C. Nguyên tắc tổ chức mạng NGN của VNPT
3.1. CÁC TIÊU CHÍ CỦA NGN TESTLAB[6]
3.1.1 Mục đích của việc xây dựng NGN testlab
Phịng thử nghiệm NGN (NGN TestLab) là một môi trường cung cấp các điều kiện cần thiết để hỗ trợ nhà cung cấp dịch vụ, nhà khai thác mạng trong việc tổ chức, thử nghiệm, triển khai, đào tạo và vận hành khai thác mạng NGN một cách hiệu quả nhất. Đồng thời, có khả năng cung cấp cho khách hàng các dịch vụ tốt nhất, đa dạng nhất và an toàn nhất.
3.1.2 Xác định chức năng của NGN testlab
1. Là môi trường thuận lợi cho việc kiểm tra các sản phẩm của các nhà cung cấp thiết bị mạng NGN.
2. Là nơi tiến hành đánh giá năng lực của thiết bị và hệ thống thiết bị viễn thông; cả phần cứng và phần mềm ở chế độ vận hành trên mạng lưới mô phỏng bao gồm:
+Kiểm tra độc lập: Kiểm tra các tính năng, chỉ tiêu kỹ thuật và năng lực của sản phẩm trong chế độ cô lập.
+ Kiểm tra tính tương thích với mạng lưới: Thực hiện kiểm tra sản phẩm thơng qua tồn bộ các phần tử mạng cần thiết, bao gồm cả kiểm tra "End to End" từ phía khách hàng. Nhằm đảm bảo thiết bị phù hợp với tiêu chuẩn Việt Nam, tương thích với mạng lưới của Tổng cơng ty Bưu chính Viễn thơng Việt Nam (VNPT) và có chất lượng đảm bảo trước khi đưa vào sử dụng chính thức trên mạng lưới.
3. Là nơi kiểm tra các giải pháp mạng đối với các nhà cung cấp thiết bị mạng.
4. Kiểm tra các tham số QoS và NP
5. Kiểm tra tính tuân thủ theo các tiêu chuẩn quốc tế của các thiết bị viễn thông về giao diện kết nối
6. Kiểm tra tính tương thích giữa các thiết bị và hệ thống mạng của các nhà cung cấp khác nhau. Trên cơ sở thực tế để hiểu rõ sản phẩm, giải pháp mạng NGN của các hãng và từ đó nắm rõ các kiến thức về mạng NGN nói chung.
7. Là môi trường để thực hiện tiến hành thử nghiệm, nghiên cứu ứng dụng và phát triển các công nghệ mới, dịch vụ mới, sự tương thích của cơng nghệ mới với hệ thống mạng kế thừa, sự phối hợp kết nối giữa nhiều nhà khai thác.
8. Góp phần nghiên cứu rút ngắn thời gian, tăng hiệu quả của q trình nghiên cứu, triển khai áp dụng cơng nghệ và dịch vụ mới vào thực tế khai thác.
9. Tiếp tục nghiên cứu về môi trường kiến tạo dịch vụ (SCE) và hướng tới làm chủ môi trường SCE nhằm:
- Thử nghiệm, phát triển, ứng dụng các giải pháp cung cấp dịch vụ - Khuyến nghị cho các nhà khai thác mạng về các dịch vụ sẽ được đưa vào kinh doanh
10. Là một môi trường thực tế phục vụ cho công tác đào tạo, nghiên cứu, trợ giúp về các giải pháp mạng, cơng tác tính tốn giải pháp kỹ thuật phục vụ cho mục đích kinh doanh của các nhà khai thác mạng.
11. Có thể tiến hành đào tạo cho các cán bộ kỹ thuật của các nhà khai thác mạng theo các chuyên đề sau:
+ Mạng NGN
+ Điều khiển trong mạng NGN + Mạng Core
+ Mạng truy nhập + Phát triển dịch vụ
- Đây là môi trường thực tế cho việc nghiên cứu các đề tài về chất lượng mạng và chất lượng dịch vụ
3.1.3 Cấu trúc của NGN TestLab
- Phải có " Cấu trúc mở", phù hợp với khuyến nghị về mạng NGN của ITU và thực tế quy hoạch mạng viễn thông Việt Nam.
