2.3.1 Hiện trạng mạng VoIP và NGN
Mạng VoIP trục hiện nay được tích hợp với lưu lượng mạng IP trên mạng NGN của VNPT. Trong những năm gần đây, dịch vụ VoIP ngày càng phát triển và mở rộng, chiếm thị phần ngày càng lớn so với các dịch vụ thoại truyền thống đồng thời cũng thu hút nhiều nhà khai thác cung cấp dịch vụ. Tuy nhiên dung lượng mạng đường trục VoIP hiện thời chưa đáp ứng được nhu cầu phát triển của dịch vụ VoIP cả về băng thông, chủng loại dịch vụ lẫn chất lượng dịch vụ. Dự tính trong những năm tới, VoIP sẽ dần dần thay thế dịch vụ thoại cố định, do đó mạng trục VoIP sẽ phải tích hợp với IP cả về quy mô phát triển lẫn chất lượng dịch vụ cung cấp. Hiện tại, mạng VoIP xây dựng đạt mấy mục tiêu chính sau đây:
• Xây dựng cơ sở hạ tầng cho mạng NGN tuân theo định hướng cấu trúc mạng NGN của VNPT.
• Thiết lập một mạng điện thoại IP rộng khắp, linh hoạt có khả năng mở rộng cao
• Cung cấp các dịch vụ thoại IP đa dạng VoIP trả trước, VoIP trả sau, PC2PC, PC2phone… tới mọi đối tượng khách hàng.
• Hướng tới hạ tầng viễn thông có khả năng cung cấp đa dịch vụ xDSL, MPLS VPN, VoATM…
Mạng VoIP và NGN đã được triển khai với các giai đoạn như sau: Quy mô gia đoạn 1
Triển khai mạng lõi NGN gồm 03 nút (core Ip M160 của Siemens) tại Hà Nội, thành phố Hồ Chí Minh, Đà Nẵng. 03 core IP này kết nối với nhau bằng luồng STM1 trên cơ sở mạng đường trục quốc gia.
Triển khai lắp đặt 13 Edge Router tại 13 tỉnh thành phố:
• 02 tại Hà Nội và thành phố Hồ Chí Minh (ERX 1410 làm Edge Router, ERX 1410 làm BRAS trong dự án ADSL pha 1)
• 02 tại Đồng Nai, Bình Dương (ERX 1410 làm Edge Router, ERX 1410 làm BRAS trong dự án ADSL pha 1 tại mỗi tỉnh).
• 09 tại Hải Phòng, Quảng Ninh, Nghệ An, Huế, Đà Nẵng, Khánh Hoà, Vũng Tàu, Cần thơ và An Giang (tại mỗi tỉnh lắp 01 thiết bị ERX1410 thực hiện cả chức năng Edge Router pha 1 và BRAS trong dự anh ADSL)
Triển khai mạng điện thoại IP tại 11 địa phương chính là Hà Nội, Hải Phòng, Quảng Ninh, Nghệ An, Huế, Đà Nẵng, Khánh Hoà, Tp Hồ Chí Minh, Đồng Nai, Bình Dương, Vũng Tàu và Cần Thơ với tổng số 52E1 về các thiết bị MG.
• Border GateWay: bổ sung 03 border gateway kết nối mạng NGN và các mạng bên ngoài.
• Voice center: Mở rộng voice center tại Hà Nội và thành phố Hồ Chí Minh. • Hệ thống quản lý:
Bổ sung thiết bị quản lý NetM Craft Terminal để thuận tiện cho việc quản lý dòng thiết bị surpass và thiết bị quản lý cho các ERX mới.
• Core Router
Nâng cấp dung lượng kết nối giữa các Core Router M160 bằng các luồng STM16
• Edge Router: Đầu tư mới 11 Edge Router tại các tỉnh Hà Tây, Phú Thọ , Bắc Ninh, Thái Nguyên, Hải Dương, Nam Định, Gia Lai, Lâm Đồng, Tiền Giang, Vĩnh Long, Bạc Liêu. Tại mỗi tỉnh lắp 01 thiết bị ERX1410 thực hiện cả 2 chức năng Edge Router và BRAS. Mở rộng 13 Edge Router tại các tỉnh thành trong pha 1.
