1. Cấu trỳc và tổ chức mạng thế hệ sau
Bắt nguồn từ sự phỏt triển của cụng nghệ thụng tin, cụng nghệ chuyển mạch gúi và cụng nghệ truyền dẫn băng rộng, mạng thụng tin thế hệ sau cú hạ tầng thụng tin duy nhất dựa trờn cụng nghệ chuyển mạch gúi, triển khai cỏc dịch vụ một cỏch đa dạng và nhanh chúng, đỏp ứng sự hội tụ giữa thoại và số liệu, giữa cố định và di động. Mạng thế hệ sau được tổ chức xõy dựng theo nguyờn tắc và cấu trỳc như sau:
1.1. Nguyờn tắc tổ chức mạng thế hệ sau
Mạng thế hệ sau được tổ chức dựa trờn cỏc nguyờn tắc cơ bản sau đõy:
- 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 và bảo dưỡng.
- Dễ dàng mở rộng dung lượng, phỏt triển cỏc dịch vụ mới. - Độ linh hoạt và tớnh sẵn sàng cao, năng lực tồn tại mạnh
- 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.
Cỏc nhu cầu cung cấp cỏc dịch vụ viễn thụng hiện nay và cỏc loại dịch vụ viễn thụng thế hệ mới được chia thành cỏc nhúm bao gồm:
- Cỏc dịch vụ cơ bản
- Cỏc dịch vụ giỏ trị gia tăng
- Cỏc dịch vụ truyền số liệu, Internet và cụng nghệ thụng tin - Đa phương tiện
Xu hướng tổ chức mạng cú cấu trỳc đơn giản, giảm số cấp chuyển mạch và chuyển tiếp truyền dẫn nhằm nõng cao hiệu quả sử dụng, chất lượng mạng lưới và giảm thiểu chi phớ khai thỏc và bảo dưỡng.
Trờn cơ sở nguyờn tắc tổ chức như vậy, cỏc phương thức xõy dựng, phỏt triển mạng thế hệ sau cú thể chia thành hai khuynh hướng như sau:
* Phỏt triển cỏc dịch vụ mới trờn cơ sở mạng hiện tại tiến tới phỏt triển mạng thế hệ sau.
Đõy là xu hướng đối với những nơi cú:
- Mạng viễn thụng đó và đang phỏt triển hiện đại hoỏ - Cỏc dịch vụ hiện tại đó phỏt triển trờn cơ sở mạng hiện cú - Cú cỏc nhu cầu phỏt triển cỏc dịch vụ mới.
Mạng thế hệ sau được phỏt triển theo nhu cầu dịch vụ trờn cơ sở mạng hiện tại.
*Xõy dựng mới mạng thế hệ sau
149
Cỏc dịch vụ phỏt triển tiếp theo của
mạng hiện tại
Cỏc dịch vụ phỏt triển tiếp theo của
mạng thế hệ sau Cỏc dịch vụ hiện nay của mạng hiện tại Sự phỏt triển mạng S ự p hỏ t t riể n d ịc h vụ
Hỡnh 5.4: Xu hướng phỏt triển mạng, dịch vụ theo hướng nõng cấp mạng hiện tại
Cỏc dịch vụ phỏt triển tiếp theo của
mạng thế hệ sau Cỏc dịch vụ hiện nay của mạng hiện tại Cỏc dịch vụ hiện nay của mạng thế hệ sau Sự phỏt triển mạng S ự p h ỏt tr iể n d ịc h v ụ
- Mạng thế hệ sau được xõy dựng với nhiệm vụ trước mắt là đảm bảo cỏc nhu cầu về dịch vụ mạng hiện nay.
- Tiến tới phỏt triển cỏc nhu cầu về dịch vụ mới.
- Cỏc dịch vụ mới được triển khai trờn mạng thế hệ sau.
Đõy là xu hướng phỏt triển của những nơi cú mạng viễn thụng chưa được hiện đại hoỏ, cỏc nhu cầu chủ yếu là cỏc dịch vụ viễn thụng cơ bản hiện tại, nhu cầu dịch vụ mới chưa cú nhiều. Con đường phỏt triển là xõy dựng mới tiến thẳng đến mạng thế hệ sau.
