Nghiên cứu mạng hội tụ băng rộng và ứng dụng mô hình triển khai tại công ty viễn thông viettel

i ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN & TRUYỀN THÔNG VŨ VĂN CHIẾN NGHIÊN CỨU MẠNG HỘI TỤ BĂNG RỘNG VÀ ỨNG DỤNG MÔ HÌNH TRIỂN KHAI TẠI CƠNG TY VIỄN THƠNG VIETTEL LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÁY TÍNH CHUYÊN NGÀNH KHOA HỌC MÁY TÍNH MÃ SỐ: 60 48 01 Ngƣời hƣớng dẫn: TS PHẠM THẾ QUẾ Thái Nguyên, năm 2014 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ ii LỜI CẢM ƠN Tôi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến tồn thể thầy giáo, giáo nhiệt tình giảng dạy, trang bị cho hệ thống tri thức quý báu khoa học máy tính, phƣơng pháp nghiên cứu khoa học Xin chân thành tỏ lòng biết ơn tới Ban giám hiệu Đại học Thái Nguyên, trƣờng Công nghệ Thông tin Truyền thơng, Phịng Đào tạo, thầy giáo tận tình giảng dạy, quan tâm giúp đỡ, tạo điều kiện cho suốt thời gian học tập làm luận văn Tác giả xin chân thành cảm ơn giúp đỡ nhiệt tình Chi nhánh Viettel Thái Ngun -Tập đồn viễn thơng Qn đội đồng nghiệp ngƣời thân gia đình tận tình giúp đỡ tơi hồn thành luận văn Với lòng biết ơn sâu sắc, tác giả xin chân thành cảm ơn Tiến Sỹ Phạm Thế Quế, nhiệt tình bảo, giúp đỡ, góp ý để luận văn đƣợc hồn thành Cám ơn Giáo sƣ, Phó Giáo sƣ, Tiến sỹ chủ tịch Hội đồng phản biện uỷ viên Hội đồng dành thời gian quý báu để đọc, nhận xét tham gia Hội đồng chấm luận văn Với thời gian nghiên cứu hạn chế, thực tiễn công tác lại vô sinh động nhiều vấn đề cần giải khơng thể tránh khỏi thiếu sót, thân mong dẫn, đóng góp giúp đỡ thầy giáo, cô giáo, cấp lãnh đạo, bạn bè đồng nghiệp bạn đọc để luận văn có giá trị thực tiễn Xin chân thành cảm ơn! TÁC GIẢ LUẬN VĂN Vũ Văn Chiến Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ iii DANH MỤC CÁC THUẬT NGỮ, CÁC CHỮ VIẾT TẮT 2G Second Generation Wireless Systems Di động hệ thứ 3G Third Generation Wireless Systems Di động hệ thứ 3GPP Third Generation Partnership Project Tổ chức 3GPP 3GPP Third Generation Partnership Project Tổ chức 3GPP2 4G Forth Generation Wireless Systems Di động hệ thứ ACL Access Control List Danh sách điều khiển truy nhập AF Assured Forwarding Chuyển tiếp bảo đảm AGW Access Gateway Gateway truy nhập AIFS Arbitration Inter Frame Spacing Khoảng cách khung định ALG Application Layer Gateway Gateway lớp ứng dụng AN Access Network Mạng truy nhập Access Node Nút truy nhập AP Access Point Điểm truy nhập API Application Programing Interface Giao diện lập trình ứng dụng APON ATM PON PON sử dụng truyền tải ATM ASIC Application Specific Integrated Circuit Chip dùng cho ứng dụng định ATM Asynchronous Transfer Mode Phƣơng thức không đồng BcN Broadband convergence Network Mạng hội tụ băng rộng BGCF Breakout Gateway Control Function Border Gateway Control Function Chức điều gateway biên BGF Border Gateway Function Chức gateway biên BGP Border Gateway Protocol Giao thức gateway biên mạng BGW Border Gateway Gateway biên Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên chuyển tải khiển http://www.lrc-tnu.edu.vn/ iv BPON Broadband PON PON băng rộng BS Broadcasting satellite Vệ tinh quảng bá BSC Base Station Controller Bộ điều khiển trạm gốc BTS Base Terminal Station Trạm kết cuối gốc CAC Call Admission Control Điều khiển thừa nhận gọi CAN Content Adaptation Node Nút thích ứng nội dung CAPEX Capital Expenditure Chi phí đầu tƣ CATV Cable Television Truyền hình cáp CAVE Cellular Authentication and Voice Xác thực mã hoá âm Encryption cho mạng tế bào C-BGF Core Border Gateway Function Chức gateway biên mạng lõi CDMA Code Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo mã CDN Content Delivery Network Mạng phân phối nội dung CFP Contention Free Period Khoảng thời gian khơng có va chạm CGW Convergence Gateway Gateway hội tụ COPS Common Open Policy Service Dịch vụ sách mở thơng thƣờng CPN Customer Premises Network Mạng phía khách hàng CPTR Compressed