CẤU TRÚC CỦA MẠNG NGN

2.1 Lớp truyền dẫn và truy nhập PHẦN TRUYỀN DẪN - Thành phần : Các nút chuyển mạch/ Router IP/ATM hay IP/MPLS, các chuyển mạch kênh của mạng PSTN, các khối chuyển mạch PLM.. 1.1 Lớp t

CẤU TRÚC MẠNG NGN

II CẤU TRÚC LUẬN LÝ (CẤU TRÚC CHỨC NĂNG) CỦA MẠNG NGN

1 Mô hình phân lớp chức năng của mạng NGN

III CẤU TRÚC VẬT LÝ

1 Cấu trúc vật lý của mạng NGN

2 Các thành phần mạng và chức năng

Câu 1) So sánh cơng nghệ hiện đại vả tương lai

Câu 2) Phân tích phân lớp chức năng mạng NGN

2.1 Lớp truyền dẫn và truy nhập

PHẦN TRUYỀN DẪN

- Thành phần :

Các nút chuyển mạch/ Router (IP/ATM hay IP/MPLS), các chuyển mạch kênh của mạng PSTN, các khối chuyển mạch PLM

- Chức năng :

Lớp truyền tải trong cấu trúc mạng NGN bao gồm cả chức năng truyền dẫn va chuyển mạch Lớp truyền dẫn có khả năng hỗ trợ các mức QoS khác nhau cho cùng một dịch vụ và cho các dịch vụ khác nhau

PHẦN TRUY NHẬP

- Thành phần :

Gồm các thiết bị truy nhập đóng vai trò giao diện để kết nối các thiết bị đầu cuối vào mạng qua hệ thống mạng ngoại vi

- Chức năng :

Lớp truy nhập cung cấp các kết nối giữa thuê bao đầu cuối và mạng đường trục (thuộc lớp truyền dẫn) qua cổng giao tiếp MGW thích hợp Mạng truy nhập giúp NGN kết nối với hầu hết các thiết bị đầu cuối chuẩn và không chuẩn

1.1 Lớp truyền thông

- Thành phần :

Thiết bị ở lớp truyền thông là các cổng truyền thông, các cổng truy nhập, các cổng giao tiếp

- Chức năng :

Lớp truyền thông có khả năng tương thích các kỹ thuật chuyển mạch khác với kỹ thuật chuyển mạch gói IP hay ATM ở mạng đường trục

1.2 Lớp điều khiển

- Thành phần :

Lớp điều khiển bao gồm các hệ thống điều khiển mà thành phần chính là Softswitch

- Chức năng :

Lớp điều khiển có nhiệm vụ kết nối để cung cấp các dịch vụ thông suốt từ đầu cuối

đến đầu cuối với bất kỳ loại giao thức và báo hiệu nào

1.3 Lớp ứng dụng

- Thành phần :

Lớp ứng dụng gồm các nút thực thi dịch vụ SEN (Service Excution Node)

- Chức năng :

Lớp ứng dụng cung cấp các dịch vụ có băng thông khác nhau và ở nhiều mức độ

1.4 Lớp quản lý

Tại lớp quản lý, người ta có thể triển khai kế hoạch xây dựng mạng quản lý viễn thông TMN, như một mạng riêng theo dõi và điều phối các thành phần mạng viễn thông

đang hoạt động

Câu 3) Thành phần mạng NGN

Những thành phần chính :

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)

2.1 Media Gateway (MG)

Media Gateway cung cấp phương tiện để truyền tải thông tin thoại, dữ liệu, fax và video giữa

mạng gói IP và mạng PSTN

� Các chức năng của một Media Gateway :

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

- Cung cấp khe thời gian T1 hay tài nguyên xử lý tín hiệu số

- Quản lý tài nguyên và kết nối T1

- Có phần mềm Media Gateway dự phòng

2.2 Media Gateway Controller(MGC)

MGC là đơn vị chức năng chính của Softswitch Nó đưa ra các quy luật xử lý cuộc gọi, còn

MG và SG sẽ thực hiện các quy luật đó Nó điều khiển SG thiết lập và kết thúc cuộc gọi Ngoài ra nó còn giao tiếp với hệ thống OSS và BSS

