Tài liệu Tổng quan về chuyển mạch mềm và giải pháp của ALCATEL, chương 2 pptx

Chương 2: Cấu trúc NGN Cấu trúc NGN bao gồm 5 lớp chức năng:  Lớp truy nhập dịch vụ (service access layer)  Lớp truyền tải dịch vụ (service transport/core layer)  Lớp điều khiển (control layer)  Lớp ứng dụng/dịch vụ (application/service layer)  Lớp quản lý (management layer) Hình 1.1: Cấu trúc lớp mạng của NGN  Lớp truy nhập dịch vụ: Bao gồm các thiết bị truy nhập cung cấp các kết nối với các thiết bị đầu cuối thuê bao qua h ệ thống mạng ngoại vi cáp đồng, hoặc cáp quang, hoặc thông qua môi trường vô tuyến (thông tin di động, vệ tinh, truy nhập vô tuyến cố định …) Lớp ứng dụng/dịch vụ Lớp điều khiển Lớp chuyển tải dịch vụ vụ Lớp truy nhập dịch vụ Thiết bị đầu cuối Giao tiếp chuẩn Giao tiếp chuẩn Thành phần NGN Thành ph ần có liên quan đến NGN Mạng lõi L ớp quản lý  Lớp truyền tải dịch vụ: Bao gồm các nút chuyển mạch (AMT+IP) và các hệ thống truyền dẫn (SDH, WDM), thực hiện chức năng chuyển mạch, định tuyến cuộc gọi giữa các thuê bao của lớp truy nhập dưới sự điều khiển của thiết bị điều khiển cuộc gọi thuộc lớp điều khiển. Hiện nay đang còn nhiều tranh cãi khi sử dụng ATM hay MPLS cho lớp truyền tải này.  Lớp điều khiển: Lớp điều khiển bao gồm các hệ thống điều khiển nối cuộc gọi giữa các thuê bao thông qua việc điều khiển các thiết bị chuyển mạch (AMT+IP) của lớp truyền tải và các thiết bị truy nhập của lớp truy nhập. Lớp điều khiển có chức năng kết nối cuộc gọi thuê bao với lớp ứng dụng/dịch vụ. Các chức năng như quản lý, chăm sóc khách hàng, tính cước cũng được tích hợp trong lớp điều khiển.  Lớp ứng dụng/dịch vụ: Lớp ứng dụng và dịch vụ cung cấp các ứng dụng và dịch vụ như dịch vụ mạng thông minh IN (Intelligent Network), trả tiền trước, dịch vụ giá trị gia tăng Internet cho khách hàng thông qua lớp điều khiển… Hệ thống ứng dụng và dịch vụ mạng này liên kết với lớp điều khiển thông qua các giao diện mở API. Nhờ giao diện mở này mà nhà cung cấp dịch vụ có thể phát triển các ứng dụng và triển khai nhanh chóng các dịch vụ trên mạng. Trong môi trường phát triển cạnh tranh sẽ có rất nhiều thành phần tham gia kinh doanh trong lớp này.  Lớp quản lý: Đây là lớp đặc biệt xuyên suốt các lớp trên. Các ch ức năng quản lý được chú trọng là: quản lý mạng, quản lý dịch vụ, quản lý kinh doanh 1.5 Các thành phần của NGN Mối tương quan giữa cấu trúc phân lớp chức năng và các thành ph ần chính của NGN được mô tả trong hình 1.2. Hình 1.2: C ấu trúc phân lớp và các thành phần chính trong NGN Theo hình 1.2 ta nhận thấy, các thiết bị đầu cuối kết nối đến mạng truy nhập (Access Network), sau đó kết nối đến các cổng truyền thông (Media Gateway) nằm ở biên của mạng trục. Thiết bị quan trọng nhất của NGN là Softswitch nằm ở tâm của mạng trục (hay còn gọi là mạng lõi). Softswitch điều khiển các chức năng chuy ển mạch và định tuyến qua các giao thức. Hình 1.3 liệt kê chi Lớp ứng dụng / dịch vụ Lớp điều khiển Lớp chuyển mạch Thiết bị chuyển mạch mềm Mạng truy cập N/M Thiết bị đầu cuối AGW WGW TGW tiết các thành phần NGN cùng với các đặc điểm kết nối của nó đến mạng công cộng (PSTN). Hình 1.3: Các thành phần chính trong NGN Mô tả hoạt động của các thành phần  Thiết bị Softswitch Thiết bị softswitch là thiết bị đầu não trong mạng NGN. Nó làm nhiệm vụ điều khiển cuộc gọi, báo hiệu và các tính năng để tạo một cuộc gọi trong mạng NGN hoặc xuyên qua nhiều mạng khác (ví dụ PSTN, ISDN). Softswitch còn được gọi là Call Agent (vì ch ức năng điều khiển cuộc gọi của