Real-Time Protocol Giao thức thời gian thực nén CR-LDP Constraint-Routing Label Distribution Giao thức phân phát nhãn Protocol định tuyến cƣỡng CS Communications Satellite Vệ tinh viễn thông Circuit Switching Kỹ thuật chuyển mạch kênh Call State/Session Control Function Chức điều khiển trạng thái/phiên gọi CSCF Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ v DCS Digital Cross-connect System Hệ thống kết nối chéo số DDoS Distributed Denial of Service Từ chối dịch vụ phân tán DMB Digital Multimedia Broadcast Truyền thông quảng bá đa phƣơng tiện DOCSIS Data Over Cable Service Interface Các tiêu kỹ thuật cho giao Specifications diện dịch vụ liệu truyền qua cáp truyền hình DoS Denial of Service DPNSS Digital Private Network Signalling Hệ thống báo hiệu mạng riêng System số DRAM Dynamic Random Access Memory Bộ nhớ động truy nhập ngẫu nhiên DS Differentiated Service Phân biệt dịch vụ DSCP DiffServ Code Point Điểm mã DiffServ DSLAM Digital Subscriber Multiplexer DSP Digital Signal Processor Bộ xử lý tín hiệu số DWDM Dense wavelength multiplexing division Ghép kênh phân chia theo bƣớc sóng mật độ cao EDCA Enhanced Distributed Channel Access Truy nhập kênh phân tán đƣợc tăng cƣờng EF Expedited Forwarding Thực chuyển tiếp EPON Ethernet PON IEEE Ethernet dùng cho PON ESCON Enterprise Systems CONnection Chuẩn kênh sợi quang IBM có tốc độ đơn công 17 Mbps với khoảng cách tới 60 km ETSI European Telecommunications Standards Institute Viện tiêu chuẩn hoá viễn thông châu Âu EV-DO EVolution-Data Only Chuẩn vô tuyến EV-DO Từ chối dịch vụ Access Bộ ghép kênh truy nhập đƣờng dây thuê bao số Line Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ vi Chuẩn vô tuyến EV-DV EV-DV EVolution-Data Voice FCAPS Fault-management, configuration, Mơ hình quản lý mạng dựa accounting, performance and security phân loại đối tƣợng hoạt động bao gồm mức: quản lý lỗi, lấy cấu hình, tài khoản, chất lƣợng hoạt động bảo mật FEC Forwarding Equivalence Class Lớp chuyển tiếp tƣơng đƣơng FICON FIber CONnector Chuẩn kênh sợi quang IBM có tốc độ song cơng 100 Mbps, tƣơng đƣơng với kênh ESCON FIFO First In First Out Vào trƣớc trƣớc FTTC Fiber-To-The Curb Cáp quang đến tủ cáp FTTH Fiber-To-The Home Cáp quang đến nhà FWA Fixed Wireless Access Truy nhập cố định-vô tuyến GFP Generic Framing Procedure Thủ tục định khung GGSN Gateway GPRS Support Node Nút hỗ trợ GPRS ngõ GMPLS Generalized Switching GPON Gigabit PON Mạng quang thụ động tốc độ Gigabit GPRS General Packet Radio Service Dịch vụ vơ tuyến dựa chuyển mạch gói GPS Global Positioning System Hệ thống định vị toàn cầu GSM Global System Communications HCCA Hybrid-coordinated Channel Acces HDTV High Definition Television Multi Protocol for Label MPLS cho mạng quang Mobile Hệ thống thơng tin di động tồn cầu Controlled Truy nhập điều khiển kênh lai kết hợp Truyền hình có độ phân giải cao Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ vii HFC Hybrid Fiber Coax Lai ghép cáp quang cáp đồng trục HLR Home Location Register Đăng ký vị trí mạng chủ Home RF Home Radio Frequency Cơng nghệ kết nối sóng vơ tuyến cự ly ngắn dùng nhà HPi High-speed Portable Internet Internet di động tốc độ cao HTTP Hyper Text Transfer Protocol Giao thức chuyển giao siêu văn IBCF Interconnect Border Control Function Chức điều khiển kết nối biên I-CSCF Interrogating Function ICT Information Technology IETF Internet Engineering Task Force Nhóm kỹ thuật Internet IM Instant Messaging Nhắn tin tức thời IMS IP Multimedia Subsystem Phân hệ đa phƣơng tiện IP IMSI International Mobile Station Identity Nhận dạng trạm di động quốc tế Call State Control CSCF thẩm vấn Communication Công nghệ viễn thông – tin học IMT-2000 International Telecommunications 2000 Mobile Chuẩn ITU cho di động hệ thứ IPTV IP Television Truyền hình qua IP IPv4 Internet Protocol version Giao thức Internet phiên IPv6 Internet Protocol version Giao thức