BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG………………… Đồ án Nghiên cứu mạng NGN ứng dụng LỜI MỞ ĐẦU Cùng với phát triển ngành điện tử - tin học, công nghệ viễn thông năm qua phát triển mạnh mẽ cung cấp ngày nhiều loại hình dịch vụ đa dạng, an tồn, chất lượng cao, đáp ứng ngày tốt yêu cầu khách hàng Trong xu hướng phát triển hội tụ viễn thông tin học, với phát triển nhanh chóng nhu cầu người dùng dịch vụ đa phương tiện chất lượng cao làm cho sở hạ tầng thông tin viễn thơng có thay đổi lớn cấu trúc Những tổng đài chuyển mạch kênh truyền thống với hạn chế kiến trúc khơng cịn đáp ứng nhu cầu ngày cao người dùng, địi hỏi cần phải có giải pháp để đáp ứng yêu cầu Giải pháp lựa chọn mạng hệ – NGN Mạng hệ – NGN dựa tảng chuyển mạch gói tốc độ cao, dung lượng lớn, tích hợp nhiều cơng nghệ mới, ứng dụng Vì em chọn đề tài “Nghiên cứu mạng NGN ứng dụng” để làm đồ án tốt nghiệp, nội dung đồ án gồm chương: Chương 1: Tổng quan mạng NGN Chương 2: Cấu trúc mạng NGN ứng dụng Chương 3: Chiến lược phát triển NGN ngành Viễn thông Việt Nam Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Th.s Mai Văn Lập nhiệt tình, tận tụy giúp đỡ em hoàn thành đồ án Chƣơng TỔNG QUAN VỀ NGN 1.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NGN 1.1.1 Khái niệm NGN Cụm từ “mạng hệ tiếp theo” ( Next Generation Network – NGN) bắt đầu nhắc tới từ năm 1998 NGN xu hướng phát triển tất yếu lĩnh vực truyền thơng giới tương lai Nó tích hợp mạng lưới: mạng PSTN, mạng khơng dây, mạng số liệu (Internet)vào kết cấu thống để hình thành mạng chung, thơng minh, hiệu cho phép sáp nhập thoại, liệu, video dựa tảng IP Mạng hệ có nhiều tên gọi khác như: - Mạng đa dịch vụ (cung cấp nhiều loại dịch vụ khác nhau) - Mạng hội tụ (hỗ trợ lưu lượng thoại liệu, cấu trúc mạng hội tụ) - Mạng phân phối (phân phối tính thơng minh cho phần tử mạng) - 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 với nhà cung cấp thiết bị viễn thông giới quan tâm nghiên cứu chiến lược phát triển NGN chưa có định nghĩa cụ thể xác cho mạng NGN Do tên gọi bao hàm hết chi tiết mạng hệ tương đối xác, coi khái niệm chung đề cập đến NGN Bắt nguồn từ phát triển công nghệ thông tin, cơng nghệ chuyển mạch gói cơng nghệ truyền dẫn băng rộng, mạng thông tin hệ (NGN) đời mạng có sở hạ tầng thơng tin dựa cơng 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 minh 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 nặng mạng 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 số lượng lớn dịch vụ ứng dụng phức tạp bao gồm đa phương tiện Hình 1.1 Topo mạng hệ sau 1.1.2 Đặc điểm NGN NGN có bốn đặc điểm - Nền tảng hệ thống mở; - Dịch vụ thực độc lập với mạng lưới; - NGN mạng dựa chuyển mạch gói, sử dụng giao thức thống nhất; - Là mạng có dung lượng ngày tăng, có tính thích ứng cao, 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 chức làm cho mạng viễn thông truyền thống 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 liên kết mạng có cấu hình khác Tiếp đến, việc tách dịch vụ độc lập với mạng nhằm thực cách linh hoạt có hiệu việc cung cấp dịch vụ Thuê bao tự bố trí xác định đặc trưng dịch vụ mình, khơng 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 dựa sở mạng chuyển mạch gói giao thức thống Mạng thông tin nay, dù mạng viễn thơng, mạng máy tính hay mạng truyền hình cáp, khơng thể 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 thơng, 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 liên kết 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 Giao thức IP thực tế trở thành giao thức ứng dụng vạn bắt đầu sử dụng làm sở cho mạng đa dịch vụ, nhiều khuyết điểm khả hỗ trợ lưu lượng thoại cung cấp chất lượng dịch vụ đảm bảo cho số liệu Tuy nhiên, tốc độ đổi nhanh chóng giới Internet, mà tạo điều kiện phát triển tiêu chuẩn mở sớm khắc phục thiếu sót 1.2 SỰ HÌNH THÀNH MẠNG NGN Các động lực phát triển NGN phát triển công nghệ, thị trường, hội tụ mạng riêng lẻ loại hình dịch vụ tác động tới biến đổi cấu trúc mạng cụ thể: 1.2.1 Hiện trạng mạng viễn thơng Hiện có nhiều mạng viễn thông song song tồn Các mạng tồn cách riêng lẻ, ứng với loại thông tin lại có loại mạng riêng biệt để phục vụ cho dịch vụ Mạng Telex: dùng để gửi điện dạng ký tự mã hóa bít (mã Baudot) Tốc độ truyền thấp (từ 75 tới 300 bit/s) Mạng điện thoại cố định PSTN: sử dụng kỹ thuật chuyển mạch kênh để truyền thông tin thoại từ đầu cuối đến đầu cuối 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 vơ 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 thơng qua mạng cục Lan (Local Area Network) mà tiếng mạng Ethernet, Token Bus, Toke Ring Với trạng mạng nay, mạng thiết kế cho dịch vụ riêng biệt mà khơng thể sử dụng cho mục đích khác, mạng lại yêu cầu phương pháp thiết kế, sản xuất, vận hành, bảo dưỡng khác Mỗi dịch vụ mạng riêng dẫn đến tình trạng phức tạp việc quản lý mạng, phải đầu tư nhiều chủng loại thiết bị, yêu cầu thiết bị dự phòng, bảo hành bảo dưỡng lớn, giá thành cung cấp dịch vụ cao Do hội tụ mạng yêu cầu cần thiết, mang lại nhiều lợi ích cho nhà khai thác dịch vụ 1.2.2 Nhƣợc điểm tổng đài chuyển mạch kênh Mạng viễn thơng thiết kế nhằm mục đích khai thác dịch vụ thoại chủ yếu Nhưng lợi nhuận mà dịch vụ thoại mang lại bị suy giảm trầm trọng Bên cạnh tăng doanh thu đột biến dịch vụ giá trị gia tăng mang lại Tức liệu thay vị trí thoại trở thành nguồn tạo lợi nhuận Nhưng để đáp ứng việc phát triển đa dịch vụ dịch vụ viễn thông tảng chuyển mạch kênh mạng PSTN có nhiều hạn chế, quan trọng hạn chế kiến trúc mạng Chuyển mạch kênh dựa công nghệ TDM cứng nhắc việc phân bổ băng thông, với băng thông cố định làm cho chuyển mạch kênh gặp nhiều khó khăn đưa dịch vụ Các dịch vụ thoại mạng PSTN sử dụng kỹ thuật điều chế PCM chiếm băng thông 64kb/s Nếu cung cấp băng thơng lớn cho gọi chất lượng gọi thoại khơng mà tốt Trái lại, dịch vụ liệu băng thông quan trọng Một số ứng dụng địi hỏi băng thơng tới 1Gb/s cao Sự thay đổi băng thông thường gọi bùng nổ băng thông Trong dịch vụ thoại chuyển mạch kênh ln địi hỏi băng thông không đổi, trái lại dịch vụ liệu nhu cầu băng thơng thay đổi tới hàng trăm, trí hàng ngàn lần Vì mà ứng dụng chuyển mạch kênh dịch vụ thoại truyền số liệu băng hẹp Hơn phần phức tạp tổng đài chuyển mạch kênh phần mềm dùng để điều khiển trình xử lý gọi Phần mềm chạy xử lý chuyên dụng tích hợp sẵn với phần cứng vật lý Hay nói cách khác phần mềm sử dụng tổng đài nội hạt phụ thuộc vào phần cứng tổng đài Dịch vụ tích hợp ln vào thiết bị nhà khai thác Điều làm tăng tính độc quyền việc cung cấp hệ thống chuyển mạch, không cung cấp môi trường kiến tạo dịch vụ mới, làm giới hạn khả phát triển dịch vụ nhà quản trị mạng Do để đáp ứng nhu cầu đa dịch vụ dịch vụ mới, cần phải có giải pháp mới, đặt trọng tâm vào liệu, chuyển mạch tương lai phải dựa cơng nghệ gói để chuyển tải chung thoại liệu Như lựa chọn, nhà cung cấp dịch vụ cố gắng hướng tới việc xây dựng mạng hệ Next Generation Network – NGN hội tụ dịch vụ thoại, số liệu, đa