Chất lượng dịch vụ trong NGN

Tài liệu tham khảo đồ án tốt nghiệp ngành viễn thông Chất lượng dịch vụ trong NGN

1.1.Sự cần thiết phải chuyển đổi công nghệ mạng 3

1.2 Mô hình tham khảo của một số hãng và tổ chức quốc tế 7

1.2.1 Mô hình NGN của Alcatel 7

1.2.2 Mô hình NGN của Ericsson 8

1.2.3 Mô hình NGN của Siemens 10

1.2.4 Xu hướng phát triển NGN của NEC 12

1.2.5 Xu hướng phát triển NGN của Lucent 12

1.2.6 Mô hình của ITU 13

1.2.7 Một số hướng nghiên cứu của IETF 14

1.2.8 Mô hình của MSF 15

1.2.9 Mô hình NGN của ETSI 17

1.3 Nguyên tắc tổ chức NGN Việt Nam 19

1.3.4.2 Kết nối với mạng Internet 26

1.4 Lộ trình chuyển đổi mạng viễn thông Việt Nam đến 2010 27

2.1 Khái niệm chất lượng dịch vụ (QoS) 33

2.2 Các thông số kỹ thuật của QoS 34

MỘT SỐ PHƯƠNG THỨC HỖ TRỢ CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ TRONG NGN 48

3.1 Một số kỹ thuật hỗ trợ QoS trong NGN 48

3.1.1 Kiến trúc chung của router 48

3.1.2 Phân loại gói tin 52

3.1.2.1 Khoá và quy tắc 52

3.1.2.2 Trường ToS của IPv4 và TC của IPv6 53

3.1.2.3 Trường dịch vụ khác biệt (DiffServ) 53

3.1.2.4 Phân loại đa đường 54

3.1.3 Kiểm soát và đánh dấu 57

3.1.3.1 Phương pháp đo 58

3.1.3.2 Tầng hồ sơ 60

3.1.4 Quản lý hàng đợi 61

3.1.4.1 Tránh sắp xếp lại 62

3.1.4.2 Làm giảm độ chiếm dụng hàng đợi 63

3.1.4.3 Phát hiện sớm ngẫu nhiên 65

3.1.5 Lập lịch 70

3.1.5.1 Định hướng tốc độ 71

3.1.5.2 Lập lịch đơn giản 73

3.1.5.3 Lập lịch thích ứng 75

3.2 Một số mô hình và giao thức hỗ trợ QoS trong NGN 77

3.2.1 Giao thức dự trữ tài nguyên (RSVP) 77

3.2.4.5 Kỹ thuật lưu lượng trong MPLS 89

3.2.4.6 Các mục tiêu chất lượng của kỹ thuật lưu lượng (TE) 89

3.2.4.7 Quản lý lưu lượng MPLS 90

KẾT LUẬN 92

TÀI LIỆU THAM KHẢO 93

Hình 1.2: Sơ đồ mạng viễn thông tương lai 5

Hình 1.3: Sơ đồ các mạng dịch vụ khác 5

Hình 1.4: Sơ đồ lớp chức năng của mạng hiện nay 5

Hình 1.5: Sơ đồ lớp chức năng của mạng tương lai gần 6

Hình 1.6: Sơ đồ lớp chức năng của mạng tương lai 6

Hình 1.7: Mô hình mạng thế hệ sau của Alcatel 7

Hình 1.9: Cấu trúc mạng thế hệ sau của Siemens 11

Hình 1.10: Mô hình của NEC về NGN 12

Hình 1.11: Các chức năng GII và mối quan hệ của chúng 13

Hình 1.12: Cấu trúc chuyển mạch đa dịch vụ 15

Hình 1.13: Cấu trúc chức năng NGN theo ETSI 18

Hình 1.14: Cấu trúc NGN theo ETSI 19

Hình 1.15: Cấu trúc mạng mục tiêu 22

Hình 1.16: Lớp điều khiển và ứng dụng trong NGN 23

Hình 1.17: Lớp chuyển tải trong cấu trúc NGN 24

Hình 1.18: Lớp truy nhập trong NGN 25

Hình 1.19: Kết nối với mạng PSTN và GSM 26

Hình 1.20: Kết nối với mạng Internet 26

Hình 1.21: Sơ đồ mạng chuyển mạch Core lớp chuyển tải giai đoạn 2001-2005 28

Hình 1.22: Mạng truy nhập giai đoạn 2001-2005 30

Hình 1.23: Mạng chuyển mạch ATM/IP Core giai đoạn 2006-2010 31

Hình 1.24: Mạng truy nhập giai đoạn 2006-2010 32

Hình 2.1: (a) Trễ và (b) băng thông trong mạng 36

Hình 2.2: Trễ trong quá trình truyền 37

Hình 3.1: Router IP nỗ lực tối đa 48

Hình 3.2: Nỗ lực tối đa, không có QoS 48

Hình 3.3 Sơ đồ chung của một router IP nỗ lực tối đa 49

Hình 3.4: Sắp xếp từng chặng điều khiển chặng kế tiếp, hàng đợi và lập lịch 51

Hình 3.5: Trường ToS của IPv4 53

Hình 3.6: Trường dịch vụ phân biệt DiffServ 54

Hình 3.7: Trường tiêu đề của gói tin IPv4 55

Hình 3.8: Trường tiêu đề của gói tin IPv6 56

Hình 3.9: Các thùng thẻ bài cung cấp một chức năng đo đạc đơn giản 58

Hình 3.10: Các thùng thẻ bài cho phép bùng nổ trên tốc độ trung bình 59

Hình 3.11: Trạng thái của gói chạy để chọn lựa hồ sơ và hoạt động 60

Hình 3.12: Hàng đợi riêng biệt cho các gói có thể đi đến việc sắp xếp lại 63

Hình 3.16: Yêu cầu định hướng thời gian lập lịch nhỏ nhất trên các hàng đợi 72

Hình 3.17: Nhiều hàng đợi cung cấp cho một bộ lâp lịch 74

Hình 3.24: Mô hình DiffServ tại biên và lõi của mạng 84

Hình 3.25: Định tuyến, chuyển mạch và chuyển tiếp 85

Hình 3.26: Đường nhanh và đường chậm 86

Hình 3.27: Lớp chèn MPLS 87

Hình 3.28: Các thiết bị và lưu lượng Internet 88

API Application program Interface Giao diện chương trình ứng dụng ARED Adaptive Random Early Detection RED thích ứng

ATM Asynchronuos Transfer Mode Phương thức truyền tải không đồng bộ

CE Congestion Experienced Đã trải qua nghẽn

CQS Classify, Queue, Schedule Phân loại Hàng đợi, Lập lịch

DiffServ Differentiated Service Dịch vụ khác biệtDRR Deficit Round Robin

ECN Explicit Congestion Notification Khai báo nghẽn cụ thể

ECT ECN Capable Transport Truyền dẫn có khả năng ECNEWMA Exponentially Weighted Moving

LDP Label Distribution Protocol Giao thức phân phối nhãn

LSR Label Switch Router Bộ định tuyến chuyển mạch nhãn

MPLS Multiprotocol Label Switching Chuyển mạch nhãn đa giao thứcMTU Maximum Transmission Unit Đơn vị truyền dẫn lớn nhấtNGN Next Generation Network Mạng thé hệ tiếp theo

POTS Plain Old Telephone Service Dịch vụ điện thoại cũ, đơn giảnPSTN Public- switched Telephone

RED Random Early Detection Phát hiện sớm ngẫu nhiênRIO RED with an In/ Out bit RED cùng một bít Vào/ Ra

RSVP Resource Reservation Protocol Giao thức dự trữ tài nguyên

SDH Synchronous Digital Hierarchy Hệ thống phân cấp kĩ thuật số đồng bộ

TCP Transmission Control Protocol Giao thức điều khiển truyền dẫnTDM Time Division Multiplexing Đa phân chia theo thời gian

UDP User Datagram Protocol Giao thức dữ liệu người sử dụngVNPT Viet Nam Post and

Telecommunication Tổng công ty Bưu chính viễn thông Việt Nam

VPN Virtual Private Network Mạng riêng ảo

WDM Wavelenght Division Multiplexing Đa phân chia theo bước sóng

LỜI NÓI ĐẦU

Mạng thế hệ sau là một bước đi đột phá trong công nghệ mạng viễn thông, nó làm thay đổi hẳn về kiến trúc mạng cũng như dịch vụ của mạng Viễn thông hiện nay NGN là một mạng hội tụ của tất cả các mạng viễn thông hiện nay, đó là: Sự hội tụ giữa mạng thoại và mạng truyền dữ liệu; giữa mạng cố định và mạng di động; hội tụ giữa truyền dẫn quang và công nghệ chuyển mạch gói Với cấu trúc mạng hợp nhất như vậy, NGN truyền tải trên nó tất cả các dịch vụ như: Dịch vụ thoại, truyền số liệu, Internet, đa phương tiện… cũng như các dịch vụ gia tăng trong tương lai Đặc biệt NGN còn là sự hợp nhất về dịch vụ (Unified Service), điều này được thể hiện khi khách hàng dùng một thiết bị đầu cuối có thể sử dụng được nhiều dịch vụ khác nhau của NGN như: Gọi điện thoại, truy nhập Internet, xem phim, hay truyền hình ảnh….