Internet phiên IS-41 Interim Standard – 41 Chuẩn Bắc Mỹ cho báo hiệu mạng viễn thông vô tuyến ISDN Integrated Services Digital Network Mạng số đa dịch vụ ISP Internet Service Provider Nhà cung cấp dịch vụ Internet ISUP ISDN User Part Phần đối tƣợng sử dụng ISUP ITU International Telecommunication Liên minh viễn thơng quốc tế Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ viii Union iTV interactive TV Ti vi tƣơng tác IWWS Integrated Wireless/Wireline Service Dịch vụ vơ tuyến/hữu tuyến tích hợp L2TP Layer Tunneling Protocol Giao thức đƣờng hầm lớp cho phép vận hành VPN qua Internet LAN Local Area Network Mạng nội LCAS Link Capacity Adjustment Scheme Phƣơng thức điều chỉnh dung lƣợng kênh LCD Liquid Crystal Display Màn hình tinh thể lỏng LFI Link Fragmentation and Interleaving Chèn phân đoạn liên kết LIFO Last In First Out Vào sau – trƣớc LMP Link Management Protocol Giao thức quản lý liên kết MAN Metropolitan Area Network Mạng đô thị MGC Media Gateway Controller Bộ điều khiển phƣơng tiện MGCF Media Gateway Control Function Chức điều Gateway phƣơng tiện MGCP Media Gateway Control Protocol Giao thức điều khiển Gateway phƣơng tiện MGF Media Gateway Function Chức Gateway phƣơng tiện ME Mobile Equipment Thiết bị di động MLP Multilink point to point protocol Giao thức điểm-điểm đa liên kết MMoIP Multi Media over IP Đa phƣơng tiện IP MM Multi Media Đa phƣơng tiện MMD Multi Media Domain Miền đa phƣơng tiện MMS Multimedia Messaging Service/Server Dịch vụ/Server nhắn tin đa Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Gateway khiển http://www.lrc-tnu.edu.vn/ ix phƣơng tiện MMSP Multimedia Service Provisioning Cung cấp dịch vụ đa phƣơng tiện MoU Minutes of Use Số phút sử dụng MPLS Multi Protocol Label Switching Chuyển mạch nhãn đa giao thức MRFC Multimedia Controller Resource Function Bộ điều khiển chức tài nguyên đa phƣơng tiện MRFP Multimedia Processor Resource Function Bộ xử lý chức tài nguyên đa phƣơng tiện MRO Maintenance, Repair, Operation Bảo dƣỡng, sửa chữa, vận hành MSC Mobile Switching Center Trung tâm chuyển mạch di động Mobile-services Switching Center Trung tâm chuyển mạch dịch vụ di động MSO Multiple System Operator Nhà khai thác đa hệ thống MSPP Multi-Service Provision Platform Trạm cung cấp đa dịch vụ MVNO Mobile Virtual Network Operator Nhà khai thác mạng di động ảo NAPT Network Address and Port Translation Chuyển đổi cổng địa mạng NASS Network Attachment SubSystem Phân hệ gắn kèm mạng NAT Network Address Translator Bộ chuyển đổi địa mạng NGcN Next Generation convergence Network Mạng hội tụ hệ sau NGI Next Generation Internet Mạng Internet hệ sau NGN Next Generation Network Mạng hệ sau NG-SDH Next Generation SDH SDH hệ sau OAM Operation Administration Maintenance Vận hành, Quản lý, Bảo Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ x dƣỡng OXC Optical Cross-connect Kết nối chéo quang PAP Password Authentication Protocol Giao thức xác thực dựa mật PCM Pulse-Code Modulation Điều chế xung mã PCRF Policy and Charging Rules Function Chức nguyên tắc cƣớc phí sách PCS Personal Communications by Satellite Hệ thống thông tin cá nhân sử dụng vệ tinh P-CSCF Proxy Call Session Control Function Proxy CSCF PDA Personal Digital Assistant Thiết bị trợ giúp số cá nhân PDP Plasma Display Panel Bảng hiển thị plasma PE Provider Edge Ngoại biên nhà cung cấp PEP Policy Enforcement Point Điểm thi hành sách PDP Packet Data Protocol Giao thức liệu gói Policy Decision Point Điểm định sách PES PSTN/ISDN Emulation Subsystem Phân hệ PSTN/ISDN PLMN Public Land Mobile Network Mạng di động công cộng mặt đất POC Push-to-Talk Over Cellular Dịch vụPush-to-Talk mạng di động PON Passive Optical Network Mạng quang thụ động POS Packet Over SDH Gói qua SDH POTS Plain Old Telephony Services Dịch vụ điện thoại truyền thống POTVS Plain Old TV Services Dịch vụ truyền hình truyền thống PSTN Public Switched Telephone Network