Bài giảng: Mạng NGN pdf

Bài giảng Mạng NGN BÀI GIẢNG NGN Chương 2: Cấu trúc NGN - 20 - CHƯƠNG 2: CẤU TRÚC MẠNG NGN WX I. SỰ TIẾN HÓA TỪ MẠNG HIỆN CÓ LÊN NGN 1. Chiến lược tiến hóa Trong nhiều năm gần đây, nền công nghiệp Viễn thông vẫn đang trăn trở về vấn đề phát triển công nghệ căn bản nào và dùng mạng gì để hỗ trợ các nhà khai thác trong bối cảnh luật viễn thông đang thay đổi nhanh chóng, cạnh tranh ngày càng gia tăng mạnh mẽ. Khái niệm mạng thế hệ mới (hay còn gọi là mạng thế hệ tiếp theo - NGN) ra đời cùng với việc tái kiến trúc mạng, tận dụng tất cả các ưu thế về công nghệ tiên tiến nhằm đưa ra nhiều dòch vụ mới, mang lại nguồn thu mới, góp phần giảm chi phí khai thác và đầu tư ban đầu cho các nhà kinh doanh. Một chiến lược để phát triển nhòp nhàng từ mạng hiện tại sang kiến trúc mạng mới là rất quan trọng nhằm giảm thiểu yêu cầu đầu tư trong giai đoạn chuyển tiếp, trong khi sớm tận dụng được những phẩm chất của mạng NGN. Tuy nhiên bất kỳ bước đi nào trong tiến trình chuyển tiếp này cũng cần tạo điều kiện dễ dàng hơn cho mạng để rốt cuộc vẫn phát triển sang kiến trúc NGN dựa trên chuyển mạch gói. Bất cứ giải pháp nào được chọn lựa thì các hệ thống chuyển mạch truyền thống cũng sẽ phải tồn tại bên cạnh các phần tử mạng công nghệ mới trong nhiều năm tới. Mạng thế hệ sau được tổ chức dựa trên các nguyên tắc cơ bản sau : - Đáp ứng nhu cầu cung cấp các loại hình dòch vụ viễn thông phong phú, đa dạng, đa dòch vụ, đa phương tiện. - Mạng có cấu trúc đơn giản. - Nâng cao hiệu quả sử dụng, chất lượng mạng lưới và giảm thiểu chi phí khai thác và bảo dưỡng. - Dễ dàng mở rộng dung lượng, phát triển các dòch vụ mới. - Độ linh hoạt và tính sẵn sàng cao, năng lực tồn tại mạnh. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com BÀI GIẢNG NGN Chương 2: Cấu trúc NGN - 21 - Việc tổ chức mạng dựa trên số lượng thuê bao theo vùng đòa lý và nhu cầu phát triển dòch vụ, không tổ chức theo đòa bàn hành chính mà tổ chức theo vùng mạng hay vùng lưu lượng. Ở đây, chủ yếu chúng ta xem xét quá trình tiến hóa về cấu trúc từ mạng hiện có lên cấu trúc mạng NGN. SONET Transport TDM Access Circuit Switching SONET Transport Frame/ Cell Access ATM Switching SONET Transport IP Access IP Routing/Sw. Internet ATM, FR PSTN Transport SONET Optical Access IP ATM FR TDM Switching ATM SVCs IP MPLS SS7 Mạng hiện tại Mạng thế hệ sau (NGN) … Hình 2-1 Nhu cầu tiến hóa mạng Như hình vẽ, chúng ta nhận thấy mạng viễn thông hiện tại gồm nhiều mạng riêng lẻ kết hợp lại với nhau thành một mạng “hỗn tạp”, chỉ được xây dựng ở cấp quốc gia, nhằm đáp ứng được nhiều loại dòch vụ khác nhau. Xét đến mạng Internet, đó là một mạng đơn lớn, có tính chất toàn cầu, thường được đề cập theo một loạt các giao thức truyền dẫn hơn là theo một kiến trúc đặc trưng. Internet hiện tại không hỗ trợ QoS cũng như các dòch vụ có tính thời gian thực ( như thoại truyền thống). Do đó, việc xây dựng mạng