Mạng viễn thông của VNPT đã được số hoá hoàn toàn cả về truyền dẫn và chuyển mạch với các thiết bị công nghệ mới hiện đại trên phạm vi toàn quốc, cùng với mạng thuê bao rộng lớn và nhiều điểm cung cấp dịch vụ bưu chính viễn thông Đây là một thuận lợi lớn trong quá trình phát triển tiến tới cấu trúc mạng thế hệ mới cung cấp đa dịch vụ, đa phương tiện, chất lượng cao Tuy nhiên quá trình hoàn thiện mạng viễn thông của VNPT dựa trên nền tảng IP cũng gặp không ít khó khăn Đầu tiên là với chủng loại thiết bị khá đa dạng thì việc tiến tới xây dựng phát triển và hoàn thiện NGN là một quá trình chuyển đổi phức tạp đòi hỏi sự lựa chọn công nghệ đúng đắn và tổ chức khai thác mạng hợp lý nhằm giữ vững vai trò chủ đạo của VNPT trong lĩnh vực viễn thông ở Việt Nam trước xu thế cạnh tranh và hội nhập Thứ hai là “chất lượng dịch vụ” cũng là vấn đề quan trọng đặt ra đối với các nhà cung cấp và khai thác dịch vụ viến thông QoS cần được cung cấp cho mỗi ứng dụng để người sử dụng có thể dùng ứng dụng đó và mức QoS mà ứng dụng đòi hỏi chỉ có thể được xác định bởi người sử dụng, vì chỉ có người sử dụng mới có thể biết chính xác mức QoS nào mà ứng dụng của mình cần đến Nhà cung cấp dịch vụ đảm bảo chất lượng dịch vụ (QoS) cho người sử dụng, thực hiện các biện pháp để duy trì mức QoS khi điều kiện mạng bị thay đổi vì các nguyên nhân như nghẽn, hỏng hóc thiết bị hay lỗi liên kết… Và có thể tiến tới một bước cao hơn đó là cung cấp nhiều mức QoS trên cùng một mạng tuỳ thuộc vào yêu cầu của người sử dụng.

Việc nghiên cứu nhằm nâng cao QoS trong NGN là rất cần thiết Trước yêu cầu đó, Đồ án tốt nghiệp “Nghiên cứu phương thức điều khiển chất lượng dịch vụ trong mạng thế hệ sau” tìm hiểu một số phương pháp điều khiển chất lượng dịch vụ QoS trong NGN Nhằm hỗ trợ cho các nhà cung cấp dịch vụ có thể cung cấp mức QoS theo yêu cầu của khách hàng Đồ án gồm 3 chương:

- Chương 1: Cấu trúc NGN: Tìm hiểu về một số mô hình tham khảo của các công ty cung cấp dịch vụ Viễn thông và một số tổ chức quốc tế Xu hướng tiến lên NGN, cấu trúc mạng mục tiêu và lộ trình chuyển đổi của VNPT.

- Chương 2: Chất lượng dịch vụ QoS trong NGN: Tìm hiểu về QoS chung Các tham số của QoS và QoS trong NGN.

- Chương 3: Một số phương thức hỗ trợ QoS trong NGN: Tìm hiểu về một số kĩ thuật hỗ trợ QoS như: Phân loại, kiểm soát và đánh dấu, Hàng đợi, Lập lịch và một số mô hình giao thức hỗ trợ QoS như: IntServ, DiffServ, RVSP, MPLS.

Được sự hướng dẫn nhiệt tình của thầy giáo Ths Nguyễn văn Đát và các thầy cô giáo trong bộ môn Mạng viễn thông đã giúp em hoàn thành đồ án này Tuy nhiên do sự hạn chế về mặt thời gian và kiến thức hiện tại em chưa thể nắm bắt được hết những thông tin mới nhất về công nghệ nên nội dung đồ án khó tránh khỏi thiếu sót Em rất mong nhận được những ý kiến đóng góp quý báu của các thầy cô giáo cùng những người quan tâm để đồ án được hoàn thiện hơn.

Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Ths Nguyễn văn Đát, các thầy cô giáo trong bộ môn Mạng viễn thông và trong Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông đã hướng dẫn, tạo điều kiện giúp đỡ em trong thời gian em học tập nghiên cứu tại học viện.

Hà Nội ngày 27 tháng 10 năm 2005Sinh viên thực hiện

Bùi Thuỳ Dương

CHƯƠNG 1CẤU TRÚC NGN

1.1 Sự cần thiết phải chuyển đổi công nghệ mạng

Kỷ nguyên công nghệ thông tin, cùng với việc ứng dụng công nghệ truyền thông đa phương tiện và xu hướng toàn cầu hoá trong kinh doanh, đã tạo ra sức ép cạnh tranh ngày càng tăng trên thị trường công nghệ truyền tin Đặt ra yêu cầu lớn đối với các nhà cung cấp dịch vụ viễn thông phải liên tục cải tiến hệ thống để đáp ứng yêu cầu ngày càng cao của khách hàng.

Công nghệ mạng hiện nay dựa trên công nghệ chuyển mạch kênh sử dụng dung lượng truyền dẫn có hiệu quả thấp Do đó có thể kể ra một số hạn chế của mạng viễn thông Việt Nam hiện tại như sau:

- Tách biệt giữa mạng thoại và mạng truyền số liệu.

- Mạng có nhiều cấp gây phức tạp trong việc phối hợp hệ thống báo hiệu, đồng bộ và việc triển khai dịch vụ mới.

- Phức tạp trong việc thiết lập Trung tâm quản lý mạng, hệ thống Billing, chăm sóc khách hàng.

- Hệ thống có tính mở thấp dẫn đến thời gian đưa dịch vụ ra thị trường chậm.

Ngoài các đặc điểm của mạng như đã nêu trên còn có một số yếu tố tác động đến mạng như sau:

- Sự tăng trưởng của các dịch vụ data (Internet phát triển mạnh, nhu cầu về dịch vụ IP lớn, dịch vụ Frame Relay phát triển nhanh, xu thế tích hợp IP/ ATM cho mạng đường trục)

- Sự phát triển và thay đổi công nghệ (khả năng xử lý của Chip tăng mạnh, công nghệ chuyển mạch gói và xDSL phát triển)

- Nhu cầu sử dụng các dịch vụ mới tăng (dịch vụ thoại, data, video tương tác, Business, Internet Telephony, VoIP, VoATM, Home Shopping, Entertainment on demand, TV on Internet, Internet on TV, Teleworking, Telebanking, Tele-medicine, Web/ Phone link)

E Yêu cầu cao của nhà khai thác và người sử dụng (kết nối đơn giản, truy nhập dịch vụ nhanh và tức thì, nhanh chóng đáp ứng yêu cầu dịch vụ, giá cả hợp lý, quản lý mạng đơn giản, bảo mật cao)

- Sự hội tụ của viễn thông và tin học (tạo ra một mạng có hạ tầng thông tin duy nhất, dựa trên công nghệ chuyển mạch gói và tin học xử lý, triển khai các dịch

vụ đa dạng và nhanh chóng, sự hội tụ giữa thoại và tin học, giữa cố định và di động, giữa vô tuyến và hữu tuyến, tích hợp công nghệ viễn thông và tin học).Do vậy với công nghệ hiện nay mạng viễn thông không thể đáp ứng được các yêu cầu kinh doanh trên.