Mạng điện thoại chuyển mạch công cộng Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên tạo qua http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 67 tảng IP; mạng truy nhập băng rộng đa dịch vụ sử dụng công nghệ xDSL PON Triển khai quản lý biên mạng Phát triển QoS sử dụng kết hợp công nghệ DiffServ MPLS TE; mặt điều khiển để tăng cƣờng khả điều khiển mạng mạng thông minh; cung cấp cho ngƣời sử dụng dịch vụ nhƣ IPTV home network Kiến trúc chức lớp mạng BcN, bao gồm công nghệ băng rộng có tính hội tụ, chức lớp mạng dịch vụ băng rộng đƣợc cung cấp bảo đảm QoS lớp dịch vụ BCN Trong mơ 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 lƣu lƣợng 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 Lớp quản lý Mặt phẳng điều khiển Mặt phẳng d liu Mng vin thụng Mạng liệu Mng qung bá Hình 3.5 Mơ hình BcN Viettel Mơ hình giao thức: Mạng truy nhập khách hàng (CPN) đến mạng nhà cung cấp (ISP) đƣợc mở rộng thành mạng truy nhập băng với hệ thống chuyển mạch Gigabit Ẹthenet (GE) đƣợc kết nối với NG-SDH/WDM tạo nên mạng MetroEthernet Đối với hệ thống siêu máy tính kết nối với kênh truyền dẫn số tốc độ cao đƣợc kết nối vào NG-SDH/WDM với độ rộng băng tần theo yêu cầu Đối với mạng nhà cung cấp dịch vụ Internet (ISP): sử dụng router ngoại biên (PE) có chức xử lý gói DiffServ chức mạng MPLS, kỹ thuật lƣu lƣợng dựa theo chế DiffServ thông qua PLS mạng chuyển tải ISP Mơ hình dịch vụ BcN:Các dịch vụ BcN cần có ƣu điểm vƣợt trội so với dịch vụ Đặc tính dịch vụ quan trọng dịch vụ BcN đảm bảo QoS Các dịch vụ liên quan đến bảo đảm QoS Dịch vụ VT với băng thông cần phải đƣợc đảm bảo, dịch vụ VoIP, điện thoại đa phƣơng tiện thời gian thực, hệ thống hội nghị từ xa 68 3.4.2 Kiến trúc mạng BcN Mạng truyền tải đƣợc IP hóa, cơng nghệ truyền tải sử dụng IP/GMPLS/DWDM Các mạng riêng lẽ đƣợc kết hợp thành mạng chung nhất, cung cấp dịch vụ đa phƣơng tiện kết hợp tất loại hình truyền thơng thời gian thực nhƣ thoại, video, ảnh động… với loại hình truyền thông liệu Mạng H.323 quốc tế Mạng NGN quốc tế Mạng PSTN quốc tế Các nhà cung cấp nội mạng khác Các vùng khác Việt Nam Gateway Mạng đường trục BcN ( IP / GMPLS / DWDM) Vùng1 Vùng Vùng SS7 Server ứng dụng SIP I NA SCP IMS/ Chuyển mạch mềm IMS/ Chuyển mạch mềm Cổng trung kế Chuyển mạch lớp Cổng báo hiệu PSTN Cổng Chuyển báo hiệu mạch lớp SIP IMS/ Chuyển Cổng báo Chuyển mạch mềm mạch lớp hiệu P Cổng trung kế INAP Cổng PSTN trung kế SCP Server ứng dụng SS7 PSTN Hình 3.6 BcN Viettel 3.4.3 Mơ hình kết nối mạng trục BcN Viettel Mơ 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 nên tổ chức thành mặt phẳng để thực bảo vệ thiết bị cân tải cấu hình mạng lõi nên tổ chức theo cấu trúc Mesh để tăng tính an tồn mạng trục (có thể thực kết nối vật lý kết hợp với kết nối logic) Mơ hình kết nối mạng trục BcN Việt Nam đƣợc mơ tả hình 3.6 Giải pháp cơng nghệ mạng trục BcN Việt Nam sử dụng kiến trúc IP/DWDM theo mơ hình mạng ngang hàng với giải pháp điều khiển GMPLS Mạng biên: Các điểm trục đƣợc tổ chức thành nút đa dịch vụ tất tỉnh Về mặt số liệu: sử dụng phƣơng thức kết nối POS (SDH NG-SDH) định tuyến IP-MPLS mạng quang Đồng thời, kết hợp sử dụng định tuyến qua mạng truyền tải quang Về mặt quản lý điều khiển: tập trung giải vấn đề điều khiển cho mặt truyền tải quang DWDM trở thành mạng định tuyến bƣớc sóng động dựa cơng nghệ GMPLS Bởi vì, GMPLS phận thiếu triển khai 69 mạng hệ sau Nó tạo thành cầu nối lớp IP quang Với vai trò làm cầu nối động mạng truyền tải truyền thống lớp IP, GMPLS mở triển vọng cho phép triển khai dịch vụ nhanh chóng, hoạt động hiệu nhƣ hội để tăng doanh thu Sử dụng GMPLS, nhà cung cấp dịch vụ không thiết loại bỏ tất thiết bị mạng có mua thiết bị từ nhà cung cấp sở mạng triển khai đủ khả để mở rộng lên G-MPLS Hơn nữa, họ khơng phải đợi đến hồn thành tiêu chuẩn G-MPLS cuối thu đƣợc lợi nhuận GMPLS đƣợc phát triển nhƣ chuẩn mở cho phép nhà cung cấp dịch vụ phát