• Media GateWay: Đầu tư mới 22MG tại: Hà Nội, VTN, Hà Tây, Phú thọ, Bắc Ninh, Thái Nguyên, Hải Dương, Nam định, Lâm Đồng, Tiền Giang, Vĩnh Long, Bạc Liêu, An Giang. Mở rộng MG tại 9 tỉnh thành trong pha 1. Đầu tư mới/mở rộng 14.04 E1 kết nối với PSTN về MG.
Mạng trục backbone với 02 soft switch điều khiển, 03 core M160 tại 3 trung tâm 1,2,3 kết nối với nhau bởi các luồng 2.5G. Các Media Gateway vùng tại 23 tỉnh thành kết nối với các hướng tổng cộng 1425E1. Mạng NGN đã đưa vào sử dụng từ 01/07/2004, toàn bộ lưu lượng VoIP 171 và khoảng 20% lưu lượng PSTN, các dịch vụ Calling card 1719, 1900, 1800, VPN…đã khai thác qua NGN. Tuy nhiên do lưu lượng dịch vụ tăng cao và số cổng trung kế các MG đã hết nên từ tháng 11/1004 đã cho phép định tuyến tràn lưu lượng VoIP 171 tràn sang tổng đài Toll PSTN.
Mạng NGN sau pha 4
Hình 2.1 Cấu hình NGN sau Pha 4
Các Edge Router đã được triển khai tại 15 tỉnh miền Bắc, 8 tỉnh miền Trung và 14 tỉnh miền Nam. Các Edge Router hiện nay cung cấp cả dịch vụ VoIP và Internet băng rộng. Đồng thời các Router trục tại 3 trung tâm Hà nội, Đà Nẵng và thành phố Hồ Chí Minh đã được tích hợp cho cả mạng VoIP và mạng Internet của VDC.
2.3.2 Hiện trạng mạng Internet.
Số liệu hiện trạng mạng Internet đầu năm 2007 được thống kê sơ lược như sau: • Mạng truyền số liệu VietPac của VDC vẫn duy trì hoạt động như năm 2004, tuy
• Dịch vụ Frame Relay đã đưa vào khai thác trong nước và quốc tế, hiện đang khai thác với 06 đối tác quốc tế là NTT, Singtel, Reach, KDDI, VITC, CHT-I với tổng cộng dung lượng là 19,4Kb/s.
• Dung lượng kênh Internet đi quốc tế tổng cộng lên tới 7,5Gb/s
• Thuê bao ADSL phát triển mạnh, tính đến hết năm 2007 có 550.000 thuê bao Mega VNN.
Hình 2.2 Hiện trạng mạng truy nhập VNN
2.3.3 Đánh giá hiện trạng mạng IP
Hiện trạng mạng IP của VNPT có các đặc điểm như sau:
• Dung lượng TDM hiện chiếm khoảng 72%, dung lượng VoIP chiếm khoảng 28% nên giữa 2 mạng không thể dự phòng cho nhau.
• Soft Switch Hà Nội thực hiện tác nghiệp và quản lý các MG của khu vực 3 dẫn đến khó khăn cho khai thác thực tế…
• Mạng IP Core back bone chỉ có thiết bị Core Router tại các nút Hà Nội, Đà Nẵng và thành phố Hồ Chí Minh nên độ an toàn không cao. Tương tự độ an toàn không cao khi tại nút mạng chỉ có 1 Router biên kết nối với mạng trục. • Do địa bàn trải dài theo khu vực nên quản lý khó khăn khi chỉ có 1 hệ thống
NMS đặt tại Hà Nội để quản lý toàn bộ mạng IP.