1.2. Cấu trỳc mạng thế hệ sau
Cho đến nay mạng thế hệ sau vẫn là xu hướng phỏt triển mới mẻ, chưa cú một khuyến nghị chớnh thức nào của ITU về cấu trỳc mạng thế hệ sau. Cỏc hóng cung cấp thiết bị đưa ra một số mụ hỡnh khỏc nhau. Cỏc diễn đàn, hiệp hội và tổ chức viễn thụng khỏc đang cố gắng để tiến tới những nguyờn tắc chung và những chuẩn chung cho mạng thế hệ sau. Nhỡn chung từ cỏc cỏc mụ hỡnh này, cấu trỳc mạng viễn thụng thế hệ sau (hỡnh 5.6) cú đặc điểm chung là bao gồm cỏc lớp chức năng sau:
- Lớp truy nhập - Lớp chuyển tải - Lớp điều khiển - Lớp quản lý Hỡnh 5.6: Cấu trỳc mạng thế hệ sau Trong đú: - Lớp truy nhập:
+ Vụ tuyến: Thụng tin di động, Vệ tinh, Truy nhập vụ tuyến cố định + Hữu tuyến: Cỏp đồng, Cỏp quang
- Lớp chuyển tải (core, transport): + Truyền dẫn: quang SDH, WDM. + Chuyển mạch: ATM/IP.
- Lớp điều khiển:
150
Lớp điều khiển (Control)
L ớ p q u ản l ý
Lớp chuyển tải (Transport / Core)
Hiện nay đang rất phức tạp, khả năng tương thớch giữa cỏc thiết bị của cỏc hóng là vấn đề cần quan tõm. Cỏc giao thức, giao diện, bỏo hiệu điều khiển kết nối rất đa dạng và cũn đang tiếp tục phỏt triển, chưa được chuẩn hoỏ nờn rất phức tạp. Cần cú thời gian theo dừi, xem xột và cần đặc biệt quan tõm đến tớnh tương thớch của cỏc loại giao diện, giao thức, bỏo hiệu… khi lựa chọn thiết bị mới.
- Lớp quản lý:
Hỡnh 5.7: Cấu trỳc mạng và dịch vụ thế hệ sau
Đõy là lớp đặc biệt xuyờn suốt cỏc lớp trờn.Cỏc chức năng quản lý được chỳ trọng: quản lý mạng , quản lý dịch vụ, quản lý kinh doanh
Xem xột từ gúc độ kinh doanh và cung cấp dịch vụ thỡ mụ hỡnh cấu trỳc mạng thế hệ sau cũn cú thờm lớp ứng dụng dịch vụ.Trong mụi trường phỏt triển cạnh tranh thỡ sẽ cú rất nhiều thành phần tham gia kinh doanh trong lớp ứng dụng dịch vụ. Như vậy, cấu trỳc mạng viễn thụng thế hệ sau bao gồm cỏc lớp chức năng sau: lớp truy nhập (Access), lớp chuyển tải (Transport/ Core), lớp điều khiển (Control), lớp ứng dụng dịch vụ (Application / Service), lớp quản lý (Management).
