Do NGN đƣợc tiếp cận từ nhiều khía cạnh khác nhau, nên các mô hình cấu trúc mạng cũng đƣợc xây dựng trên nhiều quan điểm khác nhau. Dƣới đây sẽ khái quát một số hƣớng tiếp cận chính do các tổ chức viễn thông lớn của thế giới đƣa ra.
Mô hình NGN của ITU-T : Cấu trúc mạng thế hệ kế tiếp NGN nằm trong mô hình cấu trúc thông tin toàn cầu GII (Global Information Infrastructure) do ITU-T đƣa ra. Mô hình này gồm 3 lớp chức năng: (i) các chức năng ứng dụng, (ii) các chức năng trung gian (điều khiển dịch vụ, quản lý) và (iii) các chức năng cơ sở (chức năng mạng, chức năng lƣu trữ và xử lý, chức năng giao tiếp ngƣời-máy).
Hình 2.1: Các chức năng GII và mối quan hệ
Mô hình NGN của IETF: Tổ chức đặc nhiệm kỹ thuật internet IETF (Internet Engineering Task Force) quan niệm cấu trúc hạ tầng mạng thông tin toàn cầu cần có mạng truyền tải sử dụng giao thức IP với bất cứ công nghệ lớp nào. Nghĩa là IP cần có khả năng truyền tải kết hợp với các mạng truy nhập và đƣờng trục sử dụng các giao thức kết nối khác nhau. Đối với mạng truy nhập, IETF có IP trên mạng cáp và IP trên môi trƣờng vô tuyến. Đối với mạng đƣờng trục, IETF có hai giao thức chính là IP trên ATM và IP với giao thức điểm nối điểm PPP trên nền mạng phân cấp số đồng bộ SONET/SDH. IETF cũng là tổ chức đƣa ra nhiều tiêu chuẩn về chức năng
C¸cchøcn¨ngtrunggian GiaodiÖn ch-¬ng tr×nhøng dông GiaodiÖn ch-¬ng tr×nhc¬ së CÊu tróc C¸cchøcn¨ngøngdông C¸cchøcn¨ngc¬ së
CungcÊpdÞchvô xölývµ l-utr÷ th«ngtin ph©nt¸n C¸cchøc n¨ng giaotiÕp ng-êi–m¸y C¸cchøc n¨ng xölývµ l-utr÷ Chøc n¨ng ®iÒukhiÓn Chøc n¨ng truyÒnt¶i Chøcn¨ng®iÒukhiÓn Chøcn¨ngtruyÒnt¶i CungcÊp dÞchvô truyÒnth«ng chung TruyÒnth«ng vµ nèim¹ng th«ngtin C¸cchøcn¨ngtrunggian GiaodiÖn ch-¬ng tr×nhøng dông GiaodiÖn ch-¬ng tr×nhc¬ së CÊu tróc C¸cchøcn¨ngøngdông C¸cchøcn¨ngc¬ së
CungcÊpdÞchvô xölývµ l-utr÷ th«ngtin ph©nt¸n C¸cchøc n¨ng giaotiÕp ng-êi–m¸y C¸cchøc n¨ng xölývµ l-utr÷ Chøc n¨ng ®iÒukhiÓn Chøc n¨ng truyÒnt¶i Chøcn¨ng®iÒukhiÓn Chøcn¨ngtruyÒnt¶i CungcÊp dÞchvô truyÒnth«ng chung TruyÒnth«ng vµ nèim¹ng th«ngtin
chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS là sự kết hợp lai ghép giữa công nghệ IP và công nghệ ATM.
Mô hình NGN của 3GPP: Tổ chức dự án thành viên thế hệ thứ 3 3GPP (3rd Generation Partnership Project) và 3GPP2 tiếp cận NGN bằng giải pháp hội tụ giữa mạng cố định và mạng di động nhằm hỗ trợ truyền thông đa phƣơng tiện hội tụ giữa thoại, video, audio với dữ liệu và hội tụ truy nhập giữa 2G, 3G và 4G với mạng không dây. Phân hệ đa phƣơng tiện IP IMS (IP Multimedia Subsystem) là một kiến trúc chuẩn và có tính mở nhằm mục đích chuyển tiếp các dịch vụ đa phƣơng tiện qua các mạng di động và IP, sử dụng cùng một loại giao thức chuẩn cho cả các dịch vụ di động cũng nhƣ IP cố định. Đƣợc thiết kế dựa trên giao thức khởi tạo phiên SIP (Session Initiation Protocol), IMS định nghĩa các giao diện mặt bằng điều khiển chuẩn để tạo ra các ứng dụng mới. IMS phiên bản đầu tiên đƣợc thiết kế riêng cho mạng di động nhằm tìm cách triển khai các ứng dụng IP trên mạng di động thế hệ 3 (3G). Các phiên bản kế tiếp của IMS đã đƣợc định nghĩa độc lập với phần truy nhập. Thiết kế của IMS cho phép phối hợp hoạt động giữa các dịch vụ và ứng dụng IP cũng nhƣ giữa các thuê bao. IMS đặc biệt tối ƣu hoá cho các ứng dụng SIP và đa phƣơng tiện. Ngoài ra, IMS cho phép phát triển nhanh chóng và linh hoạt các dịch vụ mới, cùng với khả năng hội tụ cố định với di động. Phân hệ mạng lõi đa phƣơng tiện IP bao gồm tất cả các thành phần mạng lõi để cung cấp các dịch vụ đa phƣơng tiện IP. Các thành phần này liên quan đến mạng báo hiệu và mạng mang nhƣ đã xác định ở 3GPP TS 23.002 "Network Architecture". Dịch vụ đa phƣơng tiện IP đƣợc dựa trên khả năng điều khiển phiên, các mạng mang đa phƣơng tiện, các tiện ích của miền chuyển mạch gói do IETF xác định. Để các đầu cuối có thể truy nhập độc lập với vận hành và bảo dƣỡng qua mạng Internet, phân hệ đa phƣơng tiện IP đã cố gắng tƣơng thích với các chuẩn Internet do IETF đƣa ra.
