Xây dựng tham số và phương pháp đánh giá chất lượng NGN

MỤC LỤC 1 CHƯƠNG GIỚI THIỆU MẠNG NG 6 I.1 Giới thiệu chung về mạng NGN 6 I.1.1. Các khối chức năng trong tầng truyền tải 8 I.1.2. Khối các chức năng tầng dịch vụ 9 I.1.3. Khối các chức năng liên quan đến người sử dụng đầu cuối 10 I.1.4. Khối các chức năng quản lý 10 I.2. Tình hình phát triển mạng NGN ở Việt Nam 11 I.2.1. Triển khai NGN tại VNPT 11 I.2.2. Triển khai NGN tại EVNTelecom 14 I.2.3. Triển khai NGN tại Viettel 14 I.3. Tình hình phát triển mạng NGN trên thế giới 15 CHƯƠNG 2 GIẢI PHÁP VỀ QoS VÀ CHẤT LƯỢNG MẠNG CỦA CÁC HÃNG CUNG CẤP THIẾT BỊ TRONG QUÁ TRÌNH ĐÃ VÀ ĐANG TRIỂN KHAI MẠNG NGN 17 II.1. Giải pháp của Siemen 18 II.1.1.Topology vật lý 19 II.1.2. Thiết kế giao thức IGP 21 II.1.3.Thiết kế BGP 22 II.1.4.Thiết kế BRAS 22 II.2. Giải pháp QoS của Alcatel 23 II.2.1. Tiến trình phát triển mạng 23 II.2.2. Session Resource Broker 25 II.2.3. Mạng tập hợp Ethernet - Ethernet Aggregation Networks 26 II.2.4. Đảm bảo QoS 27 CHƯƠNG 3 NGHIÊN CỨU CÁC THAM SỐ CHẤT LƯỢNG MẠNG IP 31 III.1. Nghiên cứu khuyến nghị của ITU-T về tham số và chỉ tiêu chất lượng mạng 31 III.1.1 Mô hình phân lớp của chất lượng đối với dịch vụ IP 31 III.1.2. Mô hình chất lượng dịch vụ IP tổng quát 32 III.1.3. Các tham số đánh giá chất lượng truyền gói IP 37 III.2. Dung lượng truyền tải, thoả thuận dung lượng và khả năng ứng dụng của các lớp QoS 41 III.2.1. Các tham số lưu lượng và thuật ngữ mô tả 42 III.2.2. Bộ tham số đánh giá chất lượng mạng 46 CHƯƠNG IV XÂY DỰNG TIÊU CHUẨN CÁC THAM SỐ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG MẠNG NGN 47 IV.1. Tiêu chí, phương pháp xây dựng 47 IV.1.1. Tiêu chí 47 IV.1.3 Biện pháp áp dụng tiêu chuẩn 49 IV.2. Xây dựng bộ tham số chất lượng mạng NGN 52 IV.2. 1. Mô hình phân lớp giao thức 52 IV.2.2. Mô hình phân đoạn mạng NGN 60 IV.2.3. Mạng lõi IP và bộ tham số đánh giá chất lượng mạng NGN 71 IV.2.4. Các giá trị chỉ tiêu tham khảo: 74 KẾT LUẬN 77 Tài liệu tham khảo 78 CÁC TỪ VI T A Access Gateway AL Access Lin A Autonomous System AT Asynchronous Transfer Mode BG Border Gateway Protocol BG Border Gateway Router CP Customer Premises Equipment DS Digital Subscriber Line EG Edge Gateway Protocol E Exchange Link E Edge Router FT File Transfer Protocol Gb Gigabit Ethernet ICM Internet Control Management Protocol IET Internet Engineering Task Force I Internet Protocol IPD IP Packet Discard Rate IPD IP Packet Delay Variation IPE IP Packet Error Ratio IPL IP Packet Loss Ratio IPO IP Operator Domain IPT IP Packet Transfer Delay IPSLB IP packet Severe Loss Block Ratio IS Internet Service Provider M Measurement Point MPL Multi-Protocol Label Switching N Network Interface N Network Section NS Network Section Ensemble NS Network Service Provider OBG Operator Border Gateway Router Qo Quality of Service Router RF Request For Comment SNM Simple Network Management Protocol ST Synchronous Transport Module ST Synchronous Transport Signal TC Transmission Control Protocol TM Telecommunication Management Network To