Tài liệu Chương 1: Tổng quan về mạng thế hệ mới pdf

BÀI GIẢNG NGN Chương 1: Tổng quan NGN CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MẠNG THẾ HỆ MỚI I MẠNG VIỄN THÔNG HIỆN TẠI Khái niệm mạng viễn thông Mạng viễn thông phương tiện truyền đưa thông tin từ đầu phát tới đầu thu Mạng có nhiệm vụ cung cấp dịch vụ cho khách hàng Mạng viễn thông bao gồm thành phần chính: thiết bị chuyển mạch, thiết bị truyền dẫn, môi trường truyền thiết bị đầu cuối Thiết bị chuyển mạch Thiết bị truyền dẫn Thiết bị truyền dẫn Thiết bị chuyển mạch Môi trường truyền dẫn Hình 1-1 Các thành phần mạng viễn thông − Thiết bị chuyển mạch gồm có tổng đài nội hạt tổng đài giang Các thuê bao nối vào tổng đài nội hạt tổng đài nội hạt nối vào tổng đài giang Nhờ thiết bị chuyển mạch mà đường truyền dẫn dùng chung mạng sử dụng cách kinh tế -1- BÀI GIẢNG NGN Chương 1: Tổng quan NGN − Thiết bị truyền dẫn dùng để nối thiết bị đầu cuối với tổng đài, hay tổng đài để thực việc truyền đưa tín hiệu điện Thiết bị truyền dẫn chia làm hai loại: thiết bị truyền dẫn phía thuê bao thiết bị truyền dẫn cáp quang Thiết bị truyền dẫn phía thuê bao dùng môi trường thường cáp kim loại, nhiên có số trường hợp môi trường truyền cáp quang vô tuyến − Môi trường truyền bao gồm truyền hữu tuyến vô tuyến Truyền hữu tuyến bao gồm cáp kim loại, cáp quang Truyền vô tuyến bao gồm vi ba, vệ tinh − Thiết bị đầu cuối cho mạng thoại truyền thống gồm máy điện thoại, máy Fax, máy tính, tổng đài PABX Mạng viễn thông định nghóa sau: Mạng viễn thông hệ thống gồm nút chuyển mạch nối với đường truyền dẫn Nút phân thành nhiều cấp kết hợp với đường truyền dẫn tạo thành cấp mạng khác GW Sub Sub Sub RLE HLE HLE TE Sub Sub Sub RLE TE GW : Gateway - Tổng đài quốc tế Sub Sub TE : Transit Exchange - Tổng đài chuyển tiếp quốc gia HLE : Host Local Exchange - Tổng đài nội hạt RLE : Remote Local Exchange - Tổng đài xa ( Tổng đài vệ tinh) Sub : Subcriber - Thuê bao Hình 1-2 Cấu hình mạng Mạng viễn thông chia thành nhiều loại Đó mạng mắc lưới, mạng sao, mạng tổng hợp, mạng vòng kín mạng thang Các loại mạng có ưu điểm nhược điểm khác để phù hợp với đặc điểm vùng địa lý (trung tâm, hải đảo, biên giới,…) hay vùng lưu lượng (lưu thoại cao, thấp,…) -2- BÀI GIẢNG NGN Chương 1: Tổng quan NGN Mạng viễn thông phân cấp sau: Cấp Tổng đài quốc tế Cấp Tổng đài chuyển tiếp quốc gia Cấp Tổng đài tandem nội hạt nội tỉnh Cấp Tổng đài nội hạt Cấp Tổng đài khu vực Hình 1-3 Cấu trúc mạng phân cấp Trong mạng gồm nút: − Nút cấp 1: trung tâm chuyển mạch giang quốc tế − Nút cấp 2: trung tâm chuyển mạch giang đường dài − Nút cấp 3: trung tâm chuyển mạch giang nội hạt − Nút cấp 4: trung tâm chuyển mạch nội hạt − Nút cấp 5: trung tâm chuyển mạch từ xa Các đặc điểm mạng viễn thông Các mạng viễn thông có đặc điểm chung tồn cách riêng lẻ, ứng với loại dịch vụ thông tin lại có loại mạng viễn thông riêng biệt để phục vụ dịch vụ -3- BÀI GIẢNG NGN Chương 1: Tổng quan NGN Mạng Telex: dùng để gửi điện dạng ký tự mã hoá bit (mã Baudot) Tốc độ truyền thấp (từ 75 tới 300 bit/s) Mạng điện thoại công cộng, gọi mạng POTS (Plain Old Telephone Service): thông tin tiếng nói số hóa chuyển mạch hệ thống chuyển mạch điện thoại công cộng PSTN Mạng truyền số liệu: bao gồm mạng chuyển mạch gói để trao đổi số liệu máy tính dựa giao thức X.25 hệ thống truyền số liệu chuyển mạch kênh dựa giao thức X.21 Các tín hiệu truyền hình truyền theo ba cách: truyền sóng vô tuyến, truyền qua hệ thống mạng truyền hình cáp CATV (Community Antenna Television) cáp