� Các chức năng của Media Gateway Controller

- Quản lý cuộc gọi

- Các giao thức thiết lập cuộc gọi thoại : H.323, SIP

- Giao thức điều khiển truyền thông : MGCP, Megaco, H.248

- Quản lý lớp dịch vụ và chất lượng dịch vụ

2.3 Signalling Gateway (SG)

Signaling Gateway tạo ra một chiếc cầu giữa mạng báo hiệu SS7 với mạng IP dưới sự điều khiển của Media Gateway Controller (MGC) Nhiệm vụ của SG là xử lý thông tin báo hiệu

� Các chức năng của Signaling Gateway:

- 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

2.4 Media Server

Media Server là thành phần lựa chọn của Softswitch, được sử dụng để xử lý các thông tin đặc biệt Một Media Server phải hỗ trợ phần cứng DSP với hiệu suất cao nhất

� Các chức năng của một Media Server:

- Chức năng voicemail cơ bản

- Khả năng nhận tiếng nói

- Khả năng hội nghị truyền hình

- Khả năng chuyển thoại sang văn bản

2.5 Application Server/Feature Server

Server đặc tính là một server ở mức ứng dụng chứa một loạt các dịch vụ của doanh nghiệp Chính vì vậy nó còn được gọi là Server ứng dụng thương mại

� Chức năng của Feature Server :

- Xác định tính hợp lệ và hỗ trợ các thông số dịch vụ thông thường cho hệ thống đa chuyển mạch

câu 4 ) bảng so sánh giữa các công nghệ chuyển mạch

Câu 5 ) ưu, nhược điểm của mạng hiện tại,tương lai

Mạng hiện tại :

Ƣu điểm:

Nhƣợc điểm:

 Chỉ truyền được các dịch vụ độc lập tương ứng với từng mạng

 Thiếu mềm dẻo

 Kém hiệu quả trong việc bảo dưỡng, vận hành cũng như sử dụng tài nguyên

 Kiến trúc tổng đài độc quyền làm cho các nhà khai thác gần như phụ thuộc hoàn toàn vào các nhà cung cấp tổng đài

 Các tổng đài chuyển mạch kênh đã khai thác hết năng lực và trở nên lạc hậu đối với nhu cầu của khách hàng

 Sự bùng nổ lưu lượng thông tin đã khám phá sự kém hiệu quả của chuyển mạch kênh TDM

Mạng tương lai :

Ƣu điểm :

 Cải thiện chi phí đầu tư

 Các nguồn doanh thu mới

 Xu thế đổi mới viễn thông

 Nhu cầu ngày càng cao của thuê bao

 Sự phát triển của công nghệ thông tin, công nghệ chuyển mạch gói, công nghệ truyền dẫn băng rộng, công nghệ điện tử-tin học…

Nhƣợc điểm:

Câu 6 ) Các công nghệ

Công nghệ truyền dẫn

Công nghệ truyền dẫn của mạng thế hệ mới là SDH, WDM

Cáp quang:

- Công nghệ truyền dẫn quang SDH cho phép tạo trên đường truyền dẫn tốc độc cao với khả năng bảo vệ của các mạch vòng

- WDM cho phép sử dụng độ rộng băng tần rất lớn của sợi quang bằng cách kết hợp một số tín hiệu ghép kênh theo thời gian với độ dài các bước sóng khác nhau và ta có thể sử dụng được các cửa sổ không gian, thời gian và độ dài bước sóng

Vô tuyến:

- Vi ba: Cong nghệ truyền dẫn SDH cũng phát triển trong lĩnh vực vi ba, tuy nhiên do những hạn chế của môi trường truyền dẫn sóng vô tuyến nên tốc độ và chất lượng truyền dẫn không cao so với công nghệ truyền dẫn quang

- Vệ tinh: Vệ tinh quỹ đạo thấp va vệ tinh quỹ đạo trung bình

Công nghệ mạng truy nhập

Trong xu hướng phát triển NGN sẽ duy trì nhiều loại hình mạng

truy nhập vào một môi truyền dẫn chung như:

