TÌM HIỂU MẠNG THẾ HỆ MỚI NGN

Ngành công nghệ thông tin và truyền thông Việt Nam đang cố gắng và nỗ lực hơn trong việc hội nhập khu vực và thế giới. Việc xây dựng cấu trúc mạng viễn thông thế hệ mới NGN (Next Generation Network) không chỉ là bước tiến của ngành viễn thông thế giới, mà NGN đã thực sự hiện hữu ở nước ta, là bước đi tất yếu của ngành viễn thông Việt Nam. Mạng viễn thông truyền thống là sự tập hợp của các mạng riêng lẻ: cố định, di động, internet. Mỗi một mạng riêng biệt đó chỉ phục vụ cho một loại dịch vụ viễn thông nhất định và không thể sử dụng cho mục đích khác. Mỗi mạng lại đòi hỏi môt đội ngũ vận hành, quản lý khác nhau dẫn đến chi phí khai thác cao. Do đó xu hướng tất yếu là xây dựng mạng thế hệ mới mang lại những thuận lợi về quản lý, đầu tư, cấu trúc mở cho phép nhiều công ty cung cấp thiết bị viễn thông tham gia xây dựng, các công ty phần mềm nội địa sẽ có cơ hội cung cấp giải pháp đặc thù của từng quốc gia vào hệ thống viễn thông dựa trên lớp giao diện API (Application Program Interface) để tuỳ biến lập trình. Sự chuyển biến hướng từ mạng truyền thống dựa trên công nghệ chuyển mạch kênh sang mạng NGN chuyển mạch gói của viễn thông Việt Nam cũng giống như cách thức phổ biến trên thế giới: thay thế dần. Nghĩa là sẽ có một cơ sở hạ tầng truyền tải cơ bản là mạng lõi IP, các trung tâm điều khiển chuyển mạch mềm softswitch của mạng NGN kết nối làm việc với hạ tầng viễn thông cũ qua các cổng giao tiếp truyền thông Media Gateway. Cách thức tịnh tiến sang NGN vừa đảm bảo khai thác những tiện ích mới của mạng mới vừa tận dụng được những cơ sở hạ tầng viễn thông đã có. Việc đưa mạng NGN vào hoạt động sẽ góp phần hoàn thiện cơ sở hạ tầng viễn thông nước ta theo hướng hiện đại đáp ứng nhu cầu phát triển kinh tế -xã hội. Mạng NGN ra đời ở Việt Nam chính là giải pháp khắc phục một trong những hạn chế của ngành viễn thông nước ta từ nhiều năm nay là chưa phát triển được nhiều dịch vụ hiên đại, tiên tiến như ở các nước trên thế giới. Với NGN, khách hàng sẽ được sử dụng những dịch vụ tiện ích ngày càng có chất lượng cao.

TÌM HIỂU MẠNG NGN Nhận Xét Của Giáo Viên Hướng Dẫn Tp.HCM, Ngày Tháng Năm 2009 GVHD ký tên - 1 - TÌM HIỂU MẠNG NGN Nhận Xét Của Giáo Viên Phản Biện Tp.HCM, Ngày Tháng Năm 2009 GVPB ký tên LỜI MỞ ĐẦU - 2 - TÌM HIỂU MẠNG NGN Ngành công nghệ thông tin và truyền thông Việt Nam đang cố gắng và nỗ lực hơn trong việc hội nhập khu vực và thế giới. Việc xây dựng cấu trúc mạng viễn thông thế hệ mới NGN (Next Generation Network) không chỉ là bước tiến của ngành viễn thông thế giới, mà NGN đã thực sự hiện hữu ở nước ta, là bước đi tất yếu của ngành viễn thông Việt Nam. Mạng viễn thông truyền thống là sự tập hợp của các mạng riêng lẻ: cố định, di động, internet. Mỗi một mạng riêng biệt đó chỉ phục vụ cho một loại dịch vụ viễn thông nhất định và không thể sử dụng cho mục đích khác. Mỗi mạng lại đòi hỏi môt đội ngũ vận hành, quản lý khác nhau dẫn đến chi phí khai thác cao. Do đó xu hướng tất yếu là xây dựng mạng thế hệ mới mang lại những thuận lợi về quản lý, đầu tư, cấu trúc mở cho phép nhiều công ty cung cấp thiết bị viễn thông tham gia xây dựng, các công ty phần mềm nội địa sẽ có cơ hội cung