Nh− đã đề cập ở trên, một động lực quan trọng cho việc giới thiệu IP đó là hiệu quả chi phí của các công nghệ truyền tải cơ bản, chủ yếu là Ethernet. Ethernet là một công nghệ hiệu quả về mặt chi phí, lý t−ởng cho việc truyền tải các dịch vụ dựa trên IP. Các mạng Ethernet và IP đ−ợc nhận thức một cách rộng rãi rằng đơn giản và chi phí ít hơn cho việc triển khai và quản lý so với mạng ATM và TDM. Đối với quy mô lớn, điều này là kết quả từ việc triển khai thực tế của Ethernet và IP. Ngày nay, IP-VPN, Carrier Ethernet và Wide Area Ethernet là các dịch vụ kết nối WAN phát triển nhanh nhất trong thị tr−ờng.
Nh− th−ờng lệ, các thay đổi trong cơ sở hạ tầng đ−a đến việc di chuyển nhằm giảm thiểu sự ảnh h−ởng đến các dịch vụ đang có. Các mạng đang tồn tại dựa trên TDM, ATM và Frame Relay đều có thể đ−ợc sử dụng nh− nền tảng cho l−u l−ợng IP trong suốt quá trình chuyển tiếp, hơn là hỗ trợ các l−u l−ợng lớp dịch vụ một cách trực tiếp. Tuy nhiên, l−ợng tăng của l−u l−ợng dựa trên IP đ−ợc sinh ra đang chuyển nhu cầu từ xử lý hiệu quả của các dịch vụ trên TDM/ATM đến xử lý hiệu quả các
Ethernet và IP cùng làm việc với nhau để tạo ra một cơ sở hạ tầng mạng linh hoạt và hiệu quả chi phí nhất. Tất cả các node truyền tải không cần phải nhận biết IP trong toàn bộ mạng, nh− hiệu quả vận tải cho IP trong nhiều node nhận đ−ợc bằng Ethernet với chi phí thấp. Ethernet cung cấp một cách thức đơn giản, hiệu quả chi phí và thông nhất để nối một mạng truyền tải có tốc độ bit cao trong khi tất cả cấp phát có thể đ−ợc hoàn thành từ xa, điều này góp phần làm giảm phí tổn hoạt động của nhà cung cấp. Tính chất multi-cast của Ethernet cũng phù hợp với các dịch vụ nh− IPTV hơn là các mẫu l−u l−ợng unicast đ−ợc ngầm định bởi ATM và TDM. Ethernet cũng cho phép việc sử dụng các giao diện đơn, đơn giản cho mọi loại l−u l−ợng dù là đ−ợc đảm bảo hay best-effort. Trên tất cả, kết hợp, chuyển mạch và định tuyến một tập hợp các l−u l−ợng đ−ợc đảm bảo và best-effort có thể đ−ợc nhận ra ở mức chi phí thấp hơn khi dựa trên công nghệ IP/Ethernet.
Mặc dù, Ethernet/IP cung cấp băng tần rẻ hơn về mặt chi phí trên mỗi bit so với ATM và TDM nh− các công nghệ này cũng hiếm khi đ−ợc sử dụng cho việc truyền tảI trong các mạng truy nhập di động do thiếu QoS và tính đàn hồi để đảm bảo mức dịch vụ yêu cầu. Các yêu cầu QoS đ−ợc thay đổi cho các dịch vụ thoại, dữ liệu và video cần đ−ợc hỗ trợ bởi một mạng dựa trên IP và Ethernet đ−ợc thiết kế tốt. Đ−ợc điều khiển bởi Metro Ethernet Forum, một dịch vụ chất l−ợng cao đ−ợc chuẩn hóa trên thực tế, đ−ợc dán nhãn là “Carrier Grade Ethernet”, đ−ợc định nghĩa để có thể thực hiện đ−ợc những yêu cầu đó. Tiêu chuẩn đó hỗ trợ các đặc tr−ng QoS cao và một SLA khó (Service Level Agreement). Bốn mức dịch vụ khác nhau đã đ−ợc định nghĩa. Trong đó, mức cao nhất là “Premium” có các đặc tr−ng yêu cầu phù hợp với truyền tải mạng truy nhập vô tuyến GSM và WCDMA cũng nh− các dịch vụ Triple-Play cùng có yêu cầu cao về QoS. Từ đó ta có thể thấy xu h−ớng hiện này là đ−a tất cả các dịch vụ và các truy nhập (bao gồm RAN di động) h−ớng tới truyền tảI Ethernet/IP. Việc đầu t− vào thực thi cao (trễ nhỏ và sự mất gói nhỏ), cơ sở hạ tầng truyền tải dựa trên IP và Ethernet sẽ trở nên mạnh hơn trong những năm sau.
