Chương 2 NGHIấN CỨU CễNG NGHỆ VÀ CÁC Mễ HèNH MẠNG NGN
2.2. MỘT SỐ CHUẨN CễNG NGHỆ VÀ KỸ THUẬT QUAN TRỌNG ĐƯỢC SỬ
2.2.4. Mạng di độngvà khả năng kết nối NGN
Hiện nay, tại Việt nam, VNPT và Vietel đó triển khai mạng di động GSM thế hệ 2,5G (GSM, GPRS, WAP) hỗ trợ cỏc dịch vụ thụng tin di động, dịch vụ truyền số liệu và truy nhập Internet. Cụng ty SPT cũng đó triển khai mạng di động CDMA 2,5G.
Mạng di động trờn thế giới đang tiến đến thế hệ 3G, hỗ trợ truyền thụng số liệu và Multimedia, theo chuẩn IMT-2000, trong đú cú cỏc kết nối đến mạng NGN.
Xu hướng cỏc thiết bị mạng 3G sẽ tỏch cỏc chức năng điều khiển và chuyển mạch từ tổng đài MSC sang MSC Server thực hiện chức năng điều khiển và Media Gateway thực hiện chức năng truyền tải giữa mạng di động với cỏc mạng khỏc như NGN. Mụ hỡnh này cũng đó được giới thiệu bởi một số hóng cung cấp thiết bị. MSC sẽ sử dụng cỏc giao thức như Megaco/H248 để điều khiển bỏo hiệu từ mạng di động sang cỏc mạng khỏc.
2.3 Mễ HèNH CẤU TRÚC CỦA CÁC HÃNG VỀ NGN 2.3.1 Mụ hỡnh NGN của Alcatel
Alcatel đưa ra mụ hỡnh mạng thế hệ sau với 4 lớp: Lớp truy nhập và truyền tải, Lớp trung gian, Lớp điều khiển, Lớp dịch vụ mạng.
Cỏc dịch vụ mạng độc lập Thiết bị mạng đó cú Lớp điều khiển Lớp dịch vụ mạng
Lớp truy nhập và truyền tải
Dịch vụ/bỏo hiệu mạng đó cú
Thiết bị của ALCATEL :
Alcatel giới thiệu cỏc chuyển mạch đa dịch vụ, đa phương tiện 1000 MM E10 và Alcatel 1000 Softswitch cho giải phỏp xõy dựng mạng NGN:
Trong đú họ sản phẩm 1000 MM E10 là cỏc hệ thống cơ sở để xõy dựng mạng viễn thụng thế hệ mới từ mạng hiện cú.
Năng lực xử lý của hệ thống rất lớn so với cỏc hệ thống E10 trước đõy, lờn đến 8 triệu BHCA, tốc độ chuyển mạch ATM cú thể lờn tới 80 Gbit/s.
Đặc điểm lớn nhất của hệ thống này là chuyển một số chức năng liờn quan đến điều khiển cuộc gọi như chương trỡnh kết nối ATM bỏn cố định, chương trỡnh xử lý số liệu cho việc lập kế hoạch đỏnh số, định tuyến, điểm điều khiển dịch vụ nội hạt, quản lý kết nối băng rộng... lờn cỏc mỏy chủ (server) chạy trờn UNIX.
Hệ thống này cú cỏc chức năng sau:
Gateway trung kế: hỗ trợ kết nối giữa mạng thoại dựng TDM và mạng chuyển mạch gúi. Hệ thống này gồm gateway cho thoại qua ATM và thoại qua IP.
Gateway truy nhập: hệ thống này thực hiện kết nối đến thuờ bao, tập trung cỏc loại lưu lượng POST, ISDN, ADSL, ATM, IP và chuyển đến mạng chuyển mạch gúi. Hệ thống cũng cung cấp cỏc chức năng xỏc nhận, cho phộp kết nối, thống kờ và cỏc kết cuối băng hẹp, băng rộng.