cấp giải pháp đặc thù của từng quốc gia vào hệ thống viễn thông dựa trên lớp giao diện API (Application Program Interface) để tuỳ biến lập trình. Sự chuyển biến hướng từ mạng truyền thống dựa trên công nghệ chuyển mạch kênh sang mạng NGN chuyển mạch gói của viễn thông Việt Nam cũng giống như cách thức phổ biến trên thế giới: thay thế dần. Nghĩa là sẽ có một cơ sở hạ tầng truyền tải cơ bản là mạng lõi IP, các trung tâm điều khiển chuyển mạch mềm softswitch của mạng NGN kết nối làm việc với hạ tầng viễn thông cũ qua các cổng giao tiếp truyền thông Media Gateway. Cách thức tịnh tiến sang NGN vừa đảm bảo khai thác những tiện ích mới của mạng mới vừa tận dụng được những cơ sở hạ tầng viễn thông đã có. Việc đưa mạng NGN vào hoạt động sẽ góp phần hoàn thiện cơ sở hạ tầng viễn thông nước ta theo hướng hiện đại đáp ứng nhu cầu phát triển kinh tế - xã hội. Mạng NGN ra đời ở Việt Nam chính là giải pháp khắc phục một trong những hạn chế của ngành viễn thông nước ta từ nhiều năm nay là chưa phát triển được nhiều dịch vụ hiên đại, tiên tiến như ở các nước trên thế giới. Với NGN, khách hàng sẽ được sử dụng những dịch vụ tiện ích ngày càng có chất lượng cao. - 3 - TÌM HIỂU MẠNG NGN Khi thực hiện đồ án này em đã hết sức cố gắng để được hoàn chỉnh, song chắc chắn sẽ không tránh khỏi thiếu sót, vì vậy em rất mong nhận được sự góp ý của các thầy cô và các bạn. Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô Đại học Công Nghiệp Thành Phố Hồ Chí Minh, đặc biệt khoa Điện tử - Viễn Thông đã hỗ trợ em thực hiện đồ án này, đặc biệt em chân thành cảm ơn thầy Nguyễn văn An đã tận tình, chu đáo hướng dẫn em hoàn thành đồ án này. Tp.HCM, Ngày 22 Tháng 12 Năm 2009 SVTH: Phan Thanh Vương MỤC LỤC MỤC LỤC 5 - 4 - TÌM HIỂU MẠNG NGN BẢNG LIỆT KÊ CÁC HÌNH VẼ 8 CÁC TỪ VIẾT TẮT TIẾNG ANH 9 Chương 1: Tổng quan về mạng viễn thông 13 1.1 Mạng viễn thông hiện tại 13 1.1.1 Khái niệm về mạng viễn thông 14 1.1.2 Các đặc điểm mạng viễn thông hiện nay 16 1.1.3 Các mạng viễn thông hiện nay 17 1.2 Sự hội hội tụ của hai loại công nghệ kết nối 19 1.2.1 Kết nối định hướng (CO: connection Oriented) 19 1.2.2 Kết nối không định hướng (CL: connectionless) 19 1.2.3 Xu hướng hội tụ CO và CL và sự ra đời chuyển mạch mới cho NGN 19 1.3 Nhu cầu mới về khai thác dịch vụ mạng viễn thông 20 1.3.1 Độ linh hoạt 20 1.3.2 Độ tương tác 20 1.3.3 Yêu cầu phát triển dịch vụ mới 21 1.3.4 Yêu cầu về phát triển mạng……………………………………… 21 Chương 2: Mạng viễn thông thế hệ sau NGN 24 2.1 Định nghĩa 24 2.2 Đặc điểm của NGN 25 2.3 Những vấn đề cần quan tâm khi phát triển NGN 28 Chương 3: Kiến trúc mạng NGN và công nghệ chuyển mạch mềm softswitch 29 3.1 Các khái niệm chuyển mạch mềm 29 3.2 Định nghĩa chuyển mạch mếm 31 3.3 Mô hình tham chiếu chuyển mạch mềm 32 3.3.1 Các mặt phẳng chức năng 32 3.3.1.1 Mặt phẳng truyền tải 33 3.3.1.2 Mặt phẳng báo hiệu và điều khiển cuộc gọi 34 - 5 - TÌM HIỂU MẠNG NGN 3.3.1.3 Mặt phẳng ứng dụng và dịch vụ 35 3.3.1.4 Mặt phẳng quản lý và bảo dưỡng mạng 35 3.3.2 Các thực thể chức năng 35 3.3.2.1 Chức năng điều khiển cổng phương tiện (MGC-F) 36 3.3.2.2 Chức năng định tuyến cuộc gọi và tính cước (R-F, A-F) 38 3.3.2.3 Chức năng cổng báo hiệu và báo hiệu truy