Thoại luôn là dịch vụ được xem xét đến hàng đầu trong quá trình phát triển mạng, do đó ta xem xét quá trình chuyển dịch thoại từ PSTN sang NGN:

A - linkIMT

A - link

Residental gatewayAccess gateway MGC

Signaling gateway

Trunk gateway

Hình 1.2: Sơ đồ mạng viễn thông tương lai

Đối với các mạng dịch vụ khác:

Hình 1.3: Sơ đồ các mạng dịch vụ khácSự tiến hóa bằng sơ đồ lớp chức năng của các mạng :Mạng hiện tại:

Hình 1.4: Sơ đồ lớp chức năng của mạng hiện nayMạng trong tương lai gần:

IPTDM

Hình 1.5: Sơ đồ lớp chức năng của mạng tương lai gầnMạng tương lai:

Hình 1.6: Sơ đồ lớp chức năng của mạng tương lai

Mạng viễn thông Việt Nam là một mạng viễn thông phức tạp với nhiều chủng loại thiết bị khác nhau Ưu điểm của một mạng như vậy là không bị lệ thuộc vào nhà cung cấp thiết bị và nhược điểm của mạng là khó khăn trong công tác khai thác, quản lý, bảo dưỡng và kết nối, nhất là trong điều kiện cần cung cấp các dịch vụ mới đòi hỏi yêu cầu cao về chất lượng

Do vậy, yêu cầu đặt ra đối với mạng này là:

- Cung cấp các dịch vụ thoại và truyền số liệu trên cơ sở hạ tầng thông tin thống nhất.

- Cấu trúc mạng đơn giản, giảm tối thiểu cấp chuyển mạch.

IP/MPLS kết nối dựa trên nền IP

RPTDWDM

- Cấu trúc mạng phải có tính mở, dễ mở rộng dung lượng và triển khai các dịch vụ mới.

- Cấu trúc mạng có độ linh hoạt và sẵn sàng cao, khả năng tồn tại lâu dài nhằm đảm bảo tính an toàn mạng lưới và chất lượng dịch vụ.

- Cấu trúc mạng tổ chức không phụ thuộc vào địa giới hành chính.- Hệ thống quản lý mạng, quản lý dịch vụ có tính tập trung cao.- Bảo toàn vốn đầu tư của VNPT với mạng hiện tại.

1.2 Mô hình tham khảo của một số hãng và tổ chức quốc tế

1.2.1 Mô hình NGN của Alcatel

Alcatel đưa ra mô hình mạng thế hệ sau với các lớp:- Lớp truy nhập và truyền tải.

- Lớp trung gian.- Lớp điều khiển.- Lớp dịch vụ mạng.

Hình 1.7: Mô hình mạng thế hệ sau của Alcatel

Alcatel giới thiệu các chuyển mạch đa dịch vụ, đa phương tiện 1000 MM E10 và

Alcatel 1000 Softswitch cho giải pháp xây dựng NGN.

Trong đó họ sản phẩm 1000 MM E10 là các hệ thống cơ sở để xây dựng mạng viễn thông thế hệ mới từ mạng hiện có.

Năng lực xử lý của hệ thống rất lớn so với các hệ thống E10 trước đây, lên đến 8 Các

dịch vụ mạng độc lậpThiết bị mạng

Đặc điểm lớn nhất của hệ thống này là chuyển một số chức năng liên quan đến điều khiển cuộc gọi như chương trình kết nối ATM bán cố định, chương trình xử lý số liệu cho việc lập kế hoạch đánh số, định tuyến, điểm điều khiển dịch vụ nội hạt, quản lý kết nối băng rộng lên các máy chủ (server) chạy trên UNIX.

Hệ thống này có thể sử dụng làm các chức năng sau:

- Gateway trung kế: hỗ trợ kết nối giữa mạng thoại dùng TDM và mạng chuyển mạch gói Hệ thống này gồm gateway cho thoại qua ATM và thoại qua IP.

- Gateway truy nhập: hệ thống này thực hiện kết nối đến thuê bao, tập trung các loại lưu lượng POTS, ISDN, ADSL, ATM, IP và chuyển đến mạng chuyển mạch gói Hệ thống cũng cung cấp các chức năng xác nhận, cho phép kết nối, thống kê và các kết cuối băng hẹp, băng rộng.

- Tổng đài chuyển mạch gói: có chức năng hỗn hợp chuyển mạch/ định tuyến đặt ở phần lõi hay biên của mạng chuyển mạch gói Thiết bị này chuyển tải thông tin giữa Gateway trung kế và Gateway truy nhập.

1.2.2 Mô hình NGN của Ericsson

Ericsson giới thiệu giải pháp mạng thế hệ mới có tên ENGINE.

ENGINE tạo ra một mạng lõi cung cấp nhiều dịch vụ trên một cơ sở hạ tầng mạng duy nhất Nó bao gồm toàn bộ các sản phẩm mạng đa dịch vụ của Ericsson và đây là một tập hợp các giải pháp và sản phẩm.

Cấu trúc mạng mới ENGINE hướng tới các ứng dụng, cấu trúc này dựa trên các liên hệ Client/Server và Gateway/Server Các ứng dụng gồm có phần client trên máy đầu cuối và các server trong mạng giao tiếp với nhau qua các giao diện mở và hướng tới mạng độc lập với dịch vụ.

Máy chủ ứng dụng IP

ứng dụng

Điều khiểnCom

Máy chủPSTN/

Mạng truy nhập vô tuyến

Các mạng đa dịch vụ / IP

khácMạng đường trục kết nối

8

Mạng ENGINE được phân thành 3 lớp, sử dụng công nghệ chuyển mạch gói, đó là:

- Lớp dịch vụ/điều khiển bao gồm các server có chức năng điều khiển các cuộc gọi PSTN/ISDN và số liệu, cung cấp các dịch vụ mạng thông minh IN, mutimedia có thời gian thực trên cơ sở hệ thống xử lý AXE của Ericsson.

- Lớp kết nối xử lý các thông tin người sử dụng, chuyển mạch và định tuyến lưu lượng hay còn gọi là lớp vận chuyển với phần lõi chuyển mạch chính là ATM AXD 301 có dung lượng từ 10 đến 160 Gbit/s và có khả năng mở rộng đến 2.500Gbit/s trong tương lai Đồng thời hệ thống chuyển mạch ATM AXD 301 có thể được sử dụng như một giao diện giữa mạng lõi và các mạng truy nhập khác: mạng cố định, mạng vô tuyến cố định và mạng di động.

- Lớp truy nhập đảm bảo khả năng truy nhập của thuê bao từ các mạng cố định, vô tuyến cố định, di động và các mạng truy nhập khác Ericsson giới thiệu sản phẩm ENGINE access ramp gồm các dòng sản phẩm đáp ứng yêu cầu của giải pháp mạng cần triển khai (truy nhập băng hẹp, đa truy nhập, truy nhập kiểu ADSL, phân tách DSL, chuyển mạch ghép, chuyển mạch đơn, tích hợp ATM ) Đối với cấu hình truy nhập băng hẹp, việc chuyển mạch sẽ do chuyển mạch nội hạt (local) thực hiện Để cung các dịch vụ ATM, ENGINE access ramp sẽ phối hợp với mạng ATM công cộng.

Sản phẩm mạng mới ENGINE của Ericsson có 3 giải pháp ứng dụng: mạng trung kế, mạng chuyển mạch và mạng tích hợp.

- Mạng trung kế: đây là bước đầu tiên để tiến đến mạng đa dịch vụ, chuyển mạch ATM lắp ghép với tổng đài TOLL mạng PSTN sẽ cho phép lưu lượng thoại được vận chuyển như lưu lượng data trên mạng đường trục

Lưu ý lưu lượng thoại vẫn được điều khiển chuyển mạch trước khi đưa tới chuyển mạch ATM.

- Mạng chuyển mạch: sử dụng thay thế mạng đường trục hoàn toàn bằng chuyển mạch gói cho các ứng dụng IP và ATM Thực hiện điều khiển cuộc gọi lưu lượng thoại sẽ do server lớp điều khiển thực hiện và quá trình chuyển mạch sẽ do chuyển mạch ATM.

- Mạng tích hợp: là giải pháp cung cấp đầy đủ các tính năng của mạng thế hệ sau Việc điều khiển cuộc gọi sẽ được tập trung bởi các Telephony server lớp điều khiển thực hiện, các hệ thống chuyển mạch ATM sẽ thay thế các chuyển mạch nội hạt (local Switch) và nút truy nhập (access node) để cung cấp các dịch vụ băng rộng cho thuê bao Đây là cấu trúc còn được gọi là mạng đa dịch vụ đầu cuối tới đầu cuối (end - to - end multi-service network).

