Băng thông tối đa cho phép triển khai trên mạng trục trong giai đoạn hiện nay nhƣ sau: Tuyến Hà Nội - TP.HCM - Đà Nẵng khoảng vài trục luồng E1 (10 – 30 E1). Giải pháp mạng tích hợp phải giải trình chi tiết băng thông tối thiểu cần thiết trên mạng trục, số cổng và loại giao tiếp cùng các chuẩn cần thiết để đấu nối với các hệ thống dịch vụ và đảm bảo chất lƣợng các dịch vụ nêu trên. Giải pháp cần đánh giá đƣợc yêu cầu băng thông tối thiểu thấp nhất mà chất lƣợng dịch vụ đáp ứng yêu cầu. Đồng thời cũng đánh giá các thiết bị tích hợp mạng trục có khả năng hỗ trợ vƣợt trội nxE1 (trong giới hạn băng thông các tuyến trục có khả năng sử dụng nhƣ đã nêu ở trên) và nâng cấp lên STM1/4/16 khi ngành Ban Ngành có mạng cáp quang riêng.
Băng thông trên các tuyến nhánh: (từ trung tâm vùng tới các tỉnh, thành phố). Trƣớc mắt cố gắng khai thác tốt 01E1 hoặc nâng cấp lên 02 E1. Các thiết bị tích hợp phải hỗ trợ để mở rộng băng thông tuyến nhánh lên 4xE1, và đƣợc đánh giá tốt nếu hỗ trợ sẵn sàng để
81
nâng cấp lên STM1/4/16 khi ngành Ban Ngành có mạng cáp quang riêng.
3.2.6 Quản lý chất lượng dịch vụ (QoS)
Đây là một trong các chỉ tiêu quan trọng của mạng tích hợp, cho phép Bộ Ban Ngành chia sẻ các dịch vụ một cách hợp lý trên mạng. Giải pháp cần phải đáp ứng tốt các yêu cầu sau:
Phải kiểm soát đƣợc băng thông, có cơ chế dự phòng và khắc phục tắc nghẽn băng thông hay lỗi trên đƣờng truyền, đảm bảo các dịch vụ triển khai trên mạng thông suốt, liên tục và đảm bảo chất lƣợng, đặc biệt là các dịch vụ thời gian thực nhƣ dịch vụ thoại và truyền hình.
Hệ thống phải có khả năng quản lý chất lƣợng dịch vụ, cấp phát băng thông động, dịch vụ dữ liệu phải có khả năng sử dụng toàn bộ các băng thông rỗi, nếu cần thiết và khi dịch vụ thoại, dịch vụ video sử dụng thì hệ thống phải tự động trả lại băng thông cho các dịch vụ này với chất lƣợng đảm bảo yêu cầu.
Giải pháp phải trình bày các biện pháp quản lý QoS trong điều kiện băng thông bị hạn chế hoặc tắc nghẽn nhằm đảm bảo hoạt động của các dịch vụ đƣợc ƣu tiên.
3.2.7 Khả năng phát triển mạng trong tương lai
Hệ thống phải hỗ trợ để Bộ Ban Ngành có thể nâng cấp, mở rộng mạng trên các mặt sau:
Đáp ứng yêu cầu hiện tại và hỗ trợ mở rộng luồng truyền dẫn các tuyến nhánh lên 2E1 và băng thông mạng trục Tuyến Hà Nội – TP.HCM - Đà Nẵng cỡ vài trục luồng E1 (40E1); hỗ trợ khả năng mở rộng lên STM1/4/16 (đối với tuyến trục) và STM1/4 (đối với tuyến nhánh) khi Bộ Ban Ngành có mạng truyền dẫn quang riêng. Có khả năng phát triển thêm trung tâm vùng mới có cấu hình tƣơng
đƣơng với các trung tâm vùng khác.
Mở rộng, nâng cấp hệ thống quản lý mạng.
82
3.3 Yêu cầu kỹ thuật của các thiết bị
3.3.1 Yêu cầu đối với các dịch vụ cung cấp
3.3.1.1 Dịch vụ thoại
Thiết đặt mức ƣu tiên cho dịch vụ thoại mức tốt nhất.
