Mạng hội tụ băng rộng và phương án triển khai ở Việt Nam

Header Page of 113 HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG PHẠM THẾ HÀ MẠNG HỘI TỤ BĂNG RỘNG VÀ PHƯƠNG ÁN TRIỂN KHAI Ở VIỆT NAM Chuyên ngành: Kỹ thuật điện tử Mã số: 60.52.02.08 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ HÀ NỘI, 2013 Footer Page of 113 Header Page of 113 Luận văn hoàn thành tại: HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG Người hướng dẫn khoa học:: Ts Hoàng Văn Võ Phản biện 1: ……………………………………… Phản biện 2: ……………………………………… Luận văn bảo vệ trước Hội đồng chấm luận văn thạc sĩ Học viện Công nghệ Bưu Viễn thông Vào lúc ngày tháng năm … … Footer Page of 113 Header Page of 113 MỞ ĐẦU Môi trường kinh doanh dịch vụ viễn thông ngày mang tính cạnh tranh khốc liệt hết Chất lượng dịch vụ nhân tố quan trọng hàng đầu dẫn tới thành công doanh nghiệp Hạ tầng viễn thông có thay đổi phương thức cung cấp dịch vụ cho khách hàng Nhu cầu sử dụng dịch vụ tăng lên không ngừng, khách hàng không yêu cầu cung cấp dịch vụ truyền thống mà đòi hỏi dịch vụ có tính tích hợp, đa dạng, tiện lợi chất lượng cao Vì yêu cầu hội tụ mạng, dịch vụ thiết bị đầu cuối xu tất yếu công nghiệp viễn thông nhằm đáp ứng nhu cầu khách hàng nhà cung cấp dịch vụ Mục tiêu hội tụ, cung cấp dịch vụ cho người sử dụng làm tăng doanh thu cho nhà khai thác, giảm chi phí vận hành, khai thác mạng Ngày nay, nhu cầu sử dụng dịch vụ băng rộng ngày tăng lên Do vậy, mạng viễn thông Việt Nam phải phát triển theo hướng mạng hệ sau hội tụ băng rộng Mạng hội tụ băng rộng - BcN (Broadband convergence Network) thực chất - NGN (Next Generation convergence Network) với tiêu chí mục tiêu cụ thể Hơn nữa, BcN nhấn mạnh đến việc cung cấp dịch vụ băng rộng dựa sở hạ tầng viễn thông thống cho cố định di động Trên giới Hàn Quốc, Nhật Bản đầu việc nghiên cứu triển khai mạng BcN Ở Việt Nam, số lượng thuê bao sử dụng dịch vụ giải trí giá trị gia tăng ngày tăng nhanh Đồng thời, mạng NGN triển khai với nhiều dịch vụ Mạng truy nhập băng rộng sử dụng công nghệ xDSL triển khai khắp nước cho phép khách hàng truy nhập Internet với tốc độ cao hơn, cho phép cung cấp thêm loại dịch vụ băng rộng đến người sử dụng Nội dung luận văn, phần mở đầu, kết luận danh mục tài liệu tham khảo, luận văn kết cấu thành chương - Chương 1: Tổng quan mạng hội tụ băng rộng BcN - Chương 2: Mô hình kiến trúc dịch vụ băng rộng - Chương 3: Ứng dụng mạng BcN Việt nam Footer Page of 113 Header Page of 113 CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ MẠNG HỘI TỤ BĂNG RỘNG – BcN ( Broadband convergence Network) 1.1 NHỮNG YẾU TỐ THÚC ĐẨY SỰ RA ĐỜI BcN 111 Các hạn chế mạng a) Cứng nhắc việc phân bổ băng thông b) Tổ hợp mạng khó khăn c) Khó khăn việc cung cấp dịch vụ d) Không đáp ứng tăng trưởng nhanh dịch vụ liệu e) Khó khăn cho nhà khai thác 112 Sự phát triển hội tụ công nghệ viễn thông, quảng bá máy tính Internet coi sản phẩm hội tụ viễn thông máy tính Yếu tố phát triển Internet tính kết nối thực kiến trúc tự trị giao thức IP linh hoạt Một yếu tố khác chất phân tán Việc hội tụ thoại vào Internet tạo nên mô hình kinh doanh cho nhà khai thác viễn thông Việc hội tụ viễn thông quảng bá thực lực độ rộng băng tần gia tăng, Internet trở nên có khả phân tán nội dung Công nghệ CDN (Content Distribution Network) cho phép Internet xử lý hiệu lưu lượng phân tán lớn Công nghệ quảng bá phát triển cho phép truyền dẫn nội dung số cung cấp dịch vụ khác kết hợp với hệ thống thông tin song công hệ thống lưu trữ nội dung Người sử dụng yêu cầu truy nhập nội dung số phương tiện khác bao gồm hệ thống thông tin quảng bá 113 Sự phát triển công nghệ băng rộng Công nghệ thông tin băng rộng dẫn đến việc hội tụ viễn thông máy tính Máy tính đóng vai trò tổng đài hay router Về chất, Internet có cấu trúc cước không bị điều tiết thúc đẩy xuất nhà cung cấp dịch vụ Sự xuất công nghệ truyền dẫn quang WDM (wave division multiplexing) cho phép truyền dẫn nhiều tín hiệu quang Footer Page of 113 Header Page of 113 bước sóng khác qua sợi cáp quang Chất lượng truyền dẫn thông tin theo tỉ lệ vượt trội Các router Internet không bắt kịp tốc độ đường dây truyền dẫn Trong tương lai, tổng đài quang