Mạng hội tụ thế hệ mới NGN phải đỏp ứng được cỏc yờu cầu sau :
- Đỏp ứng nhu cầu cung cấp cỏc loại hỡnh dịch vụ viễn thụng phong phỳ đa dạng, đa dịch vụ, đa phương tiện.
- Mạng cú cấu trỳc đơn giản
- Nõng cao hiệu quả sử dụng, chất lượng mạng lưới và giảm thiểu chi phớ khai thỏc, bảo dưỡng.
- Dễ dàng mở rộng dung lượng, phỏt triển cỏc dịch vụ mới
- Độ linh hoạt và tớnh sẵn sàng cao.
- Tổ chức mạng dựa trờn số lượng thuờ bao theo vựng địa lý và nhu cầu phỏt triển dịch vụ, khụng tổ chức theo địa bàn hành chớnh mà tổ chức theo vựng mạng hay vựng lưu lượng
Do vậy, cú thể tổng hợp cỏc đặc điểm chớnh của mạng NGN :
- Nền tảng là hệ thống mở, cỏc khối chức năng được chia thành cỏc phần tử mạng độc lập trong đú giao diện và giao thức giữa cỏc bộ phận phải dựa trờn cỏc tiờu chuẩn tương ứng
- Mạng NGN là do mạng dịch vụ thỳc đẩy nhưng dịch vụ phải thực hiện độc lập với mạng lưới : chia tỏch dịch vụ với điều khiển cuộc gọi, chia tỏch cuộc gọi với truyền tải.
- NGN là mạng chuyển mạch gúi, giao thức thống nhất
- NGN là mạng cú dung lượng ngày càng tăng, cú tớnh thớch ứng ngày càng cao, cú đủ dung lượng đỏp ứng nhu cầu
Để thực hiện được cỏc yờu cầu này, cỏc hóng viễn thụng, cỏc nhà khai thỏc đó đề xuất cấu trỳc chung cho mạng viễn thụng thế hệ mới bao gồm cỏc lớp như sau :
- Lớp truy nhập
Gồm cỏc thiết bị truy nhập cung cấp cỏc cổng kết nối với thiết bị đầu cuối thuờ bao qua hệ thống mạng ngoại vi cỏp đồng, cỏp quang hoặc vụ tuyến. Cỏc thiết bị truy nhập cú thể cung cấp cỏc loại cổng truy nhập POTS, VoIP, IP, FR, X.25, ATM, xDSL, di động v.v..
Chuyển đổi cỏc phương tiện truy nhập khỏc nhau vào mạng đường trục.
- Lớp chuyển tải
Bao gồm cỏc nỳt chuyển mạch, cỏc bộ định tuyến, cỏc thiết bị truyền dẫn cú dung lượng lớn thực hiện chức năng chuyển mạch, định tuyến cỏc kết nối dưới sự điều khiển của cỏc Softswitch trong lớp điều khiển.
- Lớp điều khiển
Bao gồm cỏc hệ thống điều khiển kết nối cuộc gọi giữa cỏc thuờ bao thụng qua điều khiển cỏc thiết bị chuyển mạch (ATM+IP) của lớp chuyển tải và cỏc thiết bị truy nhập của lớp truy nhập.
Lớp điều khiển cú chức năng kết nối cuộc gọi thuờ bao với lớp ứng dụng, dịch vụ. Cỏc chức năng như quản lý, chăm súc khỏch hàng, tớnh cước cũng được tớch hợp trong lớp điều khiển.
- Lớp quản lý
Xuyờn suốt cỏc lớp khỏc trong cấu trỳc mạng mới, cho phộp quản lý thiết bị tại cỏc lớp khỏc nhau
- Lớp ứng dụng/dịch vụ
Cung cấp cỏc ứng dụng và dịch vụ như dịch vụ mạng thụng minh IN, thẻ trả tiền trước, dịch vụ giỏ trị gia tăng Internet cho khỏch hàng v.v..
Hệ thống ứng dụng và dịch vụ mạng này liờn kết với lớp điều khiển thụng qua cỏc giao diện mở API (Application Program Interface).
L ớp quả n lý Lớp chuyển tải Lớp truy nhập Lớp ứng dụng/ dịch vụ Lớp điều khiển
của VNPT.