2. Cỏc cụng nghệ được ỏp dụng cho mạng thế hệ sau
2.1. Cỏc cụng nghệ ỏp dụng cho lớp mạng chuyển tải
Lớp mạng chuyển tải trong cấu trỳc mạng mới bao gồm cả truyền dẫn và chuyển mạch. Theo tài liệu từ cỏc hóng cung cấp thiết bị và thụng tin về tỡnh hỡnh phỏt triển mạng viễn thụng ở một số quốc gia thỡ cụng nghệ ỏp dụng cho lớp chuyển tải trong mạng thế hệ sau là:
- Cụng nghệ truyền dẫn quang SDH, WDM - Chuyển mạch ATM/IP; IP/MPLS
2.2. Cỏc cụng nghệ ỏp dụng cho lớp mạng truy nhập
+ Hữu tuyến (wire): cỏp đồng(xDSL), cỏp quang
151 L ớ p q u ản l ý
Lớp chuyển tải (Transport / Core)
Lớp truy nhập (Access)
Lớp ứng dụng/dịch vụ (application/service) Lớp điều khiển (Control)
+ Vụ tuyến (Wireless): thụng tin di động: cụng nghệ GSM hoặc CDMA, truy nhập vụ tuyến cố định, vệ tinh
2.3. Chuyển mạch nhón đa giao thức MPLS:
Chuyển mạch nhón đa giao thức MPLS cú vai trũ quan trọng trong mạng NGN. Việc hỡnh thành và phỏt triển cụng nghệ MPLS xuất phỏt từ nhu cầu thực tế và được cỏc nhà cụng nghiệp viễn thụng thỳc đẩy rất nhanh chúng. Đặc biệt sự thành cụng và nhanh chúng chiếm lĩnh thị trường cụng nghệ này cú được chủ yếu dựa vào việc tiờu chuẩn hoỏ cụng nghệ. Khỏi niệm chuyển mạch nhón xuất phỏt từ quỏ trỡnh nghiờn cứu hai thiết bị cơ bản trong mạng IP: tổng đài chuyển mạch và bộ định tuyến. Sau đõy giới thiệu một số khỏi niệm cơ bản về vấn đề này:
- Nhón (Label): Nhón là một thực thể cú độ dài ngắn và cố định khụng cú cấu trỳc
bờn trong. Nhón khụng trực tiếp mó hoỏ thụng tin của mào đầu lớp mạng như địa chỉ lớp mạng. Nhón được gỏn vào một gúi tin cụ thể sẽ đại diện cho một FEC (Forwarding Equivalence Classes - Nhúm chuyển tiếp tương đương) mà gúi tin đú được ấn định.
- Bộ định tuyến chuyển mạch nhón (LSR - Label Switch Router): là thiết bị định
tuyến hay chuyển mạch (Router hay Switch) sử dụng trong mạng MPLS để chuyển cỏc gúi tin bằng thủ tục phõn phối nhón. Cú một số loại LSR cơ bản như: LSR biờn, ATM-LSR, ATM-LSR biờn...
- Bộ định tuyến chuyển mạch nhón (LSR - Label Switch Router): là thiết bị định
tuyến hay chuyển mạch (Router hay Switch) sử dụng trong mạng MPLS để chuyển cỏc gúi tin bằng thủ tục phõn phối nhón. Cú một số loại LSR cơ bản như: LSR biờn, ATM-LSR, ATM-LSR biờn...
- Ấn định và phõn phối nhón: Trong mạng MPLS, quyết định để kết hợp một nhón L
cụ thể với một FEC F cụ thể là do LSR phớa trước thực hiện. LSR phớa trước sau khi kết hợp sẽ thụng bỏo với LSR phớa sau về sự kết hợp đú. Do vậy cỏc nhón được LSR phớa trước ấn định và cỏc kết hợp nhón được phõn phối theo hướng từ LSR phớa trước tới LSR phớa sau.
ATM-LS R M ảng điều khiển M P LS trong tổng đài M ảng số liệu A TM M a trận chuyển mạ ch A TM A TM-LS R M ảng điều khiển M P LS trong tổng đài M ảng số liệu A TM M a trận chuyển mạ ch AT M AT M-LS R biê n M ảng điều khiển M P LS A TM-LS R biê n M ảng điều khiển M P LS K ê nh ảo điều khiển M P LS (0/32)
Hỡnh 5.8 Cơ chế thiết lập kờnh ảo điều khiển MPLS
a. Tỡnh hỡnh triển khai:
Bảng 5.1 : Một số dự ỏn triển khai MPLS:
6- 2003 MASERGY triển khai dịch vụ thương mại VPLS
6- 2003 Kuehne & Nagel mở rộng dịch vụ IP VPN ký với Equant
6- 2003 AT&T thụng bỏo cung cấp dịch vụ mới cho cỏc khỏch hàng doanh nghiệp
6- 2003 BellSouth lựa chọn cụng nghệ của Lucent và Cisco để triển khai cỏc dịch vụ mới trờn nền hạ tầng NG-SONET