Cùng với sự phát triển mạnh của các dịch vụ IP, mạng trục IP hiện nay đang trên đà phát triển rất nhanh cả về dung lượng lẫn chất lượng, phương thức, thủ tục. Hiện tại các Router/ Switch trục đã có mặt tại một số tỉnh, thành phố và trung tâm phát triển, tuy nhiên một số tỉnh khác việc phát triển Internet còn ít, quy mô manh mún, tạm thời. Mạng trục IP hiện thời cũng chưa đáp ứng được yêu cầu của người sử dụng, chất lượng và tốc độ còn hạn chế. Do đó nhu cầu phát triển của dịch vụ trong những năm tới cần phát triển đường trục IP đến tất cả các tỉnh. Với tốc độ phát triển các dịch vụ IP như hiện nay vấn đề quan tâm đầu tiên sẽ là dung lượng đường truyền. Do đó công tác dự báo cho các dịch vụ IP sẽ vô cùng quan trọng. Ngoài ra việc thiết kế mạng trục IP hợp lý, đảm bảo chất lượng dịch vụ cung cấp sẽ trở thành một bài toán cấp bách cần phải giải quyết. Vấn đề tiếp theo đối với mạng trục IP là nó sẽ phải tích hợp tất cả lưu lượng các loại dịch vụ của mạng khác trên nền IP. Do đó vấn đề quản
lý, điều khiển dịch vụ, phân chia các loại hình dịch vụ và chất lượng cũng phải được xem xét.
Kết luận chương
Dựa trên các số liệu thu thập được từ các đơn vị trong VNPT, với những đánh giá một cách toàn diện như trên, số liệu đưa ra sẽ là căn cứ để tính toán, dự báo nhu cầu lưu lượng để xây dựng và định cỡ mạng sau này. Tuy việc khảo sát và số liệu còn có phần hạn chế, xong đó là những số liệu thống kê trên toàn mạng. Từ đó tiến hành khảo sát cấu hình, dung lượng, công nghệ, tài nguyên sẵn có của mạng hiện thời và rút ra các đặc điểm, tồn tại, khả năng phát triển mạng của VNPT, làm dữ liệu tham khảo và sở cứ để quy hoạch mạng trong tương lai.
CHƯƠNG III
DỰ BÁO NHU CẦU LƯU LƯỢNG CHO MẠNG LIÊN TỈNH
3.1. Giới thiệu
Để phục vụ việc quy hoạch, định cỡ mạng logic cho các loại hình dịch vụ cũng như định cỡ mạng truyền dẫn, việc dự báo nhu cầu lưu lượng, phải đảm bảo tính đầy đủ và tính chính xác làm căn cứ cho việc định cỡ mạng. Trong chương này, sẽ đưa ra phương pháp tính lưu lượng cũng như số liệu dự báo về lưu lượng cho mạng truyền tải liên tỉnh cho các loại hình dịch vụ.
3.2 Dự báo lưư lượng PSTN 3.2.1 Phương pháp tính 3.2.1 Phương pháp tính
Lưu lượng thoại được tính theo đơn vị lưu lượng là Erlang. Lưu lượng thoại phụ thuộc vào độ dài trung bình mỗi cuộc gọi và tần suất gọi. Đối với mạng điện thoại thì độ dài cuộc gọi và khoảng cách giữa các cuộc gọi được phân bố theo hàm mũ âm với các gía trị trung bình là h và 1/λ (λ là tần suất gọi trung bình cho một thuê bao). Khi đó lưu lượng trung bình cho mỗi thuê bao sẽ được tính:
a = h* λ (3.1)
Lưu lượng trung bình trên mỗi thuê bao thường ít thay đổi đối với mỗi mạng điện thoại cố định. Lưu lượng trung bình a sẽ phụ thuộc nhiều vào giá thành dịch vụ, điề kiện kinh tế xã hội của mỗi người dân, cũng như các dịch vụ viễn thông khác… Lưu lượng trung bình có thể đo đạc được và đánh giá trực tiếp vầ các số liệu đo đạc về lưu lượng.