thực việc hội tụ tất thông tin theo dạng IP Năm 1995, công nghệ thông tin vô tuyến phát triển hệ hai, hệ thứ ba thứ tư 114 Công nghệ truyền thông phân tán, có khắp nơi Mạng có khắp nơi có nghĩa tài nguyên thông tin tồn khắp nơi thứ kết nối vào Các kiểu hệ thống thông tin vô tuyến LAN hay hệ thống thông tin ad-hoc có kiến trúc thông tin định hướng Internet Mỗi đầu cuối giao tiếp trực tiếp với đầu cuối khác Điều quan trọng lực giá thanh-chất lượng hoạt động công nghệ phân tán phát triển nhanh chóng so với kiến trúc tập trung mạng vô tuyến 116 Xu hướng hội tụ thiết bị đầu cuối Hội tụ thiết bị đầu cuối, tức thiết bị đầu cuối triển khai để sử dụng cho cố định di động, viễn thông quảng bá PC có gắn kèm chức thu tín hiệu TV Con người không xem chương trình quảng bá mặt đất mà ghi lại biên dịch chương trình Việc sử dụng TV cho mục đích khác vấn đề cần quan tâm Một Website Inetrnet truy nhập theo yêu cầu tới chương trình phát sóng quảng bá mặt đất Hộp set-top box sản phẩm điện dân dụng, truy nhập Internet thông qua TV Các xu hướng chứng minh hội tụ thiết bị đầu cuối, cung Cảc dịch vụ viễn thông , quảng bá thiết bị đầu cuối 117 Xu hướng hội tụ sở hạ tầng mạng truyền thông Các hạ tầng sở khác sử dụng để truyền dẫn phân phát thông tin dịch vụ truyền thông: Hạ tầng điện thoại dành cho truyền dẫn dịch vụ thoại truyền thống (POTS); mạng quảng bá dành cho dịch vụ TV truyền thống (POTVS)… Các sở hạ tầng định cỡ tối ưu hoá để đáp ứng yêu cầu riêng phân phát dịch vụ mạng Footer Page of 113 Header Page of 113 Xuất sở hạ tầng cho phép hợp tốt dịch vụ qua sở hạ tầng khác Sự hợp hội tụ xảy với tốc độ khác khác mức khác mạng 118 Xu hướng đa dạng hoá cấu trúc phân phát nội dung Nhu cầu nội dung tăng lên theo khả băng rộng mạng truy nhập phát triển truyền thông quảng bá số Tất loại nội dung sách, video, am nhạc game phép phân phát tới người sử dụng thông qua loại thiết bị đầu cuối Các mô hình phân phối nội dung nhà cung cấp người sử dụng; công ty đa dạng hoá thị trường phân phối nội dung tiếp tục mở rộng 119 Xu hướng mở rộng cấu kinh doanh Việc triển khai BS, CS số quảng bá Internet gia tăng nhanh chóng nhà cung cấp nội dung âm nhạc video qua Internet Cơ sở hạ tầng cần thiết truyền dẫn ổn định, tính cước theo tốc độ, xác thực, bảo vệ quyền dịch vụ quản lý, tất thứ sử dụng đường trục tốc độ cao Hơn nữa, nhu cầu dịch vụ CDN (Content Delivery Network) gia tăng Cung cấp môi trường tốt cho việc phân phối nội dung có dung lượng lớn truy nhập băng rộng Các nhà phân phối liệu cung cấp nội dung cho người sử dụng xu hướng hội tụ viễn thông quảng bá gia tăng 1.2 TÍNH CẦN THIẾT BcN Người sử dụng mong muốn có dịch vụ không bị gián đoạn, khắp nơi không phụ thuộc vào thời gian, địa điểm thiết bị đầu cuối Mạng có xu hướng bão hoà khả cung cấp dịch vụ Sự phụ thuộc dịch vụ vào mạng, chất lượng dịch vụ không đảm bảo, khó khăn việc quản lý, tính an toàn chưa cao, thiếu khả tạo dịch vụ mới… Mạng BcN đáp ứng yêu cầu khách hàng nhà cung cấp Có khả phối hợp hoạt động mạng khác để hợp lại thành mạng nhất, có khả quản lý chất lượng dịch vụ suốt toàn mạng (end-to-end), có độ tin cậy hiệu cao, giá thành phù hợp Footer Page of 113 Header Page of 113 ĐỊNH NGHĨA MẠNG BcN Khái niệm BcN ban đầu Hàn Quốc đề xướng Đầu tiên, Hàn Quốc xây dựng mạng NGN theo hướng hội tụ với tên gọi NGcN mạng hội tụ hệ sau (Next Generation convergence Network) với tiêu chí cụ thể Hàn Quốc xác định rõ mạng BcN mạng băng rộng, hợp mạng cố định - di động, viễn thông - quảng bá cung cấp dịch vụ băng rộng tốc độ cao sở IPv6 Dưới số định nghĩa BcN: 1.3.1 Định nghĩa Nhóm khởi thảo NGN ETSI NGN khái niệm để định nghĩa triển khai mạng mà nhờ việc phân tách rõ ràng thành lớp mặt phẳng khác việc sử dụng giao diện mở, NGN cung cấp cho nhà cung cấp khai thác dịch vụ sở (platform) để phát triển theo chế bước (step-by-step) nhằm tạo ra, triển khai quản lý dịch vụ 1.3.2 Định nghĩa theo khuyến nghị Y.2001 (12/2004) ITU-T NGN mạng chuyển mạch gói cung cấp dịch vụ viễn thông cho phép sử dụng nhiều công nghệ chuyển tải băng rộng, đảm bảo QoS chức liên quan đến dịch vụ độc lập với công nghệ chuyển tải phía NGN cho phép truy nhập tới nhà cung cấp dịch vụ khác nhau, độc lập với công nghệ truy nhập chuyển tải NGN hỗ trợ tính di động, cho phép cung cấp dịch vụ tới khách hàng cách liên tục khắp nơi 1.3.3 Định nghĩa Bộ thông tin truyền thông Hàn quốc Mạng BcN là:  Mạng hệ sau băng rộng, hội tụ mạng cố định di động, hợp viễn thông truyền thông quảng bá  Mạng Internet hệ sau phân phối thông tin dựa sở chuyển mạch gói IP với đảm bảo chất lượng dịch vụ, có tốc độ cao mà không xảy cố gặp phải việc dừng hay ngắt truyền dẫn liệu mạng  Cơ sở hạ tầng cho phép truy nhập dịch vụ viễn thông, truyền thông quảng Internet từ nhiều loại thiết bị khác Footer Page of bá 113 1.3 Header Page of 113  Bao gồm chức mạng Internet hệ sau (NGI) mạng hệ sau (ITU-T NGN) 1.3.4 Định nghĩa Cơ quan điện toán Quốc gia (NCA) Hàn quốc BcN mạng tích hợp hệ sau cho phép người sử dụng truy nhập vào mạng từ nơi mà không gặp phải vấn đề kết nối cung cấp tính bảo mật mức cao dòng liệu đảm bảo QoS cho dịch vụ đa phương tiện băng rộng môi trường thông tin-truyền thông bao gồm việc hội tụ mạng cố định di động 1.3.5 Định nghĩa BcN Forum BcN mạng hội tụ hệ sau tích hợp dịch vụ thông tin, truyền thông quảng bá Internet cung cấp dịch vụ đa phương tiện đảm bảo QoS nơi nào, vào lúc phương tiện 1.3.6 Tổng hợp định nghĩa BcN Trên sở định nghĩa ta thấy đặc trưng mạng hội tụ băng rộng BcN sau: 1, Mạng hội tụ lĩnh vực sau (hình 1.2): Hội tụ dịch vụ Mạng hội tụ băng rộng BcN Hội tụ thiết bị đầu cuối Hội tụ sở hạ tầng mạng Hình 1.2: Sự hội tụ mạng hội tụ Trong đó: băng rộng BcN  Hội tụ thiết bị đầu cuối  Một thiết bị đầu cuối truy nhập nhiều dịch vụ: thoại, truy nhập Internet, video, chơi game, chương trình TV…  Sử dụng nhiều công nghệ truy nhập khác nhau, ví dụ sử dụng cho cố định di động, viễn thông quảng bá,  Sử dụng nhiều giao diện mức vật lý, ví dụ: CDMA2000, WCDMA, GSM, WLAN, WiMAX, xDSL,v.v… Footer Page of 113 Header Page of 113  Hội tụ dịch vụ  Việc cung cấp dịch vụ không phụ thuộc vào mạng truy nhập, công nghệ mạng thiết bị người dùng đầu cuối  Việc sử dụng dịch vụ không phụ thuộc vào điểm truy nhập thiết bị đầu cuối:  Hỗ trợ xử lý media, điều khiển phiên, v.v…  Hội tụ sở hạ tầng mạng  Một hạ tầng mạng cung cấp nhiều loại dịch vụ thoại, liệu quảng bá; dịch vụ di động cố định,  Khi đó, chuyển đổi nhiều phần tử vật lý logic mạng thành sở hạ tầng mạng (dựa IP):  Tích hợp phần mạng gồm truy nhập mạng lõi mạng cố định di động  Dùng chung tài nguyên: an ninh mạng, OAM, QoS, quản lý di động,  Đơn giản hóa quản lý tải băng thông Mạng băng rộng có khả cung cấp dịch vụ viễn thông cố định, di động, công nghệ thông tin quảng bá băng rộng/tốc độ cao 1.4 CÁC YÊU CẦU ĐỐI VỚI BcN Bản chất mạng BcN mạng NGN tích hợp băng rộng Vì vậy, yêu cầu mạng BcN, trước hết phải đáp ứng yêu cầu mạng NGN: Các yêu cầu NGN ITU-T: Kết nối IP độc lập với lớp chuyển tải bên dưới, có tính độc lập truy nhập, khả chuyển vùng di động, môi trường dịch vụ mở, phát triển lên NGN từ mạng tại, tăng cường tính bảo mật, tách biệt điều khiển gọi điều khiển kênh mang, điều khiển gọi điều khiển phiên dựa giao thức IETF, hội tụ mạng cố định di động Ngoài ra, BcN phải đáp ứng yêu cầu mạng băng rộng với tính bổ sung hỗ trợ cho mạng nhà hợp nhất, hỗ trợ truyền thông quảng bá, nội dung thông tin liên lạc đa phương tiện Footer Page of 113 Header Page 10 of 113 1.5 CÁC YẾU TỐ HỘI TỤ TRONG BcN 1.5.1 Hội tụ cố định – di động Khái niệm hội tụ cố định – di động thường sử dụng để ám việc tích hợp công nghệ hữu tuyến công nghệ vô tuyến Hội tụ media, số liệu, viễn thông chia thành nhóm khác hội tụ dịch vụ, hội tụ thiết bị hội tụ mạng 1.5.2 Hội tụ viễn thông truyền thông quảng bá Với xu hướng hội tụ cung cấp dịch vụ vào thiết bị đầu cuối sở mạng băng rộng sử dụng IPv6, người sử dụng xem trực tiếp chương trình truyền hình quảng bá máy điện thoại di động ti vi thông qua mạng cáp CATV, qua hộp settop-box thu chương trình DMB qua máy tính/PDA đời Khái niệm Cellevision - truyền hình di động đưa giới Cả giới Net truyền hình nằm gọn túi người sử dụng Cước phí truyền hình di động giảm dần Không có khác biệt thông tin cố định di động Mọi thứ nối mạng 1.5.3 Hội tụ thoại liệu Mạng chuyển mạch gói ban đầu để chuyển tải liệu với