cập (SG-F/AGS-F) 38 3.3.2.4 Chức năng máy chủ ứng dụng (AS-F) 39 3.3.2.5 Chức năng cổng phương tiện (MG-F) 40 3.3.2.6 Chức năng máy chủ phương tiện 41 3.4 Kiến trúc của hệ thống chuyển mạch mềm 42 3.5 Các ưu điểm của chuyển mạch mềm 44 3.5.1 Quan điểm của các nhà quản trị mạng……………………………44 3.5.2 Quan điểm của khách hàng……………………………………….45 Chương 4: Các giao thức cơ bản của chuyển mạch mềm 46 4.1 Tổng quan về báo hiệu trong chuyển mạch mềm 46 4.2 Giao thức H.323 47 4.3 Giao thức SIP 51 4.4 Giao thức MGCP-MEGACO/H.248 52 4.5 Giao thức SIGTRAN 53 Chương 5: Mô hình ứng dụng và hướng phát triển mạng NGN 55 5.1 Nguyên tắc triển khai mạng NGN 55 5.1.1 Yêu cầu chung 55 5.1.2 Mục tiêu xây dựng 55 5.1.3 Quá trình chuyển đổi từng bước 56 5.2 Hướng phát triển mạng NGN 56 5.3 Giải pháp đề xuất cho việc phát triển mạng NGN 58 5.3.1 Giải pháp xây dựng NGN trên cơ sở mạng hiện tại 58 - 6 - TÌM HIỂU MẠNG NGN 5.3.2 Giải pháp xây dựng NGN hoàn toàn mới 59 KẾT LUẬN 61 TÀI LIỆU THAM KHẢO 62 BẢNG LIỆT KÊ CÁC HÌNH VẼ STT Tên hình Trang Hình 1-1 Các thành phần của mạng viễn thông 9 Hình 1-2 Cấu hình mạng cơ bản 10 Hình 1.3 Cấu hình mạng phân cấp 11 Hình 1.4 Topo mạng thế hệ sau 24 - 7 - TÌM HIỂU MẠNG NGN Hình 1.5 Cấu trúc mạng và dịch vụ của NGN 30 Hình 2.1 Mô hình tham chiếu chuyển mạch mềm ISC 32 Hình 2.2 Các thực thể chức năng chuyển mạch mềm 34 Hình 2.3 Mối liên hệ các khối chức năng của NGN 35 Hình 2.4 Kết nối MGC với các thành phần khác của mạng NGN 36 Hình 2.5 Mô hình các hệ thống chuyển mạch 42 Hình 2.6 Sơ đồ chức năng hệ thống chuyển mạch kênh và chuyển mạch mềm 43 Hình 2.7 Giao thức sử dụng giữa các thành phần 46 Hình 3.1 Ngăn xếp giao thức H.323 49 Hình 3.2 Cấu hình mạng H.323 40 CÁC TỪ VIẾT TẮT TIẾNG ANH AAA Authentication, Authorization and Accounting Chủ quyền, xác minh và tính cước ABNF Augumented Backus-Naur Form Chuẩn mã hóa văn bản A-F Accounting-Function Chức năng tính cước AG Access Gateway Cổng truy nhập AGS-F Access Gateway Signaling- Function Chức năng báo hiệu cổng truy nhập AIN Advanced Intelligent Network Mạng thông minh tiên tiến API Application Programming Interface Giao diện lập trình mở AS Application Server Máy chủ ứng dụng AS-F AS-Function Chức năng máy chủ ứng dụng ATM Asynchronous Transfer Mode Chế độ chuyển giao không - 8 - TÌM HIỂU MẠNG NGN đồng bộ BAN Broadband Access Network Mạng truy nhập băng rộng CA Call Agent Tác nhân cuộc gọi CATV Cable TV Truyền hình cáp CCS7 Common Channel Signaling numer 7 Báo hiệu kênh chung số 7 DTMF Dual Tone Multi Frequency Âm báo mã đa tần FRS Frame Relay Switch Chuyển mạch chuyển tiếp khung FS Feature Server Máy chủ chức năng GSM Global System for Mobile Telecommunication Hệ thống thông tin di động toàn cầu HTTP Hyper Text Transport Protocol Giao thức truyền tải siêu văn bản IAD Integrated Access Device Thiết bị truy nhập tích hợp IN Intelligent Network Mạng thông minh INAP IN Application Protocol Giao thức ứng dụng mạng IN IP Internet Protocol Giao thức Internet IPDC IP Device Control Điều khiển thiết bị IP ITU, ITU-T International Telecommunication Union, ITU-Telecom sector Liên minh viễn thông quốc tế, Bộ phận tiêu chuẩn hóa viễn thông của ITU ISC International