� Mạng truy nhập quang

� Mạng truy nhập vô tuyến

� Các phương thức truy nhập cáp đồng: HDSL, ADSL

� Xu hướng phát triển mạng truy nhập băng rộng

Công nghệ chuyển mạch

- Công nghệ chuyển mạch của mạng thế hệ mới là IP, ATM, ATM/IP hay MPLS thì hiện nay vẫn chưa xác định rõ, tuy nhiên nói chung là dựa trên công nghệ chuyể nmạch gói, cho phép hoạt động với nhiều tốc độ và dịch vụ khác nhau

- Công nghệ chuyển mạch quang: chuyển mạch quang phân chia theo không gian, chuyển mạch quang phân chia theo thời gian, chuyển mạch quang phân chia theo độ dài bước sóng

Câu 7 ) Kỹ thuật điều chế trong ADSL

 Khối điều chế chuyển đổi các bit vào ( dạng xung ) sang tần số ( dạng sĩng ) để gởi đi lên kênh truyền

 Khối giải điều chế trong bộ thu ; thu lại sĩng mang và chuyển đổi trở lại các bít giống như đã được tạo ra bởi bộ phát

 Ý tưởng chính là việc tái tạo lại bit ở đầu ra của bộ giải điều chế giống như các bit đã được đưa vào ở ngõ vào bộ điều chế

 Cĩ 3 kỹ thuật điều chế là QAM, CAP, DTM

+ ĐIỀU CHẾ BIÊN CẦU PHƯƠNG QAM :

• Điều biên cầu phương QAM là phương pháp mã hoá dữ liệu trên 1 tần số sóng mang đơn

• Sự mã hoá dữ liệu bằng cách thay đổi biên độ và pha của sóng mang

• QAM dùng sóng dạng sin và 1 dạng sóng cos cùng với bộ phận tạo tần để chuyển đổi thông tin Các sóng này được gởi đồng thời lên kênh truyền, biên độ mỗi sóng có chứa tin tức được gửi

Mô hình điều chế QAM

• Nhánh thực hiện biên độ sóng cos gọi là nhánh phase , biên độ cos gọi là phase(I) Nhánh thực hiện biên độ sóng sin gọi là nhánh cầu phương, biên độ sin gọi là cầu phương (Q)

• Tính trực giao giữa sin và cos cho phép truyền dữ liệu đồng thời trên kênh

Mô hình giải điều chế QA

Tại bộ giải điều chế QAM , nếu tín hiệu thu không bị mất nó dễ dàng tìm đúng điểm vector điều chế trong bản đồ vector điều chế để tái tạo tín hiệu

+ĐIỀU CHẾ BIÊN PHA KHÔNG SÓNG MANG – CAP

Sơ đồ bộ điều chế CAP

• Tương tự như điều chế QAM , điều chế biên pha không sóng mạng CAP dùng một tập điểm vector điều chế constellation để mã hoá các bit ở bộ phát và giả mã các bit ở đầu thu Kết quả hai giá trị X , Y từ xử lý mã hoá được dùng để kích bộ lọc số

• Bộ điều chế có 2 nhánh, một nhánh PHA và một nhánh CẦU PHƯƠNG

• Các đáp ứng xung của bộ lọc số là Hilpert transform pairs hay đơn giản là Hilpert pair Hai hàm ( sóng ) hình thành của bộ Hilpert pair có tính trực giao với những hàm (sóng) khác

•Với bất kỳ giá trị của Hilpert pair đều có thể đựơc dùng để tạo điều chế CAP

• Tuy nhiên, việc triển khai CAP ngày nay dùng một sóng Cosine và một sóng Sine tạo xung phát và được thực hiện với bộ lọc số thay vì dùng bộ nhân phase và cầu phương

+ Ghi chú về bộ lọc số Hilpert Pair : Điều chế CAP giống như QAM , nhưng khác ở chỗ thay vì dùng các sóng trực giao thì một nửa tín hiệu dùng bộ lọc số , đáp ứng xung của nó là Hilpert pair , nghĩa là có cùng đáp ứng biên độ nhưng đáp ứng pha thì khác Π/2 Tín hiệu phát là sự kết hợp của 2 bộ lọc số