phát triển nhanh công nghệ IP, việc chuyển thoại qua mạng Internet trở thành thực Mạng Internet cho phép hội tụ số liệu thoại Kiến trúc mạng ngày thay đổi từ mạng thoại liệu thành mạng hội tụ thoại liệu Hiện nay, hệ máy di động có khả gọi điện thoại Internet, kết nối với máy tính qua cổng USB cổng vô tuyến, với chất lượng âm đạt loại Một nguyên nhân hội tụ thoại- liệu tính kinh tế nhà cung cấp dịch vụ muốn giảm chi phí đầu tư (CAPEX) vận hành mạng (OPEX) Việc đưa vào mạng phần tử chất lượng cao việc phát triển công nghệ mạng lõi cho phép cung cấp thoại liệu làm giảm chi phí công nghệ CHƯƠNG II MÔ HÌNH KIẾN TRÚC VÀ CÁC DỊCH VỤ BĂNG RỘNG 2.1 CÁC MÔ HÌNH BcN Footer Page 10 of 113 11 Header Page 13 of 113 Bảng sau dịch vụ quan trọng mạng BcN: Bảng 2.1 Các kiểu dịch vụ BcN Kiểu mạng dịch vụ Dịch vụ đa phương tiện thời gian thực băng rộng mạng Internet hệ sau VPN, VPLS đảm bảo QoS Các chức cần có - Mạng chuyển tiếp cho Internet hệ sau (NGI) - Phân biệt dịch vụ (DiffServ) - VoIP, điện thoại đa phương tiện - Hội nghị từ xa, giáo dục từ xa, y tế từ xa - Mạng riêng ảo đảm bảo QoS (L3 BGP VPN) - L2 VPLS (dịch vụ LAN riêng ảo) NG-SDH, NGSONET dành cho kênh thuê riêng số tốc độ cao Mạng lưu trữ số liệu (SAN) - Dịch vụ kênh thuê riêng số tốc độ cao theo yêu cầu sở TDM - Kênh quang dựa GFP - Phối hợp hoạt động LCAS GMPLS - Mạng phân phối liệu video/đa phương tiện tốc độ cao đảm bảo QoS cho dịch vụ VoD băng rộng - Dịch vụ băng rộng đa phương tiện thời gian thực - Mạng phân phối nội dung (CDN) Footer Page 13 of 113 Thực thi Kiến trúc DiffServaware-MPLS Kiến trúc VPN/VPLSaware-MPLS Băng thông theo yêu cầu Mạng đô thị (MAN) Các tham số QoS - Băng thông - Trễ - Jitter - Tỉ lệ gói - Tính khả dụng - Băng thông - Trễ - Jitter - Tỉ lệ gói - Tính khả dụng - Băng thông -Tỉ lệ lỗi bit/khung - Tính khả dụng - Băng thông -Tỉ lệ lỗi bit/khung - Tính khả dụng 12 Header Page 14 of 113 2.2 IMS TRONG BcN 2.2.1 Ưu điểm phát triển IMS IMS lựa chọn tối ưu cho việc phân phát dịch vụ hội tụ đa phương tiện, cho phép cung cấp dịch vụ IP mạng di động cố định  IMS hỗ trợ đa dịch vụ kiểu truy nhập, cho phép phối hợp hoạt động dịch vụ ứng dụng IP , thuê bao  Tối ưu hoá cho ứng dụng SIP đa phương tiện  IMS cho phép phát triển nhanh chóng linh hoạt dịch vụ mới, giảm đáng kể chi phí đầu tư  IMS hỗ trợ nhiều công nghệ truy nhập khác UMTS chuyển mạch gói, GPRS, WLAN, xDSL mạng khác (di động, cố định, doanh nghiệp) thông qua sở kiểm soát chung, Hình 2.5 IMS BcN Có lý để phát triển IMS mạng hội tụ  Thứ nhất, IMS hợp tất loại hình truyền thông độc lập với loại phương tiện Người sử dụng dùng thiết bị sử dụng nhiều loại hình dịch vụ khác  Thứ hai, IMS xác định loại dịch vụ sử dụng cung cấp độ rộng băng tần thích hợp tuỳ thuộc vào dịch vụ  Lý thứ ba: Với IMS, nhà cung cấp thực phương thức tính cước khác dựa dịch vụ Không hợp dịch vụ mà hợp mạng truyền thông thành mạng toàn cầu Footer Page 14 of 113 13 Header Page 15 of 113 2.2.2 Kiến trúc IMS TISPAN Trong Release tiêu kỹ thuật 3GPP, IMS xác định độc lập với truy nhập Điều có nghĩa công nghệ truy nhập sử dụng để chuyển tải tin SIP người sử dụng tới IMS không tác động đến chức IMS Vì vậy, sử dụng truy nhập DSL, cáp, WLAN, GPRS,… Trái tim IMS CSCF, là: P-CSCF, I-CSCF S-CSCF IMS có khối phần tử chức hình 2.5 Trong hình vẽ, chức sau:  P-CSCF (Proxy CSCF): điểm kết nối phần tử khách hàng (UE) với IMS Hình 2.6 Các phần tử chức IMS TISPAN  I-CSCF (CSCF thẩm vấn): cho phép xác định S-CSCF khách hàng phải đăng ký  S-CSCF (CSCF phục vụ): có chức đăng ký người sử dụng cung cấp dịch vụ platform ứng dụng riêng biệt 2.3 CÁC VÁN ĐỀ CHUẨN HÓA TRONG MẠNG BCN 2.3.1 Các chuẩn liên quan BcN Các chuẩn liên quan đến việc hội tụ cố định-di động, HPi, Mobile IP; vấn đề AAA, QoS, bảo mật 2.3.2 Tổ chức 3GPP(Third Generation Partnership Project) GPP tổ chức xây dựng tiêu kỹ thuật chuẩn hoá di động hệ Các tiêu kỹ thuật 3GPP nhóm vào gói gọi Release Hiện 3GPP triển khai Release Footer Page 15 of 113 14 Header PageETSI 16TISPAN of 113 2.3.3 ETSI –TISPAN nhóm nghiên cứu hội tụ Internet viễn thông ETSI với mục tiêu dịch chuyển chức PSTN vào lõi IP, nhằm cung cấp dịch vụ tương đương bới PSTN 