Type of Service TT Time To Live VP Virtual Private Network RT Real-time Transport Protoco UD User Datagram Protocol Xây dựng tham số và phương pháp đánh giá chất lượng mạng NGN Xây dựng tham số và phương pháp đánh giá chất lượng mạng NGN 1 CHƯƠNG GIỚI THIỆU MẠNG NG I.1 Giới thiệu chung về mạng NGN NGN là một mạng trên cơ sở gói có khả năng cung cấp các dịch vụ viễn thông và có khả năng sử dụng các công nghệ truyền tải đảm bảo QoS, băng thông rộng và trong đó các chức năng liên quan đến dịch vụ là độc lập với các công nghệ liên quan đến truyền tải bên dưới. Nó cho phép người dùng truy nhập mạng không giới hạn và truy nhập tới những nhà cung cấp dịch vụ cạnh tranh trên thị trường và/hoặc các dịch vụ mà họ lựa chọn. NGN hỗ trợ khả năng di động cho phép người dùng có thể sử dụng dịch vụ tại nhiều nơi Cấu trúc chức năng của mạng NGN thường gắn liền với các nguyên tắc sau  Hỗ trợ công nghệ đa truy nhập: Cấu trúc chức năng của NGN có cấu hình linh hoạt có khả năng hỗ trợ các công nghệ đa truy nhập  Điều khiển phân tán : Tạo khả năng thích ứng với bản chất xử lý phân tán của mạng IP và hỗ trợ “location transparency” (đây là một dạng tài nguyên mạng không phụ thuộc vào vị trí người sử dụng hay vị trí tài nguyên) cho cơ chế tính toán phân tán  Điều khiển mở : giao diện điều khiển mạng mở để có thể hỗ trợ cho việc hình thành, cập nhật các dịch vụ cũng như kết hợp với dịch vụ do bên thứ 3 cung cấp  Cung cấp dịch vụ độc lập: sử dụng cơ chế điều khiển mở, phân tán đã được nêu ở trên để tách quy trình cung cấp dịch vụ khỏi hoạt động của mạng. Điều này hy vọng sẽ thúc đẩy sự phát triển của mạng NGN từ đó đẩy nhanh tiến trình mở rộng cung cấp các dịch vụ giá trị gia tăng  Hỗ trợ nhiều dịch vụ trong một mạng hợp nhất : Cần phải sử dụng ưu thế hội tụ cố định – di động trong cấu trúc chức năng của mạng NGN để tạo ra các dịch vụ đa phương tiện linh hoạt và dễ sử dụng  Tăng khả năng bảo mật và bảo vệ : Đây là nguyên tắc cơ bản của một cấu trúc mở. Do đó cần phải có các cơ chế bảo mật và phục hồi ở các lớp liên quan để bảo vệ các thành phần của mạng. Xây dựng tham số và phương pháp đánh giá chất lượng mạng NGN Đặc điểm của thực thể chức năng: Các thực thể chức năng cần tuân theo các nguyên tắc sa • Các thực thể không phân tán trên nhiều thành phần vật lý nhưng có thể xuất hiện trong nhiều trường hợp. • Các thực thể không liên hệ trực tiếp với cấu trúc phân lớp. Tuy nhiên, cũng giống như các thực thể khác, các thực thể chức năng có thể được đặt ở các lớp logic khác nhau. Cùng với một cấu trúc mới, mạng thế hệ kế tiếp (NGN) sẽ có độ linh hoạt cao hơn so với các mạng hiện hành. Cụ thể, mạng NGN có khả năng hỗ trợ cho các công nghệ đa truy nhập và các cấu hình mạng khác nhau. Theo Y.2011 phân lớp chức năng của mạng NGN bao gồm các chức năng tầng dịch vụ và các chức năng tầng truyền tải. Để có thể cung cấp các dịch vụ đưa ra trong Release 1 thì phải cần đến các chức năng ở cả tầng dịch vụ và tầng truyền tải (minh hoạ trên hình 1.1). Khối các chức năng hỗ trợ ứng dụng/dịch vụ và khối các chức