đồng trục truyền qua hệ thống vệ tinh, hay gọi truyền hình trực tiếp DBS (Direct Broadcast System) Trong phạm vi quan, số liệu máy tính trao đổi thông qua mạng cục LAN (Local Area Network) mà tiếng mạng Ethernet, Token Bus Token Ring Mỗi mạng thiết kế cho dịch vụ riêng biệt sử dụng cho mục đích khác Ví dụ ta truyền tiếng nói qua mạng chuyển mạch gói X.25 trễ qua mạng lớn “Quá khứ bàn đạp tương lai” Do trước tìm hiểu mạng viễn thông hệ NGN, cần rút kinh nghiệm từ lịch sử phát triển mạng mà tiêu biểu là: Xét góc độ dịch vụ gồm mạng sau: mạng điện thoại cố định, mạng điện thoại di động mạng truyền số liệu Xét góc độ kỹ thuật bao gồm mạng chuyển mạch, mạng truyền dẫn, mạng truy nhập, mạng báo hiệu mạng đồng PSTN (Public Switching Telephone Network) mạng chuyển mạch thoại công cộng PSTN phục vụ thoại bao gồm hai loại tổng đài: tổng đài nội hạt (cấp 5), tổng đài tandem (tổng đài giang nội hạt, cấp 4) Tổng đài tandem nối vào tổng đài Toll để giảm mức phân cấp Phương pháp nâng cấp tandem bổ sung cho nút ATM core Các ATM core cung cấp dịch vụ băng rộng cho thuê bao, đồng thời hợp mạng số liệu vào mạng chung ISDN Các tổng đài cấp cấp -4- BÀI GIẢNG NGN Chương 1: Tổng quan NGN tổng đài loại lớn Các tổng đài có kiến trúc tập trung, cấu trúc phần mềm phần cứng độc quyền ISDN (Integrated Service Digital Network) mạng số tích hợp dịch vụ ISDN cung cấp nhiều loại ứng dụng thoại phi thoại mạng xây dựng giao tiếp người sử dụng – mạng đa dịch vụ số giới hạn kết nối ISDN cung cấp nhiều ứng dụng khác bao gồm kết nối chuyển mạch không chuyển mạch Các kết nối chuyển mạch ISDN bao gồm nhiều chuyển mạch thực, chuyển mạch gói kết hợp chúng Các dịch vụ phải tương hợp với kết nối chuyển mạch số 64 kbit/s ISDN phải chứa thông minh để cung cấp cho dịch vụ, bảo dưỡng chức quản lý mạng, nhiên tính thông minh không đủ vài dịch vụ cần tăng cường từ mạng từ thông minh thích ứng thiết bị đầu cuối người sử dụng Sử dụng kiến trúc phân lớp làm đặc trưng truy xuất ISDN Truy xuất người sử dụng đến nguồn ISDN khác tùy thuộc vào dịch vụ yêu cầu tình trạng ISDN quốc gia Cần thấy ISDN sử dụng với nhiều cấu hình khác tùy theo trạng mạng viễn thông quốc gia PSDN (Public Switching Data Network) mạng chuyển mạch số liệu công cộng PSDN chủ yếu cung cấp dịch vụ số liệu Mạng PSDN bao gồm PoP (Point of Presence) thiết bị truy nhập từ xa Hiện PSDN phát triển với tốc độ nhanh bùng nổ dịch vụ Internet mạng riêng ảo (Virtual Private Network) Mạng di động GSM (Global System for Mobile Telecom) mạng cung cấp dịch vụ thoại tương tự PSTN qua đường truy nhập vô tuyến Mạng chuyển mạch dựa công nghệ ghép kênh phân thời gian công nghệ ghép kênh phân tần số Các thành phần mạng là: BSC (Base Station Controller), BTS (Base Transfer Station), HLR (Home Location Register), VLR ( Visitor Location Register) vaø MS ( Mobile Subscriber) Hiện nhà cung cấp dịch vụ thu lợi nhuận phần lớn từ dịch vụ leased line, Frame Relay, ATM, dịch vụ kết nối Tuy nhiên xu hướng giảm lợi nhuận từ dịch vụ bắt buộc nhà khai thác phải tìm dịch vụ dựa IP để đảm bảo lợi nhuận lâu dài VPN hướng nhà khai thác Các dịch vụ dựa IP cung cấp kết nối nhóm user xuyên qua mạng hạ tầng công -5- BÀI GIẢNG NGN Chương 1: Tổng quan NGN cộng VPN đáp ứng nhu cầu khách hàng kết nối dạng any-to-any, lớp đa dịch vụ, dịch vụ giá thành quản lý thấp, riêng tư, tích hợp xuyên suốt với mạng Intranet/Extranet Một nhóm user Intranet Extranet hoạt động thông qua mạng có định tuyến IP Các mạng riêng ảo có chi phí vận hành thấp hẳn so với mạng