Lưu lượng tổng của mỗi vùng là lưu lượng tổng của tất cả các thuê bao trên vùng đó phát sinh ra. Lưu lượng tổng này sẽ tỉ lệ thuận với số thuê bao trong vùng và
được tính: Ai = a*Ni (3.2)
Trong đó: a- Lưu lượng trung bình trên mỗi thuê bao Ni- tổng số thuê bao của vùng i
Theo tính toán của JICA, thì lưu lượng trung bình cho một thuê bao sẽ là 0.08 Erl/sub. Tuy nhiên, đó là đánh giá cho những năm 1998 – 2000. Theo đánh giá đến năm 2010, cùng với sự ra đời của nhiều loại hình dịch vụ viễn thông khác khiến giá cả cạnh tranh và giảm mạnh, hơn nữa nhu cầu giao tiếp ngày càng tăng, dự báo đến năm 2010, lưu lượng trung bình sẽ là 0,1Erl/sub.
3.2.2 Tính toán ma trận lưu lượng
Tổng lưu lượng thoại phát sinh sẽ được phân bổ thành các thành phần lưu lượng: nội hạt, nội tỉnh, liên tỉnh, quốc tế. Ma trận lưu lượng sẽ chỉ quan tâm đến thành phần liên tỉnh và quốc tế
Tổng lưu lượng quốc tế được tính: Aiq = Ai*rq (3.3)
Tổng lưu lượng liên tỉnh được tính: Ail = Ai* rl (3.4)
Trong đó: Aiq, Ail là lưu lượng quốc tế, liên tỉnh tại vùng i và rq, rl là tỉ lệ lưu lượng quốc tế, liên tỉnh.
Theo tính toán của JICA, thì hiện tại tỉ lệ liên tỉnh vào klhoảng 14%, và tỉ lệ quốc tế khoảng gần 2%. Tuy nhiên đế năm 2010, cùng với sự ra đời của nhiều loại hình dịch vụ viễn thông đường dài giá rẻ khác như VoIP, Internet phone, di động…tỉ lệ
gọi liên tỉnh quốc tế ngày càng giảm. Hiện tại với các tỉnh có VoIP thì lưu lượng VoIP đã chiếm tới hơn 50% lưu lượng đường dài. Với định hướng tới năm 2010 dự báo tỉ lệ lưu lượng liên tỉnh chỉ đạt khoảng 5% và tỉ lệ lưu lượng quốc tế chỉ khoảng 0.5%.
Khi tổng lưu lượng liên tỉnh, quốc tế cho từng tỉnh đã được tính toán thì ma trận lưu lượng thoại sẽ được tính toán theo như trên. Ma trận lưu lượng này cần được chuyển đổi sang kbps. Để chuyển đổi chính xác thì công thức Erlang Bsẽ được dùng để tính số kênh cần thiết cho mỗi đường kết nối. Băng thông tổng sẽ được tính bằng số đường kết nối nhân với tốc độ mã hó kênh:
Aij_k = Kij*cr (3.5)
Trong đó: Aij_k là lưu lượng giữa vùng I và j theo đơn vị kbps Kij_k là số kênh cần thiết từ vùng I tới vùng j
Cr là tốc độ mã hóa kênh truyền
Đối với dịch vụ thoại, lưu lượng Aij_k thường lớn, vì thế có thể lấy gần đúng:
Aij = Kij (3.6)
Trong đó Aij là lưu lượng giưã vùng I và vùng j tính theo đơn vị Erlang được tính ở trên. Đối với dịch vụ thoại thì tốc độ mã hóa sẽ là 64kbps. Vì thế lưu lượng giữa vùng I và j theo đơn vị kbps sẽ được tính:
Aij_k = Aij *64 (64kbps) (3.7)
Kết quả dự báo lưu lượng thoại cho thấy: Các địa phương lớn như thành phố Hồ Chí Minh có lưu lượng lớn nhất là 650Mbps, gần gấp đôi so với Hà Nội (338Mbps). Các địa phương lớn như Hải Phòng, An Giang có lưu lượng khoàng 100Mbps. Các tỉnh còn lại tổng lưu lượng đều dưới 90Mbps, và thấp nhất là các tỉnh như Cao Bằng, Bắc Kạn, Hà Giang, Lai Châu với tổng lưu lượng không quá 5Mbps.