- Các giải pháp cấu trúc mạng được thiết lập phải có tính thực tiễn cao, có thể triển khai trên mạng thực tế.
NGN TestLab được xây dựng theo mơ hình phân lớp của NGN theo khuyến nghị của ITU gồm 5 lớp tách biệt:
- Lớp ứng dụng/Dịch vụ - Lớp Điều khiển
- Lớp Truyền tải - Lớp Truy nhập. - Lớp quản lý
Hình 3.1 mơ tả cấu trúc phân lớp trong NGN TestLab.
Lớp điều khiển SoftSwitch
NetM Lớp truy nhập Các server ứng dụng hoặc các phần tử mạng IN Lớp dịch vụ MG
Lớp truyền tải Core (IP/ATM/MPLS) Lớp quản lý
Hình3.1 : Mơ hình phân lớp trong NGN TestLab 3.1.4 Xác định công nghệ
NGN TestLab được xây dựng trên cơ sở tuân thủ khuyến cáo của ITU về công nghệ của các lớp như sau:
- Lớp ứng dụng/Dịch vụ: Các Server mở
- Lớp Điều khiển: Softswitch có khả năng tương thích với IMS - Lớp Truyền tải: Các Router, truyền dẫn quang cho mạng lõi - Lớp Truy nhập: Đa dịch vụ, đa truy nhập
- Lớp quản lý: Xuyên suốt các lớp
3.1.5 Xác định quy mô của NGN TestLab
Để xây dựng NGN TestLab cần quan tâm tới một số vấn đề: Trang
thiết bị sử dụng, đội ngũ vận hành và cơ chế hoạt động, có quy mơ và giá cả
phù hợp với điều kiện thực tế của Việt Nam, xây dựng NGN TestLab với sự chủ động tối đa, thích nghi linh hoạt với thực tế. Cụ thể:
*Về trang thiết bị:
Số lượng thiết bị phải vừa đủ để ánh xạ các hoạt động thực tế của mạng NGN. Mặt khác cần đầu tư theo từng bước phù hợp với yêu cầu thực tế. Cụ thể:
+ Giai đoạn 1:
Xây dựng một phòng thử nghiệm NGN với cấu hình sau
- Lớp điều khiển: Một Softswitch (khả năng xử lý 300-400 KL), có thể mở rộng cho các ứng dụng IMS
- Lớp truyền tải: 03 Router (40 Gb/s) cho mạng lõi được đấu vòng bằng các đường GE để bảo đảm truyền không bị gián đoạn và mô phỏng cho mạng mạch vòng của mạng thực tế, 03 bộ suy giảm cáp quang để mô phỏng đường truyền xa; 03 Router biên; 03 MediaGateway(2000 cổng)
- Lớp truy nhập: 03 thiết bị đa truy nhập DSLAM (1500 cổng)
- Lớp ứng dụng: 01 server ứng dụng(AS) có khả năng cho kiến tạo các dịch vụ mới; 01 Platform cho IN
- Lớp quản lý: 01 Platform OMC-P, 5-10 PC Workstations + Giai đoạn 2:
- Trên cơ sở thiết bị đã triển khai của bước một cần đầu tư thêm:
+ Khối chức năng WCS (Wireless call server for mobile NGN) trong softswitch.
+ 01 BorderGateway cho truy nhập di động để test các ứng dụng mạng di động(IMS).
* Về nhân sự: Cần có một đội ngũ chuyên gia (từ 8-10 người) có năng lực, thực sự ham mê và được đào tạo để sẵn sàng cho các công nghệ mới.