Ch−ơng 2. Kiến trúc mạng toàn IP
2.1. Giới thiệu chung
Mạng lõi không dây hiện nay dựa trên kiến trúc chuyển mạch mạch sử dụng báo hiệu SS7 t−ơng tự với các mạng viễn thông có dây. Với sự ra đời của các công nghệ IP và sự phát triển mạnh mẽ của l−u l−ợng dữ liệu, công nghệ không dây đang phát triển các mạng lõi của nó theo h−ớng công nghệ IP. Viễn thông không dây đã ra đời nh− một phần của mạng điện thoại có dây và do không có những tiêu chuẩn chung nên đã gây ra sự chuẩn hóa theo vùng. Hai tiêu chuẩn viễn thông di động chính đã chiếm lĩnh thị tr−ờng viễn thông là: TDMA/CDMA đ−ợc phát triển bởi TIA ở Bắc Mỹ và GSM đ−ợc phát triển bởi ETSI ở châu Âu. Trên con đ−ờng phát triển lên mạng không dây thế hệ thứ ba đặt ra nhu cầu cần phải phát triển các tiêu chuẩn mang tính toàn cầu và có tính cộng tác. Thời gian gần đây, công nghiệp không dây toàn cầu đã tạo ra hai dự án cộng tác mới để đáp ứng nhu cầu này:
• 3rd Generation Partnership Project (3GPP): phát triển các tiêu chuẩn 3G cho các hệ thống dựa trên GSM. Dự án này có sự tham gia của ETSI, T1 (Bắc Mỹ), ARIB/TTC (Nhật Bản), TTA (Hàn Quốc) và CWTS (Trung Quốc). Cộng đồng TDMA Bắc Mỹ tham gia và đóng góp trong 3GPP khi các hệ thống TDMA dựa trên ANSI-41 phát triển lên kiến trúc 3G dựa trên EDGE và GPRS.
• 3rd Generation Partnership Project 2 (3GPP2): phát triển các tiêu chuẩn 3G cho các hệ thống CDMA dựa trên IS-95. Các tổ chức tham gia gồm TIA (Bắc Mỹ), ARIB/TTC, TTA và CWTS.
Khả năng truyền dữ liệu hạn chế của các hệ thống 2G đã thúc đẩy các tổ chức trên bắt tay vào nghiên cứu các công nghệ vô tuyến băng rộng 3G có khả năng cung cấp tốc độ dữ liệu cao hơn. Nghiên cứu này đã tạo ra các công nghệ vô tuyến 3G có khả năng cung cấp tốc độ dữ liệu 144kb/s cho ng−ời sử dụng ph−ơng tiện giao
đ−ợc các yêu cầu của ITU IMT-2000. Ngày nay các tiêu chuẩn công nghệ vô tuyến hỗ trợ tốc độ dữ liệu cao hơn đã đ−ợc phát triển do đó PPs (Partnership Projects) tập trung vào phát triển các tiêu chuẩn cho các mạng toàn IP.
Hình 2.1.Kiến trúc tham chiếu IP của 3GPP
Trong các phần tiếp theo ta sẽ đi nghiên cứu kiến trúc trong t−ơng lai của mạng toàn IP theo mô hình của 3GPP.