Đảm bảo mọi hoạt động bình thƣờng của hệ thống tổng đài điện thoại đang sử dụng báo hiệu R2 và C7.
Đảm bảo khả năng tự động thiết lập kết nối từ đầu đến cuối trong mạng đa dịch vụ để cung cấp băng thông và kết nối cho các PABX, PBX.
Hỗ trợ đầy đủ các chuẩn nén thoại G.711, G.726, G.728, G.729. Có khả năng mã hóa độc lập cho dữ liệu voice, modem và fax. Đảm bảo khả năng ép băng thông động (quản lý tắc nghẽn). Tự
động giảm tốc độ (giảm băng thông bị chiếm trên đƣờng truyền) của các cuộc gọi khi mạng bị nghẽn.
Cung cấp khả năng tiết kiệm băng thông bằng cách sử dụng tính năng triệt khoảng lặng (SAD).
Hỗ trợ tính năng nén khoảng lặng.
Đảm bảo khả năng khử tiếng vọng trên tất cả các kênh.
Hỗ trợ khả năng chuyển đổi từ A-Law (international) tới -Law (Nort AmeriBNn).
Cung cấp khả năng cấu hình bộ đệm đầu ra. Hỗ trợ tính năng điểu chỉnh loss/gain.
Hỗ trợ tính năng nhận biết tín hiệu Fax và Modem.
Về vấn đề định tuyến thoại: Cung cấp các tính năng định tuyến cho thoại bao gồm: Khả năng thiết lập đƣờng dẫn cung cấp đủ băng thông cần thiết cho cuộc thoại, khả năng định tuyến lại đƣờng dẫn khi không đủ băng thông, khả năng định tuyến lại đƣờng dẫn khi đƣờng dẫn không kết nối đƣợc và khả năng tối ƣu hóa đƣờng dẫn. 3.3.1.2 Dịch vụ dữ liệu
- Đảm bảo khả năng định tuyến theo các giao thức đang sử dụng (RIP, OSPF,...) với phiên bản mới nhất.
83
- Hỗ trợ chất lƣợng cho các dịch vụ ở tầng ứng dụng (TCP/IP, H323...)
3.3.1.3 Dịch vụ truyền hình
Đảm bảo khả năng và tốc độ xử lý đáp ứng các chuẩn xử lý ảnh video 30fps và các chuẩn nén ảnh trên nền IP và trên các nền khác, hỗ trợ khả năng xử lý các giao thức H320, H321, H323,...
3.3.2 Yêu cầu chung về thiết bị
- Thiết bị có cấu trúc module, có khả năng dự phòng và hoạt động ổn định, tin cậy. Thiết bị hỗ trợ khả năng nâng cấp và mở rộng đáp ứng các yêu cầu tƣơng lai.
- Hỗ trợ các giao diện vật lý, dịch vụ và thủ tục kết nối theo chuẩn quốc tế (ITU-T, ATMF, FRF, ANSI, IETF,…) đảm bảo dễ dàng kết nối liên mạng trong nƣớc và quốc tế.
- Hỗ trợ đa dịch vụ, đa giao thức đáp ứng khả năng kết nối khi Bộ Ban Ngành phát triển mạng NGN hoàn chỉnh. Hỗ trợ QoS, CoS từ đầu cuối đến đầu cuối, đảm bảo chất lƣợng đối với các dịch vụ đặc thù phục vụ cho công tác ngành Ban Ngành nhƣ thoại, truyền hình, tra cứu cơ sở dữ liệu,...
3.4 Giải pháp di trú lên NGN cho mạng dùng riêng
Nhƣ đã phân tích trong chƣơng 2 của luận văn, yêu cầu đặt ra đối với các giải pháp di trú sang NGN là phải quan tâm giải quyết đến 3 vấn đề là: chất lƣợng dịch vụ (QoS), an ninh an toàn dữ liệu, đảm bảo hiệu quả trong đầu tƣ. Nhƣ vậy, công nghệ chuyển mạch nền tảng nhƣ ATM, IP/MPLS và chủ yếu đƣợc áp dụng cho mạng lõi và việc lựa chọn này sẽ ảnh hƣởng trực tiếp đến QoS của mạng NGN.