Softswitch Consortium Tổ chức chuyển mạch mềm quốc tế ISP Internet Service Provider Nhà cung cấp dịch vụ Internet IUA ISDN User Adaptation Thích ứng người dùng ISDN IW-F Interworking-Function Chức năng liên kết mạng LAN Local Area Network Mạng cục bộ MAP Mobile Application Part Phần ứng dụng di động M2UA MTP Level 2 User Adaptaion Tương thích người dùng mức 2 MCU Multipoint Control Unit Khối điều khiển đa điểm MDCP Media Device Control Protocol Giao thức điều khiển thiết bị phương tiện MEGACO Media Gateway Controller Giao thức điều khiển cổng phương tiện MG Media Gateway Cổng phương tiện - 9 - TÌM HIỂU MẠNG NGN MGC Media Gateway Controller Bộ điều khiển cổng phương tiện MGC-F MGC-Function Chức năng MGC MGCP Media Gateway Control Protocol Giao thức điều khiển cổng lưu lượng MG-F MG-Function Chức năng cổng MG MPLS MultiProtocol Label Switching Chuyển mạch nhãn đa giao thức NGN Next Generation Network Mạng thế hệ sau OSS Operational Support System Hệ thống hỗ trợ vận hành PDU Protocol Datagram Unit Đơn vị gói giao thức PCM Pulse Code Modulation Điều chế xung mã PLMN Public Land Mobile Network Mạng di động mặt đất công cộng PRI Primary Rate Interface Giao diện tốc độ sơ cấp PSDN Public Switched Data Network Mạng dữ liệu chuyển mạch công cộng PSTN Public Switched Telephone Network Mạng điện thoại chuyển mạch công cộng RAN Radio Access Network Mạng truy nhập vô tuyến QoS Quality of Service Chất lượng dịch vụ RANAP RAN Application Part Phần ứng dụng mạng truy cập vô tuyến R-F Routing-Function Chức năng định tuyến RFC Request for Comment Yêu cầu dẫn chú RGW Residential Gateway Cổng nội hạt SPC Stored Programme Control Điều khiển theo chương trình lưu trữ SCTP Stream Control Transport Protocol Giao thức truyền tải điều khiển dòng SG Signaling Gateway Cổng báo hiệu SGCP Simple Gateway Control Protocol Giao thức điều khiển cổng đơn giản SIP Session Intiation Protocol Giao thức khởi đầu phiên - 10 - [...]... chuyển mạch mới cho NGN Hai xu hướng phát triển này dần tiệm cận và hội tụ với nhau tiến tới ra đời công nghệ chuyển mạch mới ATM/IP Sự phát triển mạnh mẽ của nhu cầu dịch vụ và các công nghệ mới tác động trực tiếp đến sự phát triển cấu trúc mạng Đó là nguồn gốc động lực cho sự ra đời và phát triển của mạng thế hệ sau NGN Khái niệm mạng thế hệ sau ra đời bắt nguồn từ sự phát triển của công nghệ thông... THÔNG THẾ HỆ SAU NGN 2.1 Định nghĩa Mạng viễn thông thế hệ sau (NGN) có nhiều tên gọi khác nhau chẳng hạn như: - Mạng đa dịch vụ (cung cấp nhiều loại dịch vụ khác nhau) - 22 - TÌM HIỂU MẠNG NGN - Mạng hội tụ (hỗ trợ cho cả lưu lượng thoại và dữ liệu) - Mạng phân phối (phân phối tính thông minh cho mọi phần tử trong mạng) - Mạng nhiều lớp (mạng được phận phối ra nhiều lớp mạng có chức năng độc lập nhưng... dụng hết mọi lợi thế đem đến từ quá trình hội tụ này Một vấn đề quan trọng khác ở đây là sự bùng nổ nhu cầu của người sử dụng cho một khối lượng lớn dịch vụ và ứng dụng phức tạp bao gồm cả đa phương tiện 2.2 Đặc điểm của NGN - Nền tảng là hệ thống mạng mở - 23 - TÌM HIỂU MẠNG NGN - Mạng NGN là do mạng dịch vụ thúc đẩy nhưng dịch vụ phải thực hiện độc lập với mạng lưới - Mạng NGN là mạng chuyển mạch... lớn