1.2.3 Mô hình NGN của Siemens

Giải pháp NGN của Siemens dựa trên cấu trúc phân tán, xoá đi khoảng cách giữa mạng PSTN và mạng số liệu Các hệ thống đưa ra vẫn dựa trên cấu trúc phát triển của hệ thống chuyển mạch của Siemens là EWSD.

Siemens giới thiệu giải pháp mạng thế hệ mới có tên SURPASS.

- Phần chính của SURPASS là hệ thống SURPASS hiQ, đây có thể coi là hệ thống chủ tập trung cho Lớp Điều khiển của mạng với chức năng như một hệ thống cửa ngõ mạng để điều khiển các tính năng thoại, kết hợp khả năng báo hiệu mạnh để kết nối với nhiều mạng khác nhau Trên hệ thống này có khối chuyển đổi báo hiệu báo hiệu số 7 của mạng PSTN/ISDN sang giao thức điều khiển cửa ngõ trung gian MGCP Tuỳ theo chức năng và dung lượng, SURPASS hiQ được chia thành các loại SURPASS hiQ 10, 20 hay SURPASS hiQ 9100, 9200, 9400.

- SURPASS hiG là họ các hệ thống cửa ngõ trung gian (media gateway) từ các mạng dịch vụ cấp dưới lên SURPASS hiQ, hệ thống nằn ở biên mạng đường trục, chịu sự quản lý của SURPASS hiQ Họ này có chức năng:

+ Cửa ngõ cho quản lý truy cập từ xa (RAS): chuyển đổi số liệu từ modem hay ISDN thành số liệu IP và ngược lại.

+ Cửa ngõ cho VoIP: nhận lưu lượng thoại PSTN, nén, tạo gói và chuyển lên mạng IP và ngược lại.

+ Cửa ngõ cho VoATM: nhận lưu lượng thoại PSTN, nén tạo gói và chuyển thành các tế bào ATM, chuyển lên mạng ATM và ngược lại.

SURPASS hiQ được phân chia thành nhiều loại theo chức năng và dung lượng, từ SURPASS hiG 500, 700, 1000 đến SURPASS hiG 2000, 5000.

- SURPASS hiA là hệ thống truy nhập đa dịch vụ (Multi – Service Access) nằm ở lớp truy nhập của NGN, phục vụ cho truy nhập thoại, xDSL và các dịch vụ số liệu trên một nền duy nhất để cung cấp các giảI pháp truy nhập, SURPASS hiA có thể kết hợp với các tổng đài PSTN EWSD hiện có qua giao diện V5.2, cũng như cùng với SURPASS hiQ tạo nên mạng thế hệ mới SURPASS hiA được phân chia thành nhiều loại theo các giao diện hỗ trợ (hỗ trợ thoại xDSL, truy nhập băng rộng, leased – line kết nối Internet trực tiếp Kết hợp chức năng cửa ngõ trung gian tích hợp, gồm cả VolP/VoATM) thành các loại SURPASS hiA 7100, 7300, 7500.

- Để quản lý tất cả hệ thống của SURPASS, Siemens đưa ra NetManager Hệ thống quản lý này sử dụng giao thức quản lý SNMP và chạy trên nền JAVA/CORBA, có giao diện HTTP để có thể quản lý qua trang WEB.

Hình 1.9: Cấu trúc mạng thế hệ sau của Siemens

1.2.4 Xu hướng phát triển NGN của NEC

NEC đưa ra mô hình mạng trong tương lai trên cơ sở họ tổng đài NEAX - 61 ∑ Đây là hệ thống chuyển mạch hỗn hợp STM/ATM/IP Hệ thống mới này nhấn mạnh đến khả năng phát triển hài hoà giữa mạng khách hàng hiện tại và cung cấp dịch vụ IP đảm bảo QoS một cách kinh tế và hiệu quả.

Họ sản phẩm được đưa ra giới thiệu gồm 3 loại hệ thống:

- IP gateway (PSTN/IP) cung cấp các giao diện PSTN/IP và quay trọn số truy nhập cho Internet Loại này được sử dụng trong trường hợp có 2 mạng đường trục riêng cho PSTN và Internet.

- Media gateway ngoài khả năng cung cấp các giao diện PSTN/IP và quay trọn số truy nhập cho Internet còn có các giao diện truy nhập số liệu tốc độ cao xDSL Loại này được sử dụng để kết nối với mạng truyền dẫn SDH tách biệt với mạng IP và mạng đường trục ATM.

- Access gateway đa năng hơn 2 loại nêu trên, ngoài các giao diện cho thuê bao như Media gateway còn có các giao diện WLL, IP/ATM cho PBX Loại này được sử dụng trong trường hợp mạng đường trục đã được gói hoá trên cơ sở IP/ATM

Hình 1.10: Mô hình của NEC về NGN

1.2.5 Xu hướng phát triển NGN của Lucent

Lucent đặc biệt nhấn mạnh cấu trúc mạng thế hệ sau với hai lớp:

Truyền tải

Mạng truy nhập

Sợi cáp

LAN vô tuyến

Máy chủ mạng

Truy nhập

IEEE1394Mạng gia đình

Mạng điều khiển dịch vụ

CATV

- Lớp lõi ATM/IP và truyền dẫn quang ( áp dụng công nghệ quang tiên tiến như WDM, DWDM …)

- Lớp phân phối dịch vụ Thiết bị :

- MSC 25000 Multiservice Packet Core Switch : khả năng xử lý 750 triệu gói tin, băng thông giao diện quang 155Mb/s đến 10Gb/s Thiết bị này cung cấp dự phòng 320Gb/s, lu lợng 2 chiều – tơng đơng với 15 triệu kênh ảo trên hệ thống và 50 ngàn cuộc gọi có thể thiết lập trong một giây.

- MetroMSX (Metropolis Multiservice Transmission với dòng sản phẩm Metro MSX 4500, Metro MSX 2500, Metro MSX 2000 Metro MSX là sản phẩm hợp nhất các lớp thiết bị với giải pháp tối u tích hợp.

- Ngoài ra còn có các sản phẩm B-STDX 8000/9000 và CBX 500 hỗ trợ các dịch vụ của cả FrameRelay và ATM.

1.2.6 Mô hình của ITU

Cấu trúc mạng thế hệ sau NGN nằm trong mô hình lớn của cấu trúc hạ tầng thông tin toàn cầu GII do ITU đưa ra Mô hình này bao gồm 3 lớp chức năng sau đây:

- Các chức năng ứng dụng

- Các chức năng trung gian bao gồm: + Các chức năng điều khiển dịch vụ + Các chức năng quản lý

Hình 1.11: Các chức năng GII và mối quan hệ của chúng- Các chức năng cơ sở bao gồm:

Các chức năng trung gianGiao diện

chương trình ứng

dụngGiao diện

chương trình cơ

Các chứcnănggiao tiếpngười–máy

Các chứcnăngxử lý và

lưu trữ

Chức năng điều khiểnChức năng truyền tải

Chức năng điều khiểnChức năng truyền tải

Cung cấpdịch vụtruyền thông

chungTruyền thông

và nối mạng thông tin

+ Các chức năng mạng (bao gồm chức năng chuyển tải và chức năng điều khiển).

+ Các chức năng lưu giữ và xử lý.+ Các chức năng giao diện người-máy.

[Mô hình cấu trúc này được trình bày trong các khuyến nghị Y.100 “GII Overview “và Y.110 “GII Principles & Framework Architecture”, Y.120 “GII Scenario Methodology and Example of Use” thuộc nhóm SG13]

1.2.7 Một số hướng nghiên cứu của IETF

IETF là tổ chức nghiên cứu các tiêu chuẩn mở đối với các nhà thiết kế, khai thác, cung cấp…chủ yếu trong lĩnh vực Internet.

Theo IETF, cấu trúc của cơ sở hạ tầng thông tin toàn cầu sử dụng giao thức cơ sở IP cần phải có mạng chuyển tải toàn cầu sử dụng giao thức IP với bất cứ công nghệ lớp kết nối nào Nghĩa là, IP cần có khả năng chuyển tải các truy nhập và đường trục có giao thức kết nối khác nhau.

Đối với mạng truy nhập trung gian, IETF có IP trên mạng chuyển tải cáp và IP

với môi trường không gian (vô tuyến).

Đối với mạng đường trục, IETF có hai giao thức chính là IP trên ATM và mạng

quang phân cấp số đồng bộ SONET/SDH và IP với giao thức điểm nối điểm (PPP) với SONET/SDH.

Với các công nghệ kết nối mới, IETF định nghĩa cách thức truyền IP trên lớp kết nối.