riêng phương tiện quản lý, băng thông dung lượng Hiểu cách đơn giản, VPN mạng mở rộng tự quản lựa chọn sở hạ tầng mạng WAN VPN liên kết user thuộc nhóm kín hay nhóm khác VPN định nghóa chế độ quản lý Các thuê bao VPN di chuyển đến kết nối mềm dẻo trải dài từ mạng cục đến mạng hoàn chỉnh Các thuê bao dùng (Intranet) khác (Extranet) tổ chức Tuy nhiên cần lưu ý mạng PSTN/ISDN mạng cung cấp dịch vụ liệu Sơ lược mạng viễn thông Việt Nam Cấu trúc mạng Để phục vụ cho dịch vụ thông tin thoại, số liệu, fax, telex dịch vụ khác điện thoại di động , nhắn tin,… nên nước ta mạng chuyển mạch công cộng có mạng số dịch vụ khác Riêng mạng Telex không kết nối với mạng thoại VNPT, mạng khác kết nối vào mạng VNPT thông qua kênh trung kế MSU (Main Switch Unit), số khác lại truy nhập vào mạng PSTN qua kênh thuê bao bình thường, sử dụng kỹ thuật DLC (Digital Loop Carrier), kỹ thuật truy nhập vô tuyến,… Về cấu trúc mạng, mạng viễn thông VNPT chia thành cấp: cấp quốc tế, cấp quốc gia, cấp nội tỉnh/thành phố Xét khía cạnh chức hệ thống thiết bị mạng mạng viễn thông bao gồm: mạng chuyển mạch, mạng truy nhập, mạng truyền dẫn mạng chức Mạng chuyển mạch Mạng chuyển mạch có cấp (dựa cấp tổng đài chuyển mạch): giang quốc tế, giang đường dài, nội tỉnh nội hạt Riêng thành phố Hồ Chí Minh có thêm cấp giang nội hạt Hiện mạng VNPT có trung tâm chuyển mạch quốc tế chuyển mạch quốc gia Hà Nội, Đà Nẵng, Thành phố Hồ Chí Minh Mạch -6- BÀI GIẢNG NGN Chương 1: Tổng quan NGN bưu điện tỉnh phát triển mở rộng Nhiều tỉnh, thành phố xuất cấu trúc mạng với nhiều tổng đài Host, thành phố lớn Hà Nội, Thành phố Hồ Chí Minh triển khai Tandem nội hạt Mạng viễn thông VNPT chia làm cấp, tương lai giảm từ cấp xuống cấp Mạng thành viên VNPT điều hành: VTI, VTN bưu điện tỉnh VTI quản lý tổng đài chuyển mạch giang quốc tế, VTN quản lý tổng đài chuyển mạch giang đường dài trung tâm Hà Nội, Đà Nẵng TpHCM Phần lại bưu điện tỉnh quản lý Các loại tổng đài có mạng viễn thông Việt Nam: A1000E cuûa Alcatel, NEAX61Σ cuûa NEC, AXE10 cuûa Ericsson, EWSD Siemens Các công nghệ chuyển mạch sử dụng: chuyển mạch kênh (PSTN), X.25 relay, ATM (số liệu) Nhìn chung mạng chuyển mạch Việt Nam nhiều cấp việc điều khiển bị phân tán mạng (điều khiển nằm tổng đài) Mạng truy nhập Với mạng cung cấp dịch vụ khác mà có mạng truy nhập tương ứng Việc tìm hiểu mạng truy nhập mạng có mạng phần SV tự nghiên cứu Mạng truyền dẫn Các hệ thống thiết bị truyền dẫn mạng viễn thông VNPT chủ yếu sử dụng hai loại công nghệ là: cáp quang SDH vi ba PDH • Cáp quang SDH: Thiết bị nhiều hãng khác cung cấp là: Northern Telecom, Siemens, Fujitsu, Alcatel, Lucent, NEC, Nortel Các thiết bị có dung lượng 155Mb/s, 622 Mb/s, 2.5 Gb/s • Vi ba PDH: Thiết bị có nguồn gốc từ nhiều hãng cung cấp khác Siemens, Alcatel, Fujitsu, SIS, SAT, NOKIA, AWA Dung lượng 140 Mb/s, 34 Mb/s n*2 Mb/s Công nghệ vi ba SDH sử dụng hạn chế với số lượng Mạng truyền dẫn có cấp: mạng truyền dẫn liên tỉnh mạng truyền dẫn nội tỉnh * Mạng truyền dẫn liên tỉnh Bao gồm hệ thống truyền dẫn cáp quang, vô tuyến -7- BÀI GIẢNG NGN Chương 1: Tổng quan NGN − Mạng truyền dẫn liên tỉnh cáp quang: Mạng truyền dẫn đường trục quốc gia nối Hà Nội TpHCM dài 4000km, sử dụng STM-16/2F-BSHR, chia thành vòng ring Hà Tónh, Đà Nẵng, Qui Nhơn TpHCM Vòng 1: Hà Nội – Hà Tónh (884km) Vòng 2: Hà Tónh – Đà Nẵng (834km) Vòng 3: Đà Nẵng – Qui Nhơn (817km) Vòng 4: Qui Nhơn – TpHCM (1424km) Các đường truyền dẫn khác: Hà Nội – Hải Phòng, Hà Nội – Hòa Bình, TpHCM – Vũng Tàu, Hà Nội – Phủ Lý – Nam Định, Đà Nẵng – Tam Kỳ Các tuyến truyền dẫn liên tỉnh dùng STM-4 Riêng tuyến Hà Nội – Nam Định, Đà Nẵng – Tam Kỳ sử dụng PDH, tương lai thay SDH − Mạng truyền dẫn liên tỉnh vô tuyến: Dùng hệ thống vi ba SDH (STM-1, dung lượng 155Mbps), PDH (dung lượng 4Mbps, 6Mbps, 140Mbps) Chỉ có tuyến Bãi Cháy – Hòn Gai dùng SDH, tuyến khác dùng PDH * Mạng truyền dẫn nội tỉnh Khoảng 88% tuyến truyền dẫn nội tỉnh sử dụng hệ thống vi ba Trong tương lai nhu cầu tải tăng tuyến thay hệ thống truyền dẫn quang Mạng báo hiệu Hiện mạng viễn thông Việt Nam sử dụng hai loại báo hiệu R2 SS7 Mạng báo hiệu số (SS7) đưa vào khai thác Việt Nam theo chiến lược triển khai từ xuống theo tiêu chuẩn ITU (khai thác thử nghiệm từ năm 1995 VTN VTI) Cho đến nay, mạng báo hiệu số hình thành với cấp STP (Điểm chuyển mạch báo hiệu) trung tâm (Hà Nội, Đà Nẵng, Hồ Chí Minh) khu vực (Bắc, Trung, Nam) phục vụ hiệu Báo hiệu cho PSTN ta có R2 SS7, mạng truyền số liệu qua IP có H.323, ISDN có báo hiệu kênh D, Q.931, … -8- BÀI GIẢNG NGN Chương 1: Tổng quan NGN STP STP quốc gia STP STP STP Gateway STP STP SP SP STP Maët A Maët B STP SP STP STP STP Khu vực tỉnh phía Bắc STP STP Khu vực Hà Nội Khu vực tỉnh miền Trung Khu vực Thành phố Chí Minh SP Khu vực tỉnh phía Nam Hình 1-4 Mạng báo hiệu Việt Nam Mạng đồng Mạng đồng VNPT thực xây dựng giai đoạn giai đoạn với ba đồng hồ chủ PRC Hà Nội, Đà Nẵng, TP Hồ Chí Minh số đồng hồ thứ cấp SSU Mạng đồng Việt Nam hoạt động theo nguyên tắc chủ tớ có dự phòng, bao gồm cấp, hai loại giao diện chuyển giao tín hiệu đồng chủ yếu MHz Mb/s Pha trình phát triển mạng đồng triển khai nhằm nâng cao chất lượng mạng chất lượng dịch vụ Các cấp mạng đồng phân thành cấp sau: Cấp 0: cấp đồng hồ chủ Cấp 1: cấp nút quốc tế nút quốc gia Cấp 2: cấp nút nội hạt Cấp 3: cấp nút nội hạt Mạng phân thành vùng độc lập, vùng có đồng hồ mẫu, đồng hồ (Cesium) đồng hồ dự phòng (GSP) Các đồng hồ đặt trung tâm vùng điều chỉnh theo phương thức cần đồng Các tổng đài quốc tế Toll vùng điều khiển đồng hồ chủ theo phương pháp chủ tớ -9- BÀI GIẢNG NGN Chương 1: Tổng quan NGN Các tổng đài Tandem Host tỉnh hoạt động bám theo tổng đài Toll theo phương pháp chủ tớ Các tổng đài huyện (RSS) hoạt động bám theo Host theo phương pháp chủ tớ Mạng quản lý Dự án xây dựng trung tâm quản lý mạng viễn thông quốc gia trình chuẩn bị để tiến tới triển khai Các nhà cung cấp dịch vụ Tại nước ta có dạng nhà cung cấp dịch vụ: nhà cung cấp dịch vụ truyền thống (chủ yếu thoại) nhà cung cấp dịch vụ (các dịch vụ số liệu, Internet, …) Các nhà khai thác dịch vụ truyền thống bao gồm tổng công ty bưu viễn thông Việt Nam (VNPT), công ty viễn thông quân đội (Vietel), công ty cổ phần viễn thông Sài Gòn (SPT), công ty viễn thông điện lực (ETC) Các nhà khai thác dịch vụ bao gồm FPT, SPT, Netnam, … Những hạn chế mạng Viễn thông Như phân tích trên, có nhiều loại mạng khác song song tồn Mỗi mạng lại yêu cầu phương pháp thiết kế, sản xuất, vận hành, bảo dưỡng khác Như hệ thống mạng viễn thông có nhiều nhược điểm mà quan trọng là: Chỉ truyền dịch vụ độc lập tương ứng với mạng Thiếu mềm dẻo: Sự đời công nghệ ảnh hưởng mạnh mẽ tới tốc độ truyền tín hiệu Ngoài ra, xuất nhiều dịch vụ truyền thông tương lai mà chưa dự đoán được, loại dịch vụ có tốc độ truyền khác Ta dễ dàng nhận thấy mạng khó thích nghi với đòøi hỏi Kém hiệu việc bảo dưỡng, vận hành sử dụng tài nguyên Tài nguyên sẵn có mạng chia sẻ cho mạng khác sử dụng Mặt khác, mạng viễn thông thiết kế nhằm mục đích khai thác dịch vụ thoại chủ yếu Do