4.2.1 Cấu trỳc mạng Surpass
Giải phỏp cho mạng NGN của Siemens được gọi là Surpass. Cấu trỳc tổng thể mạng Surpass được chỉ ra trong hỡnh 4.2.
Hỡnh 4.2. Giải phỏp NGN- Surpass của Siemens
Chức năng của một số thiết bị phõn cấp theo từng lớp trong mạng như sau:
- Thiết bị lớp điều khiển HiQ : điều khiển cỏc tớnh năng thoại, chuyển đổi bỏo hiệu số 7 của mạng PSTN/ISDN sang giao thức điều khiển cổng trung gian MGCP/MEGACO. Điều khiển cỏc tớnh năng của mạng thụng minh IN. Tuỳ thuộc chức năng và dung lượng, cú thể là thiết bị HiQ9200, HiQ8000 hoặc HiQ30, HiQ20, HiQ10.
- Thiết bị lớp truy nhập HiG : cung cấp cỏc loại cổng giao tiếp cho VoIP, VoATM, truy nhập từ xa RAS...HiG cú nhiệm vụ chuyển cỏc loại lưu lượng khỏc nhau, nộn, tạo gúi và chuyển lờn mạng IP. Cũng tuỳ theo chức năng và dung lượng, cú thể là thiết bị HiG 500, 1000, 1200, 1600.
- Thiết bị cung cấp truy nhập đa dịch vụ hiX (hiA) : cho phộp kết nối băng rộng để cung cấp nhiều dịch vụ mới như video, ADSL, SHDSL, VPN ...
SURPASS NG Access SURPASS NG Optics SURPASS NG Switching SURPASS NG Management NGN Control NGN Management NGN Control NGN Transport NGN Access PSTN/ Mobile Network Media Gateway s Switch Switch Switch Media Gatewa y Access Gatewa y Metro Optic s IP/Optical Backbone Residential Customers Triple Play Voice, Video, Data Multi-Service Access Application/ Video Servers Business Customers LA N PB X CP E SURPASS hiQ SURPASS hiG AccessIntegrator TNMS NetManager SURPASS hiS SURPASS hiX SURPASS hiT SURPASS hiG Lớp điều khiển
chuyển tải này là hạ tầng quan trọng cho phộp đỏp ứng cỏc nhu cầu băng thụng rộng.
- Lớp quản lý : để quản lý tất cả cỏc thiết bị của hệ thống SURPASS, Siemens sử dụng NetManager. Hệ thống quản lý này sử dụng giao thức quản lý SNMP trờn nền JAVA/CORBA theo mụ hỡnh client/server và cú giao diện mở để kết nối với hệ thống TMN trong giải phỏp quản lý tổng thể.
Cụ thể, cỏc thiết bị cú cỏc chức năng sau (hỡnh 4.3):
Hỡnh 4.3. Chức năng của cỏc thiết bị Surpass
Giải phỏp SURPASS của Siemens bao gồm 4 vấn đề: - Chuyển mạch thế hệ sau;
- Truy nhập thế hệ sau; - Truyền tải thế hệ sau; - Quản lý thế hệ sau.
a) Chuyển mạch thế hệ sau
Cấu trỳc chuyển mạch của SURPASS dựa theo mụ hỡnh do MSF (Multiservice Switching Forum) đưa ra.
Đõy là giải phỏp mà SURPASS đưa ra sử dụng cho cấu trỳc và cỏc ứng dụng của mạng truyền tải lừi, đường trục (backbone) NGN kết hợp với mạng PSTN. Giải phỏp này cho phộp mạng vẫn hoạt động tốt khi mạng được mở rộng và phục vụ cho một lượng lưu lượng lớn hơn. Giải phỏp này cho phộp thoại và dữ liệu cựng được tớch hợp trờn một cơ sở hạ tầng mạng duy nhất.
Đặc điểm nổi bật của giải phỏp trung kế ảo là nú cú khả năng tớnh toỏn tất cả thụng số quan trọng của mạng như: số kết nối tối đa cú thể phục vụ cựng lỳc, cung cấp đặc tớnh cho từng thuờ bao, sự linh hoạt về băng thụng (băng thụng sẽ được cung cấp khỏc nhau tựy thuộc vào dịch vụ), cỏc kết nối bỏo hiệu, khả năng xử lý và đặc biệt là việc cung cấp chất lượng QoS tối ưu theo yờu cầu.