Mô hình IP over ATM của IETF xem IP như một lớp trên lớp ATM và định nghĩa các mạng con IP trên nền mạng ATM Phương thức tiếp cận này cho phép IP và ATM hoạt động với nhau mà không cần thay đổi giao thức Tuy nhiên phương thức này không tận dụng được hết các khả năng của ATM và không thích hợp với mạng nhiều bộ định tuyến vì vậy không đạt hiệu quả cao.

IETF là tổ chức đưa ra nhiều tiêu chuẩn về MPLS MPLS là kết quả phát triển của IP Switching sử dụng cơ chế hoán đổi nhãn như của ATM để truyền gói tin mà không cần thay đổi các giao thức định tuyến của IP.

1.2.8 Mô hình của MSF

Hình 1.12: Cấu trúc chuyển mạch đa dịch vụ

MSF (Diễn đàn chuyển mạch đa dịch vụ) đưa ra mô hình cấu trúc mạng chuyển mạch đa dịch vụ được phân thành 4 lớp tách biệt thay vì tích hợp thành một hệ thống như công nghệ chuyển mạch kênh hiện nay:

- Lớp thích ứng - Lớp chuyển mạch - Lớp điều khiển - Lớp ứng dụng

- Và lớp quản lý là một lớp đặc biệt xuyên suốt các lớp: thích ứng, chuyển mạch và điều khiển.

Với cấu trúc mạng chuyển mạch đa dịch vụ của MSF ta thấy:

- Lớp quản lý là một lớp đặc biệt xuyên suốt các lớp thích ứng, chuyển mạch và điều khiển.

- Cần phân biệt các chức năng quản lý (management) với các chức năng điều khiển (control).

- Lớp điều khiển có nhiệm vụ kết nối để cung cấp các dịch vụ thông suốt từ đầu cuối đến đầu cuối với bất cứ loại giao thức và báo hiệu nào (ở đây mô tả các loại giao thức và báo hiệu hiện đã và đang được sử dụng như: IP/MPLS, Voice/SS7, ATM/SVC).

Lớp điều khiển bao gồm các hệ thống điều khiển kết nối cuộc gọi giữa các thuê

bao thông qua việc diều khiển các thiết bị chuyển mạch của lớp chuyển tải và các thiết bị truy nhập của lớp truy nhập Gồm có các chức năng sau:

- Định tuyến và định tuyến lại lưu lượng giữa các khối chuyển mạch

- Thiết lập các yêu cầu, điều chỉnh và thay đổi các kết nối hoặc các luồng, điều khiển sắp xếp nhãn (label mapping) giữa các giao diện cổng.

- Phân bổ lưu lượng và các chỉ tiêu chất lượng đối với mỗi kết nối hoặc mỗi luồng và thực hiện việc quản lý giám sát điều khiển để đảm bảo các chỉ tiêu chất lượng.

- Điều khiển các chức năng của lớp thích ứng.

- Báo hiệu đầu cuối từ các trung kế, các cổng trong kết nối với lớp thích ứng.- Thống kê và ghi lại các thông số và chi tiết về cuộc gọi (như số lượng cuộc

gọi, thời gian…) và các cảnh báo.

- Lớp điều khiển cần được tổ chức theo kiểu modul và có thể bao gồm một số bộ điều khiển độc lập Ví dụ: có thể bao gồm các bộ điều khiển riêng rẽ cho các dịch vụ: thoại/báo hiệu số 7, ATM/SVC, IP/MPLS.

- Thu nhận thông tin báo hiệu từ mỗi cổng và chuyển các thông tin này tới các thành phần khác trong mạng lớp điều khiển.

- Điều phối kết nối và các thông số của lớp thích ứng như: tốc độ bit, loại mã hoá…với các thành phần của lớp thích ứng tại các chuyển mạch đa dịch vụ đầu xa Lớp thích ứng cung cấp chức năng báo cáo và giám sát tới lớp điều khiển và lớp quản lý một cách thích hợp với các giao thức điều phối này.

- Quản lý và bảo dưỡng hoạt động của các tuyến kết nối thuộc phạm vi điều khiển Thiết lập quản lý và bảo dưỡng hoạt động của các luồng yêu cầu đối với chức năng dịch vụ trong mạng đặc biệt và thông tin các trạng thái này cho các khối chức năng dịch vụ mạng đặc biệt Báo hiệu với các thành phần ngang cấp

Lớp ứng dụng cung cấp các dịch vụ có băng thông khác nhau và ở nhiều mức độ

như dịch vụ mạng thông minh IN, trả tiền trước, dịch vụ giá trị gia tăng Internet cho khách hàng thông qua lớp điều khiển v.v… Một số loại dịch vụ sẽ thực hiện làm chủ việc điều khiển logic dịch vụ của chúng và truy nhập trực tiếp tới lớp ứng dụng, còn một số dịch vụ khác sẽ được điều khiển từ lớp điều khiển như trường hợp dịch vụ thoại truyền thống.

Một số ví dụ về các loại ứng dụng dịch vụ được đưa ra sau đây:

- Mạng riêng ảo (VPN) đối với thoại và số liệu- Các dịch vụ thoại

- Video theo yêu cầu

- Nhóm các dịch vụ đa phương tiện- Thương mại điện tử

- Các trò chơi trên mạng thời gian thực.

Lớp chuyển mạch bao gồm các nút chuyển mạch ATM+IP và các hệ thống truyền

dẫn thực hiện chức năng chuyển mạch, định tuyến các 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.

Lớp thích ứng bao gồm các thiết bị truy nhập cung cấp các cổng kết nối với thiết

bị đầu cuối thuê bao qua hệ thống mạng ngoại vi cáp đồng, hoặc cáp quang hoặc vô tuyến Các thiết bị truy nhập có thể cung cấp các loại cổng truy nhập cho các loại thuê bao sau: POTS, VOIP, IP, FR, X.25, ATM, xDSL, di động v.v

1.2.9 Mô hình NGN của ETSI

ETSI vẫn đang tiếp tục thảo luận về mô hình cấu trúc mạng thế hệ mới NGN Với mục tiêu cung cấp tất cả các dịch vụ viễn thông truyền thống và các dịch vụ viễn thông mới bao gồm: PSTN/ISDN, X.25, FR, ATM, IP, GSM, GPRS, IMT 2000 …, ETSI phân chia việc nghiên cứu cấu trúc mạng theo các lĩnh vực sau:

- Lớp chuyển tải trên cơ sở công nghệ quang

- Công nghệ gói trên cơ sở mạng lõi dung lượng cao trên nền IP/ATM- Điều khiển trên nền IP

- Dịch vụ và ứng dụng trên nền IP- Quản lý trên cơ sở IT và IP.

Và các vấn đề khác như truy nhập đa dịch vụ trên cơ sở đa công nghệ.

Tháng 6 năm 2001, nhóm nghiên cứu SG#2 của ETSI đã đưa ra mô hình cấu trúc chức năng và cấu trúc NGN như sau:

Hình 1.13: Cấu trúc chức năng NGN theo ETSI

Theo phân lớp của ETSI thì NGN có 5 lớp chức năng Các ứng dụng đối với khách hàng từ các nhà khai thác mạng thông qua các giao diện dịch vụ, các giao diện dịch vụ được phân thành 4 loại.

Cấu trúc NGN theo ETSI bao gồm 4 lớp:- Lớp kết nối

- Lớp điều khiển và các ứng dụng truyền thông- Lớp các ứng dụng và nội dung

- Lớp quản lý.

Trong mô hình cấu trúc này, lớp kết nối bao gồm cả truy nhập và lõi cùng với các cổng trung gian, nghĩa là lớp kết nối theo cấu trúc này bao gồm toàn bộ các thành phần vật lý / các thiết bị trên mạng.

Lớp quản lý là một lớp đặc biệt - khác với lớp điều khiển Theo thể hiện này, lớp quản lý có tính năng xuyên suốt nhằm quản lý 3 lớp còn lại

Mô hình cấu trúc NGN vẫn tiếp tục được các nhóm nghiên cứu của ETSI thảo luận

Các nhà khai thác mạng và các ứng dụng đối với khách hàng

Giao diện dịch vụ

Giao diện dịch vụ số liệu

Giao diện dịch vụ tính

Giao diện dịch vụ

Hình 1.14: Cấu trúc NGN theo ETSI

1.3 Nguyên tắc tổ chức NGN Việt Nam

Để đáp ứng các mục tiêu đề ra, đặc biệt là nhằm nâng cao hiệu quả khai thác mạng hiện nay, đảm bảo hiệu quả trong đầu tư công nghệ mới và tăng cường khả năng cạnh tranh, mạng viễn thông của VNPT cần được tổ chức lại hợp lý theo mô hình mạng thế hệ mới NGN Mục tiêu cao nhất của việc tổ chức mạng này là đáp ứng được mọi nhu cầu của khách hàng Một thuận lợi lớn trong quá trình phát triển tiến tới cấu trúc mạng thế hệ mới là mạng viễn thông Việt Nam được số hoá hoàn toàn trên phạm vi toàn quốc cả về truyền dẫn và chuyển mạch với các thiết bị công nghệ mới, hiện đại.