triển triển khai dịch vụ cách nhanh chóng, nhờ tránh đƣợc vấn đề không tƣơng hợp thiết bị nhà sản xuất khác phân đoạn mạng 3.5 PHƢƠNG ÁN HỘI TỤ MẠNG 3.5.1 Các phƣơng án hợp mạng a Hội tụ cố định di động hợp công nghệ hữu tuyến, vơ tuyến di động dịch vụ đƣợc tạo sở mạng viễn thơng đƣợc coi biện pháp xố bỏ hoàn toàn rào cản vật lý ngăn cản nhà cung cấp dịch vụ viễn thông với loại hình dịch vụ Xu hƣớng thúc đẩy phát triển công nghệ mạng vô tuyến Ngoài ra, nhà đầu tƣ tiếp tục phát triển công nghệ truy nhập vô tuyến băng rộng phạm vi địa lý định WiMAX đƣợc tạo để cung cấp khả tƣơng tự cho phạm vi lớn nhiều, cho phép ngƣời sử dụng tính di động cao so với Wi-Fi POP trục HNI POP trục HPG POP trục HCM Mạng lõi BcN IP/GMPLS/DWDM POP trục CTƠ POP trục ĐNG Hình 3.7 Mơ hình kết nối mạng trục BcN Việt Nam 70 DN S, IS POT xDSL Các nhà khai thác di động Wi-Fi, WiMAX GSM, GPRS, UMTS Truy nhập vô tuyến Truy nhập vô tuyến Truy nhập tế bào Mạng lõi chuyển mạch kênh (POTS, ISDN) Mạng lõi chuyển mạch gói (IP) Mạng lõi chuyển mạch gói (IP) Sự lệch pha Tích hợp mạng lõi PS thành mạng lõi PS bước hội tụ thứ Các nhà khai thác cố định Mạng lõi chuyển mạch kênh (GSM) Hình 3.8 Cấu trúc mạng lõi truy nhập điển hình Khi thiết bị đầu cuối kết nối qua mạng truy nhập vô tuyến hữu tuyến, lƣu lƣợng đƣợc định tuyến tới mạng lõi Tuy nhiên, thiết bị đầu cuối sử dụng mạng truy nhập di động GSM, GPRS 3G, lƣu lƣợng thoại đƣợc định tuyến tới mạng lõi chuyển mạch kênh (CS: Channel Switching) dựa GSM, lƣu lƣợng liệu đƣợc định tuyến tới mạng lõi chuyển mạch gói IP b Hợp mạng viễn thông mạng liệu: chọn giao thức IP làm giao thức thống cho mạng truyền tải viễn thông Đồng thời, bƣớc chuyển giao thức viễn thông sang giao thác IP Trong đó, IP phiên chủ đạo, IPv6 đƣợc thiết kế bao gồm chức định dạng mở rộng IP phiên với số lƣợng địa cực lớn (IP phiên sử dụng tới 128 bit, đựa số địa Internet đƣợc sử dụng lên tới 3.4*1038 địa chỉ), giải pháp chọn đƣờng đƣợc tối ƣu; khả hỗ trợ di động, tăng cƣờng bảo mật tồn vẹn liệu, tích hợp tiêu chuẩn chất lƣợng dịch vụ, có khả tự động cấu hình mạng, tích hợp với cơng nghệ di động, truyền thông liệu 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) bƣớc chuyển giao thức viễn thông truyền hình truyền thống giao thức IP, đó, IP phiên chủ đạo Vấn đề hợp mạng viễn thông, liệu quảng bá vấn đề lớn Tuy nhiên, việc hợp mạng liệu quảng bá với viễn thông điều quan trọng cốt lõi chọn giao thức truyền tải IP (IPv6) cho mạng truyền tải mạng Một vấn đề phức tạp mạng hội tụ BcN hợp mạng cố định di động 71 Mơ hình tổng qt hệ thống đƣợc hình sau: Viễn thơng/dữ liệu Chƣơng trình truyền hình Hub Head-end Hub khu vực Cáp quang Cáp đồng Hub quang Node quang Hình 3.9 Mơ hình tổng qt hệ thống hợp 3.5.2 Các bƣớc hợp Việc hợp công nghệ truy nhập tƣơng lai, qua làm tăng tính đa dạng kiểu truy nhập nhƣ làm cho việc cung cấp dịch vụ thoại liệu không bị gián đoạn trình dịch chuyển sang mạng hội tụ thách thức nhiều vấn đề phải tiếp tục nghiên cứu Bước hội tụ thứ nhất: Bƣớc hội tụ việc hợp mạng lõi PS mạng cố định nhƣ di động Việc hội tụ nhƣ hoàn toàn suốt khách hàng đầu cuối cho phép tối ƣu hố CAPEX nhƣ OPEX chi phí sở hạ tầng mạng nhà khai thác 72 Bước hội tụ thứ hai: Bƣớc thứ hai bao gồm việc chuẩn bị cho mạng truy nhập mạng lõi thực thi dịch vụ đa phƣơng tiện dựa IP đảm bảo đƣợc 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 Ở phía mạng cố định, lƣu lƣợng thoại đƣợc dịch chuyển năm từ mạng lõi chuyển mạch kênh CS (PSTN ISDN) sang mạng lõi chuyển mạch gói PS dựa VoIP, bƣớc loại bỏ dần mạng lõi CS Xu hƣớng đƣợc hỗ trợ mạnh mẽ môi trƣờng cạnh tranh thúc đẩy nhà khai thác truyền thống triển khai rộng rãi dịch vụ dựa SIP ngang hàng Tuy nhiên, phía mạng di động, phần lƣu lƣợng thoại đƣợc chuyển sang VoIP thực thiết bị đầu cuối sử dụng mạng truy nhập vô tuyến (Wi-Fi WiMAX) Ở mạng truy nhập di động “tế bào”, thoại dựa CS (GSM) thời gian