Đõy là một giải phỏp tốt bởi nú cú thể cung cấp tất cả dịch vụ của cỏc mạng PSTN và ISDN thụng qua mạng lừi NGN đồng thời hoạt động trong suốt so với cỏc mạng này và là cầu nối cho mạng lừi (xem chi tiết trong mục 4.2.3)
NGN song song với cỏc mạng hiện tại bao gồm mạng PSTN, mạng di động, ISDN sẽ tiết kiệm vốn đầu tư và chi phớ vận hành.
Cỏc thiết bị chuyển mạch lớp lừi: CRX-16000/ CRX- 32000. Cỏc thiết bị chuyển mạch lớp biờn: ERX-700/ ERX- 1400.
- Chuyển mạch gúi nội hạt (packet local switch):
nội hạt (lớp 5). Điểm nổi bật của giải phỏp này chớnh là việc đưa chuyển mạch nội hạt này vào bất cứ topo mạng nào đều cũng cú thể hoạt động tốt. Và nú cú thể nối tất cả cỏc dạng thuờ bao khỏc nhau một cỏch tiết kiệm và hiệu quả tới NGN đồng thời cung cấp sẵn nhiều giao diện mở để cú thể hoạt động với cỏc thành phần khỏc của mạng (hỡnh 4.4).
b) Truyền thoại qua mạng băng rộng:
SURPASS đưa ra giải phỏp này nhằm cung cấp dịch vụ thoại và dịch vụ thế hệ mới sử dụng truy nhập tốc độ cao tới cỏc thuờ bao dựa trờn gúi (packet- based). Giải phỏp này bao gồm tập đặc tớnh tốt nhất của PSTN, độ tin cậy cao với băng thụng lớn, sự linh hoạt và cỏc giao diện mở để giao tiếp với mạng gúi. Nú cú thể cung cấp VoDSL, VoCable và đặc biệt là VoAnyNet.
Đặc điểm nổi bật của giải phỏp này là cho phộp sử dụng nhiều dịch vụ trờn 1 đường dõy truy nhập đơn, cho phộp sử dụng một bộ điều khiển đa chức năng (chuyển mạch mềm Softswitch) và cú thể được sử dụng với bất kỳ phương tiện truyền tải nào.
Một sản phẩm cung cấp dịch vụ VoCable là SURPASS hiQ8000. Cú thể coi hiQ8000 là một phần trong chuyển mạch mềm.
- Bỏo hiệu:
Giải phỏp của SURPASS đưa ra là Signaling Overlay Network. Giải phỏp này cho phộp truyền nhiều loại bỏo hiệu, đặc biệt là bỏo hiệu số 7 qua NGN. Ngoài ra nú cũn cho phộp dễ dàng nõng cấp khả năng và cỏc đặc tớnh hoạt động mà khụng cần quan tõm đến quỏ trỡnh hoạt động bỏo hiệu. Sản phẩm này cú tờn là hiS.
- Cỏc ứng dụng thế hệ mới:
Đõy chớnh là cỏc server hay phần mềm mở mà SURPASS cung cấp cho nhà vận hành để cú thể tạo ra cỏc đặc tớnh mới cho dịch vụ hay tạo ra cỏc dịch vụ mới cho khỏch hàng.
c) Truy nhập thế hệ sau
SIEMENS đưa ra giải phỏp truy nhập thế hệ sau SURPASS bao gồm cỏc thành phần SURPASS Evolving Voice Access, SURPASS DSL Broadband Access, SURPASS Multi-Service Access (hỡnh 4.5).
thế, sửa chữa cũng như mở rộng/nõng cấp thiết bị truy nhập trong cỏc mạng hiện tại cũng như thiết bị truy nhập của mạng NGN.
SURPASS Evolving Voice Access cho phộp kết nối tất cả cỏc loại giao diện của cỏc thuờ bao hiện tại tới mạng lừi NGN, hỗ trợ cỏc dịch vụ chuyển mạch lớp 5 một cỏch đầy đủ thụng qua cỏc giao diện mở và cỏc giao diện này cú thể giao tiếp với mạng hiện tại TDM hay mạng IP.
Quan trọng nhất là giải phỏp này cho phộp việc tiến lờn mạng thế hệ sau cú thể thực hiện nhanh chúng tại bất kỳ thời điểm nào.
SURPASS DSL Broadband Access cho phộp sử dụng truy nhập băng rộng (ở đõy là cụng nghệ DSL).