ServersCác ứng dụng

dịch vụ

Di động Các dịch vụ điện thoại Điện thoại

Bản tin Định vịĐiện thoại

di độngDữ liệu

Bộ điều khiển

Lõi/ Chuyển tải

Các mạng IP/đa dịch vụ

khácCác mạng điện thoại

khácTruy nhập

WDM với khả năng hoạt động mềm dẻo, linh hoạt, thuận tiện cho khai thác và điều hành quản lý

+ Các tuyến truyền dẫn SDH hiện có và đang tiếp tục được triển khai rộng rãi trên mạng viễn thông của VNPT là sự phát triển đúng hướng theo cấu trúc mạng mới.

+ Đối với kế hoạch phát triển mạng truyền dẫn của VNPT cần tiếp tục phát triển các hệ thống truyền dẫn công nghệ SDH và sử dụngWDM, hạn chế sử dụng công nghệ PDH.

- Chuyển mạch:

Chuyển mạch cũng là một thành phần trong lớp mạng chuyển tải của cấu trúc NGN nhưng có những thay đổi lớn về mặt công nghệ so với các thiết bị chuyển mạch TDM trước đây Công nghệ chuyển mạch của mạng thế hệ mới NGN là công nghệ ATM/IP với chuyển mạch hai lớp : ATM/IP Core Switch và Multiservice Switch (Edge).

- Mạng truy nhập:

+ Mạng lưới thuê bao đến khách hàng và các bưu cục, các điểm bưu điện văn hoá xã trên phạm vi toàn quốc là thuận lợi lớn cho việc phát triển mạng truy nhập

+ Tuy nhiên các tổng đài vệ tinh hiện nay sử dụng công nghệ TDM, chất lượng mạng cáp đến thuê bao là vấn đề cần được xử lý trong tiến trình phát triển NGN bên cạnh việc áp dụng các công nghệ truy nhập mới như xDSL, mạng truy nhập cáp quang, truy nhập vô tuyến WLL đa dịch vụ…- Điều khiển-Quản lý và các mạng chức năng:

Các mạng chức năng (bao gồm mạng báo hiệu, đồng bộ và quản lý) là các thành phần quan trọng và hết sức cần thiết đối với mạng viễn thông số Chỉ khi có đầy đủ các mạng chức năng này thì mạng viễn thông số mới phát huy hết các khả năng và ưu điểm trong việc cung cấp các dịch vụ viễn thông.

1.3.1.2 Tổ chức mạng

Với cách tổ chức cung cấp dịch vụ thông tin theo địa bàn hành chính tỉnh/thành phố như hiện nay, mã vùng tương ứng với mã tỉnh/thành phố, ngoại trừ Hà nội (mã 04) và Thành phố Hồ Chí Minh (mã 08) và một số tỉnh/thành trọng điểm khác, mỗi vùng tương ứng với mỗi tỉnh/thành phố, vẫn còn lại một số tỉnh có số lượng thuê bao và lưu lượng không lớn nhưng vẫn hình thành mạng riêng theo địa bàn hành chính

Theo cấu hình và tổ chức khai thác của mạng viễn thông Việt nam hiện nay, các cuộc gọi đường dài quốc gia:

- Tối thiểu phải qua 3 tổng đài và hai đoạn truyền dẫn

- Tối đa là phải qua 8 tổng đài và 7 đoạn truyền dẫn

Do vậy, chất lượng của dịch vụ viễn thông được cung cấp sẽ bị ảnh hưởng rất nhiều bởi cấu hình và cách thức tổ chức khai thác này Mặt khác, nếu xem xét ở góc độ kinh tế thì cách thức thực hiện việc cung cấp các dịch vụ viễn thông và việc tổ chức khai thác như vậy không đạt hiệu quả cao

Tiến tới mạng thế hệ mới và đứng trước xu thế phát triển cạnh tranh và hội nhập, bên cạnh việc áp dụng các công nghệ mới cần có cải tiến trong cách thức cung cấp dịch vụ viễn thông và tổ chức khai thác một cách hợp lý để có thể phát huy được các tính năng ưu việt của mạng thế hệ mới, đem lại nhiều loại hình dịch vụ chất lượng phù hợp đối với người sử dụng, đồng thời đem lại lợi ích và hiệu suất cao cho nhà khai thác.

Cụ thể là, việc cung cấp các dịch vụ viễn thông và tổ chức khai thác mạng không nên theo địa bàn hành chính như hiện nay mà cần dựa trên số lượng thuê bao theo vùng địa lý, nhu cầu phát triển dịch vụ và tổ chức theo vùng lưu lượng.

Việc phân chia lưu lượng được thực hiện như sau:- Phương án 1:

+ Vùng lưu lượng 1 : Các tỉnh phía Bắc (trừ Hà nội)+ Vùng lưu lượng 2 : Hà nội

+ Vùng lưu lượng 3 : Toàn bộ thuê bao thuộc 14 tỉnh miền Trung và Tây nguyên từ Quảng bình đến Đăklăk

+ Vùng lưu lượng 4 : Tp Hồ Chí Minh

+ Vùng lưu lượng 5 : 18 tỉnh/thành phố Nam bộ và đồng bằng sông Cửu long (trừ Tp HCM )

- Phương án 2:

+ Vùng lưu lượng 1 : 24 tỉnh phía Bắc từ Hà giang đến Hà tĩnh (trừ các tỉnh/tp thuộc vùng 2)

+ Vùng lưu lượng 2 : Hà nội+ Hà tây+ Bắc ninh

+ Vùng lưu lượng 3 : 15 tỉnh miền Trung và Tây nguyên từ Quảng bình đến Lâm đồng

+ Vùng lưu lượng 4 : Tp Hồ Chí Minh

+ Vùng lưu lượng 5 : 17 tỉnh/tp Nam bộ và đồng bằng sông Cửu long- Phương án 3:

+ Khu vực I : bao gồm các tỉnh/ thành phố phía Bắc (cả Hà nội)+ Khu vực II : bao gồm các tỉnh/ thành phố phía Nam (cả Tp HCM)+ Khu vực III : bao gồm các tỉnh/ thành phố miền Trung

1.3.2 Mô hình chức năng NGN Việt Nam

Mô hình chức năng của mạng được xây dựng như sau:

- Có chức năng kết nối cuộc gọi thuê bao với lớp ứng dụng dịch vụ- Chức năng quản lý, chăm sóc khách hàng, tính cước

1.3.2.3 Lớp chuyển tải

- Gồm các nút chuyển mạch, các bộ định tuyến, các thiết bị truyền dẫn có dung lượng lớn thực hiện chức năng chuyển mạch, định tuyến các kết nối dưới sự điều khiển của lớp điều khiển.

- Kết nối với lớp truy nhập thông qua các tuyến trung kế.

- Chuyển đổi các phương tiện truy nhập khác nhau vào mạng đường trục

1.3.3 Nguyên tắc tổ chức mạng viễn thông VNPT

- Phân theo vùng lưu lượng.

- Tận dụng năng lực xử lý thiết bị điều khiển thế hệ mới.- Giảm chi phí đầu tư trên mạng.

Service Node

Miền Trung

Miền BắcMiền Nam

Hà nộiTP

Lớp chuyển tải

Lớp ứng dụng dịch vụ

Lớp điều khiển

Service Node

1.3.3.3 Tổ chức lớp chuyển tải

Hình 1.17: Lớp chuyển tải trong cấu trúc NGN

- Được tổ chức thành hai cấp: cấp đường trục quốc gia và cấp vùng.

- Cấp đường trục quốc gia: gồm toàn bộ các nút chuyển mạch đường trục (Core ATM+IP) và các tuyến truyền dẫn đường trục.