dài, kết hợp truy nhập di động với lõi PS đƣợc thiết kế dành cho dịch vụ liệu (các dịch vụ phi thời gian thực) Về bản, việc thực thi VoIP qua GPRS hay UMTS với cơng nghệ cịn chƣa đạt tới giải pháp tối ƣu mặt hiệu thông lƣợng nhƣ tham số QoS 3.5.3 Các phƣơng án triển khai Wi-Fi, WiMAX Điện thoại GSM/Wi-Fi xDSL Truy nhập vô tuyến Thoại qua IP (SIP Server) Mạng lõi chuyển mạch gói (IP) Truy nhập vơ tuyến Handover khởi tạo Hộp mô BSC BSC Handover quản lý BSC gần MSC GSM Mạng lõi chuyển mạch kênh (GSM) Bộ điều khiển trạm gốc BSC (Base Station Controller) Trung tâm chuyển mạch di động MSC (Mobile Switching Centre) Hình 3.10 Chuyển vùng khơng bị gián đoạn nhờ mơ BSC Có phƣơng án chủ yếu: Phƣơng án 1- Hợp mức truy nhập: Các chế quản lý tính di động mạng di động đƣợc tạo phần tử mạng dùng cho mạng truy nhập hữu tuyến vô tuyến Thiết bị tạo giả hành vi BSC di động Trong 73 cách thực thi này, khách hàng đầu cuối khởi tạo máy điện thoại ngăn WiFi/GSM gọi VoIP nhà riêng sử dụng kiểu SIP-over-WLAN Lƣu lƣợng đƣợc gửi mạng truy nhập DSL tới mạng lõi PS để tới đƣợc SIP server SIP server đƣợc kết nối tới hộp mô BSC để đảm bảo việc quản lý tính di động Khi khách hàng rời khỏi nhà riêng, tín hiệu WLAN đƣợc phát thấy mức thấp yêu cầu chuyển vùng đƣợc thiết bị đầu cuối gửi tới hộp mô BSC Phần tử chịu trách nhiệm liên lạc với BSC gần để chuyển tiếp gọi tới mạng GSM Lúc máy điện thoại khách hàng tự chuyển sang chế độ GSM Ƣu điểm việc chuyển vùng khơng bị gián đoạn nhờ có mơ truy nhập di động mạng truy nhập hữu tuyến vơ tuyến (mơ tả hình 3.9) Nhƣợc điểm giá thành cao cần số lƣợng lớn thiết bị đặt gần phía khách hàng Các hãng tham gia lĩnh vực thành viên tổ hợp Truy nhập di động không đƣợc cấp phép (UMA) nhƣ Kineto Motorola (Với UMA, ngƣời sử dụng cần thiết bị điện thoại, nhà thiết bị kết nối vào mạng truy nhập xDSL công nghệ vô tuyến 802.11 Bluetooth, khỏi nhà thiết bị chuyển sang chế độ giống nhƣ máy điện thoại di động để truy nhập vào mạng di động) Ericsson, Motorola British Telecoms phối hợp cho giải pháp tiền- IMS có tên gọi “Blue Phone” sử dụng điện thoại, hố đơn tính cƣớc nhà cung cấp Dual Mode Handset CDMA/GSM/WLAN A I/F CDMA/GSM Air I/F BSC MSC PSTN/PLMN Mạch TDM AP SM M 41/G IS AN SIP WiFi/SIP Client MM SS7 SIP Chuyển mạch gói Điểm truy nhập khơng dây WLAN AM R /EV RC ov HLR er H.248 MG PSTN/PLMN Hình 3.11 Giải pháp tiền-IMS: Hợp di động/WLAN b) Phương án 2- Hợp mức đường trục: Phƣơng án hoàn toàn giống với phƣơng án ngoại trừ việc hộp mô đƣợc đặt mức MSC Vì MSC phục vụ cho nhiều BSC nên rõ ràng ƣu điểm kịch việc giảm chi phí đầu tƣ so với kịch thứ Tuy nhiên, trễ chuyển vùng rõ ràng cao so 74 với kịch thứ làm ảnh hƣởng đến khả chuyển vùng không bị gián đoạn Giải pháp chƣa đƣợc kiểm chứng phịng thử nghiệm nhƣng thoả hiệp chi phí đầu tƣ mức độ không gián đoạn dịch vụ chuyển vùng Các hãng tham gia vào lĩnh vực công ty nhỏ nhƣ Bridgeport, PhoneDo,… 3.5.4 Hội tụ mạng toàn IP (All IP) Bƣớc xảy sau loại bỏ toàn mạng lõi CS Điều có nghĩa tất dịch vụ thoại nhƣ liệu đƣợc thực mạng PS lõi qua công nghệ truy nhập khác Với bƣớc này, cần mặt phẳng điều khiển SIP để thực dịch vụ đa phƣơng tiện Kiến trúc IMS đƣợc 3GPP chuẩn hoá giải thực thi mặt phẳng điều khiển SIP cho tất công nghệ truy nhập Kiến trúc IMS đƣợc 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 Miền chuyển mạch kênh Miền chuyển mạch gói Các ứng dụng PSTN POST Mạng di động GSM thoại Legancy Internetworking Vị trí video Điều khiển phiên Gateway IMS Cố định Máy khách IP Di động Hình 3.12 IMS cho phép sử dụng mặt phẳng điều khiển Thế giới toàn IP tƣơng lai hƣớng đến nhà khai thác, nhiên chế chuyển vùng mạng truy nhập di động cố định cịn chƣa rõ ràng (thí dụ chế dựa Mobile IP, chế dựa SIP,…) Nhiều nỗ lực chuẩn hoá cần phải đƣợc thực để đạt đƣợc mục tiêu toàn IP ETSI phối hợp tích cực với 3GPP dự án TISPAN để thực mục tiêu Nhóm nhóm làm hội tụ cố định - di động ETSI, thảo