SURPASS Multi-Service Access cho phộp truy nhập tất cả cỏc dịch vụ băng hẹp cũng như băng rộng trờn cựng một platform.
Cỏc sản phẩm của mạng truy nhập thế hệ mới là FastLink, XpressLink, XpressPass, v.v. Trong đú hiX là dũng sản phẩm truy nhập đa dịch vụ được bổ sung thờm dịch vụ leased line, FastLink là dũng thiết bị truy nhập cho bất cứ mạng trục nào, XpressLink là dũng thiết bị truy nhập băng rộng đa dịch vụ, XpressPass là dũng thiết bị tập trung băng rộng đa dịch vụ.
Tuy nhiờn SIEMENS cũng đưa ra một giải phỏp cho quỏ trỡnh phỏt triển quỏ độ. Giải phỏp này được ỏp dụng trong thời kỳ chuyển tiếp lờn mạng thế hệ mới. Lỳc này cỏc mạng PSTN, ATM/IP cựng tồn tại và mạng ATM/IP chưa xử lý ứng dụng thoại. Giải phỏp này ta cũn gọi là giải phỏp Attane quỏ độ (cũn giải phỏp trờn là giải phỏp Attane truy nhập đa dịch vụ cho mạng NGN). Cỏc sản phẩm tương ứng cho giải phỏp này là hiX.
Hỡnh 4.5. Truy nhập thế hệ sau
d) Truyền tải thế hệ sau
Truyền tải thế hệ sau sử dụng cụng nghệ truyền dẫn quang (SDH, DWDM) và truyền dẫn viba.
e) Mạng quản lý thế hệ sau
Giải phỏp mạng quản lý cho mạng thế hệ sau của SURPASS giỳp giảm thiểu lỗi, tối ưu cấu hỡnh cũng như sự hoạt động, quản lý bảo mật cho cỏc thành phần tạo thành NGN trong SURPASS. Nguyờn lý của giải phỏp này là dựa trờn quản lý phần tử, quản lý miền và cỏc ứng dụng.
Giải phỏp mạng quản lý bao gồm cỏc thành phần con như sau: NetManager là giải phỏp quản lý cho chuyển mạch thế hệ sau, TNMS (Telecommunication Network Management System) cho truyền tải quang thế hệ sau và Access Integrator cho truy nhập thế hệ sau.
NetManager hỗ trợ cỏc chức năng OAM (Operation, Administration, Management), phỏt hiện và xử lý lỗi, định dạng cấu hỡnh, tớnh cước và quản lý hoạt động cũng như sự bảo mật của mạng.
TNMS quản lý từ cỏc phần tử đến cỏc miền hoạt động sử dụng cụng nghệ quang. Cỏc miền hoạt động cú thể là PDH, SDH, DWDM, v.v.
AccessIntegrator cú cấu trỳc mở theo mụ hỡnh client/ server, cú tớnh module và linh hoạt giống như mụ hỡnh TMN.
Hỡnh 4.6. Cỏc thiết bị trong họ sản phẩm SURPASS
Mạng cú thể được chia thành cỏc 4 lớp cơ bản như hỡnh 4.6 bao gồm: SURPASS NG Management : Lớp quản lý
SURPASS NG Switching: Lớp điều khiển
SURPASS NG Optics: Lớp truyền tải (IP core backbone)
SURPASS NG Access: Lớp truy nhập
Họ sản phẩm SURPASS
SURPASS cung cấp cỏc họ sản phẩm sau:
SURPASS hiQ (Softswitch, Open Service Platform và Server)
- HiQ4000 : Open Service Platform: Cung cấp cỏc ứng dụng đa phương tiện.
- HiQ9200 : Sofswitch : cung cấp cỏc tớnh năng điều khiển cỏc Media Gateway, bỏo hiệu, cung cấp cỏc call feature.
SURPASS NG Access SURPASS NG Optics SURPASS NG Switching SURPASS NG Management NGN Control NGN Management NGN Control NGN transport NGN Access PSTN/ Mobile Network Media Gateway s Switch Switch Switch Media Gatewa y Access Gatewa y Metro Optic s IP/Optical Backbone Residential Customers Triple Play Voice, Video, Data Multi-Service Access Application/ Video Servers Business Customers LA N PB X CP E SURPASS hiQ SURPASS hiG AccessIntegrator TNMS NetManager SURPASS hiS SURPASS hiX SURPASS hiT SURPASS hiG Lớp điều khiển
- HiQ30 : LDAP Directory Server.