thế hệ mới NGN cần tuân theo các chỉ tiêu : 1. NGN phải có khả năng hỗ trợ cả cho các dòch vụ của mạng Internet và của mạng hiện hành. 2. Một kiến trúc NGN khả thi phải hỗ trợ dòch vụ qua nhiều nhà cung cấp khác nhau. Mỗi nhà cung cấp mạng hay dòch vụ là một thực thể riêng lẻ Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com BÀI GIẢNG NGN Chương 2: Cấu trúc NGN - 22 - với mục tiêu kinh doanh và cung cấp dòch vụ khác nhau, và có thể sử dụng những kỹ thuật và giao thức khác nhau. Một vài dòch vụ có thể chỉ do một nhà cung cấp dòch vụ đưa ra, nhưng tất cả các dòch vụ đều phải được truyền qua mạng một cách thông suốt từ đầu cuối đến đầu cuối. 3. Mạng tương lai phải hỗ trợ tất cả các loại kết nối (hay còn gọi là cuộc gọi), thiết lập đường truyền trong suốt thời gian chuyển giao, cả cho hữu tuyến cũng như vô tuyến. Vì vậy, mạng NGN sẽ tiến hóa lên từ mạng truyền dẫn hiện tại (phát triển thêm chuyển mạch gói) và từ mạng Internet công cộng ( hỗ trợ thêm chất lượng dòch vụ QoS). Tính thông minh tập trung Tính thông minh phân tán đến các CPE Thế giới InternetThế giới điện thoại Mạng dòch vụ mới với kiến trúc thông minh phân tán Chiến lược phát triển mới Hình 2-2 Chiến lược phát triển Để thực hiện việc chuyển dòch một cách thuận lợi từ mạng viễn thông hiện có sang mạng thế hệ mới, việc chuyển dòch phải phân ra làm ba mức (ở hai lớp : kết nối và chuyển mạch) Trước hết là chuyển dòch ở lớp truy nhập và truyền dẫn. Hai lớp này bao gồm lớp vật lý, lớp 2 và lớp 3 nếu chọn công nghệ IP làm nền cho mạng thế hệ mới. Trong đó : 3 Công nghệ ghép kênh bước sóng quang DWDM sẽ chiếm lónh ở lớp vật lý 3 IP/MPLS làm nền cho lớp 3 3 Công nghệ ở lớp 2 phải thỏa mãn: • Càng đơn giản càng tốt • Tối ưu trong truyền tải gói dữ liệu Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com BÀI GIẢNG NGN Chương 2: Cấu trúc NGN - 23 - • Khả năng giám sát chất lượng, giám sát lỗi và bảo vệ, khôi phục mạng khi có sự cố phải tiêu chuẩn hơn của công nghệ SDH/SONET 3 Hiện tại công nghệ RPT (Resilient Packet Transport) đang phát triển nhằm đáp ứng các chỉ tiêu này. Xây dựng mạng truy nhập băng rộng (như ADSL, LAN, modem cáp,…) để có thể cung cấp phương thức truy nhập băng rộng hướng đến phân nhóm cho thuê bao, cho phép truy nhập với tốc độ cao hơn. Hiện nay, việc xây dựng mạng con thông minh đang được triển khai một cách toàn diện, điều đó cũng có nghóa là việc chuyển dòch sang mạng NGN đã bắt đầu. Thứ hai là chuyển dòch mạng đường dài (mạng truyền dẫn). Sử dụng cổng mạng trung kế tích hợp hoặc độc lập, chuyển đến mạng IP hoặc ATM, rồi sử dụng chuyển mạch mềm để điều khiển luồng và cung cấp dòch vụ. Sử dụng phương thức này có thể giải quyết vấn đề tắt nghẽn trong chuyển mạch kênh. Mạng lõi IP Hiện tại Các mạng dòch vụ riêng lẻ Tương lai Mạng đa dòch vụ Dòch vụ PSTN/ISDN Cellular PLMN CATV Liên mạng trên cơ sở IP Điều khiển và quản lý các dòch vụ truy nhập Content Các mạng