Tổng đài chuyển mạch gúi: cú chức năng hỗn hợp chuyển mạch/ định tuyến đặt ở phần lừi hay biờn của mạng chuyển mạch gúi. Thiết bị này chuyển tải thụng tin giữa Gateway trung kế và Gateway truy nhập.
Với cỏc thiết bị này, mụ hỡnh mạng thế hế sau được thể hiện một cỏch cụ thể hơn trong Hỡnh 2-12
Alcatel đưa ra giải phỏp tổng thể bao gồm 6 bước phỏt triển từ mạng viễn thụng hiện tại tiến tới mạng NGN như sau:
- Bước 1 ( điểm xuất phỏt ): Mạng PSTN cho thoại và quay số để truy nhập Internet Cỏc dịch vụ mạng độc lập DCS Lớp truy nhập /truyền tải ADM SS7, ISDN, B- ISDN, RADIUS, … Thiết bị mạng
Hỡnh 2-12: Cỏc thành phần của mạng NGN của Alcatel
Khởi tạo/quản lý/ mạng/dịch vụ MGC Lớp điều khiển RC SGW Lớp dịch vụ mạng SEN Dịch vụ/bỏo hiệu mạng K/hàng I AD NGDLC/ DSLAM DSL L ADSL/TR-057 IP/ATM GR-303/ TR-008 IP/ ATM Mạng truy nhập Truy nhập vụ tuyến 3G Truy nhập vụ tuyến IS41/GR-303 Truy nhập tớch hợp PPP/ATM/FR Trung kế TDM SNMP, CMIP, … TGW DGW MSW AGW CSW WGW thiết bị Lớp IP, SS7, MSF, MGCP … AGW : Cổng truy nhập; CSW: Chuyển mạch chớnh; LAD:Thiết bị truy nhập tớch hợp; MGC: Bộ điều khiển cổng thiết bị. MSW : Chuyển mạch thiết bị, MGDLC/DSLAM : RC : Bộ điều khiển định tuyến SEN : Nỳt thực hiện dịch vụ, SGW : Cổng bỏo hiệu, TGW : Cổng trung kế, WGW: Cổng vụ tuyến.
- Bước 2 : Củng cố mạng PSTN và Hội tụ với mạng số liệu
- Bước 3 : Thoại trờn cụng nghệ “gúi “ đối với cỏc dịch vụ đường dài
- Bước 4 : Thoại trờn cụng nghệ “gúi “ đối với cỏc dịch vụ truy nhập/nội hạt
- Bước 5 : Cỏc dịch vụ đa phương tiện được triển khai
- Bước 6 : Mạng viễn thụng thế hệ sau NGN hoạt động với đầy đủ cỏc tớnh năng.
2.3.2 Mụ hỡnh NGN của Siemens
Giải phỏp xõy dựng mạng thế hệ sau của SIEMENS cú tờn là SURPASS, được thể hiện như Hỡnh 2-13 dưới đõy:
Hỡnh 2-13: Cỏc thành phần của mạng NGN của SIEMENS - Dũng thiết bị: - Dũng thiết bị:
- Thiết bị Media Gateway- Surpass HiG: Dũng thiết bị này hỗ trợ cỏc giao diện mạng:
+ Giao diện PSTN/ISDN: STM-1, E1/T1.