2.3.4 Tổ chức 3GPP2 (Third Generation Partnership Project2) Tổ chức 3GPP2 sử dụng IMS làm sở cho giải pháp miền đa phương tiện (MMD), cho phép mạng truy nhập CDMA-2000 cung cấp dịch vụ di động hệ thứ 2.4 CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ TRONG BcN Mục tiêu chất lượng dịch vụ (QoS) giảm huỷ bỏ trễ gói thoại hay gói dịch vụ đa phương tiện thời gian thực mát gói chuyển qua mạng QoS định nghĩa khả mạng cho phép cung cấp dịch vụ tốt lưu lượng mạng định công nghệ khác Các tham số chuẩn để đánh giá QoS là:  Tính khả dụng dịch vụ (service availability): Là khả kết nối người sử dụng Phụ thuộc vào thiết bị kết nối  Thông lượng (throughput): Tốc độ phân phát gói đến đích  Biến đổi trễ (delay jittter): Biến đổi trễ gói giống qua đường dẫn mạng  Tỷ lệ gói (packet loss rate): rớt gói gói lỗi Mạng có QoS cao hay không đánh giá thông qua khả đạt tối đa tính khả dụng dịch vụ thông lượng đồng thời phải tối thiểu hoá tham số lại 2.4.1 Tính cần thiết QoS Các kiểu lưu lượng khác cần phải dùng chung liên kết mạng cần phải có đối xử khác Các kiểu lưu lượng  Không yêu cầu thời gian thực: Các ứng dụng không quan tâm đến yêu cầu trễ hay băng thông Ví dụ ứng dụng duyệt web, email, tính toán phân tán,… Footer Page 16 of 113 15 Header Page 17 of 113  Thời gian thực: Các ứng dụng đòi hỏi việc phân phát xác theo thời gian với độ tin cậy 2.4.2 QoS cho BcN Cần phải đảm bảo yêu cầu end-to-end đáp ứng cho dịch vụ Đối với thông tin thoại, yêu cầu bao gồm hội tụ giao thức báo hiệu điều khiển jitter trễ (latency) tất liên kết hệ thống end-to-end Các yêu cầu jitter trễ nói chung coi chất lượng dịch vụ QoS Dưới nói cụ thể yêu cầu báo hiệu QoS 2.4.3 Hội tụ báo hiệu Hình 2.7 minh họa việc hội tụ di động cố định băng rộng Trong việc chuyển vùng gọi di động, máy điện thoại di động (MS) liên lạc qua kênh vô tuyến với trạm kết cuối gốc (BTS) BTS kết nối tới “đám mây” mạng di động, bao gồm điều khiển trạm gốc (BSC), trung tâm chuyển mạch di động (MSC) phần tử khác sở hạ tầng di động Hình 2.7 Mạng hội tụ di động cố định băng rộng 2.4.4 QoS hệ thống hội tụ end-to-end QoS vấn đề quan tâm đặc biệt cho việc truyền dẫn liên tục thông tin thoại, video băng thông cao thông tin đa phương tiện Việc truyền dẫn loại nội dung cách đáng tin cậy khó khăn mạng công cộng sử dụng giao thức “best effort” thông thường 2.4.5 QoS liên kết WLAN 802.11e (hay chuẩn có nguồn gốc từ 802.11e WME WSM) có nội dung lựa chọn để điều khiển QoS Các thiết kế Footer Page 17 of 113 16 Header Page 18 of 113 802.11 hữu thực thi giao thức điều khiển truy nhập trung gian (MAC) best-effort, định nghĩa chuẩn 2.4.6 QoS liên kết sử dụng giao thức định tuyến IP Các dịch vụ phân biệt DiffServ chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS chuẩn giải vấn đề chất lượng IP DiffServ vận hành lớp Còn MPLS xác định để lưu lượng lớp Tiết kiệm thời gian cho router tìm kiếm địa nút chuyển tiếp gói MPLS làm dễ dàng quản lý mạng QoS 2.4.7 Kết nối lại với Mỗi phân đoạn mạng thông tin có chế QoS riêng Các phân đoạn phối hợp hoạt động với cách thông suốt để cung cấp QoS end-to-end  Mỗi giao thức cho phép nhiều chế QoS tổ hợp cao việc lựa chọn tham số hoạt động  Đồng tất phân đoạn làm giảm tổng trễ jitter, đặc biệt sử dụng dịch vụ lập lịch 2.4 VẤN ĐỀ AN TOÀN VÀ BẢO MẬT TRONG BcN Xu hội tụ mạng diễn khắp nơi, mạng hội tụ thành sở hạ tầng thống dựa IP để tăng tính hiệu giảm chi phí mạng Tuy nhiên, mạng hội tụ mạng dễ bị công Do vậy, việc lựa chọn thiết bị mạng, mô hình bảo an ứng dụng cần phải đảm bảo tính an toàn mạng vận hành liên tục hiệu Các yêu cầu an toàn&bảo mật gồm có: xác thực, cấp phép, tính toàn vẹn liệu, xác thực liệu gốc, tính tin cậy liệu, tính khả dụng mạng  Một số hình thức đe dọa an toàn mạng  Một số chiến lược an ninh mạng BcN  Các công nghệ bảo mật là:  Mô hình an ninh hệ thống 2G bao gồm bước  Mô hình an ninh 3GPP bao gồm tính an ninh  Footer Page 18 of 113 17 Header Page 19 of 113 CHƯƠNG III ỨNG DỤNG MẠNG BcN Ở VIỆT NAM 3.1 HIỆN TRẠNG MẠNG TRUYỀN TẢI VIỆT NAM Có nhà khai thác cấp phép xây dựng hạ tầng cung cấp dịch vụ truyền tải là: VNPT, Viettel, SPT, ETC Hanoi Telecom Chỉ có nhà cung cấp triển khai hạ tầng