Khu vực Hà nội miền Trung, Khu vực Tây Nguyên

Khu vực TP Hồ Chí Minh

Khu vực phía NamMặt B

Mặt A

>2,5 Gb/s

Cấp vùngLớp chuyển tải

Cấp đường trụcLớp điều khiển

Lớp dịch vụ và ứng dụng

Service

Lớpquảnlý m

ạngvàdịchvụ Lớp truy nhập

ATM+IP

- Cấp vùng: gồm toàn bộ các nút chuyển mạch (ATM+IP), các bộ tập trung ATM nội vùng đảm bảo việc chuyển mạch cuộc gọi trong nội vùng và sang vùng khác.

- Các thiết bị truy nhập thế hệ mới phải có khả năng cung cấp cổng dịch vụ POTS, VoIP, IP, ATM, Frame Relay, X.25, IP-VPN, xDSL

Bộ tập trung ATMnxE1

Lớp truy nhập

Access>155 Mb/s

Cấp vùngCấp trụcLớp

>155 Mb/ATMChuyển mạch

quốc gia

TGWChuyển mạch

nội hạtChuyển mạch

vụLớp điều

ATM

Hình 1.19: Kết nối với mạng PSTN và GSM

1.3.4.2 Kết nối với mạng Internet

Hình 1.20: Kết nối với mạng Internet

Việc kết nối NGN với trung tâm mạng Internet ISP và IAP được thực hiện tại node ATM+IP quốc gia thông qua giao tiếp ở mức LAN.

Bộ tập trungATMChuyển mạch

POPChuyển mạch

nội hạt

Thuê bao

ADSLChuyển mạch

InterCall Controller

Service Node

Lớp ứng dụng và dịch

Lớp điều khiển

Lớp chuyển tải

Lớp truy nhập

Toll TDM

Điểm kết nối NGN với các node truy nhập mạng Internet POP độc lập cho thuê bao truy nhập gián tiếp được thực hiện tại node ATM+IP nội vùng thông qua giao tiếp ở mức LAN Đối với vệ tinh của tổng đài Host PSTN có tích hợp tính năng truy nhập Internet POP thì điểm kết nối được thực hiện tại bộ tập trung ATM hoặc các node ATM+IP nội vùng.

1.4 Lộ trình chuyển đổi mạng viễn thông Việt Nam đến 2010

Việc chuyển đổi mạng viễn thông đến 2010 không được ảnh hưởng đến việc cung cấp dịch vụ viễn thông và phải được thực hiện từng bước theo nhu cầu của thị trường Khi chuyển đổi mạng cần phải phân tải lưu lượng Internet ra khỏi các tổng đài Host có số thuê bao Internet chiếm tới 20% và phải đảm bảo cung cấp dịch vụ truy nhập băng rộng tại các thành phố lớn Một yêu cầu hết sức quan trọng là cần phải bảo toàn vốn đầu tư của VNPT.

1.4.1 Nguyên tắc thực hiện

- Thực hiện chuyển đổi từng bước, ưu tiên thực hiện trên mạng liên tỉnh trước Thực hiện có trọng điểm tại mạng nội các tỉnh, thành phố có nhu cầu về truyền số liệu, truy nhập Internet băng rộng Ưu tiên giải quyết phân tải lưu lượng Internet cho mạng chuyển mạch nội hạt.

- Không nâng cấp các tổng đài Host hiện có lên NGN.

- Phân tải Internet và cung cấp dịch vụ truy nhập Internet tốc độ cao dùng xDSL ở những nơi chưa có NGN.

- Ngừng việc trang bị các tổng đài Host công nghệ cũ, phát triển nút truy nhập mới của NGN ở những nơi cần Host mới.

1.4.2 Lộ trình chuyển đổi

Quá trình chuyển đổi mạng viễn thông Việt Nam đến năm 2010 được xây dựng thành hai giai đoạn, công việc cụ thể trong từng giai đoạn được trình bày chi tết trong các phần 1.4.2.1 và 1.4.2.2.

1.4.2.1 Giai đoạn 2001 – 2005

Chuyển đổi dần từ mạng PSTN hiện nay sang NGN NGN đưược xây dựng và phát triển dần dần NGN sẽ có mạng chuyển mạch liên vùng và nội vùng tại cả 5 vùng lưu lượng Một phần thoại của mạng đường trục PSTN sẽ được chuyển sang NGN đư-ờng trục.

a) Lớp chuyển tải

- Chuyển mạch

Hình thành mạng với 5 vùng lưu lượng Mỗi vùng lưu lượng có ATM/IP Core Switch làm chức năng xử lý và chuyển tải lưu lượng chuyển tiếp vùng và một số tổng đài Multiservice lớp biên phân bố ở một số node mạng chính trong vùng.

Tổ chức lớp lõi/chuyển tải bao gồm hai Plane :+ Plane1 bao gồm các ATM/IP Core Switch

+ Plane 2 bao gồm các Toll TDM cũ đang có trên mạng.

Trang bị trước 2 nút ATM/IP Core đặt tại Hà nội và Tp Hồ Chí Minh - Truyền dẫn

Tiếp tục nâng cấp và xây dựng trên cơ sở tuyến trục Bắc-Nam và liên tỉnh để hình thành mạng lưới trung kế kết nối các tổng đài ATM/IP lớp core và với các tổng đài multiservice theo cấu trúc Ring kết hợp kỹ thuật SDH và WDM Các Ring nêu trên có thể kết hợp kết nối với các tổng đài HOST từ các tổng đài Toll lớp core.

Hình 1.21: Sơ đồ mạng chuyển mạch Core lớp chuyển tải giai đoạn 2001-2005

Lớp Chuyển tải

b) Lớp truy nhập

Giai đoạn 2001 – 2005 sẽ phát triển mạng truy nhập theo hướng nâng cấp và mở rộng hệ thống các trạm HOST và vệ tinh hiện có, kết hợp với trang bị mới các nút truy nhập đa dịch vụ công nghệ ATM/IP trên cơ sở phân chia các vùng mạng dịch vụ theo mức độ phát triển dịch vụ mới

(Hai vùng mạng Hà Nội và Thành phố Hồ Chí Minh hiện nay đang sử dụng các chuyển mạch E10, EWSD, NEAX61 có khả năng nâng cấp hỗ trợ các dịch vụ IP, ATM.

Ba vùng mạng Bắc Trung Nam sử dụng rất nhiều loại tổng đài, cần tận dụng các tổng đài TDM cũ cho dịch vụ thoại.)

- Tiến tới hình thành lớp điều khiển tương ứng với 5 vùng lưu lwợng Các bộ điều khiển Controler bao gồm IP/MPLS Controler, ATM/SVC Controler,Voice/SS7 Controler sẽ được đặt tương ứng với vị trí của các ATM/IP Core tại 5 vùng lưu lượng.

POTSISDNATMIPFRLLWLLPOTSISDNATMIPLL

Hình 1.22: Mạng truy nhập giai đoạn 2001-2005

Trong giai đoạn này sẽ thực hiện :

- Triển khai xây dựng Trung tâm quản lý mạng viễn thông quốc gia.

Trung tâm quản lý mạng quốc gia phải có khả năng quản lý tới các thiết bị trang bị mới của lớp mạng chuyển tải của NGN, điều phối lưu lượng giữa các ATM/IP Core (Trung tâm quản lý mạng quốc gia trong dự án hiện nay mới chỉ đáp ứng yêu cầu quản lý đối với các thiết bị hiện có trên mạng) Các thiết bị được trang bị mới của lớp mạng chuyển tải cần có khả năng và giao diện để kết nối với Trung tâm quản lý mạng quốc gia Trung tâm quản lý mạng quốc gia sẽ thực hiện các chức năng quản lý của các lớp :

+ Quản lý kinh doanh (Business Management)+ Quản lý dịch vụ (Service Management)+ Quản lý mạng (Network Management)

- Hình thành các trung tâm quản lý theo vùng lưu lượng.Trung tâm quản lý vùng lưu lượng sẽ chịu trách nhiệm :

+ Quản lý mạng vùng (SubNetwork Management)+ Quản lý các phần tử mạng (Element Management)

+ Tổ chức các OMC hỗ trợ công tác quản lý khai thác bảo dưỡng.