đó, đứùng góc độ này, mạng phát triển tới mức gần giới hạn cồng kềnh mạng tồn số khuyết điểm cần khắc phục - 10 - BÀI GIẢNG NGN Chương 1: Tổng quan NGN Kiến trúc tổng đài độc quyền làm cho nhà khai thác gần phụ thuộc hoàn toàn vào nhà cung cấp tổng đài Điều làm giảm sức cạnh tranh cho nhà khai thác, đặc biệt nhà khai thác nhỏ, mà tốn nhiều thời gian tiền bạc muốn nâng cấp ứng dụng phần mềm Các tổng đài chuyển mạch kênh khai thác hết lực trở nên lạc hậu nhu cầu khách hàng Các chuyển mạch Class5 tồn làm hạn chế khả sáng tạo triển khai dịch vụ mới, từ dẫn đến việc làm giảm lợi nhuận nhà khai thác Sự bùng nổ lưu lượng thông tin khám phá hiệu chuyển mạch kênh TDM Chuyển mạch kênh truyền thống dùng để truyền lưu lượng thoại dự đoán trước, không hỗ trợ lưu lượng liệu tăng đột biến cách hiệu Khi lượng liệu tăng vượt lưu lượng thoại, đặc biệt dịch vụ truy cập Internet quay số trực tiếp, thường xảy nghẽn mạch nguồn tài nguyên hạn hẹp Trong đó, chuyển mạch kênh làm lãng phí băng thông mạch rỗi khoảng thời gian mà tín hiệu truyền Đứng trước tình hình phát triển mạng viễn thông nay, nhà khai thác nhận thấy “sự hội tụ mạng PSTN mạng PSDN” chắn xảy Họ cần có sở hạ tầng cung cấp cho dịch vụ (tương tự - số, băng hẹp - băng rộng, - đa phương tiện,…) để việc quản lý tập trung, giảm chi phí bảo dưỡng vận hành, đồng thời hỗ trợ dịch vụ mạng II MẠNG VIỄN THÔNG THẾ HỆ MỚI (Next Generation Network) Định nghóa Mạng viễn thông hệ có nhiều tên gọi khác nhau, chẳng hạn như: − Mạng đa dịch vụ (cung cấp nhiều loại dịch vụ khác nhau) − Mạng hội tụ (hỗ trợ cho lưu lượng thoại liệu, cấu trúc mạng hội tụ) − Mạng phân phối (phân phối tính thông minh cho phần tử mạng) - 11 - BÀI GIẢNG NGN Chương 1: Tổng quan NGN − Mạng nhiều lớp (mạng phân phối nhiều lớp mạng có chức độc lập hỗ trợ thay khối thống mạng TDM) Cho tới nay, tổ chức viễn thông quốc tế cung nhà cung cấp thiết bị viễn thông giới quan tâm nghiên cứu chiến lược phát triển NGN chưa có định nghóa cụ thể xác cho mạng NGN Do định nghóa mạng NGN nêu bao hàm hết chi tiết mạng hệ mới, tương đối khái niệm chung đề cập đến NGN Bắt nguồn từ phát triển công nghệ thông tin, công nghệ chuyển mạch gói công nghệ truyền dẫn băng rộng, mạng thông tin hệ (NGN) đời mạng có sở hạ tầng thông tin dựa công nghệ chuyển mạch gói, triển khai dịch vụ cách đa dạng nhanh chóng, đáp ứng hội tụ thoại số liệu, cố định di động Như vậy, xem mạng thông tin hệ tích hợp mạng thoại PSTN, chủ yếu dựa kỹ thuật TDM, với mạng chuyển mạch gói, dựa kỹ thuật IP/ATM Nó truyền tải tất dịch vụ vốn có PSTN đồng thời nhập lượng liệu lớn vào mạng IP, nhờ giảm nhẹ gánh nặêng PSTN Tuy nhiên, NGN không đơn hội tụ thoại liệu mà hội tụ truyền dẫn quang công nghệ gói, mạng cố định di động Vấn đề chủ đạo tận dụng hết lợi đem đến từ trình hội tụ Một vấn đề quan trọng khác bùng nổ nhu cầu người sử dụng cho khối lượng lớn dịch vụ ứng dụng phức tạp bao gồm đa phương tiện, phần lớn không trù liệu xây dựng hệ thống mạng Đặc điểm mạng NGN Mạng NGN có bốn đặc điểm chính: Nền tảng hệ thống mạng mở Mạng NGN mạng dịch vụ thúc đẩy, dịch vụ phải thực độc lập với mạng lưới Mạng NGN mạng chuyển mạch gói, dựa giao thức thống - 12 - BÀI GIẢNG NGN Chương 1: Tổng quan NGN Là mạng có dung lượng ngày tăng, có tính thích ứng ngày tăng, có đủ dung lượng để đáp ứng nhu cầu Trước hết, áp dụng cấu mở mà : - Các khối chức tổng đài truyền thống chia thành phần tử mạng độc lập, phần tử phân theo chức tương ứng, phát triển cách độc lập - Giao diện giao thức phận phải dựa tiêu chuẩn