Ta cần xem xét các mạng viễn thông đang sử dụng hiện nay: - Xét về góc độ dịch vụ thì gồm các mạng sau: Mạng điện thoại cố định, Mạng điện thoại di động và mạng truyền số liệu - 19 - TÌM HIỂU MẠNG NGN - Xét về góc độ kỹ thuật bao gồm các mạng chuyển mạch, mạng truyền dẫn, mạng truy cập, mạng báo hiệu và mạng đồng bộ Trong môi trường có tích hợp nhiều loại dịch vụ phạm vi thị trường của các dịch vụ... không thể lấy một trong các mạng đó làm nền tảng cơ sở để xây dựng cơ sở hạ tầng thông tin Nhưng mấy năm gần đây cùng với sự phát triển công nghệ IP, người ta mới nhận thấy rõ ràng là mạng viễn thông, mạng máy tính và mạng truyền hình cáp cuối cùng rồi cũng tích hợp trong một mạng IP thống nhất, đó là - 24 - TÌM HIỂU MẠNG NGN xu thế mà người ta thường gọi là dung hợp ba mạng Giao thức IP làm cho các... nhiều loại đó là mạng mắc lưới, mạng sao, mạng tổng hợp, mạng vòng kín và mạng thang Các loại mạng này có ưu diểm và nhược điểm khác nhau để phù hợp với các đặc điểm của từng vùng địa lý (trung tâm, hải đảo, biên giới…) hay vùng lưu lượng (lưu thoại cao, thấp…) Mạng viễn thông hiện nay được phân cấp như sau: - 13 - TÌM HIỂU MẠNG NGN Cấp 1 Cấp 2 Cấp 3 Cấp 4 Cấp 5 Hình 1.3: Cấu trúc mạng phân cấp Nút... cập đến NGN Bắt nguồn từ sự phát triển của công nghệ thông tin, công nghệ chuyển mạch gói và công nghệ truyền dẫn băng rộng, mạng thông tin thế hệ sau ra đời là mạng có cơ sở hạ tầng thông tin duy nhất dựa trên công nghệ chuyển mạch gói, triển khai các dịch vụ một cách đa dạng và nhanh chóng, đáp ứng sự hội tụ giữa thoại và số liệu, giữa cố định và di động Như vậy có thể xem mạng thông tin thế hệ sau... nghệ thông tin, công nghệ chuyển mạch gói va công nghệ truyền dẫn băng rộng 1.3 Nhu cầu mới về khai thác dịch vụ mạng viễn thông 1.3.1 Độ linh hoạt - 18 - TÌM HIỂU MẠNG NGN Nhiều nhà khai thác trên một mạng viễn thông Khách hàng không bị ảnh hưởng từ các quá trình tập trung, xử lý và truyền dẫn thông tin phức tạp của hệ thống Nó cho phép khách hàng truy xuất và sử dụng các dịch vụ mạng một cách đơn giản... VỀ MẠNG VIỄN THÔNG 1.1 Mạng viễn thông hiện tại 1.1.1 Khái niệm về mạng viễn thông - 11 - TÌM HIỂU MẠNG NGN Mạng viễn thông là phương tiện truyền đưa thông tin từ đầu phát tới đầu thu Mạng có nhiệm vụ cung cấp các dịch vụ cho khách hàng Mạng viễn thông bao gồm các thành phần chính: thiết bị chuyển mạch, thuyết bị truyền dẫn, môi trường truyền và thiết bị đầu cuối Hình 1.1: Các thành phần chính của mạng. .. cho mạng thoại truyền thống gồm máy điện thoại, máy Fax, máy vi tính, tổng đài nhánh riêng (PABX) - 12 - TÌM HIỂU MẠNG NGN Mạng viễn thông cũng có thể định nghĩa như sau: Mạng viễn thông là một hệ thống gồm các nút chuyển mạch được nối với nhau bằng các đường truyền dẫn Nút được phân thành nhiều cấp và kết hợp với các đường truyền dẫn tạo thành các cấp mạng khác nhau Hình 1.2: Cấu hình mạng cơ bản Mạng . tin theo phương thức hoạt động không kết nối phát triển mạnh theo xu hướng nâng cao chất lượng dịch vụ và tiến tới cạnh tranh các dịch vụ thông tin theo. thông thế hệ sau NGN 24 2.1 Định nghĩa 24 2.2 Đặc điểm của NGN 25 2.3 Những vấn đề cần quan tâm khi phát triển NGN 28 Chương 3: Kiến trúc mạng NGN và công nghệ