luận tiêu kỹ thuật dựa chuẩn 75 IMS nhất, sử dụng cho hệ thống phân phát dịch vụ viễn thông truyền thống SIP qua mạng cố định nhƣ di động 3.5.5 Lộ trình triển khai mạng BcN Viettel Bước 1: Tăng cường chức mạng cố định di động a) Mạng cố định Đƣa dịch vụ VoIP SIP qua chuyển mạch mềm Nâng cấp băng thông truy nhập -VDSL Đƣờng dây thuê bao số tốc độ cao, FTTH (Fiber to the Home: Cáp quang đến nhà)) Triển khai mạng truy nhập bảo đảm QoS Phát triển mạng lõi b) Mạng di động Triển khai chuyển mạch mềm vô tuyến WSS (Wireless Softswitch) Triển khai IMS Nâng cấp băng thông truy nhập EV-DO, WCDMA FTTH PSTN SS OSS OSS (E/B/G - PON) AS MS MS ONT AAA OSS AAA PDP PDP VoD AS OSS ONT HGW BTV Truy nhập hữu tuyến xDSL 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 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 cƣờng phần tử mạng di động cố định Mạng lõi liệu 76 Bước 2: Phối hợp hoạt động mạng cố định di động Kết nối chuyển mạch mềm cố định với IMS mạng di động Phối hợp hoạt động dịch vụ SIP cố định/di động FTTH PSTN SS (E/B/G - PON) OSS OSS AS MS MS ONT AAA OSS AAA PDP PDP VoD AS OSS ONT BTV OnePhone Truy nhập hữu tuyến xDSL Edge HGW Mạng nỗ lực tối đa BcN AGW (COT) BcN AGW (RT) IP phone VoD OSS QoS dựa IP N/WN/W AP HPi Thiết bị 2,3GHz BTS/Nút B Mạng lõi liệu IMS Legancy MS MRF CSCF Truy nhập vô tuyến HA AAA PDSN OnePhone 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) IP phone HPi QoS dựa IP N/WN/W Mạng nỗ lực tối đa BcN AGW (COT) 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 Đường thoại Đường liệu gói Báo hiệu MS đa phương tiện Legancy MS Domain WGW G-WGW Hình 3.15 Hội tụ mạng Hội tụ mạng lõi cố định/di động Cung cấp dịch vụ không bị gián đoạn khắp nơi Cụ thể, để triển khai BcN cần phải thực nhiệm vụ nhƣ sau: Xây dựng mạng BcN thử nghiệm với dịch vụ hội tụ nhƣ dịch vụ video đa phƣơng tiện, dịch vụ hội tụ cố định/di động, Internet vô tuyến dịch vụ nhà 77 Thay tổng đài đƣờng dài (Toll) mạng PSTN, sau thay tổng đài nội hạt sang gateway hệ sau Nâng cấp mạng chuyển tải đảm bảo chất lƣợng QoS cao Xây dựng hệ thống bảo an thống Chuyển từ IPv4 sang IPv6 Phát triển mạng thuê bao hữu tuyến FTTH, FTTC kết hợp với VDLS, phát triển mạng truy nhập vô tuyến băng rộng WLAN, HPI, 3G, 4G Xây dựng mơ hình mạng mở để đáp ứng đƣợc loại hình dịch vụ Đƣa trí tuệ vào mạng biên: dịch vụ giá trị gia tăng dựa quản lý điều khiển hồ sơ khách hàng cần đƣợc thiết lập nút dịch vụ biên Việc xác thực kết nối cấp phát tài nguyên, lọc dịch vụ, cung cấp VoD (Video on Demand: Video theo yêu cầu) đƣợc thực nút biên Hội tụ thoại - liệu dựa IP cho mạng cố định di động Hội tụ cố định - di động thành mạng IP dựa kiến trúc IMS Hội tụ viễn thông - quảng bá qua CATV số, DMB Kết luận chương III Việc xây dựng mạng BcN Viettel cần thiết nhằm cung cấp hạ tầng sở thông tin chất lƣợng cao với nhiều loại hình dịch vụ tiên tiến Hạ tầng thông tin tạo điều kiện cho việc phát triển công nghiệp IT nhƣ phát triển kinh tế đất nƣớc Tuy trình phát triển mạng theo hƣớng NGN cần phải thực bƣớc phù hợp với điều kiện Việt nam phát triển công nghệ, nhƣng rõ ràng hội tụ băng rộng định hƣớng chủ đạo cho phát triển mạng viễn thông Xây dựng phƣơng án phát triển mạng BcN cho mạng viễn thông Viettel dựa trạng mạng viễn thông Viettel bao gồm mạng PSTN, mạng di động, mạng Internet, mạng NGN nhƣ tình hình triển khai dịch vụ chiến lƣợc phát triển Viễn thông quốc gia giai đoạn tới luận văn nêu số nhận xét, đánh giá ƣu nhƣợc điểm lƣu ý xây dựng, phát triển mạng theo hƣớng BcN Với việc mạng viễn thơng Việt nam đƣợc số hố hồn toàn phát triển theo định hƣớng NGN, mạng truyền dẫn tốc độ cao dựa công nghệ DWDM đƣợc xây dựng, hệ thống chuyển mạch mềm, router MPLS đƣợc triển khai, sử dụng mạng viễn thơng VIETTEL, q trình cáp quang hố mạng ngoại vi công nghệ xDSL đƣợc triển khai khắp Bƣu điện tỉnh thành nƣớc, yếu tố thuận lợi để phát triển mạng theo hƣớng BcN Bên cạnh