực Quadrature Amplitude Modulation Điều chế biên độ cầu phơng Quality of Service Signaling Connection Control Part Chất lợng dịch vụ Phần điều khiển kết nối báo hiÖu Synchronous Digital Hirearchy Service Excutive Node HÖ thèng ghÐp kênh đồng Nút thực thi dịch vụ Session Initiation Protocol Signaling GatewayFunction Signaling Gateway Switch Multigegabit Data Service Giao thức phiên Chức cổng báo hiệu Cổng báo hiệu Dịch vụ chuyển mạch liệu Gegabit Synchronuos Optical Network Shortest Path First Mạng quang đồng Đờng dẫn ngắn nhÊt Signaling System No7 SCCP User Adaption Traffic Engineering Time Division Multiplexing Hệ thống báo hiệu số Đáp ứng SCCP Kỹ thuật lu lợng Ghép kênh phân chia theo thêi gian Trunk Gateway User Agent Client Cæng trung kÕ ®Êu nèi Vci User Agent Server Virtual Channel Virtual Channel Information ứng dụng khách ứng dụng chủ Kênh ảo Thông tin kênh ảo Vpi wan Virtual Path Information Wide Area Network Thông tin đờng ảo Mạng diện rộng DANH MụC CáC HìNH Vẽ, Đồ THị Hình 1.1: Mối quan hệ loại chuyển mạch gói khác 25 Hình 1.2: So sánh chuyển mạch gói tốc độ cao X.25 27 Hình 1.3: Biểu đồ tăng trởng lu lợng thoại liệu 28 Hình 1.4: Số thuê bao Internet toàn giới 28 Hình 1.5: Tỷ lệ lu lợng thoại liệu từ năm 1996-2003 29 Hình2.1: Topo m¹ng thÕ hƯ sau 35 H×nh 2.2: Sù héi tơ mạng 37 Hình 2.3: Mạng PSTN 38 Hình 2.4: Phát triĨn lªn NGN 38 Hình 2.5: Các dịch vụ khác 39 Hình 2.6: Mạng 39 Hình 2.7: Mạng tơng lai gÇn 40 Hình 2.8: Mạng tơng lai 40 H×nh 2.9: Sự phát triển mạng hữu tuyến dựa công nghệ IP 41 Hình 2.10: Cấu trúc mạng hÖ sau 43 Hình 2.11:Cấu trúc mạng dịch vụ NGN(Nhìn từ góc độ dịch vụ) 43 Hình 2.12: Cấu trúc ln lý cđa m¹ng NGN 44 Hình 2.13: Mô hình NGN với Softswitch lớp điều khiển 48 Hình 2.14: Cấu trúc mạng chuyển mạch đa dịch vụ 49 Hình 2.15: Các thực thể chức NGN 51 H×nh 2.16: CÊu tróc vËt lý m¹ng NGN 53 Hình 2.17: Các thành phần chÝnh m¹ng NGN 53 H×nh 2.18: CÊu tróc cđa Sofswitch 54 Hình 2.19: Cấu trúc mạng thÕ hÖ sau NGN 56 Hình 2.20: Vị trí chuyển mạch mềm mô hình phân lớp chức NGN 57 Hình 2.21: Kết nối MGC với thành phần khác mạng NGN 59 Hình 2.22: Chức Media Gateway Controller 60 H×nh 2.23: Giao thøc sử dụng thành phần 61 H×nh 2.24: VÝ dơ sư dơng Media Gateway Controller 62 Hình 2.25: Các giao thøc sư dơng NGN 65 Hình 2.26: Minh hoạ gọi sư dơng giao thøc SIP 68 H×nh 2.27: Minh ho¹ vỊ cc gäi sư dơng giao thức SIP 69 Hình 2.28: Mô hình chức SIGTRAN 70 H×nh 2.29: CÊu tróc gãi RTP 71 H×nh 2.30: Mào đầu RTP 71 Hình 3.1: Mô hình thông số trễ mạng 75 Hình 3.2: Mô hình