3.1.6 Xác định quy trình test [32]
Để bảo đảm chất lượng của các bài test trên TestLab cần có sự chuẩn bị cho từng bước thực hiện từ khâu đầu tiên cho tới khi kết thúc về nhân sự cũng như thiết bị. Ngoài ra, để một bài test được thực hiện và đạt được yêu cầu đã đặt ra, cần có sự hợp tác trợ giúp giữa những người làm việc trực tiếp tại TestLab và các chuyên gia kỹ thuật của các đối tác liên quan. Việc hợp tác này là rất quan trọng nhằm cùng nhau xác định kế hoạch, các thiết bị cần thiết cho một bài test, để đạt được mục tiêu đã đề ra. Bên cạnh đó, cần phải xây dựng được một quy trình chung cho việc thực hiện bất kỳ bài test nào trong mạng NGN để việc thực hiện các bài test đạt hiệu quả cao. Quy trình đó giúp xác định từng bước thực hiện, cũng như cách thức xử lý các vấn đề gặp phải trong quá trình thực hiện một bài test.
3.1.7 Lựa chọn phương án
Hiện nay trên thế giới các tổ chức viễn thơng vẫn cịn đang nghiên cứu về NGN để đưa ra 1 chuẩn thống nhất chung. Tuy nhiên các hãng viễn thông lớn như Alcatel, Simens, Cisco, Ericsion, Nortel v.v… đều đã đưa ra các giải pháp của riêng mình cho NGN. Về cơ bản, các giải pháp này là giống nhau nhưng mỗi hãng vẫn có sự khác biệt nhất định tùy thuộc vào quan điểm xây dựng mạng thế hệ sau của họ. Qua tài liệu giới thiệu của các hãng (được trình bày trong 2.3.2) và thực tế, cũng như chiến lược phát triển của mạng viễn thông Việt Nam, ta thấy giải pháp cũng như thiết bị của hai hãng lớn là Alcatel và Siemens có tính khả thi hơn cả. Đây cũng chính là hai hãng hiện chiếm một thị phần tương đối lớn tại thị trường viễn thông Việt Nam.
Để xem xét lựa chọn giải pháp của các hãng ta có thể dựa trên các khía cạnh chính sau:
- ứng dụng, dịch vụ -Truyền tải
-Mạng quản lý thế hệ sau
a. Giải pháp SURPASS của Siemens
Giải pháp thế hệ sau NGN của SIEMENS được thể hiện trong hình 3.3.
-Phần chính của SURPASS là hệ thống hiQ, đây có thể coi là hệ thống
chủ tập trung cho lớp điều khiển. Trên hệ thống này có khối chuyển đổi báo hiệu mạnh để kết nối với nhiều mạng khác nhau. SURPASS hiQ được phân chia thành nhiều loại khác nhau tùy theo chức năng và dung lượng.
-Ngoài ra các hiG nằm ở biên mạng còn giữ vai trò hệ thống cửa ngõ trung gian (MG) từ các mạng dịch vụ cấp dưới lên. Họ này có các chức năng chính:
* Cửa ngõ cho truy nhập từ xa (RAS): Chuyển đổi dữ liệu từ modem hay ISDN thành dữ liệu IP hoặc ngược lại.
* Cửa ngõ cho VoIP, VoATM: Nhận lưu lượng thoại PSTN, nén tạo gói IP hoặc chuyển thành các tế bào ATM và chuyển lên IP hay mạng ATM hoặc ngược lại.
Hình 3.3: Giải pháp của SIEMENS b.Giải pháp mạng OPEN của ALCATEL
Alcatel đưa ra giải pháp tổng thể gồm 6 bước phát triển từ mạng viễn thông hiện tại đến tiến tới mạng NGN như sau:
Bước 1: (Điểm xuất phát) mạng PSTN cho thoại và quay số để truy nhập Internet.
Bước 2: Củng cố mạng PSTN và hội tụ với mạng số liệu
Bước 3: Thoại trên cơng nghệ gói đối với các dịch vụ đường dài. Bước 4: Thoại trên cơng nghệ gói đối với các dịch vụ truy nhập nội hạt. Bước 5: Các dịch vụ đa phương tiện được triển khai
Bước 6: Mạng viễn thông thế hệ mới NGN hoạt động với đầy đủ các tính năng.