6- 2003 Dịch vụ giải phỏp kết nối đồng cấp giữa cỏc nhà khai thỏc truyền tải của Veraz's
được triển khai
5-2003 Norlight cung cấp dịch vụ IP VPN Any-to-Any
5-2003 Nhà khai thỏc dịch vụ của Litva Lithuanian Telecom triển khai mạng trục IP trờn
nền MPLS
5-2003 NTT Communications triển khai mạng dịch vụ Vivace trong mạng đa dịch vụ MPLS
5-2003 Equant ký hợp đồng khai thỏc IP VPN cú giỏ trị 5 năm với bộ phận IT của Electrolux
5-2003 Hóng tin BBC ký thoả thuận với Genesis Networks (SM) thiết lập mạng băng tần chuyển đổi giữa 5 thành phố
5-2003 Hóng Cox Communications triển khai cỏc thiết bị định tuyến thuộc họ T-của
Juniper trong mạng đường trục quốc gia IP
5-2003 BellSouth lựa chọn MPLS cho mạng dịch vụ
5-2003 MetroNet triển khai MPLS nhằm truyền tải cỏc dịch vụ VPN cao cấp trờn toàn quốc của Mexico
5-2003 BT thụng bỏo lựa chọn MPLS để mở rộng khả năng cung cấp cỏc dịch vụ ICT giữa cỏc doanh nghiệp tại Mỹ
5-2003 Acceris Communications lựa chọn MPLS cho giải phỏp nõng cấp mạng truyền số liệu
4- 2003 ICG triển khai MPLS trong mạng số liệu quốc gia
4- 2003 T-Systems Inc. thụng bỏo đó triển khai mở rộng phạm vi cung cấp dịch vụ IP MPLS sang Bắc Mỹ
4- 2003 NTT America bắt đầu cung cấp dịch vụ IP-VPN trờn nền MPLS tại Thỏi Lan
3-2003 BellSouth đưa vào khai thỏc dịch vụ mạng VPN
3-2003 Hóng Hanaro Telecom của Hàn Quốc lựa chọn CoSine's IPSX 9500 để tớch hợp
IPSec và Firewall với dịch vụ MPLS VPN
2-2003 Chiyoda-ku Hitotsubashi triển khai cỏc bộ định tuyến 12000 của Cisco trong mạng lừi 10 Gbit/s MPLS
2-2003 Nortel Networks xõy dựng mạng trục đa dịch vụ cho China Netcom
1-2003 Connex triển khai cỏc thiết bị chuyển mạch đa dịch vụ của Nortel Networks trong mạng đường trục
1-2003 BELNET truyền tải cỏc ứng dụng Internet cao cấp bằng cỏc sản phẩm Alcatel IP/MPLS
1-2003 KT Corporation lựa chọn CoSine's IPSX 9500 để tăng cường cỏc dịch vụ thế hệ sau IP VPN
11-2002 Cellcom triển khai cỏc router M10 của Juniper Networks cho mạng IP/MPLS tại Israel
11-2002 NTT America thụng bỏo đó hồn thành việc lắp đặt giải phỏp mạng MPLS cho hóng Allied Telesyn Group
10-2002 China Telecom lựa chọn giải phỏp mạng trục đa dịch vụ MPLS của Nortel Networks
Nguồn: MPLS-World. - http:\\www.mplsworld.com b. Xu hướng phỏt triển:
Cỏc nhà sản xuất thiết bị hướng tới mạng viễn thụng truyền thống khụng cú nhiều nghiờn cứu về MPLS mà chủ yếu bằng cỏch mua lại hay sỏp nhập cỏc cụng ty nhỏ hơn (như Ericsson với Juniper, Lucent Tech. với Ascend, Alcatel với NewBridge, Siemens với Unisphere...) chuyờn về thiết bị mạng. Cú thể nhận thấy tất cả cỏc nhà sản xuất thiết bị đều rất quan tõm đến MPLS và phỏt triển cỏc sản phẩm MPLS. Do cú sự hội nhập và xu hướng hũa đồng giữa thiết bị chuyển mạch và cỏc thiết bị định tuyến nờn xu hướng phỏt triển cỏc sản phẩm MPLS là tất yếu và đang diễn ra rất mạnh. Quỏ trỡnh hỡnh thành và ra đời của cỏc tiờu chuẩn cú thời gian ngắn, cỏc tiờu chuẩn được cỏc nhà sản xuất thiết bị liờn tục đúng gúp, cập nhật và sửa đổi cho phự hợp với thực tế.
Sự lựa chọn MPLS hiện nay đang được coi là sự lựa chọn đỳng đắn cho tất cả cỏc nhà khai thỏc, từ nhà khai thỏc độc quyền trước đõy đến những nhà khai thỏc mới xuất hiện. Tuy nhiờn nguyờn tắc hoạt động, tổ chức, cỏc giao thức cú thể phỏt triển để ứng dụng cho cỏc cụng nghệ sau này mà hiện nay đó được xỏc định đú là GMPLS – Generalized Multiprotocol Label Switching.