Sự ra đời của MPLS là một bƣớc tiến quan trọng trong mạng IP trong việc cung cấp QoS cũng nhƣ vấn đề về an ninh, an toàn dữ liệu, và đặc biệt là việc triển khai VPN qua MPLS. Mặt khác, MPLS cũng hỗ trợ trên mạng ATM.
Với hai công nghệ ATM và IP/MPLS, việc đánh giá công nghệ nào tốt hơn công nghệ nào quả là một vấn đề rất khó. Song xu hƣớng hiện nay là hợp nhất các mạng cũng nhƣ tích hợp các dịch vụ trên một mạng gói thống nhất và tất yếu trên nền mạng gói IP.
Để có giải pháp di trú hợp lý chúng ta cần phải xem xét 3 yếu tố chính, đó là:
84 - Đảm bảo QoS
- An ninh an toàn dữ liệu
- Đảm bảo hiệu quả trong đầu tƣ
3.4.1 Giải pháp di trú lên NGN với Công nghệ chuyển mạch ATM
Ngày nay, ATM chủ yếu đƣợc sử dụng trong mạng viễn thông (thoại) áp dụng trong mạng trục Backbone và mở rộng vùng truy nhập cục bộ. Các loại lƣu lƣợng gắn liền với ATM luôn đƣợc chú ý đến chất lƣợng dịch vụ.
Hiện nay giá thuê các luồng E1 là rất cao, trong khi đó để triển khai MPLS tối thiểu băng thông cần thiết để đảm bảo QoS là luồng STM-1 (theo khuyến nghị của các hãng cung cấp giải pháp MPLS). Nhƣng hiện tại các Bộ Ban Ngành thƣờng thuê đƣợc rất ít các luồng E1, một số Bộ ngành lớn có thể có vài trục luồng E1 (Bộ Công An) cho đƣờng trục chính. Với số lƣợng các luồng E1 ít nhƣ vậy sẽ không thích hợp cho việc triển khai MPLS. Giải pháp tốt nhất cho giai đoạn hiện nay là sử dụng công nghệ chuyển mạch ATM để đảm bảo QoS.
Giá thành cho việc triển khai ATM cho mạng trục chính hiện nay cao gấp 3 lần so với MPLS (theo tính toán của các hãng cung cấp thiết bị). Nhƣng nếu chúng ta sử dụng MPLS thì chúng ta phải thuê đƣờng STM-1 trở lên, và nhƣ vậy kinh phí thuê đƣờng truyền này trong một năm có thể bằng việc đầu tƣ ATM ban đầu cho mạng đƣờng trục.
Mặt khác, với các thiết bị mạng thì thời gian khấu hao của chúng khoảng 5 năm trở lên và giải pháp này là giải pháp hiệu quả nhất trong giai đoạn hiện nay. Trong giai đoạn tiếp theo khi mà giá thành của các luồng STM-1 giảm đáng kể thì giải pháp MPLS là giải pháp thích hợp. Với giải pháp ATM thì dung lƣợng của hệ thống không lớn song chúng đảm bảo QoS và đặc biệt với các ứng dụng thời gian thực.
3.4.1.1 Giải pháp ATM trong mạng trục của các Bộ Ban Ngành
Hiện nay mỗi Bộ Ngành có nhu cầu về dịch vụ khác nhau, một số Bộ Ngànhthì dịch vụ chủ yếu là dữ liệu, nhƣng có một số bộ lại yêu cầu một số dịch vụ thời gian thực với chất lƣợng cao. Đối với những Bộ Ngành cần những dịch vụ thời gian thực với QoS đảm bảo giải pháp sử dụng công nghệ chuyển mạch nền tảng ATM là giải pháp tốt nhất.