nó) hoặc Media Gateway Controller - MGC (vì chức năng điều khiển cổng truyền thông Media Gateway). Thi ết bị Softswtich có khả năng tương tác với mạng PSTN thông qua các cổng báo hiệu (Signalling Gateway) và cổng truyền Cổng báo hiệu PSTN IP/XX Network Mạng thông minh Máy chủ ứng dụng Cổng truy nhập Cổng truy nhập Cổng truyền thông C ổng truy nhập H.248 H.248 H.248 H.248 Điều khiển truyền thông PBX thông (Media Gateway). Softswitch điều khiển cuộc gọi thông qua các báo hiệu, có hai loại chính:  Ngang hàng (peer-to-peer): giao thức giữa Softswitch và Softswitch, giao th ức sử dụng là BICC hay SIP.  Điều khiển truyền thông: giao tiếp giữa Softswitch và Gateway, giao th ức sử dụng là MGCP hay Megaco/H.248.  Cổng truyền thông Nhiệm vụ của cổng truyền thông (MG-Media Gateway) là chuy ển đổi việc truyền thông từ một định dạng truyền dẫn này sang m ột định dạng khác, thông thường là từ dạng mạch (circuit) sang dạng gói (packet), hoặc từ dạng mạch analog/ISDN sang dạng gói. Việc chuyển đổi này được điều khiển bằng Softswitch. MG thực hiện việc mã hoá, giải mã và nén dữ liệu. Ngoài ra, MG còn hỗ trợ các giao tiếp với mạng điện thoại truyền thống (PSTN) và các giao thức khác như CAS (Channel Associated Signalling) và ISDN. Tóm lại, MG cung cấp phương tiện truyền thông để truyền tải thoại, dữ liệu, fax và hình ảnh giữa mạng truyền thống PSTN và mạng IP.  Cổng truy nhập Cổng truy nhập (AG - Access Gateway) là một dạng của MG. Nó có khả năng giao tiếp với máy PC, thuê bao của mạng PSTN, xDSL và giao tiếp với mạng gói IP qua giao tiếp STM. Ở mạng hiện nay, lưu lượng thoại từ thuê bao được kết nối đến tổng đài chuy ển mạch PSTN khác bằng giao tiếp V5.2 thông qua cổng truy nhập. Tuy nhiên, trong NGN, cổng truy nhập được điều khiển từ Softswitch qua giao thức MGCP hay Megaco/H.248. Lúc này, lưu lượng thoại từ thu ê bao sẽ được đóng gói và kết nối vào mạng trục IP.  Cổng báo hiệu Cổng báo hiệu (Signalling Gateway - SG) đóng vai trò như cổng giao tiếp giữa mạng báo hiệu số 7 (SS7 - Signalling System 7, giao th ức được dùng trong PSTN) và các điểm được quản lý bởi thiết bị Softswitch trong mạng IP. Cổng SG đòi hỏi một đường kết nối vật lý đến mạng SS7 và phải sử dụng các giao thức phù hợp. SG tạo ra một cầu nối giữa mạng SS7 và mạng IP, dưới sự điều khiển của Softswitch. SG làm cho Softswitch giống như một điểm nút bình thường trong mạng SS7. Lưu ý rằng SG chỉ điều khiển SS7, còn MG điều khiển các mạch thoại thiết lập bởi cơ chế SS7.  Mạng trục IP Mạng trục được thể hiện là mạng IP kết hợp công nghệ ATM hoặc MPLS. Vấn đề sử dụng ATM hay MPLS còn đang tách thành hai xu hướng. Các dịch vụ v à ứng dụng trên NGN được quản lý và cung c ấp bởi các máy chủ dịch vụ (server). Các máy chủ này hoạt động trong mạng thông minh (IN - Intelligent Network) và giao ti ếp với mạng PSTN thông qua SS7. 1.6 Các dịch vụ mạng thế hệ mới Mạng viễn thông đang có xu hướng chuyển dần sang mạng thế hệ mới, một loạt các vấn đề được đặt ra như kiến trúc của các m ạng, mạng truyền tải, chuyển mạch, v.v… cho mạng thế hệ mới. Các dịch vụ thế hệ mới là một trong những vấn đề quan trọng nhất được đặt ra đối với các nh à cung cấp và khai thác dịch vụ viễn thông. NGN có kh ả năng cung cấp phạm vị rộng các loại dịch vụ, bao gồm:  Các dịch vụ tài nguyên chuyên dụng (như cung cấp và qu ản lý các bộ chuyển, các cầu nối hội nghị đa phương tiện đa điểm, các thư viện nhận dạng tiếng nói.v.v .)  