phương tiện mạng – sử dụng công nghệ chuyển mạch gói mạng xương sống (Backbone Network) Và khơng mạng phục vụ thông tin thoại, không mạng phục vụ truyền số liệu mà mạng thống nhất, mạng hội tụ đem lại ngày nhiều dịch vụ tiên tiến đáp ứng nhu cầu ngày tăng khắt khe từ phía khách hàng Chính mà mạng hệ NGN công nghệ chuyển mạch kênh truyền thống dần bị thay chuyển mạch gói 1.2.3 Nhu cầu phát triển xã hội thông tin Nhu cầu cung cấp đa dịch vụ dịch vụ mới: Sự phát triển xã hội thông tin làm nảy sinh nhu cầu cung cấp đa dịch vụ dịch vụ mới: dịch vụ truyền thông băng rộng, truyền thông băng hẹp, dịch vụ truyền thơng thời gian thực (như trị chơi mạng thời gian thực,…), dịch vụ chuyên ngành (trợ giúp từ xa, đào tạo giáo dục từ xa qua mạng, chăm sóc sức khỏe qua mạng,…), dịch vụ đa phương tiện, dịch vụ hội nghị truyền hình, cầu truyền hình nước ngồi, tới vùng nơng thôn, vùng sâu, vùng xa,… Nhu cầu khả liên lạc thông tin rộng khắp: Các dịch vụ cung cấp phải tiện lợi, dễ sử dụng, có khả liên lạc thông tin rộng khắp đa phương tiện, đảm bảo độ tin cậy, có tốc độ truy cập cao, truy cập thời gian nào, đâu (công sở hay nhà, hay nơi công cộng,…) Nhu cầu việc phát triển hệ thống linh hoạt, mềm dẻo: Để thuận tiện cho việc giám sát quản lý, phát triển cung cấp dịch vụ, đáp ứng nhu cầu thuê bao, đòi hỏi có cấu trúc mạng phải đơn giản, độ linh hoạt cao, có khả hỗ trợ tất kết nối vô tuyến hữu tuyến, hỗ trợ tất dịch vụ mạng tại, dễ dàng nâng cấp mở rộng,… Nhu cầu dễ dàng phát triển dịch vụ mới: Cấu trúc mạng phải cho phép việc tạo dịch vụ dễ dàng Các nhà khai thác mạng, tổ chức cá nhân dựa cấu trúc mạng để phát triển dịch vụ mà không phụ thuộc vào nhà cung cấp mạng, để tạo dịch vụ tích hợp cơng nghệ thông tin viễn thông IT (Information Telecommunication), dịch vụ đáp ứng cho nhu cầu phát triển doanh nghiệp,… 1.2.4 Xu hƣớng phát triển Sự gia tăng chất lượng lẫn số lượng nhu cầu dịch vụ ngày trở nên phức tạp từ phía khách hàng kích thích phát triển nhanh chóng thị trường cơng nghệ Điện tử - Tin học - Viễn thông Hiện xu hướng phát triển công nghệ điện tử - tin học - viễn thông diễn theo xu hướng hội tụ định hướng kết nối CO (Connection Operation không định hướng kết nối CL (Connectionless Operation) Công nghệ phát triển định hướng kết nối có ưu điểm chất lượng dịch vụ QoS cao, chất lượng mạng tốt phát triển với công nghệ truyền dẫn ATM cho phép phát triển dịch vụ băng rộng Sự phát triển theo hướng công nghệ khơng định hướng kết nối CL có ưu điểm đơn giản, tiện lợi, chi phí thấp, tiết kiệm băng thông nên phát triển mạnh mẽ Xu hướng phát triển công nghệ định hướng kết nối không định hướng kết nối dần tiệm cận gần hội tụ tiến tới việc phát triển công nghệ ATM/IP đặt nhiều kỳ vọng cho việc phát triển mạng theo hướng dung hợp thống làm cho dịch vụ độc lập với mạng lưới, nhanh chóng cung cấp dịch vụ mang tính tổng hợp ... nghệ mới, ứng dụng Vì em chọn đề tài ? ?Nghiên cứu mạng NGN ứng dụng? ?? để làm đồ án tốt nghiệp, nội dung đồ án gồm chương: Chương 1: Tổng quan mạng NGN Chương 2: Cấu trúc mạng NGN ứng dụng Chương... khác nhau) - Mạng hội tụ (hỗ trợ lưu lượng thoại liệu, cấu trúc mạng hội tụ) - Mạng phân phối (phân phối tính thơng minh cho phần tử mạng) - Mạng nhiều lớp (mạng phân phối nhiều lớp mạng có chức... vụ vốn có PSTN đồng thời nhập lượng liệu lớn vào mạng IP, nhờ giảm nhẹ gánh nặng mạng PSTN Tuy nhiên, NGN không đơn hội tụ thoại liệu mà hội tụ truyền dẫn quang cơng nghệ gói, mạng cố định di