truy nhập, truyền dẫn, chuyển mạch riêng lẻ Media Gateway Wireline Access Wireless Access Cable Access Data/IP Network Hình 2-3 Sự hội tụ giữa các mạng Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com BÀI GIẢNG NGN Chương 2: Cấu trúc NGN - 24 - ]  So sánh công nghệ mạng hiện tại và tương lai : Thành phần mạng Công nghệ hiện tại Công nghệ tương lai Mạng truy nhập - Cáp xoắn băng hẹp - Truyền hình cáp số và tương tự chuyên dụng - GSM không dây - Cáp quang - Cáp xoắn băng hẹp - GSM không dây - Truyền hình cáp số và tương tự chuyên dụng - Cáp quang - Cáp xoắn băng rộng - Modem cáp - IP qua vệ tinh - Ethernet Chuyển mạch và đònh tuyến - Tổng đài PSTN - Chuyển mạch ATM - Chuyển mạch Frame Relay - Đònh tuyến IP - Đònh tuyến IP - Chuyển mạch quang Mạng truyền dẫn đường trục - PDH - SDH - DWDM Cùng với sự tiến hóa ở lớp truy nhập và truyền dẫn, chức năng chuyển mạch của tổng đài ở lớp điều khiển được thay thế bằng một phần mềm chuyển mạch thông minh gọi là Softswitch (hay Call Agent) : Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com BÀI GIẢNG NGN Chương 2: Cấu trúc NGN - 25 - Khối chuyển mạch Dòch vụ, ứng dụng và các đặc tính (Trung tâm quản lý, cung cấp, dự phòng) Chuyển mạch mềm (Trung tâm điều khiển cuộc gọi) Phần cứng truyền dẫn Chuyển mạch mềmChuyển mạch kênh Ứng dụng và dòch vụ Điều khiển cuộc gọi và chuyển mạch Phần cứng truyền dẫn _ Nhà cung cấp đưa ra tất cả các giải pháp trong một khối chuyển mạch duy nhất : Phần cứng, phần mền mà các trình ứng dụng _ Khách hàng phụ thuộc nhà cung cấp : không có đổi mới, chi phí vận hành và bảo dưỡng cao _ Các giải pháp đưa ra từ nhiều nhà cung cấp, ở nhiều mức độ khác nhau với nhiều sản phẩm nguồn mở theo chuẩn . _ Khách hàng tự do chọn lựa những sản phẩm tốt nhất để xây dựng từng lớp mạng trong hệ thống. Các chuẩn mở cho phép mở rộng và giảm chi phí. APIsOpen Protocols APIsOpen Protocols MGCP ISUP/ SCTP RTP RTP SIP MGCP MGCP Internet Hình 2- 4 Hoạt động của chuyển mạch mềm trong NGN Thứ ba là mạng chuyển dòch mạng nội hạt. Tổng đài điện thoại có rất nhiều giá máy và nhiều dữ liệu dòch vụ thoại nội hạt, không chỉ đầu tư lớn mà việc cải tạo cũng sẽ rất khó khăn. Có thể dùng thiết bò tổng hợp truy nhập băng rộng, có dung lượng lớn, thay thế giá máy thuê bao hiện có, dùng cổng mạng truy nhập tốc độ cao đến mạng IP, nhằm nâng cấp chuyển Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com BÀI GIẢNG NGN Chương 2: Cấu trúc NGN - 26 - mạch mềm và bộ phục vụ ứng dụng, bảo đảm cho dòch vụ thoại nội hạt và dòch vụ IP. 2. Sự tiến hóa từ các mạng hiện có lên NGN  Sự phát triển từ PSTN lên NGN Thoại luôn là dòch vụ được xét đến hàng đầu trong quá trình xây dựng mạng. Do đó, ở đây ta xem xét một minh họa về sự chuyển dòch thoại từ PSTN sang NGN . Mạng PSTN hiện tại : PSTN PBX SS7 POTS POTS RDT PRI/E1 / T1 GR. 303 IMT A- link Class 4/5 Switch Phát triển lên NGN : PSTN PBX SS7 POTS RDT PRI/E1 / T1 