truyền dẫn VNPT, Viettel ETC, VNPT Viettel có mạng truyền dẫn đường trục dựa công nghệ WDM 3.1.1 Hiện trạng mạng truyền tải VNPT  Mạng truyền dẫn quốc tế VTI quản lý bao gồm:  Mạng VINASAT  Mạng truyền dẫn quốc gia  Mạng truyền dẫn đường trục Bắc-Nam  Các tuyến truyền dẫn đường trục cấp vùng  Mạng truyền dẫn nội tỉnh  Hiện trạng mạng VNN  Tình hình triển khai mạng NGN VNPT 3.1.2 Đánh giá chung mạng truyền tải VNPT  Hệ thống DWDM đường trục có dung lượng lớn,  Các hệ thống truyền dẫn quang liên tỉnh cấp vùng nội tỉnh chủ yếu sử dụng thiết bị truyền dẫn quang SDH tối ưu cho dịch vụ kênh TDM: PDH (E1,E3,E4), SDH (STM-1/4/16)  Chất lượng độ khả dụng kênh cao Cung cấp kênh điểmđiểm suốt với chất lượng cao Thiết lập kênh cố định mức nx64, E1, E3 (DS3), E4, STM-1  Dự phòng 1+1/1:1,  Chi phí kênh thuê cao  Mạng truyền dẫn triển khai theo cấu trúc đa Ring, kết nối với qua giao diện PDH SDH  Giao diện với khách hàng chủ yếu: E1, E3, STM-1, 4, 16 3.1.3 Hiện trạng mạng truyền tải Viettel  Mạng truyền dẫn quang quốc tế  Mạng truyền dẫn quang đường trục nước Footer Page 19 of 113 18 Header Page 20 of 113  Mạng truyền dẫn quang nội tỉnh 3.2 TÌNH HÌNH TRIỂN KHAI DỊCH VỤ TRÊN MẠNG VIỄN THÔNG 3.2.1 Các dịch vụ cung cấp  Dịch vụ thoại nước  Thoại quốc tế  VoIP  Điện Thoại thẻ  Di động GSM/GPRS  UMTS 2000  Truyền số liệu  Chuyển mạch gói 3.2.2 Các dịch vụ băng rộng di động a) Mạng Di động: Công nghệ thông tin di động Việt Nam phát triển theo: GSM/GPRS/UMTS CDMA-1X/cdma2000 b) Mạng số liệu truy cập băng rộng: Mạng truy nhập với công nghệ ADSL c) Các dịch vụ đa phương tiện (hội nghị truyền hình, Video/Audio theo yêu cầu, Web Conferencing 3.2.3 Các dịch vụ NGN mạng viễn thông VNPT  Dịch vụ 1800, 1900  Dịch vụ MegaWAN  Call Waiting Internet  Free Call Button  Dịch vụ số gọi - Gọi điện thoại từ trang Web – WebdialPage… 3.3 DỰ BÁO NHU CẦU PHÁT TRIỂN CÁC DỊCH VỤ 3.3.1 Các loại hình dịch vụ mạng BcN a) Các dịch vụ sở tương tác (Interactive-based services): b) Các dịch vụ sở không tương tác c) Các dịch vụ hỗn hợp tương tác không tương tác d) Các dịch vụ mạng (ví dụ cung cấp, bảo dưỡng,…) e) Các dịch vụ quy định có tính chất phục vụ xã hội bắt buộc Footer Page 20 of 113 19 Header Page 21 of 113 3.3.2 Dự báo nhu cầu dịch vụ băng rộng mạng VT Xu hướng phát triển loại hình dịch vụ viễn thông VN Hiện Các dịch vụ phụ thuộc vào phương tiện/thiết bị đầu cuối Các dịch vụ best-effort Băng thông 1,5-2 Mbps (các dịch vụ liệu đơn giản e-mail) Hệ thống đánh địa IPv4 (sắp cạn kiệt địa chỉ) Các dịch vụ cho PC điện thoại cố định hay di động 3.3.3 Tương lai Các dịch vụ độc lập với phương tiện/thiết bị đầu cuối Các dịch vụ đảm bảo chất lượng bảo mật Băng thông 50-100 Mbps (các dịch vụ HDTV điện thoại thấy hình) Triển khai hệ thống đánh địa IPv6 Dịch vụ cung cấp khắp nơi, thiết bị Một số đặc trưng dịch vụ môi trường BcN Đa dịch vụ Video Phone (MMoIP), One Phone T-Gov, T-Commerce Mạng nhà Home Multimedia, Home Automation Intelligent Service Robot QoS, bảo mật VoD chất lượng đảm bảo, Home Banking VPN bảo mật cao, e-Commerce Dịch vụ khiắp nơi Telematics Sensor-based u-Commerce  Hình 3.4: Các dịch vụ băng rộng tương lai Thời gian thực, đa phương tiện, độ tin cậy cao, tốc độ cao, truyền tải phương tiện         Các phần tử thông minh phân tán quản lý thông tin cá nhân, Người sử dụng có khả tìm kiếm lọc liệu Chất lượng dịch vụ giá cước Các dịch vụ phải đóng gói (Bundle services) Các dịch vụ phải hội tụ… Truyền thông quảng bá số (DTV, DMB) Telematics (dịch vụ sử dụng ô tô) Footer Page 21 of 113 20 Header Page 22 of 113    Mạng nhà Robot thông minh Các nội dung số 3.4 MÔ HÌNH KIẾN TRÚC MẠNG BcN VIỆT NAM 3.4.1 Các mô hình BCN 3.4.1 Các mô hình BcN Mô hình kiến trúc mạng phần tử mạng, BcN tương tự NGN, gồm lớp chính: lớp dịch vụ, lớp điều khiển, lớp truyền tải lớp truy nhập Mạng đường trục (backbone) sử dụng công nghệ IP-MPLS-DWDM, chuyển tải đa dịch vụ tảng IP VPN; mạng truy nhập băng rộng đa dịch vụ sử dụng công nghệ xDSL BPON Triển khai quản lý biên mạng Phát triển QoS sử dụng kết hợp công nghệ DiffServ MPLS TE; Trong mô hình mạng BcN có mặt mặt liệu, mặt điều khiển mặt quản lý (hình 3.5) Trong mặt liệu có liệu