tương ứng Việc phân tách làm cho mạng viễn thông vốn có theo hướng mới, nhà kinh doanh vào nhu cầu dịch vụ để tự tổ hợp phần tử tổ chức mạng lưới Việc tiêu chuẩn hóa giao thức phần tử thực nối thông mạng có cấu hình khác Tiếp đến, mạng NGN mạng dịch vụ thúc đẩy, với đặc điểm của: • Chia tách dịch vụ với điều khiển gọi • Chia tách gọi với truyền tải Mục tiêu chia tách làm cho dịch vụ thực độc lập với mạng, thực cách linh hoạt có hiệu việc cung cấp dịch vụ Thuê bao tự bố trí xác định đặc trưng dịch vụ mình, không quan tâm đến mạng truyền tải dịch vụ loại hình đầu cuối Điều làm cho việc cung cấp dịch vụ ứng dụng có tính linh hoạt cao Thứ ba, NGN mạng chuyển mạch gói, giao thức thống Mng thông tin nay, dù mạng viễn thông, mạng máy tính hay mạng truyền hình cáp, lấy mạng làm tảng để xây dựng sở hạ tầng thông tin Nhưng năm gần đây, với phát triển công nghệ IP, người ta nhận thấy rõ ràng mạng viễn thông, mạng máy tính mạng truyền hình cáp cuối tích hợp mạng IP thống nhất, xu lớn mà người ta thường gọi “dung hợp ba mạng” Giao thức IP làm cho dịch vụ lấy IP làm sở thực nối thông mạng khác nhau; người lần có giao thức thống mà ba mạng lớn chấp nhận được; đặt sở vững mặt kỹ thuật cho hạ tầng sở thông tin quốc gia (NII) Giao thức IP thực tế trở thành giao thức ứng dụng vạn bắt đầu sử dụng làm sở cho mạng đa dịch vụ, bất lợi so với chuyển mạch kênh mặt khả hỗ trợ lưu - 13 - BÀI GIẢNG NGN Chương 1: Tổng quan NGN lượng thoại cung cấp chất lượng dịch vụ đảm bảo cho số liệu Tốc độ đổi nhanh chóng giới Internet, mà tạo điều kiện phát triển tiêu chuẩn mở sớm khắc phục thiếu sót PSTN Internet Internet services Signaling gateway Mobile Client GSM Media gateway IP QoS Network GPRS Resident gateway Direct Client 3G Softswich Application & services WLAN Bluetooth Hình 1-5 Topo mạng hệ sau Động xuất mạng hệ Yếu tố hàng đầu tốc độ phát triển theo hàm số mũ nhu cầu truyền dẫn liệu dịch vụ liệu kết tăng trưởng Internet mạnh mẽ Các hệ thống mạng công cộng chủ yếu xây dựng nhằm truyền dẫn lưu lượng thoại, truyền liệu thông tin video vận chuyển mạng chồng lấn, tách rời triển khai để đáp ứng yêu cầu chúng Do vậy, chuyển đổi sang hệ thống mạng chuyển mạch gói tập trung tránh khỏi mà liệu thay vị trí thoại trở thành nguồn tạo lợi nhuận Cùng với bùng nổ Internet toàn cầu, nhiều khả mạng hệ dựa giao thức IP Tuy nhiên, thoại dịch vụ quan trọng đó, thay đổi dẫn tới yêu cầu truyền thoại chất lượng cao qua IP Những lý dẫn tới xuất mạng hệ : Cải thiện chi phí đầu tư Công nghệ liên quan đến chuyển mạch kênh truyền thống cải tiến chậm trễ chậm triển khai kết hợp với công nghiệp máy tính Các chuyển mạch kênh chiếm phần lớn sở hạ tầng PSTN Tuy nhiên chúng chưa thật tối ưu cho mạng truyền số liệu - 14 - BÀI GIẢNG NGN Chương 1: Tổng quan NGN Kết ngày có nhiều dòng lưu lượng số liệu mạng PSTN đến mạng Internet xuất giải pháp với định hướng số liệu làm trọng tâm để thiết kế mạng chuyển mạch tương lai, tảng dựa công nghệ chuyển mạch gói cho thoại liệu Các giao diện mở lớp mạng cho phép nhà khai thác lựa chọn nhà cung cấp có hiệu cho lớp mạng họ Truyền tải dựa gói cho phép phân bổ băng tần linh hoạt, loại bỏ nhu cầu nhóm trung kế kích thước cố định cho thoại, nhờ giúp nhà khai thác quản lý mạng dễ dàng hơn, nâng cấp cách hiệu phần mềm nút điều khiển mạng, giảm chi phí khai thác hệ thống Xu đổi viễn thông Khác với khía cạnh kỹ thuật, trình giải thể ảnh hưởng mạnh mẽ đến cách thức hoạt động nhà khai thác viễn thông lớn giới Xuyên suốt trình gọi “mạch vòng nội hạt