năng điều khiển dịch vụ có nhiệm vụ đưa các dịch vụ/ ứng dụng tới người sử dụng cuối cùng. NGN hỗ trợ điểm tham chiếu với nhóm chức năng “ các ứng dụng của bên thứ 3”( “Third-Party Applications”), điểm tham chiếu này được gọi là giao diện ứng dụng- mạng (Application-to-Network Interface (ANI)), điểm này làm cho NGN có khả năng tạo mới và cung cấp các dịch vụ gia tăng cho người sử dụng NGN. Tầng truyền tải cung cấp các dịch vụ IP cho người sử dụng NGN dưới sự kiểm soát của khối các chức năng điều khiển truyền tải, bao gồm cả khối các chức năng điều khiển gắn kết mạng (Network Attachment Control Functions (NACF)) và khối chức năng kiểm soát tài nguyên và truy nhập (Resource and Admission Control Functions (RACF)). Xây dựng tham số và phương pháp đánh giá chất lượng mạng NGN Other Networks Service Control Functions Transport stratum Service stratum Control Media Management Functions Management Service User Profiles Service User Profiles Transport User Profiles Application/Service Support Functions Third Party Applications ANI End-User Functions Transport Control Functions Resource and Admission Control Functions Resource and Admission Control Functions Network Atta chment Control Functions Network Atta chment Control Functions Transport Functions NNI UNI Hình 1.1: Cấu trúc tổng quan của NGN I.1.1. Các khối chức năng trong tầng truyền tải Theo Y.2011, khối các chức năng tầng truyền tải bao gồm khối các chức năng truyền tải và khối các chức năng điều khiển truyền tải.  Khối các chức năng truyền tải Khối các chức năng truyền tải quy định kết nối cho tất cả các thành phần và các khối chức năng riêng lẻ trong NGN. Các khối chức năng truyền tải có khả năng hỗ trợ cho việc truyền tải thông tin truyền thông cũng như thông tin điều khiển và quản lý. Khối các chức năng truyền tải bao gồm khối chức năng truy nhập mạng, khối chức năng biên, khối chức năng truyền tải lõi và khối chức năng cổng.  Khối chức năng truy nhập mạng Khối chức năng truy nhập mạng có nhiệm vụ kiểm soát người sử dụng truy nhập mạng cũng như thu thập và kết hợp lưu lượng truy nhập để đưa tới mạng lõi. Khối chức năng truy nhập mạng cũng thực hiện các cơ chế kiểm soát QoS có liên quan trực tiếp đến lưu lượng người sử dụng, bao gồm cả quản lý bộ đệm, hàng đợi và sắp xếp, lọc gói tin, phân loại lưu lượng, đánh dấu, kiểm soát và định hướng. Mạng truy nhập bao gồm các chức năng phụ thuộc công nghệ truy nhập như công nghệ W-CDMA và xDSL. Tuỳ thuộc vào công nghệ sử dụng để truy nhập vào các dịch vụ NGN mà mạng truy nhập sẽ bao gồm các chức năng kèm theo sau: Xây dựng tham số và phương pháp đánh giá chất lượng mạng NGN • Truy nhập cáp • Truy nhập xDSL • Truy nhập vô tuyến (ví dụ như công nghệ IEEE 802.11 và 802.16, và truy nhập RAN cho mạng 3G)  Khối chức năng biên Khối chức năng biên được sử dụng để xử lý môi trường truyền thông và xử lý lưu lượng khi lưu lượng đến từ các mạng truy nhập khác nhau được tập hợp lại và hợp nhất trong mạng truyền tải lõi; Khối chức năng này bao gồm cả các chức năng có liên quan tới việc hỗ trợ kiểm soát QoS và lưu lượng. Khối chức năng biên cũng được sử dụng giữa các mạng truyền tải lõi.  