Các dịch vụ lưu trữ và xử lý (cung cấp và quản lý các đơn vị lưu trữ thông tin về thông báo, file servers, terminal servers, n ền hệ điều hành (OS platforms), v.v…)  Các dịch vụ trung gian - middleware (như môi giới, bảo mật, bản quyền, v.v…)  Các dịch vụ ứng dụng cụ thể (như các ứng dụng thương mại, các ứng dụng thương mại điện tử, v.v…)  Các dịch vụ cung cấp nội dung mà nó có thể cung cấp hoặc môi giới nội dung thông tin (như đào tạo, các dịch vụ xúc tiến thông tin, v.v…)  Các dich vụ tương tác, tương tác với các ứng dụng khác, các dịch vụ khác, các mạng khác, các giao thức hoặc các định dạ ng khác  Các dịch vụ quản lý bảo dưỡng, vận hành và quản lý các dịch vụ và mạng truyền thông. Dưới đây là một số dịch vụ mà chúng ta tin tưởng rằng nó sẽ chiếm một vị trí quan trọng trong NGN  Dịch vụ thoại (voice telephony): NGN vẫn cung cấp các loại dịch vụ thoại đang tồn tại, về mặt dịch vụ thì vẫn đảm bảo nhưng công nghệ thì thay đổi.  Dịch vụ dữ liệu (data service): Thiết lập kết nối thời gian thực giữa các đầu cuối.  Các dịch vụ đa phương tiện (Multimedia services): Cho phép nhiều người có thể tương tác với nhau qua thoại, video, nó cho phép vừa nói chuyện vừa hiển thị thông tin.  Mạng riêng ảo (Virtual private networks - VPNs): Tho ại VPNs: Cải thiện khả năng mạng cho phép tổ chức phân tán về mặt địa lý, mở rộng hơn và có thể phối hợp các mạng riêng đang tồn tại với các phần của mạng PSTN. Dữ liệu VPNs: Cung cấp thêm các khả năng bảo mật các đặc tả mạng đó cho phép khách h àng sử dụng địa chỉ IP chia sẻ như một VPN.  Tính toán mạng công cộng (Public Network Computing - PNC): Cung c ấp các dịch vụ tính toán dựa trên cơ sở mạng công cộng cho thương mại và các khách hàng.  Bản tin hợp nhất (Unified Messaging): Hỗ trợ cung cấp các dịch vụ voicemail, email, fax mail, pages qua các giao diện chung. Thông qua các giao diện như vậy, người sử dụng sẽ truy nhập, cũng như là được thông báo, các loại bản tin khác nhau, độc lập với phương tiện truy nhập.  Môi giới thông tin (Information Brokering): Bao gồm tìm ki ếm và quảng cáo và cung cấp thông tin đến các khách hàng tương ứng với nh à cung cấp.  Thương mại điện tử (E - commerce): Cho phép khách hàng mua hàng hoá, d ịch vụ được xử lý bằng điện tử trên mạng.  Các dịch vụ chuyển cuộc gọi (Call Center Service): Một thuê bao có thể chuyển một cuộc gọi thông thường đến trung tâm phân phối cuộc gọi bằng cách kích chuột trên m ột trang Web. Cuộc gọi có thể được định đường đến một tác nhân thích hợp.  Trò chơi tương tác trên mạng (Interactive Gaming): Cung cấp cho khách hàng một phương thức gặp nhau trực tuyến và tạo ra các trò chơi trực tương tác  Quản lý tại gia (Home manager): Với sự ra đời của các thiết bị thông minh, các dịch vụ này có thể giám sát và điều khiển các hệ thống bảo vệ tại nhà. Ngoài các d ịch vụ đã nêu ở trên còn có rất nhiều các dịch vụ khác có thể triển khai trong môi trường NGN như: Các ứng dụng trong y học, chính phủ điện tử, nghiên cứu đào tạo từ xa, nhắn tin đa phương tiện, v.v… Như vậy các dịch vụ thế hệ mới l à rất đa dạng và phong phú, việc xây dựng phát triển và triển khai chúng là m ở và linh hoạt. Chính vì vậy nó rất tiện cho các nhà cung cấp dịch vụ và ứng dụng triển khai dịch vụ đến cho khách hàng trong môi trường NGN. . phần của NGN Mối tương quan giữa cấu trúc phân lớp chức năng và các thành ph ần chính của NGN được mô tả trong hình 1 .2. Hình 1 .2: C ấu trúc phân lớp và. chuy ển mạch và định tuyến qua các giao thức. Hình 1.3 liệt kê chi Lớp ứng dụng / dịch vụ Lớp điều khiển Lớp chuyển mạch Thiết bị chuyển mạch mềm Mạng