Trên cơ sở phân tích yêu cầu của Bộ Ngành, đề tài xin đề xuất giải pháp di trú lên NGN trên theo hƣớng công nghệ chuyển mạch nền tảng là ATM trong
85
mạng lõi và sử dụng thiết bị Passport của hãng Nortel. Giải pháp này sẽ đáp ứng tốt những yêu cầu về dịch vụ thời gian thực với chất lƣợng cao nhƣ thoại, Video, hình ảnh,…của các Bộ Ngành. Giải pháp này đƣợc chia làm các giai đoạn nhƣ sau:
- Gian đoạn 1: Đề tài đề xuất di trú lên NGN với mạng lõi và mạng liên tỉnh. Trong giai đoạn này do đƣờng truyền chủ yếu là các luồng E1 nên để đảm bảo QoS nên lựa chọn công nghệ chuyển mạch nền tảng là ATM.
- Giai đoạn 2: Từng bƣớc gói hoá mạng truy nhập, đồng thời nâng cấp mạng lõi với đƣờng truyền STM-1 cũng nhƣ chuyển đổi ATM sang MPLS.
- Giai đoạn 3: Thay thế các thiết bị của hệ thống cũ để tiến đến NGN hoàn chỉnh với công nghệ chuyển mạch nền tảng hoàn toàn IP/MPLS.
86
Hình 3.2: Mô hình kết nối mạng dùng riêng của Bộ Ngành
Giải pháp di trú trong giai đoạn đầu là sử dụng thiết bị của Nortel với dòng sản phẩm Passport 15000VSS và Passport 7440. Trong đó Passport 15000 dùng cho mạng lõi và Passport 7440 dùng cho mạng truy nhập, Communication server 2000 là thiết bị Softswitch và Universal Signaling Point làm cổng chuyển tiếp báo hiệu. Một số tính năng cơ bản trong giải pháp nhƣ sau:
a- Passport 15000 là thiết bị chuyển mạch đa dịch vụ, hiệu suất cao và
dung lƣợng lớn (40Gb/s), sử dụng cho lớp Core và có thể hoạt động với các hãng truyền thông khác. Trong giải pháp này Passport 15000 sẽ dần thay thế
87
Tandem/transit. Hệ thống Tandem/transit sẽ đƣợc sử dụng làm hệ thống dự phòng và chia sẻ tải thoại. Giải pháp này đảm bảo QoS trong trƣờng hợp mạng bị quá tải hoặc bị tắc nghẽn, với cơ chế điều khiển và chống tắc nghẽn trong công nghệ ATM. Passport 15000 có khả năng mềm dẻo, có thể tích hợp với các công nghệ khác nhƣ IP, Framerelay, MPLS, TDM, Thoại, video, xDSL, Wireless, SONET/SDH chỉ thêm các Module hỗ trợ này vào Passport. Đây chính là một giải pháp tin cậy và hiệu quả cho ứng dụng thoại qua gói (VoP). Hỗ trợ dịch vụ VPN lớp 2 và lớp 3. Đối với Data dựa vào sự phân loại gói tin, thiết lập CoS, khi tắc nghẽn sẽ ƣu tiên cho các gói tin có mức độ ƣu tiên cao hơn [12][13].
b. Passport 7440 là thiết bị chuyển mạch đa dịch vụ, đƣợc thiết kế cho
các nhà cung cấp dịch vụ và các doanh nghiệp. Passport 7440 thƣờng đƣợc sử dụng làm thiết bị chuyển mạch lớp biên. Sử dụng công nghệ chuyển mạch ATM và hỗ trợ các công nghệ chuyển mạch khác nhƣ IP, Framerelay, MPLS, TDM,…hỗ trợ VPN lớp 2 và lớp 3. Trong giải pháp này Passport 7440 đóng vai trò là một Media Gateway để kết nối với mạng PSTN. Passport 7440 cho phép kết nối mạng PSTN trực tiếp tới mạng gói. Khi lƣu lƣợng từ mạng IP vào mạng ATM, việc thiết lập kết nối giữa 2 mạng này sử dụng công nghệ IP over ATM dựa trên các Router ảo trên PassPort. Passport 7440 đƣợc thiết kế dƣới dạng Module và hỗ trợ tất cả các dịch vụ thoại và số liệu với QoS đảm bảo. Hỗ trợ các loại giao diện kết nối nhƣ Ethernet, Optical, ATM, và các luồng DS1/E1 đến OC-3/STM-1 dễ dàng nâng cấp khi cần[12][13].