không trọn gói”, luật lệ phủ toàn giới ép buộc nhà khai thác lớn phải mở cửa để công ty tham gia thị trường cạnh tranh Trên quan điểm chuyển mạch, nhà cung cấp thay phải có khả giành khách hàng địa phương nhờ đầu tư trực tiếp vào “ dặm cuối cùng” đường cáp đồng Điều dẫn đến việc gia tăng cạnh tranh Các NGN thực phù hợp để hỗ trợ kiến trúc mạng mô hình luật pháp cho phép khai thác - 15 - BÀI GIẢNG NGN Chương 1: Tổng quan NGN Các nguồn doanh thu Dự báo cho thấy mức suy giảm trầm trọng doanh thu thoại xuất mức tăng doanh thu đột biến dịch vụ giá trị gia tăng mang lại Kết phần lớn nhà khai thác truyền thống phải tái định mức mô hình kinh doanh họ ánh sáng dự báo Cùng lúc đó, nhà khai thác tìm kiếm mô hình kinh doanh cho phép họ nắm lấy thị phần, mang lại lợi nhuận cao thị trường viễn thông Các hội kinh doanh bao gồm ứng dụng đa dạng tích hợp với dịch vụ mạng viễn thông tại, số liệu Internet, ứng dụng video Những vấn đề cần quan tâm phát triển NGN Trước hết nhà cung cấp dịch vụ thống phải xem xét sở TDM mà họ lắp đặt phải đối đầu với định khó khăn việc nâng cấp hệ thống này, nên đầu tư vốn cho thiết bị chuyển mạch kênh xây dựng mạng NGN xếp chồng, hay chí nên thay tổng đài truyền thống chuyển mạch công nghệ sau Họ phải xem xét ảnh hưởng gia tăng lưu lượng Internet quay số trực tiếp với thời gian giữ máy ngắn nhiều Để trì cạnh tranh nhà khai thác cần tìm phương pháp cung cấp dịch vụ cho khách hàng họ thời kỳ độ trước mạng họ tiến triển sang NGN cách đầy đủ Vấn đề lớn cần cân nhắc tới cần hỗ trợ dịch vụ thoại qua IP hàng loạt dịch vụ giá trị gia tăng khác chế “best effort” phân phối gói tin không đủ đáp ứng Một thách thức mở rộng mạng IP theo nhiều hướng, khả cung cấp đa dịch vụ giữ ưu mạng IP Để đảm bảo QoS cần thiết, nhà khai thác phải có khả cam kết cung cấp thỏa thuận mức dịch vụ (SLA), yêu cầu băng tần tham số chất lượng Một khía cạnh khác bảo đảm chất lượng quy mô mạng phải đủ lớn để cung cấp cho khách hàng nhằm chống lại tượng nghẽn cổ chai lưu lượng mạng lõi Một đặc trưng NGN khả tăng số lượng giao diện mở, điều hàm chứa nguy đe dọa an ninh mạng Do đó, đảm bảo an toàn thông tin trở thành vấn đề sống nhà khai thác nhằm bảo vệ mạng chống lại - 16 - BÀI GIẢNG NGN Chương 1: Tổng quan NGN công từ phía tin tặc Các công cụ an ninh mật mã hóa phải luôn sẵn sàng Trong vòng hai thập kỷ vừa qua, công nghệ quang chứng minh phương tiện truyền tải thông tin hiệu khoảng cách lớn, công nghệ chủ đạo truyền dẫn mạng lõi Với cải tiến nay, công nghệ ghép kênh phân chia theo mật độ bước sóng DWDM, nâng cao đáng kể hiệu kinh tế truyền tải mạng cáp quang Ngày nay, IP theo dự kiến trở thành giao diện hoàn thiện thực cho mạng lõi NGN Vấn đề quan trọng mạng cáp quang phải tối ưu cho điều khiển lưu lượng IP Một giải pháp có tính thuyết phục hội tụ lớp liệu lớp quang mạng lõi Việc hội tụ mang lại số lợi cung cấp dịch vụ tốc độ cao, bảo vệ dòng thông tin liên tục cho mạng quang với chuyển mạch nhãn đa giao thức chung MPLS Một vấn đề không phần quan trọng vấn đề giải pháp quản lý thích hợp cho mạng NGN Trong mong muốn xây dựng mạng quản lý phải làm việc môi trường đa nhà đầu tư, đa nhà khai thác, đa dịch vụ mang tính logic, bộc lộ điểm cần lưu ý Mặc dù phải nhiều thời gian công sức trước hệ thống quản lý mạng triển khai, mục tiêu có giá trị thuyết phục mang lại nhiều lợi ích giảm chi phí khai thác, dịch vụ đa dạng Tất yếu tố dường làm cho NGN mang đậm phức tạp Tuy nhiên nên nhìn mạng NGN mạng thông tin toàn cầu ngày nay, mạng chuyển mạch kênh