IP (or ATM) network BICC SIGTRAN MGCP/H248 MEGACO PSTN / ISDN SS7 SS7 STP PSTN PSTN / ISDN SS7 SS7 STP PSTN MGCP/H248 MEGACO C7/IP
SIGTRAN SIGTRAN C7/IP
Management ISP
Corba, SNMP, API, PINT
POTS ISDN-BA ISDN-PRA V5.x/TR8/GR303 xDSL ATM FR LL/CES POTS ISDN-BA ISDN-PRA V5.x/TR8/GR303 xDSL ATM FR LL/CES SURPASS hiS SURPASS hiQ SURPASS HiR
SURPASS hiG SURPASS hiG
SURPASS hiQ SURPASS HiR
Attane: hiA, FL, XP, WA Attane: hiA, FL, XP, WA
+ Giao diện với mạng IP: GigabitEthernet, 100BaseT, STM-1,…
+ Dũng thiết bị này hỗ trợ cỏc giao thức chớnh sau: IPv4, TCP, UDP, FTP, DNS, RADIUS, MGCP v1, MEGACO,…
- Dũng thiết bị Media Gateway Controller- Surpass HiQ. Dũng thiết bị này hỗ trợ cỏc giao thức chớnh sau:H.323, MGCP, MEGACO.
Theo quan điểm của SIEMENS, khi xõy dựng mạng thế hệ sau NGN ta sẽ xột dựa trờn 4 khớa cạnh sau:
Chuyển mạch thế hệ sau
Truy nhập thế hệ sau
Truyền tải (quang) thế hệ sau
Mạng quản lý thế hệ sau.
- Chuyển mạch thế hệ sau
Cấu trỳc chuyển mạch của SURPASS dựa theo mụ hỡnh do MSF (Multiservice Switching Forum) đưa ra. Trong phần này ta xột đến cỏc yếu tố sau:
- Trung kế ảo (virtual trunking):
Đõy là giải phỏp mà SURPASS đưa ra cho cấu trỳc và cỏc ứng dụng của mạng truyền tải lừi, đường trục (backbone). 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. Những thụng số này bao gồm: 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 những lý do chớnh sau: cung cấp tất cả dịch vụ của cỏc mạng PSTN và ISDN đồng thời hoạt động trong suốt so với cỏc mạng này; là cầu nối cho mạng lừi NGN với cỏc mạng hiện tại bao gồm mạng PSTN, mạng di động, ISDN, …; tiết kiệm vốn đầu tư và chi phớ vận hành.
Dũng thiết bị sử dụng là Media Gateway Controller - Surpass HiQ. Dũng thiết bị này hỗ trợ cỏc giao thức chớnh sau:H.323, MGCP, MEGACO. Bao gồm cỏc thiết bị chuyển mạch lớp lừi: CRX-16000/ CRX-32000 và cỏc thiết bị chuyển mạch lớp biờn: ERX-700/ ERX-1400.
-Chuyển mạch gúi nội hạt (packet local switch):
Đõy là giải phỏp xõy dựng mạng NGN ở cấp độ chuyển mạch lớp 5 hay chuyển mạch nội hạt. 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 2-14: Giải phỏp chuyển mạch nội hạt NGN của SIEMENS
- 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.
- Truy nhập thế hệ sau
SIEMENS đưa ra giải phỏp SURPASS Next Generation Access bao gồm cỏc thành phần SURPASS Evolving Voice Access, SURPASS DSL Broadband Access, SURPASS Multi-Service Access. Giải phỏp này giỳp cho người điều hành linh hoạt trong việc lắp đặt, thay 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 hiA 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 hiA.
- Mạng quản lý thế hệ sau
Giải phỏp mạng quản lý cho mạng thế hệ sau của SURPASS là Next Generation Network Management. Nú 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.
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 AccessIntegrator 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.
2.3.3 Mụ hỡnh NGN của Ericsson Thiết bị của Ericsson :
Ericsson giới thiệu giải phỏp mạng thế hệ mới cú tờn ENGINE.
ENGINE tạo ra một mạng lừi cung cấp nhiều dịch vụ trờn một cơ sở hạ tầng mạng duy nhất. Nú bao gồm toàn bộ cỏc sản phẩm mạng đa dịch vụ của Ericsson và đõy là một tập hợp cỏc giải phỏp và sản phẩm (Hỡnh 2-15)
Cấu trỳc mạng mới ENGINE hướng tới cỏc ứng dụng, cấu trỳc này dựa trờn cỏc liờn hệ Client/Server và Gateway/Server. Cỏc ứng dụng gồm cú phần client trờn mỏy đầu cuối và cỏc server trong mạng giao tiếp với nhau qua cỏc giao diện mở và hướng tới mạng độc lập với dịch vụ.