GR. 303 IMT Media Server Sinaling gateway Trunk gateway Access gateway Residental gateway MGC A-link VoPacket Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com BÀI GIẢNG NGN Chương 2: Cấu trúc NGN - 27 -  Đối với các mạng dòch vụ khác : IP Network Wireless Network SS7 Các Server dòch vụ và quản lý Softswitch xDSL, modem cáp, Ethernet Internet SGW MG MG GE, MAN MG Từ những phân tích trên, chúng ta xây dựng sự tiến hóa bằng sơ đồ lớp chức năng của các mạng : • Mạng hiện tại : IP/ MPLS TDM WDM/ DWDM/ Sợi quang SDH/ SONET GE Thoại Các ứng dụng Internet Thoại Dữ liệu Dữ liệu ATM/FR IP Thoại Các ứng dụng Internet Video Các ứng dụng Internet IP GE : Gigabit Ethenet Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com BÀI GIẢNG NGN Chương 2: Cấu trúc NGN - 28 - • Mạng trong tương lai gần: IP/ MPLS TDM DWDM PDH,SDH/ SONET GE Thoại Các ứng dụng Internet Thoại Dữ liệu Dữ liệu ATM/FR IP Thoại Các ứng dụng Internet Video Các ứng dụng Internet IP SDH/ SONET, GE IP/MPLS RPT Thoại Các ứng dụng Internet Video Các ứng dụng mới Dữ liệu Giải trí • Mạng tương lai: IP/ MPLS, kết nối dựa trên nền IP (IP Internetworking) DWDM RPT Thoại Các ứng dụng Internet Giải trí Dữ liệu Các ứng dụng mới Video Lớp điều khiển Lớp media Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com [...]... khác nữa - 41 - BÀI GIẢ and Split Chương 2: Cấ Simpo PDF Merge NG NGN Unregistered Version - http://www.simpopdf.com u trúc NGN III CẤU TRÚC VẬT LÝ NGN - Next Gerneration Network – cần được hiểu rõ là mạng thế hệ sau hay mạng thế hệ kế tiếp mà không phải là mạng hoàn toàn mới, nên khi xây dựng và phát triển mạng theo xu hướng NGN, người ta chú ý đến vấn đề kết nối mạng thế hệ sau với mạng hiện hành... Gateway) kết nối giữa mạng lõi với mạng truy nhập, RG (Residental gateway) kết nối mạng lõi với mạng thuê bao tại nhà Các cổng giao tiếp : TG (Trunking Gateway) kết nối giựa mạng lõi với mạng PSTN/ISDN, WG (Wireless Gateway) kết nối mạng lõi với mạng di động, - Chức năng : Lớp truyền thông có khả năng tương thích các kỹ thuật truy nhập khác với kỹ thuật chuyển mạch gói IP hay ATM ở mạng đường trục Hay...BÀI GIẢ and Split Chương 2: Cấ Simpo PDF Merge NG NGN Unregistered Version - http://www.simpopdf.com u trúc NGN Sự phát triển của mạng hữu tuyến dựa trên công nghệ IP : Truyền thống SS7 CO CO PBX PBX Sofswitch SS7 Softswitch CO VoPacket Gateway switch CO Gateway switch PBX PBX Con đường phát triển của các mạng hiện tại là tạo ra một mạng chuyển mạch gói bên cạnh mạng PSTN để hỗ trợ... gọi - 34 - BÀI GIẢ and Split Chương 2: Cấ Simpo PDF Merge NG NGN Unregistered Version - http://www.simpopdf.com u trúc NGN - Chức năng : Lớp truyền tải trong cấu trúc mạng NGN bao gồm cả chức năng truyền dẫn và chức năng chuyển mạch Lớp truyền dẫn có khả năng hỗ trợ các mức QoS khác nhau cho cùng một dòch vụ và cho các dòch vụ khác nhau Nó có khả năng lưu trữ lại các sự kiện xảy ra trên mạng (kích... Gateway), MS (Media Sever), FS (Feature Server), AS (Application Server) - 36 - BÀI GIẢ and Split Chương 2: Cấ Simpo PDF Merge NG NGN Unregistered Version - http://www.simpopdf.com u trúc NGN 1 2 Mạng viễn thông 3 4 5 6 7 8 9 8 # * SS7 Softswitch MGC / call Agent Signaling Gateway Media gateway Mạng IP Feature Server Media Server Mạng khác IBM Compatible Hình 2-8 Các thành phần của Softswitch Theo MSF (MutiService... đầu cuối và mạng đường trục ( thuộc lớp truyền dẫn) qua cổng giao tiếp MGW thích hợp Mạng NGN kết nối với hầu hết các thiết bò đầu cuối chuẩn và không chuẩn như các thiết bò truy xuất đa dòch vụ, điện thoại IP, máy tính PC, tổng đài nội bộ PBX, điện thoại POTS, điện thoại số - 35 - BÀI GIẢ and Split Chương 2: Cấ Simpo PDF Merge NG NGN Unregistered Version - http://www.simpopdf.com u trúc NGN ISDN, di... LAN RSVP, Mobile IP, IP Sec AAA Charging Network Management GE, MAN Wireless Hình 2-11 - Cấu trúc vật lý mạng NGN - 42 - Wireless PC xDSL Digi TV Business/ Residental Users BÀI GIẢ and Split Chương 2: Cấ Simpo PDF Merge NG NGN Unregistered Version - http://www.simpopdf.com u trúc NGN 2 Các thành phần mạng và chức năng SOFSWITCH Web PSTN IVR Directory Charging Server AAA SCP INAP analog ISUP SG SG MGC... GIẢ and Split Chương 2: Cấ Simpo PDF Merge NG NGN Unregistered Version - http://www.simpopdf.com u trúc NGN 2.1 Media Gateway (MG) Hình 2-13 Cấu trúc của 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 Trong mạng PSTN, dữ liệu thoại được mang trên kênh DS0 Để truyền dữ liệu này vào mạng gói, mẫu thoại cần được nén lại... giữa các mạng có đặc tính khác nhau, như PSTN, SS7, mạng IP Nó chòu trách nhiệm quản lý lưu lượng thoại và dữ liệu qua các mạng khác nhau Nó còn được gọi là Call Agent do chức năng điều khiển các bản tin Một MGC kết hợp với MG, SG tạo thành cấu hình tối thiểu cho Softswitch - 45 - BÀI GIẢ and Split Chương 2: Cấ Simpo PDF Merge NG NGN Unregistered Version - http://www.simpopdf.com u trúc NGN SCP STP... sự phát triển cấu trúc mạng - 51 - BÀI GIẢ and Split Chương 2: Cấ Simpo PDF Merge NG NGN Unregistered Version - http://www.simpopdf.com u trúc NGN Hình 2-16 Các xu hướng phát triển trong công nghệ mạng 1 IP Sự phát triển đột biến của IP, sự tăng trưởng theo cấp số nhân của thuê bao Internet đã là một thực tế không còn ai có thể phủ nhận Hiện nay lượng dòch vụ lớn nhất trên các mạng đường trục trên thực . Bài giảng Mạng NGN BÀI GIẢNG NGN Chương 2: Cấu trúc NGN - 20 - CHƯƠNG 2: CẤU TRÚC MẠNG NGN WX I. SỰ TIẾN HÓA TỪ MẠNG HIỆN CÓ LÊN NGN 1. Chiến. MPLS SS7 Mạng hiện tại Mạng thế hệ sau (NGN) … Hình 2-1 Nhu cầu tiến hóa mạng Như hình vẽ, chúng ta nhận thấy mạng viễn thông hiện tại gồm nhiều mạng riêng lẻ kết hợp lại với nhau thành một mạng. Sự hội tụ giữa các mạng Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com BÀI GIẢNG NGN Chương 2: Cấu trúc NGN - 24 - ]  So sánh công nghệ mạng hiện tại và