c. Communication server 2000 là thiết bị Softswitch, nó bao gồm đặc
tính lớp 4 và lớp 5. Communication server 2000 đƣợc xây dựng trên cơ sở phần cứng và phần mềm mở. Hỗ trợ tất cả các giao thức VoP nhƣ H.248, H.323, MGCP, SIP, BICC. Hỗ trợ các loại kết nối có dây và không dây [14].
d. Universal Signaling Point (USP) là cổng chuyển tiếp báo hiệu giữa
mạng chuyển mạch kênh và mạng chuyển mạch gói. USP chuyển đổi một cách phù hợp với chuẩn giao thức báo hiệu Internet (IPS7) và cung cấp một cách trong suốt đến Softswitch [14].
Với giải pháp trên đảm bảo:
- Duy trì các kết nối giữa các tandem nhƣ hiện nay, cấu hình cho thoại có đi qua PassPort làm đƣờng dự phòng, hoặc cho chủ yếu qua PassPort, đƣờng nối các tandem chỉ là dự phòng.
88
- Đáp ứng đầy đủ để triển khai các dịch vụ DNS, E.mail, Web, FTP, Telnet,…
- Có cơ chế xác thực ngƣời dùng, đáp ứng tốt việc kiểm soát UserID, Password và IP Address invalid. Có cơ chế kiểm soát lƣu lƣợng IP nhƣ cảnh báo và ngăn chặn lƣu lƣợng IP lớn đến đột biến hoặc những địa chỉ không có thực đáng ngờ, ngăn chặn tấn công theo kiểu từ chối dịch vụ DoS, DDoS.
- Có khả năng ƣu tiên xử lý theo dịch vụ và ứng dụng, khả năng tổ chức VPN: dựa trên khả năng phân loại lớp 3/lớp 4, khả năng lọc IP, hỗ trợ 2 loại hình IP VPN dựa trên RFC2764 (tối ƣu với mạng lõi ATM) và RFC2547 (tối ƣu với mạng lõi MPLS)
- Có hệ quản trị mạng giúp cho việc vận hành đơn giản, hiệu quả, có thể quản lý từ xa và cấu hình điều khiển từ xa.
- Sử dụng hiệu quả hơn các thiết bị đang tồn tại trong mạng. Các Router lớp lõi cũ đƣợc sử dụng là Router kết nối với mạng LAN Campus.
3.4.2 Giải pháp di trú lên NGN với Công nghệ chuyển mạch MPLS
Hiện nay giải pháp di trú lên NGN với công nghệ chuyển mạch MPLS đang đƣợc quan tâm chú ý bởi chất lƣợng dịch vụ trên nền IP và đây là xu hƣớng tất yếu của hệ thống viễn thông toàn cầu. Song công nghệ này đã không có ƣu thế trong những mạng băng hẹp. Theo một số khuyến cáo thì MPLS chỉ nên áp dụng trong mạng với băng thông tối thiểu tƣơng ứng 01 luồng STM-1 thì mới đảm bảo QoS cho các dịch vụ thời gian thực.
Đối với một số Bộ Ngành mà nhu cầu về dịch vụ thời gian thực không lớn (nhƣ Bộ tài chính, Hệ thống ngân hàng) thì chúng ta có di trú lên NGN theo hƣớng chuyển mạch nền tảng là MPLS. Bởi vì hiện nay giá thuê các luồng STM-1 là rất cao và khó có Bộ Ngành nào có đủ tài chính duy trì những luồng này. Trong thời gian tới cƣớc thuê các đƣờng STM-1 sẽ giảm (Theo nhận định của các nhà cung cấp đƣờng truyền ở Việt Nam). Giải pháp với công nghệ nền tảng MPLS này cũng đƣợc thực hiện với các giai đoạn nhƣ sau:
- Giai đoạn 1: Xây dựng mạng lõi, thay thế Tandem/ Transit bằng chuyển mạch đa dịch vụ. Các tổng đài Tandem sẽ đƣợc sử dụng để làm