Trên cơ sở các bước chuyển đổi đó các nhà cung cấp dịch vụ đang khai thác các tổng đài Alcatel 1000MM –E 10 có thể nâng cấp các hệ thống hiện có của họ để chuyển sang NGN.
Đây là một giải pháp đáng tin cậy để chuyển dịch từ mạng hiện tại sang mạng NGN, từ kiến trúc mạng chuyển mạch kênh sang kiến trúc mạng chuyển mạch gói. Các giải pháp đưa ra có tính bổ trợ lẫn nhau và có thể cung cấp phương án tối ưu để tiến tới mơ hình mạng hồn tồn NGN.
Các chuyển mạch A-1000 (còn được gọi là 1000 MGC – E10 hay A5020 MGC-10), được thiết kế để thích ứng với các cơng nghệ truy nhập và các đầu cuối khác nhau, được xem như một ứng dụng chuyển mạch lớp 5. Điểm quan trọng là một chuyển mạch có thể thay thế triệt để và khả thi cho các tổng đài chuyển mạch kênh cấp 4 và cấp 5 đang tồn tại, trong khi vẫn hỗ trợ một phạm vi rộng các dịch vụ gia tăng giá trị mới. Một chuyển mạch mềm có thể đồng thời phục vụ cho nhiều khu vực nói trên, tạo thuận lợi cho xếp chồng. Về nguyên tắc, các chuyển mạch mềm có thể hoặc triển khai tại biên của một mạng lớn hoặc trong lõi của một mạng nhỏ. Hình 3.4 mơ tả chức năng của chuyển mạch mềm A1000.
Hình 3.4: Chuyển mạch mềm A 1000 Softswitch
Giải pháp mạng của Alcatel được trình bày trên hình 3.5
Nói chung, các hãng đều có những giải pháp tương đối đồng bộ để giảm tải lưu lượng mạng PSTN để chuyển dần sang mạng NGN.
Về các thành phần khác của mạng
Đối với phần truyền tải thế hệ sau, chỉ là sử dụng công nghệ truyền dẫn quang tiên tiến để truyền tin với tốc độ cao, nhưng sự khác biệt giữa các hãng là không đáng quan tâm.
Về khía cạnh truy nhập cũng như quản lý mạng, các hãng đã đưa ra các giải pháp riêng của mình như truy nhập băng thông rộng hay đa truy nhập, v.v... tuy nhiên sự khác biệt là khơng đáng kể.
Hình3.5: Các sản phẩm trong giải pháp mạng của Alcatel
Về khía cạnh dịch vụ cho mạng thế hệ sau, các hãng đều đã sẵn sàng cho việc phát triển và cung cấp các dịch vụ mới, đồng thời đảm bảo duy trì tốt các dịch vụ sẵn có hiện tại.
Kết luận
Qua các giải pháp đã phân tích ở trên chúng ta thấy rằng, mỗi giải pháp đều có các ưu điểm nhất định, song xét cả về khía cạnh kỹ thuật cũng như kinh tế, ta thấy rằng giải pháp OPEN mà hãng Alcatel đưa ra là tương đối phù hợp với thực trạng cũng như định hướng phát triển mạng viễn thơng của Việt nam. Vì thế trong đề tài này tơi chọn giải pháp mạng OPEN của Alcatel làm sở cứ để đưa ra phương án xây dựng phòng thử nghiệm NGN (NGN TestLab).
3.2 Tổng quan hệ thống TESTLAB [8]
3.2.1 Cấu trúc chung của hệ thống thiết bị mạng TESTLAB
Các thiết bị của NGN TestLab được lựa chọn trong giải pháp mạng của Alcatel được trình bày trong hình 3.6.