Phân hệ mạng lõi đa phƣơng tiện IP cho phép các nhà vận hành mạng di động mặt đất PLMN (Public Landline Mobile Network) sẵn sàng phục vụ các dịch vụ đa phƣơng tiện cho khách hàng của họ bằng cách xây dựng các ứng dụng, dịch vụ với các giao thức Internet. Mục đích chính ở đây là để dịch vụ đƣợc phát triển bởi các
nhà khai thác mạng PLMN và các nhà cung cấp thứ ba khác. IMS cho phép truy nhập thoại, hình ảnh, video, bản tin, dữ liệu và web dựa trên các công nghệ cho ngƣời dùng đầu cuối không dây, và có thể phối hợp sự phát triển của Internet với sự phát triển của truyền thông di động. Hiện nay, IMS là sự lựa chọn tối ƣu cho việc phân phát dịch vụ hội tụ và đa phƣơng tiện, IMS cho phép cung cấp các dịch vụ IP trên cả mạng di động và cố định. Các khảo sát gần đây về ngành công nghiệp viễn thông đều cho thấy mối quan tâm đặc biệt đến mô hình kiến trúc này.
Mô hình NGN của ETSI: Quan điểm của Viện tiêu chuẩn viễn thông Châu âu và đặc biệt là nhóm tiêu chuẩn TISPAN (Telecommunications and Internet converged Services and Protocols for Advanced Networking) đã có nhiều đóng góp tích cực trong vấn đề chuẩn hóa NGN. TISPAN tập trung vào phần hội tụ mạng cố định và Internet và khởi phát một kế hoạch đơn giản để đáp ứng đƣợc những yêu cầu cấp thiết của thị trƣờng gồm: đảm bảo cung cấp tất cả các dịch vụ hỗ trợ bởi phân hệ đa phƣơng tiện IMS của 3GPP đến ngƣời sử dụng băng rộng và những dịch vụ IMS lựa chọn cho các khách hàng PSTN/ISDN kết nối đến NGN; cung cấp phần lớn dịch vụ PSTN/ISDN hiện có của một nhà khai thác mạng đến thiết bị và những giao diện kế thừa để hỗ trợ các kịch bản thay thế PSTN/ISDN; mở rộng IMS của 3GPP để bao trùm các vùng mà 3GPP không thể phủ đến đƣợc, đặc biệt là những dịch vụ nhƣ chặn cuộc gọi, cuộc gọi khẩn cấp, v.v.
Theo kiến trúc của TISPAN, mạng truy nhập đƣợc xem nhƣ là thành phần mạng giữa các thiết bị của khách hàng và là thành phần mạng đầu tiên để hỗ trợ những tƣơng tác điều khiển dịch vụ. Để phát triển tính độc lập mạng truy nhập và xúc tiến mô hình hội tụ FMC (Fixed Mobile Convergence), TISPAN đã chọn hỗ trợ các mạng truy nhập băng rộng cố định hiện thời và yêu cầu mạng truy nhập kết nối IP (IP-CAN) đƣợc hỗ trợ. Về cơ bản, kiến trúc mạng NGN của ETSI cũng gồm các lớp tƣơng tự nhƣ kiến trúc mạng NGN của ITU-T. Trong kiến trúc này, phân hệ đa phƣơng tiện IP nằm giữa và liên kết các lớp truyền tải (mạng truy nhập thông qua phân hệ điều khiển tài nguyên và mạng lõi) và lớp dịch vụ. Kiến trúc NGN tổng quan theo ETSI có các đặc điểm sau: kế thừa từ các mạng hiện có nhƣ PSTN, ISDN, Internet, PLMN...; xây dựng thêm các phân hệ và giao thức mới với mục đích bổ sung thêm các loại hình dịch vụ, cung cấp dịch vụ đa phƣơng tiện và hội tụ mạng (phân hệ IMS); mạng truyền tải đƣợc gói hóa hoàn toàn với công nghệ đƣợc sử dụng là IP.