1.4.2.1 Giai đoạn 2006 – 2010

a) Lớp chuyển tải

Giai đoạn 2006-2010 mạng chuyển mạch chuyển tiếp liên vùng được trang bị với cấu trúc 2 mặt phẳng chuyển mạch ATM/IP, mỗi mặt phẳng có đầy đủ 5 node chuyển mạch ATM/IP Core để xử lý và chuyển tải lưu lượng cho 5 vùng lưu lượng

- Các ATM/IP Core Switch ở mỗi mặt phẳng mạng được kết nối Full Mesh với nhau thông qua các mạch vòng Ring SDH/WDM

- Từng cặp tổng đài Core Switch tương ứng ở 2 mặt phẳng mạng được kết nối trực tiếp với nhau và kết nối tới các Multiservice Switch của lớp biên (chuyển mạch vùng).

b) Lớp truy nhập

- Hai vùng mạng TP Hồ Chí Minh và Hà nội

Giai đoạn 2006 - 2010 mạng truy nhập của vùng Hà nội và TP Hồ Chí Minh sẽ trang bị rộng rãi các nút truy nhập công nghệ ATM/IP để phát triển mạng lưới Tiến tới hoàn thiện cấu hình Multiservice Switch - Access Node và bỏ hẳn cấu hình Host- vệ tinh.

Hình 1.23: Mạng chuyển mạch ATM/IP Core giai đoạn 2006-2010- Ba vùng mạng Bắc Trung Nam:

Các tỉnh phía bắc Hà nội Miền trung TP Hồ Chí Minh Các tỉnh phía nam

POTS ISDN IP ATM FR WLL

Chuyển mạchlớp CoreChuyển mạch

HOSTNâng

Vệ tinh nâng

RASNút truy nhập

PLANE 1

PLANE 2

ATM/IPCoreMultiservice

Multiservice Switch

ATM/IP Core

Core ATM/IPCore

Core

Hình 1.24: Mạng truy nhập giai đoạn 2006-2010

+ Tiếp tục tận dụng các tổng đài TDM cũ đối với những vùng chỉ có nhu cầu chủ yếu là sử dụng dịch vụ thoại

+ Phát triển các nút truy nhập công nghệ ATM/IP.

+ Thay thế dần dần các tổng đài TDM ( Host và vệtinh ) cũ bằng các thiết bị truy nhập ATM/IP kết nối về các Multiservice Switch.

Ưu tiên phát triển mạng truy nhập đa dịch vụ công nghệ mới tại các vùng mạng trung tâm thành phố, khu công nghệ cao, khu công nghiệp

c) Lớp điều khiển

- Phát triển lớp mạng điều khiển để phù hợp với cấu trúc 2 mặt phẳng chuyển mạch ATM/IP, mỗi mặt phẳng có đầy đủ 5 node chuyển mạch ATM/IP Core - Hoàn thiện các chức năng điều khiển theo các chuẩn để xử lý và chuyển tải các

loại hình dịch vụ khác nhau cho 5 vùng lưu lượng

d) Lớp ứng dụng dịch vụ

Phát triển lớp ứng dụng dịch vụ theo xu hướng :

- Phát triển đa dạng các loại hình dịch vụ để đáp ứng yêu cầu người sử dụng- Phát triển nội dung các ứng dụng dịch vụ.

Để có được các ứng dụng dịch vụ với các nội dung vừa phong phú vừa chuyên sâu nhằm đáp ứng các yêu cầu người sử dụng cần có sự phối hợp với các ngành khác trong việc xây dựng các nội dung ứng dụng dịch vụ Ví dụ : phối hợp với ngành giáo dục đào tạo để thực hiện đào tạo từ xa qua mạng, phối hợp với ngành y tế để khám chữa bệnh từ xa, phối hợp với nhiều ngành để thực hiện thương mại điện tử …

+ Khả năng kết nối với mạng quản lý của các công ty viễn thông khác VNPT trong việc cung cấp dịch vụ và kinh doanh viễn thông.

+ Kết hợp với các ngành khác trong việc cung cấp các ứng dụng dịch vụ trên mạng viễn thông với các nội dung phong phú đa dạng đáp ứng các yêu cầu của khách hàng.

CHƯƠNG 2

CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ TRONG NGN

Chất lượng dịch vụ trong NGN trước hết nó phải đảm bảo chất lượng dịch vụ truyền thông theo khuyến nghị của ITU-T, E.800, ISO, ETSI từ nhà cung cấp dịch vụ đến nhà cung cấp mạng, gồm các cảm nhận của khách hàng về hỗ trợ dịch vụ, khai thác dịch vụ, khả năng phục vụ và an toàn dịch vụ Mặt khác chất lượng dịch vụ của NGN còn có những điểm khác riêng biệt từ chất lượng mạng truy nhập, mạng lõi, cung cấp dịch vụ, những phần đó được trình bày chi tiết sau đây

2.1 Khái niệm chất lượng dịch vụ (QoS)

Đế hiểu thế nào là chất lượng dịch vụ trong mạng IP, trước hết chúng ta tìm hiểu thế nào là chất lượng dịch vụ Một dịch vụ được sử dụng chỉ khi nó được cung cấp và người ta mong muốn nhà cung cấp dịch vụ có sự hiểu biết cụ thể về chất lượng của các dịch vụ mà họ đưa ra Trong khi sử dụng dịch vụ, thông thường người sử dụng chỉ biết đến nhà cung cấp dịch vụ, mức độ hài lòng của người sử dụng dịch vụ phụ thuộc vào chất lượng dịch vụ, hay là những cảm nhận sau cùng của khách hàng về thực hiện dịch vụ:

- Hỗ trợ dịch vụ: là khả năng của nhà cung cấp dịch vụ trong việc giúp đỡ khách hàng để đạt được mức độ tiện dụng của dịch vụ.

- Khai thác dịch vụ: là khả năng vận hành dịch vụ một cách thành công và dễ dàng của người sử dụng, bao gồm các đặc tính về thiết bị đầu cuối, các âm hiệu và tin báo dễ hiểu.

- Khả năng phục vụ: là khả năng đạt được dịch vụ khi người sử dụng yêu cầu và tiếp tục được cung cấp mà không có sự suy giảm quá mức trong khoảng thời gian sử dụng Khả năng phục vụ là phần đặc tính phụ thuộc vào mạng nhiều nhất, và tiếp tục được chia ra thành 3 khái niệm nhỏ hơn:

+ Thực hiện truy nhập đến dịch vụ là khả năng của dịch vụ trong những sự thay đổi xác định và các điều kiện khác nhau khi được yêu cầu bởi người sử dụng.

+ Thực hiện duy trì dịch vụ là khả năng của một dịch vụ tiếp tục được cung cấp trong các điều kiện đưa ra trong khoảng thời gian sử dụng một khi đã đạt được.

+ Thực hiện trọn vẹn dịch vụ là mức độ dịch vụ được cung cấp mà không bị suy giảm quá mức một khi đã đạt được.

- An toàn dịch vụ: là bảo vệ chống lại sự gián tiếp trái phép, sử dụng gian lận, quấy phá, thao tác sai, thảm hoạ thiên nhiên

QoS là đặc tính có thể điều khiển và hoàn toàn xác định đối với các tham số có khả năng định lượng

Nếu nhìn từ góc độ mạng thì bất cứ một mạng nào cũng bao gồm:- Hosts (chẳng hạn như: Servers, PC…).

- Các bộ định tuyến và các thiết bị chuyển mạch.- Đường truyền dẫn.

Chất lượng dịch vụ phụ thuộc vào sự hoạt động tất cả các yếu tố trên, nó là tập hợp các tham số mạng sau: Băng thông, Độ trễ (delay), Jitter (biến động trễ), Mất gói, Tính sẵn sàng (tin cậy), Bảo mật

Nếu nhìn từ khía cạnh thương mại:

- Băng thông, độ trễ, jitter, mất gói, tính sẵn sàng và bảo mật đều được coi là tài nguyên của mạng Do đó với người dùng cụ thể phải được đảm bảo sử dụng các tài nguyên một cách nhiều nhất.

- QoS là một cách quản lý tài nguyên tiên tiến của mạng để đảm bảo có một chính sách ứng dụng đảm bảo.

Về cơ bản, QoS cho phép cung cấp dịch vụ tốt hơn cho một số luồng dữ liệu nhất định Điều này được thực hiện bằng cách tăng độ ưu tiên của một luồng hoặc giới hạn độ ưu tiên của một luồng khác Khi sử dụng công cụ quản lý tắc nghẽn, chúng ta cố gắng tăng độ ưu tiên của một luồng bằng hàng đợi và phục vụ hàng đợi theo nhiều cách khác nhau

2.2 Các thông số kỹ thuật của QoS

Việc quản lý băng tần hiệu quả để chuyển các gói qua một mạng gói dựa trên các thông số sau:

- Latency: Trễ khi chuyển một gói tin qua mạng- Jitter : Là giá thay đổi của latency- Loss : Phần trăm mất gói

- Throughput : Thông lượng của mạng- Availability : Network uptime