đệm Jitter 76 H×nh 3.3: HiƯn tỵng Jitter 76 H×nh 3.4: Jitter 77 H×nh 3.5: MÊt gãi mÊt kªt nèi vËt lý 78 H×nh 3.6: Gãi bÞ h háng 78 Hình 3.7: Bộ đệm bị tràn 78 Hình 3.8: Mất gói gói bị loại bỏ 79 H×nh 3.9: Mô hình chức mạng VoIP 81 H×nh 3.10: KÕt nèi cho m¹ng truy nhËp 84 Hình 3.11: Cấu trúc mạng VoIP NGN 86 Hình 3.12: Mô hình chất lợng dịch vụ 88 Hình 3.13: Mô hình hoạt động Intservice 89 Hình 3.14: Mô hình hoạt động Intservice 90 Hình 3.15: Mô hình DiffServ cho Router lõi 91 Hình 3.16: Sự phân líp c¸c gãi DSCP Diffserv 94 Hình 3.17: Chức ToS gói VoIP 94 Hình 3.18: Mô hình cho quản lý hàng đợi PQ 95 Hình 3.19: Mô hình cho quản lý hàng đợi CQ 96 Hình 3.20: Mô hình cho quản lý hàng đợi cđa FWQ 97 H×nh 3.21: So sánh Intserv Diffserv 98 Hình 3.22: Trễ gói cho định tuyến đờng khác 98 Hình 3.23: Trễ gói bị tắc nghẽn nút mạng 99 Hình 3.24: Mô hình mạng Pure IP 99 Hình 3.25: Sắp xếp DSCP vào EXP E-LSP 100 H×nh 3.26: E-LSP MPLS 101 Hình 3.27: Sắp xếp DSCP vào EXP L-LSP 102 H×nh 3.28: L-LSP m¹ng MPLS 102 Hình 3.29: Mô hình quản lý hàng đợi 103 H×nh 3.30: Luồng gói đợc hỗ trợ MPLS-TE 104 Hình 3.31:Mô hình hỗ trợ MPLS với Diffserv 105 H×nh 3.32: VÝ dụ sử dụng hỗ trợ IP/MPLS với Diffserv 106 Mở đầu Hiện với bùng nổ thông tin toàn cầu, nhu cầu trao đổi thông tin ngày lớn Cùng với phát triển ngành viễn thông phát triển không ngừng để đáp ứng nhu cầu trao đổi thông tin Ngày với phát triển không ngừng xà hội, nhu cầu trao đổi thông tin khách hàng ngày đa dạng phức tạp Để đáp ứng đợc nhu cầu phức tạp đó, mạng viễn thông phải ngày phát triển để cung cấp nhiều loại hình dịch vụ cho đối tợng khách hàng khác Hiện với nhiều loại công nghệ mạng viễn thông khác cung cấp nhiều loại hình dịch vụ khác nh thoại, truyền hình, th điện tử, hộp th thoại Các loại hình dịch vụ có đặc điểm khác nhng phân loại làm hai loại dịch vụ thời gian thực (thoại, hội nghị truyền hình) dịch vụ phi thời gian thực (dữ liệu, hộp th thoại) Do đặc điểm khác nên công nghệ viễn thông trớc cung cấp đồng thời dịch vụ tảng mạng Điều dẫn đến việc quản lý không đợc tập trung, khó tơng thích loại hình dịch vụ khác gây nên hiệu sử dụng nh kinh doanh không cao Một thực tế cho thấy việc đầu t mạng viễn thông công nghệ cần chi phí đầu t ban đầu lớn mạng công nghệ viễn thông đáp ứng phần lớn nhu cầu dịch vụ khách hàng để thuận tiện cho việc xây dựng, vận hành, bảo dỡng quản lý mạng với việc phát triển thêm loại hình dịch vụ phục vụ lớp đối tợng khách hàng mà mạng cũ không đáp ứng đợc, ngời ta đà đa loại công nghệ mạng cung cấp tất loại dịch vụ trªn