Khối chức năng truyền tải lõi Khối chức năng truyền tải lõi có nhiệm vụ bảo đảm cho thông tin truyền tải qua mạng lõi. Khối chức năng này tạo ra các mức độ chất lượng truyền tải khác nhau trong mạng lõi. Các chức năng trong khối chức năng truyền tải lõi có các cơ chế QoS xử lý trực tiếp lưu lượng người sử dụng, bao gồm cả quản lý bộ đệm, hàng đợi và sắp xếp, lọc gói tin, phân loại lưu lượng, đánh dấu, kiểm soát, điều khiển cổng và khả năng phòng vệ.  Khối chức năng cổng Khối chức năng cổng cung cấp khả năng trao đổi dữ liệu giữa khối các chức năng người sử dụng đầu cuối với các mạng khác, bao hàm cả các loại hình khác của mạng NGN và các mạng hiện hành như PSTN/ISDN, mạng internet công cộng,v.v Khối chức năng cổng được điều khiển trực tiếp từ khối các chức năng kiểm soát dịch vụ hoặc thông qua khối các chức năng điều khiển truyền tải  Khối chức năng kiểm soát môi trường truyền thông Nhóm các chức năng này cung cấp tài nguyên truyền thông để xử lý việc cung cấp dịch vụ như tạo tín hiệu báo âm và trans-coding. Các chức năng này đặc trưng cho khả năng quản lý tài nguyên truyền thông trong tầng truyền tải.  Khối các chức năng kiểm soát truyền tải Khối các chức năng kiểm soát truyền tải bao gồm khối các chức năng kiểm soát tài nguyên và truy nhập (RACF) và khối các chức năng điều khiển gắn kết mạng (NACF) I.1.2. Khối các chức năng tầng dịch vụ Dưới đây là phần giới thiệu ngắn gọn các nhóm chức năng trong tầng dịch vụ bao gồm cả khối các chức năng điều khiển dịch vụ và khối các chức năng hỗ trợ ứng dụng/dịch vụ cũng như profile của người sử dụng dịch vụ.  Khối các chức năng điều khiển dịch vụ Khối các chức năng điều khiển dịch vụ bao gồm cả điều khiển phiên và không phiên, đăng kí, và chức năng xác thực và cấp phép ở cấp dịch vụ. Khối các chức năng này cũng bao gồm cả các chức năng phục vụ cho việc điều khiển tài nguyên truyền thông, đó là tài nguyên và cổng (gateway) chuyên dụng tại cấp báo hiệu dịch vụ. Xây dựng tham số và phương pháp đánh giá chất lượng mạng NGN  Khối các chức năng hỗ trợ ứng dụng/dịch vụ Khối các chức năng hỗ trợ ứng dụng/ dịch vụ bao gồm cả các chức năng như chức năng cổng, đăng kí, nhận thực và cấp phép ở cấp ứng dụng. Các chức năng này có hỗ trợ cho “các ứng dụng của bên thứ 3” và các nhóm chức năng “người sử dụng đầu cuối”.Các chức năng hỗ trợ ứng dụng/dịch vụ cùng hoạt động với các chức năng điều khiển dịch vụ để có thể cung cấp cho người sử dụng đầu cuối và các nhà cung cấp ứng dụng khác các dịch vụ giá trị gia tăng khi họ yêu cầu. Thông qua UNI, các chức năng hỗ trợ ứng dụng/dịch vụ cung cấp các điểm tham chiếu cho các chức năng liên quan đến người sử dụng đầu cuối ( như trong trường hợp điều khiển cuộc gọi của bên thứ 3 đối với dịch vụ Click to call). Sự tương tác giữa các ứng dụng thuộc bên thứ 3 với các chức năng hỗ trợ ứng dụng/dịch vụ được giám sát thông qua điểm tham chiếu ANI.  