+ ĐIỀU CHẾ ĐA ÂM RỜI RẠC DMT

Sơ đồ khối khái phát DMT

• Điều chế đa âm rời rạc DMT hiện nay là tiêu chuẩn kỹ thuật chính thức trong cơng nghệ

ADSL, VDSL

• DTM xây dựng dựa trên ý tưởng của QAM sử dụng nhiều bộ mã hĩa QAM với tập hợp các vector điều chế constellation tương ứng ( với ADSL, khả năng lớn nhất cĩ 256 bộ QAM cho dịng xuống và 97 bộ QAM cho dịng lên)

• Mỗi bộ mã hố thu nhận một nhĩm bít để thực hiện mã hố với tập constellation của mình theo chỉ định và với mức điều chế khác nhau

• Tất cả các tần số sine và cosine ngõ ra của các bộ QAM phần tử được tổng hợp với nhau và gởi lên kênh truyền

• Ở bộ thu cĩ thể tách riêng các sĩng ở các tần số của khác nhau , mỗi phần tử sĩng ( gồm sine

và cosine ) được giải mã độc lập bằng phương pháp giải điều chế QAM

• Kết quả cho ra các bit tương ứng điểm giải điều chế trong tập điểm vertor giải điều chế

constellation của nĩ

Câu 8 ) So sánh chuyển mạch mềm và chuyển mạch kênh

Việc so sánh sẽ dựa vào các tiêu chí sau: đặc tính của chuyển mạch (về phần cứng và phần mềm), cấu trúc chuyển mạch (các thành phần cơ bản và sự liên hệ giữa chúng) và cách thực hiện cuộc gọi

1) Đặc tính của chuyển mạch

2) Cấu trúc chuyển mạch

Cấu trúc chuyển mạch mềm

Cấu trúc của chuyển mạch kênh

+ Giống nhau : cả 2 dạng chuyển mạch đều sử dụng phương pháp ghép kênh trước khi thực sự chuyển mạch

+ Khác nhau :

 Chuyển mạch mềm các thành phần cơ bản của hệ thống chuyển mạch là các module riêng biệt nhau, phần mềm xử lý điều khiển cuộc gọi không phụ thuộc vào phần cứng chuyển mạch vật lý cũng như môi trường lõi truyền thông tin

 Chuyển mạch kênh thì tất cả các thành phần đều tích hợp trong 1 phần cứng

3) Cách thực hiện cuộc gọi

+ Giống nhau : Cả 2 cách thực hiện cuộc gọi, bằng chuyển mạch mềm hay chuyển

mạch kênh, đều phải thiết lập kết nối trước khi thực hiện đàm thoại

+ Khác nhau :

 Chuyển mạch mềm :

+ Cuộc gọi được thực hiện giữa 2 thuê bao điện thoại (vẫn sử dụng báo hiệu số 7) trong mạng PSTN với nhau thông qua mạng lõi của mạng thế hệ sau NGN

+ Kênh báo hiệu và kênh thoại là 2 kênh riêng biệt mà chúng còn được truyền trên 2 kết nối khác nhau Và thông tin báo hiệu được truyền qua SG, thông tin thoại được truyền qua MG

 Chuyển mạch kênh :

+ Cuộc gọi trong mạng chuyển mạch kênh sử dụng báo hiệu số 7 + Kênh báo hiệu và kênh thoại là 2 kênh khác nhau nhưng cùng truyền đến 1 điểm xử lý trên cùng đường dây, hay nói cách khác là trên cùng kết nối vật lý (Kênh báo hiệu được thiết lập trước, sau đó kênh thoại mới được thiết lập )

Câu 9) Vị trí, thành phần và chức năng của chuyển mạch mềm

Vị trí : Do có chức năng là xử lý cuộc gọi (Call control) nên vị trí tương ứng của Softswitch

trong mô hình phân lớp chức năng của NGN là lớp điều khiển cuộc gọi và báo hiệu (Call Control and Signaling Layer)