Hình3.6: Cấu trúc tổng quát của NGN TESTLAB
Cấu trúc mạng thực tế của Testlab được trình bày bao gồm các thành phần chính của một kiến trúc mạng NGN cơ bản (Hình 3.7) như sau:
• Lớp ứng dụng/ dịch vụ: Dựa trên nền dịch vụ mở OSP, có khả năng
cung cấp các ứng dụng mạng thơng minh truyền thống trên NGN và các ứng
dụng Multimedia.
• Lớp điều khiển: Các chuyển mạch mềm được thực hiện bởi A 1000 và
A5020. A 1000 đóng vai trị Bộ điều khiển Media Gateway, điều khiển các Media Gateway bằng giao thức H.248. Softswitch A5020 đóng vai trị của
Alcatel 1000 Softswitch 7510 7750 SR-1 FE/ GE IMT IMT ISUP H.248 ISUP 5020 SS IP FE ISUP LEX (other vendor) SIP 7510 SIP IN CS1 LEX (other vendor) 2 CSN 2 GW Audiocode 7505 H.323 SIP HiQ 9200 (Siemens) BICC FE/ GE IMT FE RadVision MCU IMT CSN Alcatel Softswitch Multimedia ASAM Alcatel OSP (MMAS and IN)
H.323 Gatekeeper, SIP server và thực hiện việc interworking H.323-SIP.
Softswitch này kết hợp với các Server ứng dụng để cung cấp các dịch vụ.
Hình 3.7 Mơ hình thiết bị của NGN TestLab
• Lớp truyền tải (IP/MPLS): Do các bộ định tuyến dịch vụ 7750 SR-1
của Alcatel thực hiện.
Các MediaGateway 7510 MG và 7505 MG thực hiện chức năng chuyển đổi các gói và các luồng số liệu giữa các mạng khác nhau. Bên cạnh đó có sử dụng các Gateway của audiocde để thực hiện các ứng dụng NGN Class 5.
• Lớp truy nhập: Truy nhập băng rộng (DSL) được cung cấp bởi thiết bị
DSLAM ASAM 7300. Truy nhập băng hẹp class 5 thông qua các bộ tập trung thuê bao (CSN) của Alcatel. Các CSN này được kết nối trực tiếp vào tổng đài E10 hoặc được kết nối vào NGN thông qua các Media Gateway.
• Lớp quản lý: Quản lý toàn bộ các lớp trong NGN TestLab được thực
hiện thông qua một OMC-P 5620 SAM của Alcatel và các PC Workstations. Hệ thống này giúp cho việc quản lý Router, cung cấp dịch vụ và sửa lỗi rất hiệu quả.
3.2.2 Các giao diện/giao thức được sử dụng
Một đặc điểm của mạng NGN là sự phân thành các lớp và sự tách biệt chức năng điều khiển với chức năng chuyển mạch và định tuyến cuộc gọi. Do đó dẫn đến trong mạng NGN tồn tại rất nhiều giao thức và giao diện. Mạng NGN TestLab sử dụng nhiều giao thức trong số đó.
Các giao thức chủ yếu được sử dụng trong NGN TestLab là: Giao thức MEGACO/H248
Chuyển mạch mềm A 1000 thực hiện điều khiển các MediaGateWay qua giao thức H.248/MEGACO, giao thức này hỗ trợ cho các mạng gói IP, ATM. Trong các phiên bản sau của SoftSwitch, giao thức MGCP sẽ được cập nhật.
ISUP V3 + Các tùy chọn quốc gia
Được chuyển mạch mềm A 1000 sử dụng để điều khiển các cuộc gọi transit/vào/ ra. Chuyển mạch mềm A 1000 sử dụng các trung kế TDM để kết nối tới chuyển mạch hoặc để kết nối tới MG.
BICC –CS1/CS2
BICC-CS1 cho phép chuyển mạch mềm A1000 để điều khiển các cuộc gọi vào/ra sử dụng kết hợp với các cổng VoATM.
BICC-CS2 cho phép chuyển mạch mềm A1000 điều khiển cuộc gọi thông qua các cổng mở rộng (VoIP hoặc VoATM).
CSN hoặc giao thức điều khiển V5.2 hoặc giao thức điều khiển Q.931