Khối các chức năng liên quan đến profile người sử dụng dịch vụ Khối các chức năng liên quan đến profile người sử dụng là sự kết hợp của thông tin người sử dụng và dữ liệu điều khiển khác thành khối chức năng profile người sử dụng ở tầng dịch vụ, được thể hiện dưới dạng cơ sở dữ liệu chức năng. I.1.3. Khối các chức năng liên quan đến người sử dụng đầu cuối Các nhóm thiết bị đầu cuối sử dụng khác nhau đều được hỗ trợ trong mạng NGN, từ điện thoại thế hệ cũ đến các mạng kết hợp phức tạp. Thiết bị đầu cuối sử dụng có thể là cố định hoặc di động. I.1.4. Khối các chức năng quản lý Điểm cơ bản trong hoạt động của mạng NGN đó là hỗ trợ quản lý. Các chức năng này tạo khả năng quản lý mạng NGN để các dịch vụ NGN được cung cấp với chất lượng, mức độ bảo mật và độ tin cậy mong muốn. Các chức năng quản lý sử dụng cho các dịch vụ NGN và các tầng truyền tải, với mỗi tầng, các chức năng này kiểm soát các phạm vi sau: − Quản lý lỗi − Quản lý cấu hình − Quản lý tài khoản − Quản lý hiệu quả hoạt động − Quản lý bảo mật Chức năng quản lý tài khoản bao gồm cả các chức năng tính cước và làm hoá đơn (CBF). Các chức năng quản lý tài khoản sẽ trao đổi thông tin với các thành phần khác trong mạng với mục đích: thu thập thông tin về tài khoản, cung cấp cho nhà cung cấp dịch vụ NGN dữ liệu thích hợp về việc sử dụng tài nguyên, từ đó cho phép nhà cung cấp dịch vụ đưa ra hoá đơn cho người sử dụng hệ thống. [...]... truy nhập Xây dựng tham số và phương pháp đánh giá chất lượng mạng NGN CHƯƠNG 3 NGHIÊN CỨU CÁC THAM SỐ CHẤT LƯỢNG MẠNG IP III.1 Nghiên cứu khuyến nghị của ITU-T về tham số và chỉ tiêu chất lượng mạng III.1.1 Mô hình phân lớp của chất lượng đối với dịch vụ IP Hình 3.1 minh họa tính chất phân lớp của chất lượng của dịch vụ IP Chất lượng cung cấp cho người sử dụng dịch vụ IP phụ thuộc vào chất lượng của... tất yếu Xây dựng tham số và phương pháp đánh giá chất lượng mạng NGN CHƯƠNG 2 GIẢI PHÁP VỀ QoS VÀ CHẤT LƯỢNG MẠNG CỦA CÁC HÃNG CUNG CẤP THIẾT BỊ TRONG QUÁ TRÌNH ĐÃ VÀ ĐANG TRIỂN KHAI MẠNG NGN Phần II sẽ giới thiệu sơ lược về giải pháp của 2 hãng cung cấp thiết bị viễn thông lớn đó là Siemen và Alcatel cho VNPT QoS trong mạng NGN là một vấn đề khá phức tạp do: - Các ứng dụng NGN yêu cầu chất lượng khác.. .Xây dựng tham số và phương pháp đánh giá chất lượng mạng NGN I.2 Tình hình phát triển mạng NGN ở Việt Nam Tại Việt nam hiện có 3 doanh nghiệp viễn thông đang triển khai NGN là VNPT, EVNTelecom và Viettel Hiện nay, VNPT, Viettel và EVN Telecom cơ bản xây dựng xong mạng viễn thông thế hệ mới (NGN) , hỗ trợ đắc lực cho nâng cao chất lượng, giảm giá dịch vụ I.2.1 Triển khai NGN tại VNPT VNPT... hoàn thành xây dựng mạng NGN Tổng vốn đầu tư cho mạng NGN rất lớn, khoảng 1 tỷ USD Sau khi xây dựng xong mạng NGN, VNPT sẽ sẵn sàng cung cấp tất cả các dịch vụ băng rộng với chất lượng dịch vụ có tiêu chuẩn quốc tế Đây sẽ là lợi thế của VNPT khi mà xu hướng các dịch vụ băng rộng sẽ phát triển mạnh mẽ trong tương lai Xây dựng tham số và phương pháp đánh giá chất lượng mạng NGN I.2.2 Triển khai NGN tại... UDP, FPT, RTP, và HTTP Các lớp cao hơn sẽ thay