truyền thống chuyển mạch gói song song tồn tại, mạng di động cố định không đơn giản việc khai thác, chí thành phần mạng khác mạng yêu cầu phần quản lý riêng biệt Trên quan điểm đó, NGN hướng phức tạp, cho phép tiết kiệm chi phí khai thác cách thích đáng Tìm hiểu công nghệ 5.1 Công nghệ truyền dẫn Trong cấu trúc mạng hệ mới, truyền dẫn thành phần lớp kết nối (bao gồm chuyển tải truy nhập) Công nghệ truyền dẫn mạng hệ SDH, WDM với khả hoạt động mềm dẻo, linh hoạt, thuận tiện cho khai thác điều hành quản lý - 17 - BÀI GIẢNG NGN Chương 1: Tổng quan NGN Các tuyến truyền dẫn SDH có tiếp tục triển khai rộng rãi mạng viễn thông phát triển hướng theo cấu trúc mạng Cần tiếp tục phát triển hệ thống truyền dẫn công nghệ SDH WDM, hạn chế sử dụng công nghệ PDH Cáp quang: Hiện 60% lưu lượng thông tin truyền toàn giới truyền mạng quang Công nghệ truyền dẫn quang SDH cho phép tạo đường truyền dẫn tốc độc cao (n* 155 Mb/s) với khả bảo vệ mạch vòng sử dụng rộng rãi nhiều nước Việt Nam WDM cho phép sử dụng độ rộng băng tần lớn sợi quang cách kết hợp số tín hiệu ghép kênh theo thời gian với độ dài bước sóng khác ta sử dụng cửa sổ không gian, thời gian độ dài bước sóng Công nghệ WDM cho phép nâng tốc độ truyền dẫn lên 5Gb/s, 10Gb/s 20Gb/s Vô tuyến: Vi ba: Cong nghệ truyền dẫn SDH phát triển lónh vực vi ba, nhiên hạn chế môi trường truyền dẫn sóng vô tuyến nên tốc độ chất lượng truyền dẫn không cao so với công nghệ truyền dẫn quang Vệ tinh: Vệ tinh quỹ đạo thấp (LEO – Low Earth Orbit), vệ tinh quỹ đạo trung bình (MEO – Medium Earth Orbit) Thị trường thông tin vệ tin khu vực có phát triển mạnh năm gần tiếp tục năm tới Các loại hình dịch vụ vệ tinh phát triển như: DTH tương tác, truy nhập Internet, dịch vụ băng rộng, HDTV… Ngoài ứng dụng phố biến nhu cầu thông tin quảng bá, viễn thông nông thôn, với kết hợp sử dụng ưu điểm công nghệ CDMA, thông tin vệ tin ngày có xu hướng phát triển đặc biệt lónh vực thông tin di động, thông tin cá nhân,… - 18 - BÀI GIẢNG NGN Chương 1: Tổng quan NGN 5.2 Công nghệ mạng truy nhập Trong xu hướng phát triển NGN trì nhiều loại hình mạng truy nhập vào môi truyền dẫn chung như: Mạng truy nhập quang Mạng truy nhập vô tuyến Các phương thức truy nhập cáp đồng: HDSL, ADSL Xu hướng phát triển mạng truy nhập băng rộng 5.3 Công nghệ chuyển mạch Chuyển mạch thành phần lớp mạng chuyển tải cấu trúc NGN có thay đổi lớn mặt công nghệ so với thiết bị chuyển mạch TDM trước Công nghệ chuyển mạch mạng hệ IP, ATM, ATM/IP hay MPLS chưa xác định rõ, nhiên nói chung dựa công nghệ chuyển mạch gói, cho phép hoạt động với nhiều tốc độ dịch vụ khác Công nghệ chuyển mạch quang: kết nghiên cứu mức thử nghiệm hướng tới việc chế tạo chuyển mạch quang Trong tương lai có chuyển mạch quang phân loại theo nguyên lý sau: chuyển mạch quang phân chia theo không gian, chuyển mạch quang phân chia theo thời gian, chuyển mạch quang phân chia theo độ dài bước sóng - 19 - ... trù liệu xây dựng hệ thống mạng Đặc điểm mạng NGN Mạng NGN có bốn đặc điểm chính: Nền tảng hệ thống mạng mở Mạng NGN mạng dịch vụ thúc đẩy, dịch vụ phải thực độc lập với mạng lưới Mạng NGN mạng. .. dịch vụ gồm mạng sau: mạng điện thoại cố định, mạng điện thoại di động mạng truyền số liệu Xét góc độ kỹ thuật bao gồm mạng chuyển mạch, mạng truyền dẫn, mạng truy nhập, mạng báo hiệu mạng đồng... băng rộng cho thuê bao, đồng thời hợp mạng số liệu vào mạng chung ISDN Các tổng đài cấp cấp -4- BÀI GIẢNG NGN Chương 1: Tổng quan NGN tổng đài loại lớn Các tổng đài có kiến trúc tập trung, cấu