3.3 Dự báo lưu lượng VoIP 3.3.1 Phương pháp tính 3.3.1 Phương pháp tính
VoIP thực chất là lưu lượng thoại qua Internet. Nhu cầu về VoIP liên quan trực tiếp đến nhu cầu điện thoại đường dài. Việc dự baó nhu cầu VoIP đã đưa ra kết quả theo đơn vị phút cuộc gọi cho thời gian cả năm. Tuy nhiên lưu lượng cần được tính toán để phản ánh giá trị tức thời, để từ đó có phương án thuê kênh, lắp đặt đường truyền hợp lý.
Phương pháp chuyển đổi từ lưu lượng VoIP từ đơn vị phút/ năm sang đơn vị kbps như sau : Giả sử rằng, nhu cầu VoIP cũng sẽ phân bố như nhu cầu thoại, tức là được thể hiện bằng tham số tổng lưu lượng trung bình (đơn vị Erlang), Avoip. Như thế trong một phút sẽ có Avoip phút liwn lạc VoIP. Vì trong một ngày không phải lúc nào cũng sử dụng VoIP, vì thế giờ cao điểm (có lưu lượng trung bình Avoip) chỉ là một số giờ trong ngày. Giả sử số giờ cao điểm trong ngày là tc. Khi đó số phút gọi VoIP
được tính : Ap = 365*tc*3600*Avoip (3.8)
Trong đó : 365 là số ngày trong năm
Tc là số giờ cao điểm trong ngày 60 là số phút trong một giờ
Avoip là số phút gọi VoIP trong một phút.
Từ đó có thể tính được tổng lưu lượng VoIP theo đơn vị Erlang :
Avoip = Ap/(365*tc*60) (3.9)
Số giờ cao điểm trong ngày thường được lấy gần bằng số giờ hành chính, suy ra tc= 6. Khi tổng lưu lượng VoIP liên tỉnh, quốc tế cho từng tỉnh đã được tính toán thì ma trận lưu lượng VoIP sẽ được tính toán theo như phần trên. Ma trận lưu lượng này cần được chuyển đổi sang đơn vị kbps. Để chuyển đổi mật cách chính xác thì công
thức Erlang B sẽ được dùng để tính số kênh cần thiết cho mối đường kết nối. Băng thông tổng sẽ được tính bằng số đường kết nối nhân với tốc độ mã hóa kênh.
Aij_k = Kij*cr (3.10)
Trong đó : Aij_k là lưu lượng giữa vùng i và vùng j theo kbps Kij_k là số kênh cần thiết từ vùng i tới vùng j Cr là tốc độ mã hóa kênh truyền
Đối với dịch vụ thoại, VoIP, lưu lượng Aij_k thường lớn, vì thế có thể lấy gần đúng Aij = Kij và được coi là lưu lượng giữa vùng i và vùng j theo đơn vị Erlang được tính ở trên
Đối với duịch vụ VoIP thì tốc độ mã hóa kênh sẽ là 16kbps, vì thế lưu lượng giữa vùng i và vùng j theo đơn vị kbps sẽ được tính : Aij_k = Aij*16 (kbps)
3.3.2 Kết quả tính lưu lượng
Theo phương pháp tính ở trên, trên cả nước thì thành phố Hồ Chí Minh vẫn có lưu lượng VoIP lớn nhất với tổng lưu lượng dự kiến đạt 212Mbps, gần gấp đôi so với Hà Nội với lưu lượng dự kiến đạt 113Mbps vào năm 2010. Các địa phương như Tây Ninh, Khánh Hòa, Hải Phòng có lưu lượng khoảng 30 – 40 Mbps. Các tỉnh còn lại tổng lưu lượng đều dưới 20Mbps và thấp nhất là các tỉnh như Bắc Kạn, Lai Châu, Cao Bằng, Hà Giang với tổng lưu lượng liên tỉnh khoảng 1Mbps.
Lưu lượng VoIP quốc tế cũng thấp, thấp nhất vẫn là các tỉnh Lai Châu, Bắc Kạn,