- HiQ20 : Registration and Routing Server: Làm nhiệm vụ của Gatekeeper đối với cuộc gọi IP (H323/SIP).
- HiQ10 : AAA Server (Authentication, Authorization and Acounting).
SURPASS hiG (Media Gateway):
- HiG1000 : RAS and Voip Media Gateways: sử dụng hiG1000 V3T cho VoIP và hiG1000V2P cho Multimedia Application.
- HiG1200 VoIP - HiG1600 VoIP
SURPASS hiS (Multiprotocol Signalling Gateway) SURPASS hiR (Resource Server)
- HiR200 : Resource Server: Cung cấp cỏc IP annoucement.
SURPASS hiX (multi-service access) SURPASS hiT (Optical transmission)
Sau đõy tụi xin trỡnh bày về một số thiết bị chớnh dựng trong hệ thống NGN:
4.2.2.1. hiQ9200
HiQ-9200 cũn gọi là SOFTSWITCH, là phần tử trung tõm điều khiển của mạng, chịu trỏch nhiệm cho việc điều khiển cuộc gọi. SURPASS HiQ9200 cú nhiệm vụ điều khiển bỏo hiệu và điều khiển chuyển mạch toàn mạng NGN.
- Điều khiển hiG-1000: Sử dụng giao thức MGCP
- Điều khiển hiQ-20, hiR-200: Sử dụng bộ giao thức H.323.
- Trao đổi giữa cỏc hiQ9200: Sử dụng giao thức BICC (Bearer Independent Call Control)
- Trao đổi bỏo hiệu với cỏc tổng đàI PSTN: Sử dụng bỏo hiệu C7
a) Cấu trỳc chức năng:
- Internal communication network (ICN) - Packet Manager (PM)
- Signaling Gateway (SG) - OAM &P Agent
Hỡnh 4.7. Cấu trỳc chức năng hiQ9200
- CFS: Điều khiển xử ký cuộc gọi, bao gồm xử lý cỏc tớn hiệu gọi, điều khiển cuộc gọi, xử lý cỏc đặc tớnh đường trung kế và cỏc dịch vụ thoại, thiết lập cuộc gọi (bao gồm biờn dịch số và định tuyến cuộc gọi).
- ICN: Trờn hệ thống chuyển mạch, điều khiển với kiến trỳc phõn tỏn, cú cỏc bản tin được gửi đi giữa cỏc hệ thống con. Cỏc thụng tin nội bộ này được xỏc định dựa trờn giao thức HDLC (High-level data link control).
- PM: để điều khiển kết nối thoại hoặc kết nối đa phương tiện. Nhiệm vụ của PM là quản lý cỏc MG (Media Gateway) – là cỏc cổng chuyển đổi PSTN và IP thụng qua giao thức MGCP.
- SG: SG được thiết kế để kết cuối bỏo hiệu số 7 và đường bỏo hiệu tốc độ cao từ PSTN hoặc từ một link bỏo hiệu khỏc qua mạng IP hoặc TDM.
SG xử lý ngăn giao thức SS7 qua cỏc chuẩn ITU-T Q701 tới Q707.
SG bao gồm định tuyến bản tin SS7, quản lý mạng bỏo hiệu và cú khả năng xử lý lưu lượng cuối bỏo hiệu SEP và lưu lượng chuyển tiếp bỏo hiệu STP. Những thụng tin ở mức cao như ISUP, TC hoặc BICC (Bearer Independent Call Control) được chuyển tới xử lý ở CFS.
Packet Network Interface to SS7 Network Interface to hiQ4000 Interface to Network Mgmt Packet Manager Call Feature Server Signalin g Gatewa y Internal Communication Network PC U PC U H.323/SIP/ H.248/MGC P .. . PC U PC U H.323/SIP/ H.248/MGC P OAM&P Agen t Interface to Interface to Interface Interface to Packet Manager
Call Feature Server
Signaling Gateway Internal Communication Network OAM&P Agent
hiQ9200. Nú cung cấp cỏc giao diện OAM&P tới NetManager để cho phộp quản lý như gửi cảnh bỏo, update dữ liệu và cấu hỡnh hệ thống. Bờn cạnh giao diện