GMPLS là giai đoạn phỏt triển nõng cao của MPLS, nú cung cấp mảng điều khiển chung dựa trờn cơ sở IP cho tất cả cỏc lớp; sử dụng phương thức chuyển mạch
gúi (bộ định tuyến và chuyển mạch), chuyển mạch kờnh (SDH ADM), chuyển mạch bước súng và chuyển mạch cổng vật lý (chuyển mạch quang). GMPLS cho phộp tận dụng những kinh nghiệm trong khai thỏc, hoạt động của MPLS. Mảng điều khiển GMPLS trờn cơ sở tiờu chuẩn mở cho phộp cỏc nhà khai thỏc lựa chọn thiết bị từ cỏc nhà cung cấp khỏc nhau. Hơn nữa, GMPLS cho phộp cỏc nhà cung cấp dịch vụ tạo ra độ mềm dẻo hơn trong thiết kế mạng. Mặc dự tiến trỡnh tiờu chuẩn hoỏ GMPLS được thực hiện rất nhanh và cỏc đặc tớnh cơ bản nhất đó được định nghĩa nhưng vẫn cũn nhiều việc đang được tiến hành. Khú khăn lớn nhất hiện nay là vấn đề định nghĩa sử dụng cỏc tham số cơ bản như thế nào để tớch hợp đặc điểm riờng và đặc tớnh của từng lớp.
III. CễNG NGHỆ CHUYỂN MẠCH GểI
Cú nhiều cụng nghệ chuyển mạch gúi, chẳng hạn X.25, Frame Relay, ATM..., chỳng ta sẽ lần lượt xem xột cỏc cụng nghệ này.
1. Cụng nghệ chuyển mạch gúi X.25
X.25 được thiết kế để sử dụng qua cỏc PDN. Chồng giao thức X.25 cung cấp truyền thụng giữa giữa hai mạng cục bộ trờn mạng diện rộng bằng cỏch sử dụng cỏc thiết bị đầu cuối dữ liệu (DTE - Data Terminal Equipment) và thiết bị cuối kờnh dữ liệu DCE (Data Circuit-terminating Equipment).
Do cỏc mạng X.25 được phỏt triển khi mạng điện thoại chưa hoàn toàn được tin cậy, nờn X.25 thực hiện chức năng kiểm tra và sửa lỗi. Chớnh vỡ lý do này,tốc độ cỏc mạng X.25 chậm đi và chỉ đạt tới tốc độ xấp xỉ 64Kb/s.
Cỏc mạng X.25 cung cấp cỏc kết nối khụng lỗi, đỏng tin cậy, tuy nhiờn chỳng ngày càng ớt phổ biến do sự phỏt triển của Frame Relay và ATM.
2. Cụng nghệ chuyển mạch gúi chuyển tiếp khung (Frame Relay)
Frame Relay ra đời sau X.25. Đõy là giao thức mạng diện rộng tầng 2, cung cấp cỏc kết nối tốc độ cao giữa cỏc thiết bị DTE (chẳng hạn cầu nối hoặc Router). Frame Relay nhanh hơn X.25 do loại bỏ chức năng điều khiển và sửa lỗi, cỏc chức năng đú làm giảm khả năng chuyển gúi của X.25. Cỏc kết nối Frame Relay cú thể hoạt động ở tốc độ khoảng 56Kb/s tới 1.544Mb/s.
Frame Relay sử dụng cỏc kờnh ảo thường trực cho cỏc tỏc vụ truyền thụng giữa cỏc điểm trờn mạng diện rộng. Cỏc kờnh ảo này được nhận biết bởi một số hiệu nhận 155
dạng kết nối liờn kết dữ liệu (DLCI – Data Link Connection Identifier), một giỏ trị do nhà cung cấp dịch vụ Frame Relay cung cấp. Do nhiều kờnh ảo cú thể tồn tại trờn một giao diện Frame Relay nờn DLCI dành cho một kờnh ảo cụ thể cú thể được sử dụng làm tham chiếu để đảm bảo cỏc gúi tin được chuyển đỳng đớch. Điều này được