đổi và có thể nâng cao chất lượng đầu-cuối được cung cấp tại lớp IP Xây dựng tham số và phương pháp đánh giá chất lượng mạng NGN III.1.2 Mô hình chất lượng dịch vụ IP tổng quát Phần này định nghĩa một mô hình chất lượng của dịch vụ IP chung Mô hình này được kết hợp cơ bản là hai loại thành phần là: liên kết chuyển tiếp (exchange link) và phần mạng Chúng... trùng hợp − Đánh số ATM VCC − Đánh địa chỉ IP Xây dựng tham số và phương pháp đánh giá chất lượng mạng NGN − PPPoX: Chức năng chính của BRAS là kết cuối phiên PPP Phiên PPP có thể là PPPoA hoặc PPPoE − AAA II.2 Giải pháp QoS của Alcatel Theo Alcatel, tổng quan mạng của VNPT được đưa ra như trên Hình 2.5 Hình 2.5: Thiết kế mạng NGN- VNPT (Alcatel) Mạng VNPT sẽ chia thành 2 mức: Mức quốc gia và mức vùng... trên cả nước Xây dựng tham số và phương pháp đánh giá chất lượng mạng NGN Hình 1.3: Tổ chức mạng truyền tải và truy nhập NGN của VNPT Tổ chức phần mạng truyền tải và truy nhập băng rộng của mạng NGN -VNPT được mô tả trên Hình 1.3 Trong đó, các khách hàng giao tiếp với mạng qua giao diện UNI, NNI là giao diện của mạng NGN với các mạng khác Phần mạng của nhà cung cấp dịch vụ VNPT sẽ gồm một số phân đoạn:... tới mô hình lưu lượng IP và có thể dẫn tới chất lượng kém hoặc dưới mức tối ưu  Xây dựng tham số và phương pháp đánh giá chất lượng mạng NGN Hình 2.3: Mạng tập hợp NGN- VNPT (Siemens) II.1.2 Thiết kế giao thức IGP Giao thức IGP cho phép các router trong mạng biết về tất cả các tiền tố IP trong toàn mạng Ngoài ra, IGP đưa ra một cơ chế để xác định đường đi tốt nhất tới tiền tố đích Có một vài loại hình... sẽ được thay thế hoặc xây dựng trăm lên bởi hệ thống cáp quang Đường dây truy nhập khách hàng sẽ được gắn với thiết bị mới trong cabinet về mặt Xây dựng tham số và phương pháp đánh giá chất lượng mạng NGN - vật lý (NG-DSLAM) Thông qua các thiết bị này, tất cả các dịch vụ mới có thể được cung cấp theo phương thức tích hợp, bao gồm cả truy nhập internet băng rộng, VoIP, và IPTV và cả các dịch vụ điện... firewall này được đưa ra qua mạng IAP Xây dựng tham số và phương pháp đánh giá chất lượng mạng NGN Các cổng VoIP được kết nối qua các bộ định tuyến Edge ERX trong 11 mạng cấp tỉnh Lưu lượng này được kết nối qua L3VPN và được ưu tiên trong hàng đợi VoIP so với lưu lượng khác, và sẽ đi qua M160 lõi, ở đó nó sẽ được chuyển qua 2 Siemens Surpass Soft Switch ở Hà Nội và Hồ Chí Minh Soft Switch thứ 3 sẽ được . Protocol Xây dựng tham số và phương pháp đánh giá chất lượng mạng NGN Xây dựng tham số và phương pháp đánh giá chất lượng mạng NGN 1 CHƯƠNG GIỚI THIỆU MẠNG NG I.1 Giới thiệu chung về mạng NGN NGN. Các tham số lưu lượng và thuật ngữ mô tả 42 III.2.2. Bộ tham số đánh giá chất lượng mạng 46 CHƯƠNG IV XÂY DỰNG TIÊU CHUẨN CÁC THAM SỐ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG MẠNG NGN 47 IV.1. Tiêu chí, phương pháp. và xDSL. Tuỳ thuộc vào công nghệ sử dụng để truy nhập vào các dịch vụ NGN mà mạng truy nhập sẽ bao gồm các chức năng kèm theo sau: Xây dựng tham số và phương pháp đánh giá chất lượng mạng NGN •