đó, chênh lệch hạ tầng sở yếu tố địa lý, kinh tế, xã hội 78 thành phố lớn nông thôn, đại phận ngƣời dân sinh sống nơng nghiệp khó khăn để phát triển dịch vụ BcN khắp nƣớc Cuối cùng, dựa yếu tố trên, luận văn đƣa nguyên tắc phát triển BcN, phƣơng án hội tụ mạng đề xuất lộ trình triển khai BcN cho mạng Viễn thông Viettel 79 KẾT LUẬN Ngày nay, phát triển nhanh chóng Internet - mạng thơng tin tồn cầu, làm thay đổi tồn sống nhƣ lĩnh vực giới Internet hệ thống phân phối thông tin đƣợc tạo hội tụ công nghệ máy tính cơng nghệ viễn thơng Sự hội tụ mạng truyền thông đƣợc đƣợc thực mặt: Hội tụ dịch vụ, hội tụ thiết bị đầu cuối hội tụ hạ tầng sở mạng Đối với nƣớc ta, nhà khai thác mạng viễn thơng, đặc biệt tập đồn viễn thơng lớn nhƣ Viettel VNPT, xây dựng mạng NGN Một vấn đề đặt xây dựng mạng NGN nhƣ để đạt đƣợc mạng hội tụ băng rộng cho tƣơng lai Do đó, việc nghiên cứu mạng BCN để có kế hoạch chiến lƣợc phát triển mạng viễn thông nƣớc ta cách hợp lý hiệu điều cấp thiết Chính em chọn đề tài "Nghiên cứu mạng hội tụ băng rộng ứng dụng mơ hình triển khai cơng ty viễn thơng Viettel” cho luận văn tốt nghiệp cao học em Sau thời gian thực em hoàn thành đề tài luận văn với kết đạt đƣợc: 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 Mơ hình kiến trúc dịch vụ băng rộng; IMS BcN; vấn đề chuẩn hoá cho BcN, chất lƣợng dịch vụ vấn đề an ninh bảo mật BcN Phƣơng án triển khai mạng hội tụ băng rộng Viettel: sở trạng mạng viễn thơng Việt nam, tình hình triển khai dịch vụ mạng viễn thông Viettel luận văn dự báo nhu cầu phát triển dịch vụ băng rộng Viettel, đề xuất mơ hình kiến trúc BcN Viettel phƣơng án triển khai xây dựng BcN Viettel Do thời gian có hạn trình độ hạn chế, thân có nhiều cố gắng nhƣng đáp ứng đƣợc phần vấn đề BcN ứng dụng cho Viettel Nội dung trình bày vấn đề luận văn khơng tránh khỏi thiếu sót, mong nhận đƣợc ý kiến đóng góp thầy hội đồng chấm luận văn Hy vọng có đƣợc cảm thông thầy giáo tất ngƣời đọc luận văn 80 Xin trân trọng cảm ơn Thầy giáo hƣớng dẫn, thầy cô Trƣờng Đại Học Công Nghệ Thông Tin Truyền Thông Thái Nguyên Đào tạo sau Đại học, bạn bè, đồng nghiệp, gia đình giúp đỡ tác giả hồn thành luận văn này./ 81 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Đề tài 009-2004-TCT-RDP-VT-06: Nghiên cứu đề xuất định hƣớng phát triển dịch vụ mạng NGN TCT đến năm 2010 - Viện KHKT Bƣu điện Tiếng Anh [2] Chul Soo Kim, Injie University, BcN Reference Model in 2nd stage, April 26, 2005 [3] Telecommunications and Internet converged Services and Protocols for Advanced Networking (TISPAN); NGN Functional Architecture Release 1, ETSI ES 282 001 V1.1.1 (2005-08) [4] C Severn, D.Kataria, Agere Systems, D Logothetis – Ericsson, Fixed Mobile Convergence: Network Architecture, Services, Terminals and Traffic Management, PIMRC – Berlin, September 14, 2005 [5] Chong Hoon Park, Hanaro Telecom – Rep of Korea, Role of Telco in Convergence Era, Asia-Pacific Telecommunity (APT), 28 July 2005 [6] QoS in integrated 3G networks, Rober Lloyd-Evans, Artech House, 2002 [7] Deploying Quality of Service for Converged Networks, Networkers 2003, Cisco Systems Inc., 2003 [8] The Wireless Mobile Internet – Architecture, Protocols and Services, Abbas Jamalipour, John Wiley & Sons Ltd., 2003 [9] Session Border Control in IMS-based Converged Networks, Newport Networks Ltd., 2005 Website [10] www.itu.int [11] www.alcatel-lucent.com [12] www.huawei.com ... 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 băng rộng BcN Trong đó:  Hội tụ thiết bị đầu cuối Một thiết bị... nào, vào lúc phƣơng tiện 1.3.6 Tổng hợp định nghĩa BcN Trên sở định nghĩa ta thấy đƣợc đặc trƣng mạng hội tụ băng rộng BcN nhƣ sau: Mạng hội tụ lĩnh vực sau (hình 1.2): Hội tụ dịch vụ Mạng hội tụ. .. MỤC SƠ ĐỒ HÌNH VẼ Hình 1.1 Mơ hình khái niệm BcN .10 Hình 1.2: Sự hội tụ mạng hội tụ băng rộng BcN .12 Hình 2.1 Kiến trúc phân lớp theo thực mạng BcN 21 Hình 2.2 Mơ hình mặt