Thành phần : Thành phần chính của chuyển mạch mềm Softswitch là bộ điều khiển cổng

thiết bị Media Gateway Controller (MGC) Bên cạnh đó còn có các thành phần khác hỗ trợ hoạt động như: Signaling Gateway (SG), Media Gateway (MG), Media Server (MS),

Application Server (AS)/Feature Server (FS)

Trong đó Media Gateway là thành phần nằm trên lớp Media Layer, Signaling

Gateway là thành phần ở trên cùng lớp với MGC; Media Server và Application

Server/Feature Server nằm trên lớp Application and Service Layer

Một Media Gateway Controller có thể quản lý nhiều Media Gateway

Chức năng :

Các chức năng chính của Media Gateway Controller:

- Điều khiển cuộc gọi, duy trì trạng thái của mỗi cuộc gọi trên một Media Gateway

- Điều khiển và hỗ trợ hoạt động của Media Gateway, Signaling Gateway

- Trao đổi các bản tin cơ bản giữa 2 MG-F

- Xử lý bản tin SS7 (khi sử dụng SIGTRAN)

- Xử lý bản tin liên quan QoS

- Phát hoặc nhận bản tin báo hiệu

- Định tuyến (bao gồm bảng định tuyến, phân tích số và dịch số)

- Tương tác với AS-F để cung cấp dịch vụ hay đặc tính cho người

sử dụng

- Có thể quản lý các tài nguyên mạng (port, băng tần, …)

Câu 10 ) Các loại báo hiệu và thành phần sử dụng trong mạng báo hiệu NGN

Báo hiệu là một quá trình không thể thiếu trong hoạt động của mạng viễn thông để giúp các thành phần trong mạng có thể trao đổi thông tin với nhau Trong mạng thế hệ sau NGN có các loại báo hiệu sau:

− Báo hiệu cuộc gọi: SIP, H.323

− Báo hiệu giữa MGC – MG hay giữa MGC – server: MGCP, Megaco/ H.248

− Báo hiệu cho PSTN: SIGTRAN

− Báo hiệu QoS

Câu 11 )Trình bày giao thức SIP,H323

SIP:

Tổng quan về SIP:

SIP, được xây dựng bởi IETF, là một giao thức báo hiệu điều khiển thuộc lớp ứng dụng dùng để thiết lập, điều chỉnh và kết thúc phiên làm việc của một hay nhiều người tham gia

SIP là một giao thức đơn giản, dựa trên văn bản được sử dụng để hỗ trợ trong việc cung cấp các dịch vụ thoại tăng cường qua mạng Internet

Các chức năng của SIP:

 Xác định vị trí của người sử dụng : để đảm bảo cuộc gọi đến được người nhận dù họ ở đâu

 Xác định khả năng của người sử dụng: để xác định loại thông tin và các loại thông số liên quan đến thông tin sẽ được sử dụng

 Xác định sự sẵn sàng của người sử dụng: để xác định người được gọi có muốn tham gia vào kết nối hay không

 Thiết lập cuộc gọi: thực hiện việc rung chuông, thiết lập các thông số cuộc gọi của các bên tham gia kết nối

 Xử lý cuộc gọi: bao gồm chuyển và kết thúc cuộc gọi, quản lý những người tham gia cuộc gọi, thay đổi đặc tính cuộc gọi

Các thành phần của SIP:

Các thành phần chính của SIP bao gồm các Agent và các Server:

 User Agent Client (UAC): khởi tạo một yêu cầu SIP

 User Agent Server (UAS): dùng để liên lạc với người dùng khi nhận được yêu cầu SIP và sau đó trả đáp ứng về người sử dụng

 Proxy Server: Là chương trình ứng dụng trung gian dùng để tạo yêu cầu SIP Gồm proxy server có nhớ và không nhớ

 Location/Registration Server : Là server được các server còn lại sử dụng để lấy thông tin về vị trí của người được gọi

 Redirect Server : Là server nhận yêu cầu SIP

Các phương thức sử dụng : INVITE, ACK, OPTIONS,BYE,CANCEL,REGISTER

Các mã đáp ứng của SIP: 1xx,2xx,3xx,4xx,5xx,6xx