Cũng như cỏc hóng khỏc, mạng ENGINE được phõn thành 3 lớp, sử dụng cụng nghệ chuyển mạch gúi, đú là:
- Lớp dịch vụ/điều khiển, lớp kết nối xử lý cỏc thụng tin người sử dụng, chuyển mạch và định tuyến lưu lượng hay lớp vận chuyển, lớp truy nhập.
- Lớp dịch vụ/điều khiển bao gồm cỏc server cú chức năng điều khiển cỏc cuộc gọi PSTN/ISDN và số liệu, cung cấp cỏc dịch vụ mạng thụng minh IN, mutimedia thời gian thực trờn cơ sở hệ thống xử lý AXE của Ericsson.
- Lớp kết nối xử lý cỏc thụng tin người sử dụng, chuyển mạch và định tuyến lưu lượng hay cũn gọi là lớp vận chuyển với phần lừi chuyển mạch chớnh là ATM AXD 301 cú dung lượng từ 10 đến 160 Gbit/s và cú khả năng mở rộng đến 2.500Gbit/s trong tương lai. Đồng thời hệ thống chuyển mạch ATM AXD 301 cú
thể được sử dụng như một giao diện giữa mạng lừi và cỏc mạng truy nhập khỏc: mạng cố định, mạng vụ tuyến cố định và mạng di động.
- Lớp truy nhập đảm bảo khả năng truy nhập của thuờ bao từ cỏc mạng cố định, vụ tuyến cố định, di động và cỏc mạng truy nhập khỏc. Ericsson giới thiệu sản phẩm ENGINE access ramp gồm cỏc dũng sản phẩm đỏp ứng yờu cầu của giải phỏp mạng cần triển khai (truy nhập băng hẹp, đa truy nhập, truy nhập kiểu ADSL, phõn tỏch DSL, chuyển mạch ghộp, chuyển mạch đơn, tớch hợp ATM...). Đối với cấu hỡnh truy nhập băng hẹp, việc chuyển mạch sẽ do chuyển mạch nội hạt (local) thực hiện. Để cung cỏc dịch vụ ATM, ENGINE access ramp sẽ phối hợp với mạng ATM cụng cộng.
Sản phẩm mạng mới ENGINE của Ericsson cú 3 giải phỏp ứng dụng: mạng trung kế, mạng chuyển mạch và mạng tớch hợp.
- Mạng trung kế (Trunked Network): đõy là bước đầu tiờn để tiến đến mạng đa dịch vụ, chuyển mạch ATM lắp ghộp với tổng đài TOLL mạng PSTN sẽ cho phộp lưu lượng thoại được vận chuyển như lưu lượng data trờn mạng đường trục. Lưu ý lưu lượng thoại vẫn được điều khiển chuyển mạch trước khi đưa tới chuyển mạch ATM. Mỏy chủ ứng dụng IP Qu ản lý Com Server H.323 HLR SCP Mỏy Chủ PLMN Mỏy chủ PSTN/ ISDN MGW Cỏc mạng đa dịch vụ / Mạng đường trục kết nối ứng dụng Điều khiển
- Mạng chuyển mạch (Switched Network): sử dụng thay thế mạng đường trục hoàn toàn bằng chuyển mạch gúi cho cỏc ứng dụng IP và ATM. Thực hiện điều khiển cuộc gọi lưu thoại sẽ do server lớp điều khiển thực hiện và quỏ trỡnh chuyển mạch sẽ do chuyển mạch ATM (media gateway thực hiện - lớp kết nối xử lý).