khách hàng, kỹ thuật xử lý lưu lượng để bảo đảm QoS; mặt điều khiển có chức thiết lập kết nối dựa báo hiệu MPLS/GMPLS; mặt quản lý có chức quản lý dịch vụ, quản lý vận hành mạng Mặt phẳng điều khiển Mặt phẳng liệu Mạng viễn thông 3.4.2   M¹ng d÷ liÖu Lớp quản lý Mạng quảng bá Hình 3.5 Mô hình BcN Việt Nam Kiến trúc mạng BcN Mạng truyền tải IP hóa, công nghệ truyền tải sử dụng IP/GMPLS/DWDM Các mạng riêng lẽ kết hợp thành mạng chung nhất, cung cấp dịch vụ đa phương tiện kết hợp tất loại Footer Page 22 of 113 21 Header Page 23 of 113 hình truyền thông thời gian thực thoại, video, ảnh động… với loại hình truyền thông liệu Mạng H.323 quốc tế Mạng NGN quốc tế Các nhà cung cấp nội mạng khác mạng NGN Mạng PSTN quốc tế Các vùng khác VNPT Gateway Mạng đường trục IP/ MPLS/DWDM SS7 SCP Chuyển mạch mềm Vùng2 Ngắt dịch vụ Ngắt dịch vụ Cổng trung kế Server ứng dụng PSTN Cổng trung kế Chuyển mạch mềm INAP Chuyển Cổng báo mạch lớp hiệu AP IN Vùng3 PSTN Cổng báo hiệu Chuyển mạch lớp SIP Cổng trung kế SIP PSTN Vùng1 Cổng báo hiệu SCP Server ứng dụng SS7 Chuyển mạch lớp Hình 3.6: Mạng BcN Việt Nam 3.4.3 Mô hình kết nối mạng trục BcN Việt Nam Mô hình kết nối mạng trục BcN Việt Nam gồm nút mạng Hà nội, Đà nẵng, TP.Hồ Chí Minh, Hải phòng Cần Thơ Mạng trục tổ chức thành mặt phẳng để thực bảo vệ thiết bị cân tải cấu hình mạng lõi nên tổ chức theo cáu trúc Mesh để tăng tính an toàn mạng trục (có thể thực kết nối vật lý kết hợp với kết nối logic) Mô hình kết nối mạng trục BcN Việt Nam mô tả hình 3.7 Giải pháp công nghệ mạng trục BcN Việt Nam sử dụng kiến trúc IP/DWDM theo mô hình mạng ngang hàng với giải pháp điều khiển GMPLS Mạng biên: Các điểm trục tổ chức thành nút đa dịch vụ tất tỉnh POP trục POP trục HNI HCM Mạng lõi BcN IP/GMPLS/D WDM POP trục HPG POP trục POP trục CTƠ Hình 3.7 Mô hình kết nối mạng trục BcN Việt ĐNG Footer Page 23 of 113 Nam 22 Header Page 24 of 113 3.5 PHƯƠNG ÁN TRIỂN KHAI 3.5.1 Các phương án hợp mạng a Hội tụ cố định di động hợp công nghệ hữu tuyến, vô tuyến di động dịch vụ tạo sở mạng viễn thông b Hợp mạng viễn thông mạng liệu: chọn giao thức IPv6 làm giao thức thống cho mạng truyền tải viễn thông c Hợp mạng viễn thông mạng quảng bá: chọn giao thức IP làm giao thức thống cho mạng truyền tải viễn thông mạng truyền tải tín hiệu truyền hình (IPTV) bước chuyển giao thức viễn thông truyền hình truyền thống giao thác IP, đó, IP phiên chủ đạo 3.5.2 Các bước hợp Bước hội tụ thứ nhất: Bước hội tụ việc hợp mạng lõi PS mạng cố định di động Việc hội tụ hoàn toàn suốt khách hàng đầu cuối cho phép tối ưu hoá CAPEX OPEX chi phí sở hạ tầng mạng nhà khai thác Bước hội tụ thứ hai: Bao gồm việc chuẩn bị cho mạng truy nhập mạng lõi thực thi dịch vụ đa phương tiện dựa IP đảm bảo phát triển liên tục Thách thức lớn việc xử lý dịch vụ thời gian thực, đặc biệt thoại, cho phép chuyển vùng mạng truy nhập khác khách hàng di chuyển từ mạng truy nhập sang mạng truy nhập khác 3.5.3 Các phương án triển khai Có phương án chủ yếu: Phương án 1- Hợp mức truy nhập- Các chế quản lý tính di động mạng di động tạo phần tử mạng dùng cho mạng truy nhập hữu tuyến vô tuyến b) Phương án 2- Hợp mức đường trục: Phương án hoàn toàn giống với phương án ngoại trừ việc hộp mô đặt MSC Footerở mức Page 24 Ưu of điểm 113.của kịch giảm chi phí đầu tư so với 23 Header Page 25 of 113 kịch thứ Tuy nhiên, trễ chuyển vùng rõ ràng cao so với kịch thứ làm ảnh hưởng đến khả chuyển vùng không bị gián đoạn Giải pháp chưa kiểm chứng phòng thử nghiệm thoả hiệp chi phí đầu tư mức độ không gián đoạn dịch vụ chuyển vùng Các hãng tham gia vào lĩnh vực công ty nhỏ Bridgeport, PhoneDo,… 3.5.4 Hội tụ mạng toàn IP (All IP) Bước xảy sau loại bỏ toàn mạng lõi CS Nghĩa tất dịch vụ thoại liệu thực mạng PS lõi qua công nghệ truy nhập khác Chỉ cần mặt phẳng điều khiển SIP để thực dịch vụ đa phương tiện Kiến trúc IMS 3GPP chuẩn hoá giải thực thi mặt phẳng điều khiển SIP cho tất công nghệ truy nhập Kiến trúc IMS thiết kế nhằm đạt mục đích:  Sử dụng giao thức SIP ngang hàng giao thức có liên quan  Duy trì điều khiển phía nhà khai thác nhờ việc quản lý hiệu QoS kiểu truy nhập khác nhau, bảo mật chế xác thực dựa thẻ SIM thiết lập thoả thuận chuyển vùng với nhà khai thác khác 3.5.5 Lộ trình triển khai mạng BcN Việt Nam Bước 1: Tăng cường chức mạng cố định di động FTTH PSTN SS OSS OSS (E/B/G - PON) AS MS MS ONT AAA OSS AAA PDP PDP VoD AS OSS ONT Truy nhập hữu tuyến xDSL HGW BTV BcN AGW (RT) BcN AGW (COT) VoD OSS QoS dựa IP N/W Edge Mạng nỗ lực tối đa IP phone OnePhone BTS/Nút B Legancy MS CSCF Truy nhập vô tuyến AAA PDSN OnePhone MRF HA IMS Mạng lõi liệu PDF BSC/RNC G-WSS WSS MS đa phương tiện BTS/Nút B Legancy MS Domain Đường thoại Đường liệu gói Báo hiệu WGW G-WGW Hình 3.13: Tăng cường phần tử mạng di động cố định Footer Page 25 of 113 24 Header Page 26 of 113 Bước 2: Phối hợp hoạt động mạng cố định di động FTTH PSTN SS (E/B/G- PON) OSS OSS AS MS MS AAA OSS AAA ONT PDP PDP VoD AS OSS ONT BTV OnePhone Truy nhập hữu tuyến xDSL Edge HGW QoS dựa IP N/WN/W Mạng nỗ lực tối đa BcN AGW (COT) BcN AGW (RT) IP phone VoD OSS AP HPi Thiết bị 2,3GHz BTS/Nút B Mạng lõi liệu IMS Legancy MS MRF CSCF Truy nhập vô tuyến OnePhone HA AAA PDSN PDF BSC/RNC G-WSS WSS BTS/Nút B Đường thoại Đường liệu gói Báo hiệu MS đa phương tiện Legancy MS Domain G-WGW WGW Hình 3.14: Phối hợp hoạt động cố định di động Bước 3: Hội tụ mạng cố định di động FTTH PSTN SS (E/B/G- PON) OSS OSS AS MS MS AAA OSS AAA ONT PDP PDP VoD AS OSS ONT BTV OnePhone Truy nhập hữu tuyến xDSL Edge HGW BcN AGW (RT) HPi QoS dựa IP N/WN/W Mạng nỗ lực tối đa BcN AGW (COT) IP phone VoD OSS AP Thiết bị 2,3GHz BTS/Nút B IMS Legancy MS MRF CSCF Truy nhập vô tuyến AAA PDSN OnePhone Mạng lõi liệu HA PDF BSC/RNC G-WSS WSS BTS/Nút B MS đa phương tiện Đường thoại Đường liệu gói Báo hiệu Legancy MS Domain WGW G-WGW Hình 3.15: Hội tụ mạng KẾT LUẬN Ngày nay, phát triển nhanh chóng Internet - mạng thông tin toàn cầu, làm thay đổi toàn sống lĩnh vực giới Internet hệ thống phân phối thông tin tao hội tụ công nghệ máy tính công nghệ viễn thông Sự hội tụ mạng truyền thông được thực mặt: Hội tụ dịch vụ, hội tụ thiết bị đầu cuối hội tụ hạ tầng sở mạng Đối với nước ta, nhà khai thác mạng viễn thông, đặc biệt tập đoàn viễn thông lớn VNPT Viettel, xây dựng Footer Page 26 of 113 25 Header Page 27 of 113 mạng NGN Một vấn đề đặt việc xây dựng mạng NGN để đạt mạng hội tụ băng rông cho tương lai Do đó, việc nghiên cứu mạng BCN để có kế hoạch chiến lược phát triển mạng viễn thông nước ta cách hợp lý hiệu điều cấp thiết Chính em chọn đề tài “Mạng hội tụ băng rộng phương án phát triển cho Việt Nam “ cho luận văn tốt nghiệp cao học em Sau thời gian thực em hoàn thành đề tài luận văn với kết đạt được: Tổng quan mạng hội tụ băng rộng BcN, với nội dung: yếu tố thúc đẩy đời, tính cần thiết, định nghĩa BcN yếu tố hội tụ BcN Mô hình kiến trúc dịch vụ băng rộng; IMS BcN; vấn đề chuẩn hoá cho BcN, chất lượng dịch vụ vấn đề an ninh bảo mật BcN Phương án triển khai mạng hội tụ băng rộng Việt nam: sở trạng mạng viễn thông Việt nam, tình hình triển khai dịch vụ mạng viễn thông Việt nam, luận văn dự báo nhu cầu phát triển dịch vụ băng rộng Việt nam, đề xuất mô hình kiến trúc BcN Việt nam phương án triển khai xây dựng BcN Việt nam Do thời gian có hạn trình độ hạn chế, thân có nhiều cố gắng đáp ứng phần vấn đề BcN ứng dụng cho Việt Nam Nội dung trình bày vấn đề luận văn không tránh khỏi thiếu sót, mong nhận ý kiến đóng góp thầy cô hội đồng chấm luận văn Hy vọng có cảm thông thầy giáo tất người đọc luận văn Xin trân trọng cảm ơn Thầy giáo hướng dẫn, thầy Học viện Công nghệ Bưu Viễn thông, Khoa Quốc tế Đào tạo sau Đại học, bạn bè, đồng nghiệp, gia đình giúp đỡ tác giả hoàn thành luận văn này./ Footer Page 27 of 113 ... vực sau (hình 1.2): Hội tụ dịch vụ Mạng hội tụ băng rộng BcN Hội tụ thiết bị đầu cuối Hội tụ sở hạ tầng mạng Hình 1.2: Sự hội tụ mạng hội tụ Trong đó: băng rộng BcN  Hội tụ thiết bị đầu cuối... mạng viễn thông Việt nam, tình hình triển khai dịch vụ mạng viễn thông Việt nam, luận văn dự báo nhu cầu phát triển dịch vụ băng rộng Việt nam, đề xuất mô hình kiến trúc BcN Việt nam phương án. .. yếu tố hội tụ BcN Mô hình kiến trúc dịch vụ băng rộng; IMS BcN; vấn đề chuẩn hoá cho BcN, chất lượng dịch vụ vấn đề an ninh bảo mật BcN Phương án triển khai mạng hội tụ băng rộng Việt nam: sở trạng